智能制造与机器人技术实践创新训练中心的建设

张永春, 冯 钧, 王 刚, 周 军

(南京理工大学 泰州科技学院， 江苏 泰州 225300)

智能制造与机器人技术实践创新训练中心的建设

张永春, 冯 钧, 王 刚, 周 军

(南京理工大学 泰州科技学院， 江苏 泰州 225300)

从功能定位、建设方案与思路、管理模式与运行机制3个方面阐述了智能制造与机器人技术实践创新训练中心的建设成效，学生在实验教学、工程项目、竞赛获奖、论文发表、专利申请等方面取得显著成绩。从实践中可以看出，智能制造与机器人技术中心的建设对于培养学生实践创新能力发挥了重要作用。

智能制造； 机器人技术； 实践创新训练中心

实践创新能力是应用型人才培养的核心，培养实践创新型人才是国家高等教育发展的要求。在此背景下，许多高校纷纷加大实践教学的改革力度，建立了各种类型和不同层次的工程训练中心和实践创新训练中心，以适应国家和社会对于应用技能型人才的需求[1-6]。我校智能制造学院结合自动化、电气、机器人技术等学科、专业和教学平台建设需要，整合学校工程训练中心和实践创新基地现有资源，建成“智能制造与机器人实践创新训练中心”(以下简称中心)。中心突出实践创新，在功能定位、建设思路与规划、管理模式与运行机制等方面的建设中取得了一些体会和经验，值得总结和推广。

1 中心的定位、组成与功能

1.1 中心定位

“智能制造与机器人技术中心”定位：泰州及长三角现代智能制造产业的“现场工程师”培养中心、泰州企业智能制造技术服务中心、智能制造产业转型升级的人才培训中心，即“三位一体”的创新基地。它的最大特点是学生在校内真实的生产环境中完成实际训练过程，真正实现产教融合、工学交替的育人模式[7-8]。

1.2 中心场地组成

学校将智能制造与机器人技术实践创新训练中心的场地集中规划，面积合计为2 200 m2。其中，一楼1 400 m2拟建设机器人技术中心和创新创业团队工作区；二楼800 m2,拟划分为基础视觉教学区、工业机器人应用教学实训区、视觉识别研究区、虚拟仿真实验中心。初步规划分别如图1和图2所示。

图1 一楼示意图

图2 二楼示意图

1.2.1 机器人技术中心(800 m2)

机器人技术中心是智能制造平台建设的核心载体，是与政府、企业、行业对接的平台，它的内部包含：

(1) 智能制造模拟工厂。智能制造模拟工厂可以全程智能生产纪念产品，产品线自动实施产品工艺路线的规划，完成自动取件、下料、折弯、焊接、打磨、电刻、输送以及分类码垛等工序，实现无人智能生产的功能。

(2) MES系统综合操作演示中心。MES系统综合操作演示中心，包含教学大屏幕、主控工业计算机、视觉调试计算机以及MES测试及打标文字修改电脑。

(3) 运动控制系统设计实训单元。运动控制及电气系统实训器材10套。

(4) 机器人基础操作实训单元。机器人基础实训单元10套。

(5) 服务机器人展区。服务机器人展区初步放置一套兼顾科研、实训、竞赛多用途的智能机器人。

(6) 弯管自动上下料机器人工作站。机器人工作站是开展数控系统开发及机器人系统集成研究的创新平台。

1.2.2 创新创业团队工作区(621 m2)

以智能制造系统和工业机器人为主要对象，面向全体学生提供基础创新教育实训，并加以相关的课程设计的定向实训课程，配套相应的教材和技术服务，最大限度地发挥工作区的作用。

1.2.3 基础视觉教学区(120 m2)

基础视觉教学区用于机器人视觉的基础教学及后期“工业机器人视觉”检测应用的衔接。

1.2.4 应用教学实训区(80 m2)

应用教学实训区配套工业机器人典型应用工作站、码垛工业机器人工作站和抛光打磨与去毛刺工业机器人工作站。

1.2.5 虚拟仿真实训中心(430 m2)

虚拟仿真实训台借助虚拟机器人技术进行离线编程，重建三维虚拟环境，然后加工零件的大小、形状、材料，配合软件操作，自动生成机器人的运动轨迹，并在软件中调整轨迹，最后生成机器人程序。

1.3 中心功能

(1) 给学生提供“项目引领，岗位实境”的实训平台[9-12]。中心把企业真实的设备、工具、环境、任务搬到校园实训场地，学生在实训教师的指导下完成实训任务，实训的过程与实际工作的操作过程完全一致，即实训室已经具有产品加工、生产的功能。最终要达到的目的是：实现 “项目引领，岗位实境”的工学结合人才培养模式，帮助学生实现学习和就业零距离。

(2)提高教师动手能力 。中心项目建设和后期维护过程中，离不开学校教师的参与，这为教师的动手实践提供了难得的机会。

(3)肩负教学与科研双重任务。教师在完成生产、实训教学指导任务的同时，又能开展一些新产品、新技术的研发，积极开展应用性的横向课题的研究、申报科研项目、申请科研基金，提升教师的专业水平。

(4) 为企业人员提供培训服务。中心除了对校内学生提供实践教学外，还可以开展对企业员工以及相关职校教师的技能培训工作，提升学校影响力的同时还可以创造经济效益。

(5) 申请职业技能鉴定。利用中心的技术、设备和场地，向当地劳动部门申请设立职业技能鉴定站所。这样可以进行职业技能鉴定，颁发国家认可的职业资格证书，有利于就业。

(6) 参与社会生产，为政府、企业提供技术及咨询服务。利用中心优秀的师资、先进的设备、畅通的信息研发新技术、新工艺，或者向社会推广新技术、新工艺，充分发挥“智能制造”学术研究、技术开发和推广的功能作用。

(7) 整合、示范性效应。“智能制造与机器人技术中心”，把规模较小、功能单一、实力较弱的各个专业实验实训室，通过集成等形式发展成为规模大、功能全、实力强、影响好的综合性实训平台，为学生提供真实的或者仿真的职业工作情境，让学生在学习/工作岗位上进行单项或综合技能的实训。

2 中心的建设方案与思路

2.1 建设方案

中心建设总体方案：智能制造与机器人技术中心建设项目按照设计数字化、装备智能化、生产自动化、管理网络化、商务电子化“五化融合”和教学、科研、服务“三中心联体”的要求进行建设，有效实现一个实验平台解决机器人专业集群实训共享问题。

2.2 建设思路

中心建设思路可具体规划为“五个一”：

(1) 搭建一个与机器人产业密切融合、“校企联动、合创共赢”的优质平台；

(2) 建设一支产教融合、专兼结合的智能制造与机器人双师型教师队伍；

(3) 制订一份符合智能制造与机器人产业行业领域特色鲜明的人才培养方案；

(4) 搭建一套对接智能制造产业链、工学交替的专业群课程体系；

(5) 打造一种“项目引领、岗位实境”、能操作、可执行、易推广的实践教学模式。

3 中心的管理模式与运行机制

3.1 管理模式

中心依托于学校智能制造学院和工程训练中心，建立产教融合、校企协作、协同育人的管理模式，引入地方政府、行业企业资源，共同组成建设工作领导小组，负责顶层设计、重大事项决策以及运行指导。

在该小组领导下，成立由政府部门专家、高校教授和企业负责人共同组成的中心建设与发展规划指导委员会，具体负责中心的日常建设工作。

3.2 运行机制

中心构建“政、校、行、企”4方联动的合作办学体制和运行机制，在多元主体联动模式下，构建体现“决策参与、信息共通、资源共建、利益共享、风险共担、文化互动”的长效合作运行机制。具体措施如下：

(1) 统筹规划。“智能制造与机器人训练中心”纳入学校重点建设项目。

(2) 经费保障。学校提供专项建设经费，支持包括硬件建设、基地运营、竞赛指导、师资培训等方面的费用。

(3) 指导竞赛和科研创新鼓励政策。学校制定指导竞赛、实训项目的奖励政策，充分调动中心人员的积极性。

(4) 制度建设。制定中心日常设备管理、实验教学、竞赛指导、实践创新等一系列制度，重要的规章制度上墙，师生进入中心基地前进行专门培训。结合实际情况，制定“中心工作人员岗位职责”“场地开放与环境管理制度”“实验设备管理制度”“科研和创新实施办法”“专业竞赛指导制度”“考评与奖惩制度”等。

4 中心的建设成效

近年来，智能制造与机器人实践创新训练中心建设取得了一些成绩，通过一系列的教学改革和实践,获得学校教学成果奖多项，自动化类专业学生在参加全国机器人大赛、江苏省机器人竞赛和江苏省优秀毕业设计中取得了可喜的成绩，125人次在各类国际、国家和省部级机器人竞赛和科技竞赛中获得奖励，共获国家级奖23项，省级奖36项，大大提高了大学生参加课外科技活动的积极性。以学生创新能力培养为核心，优化实验教学内容，改革实验教学方法，“智能制造与机器人技术实践创新训练中心”力争在不远的将来创建省级实验教学示范中心和中国制造2025产教融合创新基地。

References)

[1] 罗正祥.基于应用型人才培养的独立学院实验室建设实践与体会[J]. 实验技术与管理,2011，28(7)：1-4.

[2] 白政民,王武.电力工程实验教学示范中心管理体制探讨[J]. 实验室研究与探索,2012,31(6):106-108,112.

[3] 朱金秀,朱昌平,范新南,等. “以学生为本”建设电子信息技术实验教学示范中心[J]. 实验室研究与探索,2009,28(12):93-94，97.

[4] 王玉新,李梦轲,郑亚茹. 锐意创新 加快实验教学示范中心建设[J]. 实验室研究与探索,2011,30(1):89-91.

[5] 吴世华,杨光明,王秋长,等.加强实验教学示范中心建设,提高人才培养质量[J]. 实验技术与管理,2012,29(1):4-6.

[6] 武林,潘日敏,冯根良,等.电工电子实验教学示范中心建设与实践[J].实验技术与管理,2011,28(12):121-123.

[7] 崔海亭,郭彦书.强化工程实际训练,培养学生创新能力[J]. 实验技术与管理,2010,27(12):13-15.

[8] 石义芳,王宁,李志文. 实验教学示范中心建设模式探索[J]. 实验科学与技术,2013,11(4):130-133.

[9] 王佳,侯其考,孙欢.国家级实验教学示范中心建设的探索与实践[J]. 实验室科学,2013,16(5):155-157.

[10] 陈剑锋.搞好省级实验教学示范中心建设提高学生动手实践能力[J].中国现代教育装备,2011(9):40-42.

[11] 骆冬燕.大学创新与创新人才培养的思考[J].中国电力教育,2010(32):22-24.

[12] 安琦.系统培养创新能力的教学模式[J].高等工程教育研究,2004(1):54-56.

Construction of practical innovation training center for intelligent manufacturing and robotics

Zhang Yongchun, Feng Jun, Wang Gang, Zhou Jun

(Taizhou College of Science and Technology, Nanjing University of Science and Technology, Taizhou 225300, China)

From the three aspects of function orientation, construction scheme and idea, management mode and operational mechanism, the construction effect of the practical innovation training center for intelligent manufacturing and robotics is elaborated, and the remarkable results that the students have achieved in the experimental teaching, engineering projects, competition awards, publication, patent application, etc., are expounded on. It can be seen from the practice that the construction of the center for intelligent manufacturing and robotics plays an important role in cultivating students’ practical innovation ability.

intelligent manufacturing； robotics； practical innovation training center

10.16791/j.cnki.sjg.2017.07.007

2017-01-10

2017-04-11

教育部高等学校自动化类专业教学指导委员会教育教学改革课题面上项目 (2015A06);江苏省高校青蓝工程项目(苏教师[2014]1号)

张永春(1964—)，男，江苏张家港，硕士，副研究员，南京理工大学泰州科技学院党委书记，研究方向为高等教育管理

E-mail：zhangyc@njust.edu.cn

冯钧(1983— ),男,江苏宜兴,硕士,副教授,研究方向为智能制造、自动化与机器人技术.

E-mail：fjyixing@126.com

G642.0;G482

A

1002-4956(2017)07-0020-04