以物流装备先进控制技术为特色方向的电气专业课程群研究

钱懿 蔡志端 王培良

【摘要】长三角地区是物流装备产业的聚集地。本文根据区域物流装备企业对于物流人才应用技能的要求出发，结合以物流装备先进控制技术为特色的电气专业培养模式的改革现状，分析了传统电气专业课程群与人才需求的对应关系，介绍了物流装备先进控制技术的新建特色课程和实践实习管理及措施。为电气自动化专业的专业建设与地方经济接轨发展的道路上指出了一种特色化培养的新模式。

【关键词】物流装备 课程群 培养方案 教学改革

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）22-0001-01

现阶段，各大高校的专业培养方案基本上采用方向模块选择的方式为学生提供更符合行业及个人需求的课程。电气工程及其自动化专业的除了固有的电力系统自动化方向之外，一般还设置有偏向自动化专业的电气控制技术类方向。以浙江湖州为例，湖州市是浙江省现代物流装备产业技术创新综合试点区域，物流行业的发展催生了对于物流装备先进控制技术研发及应用的人才需要。因此，如何更好地为物流行业培养应用型技术人才，成为了这一区域地方高校在电气专业建设上寻求特色发展的思考方向。

1.物流装备先进控制技术人才的应用技能要求

浙江湖州的物流装备产业的重点领域包括：仓储搬运装备、电梯及配套、管道运输装备等。随着机器换人的不断深入，在仓储搬运装备行业中，机器人及信息化无人分拣技术的应用变得普遍。电梯及其配套行业中，对于电机的电气及PLC控制应用技术变得日趋成熟，定制化的产品正在不断出现。管道运输装备行业在无人焊接电气控制及无损检测传感器技术正在国产化进程中不断创新与进步。这些领域的企业在招聘电气工程师岗位时，大体上需要具有符合现代物流装备产品的操作维护能力、系统设计能力、信息化管理能力的人才。

2.现有电气专业课程群与人才需求的对应关系

现有电气专业的电气自动化方向的课程群基本上由通识核心课（英语、高等数学、思政类课程等）、专业基础课程（工程制图及计算机辅助设计、程序设计、电子技术、自动控制原理、电机与拖动基础、电力电子技术等）、方向选修课程（运动控制系统、计算机控制技术、测试技术及传感器、电气控制及PLC技术等、计算机网络与通信、工业控制组态及现场总线技术）和每学期开展的实践教学环节这四大类。这些课程基本按照循序渐进的原则分阶段开课。

在这些现有的课程中与操作维护能力对应的是计算机控制技术、电机与拖动基础、伺服运动控制系统；与系统设计能力对应的是工程制图及CAD、嵌入式控制系统、程序设计、电气控制与PLC控制；与信息化管理能力对应的是计算机网络与通信、传感器技术与应用，工业控制组态及现场总线技术。

无论是专业基础课还是方向选修课，现有课程是电子电气自动化类专业普遍开始的课程，不能够体现出培养具备物流装备先进控制技术人才的特点，无法深入细致的在先进控制技术的方向培养上，让学生系统学习到物流行业的机器人协同控制、RFID、视觉识别检测下的信息化无人分拣技术，更无法让学生在充分掌握好这些前沿技术知识的基础上，完成物流自动化系统的设计与应用，因此课程群建设上必须博采众家之长，结合物流工程、电子工程、自动化等专业的课程群体系，建设一批体现物流装备先进控制技术的特色课程。

3.课程群中的物流装备先进控制技术的特色课程

湖州师范学院的电气专业在与本地物流企业的不断调研中，采取内培外引的方式，建设并完善了如下课程：

方向必修课程：（1）物流技术与装备：介绍了现代物流系统化技术，包括集装技术与装备、运输技术与装备、物流搬运技术与设备、仓储技术与装备、分拣技术及设备、物流包装技术及设备、物流信息化技术与信息导引技术。（2）物流信息技术与应用：介绍了计算机、网络、数据库等信息技术基础知识，重点讨论了条码与RFID等自动识别技术、GPS与移动通信、自动跟踪与定位技术、物流信息的分类编码与信息存储和信息处理平台等物流信息处理技术。（3）现代物流设施与规划：介绍了现代物流设施、经典设施规划与物流分析方法的同时，还详细阐述了布局设计的现代算法和设施规划与物流分析的计算机仿真方法。

方向选修课程：（1）物流系统建模与仿真（针对特定物流领域的系统集成）：在物流系统建模的基本规则和步骤下重点介绍了排队模型与存储模型及应用，离散事件系统仿真，运输与装卸系统仿真，生产物流系统仿真，配送中心系统仿真，并利用Flexsim等仿真软件进行实际训练。（2）电梯控制技术（针对电梯等升降物流设备）：详细分析了各种信号控制系统的典型线路及控制方法，对电梯的选用方法、布置原则以及安装、调试、验收与维护加以介绍，并对自动扶梯、液压梯、杂物梯、自动人行道进行了简单分析与介绍。（3）变频技术（针对先进运输装备）：介绍变频器的组成和基本工作原理、变频器的运行、变频器的分类与选型、变频器的维护以及通用变频器的应用。（4）机器人技术及其应用（针对无人分拣搬运装备）：通过讨论机器人学的数学基础，阐述了机器人驱动系统的种类及各自原理与选型、机器人内部传感器与外部传感器、机器人的控制原则和控制方法，并以移动机器人系统作为载体，基于实际案例，讨论了几种典型移动机器人系统的设计方法。

方向实践课程是物流自动化系统设计与应用：通过课内课外总计4周的60个课时，让学生充分应用仿真软件和实验室平台对物流自动化系统中所涉及的主要控制模型和算法进行了研究；并在此基础上将学生分组后，融合方向必修课和选修课学习的知识，针对某一物流领域，完成一套涉及利用物流货架、传感器、搬运机器人或自动导引小车实现物流信息引导、自动识别、分拣和仓储的系统。

4.课程群的实践实习管理及措施

应用型本科人才的培养离不开应用实践的培养，现有专业培养中的应用技能培养，主要是由理论课的课内实验、特定的实践课程或实习周这三部分组成。在此基础上，考虑到物流装备先进控制技术的应用离不开具体的物流的设备，单纯的计算机仿真无法让学生有感性的认识，以及对于实验数据和结论可行性有较高的自信度。因此课程群中的實践实习管理必须有以下要求：（1）提高课内设计性实验比重，融入工程案例。在课内实验中减少验证性实验次数，融入来自校地合作企业的物流装备操作及控制实例，对物流课程的实验环节进行对象化、具体化、可视化，实现与课程知识点教授的无缝对接。（2）依托校内外实验平台，实现实践内容多样化。通过校内实验室和校外企业操作实习，对实践课程的系统设计与应用设计出多组模型要求，并且要融入方向必修课、选修课中涉及的装备技术及要求，充分体现现有物流技术的特点。

作者简介：

钱懿（1984-），男，浙江湖州人，湖州师范学院求真学院工程技术系系主任，研究方向为智能控制系统，计算机网络控制系统，数据故障诊断与分析。