先進(jìn)制造類專業(yè)群數(shù)字孿生建設(shè)模式創(chuàng)新研究

摘 "要：該文基于智能網(wǎng)聯(lián)數(shù)字技術(shù)，將先進(jìn)制造專業(yè)群各專業(yè)離散型實(shí)踐中心教儀進(jìn)行數(shù)字孿生，實(shí)現(xiàn)專業(yè)群各數(shù)字資源的重構(gòu)、整合、聯(lián)接和集成，打通專業(yè)群中各專業(yè)物理壁壘，實(shí)現(xiàn)專業(yè)群教儀數(shù)據(jù)和資源共建、共管、共用和共享，促進(jìn)專業(yè)群教學(xué)模式的改革，實(shí)現(xiàn)教學(xué)管理、教學(xué)過程、教學(xué)評(píng)價(jià)的數(shù)據(jù)量化，助推教育教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)。

關(guān)鍵詞：智能網(wǎng)聯(lián)；數(shù)字孿生；資源重構(gòu)；教學(xué)模式；先進(jìn)制造

中圖分類號(hào)：G642 " " "文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A " " " " "文章編號(hào)：2096-000X（2025）S2-0005-04

Abstract： Based on the intelligent network digital technology， this paper integrates the digital twin of teaching instrument in discrete practice center of each specialty in advanced manufacturing professional group to realizes the reconstruction， integration， connection and integration of digital resources in the professional group， penetrates the barriers of each specialty in the professional group. We finally realize the co-construction， co-management， sharing and sharing of data and resources of the professional group teaching instrument， and promotes the reform of the teaching mode of the professional group. To realize the data quantification of teaching management， teaching process and teaching evaluation， and promote the digital transformation and upgrading of education and teaching.

Keywords： intelligent networking; digital twin; resource restructuring; teaching mode; Advanced Manufacturing

教育數(shù)字化是開辟教育發(fā)展新賽道和塑造教育發(fā)展新優(yōu)勢(shì)的重要突破口[1]，根據(jù)黨的二十大報(bào)告關(guān)于加快建設(shè)數(shù)字教育的系列部署和教育部加快建設(shè)教育強(qiáng)國(guó)的文件精神，強(qiáng)調(diào)了教育數(shù)字化的重要性和緊迫性，提出了具體的目標(biāo)和措施。按照《中國(guó)教育現(xiàn)代化2035》的引領(lǐng)和指導(dǎo)，參照《職業(yè)院校數(shù)字校園規(guī)范》，要深入推進(jìn)教育數(shù)字化，大力推進(jìn)教育新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，構(gòu)建數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教育治理新模式，不斷健全教育信息化標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，深化國(guó)家智慧教育公共服務(wù)平臺(tái)建設(shè)和應(yīng)用，服務(wù)教育教學(xué)模式變革與創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)教育、科技、人才深度融合的引領(lǐng)作用。

為加快推進(jìn)教育數(shù)字化改革，數(shù)智教育引領(lǐng)未來，強(qiáng)化人工智能模型在教育教學(xué)中的探索與實(shí)踐、教育教學(xué)智能化與人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新[2-3]，教育部聯(lián)合中國(guó)高等教育學(xué)會(huì)召開“2024高等教育數(shù)字化發(fā)展大會(huì)”，構(gòu)建教育資源網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、個(gè)性化的教育體系，形成方式更加靈活、資源更加豐富的教學(xué)資源，推動(dòng)國(guó)家教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動(dòng)，提升教育質(zhì)量。

文章利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)采集先進(jìn)制造專業(yè)群中數(shù)控加工中心、焊接中心、三坐標(biāo)檢測(cè)中心、CAD機(jī)房和智能裝備中心的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并通過SCADA系統(tǒng)與MES教學(xué)管理系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化管理。通過MES管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字資源與教學(xué)管理、教學(xué)評(píng)價(jià)等功能的整合，形成統(tǒng)一的教學(xué)服務(wù)平臺(tái)，確保該平臺(tái)能夠?yàn)閹熒峁┮徽臼降慕虒W(xué)服務(wù)，提升教學(xué)體驗(yàn)和效果。

一 先進(jìn)制造專業(yè)群數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景

（一） 專業(yè)群數(shù)字孿生發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)外對(duì)于數(shù)字孿生技術(shù)在高校專業(yè)群中的應(yīng)用研究尚處于探索階段，盡管已有一些積極的嘗試和初步成效，但整體而言，該領(lǐng)域的研究仍然充滿了挑戰(zhàn)與機(jī)遇[4-5]。

1）實(shí)踐教學(xué)方面。江南大學(xué)在智能制造學(xué)院機(jī)器人工程專業(yè)已經(jīng)開始了對(duì)數(shù)字孿生技術(shù)的嘗試[6]，它們將這一技術(shù)引入教學(xué)資源中，構(gòu)建了機(jī)器人虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)。這些平臺(tái)為學(xué)生提供了更加真實(shí)、直觀的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，使他們能夠在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實(shí)踐操作，從而更深入地理解和掌握先進(jìn)制造技術(shù)。這些嘗試不僅提高了教學(xué)效果，也激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，為高校先進(jìn)制造專業(yè)群的教學(xué)改革注入了新的活力。

2）學(xué)術(shù)研究方面。重慶大學(xué)李恒等也開始關(guān)注數(shù)字孿生技術(shù)在先進(jìn)制造領(lǐng)域的應(yīng)用前景和潛力[7]。他們通過數(shù)字孿生對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)軸承與傳動(dòng)軸故障診斷開展了初步的研究工作，探索數(shù)字孿生技術(shù)在先進(jìn)制造過程中的優(yōu)化和升級(jí)作用。這些研究不僅為數(shù)字孿生技術(shù)的發(fā)展提供了理論支持，也為行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展提供了新的思路和方法。

然而，目前的研究還存在一些問題和挑戰(zhàn)。首先，數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用需要大量的數(shù)據(jù)支持和計(jì)算資源。如何獲取和處理這些數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性，是一個(gè)需要解決的問題。其次，數(shù)字孿生技術(shù)的實(shí)現(xiàn)涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)、機(jī)械工程、控制理論等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)和技術(shù)，如何實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科的合作和創(chuàng)新，充分利用各個(gè)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，也是一個(gè)需要克服的難題。此外，數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用還需要考慮到實(shí)際生產(chǎn)中的安全性和可靠性問題。如何確保數(shù)字孿生系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，防止數(shù)據(jù)泄露和系統(tǒng)故障，保障生產(chǎn)過程的安全和效率，也是一個(gè)需要關(guān)注的問題。

（二） "行業(yè)發(fā)展需求

隨著信息化、智能化技術(shù)的快速發(fā)展，教育行業(yè)面臨數(shù)字化技術(shù)的轉(zhuǎn)型沖擊。數(shù)字孿生技術(shù)作為一種新型的制造技術(shù)，在制造業(yè)中的應(yīng)用逐漸廣泛，對(duì)于提升高校先進(jìn)制造專業(yè)群的教學(xué)質(zhì)量和科研水平具有重要意義[8-9]。

先進(jìn)制造專業(yè)群作為培養(yǎng)高素質(zhì)先進(jìn)制造人才的重要基地，需要緊跟行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，引入先進(jìn)的技術(shù)手段，提升學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。數(shù)字孿生技術(shù)作為制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵技術(shù)，可以為高校先進(jìn)制造專業(yè)群提供新的教學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)手段，幫助學(xué)生更好地理解和掌握先進(jìn)制造技術(shù)。

隨著制造業(yè)對(duì)人才需求的不斷變化，先進(jìn)制造專業(yè)群需要不斷優(yōu)化課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容，以適應(yīng)行業(yè)發(fā)展的需求[10-11]。數(shù)字孿生技術(shù)可以為高校先進(jìn)制造專業(yè)群提供新的研究方向和課題，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研深度融合，推動(dòng)高校先進(jìn)制造專業(yè)群的創(chuàng)新發(fā)展。

（三） "專業(yè)群現(xiàn)有基礎(chǔ)

先進(jìn)制造專業(yè)群擁有先進(jìn)裝備制造、智能焊接2個(gè)省級(jí)虛擬仿真基地，實(shí)訓(xùn)資源集成得到一定程度數(shù)字化；擁有數(shù)控技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造2個(gè)省級(jí)示范實(shí)訓(xùn)基地，教儀智能化程度較高；擁有數(shù)控技術(shù)、智能制造裝備技術(shù)2個(gè)省級(jí)教學(xué)資源庫，教學(xué)數(shù)字量豐富。其次，五軸加工中心已經(jīng)完成數(shù)字孿生集成，留有對(duì)外數(shù)據(jù)拓展接口；三坐標(biāo)檢測(cè)中心數(shù)據(jù)接口對(duì)外開放；智能制造裝備技術(shù)專業(yè)的工業(yè)4.0自動(dòng)化裝配線具有局域網(wǎng)通信接口；設(shè)備專業(yè)8套機(jī)械裝調(diào)設(shè)備都留有RS232串行通信接口等，專業(yè)群教學(xué)資源數(shù)字化得到部分集成。這將有助于實(shí)現(xiàn)MES教學(xué)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成與數(shù)字孿生。

二 "專業(yè)群數(shù)字孿生的內(nèi)涵要義

高校先進(jìn)制造專業(yè)群數(shù)字孿生的引入，不僅代表了技術(shù)的革新，更是對(duì)傳統(tǒng)教育模式的深刻挑戰(zhàn)與革新[12-13]。數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用，能夠極大地推動(dòng)高校先進(jìn)制造專業(yè)群的教學(xué)改革，為師生提供前所未有的學(xué)習(xí)體驗(yàn)與成果。

（一） "教學(xué)層面

數(shù)字孿生技術(shù)為先進(jìn)制造專業(yè)群帶來了教學(xué)方法和手段的創(chuàng)新。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)受限于場(chǎng)地、設(shè)備等因素，難以為學(xué)生提供全面、真實(shí)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。而數(shù)字孿生技術(shù)的引入，使得構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)室和仿真教學(xué)平臺(tái)成為可能。這些平臺(tái)能夠模擬真實(shí)的先進(jìn)制造環(huán)境和操作過程，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實(shí)踐操作，從而更直觀地理解和掌握先進(jìn)制造技術(shù)。這不僅提高了教學(xué)效果和質(zhì)量，也極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。

（二） "科研層面

數(shù)字孿生技術(shù)為高校先進(jìn)制造專業(yè)群提供了新的研究方向和課題。通過對(duì)數(shù)字孿生技術(shù)在先進(jìn)制造領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行深入研究，不僅能夠推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研的深度融合，還有助于實(shí)現(xiàn)科研成果的轉(zhuǎn)化。這種轉(zhuǎn)化不僅能夠提升高校的科研實(shí)力，也能為先進(jìn)制造行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展提供有力的技術(shù)支持。

（三） "人才培養(yǎng)層面

數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用還能有效提升高校先進(jìn)制造專業(yè)群的人才培養(yǎng)質(zhì)量。隨著制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，對(duì)人才的需求也發(fā)生了變化。具備數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用能力的高素質(zhì)人才，將成為行業(yè)發(fā)展的中堅(jiān)力量。通過培養(yǎng)這類人才，高校不僅能夠滿足制造業(yè)對(duì)人才的需求，還能為行業(yè)的持續(xù)發(fā)展提供強(qiáng)有力的人才保障。

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用的深入，數(shù)字孿生技術(shù)將在高校先進(jìn)制造專業(yè)群中發(fā)揮更加重要的作用。未來，我們可以期待數(shù)字孿生技術(shù)在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用，如智能制造、產(chǎn)品設(shè)計(jì)優(yōu)化、生產(chǎn)流程改進(jìn)等，進(jìn)一步推動(dòng)高校先進(jìn)制造專業(yè)群的創(chuàng)新與發(fā)展。同時(shí)，高校也應(yīng)積極適應(yīng)這一變革趨勢(shì)，加強(qiáng)數(shù)字孿生技術(shù)的研究和應(yīng)用，不斷提升自身的教育水平和科研實(shí)力，為培養(yǎng)更多具備數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用能力的高素質(zhì)人才貢獻(xiàn)力量。

三 "專業(yè)群開展數(shù)字孿生面臨的現(xiàn)實(shí)問題

（一） "專業(yè)群實(shí)踐資源交互集成與監(jiān)控困難的問題

如何將智能傳感、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和區(qū)塊鏈等數(shù)字化技術(shù)有效地整合在一起，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)采集數(shù)控加工中心、焊接中心、三坐標(biāo)檢測(cè)中心、CAD機(jī)房和智能裝備中心的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并通過SCADA系統(tǒng)與MES教學(xué)管理系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化管理。這需要對(duì)各種專業(yè)設(shè)備的通信協(xié)議進(jìn)行深入研究，開發(fā)相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集和處理程序，探索它們之間的協(xié)同作用機(jī)制，并設(shè)計(jì)合理的系統(tǒng)架構(gòu)和接口，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確傳輸和高效處理。同時(shí)方便管理人員對(duì)實(shí)踐教學(xué)計(jì)劃、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)過程、設(shè)備運(yùn)行情況和學(xué)生成績(jī)等進(jìn)行全面監(jiān)控和分析。

（二） "專業(yè)群實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)未能數(shù)字量化問題

MES教學(xué)系統(tǒng)的建設(shè)涉及制造中心的圖紙和模型、機(jī)電設(shè)備中心的下料、數(shù)控中心的加工、智能檢測(cè)中心的精度測(cè)量、智能焊接中心的焊接拼接、智能裝備中心的裝配和打包等全過程的互聯(lián)互通和工作協(xié)同。如何通過MES管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字資源與教學(xué)管理、教學(xué)評(píng)價(jià)等功能的整合，形成統(tǒng)一的教學(xué)服務(wù)平臺(tái)，確保該平臺(tái)能夠?yàn)閹熒峁┮徽臼降慕虒W(xué)服務(wù)，提升教學(xué)體驗(yàn)和效果。

四 "專業(yè)群開展數(shù)字孿生的路徑

基于智能傳感、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和區(qū)塊鏈等數(shù)字化技術(shù)，將焊接中心、數(shù)控加工中心、三坐標(biāo)檢測(cè)中心、智能制造裝備中心和機(jī)電設(shè)備中心等離散型實(shí)訓(xùn)中心匯總到集成數(shù)字孿生實(shí)訓(xùn)大廳，通過搭建可視化展示屏和手機(jī)APP，隨時(shí)隨地對(duì)專業(yè)群各實(shí)訓(xùn)設(shè)備實(shí)施有效監(jiān)測(cè)與控制，實(shí)現(xiàn)專業(yè)群教學(xué)資源與管理資源的共用共享。研究技術(shù)路線思路圖如圖1所示。

圖1 "研究技術(shù)路線思路圖

（一） "建設(shè)一套SCADA數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)

將模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)設(shè)計(jì)的圖紙和模型、機(jī)電一體化專業(yè)上下料、數(shù)控技術(shù)專業(yè)的加工、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造專業(yè)的智能檢測(cè)、智能焊接技術(shù)專業(yè)的焊接拼接、智能制造裝備技術(shù)專業(yè)的裝配和打包全過程數(shù)據(jù)信息互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、加工、焊接、檢驗(yàn)和裝配等制造工藝的在線檢測(cè)與監(jiān)控閉環(huán)管理。

（二） "建立一套可視化看板系統(tǒng)

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，采集數(shù)控加工中心、焊接中心、三坐標(biāo)檢測(cè)中心、CAD機(jī)房和智能裝備中心的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，通過拓展數(shù)據(jù)接口，使SCADA系統(tǒng)與MES集成，可將模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)—機(jī)電設(shè)備技術(shù)專業(yè)備料下料—數(shù)控技術(shù)專業(yè)車銑加工—機(jī)械設(shè)計(jì)與制造專業(yè)的三坐標(biāo)在線檢測(cè)—智能焊接技術(shù)專業(yè)智能焊接-智能制造裝備技術(shù)專業(yè)裝配包裝等一整套工藝流程數(shù)字化展現(xiàn)在數(shù)字孿生實(shí)訓(xùn)中心，通過PC和手機(jī)APP實(shí)現(xiàn)專業(yè)群各實(shí)踐中心教學(xué)計(jì)劃、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)過程、設(shè)備運(yùn)行情況、學(xué)生成績(jī)分析等的可視化管理。

（三） "建立一套MES教學(xué)管理系統(tǒng)

通過實(shí)現(xiàn)專業(yè)群各教學(xué)實(shí)訓(xùn)中心的互聯(lián)互通，有助于實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的優(yōu)化配置和高效利用。教學(xué)管理系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)群組織架構(gòu)管理、師生信息管理、課程信息管理和成績(jī)管理和教學(xué)質(zhì)量分析，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、資源共建、共管、共用和共享，促進(jìn)專業(yè)群教學(xué)模式的改革，實(shí)現(xiàn)教學(xué)管理的數(shù)據(jù)量化，助推專業(yè)群教育教學(xué)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和升級(jí)。

（四） "重構(gòu)課崗證賽協(xié)同育人模式

緊跟制造業(yè)智能化的步伐，按照智能操作、智能維修與數(shù)字控制等核心崗位能力需求，與企業(yè)共同精心打造智能制造虛擬仿真、智能制造單元數(shù)字集成應(yīng)用實(shí)訓(xùn)等一系列數(shù)字化前沿課程，提供實(shí)戰(zhàn)化、情景化的學(xué)習(xí)平臺(tái)，更直觀地了解和掌握專業(yè)課程的知識(shí)技能。同時(shí)，指導(dǎo)學(xué)生參與職業(yè)院校技能大賽2024年高職組新增賽項(xiàng)“生產(chǎn)單元數(shù)字化改造”，檢驗(yàn)學(xué)習(xí)成果，加深同行交流切磋，共同提升。此外，申報(bào)教育部“1+X”生產(chǎn)線數(shù)字化仿真應(yīng)用職業(yè)技能等級(jí)證書試點(diǎn)，為學(xué)生們提供更多元、更權(quán)威的職業(yè)技能認(rèn)證渠道。

（五） "筑牢產(chǎn)學(xué)研用深度融合主線

通過實(shí)現(xiàn)專業(yè)群各教學(xué)實(shí)踐中心的互聯(lián)互通，加強(qiáng)專業(yè)群與制造行業(yè)的科研與合作，以項(xiàng)目研究為樞紐與企業(yè)共同開展實(shí)踐教學(xué)、技術(shù)研發(fā)等活動(dòng)，聯(lián)合申報(bào)廣西壯族自治區(qū)科學(xué)技術(shù)廳廣西重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、工業(yè)和信息化廳數(shù)字化車間項(xiàng)目，協(xié)助企業(yè)開展數(shù)字化升級(jí)改造，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研用的深度融合，推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供有力支持。

（六） "強(qiáng)化專業(yè)群人才鏈的有機(jī)銜接

利用數(shù)字孿生技術(shù)，模擬真實(shí)生產(chǎn)環(huán)境，創(chuàng)建與行業(yè)企業(yè)緊密關(guān)聯(lián)的虛擬實(shí)訓(xùn)場(chǎng)景，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)際工作環(huán)境的認(rèn)知與適應(yīng)能力。同時(shí)，與廣西柳工集團(tuán)有限公司、廣西玉柴機(jī)器集團(tuán)有限公司等行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)建立長(zhǎng)期合作關(guān)系，依托企業(yè)數(shù)字化車間、智能工廠等項(xiàng)目與案例，共同開發(fā)實(shí)訓(xùn)課程，確保課題研究方向、內(nèi)容與行業(yè)前沿接軌，實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)與企業(yè)需求精準(zhǔn)對(duì)接，縮短畢業(yè)生就業(yè)適應(yīng)期。通過這種模式，構(gòu)建教育鏈、人才鏈與產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈的深度融合體系，致力于培養(yǎng)符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)、具備高技能和創(chuàng)新精神的應(yīng)用型人才。

五 "專業(yè)群開展數(shù)字孿生的創(chuàng)新性

（一） "基于數(shù)字化技術(shù)的專業(yè)群實(shí)踐資源交互集成與智能監(jiān)控體系

項(xiàng)目研究將突破傳統(tǒng)專業(yè)群實(shí)踐資源分散、管理困難的局限，創(chuàng)新性地構(gòu)建基于智能傳感、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和區(qū)塊鏈等數(shù)字化技術(shù)的專業(yè)群實(shí)踐資源交互集成與智能監(jiān)控體系。通過SCADA數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各類數(shù)據(jù)資源的集成與可視化展示，打破專業(yè)壁壘，促進(jìn)學(xué)科交叉與融合。同時(shí)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)時(shí)采集實(shí)訓(xùn)中心的運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過MES管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)教學(xué)管理與資源利用的數(shù)字化和智能化。這一創(chuàng)新體系將大幅提高實(shí)踐教學(xué)的效率和質(zhì)量，為專業(yè)群教育教學(xué)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和升級(jí)提供有力支撐。

（二） "一體化數(shù)字孿生實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)的開發(fā)與應(yīng)用

本項(xiàng)目將構(gòu)建專業(yè)群實(shí)踐中心的數(shù)字孿生，創(chuàng)新性地開發(fā)一體化數(shù)字孿生實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)。該平臺(tái)將焊接中心、數(shù)控加工中心、三坐標(biāo)檢測(cè)中心等多個(gè)離散型實(shí)訓(xùn)中心集成到數(shù)字孿生實(shí)訓(xùn)大廳，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的共建、共管、共用和共享。通過可視化看板系統(tǒng)和MES教學(xué)管理系統(tǒng)的集成，實(shí)現(xiàn)教學(xué)計(jì)劃、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)過程、設(shè)備運(yùn)行情況和學(xué)生成績(jī)等的全面可視化管理。此外，該平臺(tái)還將加強(qiáng)專業(yè)群與制造行業(yè)的產(chǎn)學(xué)研用深度融合，推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)。這一創(chuàng)新平臺(tái)將有力推動(dòng)專業(yè)群教育教學(xué)的現(xiàn)代化和智能化發(fā)展，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供有力的人才和技術(shù)支持。

六 "專業(yè)群開展數(shù)字孿生的必要性

實(shí)現(xiàn)專業(yè)群實(shí)踐中心數(shù)字資源的重構(gòu)、整合、聯(lián)接和集成，打通專業(yè)群各專業(yè)壁壘，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、資源共建、共管、共用和共享，促進(jìn)專業(yè)群教學(xué)模式的改革，實(shí)現(xiàn)教學(xué)管理、教學(xué)過程、教學(xué)評(píng)價(jià)的數(shù)據(jù)量化，助推專業(yè)群教育教學(xué)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和升級(jí)[14-15]。

（一） "專業(yè)群實(shí)踐資源的交互集成

通過SCADA數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)將各類數(shù)據(jù)資源進(jìn)行集成，形成數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)中心，為數(shù)據(jù)分析、挖掘提供支撐。有利于打破各專業(yè)壁壘，將不同學(xué)科、不同專業(yè)的數(shù)字資源進(jìn)行有效整合，促進(jìn)學(xué)科交叉和融合，并協(xié)助管理人員更好地監(jiān)控和管理實(shí)踐中心，確保教儀的安全性、可用性。

（二） "專業(yè)群教學(xué)功能的系統(tǒng)管理

通過MES管理系統(tǒng)將數(shù)字資源與教學(xué)管理、教學(xué)評(píng)價(jià)等功能進(jìn)行整合，形成統(tǒng)一的教學(xué)服務(wù)平臺(tái)，為師生提供一站式的教學(xué)服務(wù)。如將實(shí)踐活動(dòng)、實(shí)踐監(jiān)控、教學(xué)評(píng)價(jià)、自動(dòng)排課、成績(jī)分析和設(shè)備故障率等形成一體化的實(shí)踐教學(xué)管理系統(tǒng)。

（三） "專業(yè)群人才鏈的有機(jī)銜接

通過構(gòu)建專業(yè)群實(shí)踐中心的數(shù)字孿生，銜接制造行業(yè)數(shù)字化工廠建設(shè)模式，強(qiáng)化與行業(yè)企業(yè)的深度合作，推動(dòng)產(chǎn)教融合，提前讓學(xué)生接觸并適應(yīng)未來的工作環(huán)境，縮短從學(xué)校到工作崗位的適應(yīng)期，為社會(huì)輸送更多符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的高技能應(yīng)用型人才，實(shí)現(xiàn)教育鏈、人才鏈與產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈有機(jī)銜接。

七 "結(jié)束語

通過先進(jìn)制造專業(yè)群數(shù)字孿生，全面優(yōu)化了專業(yè)群的實(shí)踐教學(xué)環(huán)境，梳理專業(yè)群實(shí)踐資源的交互集成方式，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、整合與分析的一體化管理，打破各專業(yè)壁壘，提升了實(shí)踐中心的安全與效率。同時(shí)，我們構(gòu)建了教學(xué)功能管理系統(tǒng)，將數(shù)字資源與教學(xué)管理、評(píng)價(jià)等深度整合，提供便捷的教學(xué)服務(wù)，滿足專業(yè)群的教學(xué)需求。打通了專業(yè)群人才鏈的有機(jī)銜接，利用數(shù)字孿生技術(shù)模擬真實(shí)生產(chǎn)環(huán)境，引入企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目，探索產(chǎn)教融合新模式，培養(yǎng)出符合產(chǎn)業(yè)需求的高技能創(chuàng)新人才。有效提升了教學(xué)效率與質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了教育鏈、人才鏈與產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈的深度融合。

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