提問:應用型大學應該如何開展智能製造實訓教學?

2020-12-13 數位化雙胞胎

2015年我國提出「中國製造2025」,定下製造強國的宏偉目標。大力推動重點領域突破發展,瞄準新一代信息技術、高端裝備、新材料、生物醫藥等戰略重點,引導社會各類資源集聚,推動優勢和戰略產業快速提升。重點發展新一代信息技術、高檔數控工具機和機器人、航空航天裝備、海洋工程裝備及高技術船舶、先進軌道交通裝備、節能與新能源汽車、電力裝備、新材料、生物醫藥及高性能醫療器械、農業機械裝備十大領域。

近年來,全國有近千所院校為培養先進位造人才,陸續開設了工業機器人和智能製造等相關專業。但即便這些年發展的較為迅速,但相比於逐年增長的人才需求,智能製造專業人才的培養仍然處於相對滯後狀態。作為一個新興的專業學科,從課程內容設置到人才培養過程,還很不成熟,學校也因此面臨一系列的問題。

一、專業課程設置不合理

多數大學在設置智能製造專業之前,對區域人才需求缺乏深刻的調查研究,一味效仿,盲目仿造其他院校專業設計,造成培養的人才不符合崗位需求。

二、教學資源嚴重不足

智能製造設備少則幾十萬,多則幾百萬的價格,讓許多學校沒有足夠的資金購買到實訓室智能製造設備,嚴重地影響了教學工作的開展。

三、師資建設亟待加強

由於智能製造專業起步晚,各高校缺乏專業帶頭人,教師專業素質不過硬,缺乏專業的理論系統知識,行業經驗欠缺,無法滿足實用性教學的要求。

四、工學結合流於形式

在應試教育體制下,傳統教學還以教師講解為主,學生處於被動的學習狀態,技能得不到鍛鍊,此外,在校內實訓方面,由於經費、場地的限制,設備採購數量無法滿足大量學生的實訓需求,造成學生在學習過程中缺乏實際操作訓練。

五、實訓體系建設不完善

未能緊密結合專業人才培養目標進行系統化的實訓課程體系設計,與之匹配的教程、指導書、相關資源不夠完善:缺乏對學生實訓的測評標準、工具、方法,因此便導致「有設備,用不好,有實訓,無體系」的情況出現,使得學生實訓效果大打折扣。

於本月中旬在南昌舉辦的全國高校自動化類專業教學論壇,正是在深入落實全國教育大會精神和《加快推進教育現代化實施方案(2018—2022 年)》,貫徹新時代全國高校本科教育工作會議精神和《教育部關於加快建設高水平本科教育 全面提高 人才培養能力的意見》的指導下,為解決以上教學問題專門面向全國高校自動化專業組織的專業課程建設與人才培養經驗交流論壇,推廣優秀教學成果,推動自動化類專業本科教育內涵式發展,總結出以下解決方案。

01 解決學的問題-智能製造基礎教學系統

眾所周知智能製造的概念太過龐大,想將所有的知識點覆蓋到位並在短短的幾年專業教學過程中教會學會是很難實現的,慧陽科技的解決思路是選擇一個典型的實際案例作為設計主幹,所有的知識選擇、內容設計都圍繞實際案例展開,這樣的好處是內容的選擇和行業現狀相適應,知識要點與生產內容一致,這樣就解決了教學內容脫離實際、課程設置不合理的問題。

學習的方式較傳統書本也有很大的不同,將學習者放在虛擬工廠的環境中以一個遊覽者的角度進行學習,系統負責對學習者進行幫助和引導,這個解決方案注重所看到的和感受到的,慧陽科技稱這種模式為「博物館學習模式」,它的特點是有完整清晰的學習路線、知識內容覆蓋廣、媒體類型豐富,定位於知識普及,尤其適合新手老教師教學,是智能製造師資隊伍建設的很好補充。

02 解決實踐的問題-智能製造虛擬實訓系統

在我國的高等教育中一直存在這樣一個問題,「畢業=失業」。如何在離開學校前獲得高質量的實訓機會一直是教育界所努力改善的課題。我們將來自於現實的生產環境、管理方法和加工工藝通過實例串聯虛擬化到軟體中,讓學習者扮演不同崗位的角色參與到生產工作中,通過協作完成一個個任務的挑戰,每個交互過程都由學習者自己做出選擇,由此就可以發展出千差萬別的故事,它的特點是能夠記錄每一個細節的變化,並將這些影響表現在最終的結果上,而且過程中學習者能體驗到不同崗位的身份轉換,這一過程類似於對生產的經營管理,所以被稱為「經營者學習模式」。

03 解決創新設計的問題-智能製造仿真系統

設計處在生產鏈條的頂層,決定著整個生產系統的工作效率,由於智能設備的高昂造價,院校很難提供充足的條件去開展產線設計實驗,造成高校的實驗質量普遍不高的現狀。慧陽科技利用虛擬技術將一部分硬體,如PLC作為控制部分與軟體相連,在軟體中做產線設計、搭建和工業機器人示教,在外部的硬體中編寫PLC程序,利用硬體驅動軟體中的設備完成設計的驗證。它的特點是自由、高效,用虛擬的孿生技術解決實際問題,高度仿真的操作和場景讓院校徹底擺脫對價格高昂設備的依賴。

以上三個系統構成了智能製造教學實驗的完整閉環,它很好的解決了前文提到的五大問題,難度由易到難逐漸遞進,既有全面的基礎知識覆蓋,又有對重點問題的深入和聚焦。我們還與多家院校展開合作,積極準備,努力探索,目標只為不斷豐富這套系統的內容和功能,為解決智能製造教學中的實際困難而努力。

相關焦點

  • 南京航空航天大學金城學院與上海立達學院共建長三角產學實踐平臺暨新工科(智能製造)實訓基地
    (長三角智能製造)實訓基地。他說,上海立達學院與我校共建新工科(長三角智能製造)實訓基地,是響應長三角區域一體化發展國家戰略的重要舉措,也是探索「十四五」時期應用型高校新工科人才培養的「共生」成長的新途徑。實訓基地將以兩校工科學院為載體,充分整合共享機電學科(專業群)的教學資源,開展師資互訪、學生交流、實訓實習、競賽聯動、培訓認證、產學合作和科研攻關等工作。上海立達學院董事長劉鶴霞致歡迎辭。
  • 讓智慧「燃動」課堂—宜春學院全力打造智慧課堂推動應用型人才培養
    為培養應用型人才,我們的授課需要看大量的圖片,原來的教室設備投影老化,色差很大,不清楚,現在的電子屏很清晰,前後左右的同學都能看的很清楚。講到哪個不清楚的地方,學生隨時提問,軟體上也可以點『不理解』,老師可以持續關注,即時答疑解惑。」「再一個就是學生投屏,安排的課堂作業當場畫完就拍照投屏,大家一起來觀看講解,效率能提高很多。投屏可以不顯示學生名字,避免學生害羞,克服心理負擔。
  • 智能製造學院丨4月份教學工作簡報
    4月份,智能製造學院在學院黨委的正確領導下,根據學院停課不停學統一安排,智能製造學院線上教學持續開展
  • 王帥:建設機器人理虛實一體實訓室,為智能製造人才培養添翼!
    天津博諾機器人技術有限公司技術總監王帥如何培育機器人行業應用型人才呢?博諾機器人提出了機器人理虛實一體化實訓方案。據王帥介紹,機器人理虛實一體實訓會先進行工業機器人技術基礎核心理論學習,再學習每一門課程,如機械工程、機械製圖等。
  • 優化教學模式 創新實訓方式 培養高素質技能技術型人才
    滕宏偉在調研重慶智能工程職業學院建設發展情況時強調優化教學模式  創新實訓方式  培養高素質技能技術型人才11月24日,區委書記滕宏偉帶隊深入重慶智能工程職業學院暨華為(永川)聯合技術創新中心
  • 以改革為動力 紮實推進高水平應用型大學建設
    摘 要:應用型大學建設問題,表象上是如何合理劃分大學類別,其實質是高等教育、高校如何適應經濟社會發展的需要。因此,要更新辦學理念,要在辦學體制、人才培養模式、教師培養機制、高校評價體系和方法等方面進行改革,以此推動高水平應用型大學的建設。
  • 設備老舊,職校實訓教學如何進行?仿真實訓另闢蹊徑
    目前,大多數職業學校注重學生崗位技能的掌握和提高,但是實訓條件不完善,實訓設備老化,實訓手段的落後局限於演示和簡單的操作,滿足不了實訓教學要求。現在大多數職業學校的教師是大學畢業分配到學校任教,從學校到學校,教師很少經歷企業的實踐和研究,只有固有的職業教育的教學理念和習慣,導致教師實踐能力的缺乏,教師不了解企業的需求,實訓教學與企業需求的不一致影響了學生的就業。
  • 智能製造背景下機械類專業複合型人才培養的實踐探索
    在分析智能製造對機械類專業人才能力新要求的基礎上,探討了複合型人才培養過程中的實踐教學問題。著重分析了當前大學生工程能力欠缺的原因,以及通過整合離散實踐教學資源幫助學生提高工程能力的可行性。重點探討了機械類專業學生的機械、電氣、氣動和控制綜合裝調技能的培養問題,最後介紹了安徽工程大學教學改革的實踐成果—自主研製的滾動軸承自動裝配作業機器人工作站,以供參考。
  • 智能製造專業群的教學資源是怎樣出爐的?
    隨著智能製造行業高速發展,新的行業帶動新的技術快速發展,對技術型人才要求掌握技術領域也進行了更新,單一專業已經滿足不了新型技術人才的培養需求,我院將機電一體化專業、數控專業、機械製造自動化專業、工業機器人應用技術專業、無人機應用技術專業深度融合,構建智能製造專業群,以滿足智能製造全工序人才的培養及學生的跨專業學習
  • 華工廣州學院:探應用型人才培養內涵 走協同育人之路
    「一開始,從傳統的辦綜合型研究型大學轉為辦應用型大學,思想上很容易認為在原來辦學的基礎上,簡單地增加實驗實訓環節。因此2008年,當我們開始考慮電氣工程及其自動化專業的學科發展規劃時,就一口氣建了8個專業實驗室,以此加強實踐環節」,校電氣工程學院院長張堯笑著說。
  • 智能製造學院丨6月份教學工作簡報
    6月份,智能製造學院在學院黨委的正確領導下,根據學院整體教學安排,智能製造學院線上教學持續有序開展
  • 工業機器人教學實訓裝備
    "中國製造2025"推動了工業機器人、機械手臂等智能設備的廣泛應用,使工廠無人化製造成為可能。比亞迪的生產車間和美的的生產車間以及全國知名製造企業已經大範圍的使用了工業機器人作業,未來的中國製造業一定是無人化智能製造。
  • 明年遼寧計劃建成10所高水平應用型大學
    日前,本網從遼寧省教育廳獲悉,遼寧計劃於2022年建成10所左右全國高水平應用型大學,進一步推動遼寧本科高校向應用型轉變。 據悉,到2022年,遼寧計劃打造10所左右全國高水平應用型大學,建設10個左右省內普通高校綜合性現代化基礎實驗實訓教學開放共享平臺。
  • 到2022年建成「智能製造」學科集聚區,上海第二工業大學8.8萬平方米校區拓展工程今開工
    其中,新建工學大樓將與工學相關的教學、科研和實驗實訓功能用房集中起來,形成工學集聚區,以促進「智能製造」等學科群的交叉融合金海路校區拓展工程建築設計以「形式追隨功能」為原則,上海第二工業大學校長俞濤接受採訪時表示,當前,學校在工科領域的發展產生了更多對教學科研設施的需求。本次新建的工學大樓建築群覆蓋智能製造領域、計算機與信息工程領域和環境與材料領域,空間上的融通將促進學科交叉融合,有利於培養智能製造領域高層次應用型人才。
  • 【實訓動態】安芯教育第三十六期Arm智能互聯實訓順利結業—南航電子信息學院
    由安芯教育和南京航空航天大學電子信息學院的校企聯合課程 - Arm智能互聯實訓系列-嵌入式系統設計在2019年12月26日圓滿結束
  • 【南京】金陵科技學院入選教育部「智能製造領域中外人文交流人才...
    教育部中外人文交流中心隸屬教育部直屬單位,此次基地項目入選標準綜合考慮申報項目是否符合智能製造領域人才培養方向、對接國際合作的條件,以及基地項目實施的師資、場地、環境條件和落實實施能力等因素,遴選了新疆大學、黃河水利職業技術學院、溫州市職業中等專業學校等100所院校為項目2020年首批籌建合作院校,建設項目103個;遴選了北京信息科技大學、承德石油高等專科學校、寧波市職業技術教育中心學校等
  • 北京吉利學院:打造高質量應用型本科大學
    霍偉東表示,立足「產教融合、企業辦校」,我校致力於打造高質量、高水平的應用型本科大學。 霍偉東介紹,北京吉利學院是企業家李書福2000年創辦,當時創校的時候叫北京吉利大學。學校是一所以工科為特色,經濟學、管理學、文學、教育和藝術六大學科群協調發展,擁有23個本科專業的教育部批准全日制統招普通高等學校。
  • 面向未來的應用型、技術技能型人才如何培養
    中國職業技術教育學會會長、教育部原副部長魯昕強調,助力解決「有原料、沒有好材料,能設計、不能優製造」問題是現代職業教育改革發展的重要任務,是應用型、技術技能型人才培養的重點突破方向。2014年,178所高校在首屆產教融合發展戰略國際論壇上共同發布《駐馬店共識》,圍繞「建設中國特色應用技術大學」的主題發出時代先聲。
  • 加快建設高水平應用型大學
    中國江蘇網訊 新時代,一大批應用型轉型標杆院校勇立潮頭,成為優化區域高等教育結構、服務區域產業發展的生力軍。16日,省人大代表、無錫太湖學院黨委書記金秋萍接受本報記者專訪,暢談如何加快建設高水平應用型大學。
  • 山東工職技大學企合作產教融合打造智能製造技術應用高水平專業群
    山東工程 職業技術大學校企合作、產教融合,打造智能製造技術應用高水平專業群在全球製造業正加快邁向數位化、智能化時代,山東工程職業技術大學緊跟時代步伐,以智能製造產業鏈為依託,圍繞智能製造技術應用生產流程面向的職業崗位群,構建了由省級特色專業「數控技術專業