基于产教融合的校企合作模式下实验室共建方案研究

马丽心 李丹婷 张依萌

摘要：以建设校企合作模式下的现代工业工程实验室为研究对象，通过企业简单零部件的组装，对程序分析、生产线组织、质量数据测定、工业机器人相关等工业工程专业实验进行设计，从而完成对设备、设施规划的设计与优化，使实验室内设施规划的运作结合于企业产品，从而最大程度地提高生产线的运作效率，降低人力、时间和物料成本，发挥校企合作模式下人才输送的“无缝对接”优势。

Abstract： Taking the modern industrial engineering laboratory under the school-enterprise cooperation mode as the research object， through the assembly of simple components of the enterprise， the industrial engineering professional experiments such as program analysis， production line organization， quality data measurement， industrial robot correlation， etc. are designed to complete the design and optimization of equipment and facility planning， so that the operation of the facility planning in the laboratory is integrated into the enterprise products， thereby maximizing the operational efficiency of the production line， reducing manpower， time and material costs， and giving play to the "seamless docking" advantage of talent transfer under the school-enterprise cooperation model.

关键词：产教融合；校企合作；工业工程； 程序分析；设施规划

Key words： integration of production and education；school-enterprise cooperation；industrial engineering；program analysis；facility planning

中图分类号：G640 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）31-0195-03

1 绪论

以校企合作、产教融合为核心的教学模式主要过程是学校和企业双方共同参与人才培养，并且以培养学生的全面素质、综合能力和就业竞争力为核心[1]，利用学校和企业两种不同的教育环境和资源，采用课堂教学与学生参加实际工作有机结合的方法，来培养复合型、应用型人才的教学模式[2]。结合企业生产产品，对实验室设备布局、生产流程等方面进行研究，致力于将其打造成“微型工厂”式的实验室[3]，并营造一个类似真实的生产运作环境，为学校的教学和科研提供一个先进的、创新的、密切联系工业实际的理想平台。

2 基于企业产品的工业工程专业实验设计

以ADP-33AW台式电源为例，如图1所示，对其生产流程、零部件构成、组装流程进行了解，应用工艺程序分析、MOD法应用等对台式电源的生产流程进行研究分析，如图1所示。

2.1 ADP-33AW台式电源PCB板插件工序分析

对于产品的生产流程优化，经过专业IE工程师的整理、测定和改进形成产品SOP标准，以下分析PCB板手插件的作业重要指导标准。其中，切板的作业标准为：

①从PCB框侧面将SMD标签取下，核对PCB料号、线别、机种、工令、并将标签放至标签盒中（每框核对一次），如图2（a）；

②检查AI零件，不能有漏打或者打反向等不良，发现不良需及时反应给组长和品管处理，如图2（b）；

③将PCB板定位孔放入载板的定位柱，V-CUT槽对齐切刀，如图2（c）；

④切板时V-CUT槽对准切刀，双手扶平PCB板，同时推送载板进行切板，全程需将PCB板扶平，不能倾斜，避免零件掉件，如图2（d）；

⑤右手拿取PCB板边，将PCB板放置与线体上，作业时不能拿取正面零件，避免造成掉件，如图2（e）。

2.2 流程程序分析实验设计

以PCB手插件的流程程序分析为主线来进行基础工业工程实验的设计，选定以台式电源的生产装配为建设蓝本，建设适合实验室使用的流水生产线，并选定以PCB手插件流程程序分析为主线，主要是该产品是工业上典型的而且批量较大的产品，加工工艺要求不高，便于学生着手操作，基于型号ADP-33AW的台式电源的生产流程，设计基础工业工程的工艺程序分析实验。流程程序分析是以生产过程中部分作业流程为对象，通过对流程中的加工（○）、检验（□）、搬运（？陴）等活动事项做尽可能详细的观察与记录。表1为企业产品型号为ADP-33AW台式电源内部件PCB手插件的部分流程程序分析。

一个PCB板的流水线总时间为121s，即流水生产线上每2分钟即可完成一块PCB板插件。根据实验的需要，实验室生产流水线可截取其中的一个片段来进行实验的设计。

3 现代工业工程实验室共建方案

实验室设备是高等学校生存和发展的必要性工具，其不仅为高校教学和科研提供了必要的物质基础，也为人才培养和科學研究提供重要手段和保障，同时高校仪器设备的添加和更新也是高等学校的发展的重要标志，实验室的每台设备有都有其重要的运作意义。就研究对象而言，以下重点介绍C型工作站、生产线、以及机器人。

3.1 C型工作站的功能应用与分析

该设备主要提供一个开放式的平台，其目的是让老师、学生共同参与进来，充分发挥各个工作站的最大功能来进行示教教学。学员可以根据任务的不同，选择不同的工作站来完成，也可以选择固定的工作站来制定不同的任务，柔性非常强。根据已有配置的工作站，学员可以完成智能视觉检测追踪实训、模拟焊接实训、轨迹绘图实训、 装配实训、抛光实训、码垛实训、机械装配实训、电器编程、接线实训、触摸屏界面设计实训等。该系统不仅包括机器人抓取、搬运、码垛、轨迹模拟等功能的基本应用，还包括视觉检测、追踪等功能。模块化的设计，每个模块都是独立的单元，有各自的气路和线路布局，操作者可以根据需要进行模块增减或自由搭配。

实训装置采用工作站的方式，为学生提供一个开放的实训平台。该实训装置可以提供多种实训工作站。该系统主要包括：柔性工作平台、视觉系统、监控系统、触摸屏单元、工装单元、直线传输工作站、码垛工作站、电控系统、气动系统等。

3.2 生产线的应用分析

以基礎工业工程为例，基础工业工程是工业工程专业的主干课，基础工业工程实验是课程理论教学部分的延伸和拓展，主要包括方法研究、作业测定、生产线平衡、劳动定额的制定，PCB手插件流程程序分析表以及现场管理等基础理论和研究方法。流水式生产线的应用，正是在教学实践环节校企对接的重要体现。

3.3 机器人的功能应用与分析

伴随着高速发展的大生产社会化时代的到来，生产规模不断扩大、自动化程度不断提高，机器人作为物料搬运的重要设备在现代化建设和生产制造过程中起到了愈发重要的作用，从上世纪60年代伊始工业机器人的应用领域愈加广泛、应用程度也愈发深入。在生产车间，从毛坯制造到机械加工，从焊接到打磨，从表面热处理到喷漆，工业机器人几乎参与了每一个生产环节。他们分别为臂长400的四轴机器人、臂长600的四轴机器人。

根据需要，C型工作站与U型流水生产线之间需要放置臂长900的六轴机器人，主要要作用是流水线与C型工作站之间的承接。

4 结论

①通过以建设校企合作模式下的现代工业工程实验室为研究目标，实现校企合作模式下的工业工程实验室的高效利用。

②对ADP-33AW型台式电源的装配与组装，对工艺程序分析、工业机器人等相关实验进行设计，完成对校企合作模式下的现代工业工程实验室的设施设备、空间布局的规划进行设计。

③实验室内设施设备的运作包括C型工作站的建设、流水线、工业机器人的使用，均结合了ADP-33AW型台式电源生产而设计，最大程度地提高生产线的运作效率，降低人力、时间和物料成本，发挥校企合作模式下人才输送的镶嵌式对接优势。

参考文献：

[1]丁兆花.浅谈“校企合作、产教融合”的教学模式[J].职业， 2009（27）：56.

[2]姚尧，李劲彬，阮羚，等.企业实验室建设发展与创新机制[J].实验室研究与探索，2016，35（1）：239-242.

[3]于影霞.质量管理工程[M].化学工业出版社，2015.

[4]韩铖熹.流水线上的“新员工”[J].大飞机，2018（3）.