高职院校智能制造实训中心建设探究

谭海林 张治坤 王 范

湖南化工职业技术学院机电工程学院 湖南株洲 412000

随着《中国制造2025》的颁布实施，湖南省制定了《湖南省贯彻〈中国制造2025〉建设制造强省五年行动计划(2016-2020年)》。计划指出：要实施“智能制造工程”专项行动，围绕流程制造、离散制造、智能装备和产品、新业态、新模式、智能化管理、智能化服务等关键环节，突出新一代信息技术产业、高档数控机床和机器人、先进轨道交通装备、工程机械等重点领域，着力实现全省智能制造重点突破，加快智能制造发展。这就要求高职学院的教育不仅要能促进高素质劳动和技术技能型人才培养，还要能推动企业技术进步和产业升级转型，更好地服务地方经济发展[1]。因此我校努力探索新常态下主体专业布局及专业结构调整，决定在新校区建设集教学、培训、职业技能鉴定、职业素质培养、创业创新、社会服务为一体的校企深度融合的智能制造实训中心。

1 智能制造对高职学院人才的要求

适应智能化生产系统中的技术技能人才的知识与能力结构至少包括以下4个成分：精湛的加工技能、对整个生产系统的完整理解与精确控制能力、与特定领域结合起来对相关工业软件的娴熟操作能力、对特定产品与工艺的深入研究与创新能力[2]。因此智能化生产对高职学院人才培养提出了全新的、更高的要求。

1.1 面向智能制造的创新型人才

智能制造的核心是数字化制造，新软件、新工艺、机器人和网络服务逐步普及，大量个性化生产、分散式就近生产将取代大规模流水线生产方式。因此智能制造的员工主要是产品的设计与智能生产系统的管理，要求员工具有分析问题、解决问题的能力，特别是要具有创新能力。

1.2 面向智能制造的复合型人才

智能制造技术是跨学科、多门类专业的深度跨界和学科技术的高度融合，涉及制造活动的多个方面，如信息感知与分析、知识表达与学习、智能决策与执行。因此，高职院校培养的人才应为集操作、技术、管理与一体的复合型人才。

1.3 面向智能制造的智慧型人才

智能制造技术是让新型传感器、智能控制系统、工业机器人、自动化成套设备形成一个智能网络，其生产技术由自动化升级到智能化，生产组织由科层化重构为扁平化，生产方式由标准化变革到个性化。因此高职院校培养的人才应具备“智慧”特色。

2 智能制造实训中心建设理念

实训中心是高职学院实训教学的重要场所，是衡量学校办学水平的重要标志之一，对搞好专业建设，提高学校教学、科研水平，增强学生的专业技能起着举足轻重的作用[3]。因此智能制造实训中心建设应体现“全、真、新、合、开”的理念。

2.1 全

就是对学生学习和实践训练要体现产品设计与制造的全过程。学生在实训中心可以进行市场分析、产品设计、选材、工装设备选择、加工制造、销售、维修等产品生命周期全过程训练，从而突破传统的实践训练只是对产品工艺和制造技术进行培训，局限于仅仅获得有关工艺知识和加工技能，变离散、间断、局部的训练培训为连续、全面、系统的产品全生命周期制造培训，力求让学生在一个完整而逼真的工程活动系统中，进行产品全生命周期的运作体验，建立全面的工业生产意识。

2.2 真

就是体现真实的就业环境。消耗性或纯模拟性实训培养不出有过硬本领的人，过硬的本领必须在真刀真枪的生产性实习中才能培养出来。高职实训中心建设的软件、硬件、环境以及管理等都要体现真实的职业环境，让学生在真实的“情境”而不是模拟的“情景”下按照未来专业岗位群要求进行实际操作训练和综合素质的培养。

2.3 新

就是要体现新技术、新工艺等。高职学院智能制造实训中心训练应顺应发展趋势，融入数字化、网络化、智能化训练的理念，密切关注射频识别、物联网、传感器、机器视觉、智能机床、云计算、3D打印等未来中国制造的关键行业，重点建设3D打印实训室、高端数控设备实训室、工业机器人实训室等，为培养高素质高技能型人才积极服务。

2.4 合

指的是培养学生的综合能力，培养复合型人才。现代科技工程是机械、电子、信息、材料、化工、管理、环境和人文等多学科的交叉与融合，多行业产业协同与共生。因此，智能制造中心已经远非传统意义上的纯机械制造与加工训练或单工种技能训练，而是由常规的金工实习和电子工艺实习向现代工程实践教学的转化，由单工种技能培训向局域网络条件下技术集成培训的转化，由操作技能培训向技能与综合实践、创新实践相结合的转化[4]。

2.5 开

就是在环境和总体实训环节设计上，要具有社会开放性。不仅可以作为校内学生技能训练场所，而且可以承担一些职业技能培训任务，为社会提供多方位服务，成为对外交流的窗口和对外服务的基地。

3 智能制造实训中心建设方案

我院智能制造中心建设将顺应智能生产系统发展的要求，与合作企业高度融合，打造与实际工厂一致的职业环境，学生可以在中心实现基本职业训练、模拟仿真、实操演练、实训上岗。

3.1 中心场地布局

我校智能制造实训中心主要面向工业机器人技术、工业设计(智能方向)、机电一体化、数控技术、电气自动化等专业学生实习实训。新建的智能制造训练中心面积合计为3000 m2。其中一楼1500 m2，拟划分为基础实训区、生产性实训区、数控实训区、虚拟仿真实训区。二楼1000 m2，拟建设机器人技术中心、创新创业团队和技术服务工作区。初步规划如图1所示。

图1 智能制造中心实训场地分布

3.2 各实训区主要功能

(1)基础性实训区用于培养学生适应智能制造基本技能。一方面进行基础实验，通过认知型实验项目、综合型实验项目和创新型实验项目培养学生观察和动手能力。另一方面进行工程训练，对学生进行专业技能训练，让学生掌握某一工种较高的操作水平，获取国家职业鉴定部门颁发的职业资格证书。

(2)虚拟仿真实训区。智能制造虚拟仿真实训室让学生进行离线软件编程，实现计算机的实时仿真验证，并能在线传输到机器人工作站生产线上，为机器人编程和调试提供了灵活的环境。同时仿真中心实训室把一个完整的自动化生产线搬到计算机上进行，所有的生产设备、各种生产加工对象、不同生产条件、不同生产方法、任何现实中可能发生的生产情况都在计算机上模拟仿真，使理论与实践做到完美结合。

(3)柔性制造单元实训区。主要开展从毛坯料到合格产品的整个加工过程，涵盖CNC加工管理、EDM加工管理、WE加工管理、CMM精密测量等与产品制造生产相关的要素及环节。包括制造数据管理、计划排程管理、生产调度管理、库存管理、质量管理、人力资源管理、工作中心/设备管理、工具工装管理、采购管理、成本管理、项目看板管理、生产过程控制、底层数据集成分析、上层数据集成分解等制造协同管理功能。

(4)生产性实训区。培养适应智能制造生产性技能岗位的技术技能型人才。与株洲中车天力锻业有限公司合作，依据企业化、现场化进行布局和设备选型，按照企业员工管理、质量监控管理、成本控制管理、计划排程管理、生产调度、库存等标准建设具有生产功能的学生实践教学场所。以产品多样化定制批量生产为目标，可开展从毛坯到合格产品的整个加工过程。

(5)技术服务中心。主要承担对外服务业务。与智能制造企业深度合作，与相关企业建立深度合作，共同开展新项目、新产品开发；协助企业解决实际生产过程中的技术、工艺等难题；适时与企业共同申报课题，积极争取科研项目。

(6)创新创业中心。以学生运作为主，教师参与指导，鼓励和引导学生将专业学习和创新创业相结合。主要承担制造类专业的技能竞赛的组织、指导；承担制造类专业学生课外科技活动，在这里学生身处真实的社会、经济环境中，不再停留在“学习”“认知”的层面上，而是能了解并掌握商务活动的每一个过程和细节，身体力行地参与各项方案的决策与执行，承担和支持创新实践类课程的动手实践环节的教学。

4 结语

构建集教学、培训、职业技能鉴定、职业素质培养、创业创新、社会服务于一体的开放式、共享型、现代化的实训中心，为顺应《中国制造2025》与湖南省 “智能制造工程”专项行动的实施，培养了大批掌握计算机辅助设计与制造技术、机器人技术、3D打印技术、柔性制造等智能制造核心技术，同时具有创新能力和创新思维的高素质技术技能型人才。