高校数字化实训平台建设探讨

2020-08-31韦相贵欧跃发张杰权任港贤韦俞廷

广西教育·C版 2020年5期

韦相贵欧跃发张杰权任港贤韦俞廷

【摘要】本文分析数字化实训平台建设的意义，以北部湾大学工程训练中心数字化实践基地建设为例，从实训基地的库房建设、体验中心建设、可视化建设、教学资源管理、实训室及设备管理等方面论述数字化实训平台建设，提出互联网技术的数字化、网络化的先进制造技术实训平台的建设方案，为高校加强实训平台数字化建设提供参考。

【关键词】高校互联网数字化实训平台实训教学

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2020）05C-0183-03

随着云计算、大数据、5G技术和智能制造的不断发展，“互联网+”“万物互联”“数字化”等已然成为我国乃至全世界经济发展新引擎。如何迎接这巨大的商机和历史性发展机遇，很多专家学者就“互联网+”相关问题开展了分析研究。2019年5月7日，华为公司在广西钦州市建设的全国首个5G华为数字小镇项目正式启动。钦州市政府抢抓机遇，依托华为数字小镇建设，进一步整合资源，打造广西数字经济产业高地。为提高中心的设备使用率和管理水平，更好地服务学校人才培养和国家的发展战略，北部湾大学工程训练中心积极利用互联网技术，与北京数码大方科技有限公司开展校企合作，探索实训平台的数字化建设。

一、数字化实训平台建设的意义

随着“互联网+”的不断发展，人类的生产生活等各方面已发生很大改变，推动人类社会向“物质世界智能化”发展。2015年国务院颁布的“互联网+”行动计划指导意见指出，加速互联网与传统制造产业的融合，推动云计算、物联网、智能工业机器人、增材制造等技术在生产过程中的应用，推进生产装备智能化升级、工艺流程改造和基础数据共享，构建开放、共享、协作的智能制造产业生态。

高校教学信息化硬件环境是实现教育现代化的基础，是开展现代教育工作的条件和前提。针对我国战略性新兴产业发展对职业技术技能人才提出的新要求和新特征，在“互联网+”背景下开展互联网技术的数字化实训平台建设的研究，探索和总结我国高等院校技术技能人才的培养模式，其意义在于：通过网络信息技术，将实训室联网、设备联网，实现优质教学资源共享，实现资源的最大利用，提高实训室的管理水平，全方位地满足应用型本科大学技术专业教师教学、学生学习的需求;让学生对“智能制造”“物联技术”“无人技术”有初步了解;带动机械制造与自动化、机电一体化技术等相关专业领域的教学资源开发;推動全国应用型本科大学院校同类专业教学模式和教学方法改革，促进我国应用型本科大学同类专业人才培养质量和社会服务能力的提升。

工程训练是在大工程、大制造背景下提出的全新教育理念，工程训练中心是高校对学生实施工程训练的重要平台。为将工程训练中心打造成学校面向全校学生全面贯彻落实素质教育基地，打造成培养基础宽、能力强、素质高的复合型人才的基地，为更好地培养应用型人才，很多高校特别是应用型高校，纷纷加大了实践基地的建设，投入大量的人力、物力、财力，购置了很多先进的设备。为满足“中国制造2025”对智能制造、智能工厂、数字化车间的人才需求，工程训练中心必须加强软硬件建设，与“中国制造2025”“互联网+”“物联网+”等紧密联系，关联云存储、大数据、智能制造。数字化实训平台建设，不仅有助于提高工程训练平台的教学效率和管理水平，而且将会促进工程训练中心的数字化建设，并将成为工程训练中心建设的一个亮点。

二、数字化实训平台的建设思路

北部湾大学工程训练中心结合数字化建设经验，基于学生的通识课程、专业课程教学实际，以工业企业先进的产品研发制造业务模式和流程为核心，提出基于互联网的数字化实训平台（见图1）建设的思路：利用先进的数字化技术，探索库房建设、体验中心建设和实训室可视化建设，以加强教学资源管理、实训室及设备管理，努力实现平台硬件合理、软件先进、功能完整、兼有教学、科研、技能实践、校企合作和社会培训“五位一体”的复合功能，形成教学、科研、生产三者有机结合、互相促进、共同发展的现代化工程训练中心。

（一）库房建设

工程训练中心是高校最大的校内实训教学平台。由于承担着全校的工程实训教学任务，到工程训练中心参加工程实践的学生人数每年都有数千人，每天需要的各种耗材及工具不计其数。工程训练中心库房管理的工作量及其难度与日俱增。因此，建设信息化的库房管理系统具有紧迫性和现实意义。

建设信息化的库房系统既符合时代进步的要求，也是学校信息化建设的重要一环。北部湾大学与北京数码大方科技有限公司开展合作，构建北部湾大学工程训练中心数字化库房管理系统（见图2）。该系统实现了库房管理与查询、信息分类及报表生成等诸多功能。系统的构建，使北部湾大学开展工程训练教学所需各种耗材、工具的采购及管理得以加强，各种耗材、工具的库存情况和材料消耗情况以及它们的流向与成本都得到了控制，实训效益和管理水平得到了提升，较好地实现了库房的数字化管理，有效保障了实训教学活动的开展。

（二）智能化协同制造体验中心建设

智能化协同制造体验中心是数字化实训平台的重要组成部分。体验中心以就业为导向、以教学为中心，利用信息化技术，关联设备物联、辅助制造、制造过程规划、智能设计、加工校对、数字营销（见图3），开展数字化实训和数字化教学，促进以“工作过程为导向”的课程开发及教学模式。

体验中心主要配置了计算机、触控一体机、触控查询机、投影及音响设备、会议桌椅及展示柜等硬件设施，以及CAXA教学资源管理系统、CAXA实体设计、CAXA工艺图表、CAXA制造工程、CAXA数控车、CAXA设备物联等软件设施。

体验中心根据不同功能划分为体验区、展示区、教学区等功能区。

体验区：按照企业设计、工艺、生产流程，完成所有相关的技术文件及产品数据，展现现代制造企业数字化设计、工艺、编程、制造的工作过程。

云平台展示区：主要有软件资源云、车间管理云、教学资源云、实训管理云、设备管理云、人才能力云展示，以展示工程训练中心车间信息化水平、软硬件实力及教学成果。

教学区：此区域配置投影、圆形会议桌椅等设施。通过访问云资源，作为教学互动的平台和车间信息化的展示窗口。

（三）实训室可视化建设

运用互联网技术及视频无线技术加强实训室的可视化建设，是数字化实训平台建设的重要内容，主要包括可视化学习平台的搭建、实训室内部可视化建设、工程训练中心大厅大屏幕可视化建设。

通过车间机床查询、资源信息查询、学生成长查询、数字化车间介绍等模块的构建，搭建可以通过互联网等各种移动终端自主学习、实训的可视化学习平台，即能让师生自主学习、开发实习的平台。

加强实训室内部可视化建设，努力营造一个与理论教学相结合的实训教学环境，让学生在这样的一个环境下可以实时看到实训指导老师在机床上加工零件的操作及加工过程，便于学生学习零件加工操作的技能。通过这一可视化系统，教师既可对学生进行机床操作的指导与点评，也可组织学生进行相关问题的讨论，大大激发了学生参加工程训练的热情和兴趣。

加强工程训练中心大厅大屏幕可视化建设。运用互联网技术及视频无线技术将各实训室联网、实训室设备与电脑联网，在大厅可随时调阅或观看各实训室的实训教学情况。这不仅有利于教学管理监督，也有利于教师间的相互学习，更有利于线上、线下混合教学模式的开展。而且，还可以成为举办比赛的重要看点和展示窗口。

（四）教学资源管理

数字化实训平台建设中很重要的一项内容就是教学资源管理。它将教学及生产软件、教学课件、视频资料、教学计划、教学方案、课程安排等各种相关的教学资源整理汇集于此。它既是教学计划内工程训练、金工实习、课程设计等实训课程的应用平台，也是教学计划内机械制图、机械设计、机械制造技术基础、CAD/CAM等设计与制造类学科基础课和专业课的辅助教学平台。既是教学计划内利用课程教学改革进行创新教育的实践平台，也是学生课外科技活动、学科竞赛等教学计划外创新教育的实践平台。

教学资源管理平台既能保证实训内容的先进性，充分反映现代化企业的生产流程和制造技术的发展方向，又能保证满足扩大实训能力，有效利用现有设备资源的要求。既能实现分层次实训，在基本技能训练的基础上，进行综合性、设计性和创新性等高层次实训，又能进行二维、三维CAD、CAM数控工艺员等职业技能培训。既有利于高素质实训教学师资队伍的培养，也有利于激发学生学习实践知识和提高实践技能的兴趣，进而不断提高实训教学质量，提高人才培养质量。

（五）实训设备管理

加强实训室的设备管理是工程实训教学管理工作中很重要的一项工作，也是数字化实训平台建设中很重要的一项内容，主要包括设备通信管理和设备监控管理系统的建设。

设备联网通信及管理：在实训室根据设备情况建立局域网络，为每台实训设备设置独立的IP地址，使师生编辑好的加工程序可以随时随地进行上传、下载或在线加工，缩短了程序输入的准确率和所占用的教学时间，从而实现实训教学设备的数字化管理，并有效提高实训教学的效率。设备的联网通信，不仅方便学生通过安装在实训室内的查询机、大屏幕等多媒体终端或者网络设备查询加工设备的设计及生产数据，还有利于促进师生在实训教学过程中的互动，有利于促进理论教学与实训教学一体化教学的改革。

设备的监控与管理：通过生产设备联网，利用数控系统开放的数据采集接口，通过数控系统的网口将数据发送到网卡采集，同时通过数控机床加装传感器、继电器、控制器等硬件获取各种加工状态数据和相关信息。方便查看或了解实训教学设备的实时数据及当天的开关机状态以及转速、负载和进给等各种参数，实现对设备的监控。

三、数字化实训平台建设效果

北部湾大学工程训练中心利用北京数码大方科技有限公司提供的工业云平台，按现代制造类企业真实生产流程规划建设了数字化实训平台，实现了实训教学及管理的数字化、网络化、智能化，促进了工程训练课程的教学改革，有效提高了工程训练实训教学质量，也促进了实践指导教师的能力提升和工程训练中心产、学、研工作的开展，有利于工程训练中心服务教学、服务师生、服务各二级学院、服务地方经济等各项服务功能的开展。

经过几年建设，北部灣大学工程训练中心互联网技术的数字化实训平台建设已初见成效，成为北部湾大学转型发展的一大特色和亮点：在工程实训项目中融入企业生产流程及项目管理模式，实现工程实训教学与生产岗位的无缝对接;实现训练内容从单一的技能训练到综合技术训练的提升，提高了工程实训教学质量;深化了工程实践课程的改革，促进了以“工作过程为导向”的课程及教学模式开发;有效提高了工程训练中心的管理水平，促进了工程实践指导教师队伍的建设;实现了促进资源共享、优化资源配置、提升创新创业能力，展示了工程训练过程和效果。

推进数字化教学管理、实行数字化教学实训将成为高校学生实训教学基地建设的重点和发展趋势。建设数字化实训平台，有利于实现工程训练中心的优质资源本地区和跨地区共享，校内和校外共享，以及学校、企业和社会共享。因此，工程训练中心应充分利用信息化手段，整合人力资源、教学资源、实训资源，积极推进工程训练中心的“信息化”“智能化”和“数字化”建设，以更好地服务人才培养。

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