技师学院工业机器人实训基地建设的研究

纪献平

鲁南技师学院，山东临沂，276017

0 引言

随着工业技术的不断进步和制造业的智能化转型，工业机器人在生产过程中发挥着越来越重要的作用。然而现实情况是，许多技师学院在工业机器人实训方面面临众多挑战，如教学资源的匮乏、教师水平的不足以及实践操作机会的缺乏等。为了满足行业对工业机器人技术人才的需求，并为学生提供更好的培养环境，建设工业机器人实训基地成为技师学院必不可少的任务。

1 技师学院工业机器人实训基地建设的必要性

首先，工业机器人在现代制造业中起着至关重要的作用。它们能够自动化完成重复、繁琐、危险和高精度的工作任务，提高生产效率和质量，减少人力成本和工伤事故风险。因此，培养和提高学生在工业机器人领域的技能和知识具有重要意义[1]。其次，工业机器人的应用领域广泛。工业机器人不仅在制造业中被广泛应用，如汽车制造、电子制造、食品加工等，还在医疗、农业、仓储和物流等领域有着重要的应用价值。基于这一点，建设工业机器人实训基地能够为更多行业培养高素质的机器人技术人才，满足各个行业对人才的需求。最后，工业机器人的技术不断创新和更新换代。随着科技的发展和制造业的智能化转型，工业机器人的技术也在不断更新换代。为了跟上行业的发展，培养具备最新技术和创新能力的人才显得尤为重要。建设工业机器人实训基地可以给学生提供接触和学习最新机器人技术的机会，培养他们的工程实践能力和创新思维，适应社会对机器人技术人才的需求。此外，工业机器人实训基地还可以提升学生的综合能力。在实训基地中，学生不仅能够学习机器人的基本原理和操作技术，还可以接触到与机器人相关的多学科知识，如机械设计、控制系统、传感器技术等[2]。通过综合学习，学生可以培养自己的协作能力、解决问题的能力和创新精神，为自己未来的就业和职业发展打下坚实的基础。

2 工业机器人实训基地建设的需求分析

（1）人才培养需求：工业机器人实训基地的建设需要针对不同层次和专业的学生。这包括设计专门的课程体系和实践项目，确保学生能够全面了解工业机器人的原理、应用和维护等方面的知识。

（2）技术装备和设施需求：为了满足实训需求，工业机器人实训基地需要配备先进的工业机器人装备，包括各类不同用途的机器人，各种传感器、执行器、控制系统以及相关的软件。此外，基地需要提供仿真实验环境和实际应用场景，以帮助学生了解真实工业场景中机器人的应用。另外，还需要提供安全设施和紧急救援措施，确保学生在实训过程中的安全。

（3）师资队伍建设需求：建设工业机器人实训基地需要拥有一支高素质的师资队伍，他们应该具备丰富的工业实践经验和教学经验，能够将自己的实践经验与理论知识有机结合，有效地引导学生学习[3]。

3 工业机器人实训基地的建设

3.1 场地建设

实训基地建设应包括场地建设和配套设施建设，本文设计的实训基地占地约700平方米，平面设计如图1所示。

图1 实训基地平面设计图

应按照国际企业标准打造集实训教学、技能认证、师资及企业职工培训、技能竞赛及教学研发服务为一体的校内实训基地。该基地建有工业机器人应用实训区、机器人控制体验区、工业机器人综合应用实训区、工业机器人仿真实训室等。并以“8S”标准化管理为主线贯穿，制作体现操作规范、工艺流程等的宣传展牌、指示标识，强化职业素养和现代企业文化精神培育的功能[4]。

3.2 设备配置

（1）工业机器人应用实验室：工业机器人应用实验室是学生进行实际机器人应用操作的场所。该实验室应该配备多个工业机器人平台，其中应包括主流的工业机器人，如SCARA、Delta、协作机器人等，以满足学生学习和实践的需要。每个工业机器人平台应该具备多轴自由度、高精度定位和扩展能力，以适应不同应用场景的需求。此外，实验室还应该配置适当的工作台和工具，方便学生进行机器人的组装、维护和调试等操作。

（2）机器人控制体验室：机器人控制体验室是用于学生学习机器人控制系统的重要场所。该实验室应该配备先进的机器人控制系统，如PLC（可编程逻辑控制器）和多轴控制器。学生可以在这里学习和实践机器人的编程和控制技术，了解机器人的运动规划和路径规划等相关算法。此外，实验室还应该配备相应的编程软件和仿真软件，方便学生进行算法开发和控制系统的调试。

（3）工业机器人虚拟仿真实训室：工业机器人虚拟仿真实训室是用于学生进行虚拟仿真实训的场所。虚拟仿真实训软件可以模拟真实的工业机器人应用场景，以及机器人的运动轨迹、操作流程等。学生可以在虚拟环境中进行机器人的路径规划和任务协作等操作，提前熟悉和掌握机器人的应用技术。此外，虚拟仿真实训室还可以提供故障排除和紧急情况处理的实战模拟，帮助学生提高应对实际工作中的问题的能力[5]。

（4）工业机器人综合应用实训室：工业机器人综合应用实训室是学生进行机器人应用实践的关键场所。这个实训室应该配备多种类型的工业机器人系统，包括用于装配、焊接、搬运、喷涂等不同的应用场景。每个机器人系统都应该具备先进的传感器和执行器，以及相应的控制系统和编程软件。学生可以在这个实训室中学习并实践如何将机器人系统应用于不同的工业生产过程，从而掌握机器人应用的技术和能力。

（5）人工智能职业体验与实践基地：人工智能职业体验与实践基地是用于学生学习人工智能技术在机器人中应用的实践场所。这个基地应该配备具有人工智能功能的工业机器人系统，如具有视觉识别、语音交互和自主决策能力的机器人。学生可以在这个基地中学习并实践如何应用人工智能技术来提升工业机器人的感知、判断和决策能力。此外，基地还应该配备相应的硬件和软件工具，如深度学习平台和语音识别系统等，以帮助学生进行相关算法的开发和应用[6]。

（6）工业机器人工作站应用实训室：工业机器人工作站应用实训室是用于学生进行工业机器人操作和编程实践的重要场所。这个实训室应该配备多个工业机器人工作站，每个工作站都包括具有多轴自由度和高精度定位能力的机器人，以及相应的编程和控制系统。学生可以在这个实训室中学习和实践机器人的编程、操作和调试等技术，培养他们在实际工作中熟练运用机器人的能力。此外，实训室还应该配备工业机器人操作界面和仿真软件，以提供虚拟实践和模拟场景的机会。

4 实训基地运营与管理

4.1 运营模式选择与管理机制建设

（1）运营模式选择

学校自主运营：学校可以自主运营实训基地，通过投入资金、招聘师资和购置设备等方式，独立承担实训基地的运营和管理工作。

企事业单位合作共建：学校可以与企事业单位进行合作，共同投资和建设实训基地。学校提供教学资源和师资力量，企事业单位提供资金和实践支持，共同运营和管理实训基地。

与行业合作的联合运营：学校可以与行业相关的机构或协会等进行合作，共同建设和运营实训基地。通过与行业的深度合作，可以更好地满足行业的需求，并给学生提供更实践性的学习机会。

（2）管理机制建设

运营模式规范化：明确基地的运营目标、发展方向和服务对象，制定相应的运营计划和管理制度，通过规范化的运营模式来提高工作效率和管理水平。

资源配置有效化：合理配置师资、设备、资金等资源，保障实训基地的正常运行。根据实训需求和师生规模合理规划资源的使用和调配，确保资源的充分利用和合理分配。

管理体系建设：建立健全的管理体系，包括制定明确的职责分工和岗位职责，建立有效的沟通渠道和监督机制，建立学生管理和安全保障体系，实施质量评价和持续改进等措施[7]。

4.2 实训基地与企业合作机制

（1）实训需求调研与对接：实训基地应该进行需求调研，了解企业对机器人技术人才的需求，包括培养目标、技能要求和实践项目等。通过对接企业的具体需求，可以确保实训基地的培养目标与企业的实际需求相一致。

（2）项目合作与开发：实训基地与企业可以进行项目合作和开发，共同开展机器人应用项目。例如，基地可以与企业联合开展实际的机器人应用项目，学生可以参与项目的实施过程，从中获得实践经验。这种合作模式可以提高学生对实际工作环境和项目管理的了解[8]。

（3）提供实习与实训机会：实训基地可以与企业合作，提供实习和实训机会给学生。这可以包括学生进入企业的实习机会，以及在企业现场进行实际机器人操作和应用的实训机会。通过与企业的合作，学生可以获得更贴近实际工作场景的实践机会。

（4）开展专业培训与讲座：实训基地可以邀请企业的专业人员开展培训课程和讲座，让学生了解行业前沿技术和实际应用案例。这种方式可以增加学生对行业动态的了解，提升他们的专业知识和实践能力。

（5）人才推荐与就业服务：实训基地与企业可以建立起人才推荐和就业服务机制，帮助学生与企业对接就业需求。通过与企业的联系，可以了解企业的招聘需求，为学生提供就业机会，并提供就业指导和咨询服务。

4.3 实训基地的持续改进与发展

（1）定期评估与反馈：基地需要定期对教学和实践效果进行评估，了解学生的反馈，发现问题并及时改进。这可以通过开展学生座谈会、调查问卷等方式进行。同时，与行业专家保持沟通，了解行业动态和新技术，以便及时调整教学内容和设备配置。

（2）教学资源优化：根据实训需求和学生规模，合理配置师资、设备、资金等资源，确保教学资源的充分利用和合理分配。同时，不断优化教学和实践环境，提高教学设施的便利性和舒适性，提升学生的学习体验。

（3）引入新技术和新设备：随着工业机器人的技术不断更新换代，实训基地需要关注新技术和新设备的出现，及时引入新的设备和软件，保持与行业发展的同步。

（4）培养师资力量：重视师资的培养和发展，提供培训、进修和学术交流的机会，提高教师的专业水平和教学能力。同时，鼓励教师参与行业实践，积累实践经验，以便更好地指导学生。

（5）鼓励学生创新创业：鼓励学生参与创新创业活动，提供场地、资金和指导，帮助学生将所学知识应用于实践，增强他们的创新能力和创业意识[9]。

（6）建立发展计划：根据实训基地的实际情况和发展目标，制定长期的发展计划，明确发展路径和时间表。定期评估发展计划的执行情况，及时调整和改进，确保实训基地的持续发展。

5 结语

技师学院工业机器人实训基地的建设对于培养工业机器人技术人才具有重要意义。通过本研究提出的建议和措施，我们希望能够为技师学院及其他类似机构提供有益的参考和借鉴，促进技术教育领域的进步与创新。