高孝書 張鳳霞

[摘? ? ? ? ? ?要]? 工業(yè)機(jī)器人是“中國(guó)制造2025”的重要支柱之一，要使工業(yè)機(jī)器人落地生效，核心是人才。培養(yǎng)高素質(zhì)高技能的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)人才，關(guān)鍵在于高起點(diǎn)、高水平的實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)。從工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)的意義和必要性出發(fā)，闡述實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)的理念及方案，探索實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)與人才培養(yǎng)深度融合的機(jī)制與路徑，推進(jìn)工業(yè)機(jī)器人高技能應(yīng)用技術(shù)人才的培養(yǎng)。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 工業(yè)機(jī)器人;實(shí)訓(xùn)中心建設(shè);高職教育

[中圖分類號(hào)]? G717? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號(hào)]? 2096-0603（2019）06-0046-02

習(xí)近平總書記在兩院院士大會(huì)上指出“機(jī)器人革命”將創(chuàng)造數(shù)萬億美元的市場(chǎng)。機(jī)器人是“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”，其研發(fā)、制造、應(yīng)用是衡量一個(gè)國(guó)家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。隨著“中國(guó)制造2025”的推進(jìn)，中國(guó)已成為全球第一大工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)人才的巨大需求與相關(guān)人才匱乏的矛盾日益凸顯，作為高技能應(yīng)用技術(shù)人才培養(yǎng)搖籃的高職教育，正是解決此矛盾的關(guān)鍵所在。而學(xué)校培養(yǎng)素質(zhì)高技能的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)人才，關(guān)鍵在于高起點(diǎn)、高水平的實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)[1]。

一、實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)的意義和必要性

隨著制造業(yè)的高速發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)廣泛應(yīng)用到制造業(yè)中。在生產(chǎn)中使用工業(yè)機(jī)器人可以降低產(chǎn)品廢品率，降低人工生產(chǎn)成本，減少人為操作失誤和人為不可控因素影響，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和生產(chǎn)效率等，尤其是在執(zhí)行高危任務(wù)或特種作業(yè)環(huán)境中，工業(yè)機(jī)器人比傳統(tǒng)的自動(dòng)化控制更加先進(jìn)可靠。

工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)中心是集“教學(xué)、培訓(xùn)、科研、生產(chǎn)”四位于一體的應(yīng)用技術(shù)中心，給學(xué)生提供實(shí)踐操作的基本條件，營(yíng)造智能制造技術(shù)綜合應(yīng)用的職業(yè)環(huán)境，在建設(shè)高職實(shí)訓(xùn)體系、推動(dòng)技術(shù)技能進(jìn)步、促進(jìn)專業(yè)群轉(zhuǎn)型、服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面具有全方位的引領(lǐng)示范作用。

人社部工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)具有在生產(chǎn)一線從事工業(yè)機(jī)器人設(shè)備的安裝、操作、編程、調(diào)試與維護(hù)的應(yīng)用型技術(shù)人才[2]。要達(dá)到上述培養(yǎng)目標(biāo)，除了對(duì)學(xué)生進(jìn)行理論教學(xué)外，必須進(jìn)行充分的專業(yè)技能訓(xùn)練。工業(yè)機(jī)器人專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域?qū)嶋H工作技能和能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和分析解決問題能力的有效手段，也是提高學(xué)生就業(yè)能力和就業(yè)水平的根本途徑。因此，只有建設(shè)高起點(diǎn)、高水平的工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)中心，才能為學(xué)生專業(yè)技能訓(xùn)練提供必要的基礎(chǔ)條件，為高技能應(yīng)用技術(shù)人才的培養(yǎng)提供合適的職業(yè)環(huán)境。

從對(duì)寧夏地區(qū)開設(shè)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用專業(yè)的調(diào)研情況看，工業(yè)機(jī)器人及其相關(guān)的實(shí)訓(xùn)設(shè)備配套不足是制約工業(yè)機(jī)器人專業(yè)發(fā)展的重要因素之一。此實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)填補(bǔ)了寧夏地區(qū)工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)條件的空白，為學(xué)生參與智能制造領(lǐng)域的技能大賽搭建平臺(tái)，為區(qū)域?qū)嵱?xùn)條件共享和區(qū)域相關(guān)專業(yè)發(fā)展提供了硬件支撐。

二、實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)理念和方案探索

（一）校企聯(lián)合共建實(shí)訓(xùn)中心

工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)所需投資大、技術(shù)門檻高、系統(tǒng)集成度高，單純依靠學(xué)校的力量顯得較薄弱，需采取校企聯(lián)合、合作共建的模式，聯(lián)合武漢華中數(shù)控并對(duì)接寧夏地區(qū)企業(yè)需求，將企業(yè)的機(jī)器人實(shí)際應(yīng)用方案、項(xiàng)目及案例與學(xué)校的教學(xué)模式相結(jié)合，共同推進(jìn)工業(yè)機(jī)器人專業(yè)高技能人才培養(yǎng)[3]。

工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)實(shí)訓(xùn)中心的建設(shè)理念是以國(guó)家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，以高技能人才培養(yǎng)為核心，以基礎(chǔ)技能實(shí)訓(xùn)及應(yīng)用技術(shù)實(shí)訓(xùn)為主，生產(chǎn)及科研為輔，堅(jiān)持方便實(shí)訓(xùn)教學(xué)原則、循序漸進(jìn)原則、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)原則、生產(chǎn)與大賽兼顧原則，統(tǒng)一規(guī)劃，分步實(shí)施。

工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)實(shí)訓(xùn)中心的建設(shè)構(gòu)架是：（1）工業(yè)機(jī)器人基本技能實(shí)訓(xùn)室包括機(jī)電基礎(chǔ)技能實(shí)訓(xùn)設(shè)施、基礎(chǔ)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)套件、高級(jí)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)套件。（2）工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技能工作室包括多控制四軸碼垛機(jī)器人系統(tǒng)、多關(guān)節(jié)機(jī)器人和視覺系統(tǒng)、AGV機(jī)器人、其他輔助設(shè)備、工業(yè)機(jī)器人離線編程軟件。（3）工業(yè)機(jī)器人綜合技能工作室包括數(shù)字仿真實(shí)訓(xùn)設(shè)施、工業(yè)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)拆裝實(shí)訓(xùn)平臺(tái)、工業(yè)機(jī)器人電氣系統(tǒng)拆裝實(shí)訓(xùn)平臺(tái)、智能生產(chǎn)工作島。（4）工業(yè)機(jī)器人輔助實(shí)訓(xùn)資源包括教學(xué)資源庫平臺(tái)、師資培訓(xùn)包、軟件開發(fā)包、教材包。

（二）以開放促合作創(chuàng)新發(fā)展

隨著寧夏產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變，需要大量高技能型人才，尤其是智能制造領(lǐng)域的高技能人才。旺盛的社會(huì)需求和良好的實(shí)訓(xùn)條件是高技能人才培養(yǎng)的有力保障。

利用工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)中心設(shè)施條件，根據(jù)國(guó)家和寧夏相關(guān)政策，通過資源共享和師資互聘，聯(lián)合培養(yǎng)高技能人才。構(gòu)建“技術(shù)導(dǎo)入，項(xiàng)目實(shí)踐，分層次遞進(jìn)”的校企合作模式，加大工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)中心的開放力度，依托全國(guó)首家機(jī)械行業(yè)“智能制造師資培訓(xùn)基地”，充分釋放實(shí)訓(xùn)中心的潛力，增強(qiáng)社會(huì)服務(wù)能力，為學(xué)校、企業(yè)及社會(huì)提供技術(shù)支持和培訓(xùn)服務(wù)。在為本校智能制造相關(guān)專業(yè)學(xué)生提供實(shí)訓(xùn)條件的同時(shí)，在全校范圍內(nèi)開展智能制造通識(shí)教育，在寧夏職業(yè)院校間開展實(shí)訓(xùn)資源共享，在相關(guān)企業(yè)間開展職業(yè)技能培訓(xùn)。通過“請(qǐng)進(jìn)來，走出去”，一方面，聘請(qǐng)行業(yè)、企業(yè)優(yōu)秀技術(shù)專家來校講學(xué)，搭建“技能大師工作站”交流合作平臺(tái);另一方面，培養(yǎng)并支持本校智能制造“雙師型”專業(yè)教師“走出去”，服務(wù)企業(yè)和社會(huì)。

在工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)中心的基礎(chǔ)上搭建各類智能制造技能大賽平臺(tái)，以賽促學(xué)、以賽促教、以賽促改、以賽促發(fā)展，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，開闊學(xué)生的視野，提高學(xué)生的專業(yè)技能，提升專業(yè)教師的教學(xué)科研水平。通過大賽還可以促進(jìn)校企合作、校校合作，提高職業(yè)院校人才培養(yǎng)的針對(duì)性和實(shí)用性，完善工業(yè)機(jī)器人專業(yè)課程體系建設(shè)，為建設(shè)工業(yè)機(jī)器人實(shí)踐教學(xué)中心奠定基礎(chǔ)。

（三）數(shù)字仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)先行建設(shè)

在新形勢(shì)下，傳統(tǒng)教學(xué)模式已無法滿足工業(yè)機(jī)器人教學(xué)的客觀要求，構(gòu)建“信息化、智能化”教學(xué)環(huán)境勢(shì)在必行。借助信息化手段先行建設(shè)工業(yè)機(jī)器人數(shù)字仿真實(shí)訓(xùn)室，不僅有利于提高學(xué)生的參與性、教學(xué)的有效性、實(shí)訓(xùn)的經(jīng)濟(jì)性和設(shè)備的安全性，還可以緩解大量設(shè)施投入所帶來的經(jīng)濟(jì)壓力，縮短上機(jī)實(shí)操時(shí)間，提高上機(jī)熟練度，降低學(xué)生初次上機(jī)操作的心理恐慌與擔(dān)憂，避免新手對(duì)設(shè)備的撞擊與破壞。

采用全虛擬數(shù)字仿真實(shí)訓(xùn)或半虛擬數(shù)字仿真實(shí)訓(xùn)，學(xué)生可以自主學(xué)習(xí)和探究工業(yè)機(jī)器人的使用方法，模擬訓(xùn)練機(jī)器人運(yùn)動(dòng)模型創(chuàng)建、運(yùn)動(dòng)指令編寫、點(diǎn)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)精度控制、IO控制應(yīng)用，對(duì)末端夾具、節(jié)拍時(shí)間、工作范圍等實(shí)施驗(yàn)證[4]。還可以進(jìn)行虛擬產(chǎn)品及工藝設(shè)計(jì)、虛擬與動(dòng)手實(shí)訓(xùn)、模擬操作考核，多層次整合教學(xué)資源，融合不同基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)資源，實(shí)現(xiàn)信息資源共享。

通過數(shù)字仿真實(shí)訓(xùn)培養(yǎng)學(xué)生的安全操作意識(shí)和規(guī)范操作意識(shí)，學(xué)生在實(shí)操前已初步掌握與工業(yè)機(jī)器人“打交道”的方法，巧妙突破實(shí)訓(xùn)教學(xué)的重難點(diǎn)，有效避免實(shí)際操作的易錯(cuò)點(diǎn)，從而不斷優(yōu)化解決方案，增加人機(jī)交互深度。

（四）智能制造實(shí)訓(xùn)設(shè)施融合建設(shè)

工業(yè)機(jī)器人是集機(jī)械、電氣、數(shù)控、信息、傳感技術(shù)、人工智能于一體的集成產(chǎn)品，技術(shù)含量高、理論跨度大、涉及范圍廣。要掌握工業(yè)機(jī)器人必須從基礎(chǔ)抓起，從理論認(rèn)知規(guī)律出發(fā)，夯實(shí)實(shí)訓(xùn)中心的基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備建設(shè)，融合建設(shè)智能制造專業(yè)群相關(guān)基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)設(shè)施，優(yōu)化一體化實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)境，系統(tǒng)規(guī)劃、高端引領(lǐng)、分步實(shí)施。

智能制造專業(yè)群相關(guān)基礎(chǔ)技能實(shí)訓(xùn)設(shè)施由機(jī)電基礎(chǔ)技能實(shí)訓(xùn)設(shè)施、基礎(chǔ)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)套件、高級(jí)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)套件三部分組成。機(jī)電基礎(chǔ)技能實(shí)訓(xùn)設(shè)施是所有實(shí)訓(xùn)設(shè)施的基礎(chǔ)，主要包括電氣控制實(shí)訓(xùn)室、電子裝接室、傳感器實(shí)訓(xùn)室、單片機(jī)室、PLC室、調(diào)速室、網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)室、液壓與氣動(dòng)室、CAD/CAM實(shí)訓(xùn)室、數(shù)控機(jī)床實(shí)訓(xùn)室、機(jī)械拆裝室等基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)設(shè)施。鑒于工業(yè)機(jī)器人的集成性和復(fù)雜性，實(shí)訓(xùn)教學(xué)中須以機(jī)電基礎(chǔ)技能實(shí)訓(xùn)為抓手，以項(xiàng)目化教學(xué)方法為切入點(diǎn)，在扎實(shí)融合智能制造專業(yè)群相關(guān)基礎(chǔ)技能之后，方能熟練地駕馭工業(yè)機(jī)器人。

在智能制造產(chǎn)線的引領(lǐng)下，學(xué)生由單一產(chǎn)線操作技術(shù)向智能化多線控制技術(shù)轉(zhuǎn)型，由機(jī)電基礎(chǔ)技能人才向智能制造綜合應(yīng)用高技能人才轉(zhuǎn)型[5]。因此，實(shí)訓(xùn)中須以工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)為龍頭，以智能制造實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)為紐帶，以智能制造專業(yè)群融合建設(shè)為突破口，促進(jìn)多專業(yè)知識(shí)與技能的交叉綜合應(yīng)用，不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)未來企業(yè)全方位技能的需求，還能提升專業(yè)教師的教學(xué)水平和創(chuàng)新能力，跟緊智能制造發(fā)展趨勢(shì)和最新技術(shù)，助力高職專業(yè)群協(xié)同改革和創(chuàng)新發(fā)展。

（五）工業(yè)機(jī)器人綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn)建設(shè)

工業(yè)機(jī)器人一般是工業(yè)生產(chǎn)中的中間環(huán)節(jié)，要想在生產(chǎn)中發(fā)揮更大作用，需配合機(jī)器人的各種末端，組成智能生產(chǎn)工作島。為此，工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)中心需要設(shè)置智能制造綜合生產(chǎn)設(shè)施，即外圍應(yīng)用技術(shù)設(shè)施。本實(shí)訓(xùn)中心的外圍應(yīng)用技術(shù)設(shè)施主要包括數(shù)控車床、數(shù)控加工中心、在線檢測(cè)系統(tǒng)、數(shù)字化料倉、RFID系統(tǒng)、智能生產(chǎn)管理系統(tǒng)、產(chǎn)線大數(shù)據(jù)，這些外圍應(yīng)用技術(shù)設(shè)施與工業(yè)機(jī)器人共同構(gòu)成智能生產(chǎn)工作島。

工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，不是將外圍應(yīng)用技術(shù)設(shè)施簡(jiǎn)單組合起來就能用，需要對(duì)其進(jìn)行編程，把工業(yè)機(jī)器人本體與控制系統(tǒng)、應(yīng)用軟件、外圍應(yīng)用技術(shù)設(shè)施等結(jié)合起來，組成一個(gè)完整的智能生產(chǎn)工作島，才能進(jìn)行生產(chǎn)和實(shí)訓(xùn)。即使學(xué)生通過數(shù)字仿真實(shí)訓(xùn)設(shè)施學(xué)會(huì)了工業(yè)機(jī)器人的操作，并不等于學(xué)生掌握了工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用[6]。因?yàn)楣I(yè)機(jī)器人通常是生產(chǎn)系統(tǒng)中間環(huán)節(jié)的工具，不是終端，調(diào)試與應(yīng)用必須在整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)中進(jìn)行。因此，學(xué)生只有通過智能生產(chǎn)工作島的多種典型產(chǎn)品加工綜合訓(xùn)練，才能增強(qiáng)工業(yè)機(jī)器人硬件和軟件的銜接，學(xué)會(huì)工業(yè)機(jī)器人常見應(yīng)用程序的編寫和調(diào)試，熟悉外圍應(yīng)用技術(shù)設(shè)施的使用與維護(hù)，掌握完整的智能制造生產(chǎn)加工方法和技能，最終從工業(yè)機(jī)器人的初學(xué)者成長(zhǎng)為具備一定知識(shí)與能力的“熟練工”。

三、結(jié)語

隨著我國(guó)人口紅利逐漸消失，人工成本上漲和人口老齡化加劇，以工業(yè)機(jī)器人為代表的智能制造應(yīng)用到各行各業(yè)，實(shí)現(xiàn)“機(jī)器換人”是大勢(shì)所趨;工業(yè)機(jī)器人高技能人才培養(yǎng)和工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)的深度融合是關(guān)鍵;智能制造專業(yè)群基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)設(shè)施、智能制造綜合生產(chǎn)設(shè)施與工業(yè)機(jī)器人的有機(jī)融合是根本;構(gòu)建科學(xué)規(guī)劃、校企合作、開放共贏、產(chǎn)學(xué)研用一體、深度有機(jī)融合的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)實(shí)訓(xùn)中心，培養(yǎng)滿足智能制造創(chuàng)新發(fā)展要求的高技能人才是寧夏地區(qū)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要助推力。

參考文獻(xiàn)：

[1]張建國(guó).工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)基地的構(gòu)建與探索[J].機(jī)械職業(yè)教育，2016（6）：40-42.

[2]王照信.工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)與研究[J].職業(yè)，2018（4）：97-98.

[3]張國(guó)新.產(chǎn)教深度融合實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)路徑與機(jī)制的探索[J].機(jī)械職業(yè)教育，2018（4）：37-39.

[4]陳盛.工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)中心系統(tǒng)集成技術(shù)的應(yīng)用研究[D].電子科技大學(xué)，2016.

[5]徐暢.高職院校智能制造實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)探討[J].輕工科技，2018，34（1）：156-157.

[6]孟廣斐.一體化課改理念下的技師學(xué)院校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)[D].浙江工業(yè)大學(xué)，2016.

◎編輯 馮永霞