校企共建智能制造生产性实训基地的研究与实践
徐生明 杨久川
摘 要：? 如何进一步推进智能制造生产性实训基地的产教融合，以校企合作共建智能制造生产性实训基地为主线，从工业机器人技术的应用出发，重点探讨智能制造生产性实训基地在高职技术技能型人才培养中的作用。实现机电类专业教育教学过程与企业生产过程的深度对接，融教育教学、生产劳动、素质陶冶、技能提升、职业素养和社会服务于一体。满足智能制造行业企业集成、安装、调试和服务一线对技术技能人才的需要。
关键词：? 智能制造;生产性实训基地;产教融合;工业机器人技术;人才培养
中图分类号：? G712.4????????? 文献标识码：? A
doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.12.041
《中国制造2025》将智能制造确定为主攻方向，“十三五”规划纲要也明确提出，要实现智能制造工程，推动生产方式向柔性、智能、精细化转变。随着工业机器人、传感器、现场总线、工业以太网等智能设备与通信技术的应用，智能制造充分利用“端到端”的数字化工程，将生产过程的上中下游实现纵向集成，能有效缩短产品的研发周期，提高生产效率和产品质量，降低运营成本和资源能源消耗。如何进一步推进工业机器人技术综合实训基地、智能制造生产性实训基地产教融合，解决校企合作过程利益双赢难以实现、运行管理困难、生产任务与教学任务冲突、学生工学矛盾等问题。进一步探讨智能制造知名品牌企业和智能制造生产性实训基地在学院工业机器人技术高技能人才培养中的发展空间和示范作用。
1 研究内容
以“工业4.0”为背景，紧贴《中国制造2025》发展战略，结合当前最前沿的工业机器人技术，以智慧工厂和智能制造为主题，为学校搭建一个培养工业机器人技术应用及研发专业人才的平台，也为工业机器人技术推广和发展提供一个展示舞台，促进当地制造业加快向智能化改革的步伐。以校企共建智能制造生产性实训基地产教融合为主线，从工业机器人技术应用出发，全方位培养工业机器人技术技能人才;用好智能制造生产线工作站、工业机器人基础教学实训室、工业机器人工业应用实训室、工业机器人虚拟仿真及离线编程实训室、工业机器人教学资源。机电工程系机电类专业（含工业机器人技术新专业）高素质技术技能人才培养、理论和实训教学;深化校企合作、产教融合智能制造生产性实训，联合培养适应《中国制造2025》发展急需的工业机器人技术应用、维护与安装调适类专业人才。
2 主要技术路线
课题组积极探索产教融合、校企合作的发展理念，与成都优拓优联科技公司成功搭建一套智能制造柔性生产线进行现代学徒制教学改革实践。该生产线融合工业机器人技术和加工制造技术，将传统的粗加工和精加工两道工序通过工业机器人纵向集成在一条生产线上完成，并实现了机器人自动上料、下料和工件自动装夹。
2.1 柔性生产线的组成单元及工作方式
整个生产线由四台立式加工中心、一台桁架机器人以及智能上料台、下料台组成，可同时实现四个工件分别进行粗加工和精加工，如图1所示。生产过程如下：
（1）先将毛坯件码垛到上料台上;
（2）启动桁架机器人，机械手分别将1、2号毛坯件夹持到一、二号机床（从左到右）上方，并准确定送到机床工作磁吸平台上;
（3）控制机床工作磁吸平台完成毛坯件的自动装夹和固定;
（4）启动一、二号机床完成粗加工;
（5）机械手夹持半成品件，启动吹气排屑，将工件加工表面和机床工作台面上的屑渣清除;
（6）再由机械手夹持半成品到三、四号机床上方，采用第（2）、（3）步的方式将半成品自动装夹和固定在机床的工作磁吸平台上;
（7）启动三、四号机床完成精加工;
（8）采用第（5）步的方式清除工件加工表面和机床工作台面上的屑渣;
（9）最后由机械手夹持成品到下料台进行码垛。
2.2 工业机器人技术的应用
对比传统的以机床为核心、产品按工艺的先后顺序批量完成加工的生产过程，上述步骤的生产过程充分体现了以工业机械人为控制中心，机床为加工载体的柔性化生产理念。因此，工业机器人作为生产柔性化、智能化的基础装备，通过集成现场总线技术、传感器技术、PLC技术，将柔性生产线各单元协同起来，完成相应的生产过程：
（1）利用传感器检测上料台、下料台各仓位是否有工件，然后决定工业机器人每次的取料、放料位。
（2）通过工业机器人的重复定位精度，将工件准确送到机床的工作台面。
（3）利用PLC的I/O通信模块，实现工业机器人对机床磁吸平台、机床滑门和机械手臂的自动控制。
3 研究实施方案
本课题依托四川省教育厅创新行动计划智能制造生产性实训基地建设为平台，深化校企合作、产教融合的实践研究，探索学校、企业、学生三方共赢的现代学徒制人才培养，对存在的问题进行研讨和改进。总结与成都优拓优联科技公司、中嘉汽车制造（成都）有限公司、一汽铸造成都有色铸造分公司等深度合作企业的经验，提炼产教融合的实践方案与模式，共同培养适应《中国制造2025》发展急需的工业机器人技术应用、维护与安装调适类专业人才。教研成果在同类院校中推广使用，以培养汽车制造行业发展所需的高素质技术技能人才为目标，搭建人才培养、技术革新、产教深度融合的长效机制。为保障课题的顺利進行，课题组按图2实施方案进行研究与实践。
4 课题研究成果及主要特色
本课题组依托工业机器人技术专业建设，与成都优拓优联科技公司、中嘉汽车制造（成都）有限公司、中恒天汽车（雅安）有限公司等单位紧密合作，跟踪行业发展趋势，以培养行业发展所需的高素质技能人才、促进行业发展为目标开展课题研究，具有以下几个特色：
（1） 工业机器技术专业人才培养定位及课程体系、内容进行更新，适用行业发展。按产业的发展与对职业技能人才的要求，与合作企业产教融合，按照其生产工作逻辑重新编排设计课程序列，同步深化文化、技术和技能学习与训练;形成本专业的全新人才培养定位、课程知识体系、技能训练设备与项目等。其方向侧重于工业机器人技术专业，构建新的人才培养方案。
（2）产教融合实践的路径与模式上实现突破。重点开展专业随产业发展动态调整;校企共同投资实训设备，建成面向社会的开放式实训基地;组建产教联盟，联盟将整合学校、企业、科研院所等社会相关力量，共同致力于汽车零部件智能制造人才培养以及行业、企业设备转型升级的发展等工作。通过以上重点工作的开展，形成和提炼汽车制造与装配技术专业的产教融合实践新模式。
（3） 促进行业科技成果的转化，实现方法的创新与突破。研究如何利用校企共建智能制造生产性实训基地，建成面向行业社会的智能制造示范基地，利用示范基地向行业社会提供专业人才培训功能，推动行业的技术进步及产业化发展，促进科技成果的转化。形成利用职业院校的人才优势与设备优势助推企业、行业发展的新突破。
5 结论
智能制造生产性实训基地作为实践教学的重要组成部分，对培养高素质技术技能型人才起着非常重要的作用。首先，从感观上让学生体验了工业机器人在智能生产过程中的重要作用，极大地提升了学生学习工业机器人的兴趣，促进了学生参与生产实训的积极性，真正激发学生的创造力和创新意识。其次，学生结合实际的生产任务学习工业机器人的编程与操作，让学生对工业机器人技术的应用有了更加深刻的认识，提升了机器人操作的技能水平。最后，企业化的实践训练能更好培养学生在实训操作中的标准性、规范性、纪律性和安全责任意识，在培养学生技术技能的同时，也陶冶了学生的职业素养。
参考文献：
[1]?? 施祝斌. 高职院校有效实施“工学交替”人才培养模式的研究与实践[J].职业技术教育，2009（11）.
[2] 程有娥，林海春. 校企合作共建实训基地，完善工学交替育人模式[J]. 吉林工程技术师范学院学报，2009（3）.
[3] 蔣文胜，杨祖宪，唐述荣，等. 高职院校校外实训基地有效利用的探讨[J]. 柳州职业技术学院学报，2009（2）.
[4] 杜世禄.高职院校校外实训基地建设的思考[J].教育发展研究，2007.
[5] 徐生明，罗来兴.西南地区经济发展与高职机电类专业教育的契合研究[J].教育理论与教学研究，2015（4）.
[6] 黎刚.高职院校与企业技术合作模式的探讨与实践[J].教育与职业，2012（6）.
[7] 教育部关于推进高等职业教育改革创新引领职业教育科学发展的若干意见[EB/OL].[2011-10].http：//61.164.87.131：8080/web/index.aspx.
[8] 鲁昕.引领职业教育科学发展系统培养高端技能型人才——在高等职业教育引领职业教育科学发展战略研讨班的讲话[R/OL].[2011-6-8].http：//wenku.baidu.com.
[9] 徐生明， 吴晖彤，? 罗来兴.? “专业+名企+校中厂”共育高端技能人才的探索与实践[J].教育理论与教学研究，2013（4）.
[10]? 中国制造2025四川行动计划[EB/OL].http：//www.sc.gov.cn/10462/10883/11066/2015/10/31/10357351.shtml.
[11]魏家坚.“深化产教融合 促进校企合作”[J/OL].http：//www.gdjy.cn/show.php.
摘 要：? 如何进一步推进智能制造生产性实训基地的产教融合，以校企合作共建智能制造生产性实训基地为主线，从工业机器人技术的应用出发，重点探讨智能制造生产性实训基地在高职技术技能型人才培养中的作用。实现机电类专业教育教学过程与企业生产过程的深度对接，融教育教学、生产劳动、素质陶冶、技能提升、职业素养和社会服务于一体。满足智能制造行业企业集成、安装、调试和服务一线对技术技能人才的需要。
关键词：? 智能制造;生产性实训基地;产教融合;工业机器人技术;人才培养
中图分类号：? G712.4????????? 文献标识码：? A
doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.12.041
《中国制造2025》将智能制造确定为主攻方向，“十三五”规划纲要也明确提出，要实现智能制造工程，推动生产方式向柔性、智能、精细化转变。随着工业机器人、传感器、现场总线、工业以太网等智能设备与通信技术的应用，智能制造充分利用“端到端”的数字化工程，将生产过程的上中下游实现纵向集成，能有效缩短产品的研发周期，提高生产效率和产品质量，降低运营成本和资源能源消耗。如何进一步推进工业机器人技术综合实训基地、智能制造生产性实训基地产教融合，解决校企合作过程利益双赢难以实现、运行管理困难、生产任务与教学任务冲突、学生工学矛盾等问题。进一步探讨智能制造知名品牌企业和智能制造生产性实训基地在学院工业机器人技术高技能人才培养中的发展空间和示范作用。
1 研究内容
以“工业4.0”为背景，紧贴《中国制造2025》发展战略，结合当前最前沿的工业机器人技术，以智慧工厂和智能制造为主题，为学校搭建一个培养工业机器人技术应用及研发专业人才的平台，也为工业机器人技术推广和发展提供一个展示舞台，促进当地制造业加快向智能化改革的步伐。以校企共建智能制造生产性实训基地产教融合为主线，从工业机器人技术应用出发，全方位培养工业机器人技术技能人才;用好智能制造生产线工作站、工业机器人基础教学实训室、工业机器人工业应用实训室、工业机器人虚拟仿真及离线编程实训室、工业机器人教学资源。机电工程系机电类专业（含工业机器人技术新专业）高素质技术技能人才培养、理论和实训教学;深化校企合作、产教融合智能制造生产性实训，联合培养适应《中国制造2025》发展急需的工业机器人技术应用、维护与安装调适类专业人才。
2 主要技术路线
课题组积极探索产教融合、校企合作的发展理念，与成都优拓优联科技公司成功搭建一套智能制造柔性生产线进行现代学徒制教学改革实践。该生产线融合工业机器人技术和加工制造技术，将传统的粗加工和精加工两道工序通过工业机器人纵向集成在一条生产线上完成，并实现了机器人自动上料、下料和工件自动装夹。
2.1 柔性生产线的组成单元及工作方式
整个生产线由四台立式加工中心、一台桁架机器人以及智能上料台、下料台组成，可同时实现四个工件分别进行粗加工和精加工，如图1所示。生产过程如下：
（1）先将毛坯件码垛到上料台上;
（2）启动桁架机器人，机械手分别将1、2号毛坯件夹持到一、二号机床（从左到右）上方，并准确定送到机床工作磁吸平台上;
（3）控制机床工作磁吸平台完成毛坯件的自动装夹和固定;
（4）启动一、二号机床完成粗加工;
（5）机械手夹持半成品件，启动吹气排屑，将工件加工表面和机床工作台面上的屑渣清除;
（6）再由机械手夹持半成品到三、四号机床上方，采用第（2）、（3）步的方式将半成品自动装夹和固定在机床的工作磁吸平台上;
（7）启动三、四号机床完成精加工;
（8）采用第（5）步的方式清除工件加工表面和机床工作台面上的屑渣;
（9）最后由机械手夹持成品到下料台进行码垛。
2.2 工业机器人技术的应用
对比传统的以机床为核心、产品按工艺的先后顺序批量完成加工的生产过程，上述步骤的生产过程充分体现了以工业机械人为控制中心，机床为加工载体的柔性化生产理念。因此，工业机器人作为生产柔性化、智能化的基础装备，通过集成现场总线技术、传感器技术、PLC技术，将柔性生产线各单元协同起来，完成相应的生产过程：
（1）利用传感器检测上料台、下料台各仓位是否有工件，然后决定工业机器人每次的取料、放料位。
（2）通过工业机器人的重复定位精度，将工件准确送到机床的工作台面。
（3）利用PLC的I/O通信模块，实现工业机器人对机床磁吸平台、机床滑门和机械手臂的自动控制。
3 研究实施方案
本课题依托四川省教育厅创新行动计划智能制造生产性实训基地建设为平台，深化校企合作、产教融合的实践研究，探索学校、企业、学生三方共赢的现代学徒制人才培养，对存在的问题进行研讨和改进。总结与成都优拓优联科技公司、中嘉汽车制造（成都）有限公司、一汽铸造成都有色铸造分公司等深度合作企业的经验，提炼产教融合的实践方案与模式，共同培养适应《中国制造2025》发展急需的工业机器人技术应用、维护与安装调适类专业人才。教研成果在同类院校中推广使用，以培养汽车制造行业发展所需的高素质技术技能人才为目标，搭建人才培养、技术革新、产教深度融合的长效机制。为保障课题的顺利進行，课题组按图2实施方案进行研究与实践。
4 课题研究成果及主要特色
本课题组依托工业机器人技术专业建设，与成都优拓优联科技公司、中嘉汽车制造（成都）有限公司、中恒天汽车（雅安）有限公司等单位紧密合作，跟踪行业发展趋势，以培养行业发展所需的高素质技能人才、促进行业发展为目标开展课题研究，具有以下几个特色：
（1） 工业机器技术专业人才培养定位及课程体系、内容进行更新，适用行业发展。按产业的发展与对职业技能人才的要求，与合作企业产教融合，按照其生产工作逻辑重新编排设计课程序列，同步深化文化、技术和技能学习与训练;形成本专业的全新人才培养定位、课程知识体系、技能训练设备与项目等。其方向侧重于工业机器人技术专业，构建新的人才培养方案。
（2）产教融合实践的路径与模式上实现突破。重点开展专业随产业发展动态调整;校企共同投资实训设备，建成面向社会的开放式实训基地;组建产教联盟，联盟将整合学校、企业、科研院所等社会相关力量，共同致力于汽车零部件智能制造人才培养以及行业、企业设备转型升级的发展等工作。通过以上重点工作的开展，形成和提炼汽车制造与装配技术专业的产教融合实践新模式。
（3） 促进行业科技成果的转化，实现方法的创新与突破。研究如何利用校企共建智能制造生产性实训基地，建成面向行业社会的智能制造示范基地，利用示范基地向行业社会提供专业人才培训功能，推动行业的技术进步及产业化发展，促进科技成果的转化。形成利用职业院校的人才优势与设备优势助推企业、行业发展的新突破。
5 结论
智能制造生产性实训基地作为实践教学的重要组成部分，对培养高素质技术技能型人才起着非常重要的作用。首先，从感观上让学生体验了工业机器人在智能生产过程中的重要作用，极大地提升了学生学习工业机器人的兴趣，促进了学生参与生产实训的积极性，真正激发学生的创造力和创新意识。其次，学生结合实际的生产任务学习工业机器人的编程与操作，让学生对工业机器人技术的应用有了更加深刻的认识，提升了机器人操作的技能水平。最后，企业化的实践训练能更好培养学生在实训操作中的标准性、规范性、纪律性和安全责任意识，在培养学生技术技能的同时，也陶冶了学生的职业素养。
参考文献：
[1]?? 施祝斌. 高职院校有效实施“工学交替”人才培养模式的研究与实践[J].职业技术教育，2009（11）.
[2] 程有娥，林海春. 校企合作共建实训基地，完善工学交替育人模式[J]. 吉林工程技术师范学院学报，2009（3）.
[3] 蔣文胜，杨祖宪，唐述荣，等. 高职院校校外实训基地有效利用的探讨[J]. 柳州职业技术学院学报，2009（2）.
[4] 杜世禄.高职院校校外实训基地建设的思考[J].教育发展研究，2007.
[5] 徐生明，罗来兴.西南地区经济发展与高职机电类专业教育的契合研究[J].教育理论与教学研究，2015（4）.
[6] 黎刚.高职院校与企业技术合作模式的探讨与实践[J].教育与职业，2012（6）.
[7] 教育部关于推进高等职业教育改革创新引领职业教育科学发展的若干意见[EB/OL].[2011-10].http：//61.164.87.131：8080/web/index.aspx.
[8] 鲁昕.引领职业教育科学发展系统培养高端技能型人才——在高等职业教育引领职业教育科学发展战略研讨班的讲话[R/OL].[2011-6-8].http：//wenku.baidu.com.
[9] 徐生明， 吴晖彤，? 罗来兴.? “专业+名企+校中厂”共育高端技能人才的探索与实践[J].教育理论与教学研究，2013（4）.
[10]? 中国制造2025四川行动计划[EB/OL].http：//www.sc.gov.cn/10462/10883/11066/2015/10/31/10357351.shtml.
[11]魏家坚.“深化产教融合 促进校企合作”[J/OL].http：//www.gdjy.cn/show.php.
