周 晶 江 新

（1.東莞職業(yè)技術學院 機電工程系，東莞 523808；2.東莞安達自動化設備有限公司，東莞 523430）

工業(yè)4.0概念熱遍全球，標志著全球制造業(yè)格局正在發(fā)生重大調整，而中國仍處于工業(yè)化進程中，與先進國家相比還有較大差距，其中，信息化與工業(yè)化融合型人才的缺失更是不可忽視的問題，這使中國在新一輪發(fā)展中面臨巨大的挑戰(zhàn)。《中國制造2025》的提出，直面了中國制造業(yè)的困境，同時明確了制造強國的實施戰(zhàn)略，即：用三個十年將中國建設成為引領世界制造業(yè)發(fā)展的制造強國。如何落實《中國制造2025》強國戰(zhàn)略成為整個產業(yè)的共同使命[1]。

1 分析人才需求

社會的發(fā)展離不開制造業(yè)，需要大量的機械專業(yè)人才來支撐行業(yè)建設，只有人才興旺起來，才能帶動創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，因此人才供需形勢非常嚴峻。尤其是《中國制造2025》的提出，制造業(yè)將掀起兩化深度融合的建設高潮，行業(yè)也必將催生大量的信息化、自動化、企業(yè)生產管理等大量的就業(yè)崗位需求[2]。

以機械制造與自動化為例，工業(yè)機器人的引入，極大地改變了制造業(yè)的生產流程和管理方式。工業(yè)機器人將替代制造型企業(yè)中一大批技術含量低的重復性崗位，這部分的工作量減少，但是與此相對應的，研究開發(fā)、管理和維護工業(yè)機器人的技術含量高的崗位將會增加，提供更多的工作機會，極大地提高了制造型企業(yè)的生產力和競爭力[3]。

2 構建實訓室教學平臺

2.1 教學平臺架構

教學平臺是按照工業(yè)4.0的設計思想，通過建設實驗室還原和優(yōu)化工廠的真實業(yè)務場景及生產過程，并結合高校生產與運作管理、工業(yè)自動化控制、企業(yè)信息系統(tǒng)分析與設計、工業(yè)工程等專業(yè)課程內容，幫助學生提高工業(yè)4.0相關專業(yè)的理論認知水平和實際動手能力的綜合性實驗室教學平臺[4]。

圖1 工業(yè)4.0教學平臺建設框圖

如圖1所示，工業(yè)4.0教學平臺是緊緊圍繞信息融合系統(tǒng)和智能化工廠、智能化生產、智能化物流三個主題來設計和建設的。平臺的最底層是實驗室工廠、實驗室倉庫以及機械手、測試設備等各種自動化設備，按照信息融合系統(tǒng)的設計理念，這些自動化設備是具備自組織、自學習、自調整能力的智能主體。構建在智能工廠、智能生產、智能物流之上的各類業(yè)務系統(tǒng)，包括計劃協(xié)同系統(tǒng)、生產制造執(zhí)行系統(tǒng)、生產自動化系統(tǒng)、倉儲物流系統(tǒng)，這些設備和軟件通過互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)系在一起構成了教學實驗室的信息融合系統(tǒng)，也搭建成了工業(yè)4.0教學平臺的基礎設施[5]。

2.2 教學平臺業(yè)務流程

工業(yè)4.0在構建智能工廠的思路中有一個重要的方向，即橫向集成。所謂橫向集成，是指將消費者的需求和產品設計、供應商、制造以及物流服務的整條供應鏈環(huán)節(jié)進行數(shù)字化、智慧化集成。根據(jù)企業(yè)的實際業(yè)務場景，教學平臺設計了一套下單→計劃→備貨→生產→倉儲→出貨的完整業(yè)務流程，幫助學生更好地理解工業(yè)4.0背景下智能工廠的業(yè)務運營模式、工廠各部門各崗位的工作內容。

通過互聯(lián)網(wǎng)購物應用下達訂單是平臺業(yè)務流程的起點。在下達訂單之前，學生需要充當商家角色，預先在應用中維護商家售賣的商品信息，諸如價格、尺寸、顏色等參數(shù)數(shù)據(jù)。在維護商城數(shù)據(jù)的過程中，學生可以了解和掌握電商平臺的基本運營體系和方法，對諸如商品分類管理、商品上架下架、會員體系建設、銷售數(shù)據(jù)分析等內容有基本的理解和應用。

通過購物應用下達的訂單會被推送至企業(yè)計劃處，由生產計劃人員進行訂單分析整合，最終轉化為工廠的生產工單。計劃人員需要綜合考慮企業(yè)的物料庫存情況、供應商的供貨情況、工廠生產節(jié)拍以及訂單優(yōu)先級來進行計劃排程，生產計劃一般可以分為月度計劃、周計劃、日計劃，在教學場景中，通常制定的均為日計劃。計劃人員在制定生產計劃后，需要跟進監(jiān)督計劃的執(zhí)行狀態(tài)。此外，計劃人員還承擔物料控制的職能，并需要協(xié)助采購部門進行原材料采購的工作。

生產計劃是工廠管理內部運作的核心，一個優(yōu)秀的工廠，其內部管理是圍繞生產計劃來進行的。在學習計劃排程的過程中，學生需要理解毛需求與凈需求的區(qū)別，并掌握生產計劃的制定方法。在物控方面，要理解BOM的概念和作用，知道現(xiàn)有庫存量、現(xiàn)有庫存可用量、庫存可用量、在途庫存量的差別，以及如何利用這些庫存數(shù)據(jù)制定出好的生產計劃，從而達到節(jié)約庫存占用資金的成本，實現(xiàn)JIT準時生產、精益生產的目的。學生理解這些基本概念和方法后，就可以依靠平臺提供的計劃協(xié)同系統(tǒng)來制定購物應用所下訂單的生產計劃，指導生產。

計劃人員下達訂單后，車間會依照計劃系統(tǒng)下達的工單執(zhí)行生產。車間作為工單的執(zhí)行組織，承擔著工藝設計與調整、生產執(zhí)行、品質監(jiān)督、操作員管理、設備管理等多項職能。學生在教學平臺中通過扮演工藝部門、生產部門、品質部門等不同部門的崗位角色，配合完成計劃人員下達的生產任務。圍繞著車間的組織結構和工作內容，教學平臺研發(fā)了一款致力于車間信息化的管理軟件i-Factory，學生通過對該軟件的實際操作和學習，可以深入理解和思考如何高效率地管理車間、管理生產，達到教學的目標。

車間生產完成的產品需要進入成品倉庫進行再包裝后進行出貨。倉庫人員需要對出貨的產品進行棧板包裝，并安置在倉庫庫位上存放妥當和登記，出貨日當天完成出庫登記，進行派車發(fā)貨。在倉庫操作的過程中，學生需要在倉儲物流系統(tǒng)中完成入庫、出庫、庫存盤點、倉庫調撥等核心操作。在倉儲運輸環(huán)節(jié)，教學平臺特別引入了智能化物流的理念，即利用RFID無線射頻技術進行出入庫管理、庫位管理、庫存盤點以及仿真模擬利用GPS全球定位技術對運輸車輛進行在途監(jiān)控和管理。

3 結語

基于工業(yè)4.0的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實訓教學平臺實際是學校與社會接軌的橋梁，它是融合了信息化、自動化、智能化為一體的工業(yè)實驗室。它是振興中國制造業(yè)的動力源泉，也是中國制造業(yè)轉型的催化劑，更是中國教育創(chuàng)新的必經(jīng)之路。實訓教學平臺讓學生受惠，讓學校受益，讓企業(yè)創(chuàng)利，因此是整個產業(yè)鏈的關鍵環(huán)節(jié)，是適合高職院校機械專業(yè)教育與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融合發(fā)展的新模式。