劉朝華，鄧三鵬，王振華，蔣永翔

職業(yè)院校工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)研究

劉朝華，鄧三鵬，王振華，蔣永翔

工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用型人才需求日益突出，而高素質(zhì)的工業(yè)機(jī)器人人才培養(yǎng)離不開(kāi)一流的實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)。從實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)的指導(dǎo)思想入手，著重探討了工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)方案，并詳細(xì)規(guī)劃了各種類(lèi)型實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)內(nèi)容。

職業(yè)院校；實(shí)訓(xùn)基地；建設(shè)方案；工業(yè)機(jī)器人

機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用范圍涉及工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防、醫(yī)療等眾多領(lǐng)域，是現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的基礎(chǔ)和支撐，是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。2012年5月，國(guó)務(wù)院通過(guò)了《“十二五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，機(jī)器人等高端裝備制造產(chǎn)業(yè)已列入其中。2015年5月8日，國(guó)務(wù)院正式發(fā)布了《中國(guó)制造2025》，對(duì)我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和跨越發(fā)展作出了整體部署，在《中國(guó)制造2025》所提出的十大重點(diǎn)領(lǐng)域就包括機(jī)器人。

工業(yè)機(jī)器人是先進(jìn)的機(jī)電一體化數(shù)字裝備，集機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、傳感器、人工智能等多學(xué)科高新技術(shù)于一體，技術(shù)附加值很高。中國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)都急需大量工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)人才，該類(lèi)人才成為當(dāng)前企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)過(guò)程中的搶手人才。雖然企業(yè)對(duì)于工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)人才的需求逐年增長(zhǎng)，但高素質(zhì)工業(yè)機(jī)器人人才的培養(yǎng)卻相對(duì)滯后。

以應(yīng)用型技術(shù)技能人才培養(yǎng)為主要任務(wù)的職業(yè)院校紛紛開(kāi)設(shè)工業(yè)機(jī)器人相關(guān)專(zhuān)業(yè)。目前，全國(guó)有超過(guò)120家職業(yè)院校開(kāi)設(shè)了與機(jī)器人相關(guān)的專(zhuān)業(yè)。[1]大量相關(guān)專(zhuān)業(yè)的開(kāi)辦將在一定程度上解決我國(guó)工業(yè)機(jī)器人人才短缺的問(wèn)題，但同時(shí)，也出現(xiàn)了師資力量匱乏，培養(yǎng)方案不合理，實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備短缺，實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地不足的問(wèn)題。在技術(shù)技能型人才培養(yǎng)過(guò)程中，實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)起到了決定性的作用。[2-3]“巧婦難為無(wú)米之炊”，如何建設(shè)一個(gè)符合職業(yè)教育規(guī)律，適應(yīng)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程，全方位提升技術(shù)技能水平的一流專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)基地將是一個(gè)值得研究的問(wèn)題。

一、實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)指導(dǎo)思想

（一）遵循高等職業(yè)教育規(guī)律，符合學(xué)生的認(rèn)知過(guò)程

高等職業(yè)教育以培養(yǎng)具備基本職業(yè)素養(yǎng)和較好專(zhuān)業(yè)實(shí)踐技能的人才為目標(biāo)，因此，在工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)中，要突出實(shí)踐和理論的融合，把實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)連貫起來(lái)，形成一個(gè)以職業(yè)素養(yǎng)、技術(shù)應(yīng)用能力培養(yǎng)為主線(xiàn)的實(shí)踐教學(xué)體系。同時(shí)，實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)要堅(jiān)持“從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從仿真到實(shí)操、從部件到整機(jī)、從系統(tǒng)到綜合”的原則，最大程度的符合學(xué)生的認(rèn)知過(guò)程。

（二）技術(shù)技能訓(xùn)練與國(guó)家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合

中國(guó)機(jī)械工業(yè)職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)中心目前正在起草工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)國(guó)家職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)，因此，工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)要能全面完成實(shí)訓(xùn)教學(xué)任務(wù)與職業(yè)訓(xùn)練功能，能按照職業(yè)技能考核要求的各種規(guī)范開(kāi)展職業(yè)技能訓(xùn)練和職業(yè)素質(zhì)訓(xùn)導(dǎo)。實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)的總體布局要合理，各種實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)室、實(shí)訓(xùn)車(chē)間的規(guī)模要適當(dāng)，具備齊全的滿(mǎn)足職業(yè)訓(xùn)練所需的設(shè)備配置與足夠的工位，以保證學(xué)生充分的動(dòng)手實(shí)踐機(jī)會(huì)。實(shí)訓(xùn)基地的設(shè)備選型與配套，應(yīng)做到先進(jìn)性、真實(shí)（仿真）性、實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性相結(jié)合。

（三）共享性原則

工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)基地，既可以在條件較好的職業(yè)院校獨(dú)立建設(shè)，也可以采取校企聯(lián)合建設(shè)實(shí)訓(xùn)基地的方式。企業(yè)投入設(shè)備，學(xué)校提供場(chǎng)地，融學(xué)校實(shí)訓(xùn)與企業(yè)研發(fā)于一體，從而統(tǒng)籌人才、資金、設(shè)備和技術(shù)資源?；貞?yīng)在區(qū)域范圍內(nèi)面向其他學(xué)校學(xué)生開(kāi)放，也面向社會(huì)開(kāi)放，進(jìn)行勞動(dòng)力培訓(xùn)、企業(yè)技術(shù)改造和技術(shù)創(chuàng)新等，最大限度地實(shí)現(xiàn)資源共享，使之成為技能型緊缺人才的培養(yǎng)培訓(xùn)基地、校企合作的載體、工學(xué)研結(jié)合的平臺(tái)。

二、實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)方案

工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)，主要分為：機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)室、工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真實(shí)訓(xùn)室、工業(yè)機(jī)器人操作編程實(shí)訓(xùn)室、工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成實(shí)訓(xùn)室和工業(yè)機(jī)器人智能制造綜合實(shí)訓(xùn)室。實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)堅(jiān)持了“從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從仿真到實(shí)操、從部件到整機(jī)、從系統(tǒng)到綜合”的原則，同時(shí)，每一個(gè)實(shí)訓(xùn)室都緊密?chē)@工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)的核心課程。通過(guò)這五大實(shí)訓(xùn)室的技能訓(xùn)練，學(xué)生能夠全面掌握工業(yè)機(jī)器人編程與操作、系統(tǒng)集成與維護(hù)的技術(shù)技能，能夠獨(dú)立從事工業(yè)機(jī)器人的安裝、編程、調(diào)試、維修、運(yùn)行和管理等方面的工作任務(wù)。

（一）機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)室

配置全開(kāi)放的教學(xué)機(jī)器人平臺(tái)，學(xué)習(xí)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)，掌握機(jī)器人典型機(jī)械結(jié)構(gòu)，控制架構(gòu)和軟件操作方法。學(xué)生可親自動(dòng)手進(jìn)行機(jī)器人拆裝組合，鍛煉學(xué)生的識(shí)圖能力、工具使用能力和裝配工藝能力。主要支撐工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)核心課程。

（二）工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真實(shí)訓(xùn)室

配置純模型仿真、半實(shí)物仿真和實(shí)物驗(yàn)證系統(tǒng)來(lái)學(xué)習(xí)機(jī)器人系統(tǒng)參數(shù)對(duì)性能的影響，模擬操作機(jī)器人，搭建典型機(jī)器人工作站和生產(chǎn)線(xiàn)等，實(shí)現(xiàn)模擬仿真作業(yè)。通過(guò)實(shí)際機(jī)器人工作站來(lái)驗(yàn)證效果，降低教學(xué)和實(shí)訓(xùn)成本，提高安全性。以世界知名離線(xiàn)編程軟件如Robotstudio、Roboguide、Robotmaster、Robcad等為訓(xùn)練載體，主要支撐工業(yè)機(jī)器人仿真技術(shù)和離線(xiàn)編程等核心課程。

（三）工業(yè)機(jī)器人操作編程實(shí)訓(xùn)室

配置典型的單體工業(yè)機(jī)器人和簡(jiǎn)單的外圍輔助作業(yè)工具，學(xué)習(xí)操作單獨(dú)的機(jī)器人，熟練掌握工業(yè)機(jī)器人的編程操作，如工業(yè)機(jī)器人示教器基本操作、I/O配置、關(guān)鍵程序數(shù)據(jù)創(chuàng)建、軌跡規(guī)劃、基本程序編寫(xiě)和基本錯(cuò)誤修正等工作，主要支撐機(jī)器人編程與操作、工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)編程等核心課程。

（四）工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成實(shí)訓(xùn)室

配置各種典型的工業(yè)機(jī)器人工作站，如碼垛機(jī)器人、噴涂機(jī)器人、焊接機(jī)器人和分揀機(jī)器人等工作站。主要學(xué)習(xí)工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)成站技術(shù)，各種典型的作業(yè)工藝、典型的外設(shè)和通信接口技術(shù)等。主要支撐工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成，工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)維護(hù)等核心課程。

（五）工業(yè)機(jī)器人智能制造綜合實(shí)訓(xùn)室

圍繞柔性制造系統(tǒng)（FMS）、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）、工業(yè)4.0等高端智能制造方向，建設(shè)工業(yè)機(jī)器人智能制造綜合實(shí)訓(xùn)室。配置典型工業(yè)機(jī)器人工作站及常用外圍設(shè)備學(xué)習(xí)工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)成線(xiàn)技術(shù)，掌握智能生產(chǎn)管理、PLC主控、總線(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)通信、人機(jī)交互（HMI）和作業(yè)流程優(yōu)化等核心技術(shù)，提高大系統(tǒng)掌握能力。主要支撐工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用綜合實(shí)訓(xùn)等核心課程。

建設(shè)工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)基地，既要關(guān)注現(xiàn)有工業(yè)機(jī)器人技術(shù)，又要著眼未來(lái)工業(yè)機(jī)器人新技術(shù)。通過(guò)技術(shù)合作、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，加強(qiáng)校企合作實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)，以此為依托，工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)基地最終希望建設(shè)成為教學(xué)、科研、技術(shù)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、服務(wù)和培訓(xùn)相結(jié)合的多功能綜合技術(shù)開(kāi)發(fā)中心。人才培養(yǎng)的投入是巨大的，但站在為國(guó)家培養(yǎng)高素質(zhì)工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)人才，推動(dòng)中國(guó)智能制造快速發(fā)展的角度上看，這些投入是值得的，而且是很有必要的。希望本文提出的工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室建設(shè)的淺薄經(jīng)驗(yàn)與方案對(duì)我國(guó)高職院校工業(yè)機(jī)器人人才培養(yǎng)起到積極的推動(dòng)作用。

[1]王曉婭.“工業(yè)4.0”時(shí)代技工院校機(jī)器人應(yīng)用專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置初探[C].中國(guó)職協(xié)2015年度優(yōu)秀科研成果獲獎(jiǎng)?wù)撐募ㄖ袃?cè)），2015（12）.

[2]郭永濤,唐洪濤.工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)調(diào)研報(bào)告[J].技術(shù)論壇，2015（13）：281-283.

[3]郭黎麗.對(duì)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)的探索與實(shí)踐[J].電子測(cè)量技術(shù)，2013（9）：124-125.

[責(zé)任編輯 蔣云柯]

天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)教學(xué)改革與質(zhì)量建設(shè)研究重點(diǎn)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：JGZ2015-02）

劉朝華,男，天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)副教授，博士，主要研究方向?yàn)闄C(jī)器人與數(shù)控技術(shù)；鄧三鵬，男，天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)教授，博士，主要研究方向?yàn)闄C(jī)器人與數(shù)控技術(shù)；王振華，男，江蘇匯博機(jī)器人技術(shù)股份有限公司總經(jīng)理，博士，主要研究方向?yàn)楣I(yè)機(jī)器人技術(shù)；蔣永翔，女，天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)副教授，博士，主要研究方向?yàn)闄C(jī)器人與數(shù)控技術(shù)。

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1674-7747（2017）03-0058-02