智能柔性生产线在高职院校的实践教学研究

李东 张贝贝

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201722012

摘要： 随着我国“十三五”期间“智能制造发展规划”的发布，明确了智能制造成为未来发展重点。国内众高校围绕“智能制造发展规划”推出一系列实践教学的改革策略，但缺少针对高职院校的实践教学改革和方法研究。本文基于高职院校工科实践教学为背景，提出了基于智能柔性生产线平台的实践教学研究。对柔性生产线在高职院校的内在需求进行分析、实践教学进行方案建设、实训课程进行设计。最终完成了智能柔性生产线的实践教学研究。

关键词：柔性生产线；高职院校；实践教学；应用创新型

2016年，我国《智能制造发展规划（20162020年）》正式发布，推进智能制造实施“两步走”战略，到2025年，智能制造支撑体系基本建立，重点产业初步实现智能转型。2017年，在政府工作报告中把“发展智能制造作为主攻方向”，智能制造将成为推动工业转型升级的强大引擎。 最新的“十九大”报告中，指出人工智能要和实体经济深度融合，加快推进制造业智能转型的工业格局。

在智能制造体系中，柔性生产线可满足个性化、定制化的生产需求，构建智能控制的功能模型和大数据模型等。高职院校作为应用人才培养的基础环节，实践教学结合工科专业特点，采用工学结合的人才培养模式，从根本提高学生职业素养和专业能力[1]。高职院校学生进入生产、服务、管理的第一线[2]，更需要侧重职业能力的养成。要实现校企岗位对接，实践教学环节尤为重要。根据专业人才培养方案，对课程体系和实践平台进行构建，实现职业教育的实践性、开放性、职业性。

一、智能柔性生产线在高职院校应用的内在需求

（一）以智能制造为依托，体现专业特色

智能制造涵盖自动化控制技术、智能制造单元、智能生产线和智能工厂等方面。以智能制造为依托，体现电气控制相关专业特色。目前我国的现阶段高职教育的任务是培養高素质应用型、技能型人才。因此高职学生应具备较高的职业技能，包实操技能、职业素质和科研创新能力。以武汉城市职业学院的机电工程学院为例，机械制造及其自动化专业率先进行教学改革，重新制定了专业课程体系，完善了人才培养方案。该院结合智能制业领域中对工业产品的个性化、定制化的要求，定向培养企业需求的专业技能型人才[3]。

（二）符合现代化实践教学要求

实训教学环节在职业教育扮演着举足轻重的作用，直接影响到职业教育人才的培养目标能否实现。传统的实践教学方式存在着几点问题：（1）实践教学过多依附理论教学；（2）实训场地有限、实践教学方式单一 ；（3）实训课程脱离实际项目。只有改进传统实训教学方式才能培养出符合市场需要的专业应用型人才。因此，柔性生产线实践平台建设有利于工学结合、校企共建培养人才、产学研一体化发展，培养出具备“大国工匠”精神的高素质职业技能型人才。

（三）教师团队应具备产学研的科研能力

产学研结合的模式实际要解决生产过程中遇到的问题，就不能忽视科研能力，作为高职院校的教师团队可以根据在研课题的项目要求，应用智能柔性生产线进行项目定制方案、工程应用、科研反馈等，形成以项目或课题为驱动，工程应用为核心的一体化循环发展，有利于促进教师团队获得更多的科研成果，推动学校科研水平迈向更高的台阶。

（四）推动校办企业发展

校企合作联合办学是推动职业教育社会化、一体化的主要举措，符合市场对人才的需求。在智能制造技术创新应用加速发展的驱动下，随着物联网、大数据、云计算、涌现了一批高新技术企业，包括3D打印、机器视觉、VR技术等。高职院校依据行业特色、专业特点，建设新型的实践平台，进一步加快专业转型从而推动校企合作模式发展。

二、智能柔性生产线实践教学课程建设

（一）教学内容设计

智能柔性生产线是应用工业生产的核心板块，具有较强的工程应用性，将所讲内容蕴含在实际的案例中，其内容分为五部分：

1.柔性生产线的基本概念

包括智能柔性生产线的背景、历史发展、主要组成包括（总控台，料仓单元，RFID单元，机器人，机床等）、应用以及发展趋势，使学生了解柔性生产线应用的范围及未来发展趋势，掌握柔性生产线的基本组成和工作原理。

2.柔性生产线的硬件技术

涉及柔性生产线的硬件：PLC控制技术、机器人技术、CNC数控技术、视觉技术、传感器技术以及通信技术，使学生在了解柔性生产线硬件工作原理，通过模块化学习最终达到解决硬件维护维修、保养、调试的应用能力。

3.柔性生产线的软件技术

涉及单元与单元间的通信， PLC 编程应用，CNC 编程应用，机器人编程应用，总控与单元通讯，制造过程中的监视，诊断与控制。使学生通过掌握软件及通信基本原理和编程方法，具备制定方案、编写程序、调试运行、排故诊断的综合应用能力

4.基于柔性生产线的实际案例

根据工程应用设计与所学内容相关的工程案例，使学生依据所学知识和原理实现一些来源生产的工程应用，为将来就业提供有效的项目经验。

（二）实训内容设计

实训是实践教学的重要环节。设计学生感兴趣同时贴近企业生产的实训项目有利于应用型课程建设实现。根据高职学生所内容需要，设计几个有代表性的且符合企业生产实际的实训项目，如机器人自动化喷涂、机器人自动化打磨抛光、机器人自动化搬运等实训内容。

（三）教学手段设计

教师结合学生对专业知识的认知水平和工程案例的特点，在课堂教学中要实施以学生为主体，教师为辅的教学模式。讲解与实际工程案例相关的知识点，以任务的形式驱动学生在实战中学习专业知识，通过分组合作的形式完成。教师主要引导学生，以提出问题开始，以解决问题结束，不断总结遇到的问题。通过工程应用任务驱动教学，学生实现从被动到主动，从机械思维到创新思维的转变。

为适应当代大学生对上课不感兴趣、注意力时间短等特点，利用先进的VR视觉技术和3D视频技术，在课堂上模拟真实的工厂生产过程，学生可以直观的学习课堂以外的实践知识。学校成立校办企业，结合专业课程安排，让老师带学生参与实际工程项目的同时，也让学生掌握了工作技能，培养了职业素养。

（四）考核设计

传统的实践考核形式以考试加平时成绩为主， 大大制约了实践教学的项目应用的学习。为了提升高职学生的应用解决问题的能力，需要对现有的考核机制进行改革。除了保留原有的考核方式，降低所占各部分比例外。增加网络化信息化教学学时作为平时成绩考核，以及加强实际工程项目成果的考核，总增加部分比例占总成绩的30%。根据项目报告和小组讨论互评成绩，最终小组成员互评打分，选出优秀小组及个人，优秀团队可参加企业直招面试，有利于促进企业和学生就业的双向选择。

三、智能柔性生产线实践教学平台的应用

（一）智能3C柔性生产线模型建立

智能3C柔性生产线模型如下图所示，本文以武汉城市职业学院机电工程学院的自动化3C 智能柔性生产线为依托，对实践教学课程进行实际应用。

智能3C柔性生产线模型

（二）智能3C柔性生产线实训平台应用

依据智能3C柔性生產线模型，结合高职学生的专业基础和认知规律，在专业教学中进行实训课程设计，设计内容如下：

1）3C智能产线安装与调试实训

2）产线料仓系统实训

3）RFID （电子标签）系统实训

4）机器人编程操作操作实训

5）CNC数控编程操作实训

6）AGV智能小车控制实训

（三）智能3C柔性生产线应用小结

通过智能3C柔性生产线模型建立，以及3C柔性生产线实训平台的应用，学生的学习积极性得到大幅度提高，从实际的生产项目中得到专业锻炼，提升了职业技能素养，为后续的顶岗实训和工作打下扎实的专业基础。

四、结语

综上所述，通过柔性生产线在高职院校的内在需求分析，实训教学平台方案设计，柔性生产线实际应用，在高职院校（以武汉城市职业学院为例）取得了一定实践教学改革成效，有利于学生培养专业技能和职业道德，促进了高职院校实践教学的深入研究，进一步推动了实践教学的深化改革。

参考文献：

[1]张凤娟.高职院校实践教学的柔性化管理[J].课堂教学，2017（13）：126127.

[2]谭属春.论工学结合模式下高职院校校内实践基地的建设[J].教育理论与实践，2010（21）：2325.

[3]丁涛.基于工业大数据的柔性生产线智能控制模型[J].信息技术与标准化，2015（7）：1517.

[4]孔繁森.高等学校工业工程本科专业类课程体系模型框架研究[J].工业工程，2016（6）：131137.

作者简介：李东（1988），男，汉族，内蒙古呼伦贝尔人，硕士，助教，主要从事电气控制、机器人技术、机器视觉方向研究。