李楊 鄒軍 李月鋒 楊波波 郭春鳳 田甜

摘? 要：隨著社會(huì)對(duì)產(chǎn)品靈活性、多樣性需求的增加，傳統(tǒng)的剛性生產(chǎn)模式逐漸出現(xiàn)各種弊端，取而代之的是柔性生產(chǎn)的新型生產(chǎn)模式。生產(chǎn)模式的變化轉(zhuǎn)型，對(duì)應(yīng)用型本科高校材料制備加工方向的課程建設(shè)和育人模式提出了新的要求。該文主要分析研究了基于柔性生產(chǎn)的固態(tài)發(fā)光材料創(chuàng)新人才的培養(yǎng)模式及實(shí)踐，并根據(jù)行業(yè)人才需求設(shè)定培養(yǎng)目標(biāo)，進(jìn)行教學(xué)系統(tǒng)建設(shè)，以培養(yǎng)出適合固體發(fā)光材料柔性生產(chǎn)需求的創(chuàng)新型人才。

關(guān)鍵詞：柔性生產(chǎn)? ?固態(tài)發(fā)光材料? ?數(shù)字孿生技術(shù)? ?創(chuàng)新人才培養(yǎng)

中圖分類(lèi)號(hào)：G424? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791（2021）07（c）-0155-04

Abstract： With the increase of social demand for product flexibility and diversity， the traditional rigid production mode gradually has various disadvantages， which is replaced by the new production mode of flexible production. The change and transformation of production mode puts forward new requirements for the curriculum construction and education mode of material preparation and processing in application-oriented colleges and universities. This paper mainly analyzes and studies the training mode and practice of innovative talents of solid-state luminescent materials based on flexible production， sets the training objectives according to the needs of talents in the industry， and carries out the construction of teaching system， so as to cultivate innovative talents suitable for the needs of flexible production of solid-state luminescent materials.

Key Words： Flexible production; Solid state luminescent materials; Digital Twin technology; Innovative talents cultivation

在產(chǎn)品需求旺盛的20世紀(jì)，“少品種大批量”剛性生產(chǎn)模式以其單件生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)效率高的優(yōu)勢(shì)，為社會(huì)輸出了大量產(chǎn)品，推動(dòng)了工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程。然而進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，社會(huì)對(duì)產(chǎn)品的需求，更加注重多樣性和靈活性。傳統(tǒng)的剛性生產(chǎn)模式，研發(fā)投入大、過(guò)量庫(kù)存和適應(yīng)市場(chǎng)的靈敏度低等弊端日益顯現(xiàn)。為此，基于柔性生產(chǎn)的新型生產(chǎn)模式逐漸發(fā)展起來(lái)。

柔性生產(chǎn)是應(yīng)用計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)的彈性生產(chǎn)模式，它是通過(guò)改變研發(fā)設(shè)計(jì)模式、生產(chǎn)管理模式、組織結(jié)構(gòu)和銷(xiāo)售模式等方法減少額外繁冗損耗，滿足快速變化的市場(chǎng)需求，增加企業(yè)效益的生產(chǎn)模式。柔性生產(chǎn)主要包括虛擬生產(chǎn)和模擬生產(chǎn)兩個(gè)方面。虛擬生產(chǎn)是為節(jié)省研發(fā)設(shè)計(jì)成本而建立的虛擬結(jié)構(gòu)，滿足產(chǎn)品個(gè)性化和復(fù)雜化的高要求。模擬生產(chǎn)，主要運(yùn)用仿真虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)，提供三維可視環(huán)境，模擬產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制備到開(kāi)發(fā)等過(guò)程，預(yù)估產(chǎn)品性能、工藝可行性等，減少產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)成本[1]。

柔性制造系統(tǒng)主要采用微電子、計(jì)算機(jī)和系統(tǒng)工程等復(fù)雜技術(shù)，實(shí)現(xiàn)制造系統(tǒng)的高柔性化和高自動(dòng)化。融合數(shù)字孿生與人工智能技術(shù)，可以促進(jìn)信息空間與物理空間的實(shí)時(shí)交互融合，從而進(jìn)行更加真實(shí)的數(shù)字化模擬。數(shù)字孿生系統(tǒng)可以呈現(xiàn)多重反饋源數(shù)據(jù)，可以實(shí)時(shí)模擬物理實(shí)體的真實(shí)狀況，可以對(duì)即將發(fā)生的事件進(jìn)行推測(cè)、預(yù)估和判斷，實(shí)現(xiàn)制造的物理空間和信息空間的互聯(lián)互通[2]。

固態(tài)發(fā)光材料是材料物理專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)類(lèi)課程內(nèi)容，教學(xué)課程涵蓋半導(dǎo)體材料、光電材料、光電顯示技術(shù)、發(fā)光材料和器件等理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程，學(xué)生就業(yè)方向主要為半導(dǎo)體器件、固體激光器、光通訊器件、具有廣闊發(fā)展前景和應(yīng)用前景，在全球范圍內(nèi)發(fā)展迅速的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。傳統(tǒng)的固態(tài)發(fā)光材料的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和制備工藝對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)，需要比較多的研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入，尤其是設(shè)備經(jīng)費(fèi)的投入，在需求變化日新月異的今天，傳統(tǒng)的材料制備方法，無(wú)論是研發(fā)設(shè)計(jì)、實(shí)施難度、經(jīng)費(fèi)投入，還是研發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)間跨度上，已經(jīng)難以滿足靈活的、多變的、個(gè)性化的客戶需求。為了解決這一問(wèn)題，將柔性生產(chǎn)模式引入到固態(tài)發(fā)光材料的研發(fā)設(shè)計(jì)生產(chǎn)中，是相關(guān)企業(yè)研發(fā)生產(chǎn)模式的創(chuàng)新方向。為了跟進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，滿足市場(chǎng)就業(yè)需求，增加畢業(yè)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，提高學(xué)生服務(wù)社會(huì)的能力，基于柔性生產(chǎn)的固態(tài)發(fā)光材料的創(chuàng)新人才的培養(yǎng)模式需要及時(shí)進(jìn)行研究和探索。

傳統(tǒng)的固態(tài)發(fā)光材料的教學(xué)模式，主要是基于線下實(shí)體設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、制備工藝和性能檢測(cè)的教學(xué)內(nèi)容，要實(shí)現(xiàn)基于柔性生產(chǎn)的固態(tài)發(fā)光材料的創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，尤其基于數(shù)字孿生技術(shù)的固態(tài)發(fā)光材料的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)，需要在以下幾個(gè)部分予以創(chuàng)新和探索。

1? 柔性生產(chǎn)人才的崗位需求和學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)

柔性生產(chǎn)系統(tǒng)，其核心是建立智能工廠和數(shù)字化車(chē)間，開(kāi)發(fā)智能裝備，實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)。相關(guān)企業(yè)的崗位需求也正悄然發(fā)生變化，比如工程師、設(shè)備維修人員，不僅要具有扎實(shí)的工程技術(shù)基礎(chǔ)，也應(yīng)具有智能制造和機(jī)器人技術(shù)相關(guān)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，如智能制造工藝技術(shù)、傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)等都成為柔性生產(chǎn)制造人才的必備知識(shí)[3]。

針對(duì)柔性生產(chǎn)智能制造在未來(lái)制造領(lǐng)域的發(fā)展態(tài)勢(shì)和應(yīng)用前景，材料物理專(zhuān)業(yè)固態(tài)發(fā)光材料方向?qū)W生的培養(yǎng)目標(biāo)，也應(yīng)考慮未來(lái)的市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)及發(fā)展?jié)摿?，有針?duì)性地創(chuàng)新改進(jìn)。為了支撐上述培養(yǎng)目標(biāo)，重新設(shè)立畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)和課程體系，應(yīng)增設(shè)一些工業(yè)機(jī)器人、特種數(shù)控加工，運(yùn)行控制技術(shù)、數(shù)字孿生技術(shù)等相關(guān)理論課程和實(shí)踐課程，培養(yǎng)學(xué)生在柔性生產(chǎn)智能制造領(lǐng)域的相關(guān)理論知識(shí)和專(zhuān)業(yè)技能。此外，為了培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作技能，增加學(xué)生的工程創(chuàng)新能力，全國(guó)一些高校已相繼建設(shè)與生產(chǎn)線接近的小型柔性制造系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)展相關(guān)實(shí)踐教學(xué)和科研工作，探索符合行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)代制造技術(shù)的人才培養(yǎng)方法。課程體系也可根據(jù)實(shí)際情況和區(qū)域優(yōu)勢(shì)，增加校企合作課程、校企聯(lián)合培養(yǎng)、校企合作平臺(tái)、科技創(chuàng)新大賽等方式，增加學(xué)生在智能制造領(lǐng)域的技術(shù)能力和實(shí)踐技能，培養(yǎng)更多柔性生產(chǎn)智能制造領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才。

2? 柔性制造教學(xué)系統(tǒng)建設(shè)

建設(shè)一個(gè)高質(zhì)量的線下柔性教學(xué)系統(tǒng)，進(jìn)行創(chuàng)新性實(shí)體教學(xué)研究與實(shí)踐，需要投入大量的時(shí)間和費(fèi)用，可操作性較低。要想在教學(xué)中充分展現(xiàn)柔性制造系統(tǒng)的潛在優(yōu)勢(shì)，可以通過(guò)仿真工具對(duì)柔性制造系統(tǒng)的模擬設(shè)計(jì)進(jìn)行分析研究。仿真直覺(jué)性強(qiáng)，對(duì)學(xué)生有吸引力。通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真分析，學(xué)生可以直接在規(guī)劃、設(shè)計(jì)階段學(xué)習(xí)對(duì)柔性制造系統(tǒng)的靜動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)分析，并進(jìn)行系統(tǒng)模擬設(shè)計(jì)。

數(shù)字孿生系統(tǒng)是動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)，主要包括元數(shù)據(jù)、條件、狀態(tài)、事件數(shù)據(jù)和分析，它通過(guò)傳感器數(shù)據(jù)理解事物或系統(tǒng)的狀態(tài)或變化，并做出響應(yīng)和改進(jìn)。柔性制造系統(tǒng)通常具有復(fù)雜的離散動(dòng)態(tài)系統(tǒng)和高柔性、高質(zhì)量的生產(chǎn)制造系統(tǒng)，這些都可以由數(shù)字虛擬世界的高度配合予以完成。深度融合信息技術(shù)與柔性制造系統(tǒng)，數(shù)字孿生則成為制造物理世界和數(shù)字虛擬世界交互融合的最佳紐帶。在研發(fā)階段，可以通過(guò)數(shù)字孿生來(lái)降低研發(fā)成本，縮短研發(fā)周期，優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì);在運(yùn)營(yíng)階段，可以通過(guò)數(shù)字孿生來(lái)改善運(yùn)營(yíng)，并實(shí)現(xiàn)柔性制造系統(tǒng)價(jià)值鏈的閉環(huán)反饋和持續(xù)改進(jìn)[4]。

2020年，學(xué)校與企業(yè)開(kāi)展數(shù)字孿生技術(shù)的產(chǎn)學(xué)合作育人，企業(yè)基于3D數(shù)字孿生信息化系統(tǒng)，以數(shù)字化方式創(chuàng)建平臺(tái)實(shí)體的虛擬模型，借助數(shù)據(jù)模擬平臺(tái)指導(dǎo)現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的行為。實(shí)訓(xùn)中心具備教學(xué)、培訓(xùn)、競(jìng)賽等功能，通過(guò)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的教學(xué)培訓(xùn)，讓每一位學(xué)生都有機(jī)會(huì)參與實(shí)訓(xùn)中心的操作平臺(tái)、競(jìng)賽平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)技能充分訓(xùn)練、鍛煉，附加考評(píng)，挑選最強(qiáng)隊(duì)伍參加各類(lèi)競(jìng)賽，大幅提升培訓(xùn)效率，培訓(xùn)質(zhì)量，上崗能力，實(shí)現(xiàn)基于數(shù)字孿生技術(shù)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)和高質(zhì)量就業(yè)目標(biāo)。

3? 基于數(shù)字孿生技術(shù)的柔性制造系統(tǒng)的教學(xué)與實(shí)踐

當(dāng)前，數(shù)字孿生技術(shù)在智能工廠中得到了廣泛的應(yīng)用。以紡紗為例，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能化紡紗設(shè)備技術(shù)的共同推動(dòng)下，我國(guó)現(xiàn)階段基本采用智能化紡紗車(chē)間。相應(yīng)的，也陸續(xù)建立了國(guó)內(nèi)的智能紡紗設(shè)備的互聯(lián)互通標(biāo)準(zhǔn)和通用物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。在此背景下，應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù)可以進(jìn)一步推進(jìn)紡織車(chē)間信息化建設(shè)進(jìn)程。筆者研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)紡紗智能車(chē)間建設(shè)，提出以清梳、并粗、細(xì)紗和絡(luò)筒這4個(gè)智能生產(chǎn)單元為基礎(chǔ)的智能紡紗車(chē)間參考模型。通過(guò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，形成“感知—分析—決策—執(zhí)行”的數(shù)據(jù)自由流動(dòng)閉環(huán)，建立以單元為基礎(chǔ)的車(chē)間數(shù)字孿生模型[5]。

依據(jù)紡紗智能車(chē)間模型的構(gòu)建方法，固態(tài)發(fā)光材料的智能車(chē)間的構(gòu)建，需要了解掌握固態(tài)發(fā)光材料制備智能車(chē)間的建設(shè)方法，了解和掌握物理系統(tǒng)和信息系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通的方法，以及發(fā)光材料制備單元流程的選取方法，掌握應(yīng)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)形成的數(shù)據(jù)自由流動(dòng)閉環(huán)的方法，建立以單元為基礎(chǔ)的車(chē)間數(shù)字孿生模型的方法。根據(jù)工程教育認(rèn)證要求為標(biāo)準(zhǔn)，以上述應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)榛A(chǔ)，創(chuàng)新改進(jìn)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)，分解指標(biāo)點(diǎn)，修訂相關(guān)課程體系，以支撐學(xué)生在柔性生產(chǎn)制造領(lǐng)域的數(shù)字孿生技術(shù)的培養(yǎng)目標(biāo)。結(jié)合數(shù)字孿生的技術(shù)特點(diǎn)，在修正的課程體系中，需要增加以下知識(shí)點(diǎn)的理論和實(shí)踐學(xué)習(xí)。

3.1 數(shù)字孿生仿真技術(shù)

仿真是通過(guò)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中已存在的或正在設(shè)計(jì)中的系統(tǒng)進(jìn)行建模研究。首先對(duì)真實(shí)系統(tǒng)進(jìn)行抽象建模，其次對(duì)已建模型進(jìn)行“仿真”實(shí)驗(yàn)研究，最后對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析、評(píng)估和改進(jìn)。柔性制造系統(tǒng)的投資往往較大，建造周期也較長(zhǎng)，具有一定的風(fēng)險(xiǎn)。采用計(jì)算機(jī)仿真，可以省時(shí)省力，減小企業(yè)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)和制造成本。通過(guò)建設(shè)仿真軟件（如Demo 3D）的課程學(xué)習(xí)和實(shí)訓(xùn)，培養(yǎng)學(xué)生仿真建模的實(shí)踐能力，結(jié)合自己的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，對(duì)固態(tài)發(fā)光材料的柔性制造系統(tǒng)的仿真建模和實(shí)驗(yàn)研究有一定的了解。

3.2 柔性制造系統(tǒng)的核心技術(shù)

柔性制造的核心技術(shù)主要包括以下內(nèi)容。

3.2.1 控制技術(shù)

柔性制造控制，是通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)將核心機(jī)器人控制器與上位計(jì)算機(jī)（或控制器）先連接起來(lái)，然后規(guī)劃?rùn)C(jī)器人的運(yùn)行軌跡，編制程序，管理各種控制數(shù)據(jù)。在制造實(shí)際作業(yè)中，主要著重控制機(jī)器人的手（工具）和臂，例如：機(jī)器人臂的加速控制、伺服控制和力控制;提高機(jī)器人手的柔性，根據(jù)不同作業(yè)種類(lèi)更換不同的機(jī)器人手等。可編程邏輯控制器（PLC）的職能是控制制造系統(tǒng)的各種其他設(shè)備，如控制零部件的固定裝置、供料裝置和送料裝置等。此外，為了保障制造作業(yè)安全進(jìn)行，增加故障監(jiān)控功能，在遇到故障時(shí)，可以使機(jī)器人停止工作或者自我修復(fù)。

3.2.2 傳感技術(shù)

柔性制造系統(tǒng)中常用的傳感技術(shù)有視覺(jué)傳感器、光電傳感器、位移傳感器和接近傳感器等，主要用于監(jiān)視制造系統(tǒng)的物流狀態(tài)、檢測(cè)、識(shí)別和判別等。在柔性制造系統(tǒng)中，視覺(jué)傳感器可以用于識(shí)別、檢查和監(jiān)控工件，如可用視覺(jué)傳感器識(shí)別電阻的色碼和零部件，進(jìn)行電子組裝和工件搬運(yùn)等。光電傳感器主要用于二極管色標(biāo)檢測(cè)、螺母正反面判別、螺孔檢測(cè)和安全光柵等。根據(jù)介質(zhì)不同，位移傳感器主要分為光位移傳感器和超聲波位移傳感器兩種。其中，因光束直徑小，能有效檢測(cè)，激光成為光位移傳感器的最佳光源。而超聲波位移傳感器的受檢對(duì)象，主要為多色物體、透明體和晶面體。位移傳感器主要應(yīng)用在如底板翹曲檢測(cè)、電子元件插入高度判別、玻璃厚度測(cè)定等。接近傳感器，主要應(yīng)用在機(jī)器人握緊信號(hào)的傳送、螺釘擰緊狀態(tài)檢測(cè)和零件計(jì)數(shù)等。在某些柔性制造系統(tǒng)中，部分機(jī)械要靠氣體壓力或真空吸附來(lái)操作，壓力傳感器可以確保這部分機(jī)械安全進(jìn)行操作。

3.2.3 機(jī)器人平臺(tái)上實(shí)行碼垛流程

它主要采用開(kāi)放式計(jì)算機(jī)控制平臺(tái)、高強(qiáng)度鋁合金和復(fù)合材料、有限元的分析設(shè)計(jì)和先進(jìn)的動(dòng)態(tài)模擬控制技術(shù)，配以不同抓手，可實(shí)現(xiàn)在不同行業(yè)各種形狀的成品進(jìn)行裝箱和碼垛。

3.3 基于數(shù)字孿生技術(shù)的柔性生產(chǎn)固態(tài)發(fā)光材料的教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)方案

根據(jù)學(xué)院發(fā)展規(guī)劃的總體要求，結(jié)合新形勢(shì)、新業(yè)態(tài)下固態(tài)發(fā)光材料的發(fā)展需要，以服務(wù)國(guó)家和地區(qū)的柔性制造技術(shù)發(fā)展為目標(biāo)，以行業(yè)企業(yè)需求為導(dǎo)向，以實(shí)踐能力培養(yǎng)為重點(diǎn)，全面優(yōu)化、完善教學(xué)體系，以計(jì)算機(jī)仿真、柔性制造控制技術(shù)、傳感技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人控制流程等綜合專(zhuān)業(yè)能力訓(xùn)練為目標(biāo)，提供計(jì)算機(jī)仿真工程實(shí)踐、柔性制造控制訓(xùn)練、故障監(jiān)控、傳感技術(shù)等綜合實(shí)踐項(xiàng)目的教學(xué)實(shí)驗(yàn)支持的，特色鮮明、理念先進(jìn)、功能完善的綜合性實(shí)踐教學(xué)基地。

構(gòu)建包括計(jì)算機(jī)仿真、柔性制造控制技術(shù)、傳感技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人控制技術(shù)等主干課程的理論教學(xué)和工程實(shí)踐教學(xué)體系。其中，柔性制造系統(tǒng)仿真教學(xué)主要完成任務(wù)包括：（1）柔性制造系統(tǒng)中設(shè)備配置和布局方法，如爐子的類(lèi)型和布局，運(yùn)輸車(chē)、機(jī)器人及夾具等類(lèi)型和布局，倉(cāng)庫(kù)、托盤(pán)和緩沖站等容量大小及布局。（2）性能分析，如生產(chǎn)率分析、制造周期分析、產(chǎn)品生產(chǎn)成本分析和設(shè)備負(fù)荷平衡分析等。（3）調(diào)度及作業(yè)計(jì)劃的評(píng)價(jià)，如擇優(yōu)選擇調(diào)度策略、評(píng)估作業(yè)計(jì)劃等?？刂萍夹g(shù)主要完成任務(wù)包括機(jī)器人控制器，包括機(jī)器人臂控制、伺服控制、力控制等。傳感技術(shù)的教學(xué)任務(wù)包括：視覺(jué)傳感器、光電傳感器、位移傳感器、接近傳感器、壓力傳感器在柔性制造中的應(yīng)用原理和應(yīng)用實(shí)例。

4? 柔性生產(chǎn)固態(tài)發(fā)光材料人才培養(yǎng)實(shí)踐

固態(tài)發(fā)光材料研發(fā)和工藝更新成本較高，實(shí)體設(shè)備、研發(fā)投入和教學(xué)設(shè)備更新，對(duì)于高校來(lái)說(shuō)，負(fù)擔(dān)較重。為解決此問(wèn)題，學(xué)校與相關(guān)企業(yè)開(kāi)展產(chǎn)學(xué)研協(xié)同育人項(xiàng)目建設(shè)，運(yùn)用企業(yè)較成熟的數(shù)字孿生技術(shù)與固態(tài)發(fā)光材料柔性生產(chǎn)制造相結(jié)合，共同培養(yǎng)符合國(guó)家和區(qū)域發(fā)光材料產(chǎn)業(yè)需求的柔性制造專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才。在協(xié)同育人項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，在綜合性的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室里，主要注重產(chǎn)學(xué)實(shí)踐和工程實(shí)踐的鍛煉，注重培養(yǎng)學(xué)生的工程創(chuàng)新能力，將學(xué)習(xí)的內(nèi)容與工程實(shí)踐緊密結(jié)合。所建立的模塊化柔性制造系統(tǒng)具備下述重要特性[6]。

4.1 標(biāo)準(zhǔn)化特性

在符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，選擇能反映真實(shí)生產(chǎn)過(guò)程的教學(xué)系統(tǒng)設(shè)備和器件，使學(xué)生可以學(xué)到符合生產(chǎn)實(shí)踐的專(zhuān)業(yè)知識(shí)與操作技能。

4.2 模塊化特性

設(shè)計(jì)每個(gè)功能部件能獨(dú)立運(yùn)行的模塊化特性系統(tǒng)，重要部件能分布式控制。學(xué)生可以操作或增減各個(gè)功能部件，同時(shí)不影響系統(tǒng)中其他功能部件的運(yùn)行。

4.3 結(jié)構(gòu)的開(kāi)放性和兼容性

教學(xué)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)與軟件系統(tǒng)需要具有開(kāi)放性和兼容性，不僅可以與其他設(shè)備相組合和匹配，還要兼顧未來(lái)技術(shù)更新的可行性。

4.4 學(xué)習(xí)的實(shí)踐特性

為了更好掌握生產(chǎn)制造工藝，在綜合性的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)中，努力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性和創(chuàng)新思維，允許學(xué)生對(duì)某些系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行拆裝、更改，使學(xué)生能夠?qū)W到生產(chǎn)實(shí)際所需的專(zhuān)業(yè)技能和工藝開(kāi)發(fā)能力。因此，需要考慮到系統(tǒng)元件可拆裝的方便性，學(xué)生能較容易地重構(gòu)重建系統(tǒng)。

4.5 現(xiàn)代教學(xué)特性

考慮到現(xiàn)代作業(yè)中團(tuán)隊(duì)合作的普遍性，構(gòu)建了模塊化柔性制造實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其中每個(gè)功能部件都能獨(dú)立運(yùn)行，又可以通過(guò)局域網(wǎng)絡(luò)相連接構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中，可以先“構(gòu)建系統(tǒng)”，在小組內(nèi)分別對(duì)各功能部件進(jìn)行設(shè)計(jì)、安裝、編程和調(diào)試，再將組合系統(tǒng)進(jìn)行整體調(diào)試，使學(xué)生在團(tuán)隊(duì)合作的理念下，完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

5? 結(jié)語(yǔ)

該文通過(guò)基于柔性制造生產(chǎn)的固態(tài)發(fā)光材料的人才崗位需求，設(shè)定學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)，建設(shè)符合柔性制造固態(tài)發(fā)光材料的教學(xué)系統(tǒng)，進(jìn)行了基于數(shù)字孿生技術(shù)的柔性制造系統(tǒng)的教學(xué)與實(shí)踐，總結(jié)了柔性生產(chǎn)固態(tài)發(fā)光材料人才培養(yǎng)的重要特性，借助產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目的契機(jī)，發(fā)揮高校和企業(yè)的各自優(yōu)勢(shì)，努力培養(yǎng)出更多符合產(chǎn)業(yè)要求的固態(tài)發(fā)光材料的柔性制造創(chuàng)新類(lèi)人才。

參考文獻(xiàn)

[1] 石雪.科技發(fā)光材料在服裝藝術(shù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[D].武漢：湖北美術(shù)學(xué)院，2020.

[2] 陶飛，馬昕，胡天亮，等.數(shù)字孿生標(biāo)準(zhǔn)體系[J].計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2019，25（10）：2405-2418.

[3] 沈曉斌，李蕊，李梅紅.基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的智能制造柔性生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)室建設(shè)[J].天津職業(yè)院校聯(lián)合學(xué)報(bào)，2020，22（1）：49-55.

[4] 楊林瑤，陳思遠(yuǎn)，王曉，等.數(shù)字孿生技術(shù)與平行系統(tǒng)：發(fā)展現(xiàn)狀、對(duì)比及展望[J].自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2019，45（11）：2001-2031.

[5] 賈貞，華曉瑩，劉明成，等.硅酸鹽基稀土發(fā)光材料制備的研究型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J].德州學(xué)院學(xué)報(bào)，2020，36（2）：45-49.

[6] 李亞驊.虛擬柔性制造系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D].武漢：湖北工業(yè)大學(xué)，2017.