工业机器人实训基地建设的研究与实践

宋云艳 隋秀梅

摘 要：工业机器人实训基地建设是为适应高素质、复合型自动化技术人才培养的需要，把实训基地建设成实践教学体系合理、开放共享、特色鲜明、培养高素质人才的重要平台，通过教学、实操训练为企业培养大量自动化高层次人才，解决人才缺乏的问题。建设目标达到全国有较高知名度的一流水平机器人实验教学示范中心。

关键词：工业机器人技术；实训基地建设；人才培养

中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2019）04-0063-03

Abstract： The construction of industrial robot training base is to meet the needs of high-quality， compound-type automation technology personnel training. The training base is built into an important platform for the practical teaching system to be reasonable， open and shared， distinctive features， and cultivate high-quality talents. The goal is to cultivate a large number of automated high-level talents for enterprises， and to solve the problem of lack of talent through practical training. The construction target has reached the national first-class level robot experiment teaching demonstration center with high reputation.

Keywords： industrial robot technology； training base construction； talent cultivation

一、建设背景

随着吉林省装备制造业的不断发展与产业结构的调整，吉林省人民政府关于加快建设装备制造支柱产业的意见（吉政发〔2014〕35号）中明确指出：以“绿色制造、智能制造、协同制造、服务制造”为方向，以“打造高端、提升传统、培育特色、强化基础”为主线，加大政策扶持，完善公共服务，提升创新能力，延伸产业链条，促进产业集聚，壮大产业规模。由此看出，中国作为“世界工场”正在快速进行技术升级，顺应制造技术的向前发展，机器人时代的到来已是一种趋势。可以预计，未来的几年中，企业对于机器人技术人才的需求越来越大，而目前能够掌握机器人操作、调试、维修的技能人才极度缺乏。

二、建设必要性

由于人力成本的快速上升，全球产业结构深度调整，越来越多的企业配备自动化设备来提高产能、降低人力成本。以全球代工帝国富士康集团为代表的机器人计划是：三年后将目前的1万台机器人增至100万台。由此看出，中国作为“世界工场”正在快速进行技术升级，顺应制造技术的向前发展，自动化生产时代的到来已是一种趋势。可以预计，未来的几年中，企业对于自动化高层次人才的需求越来越大，而目前我国能够掌握机器人操作、调试、维修的技能人才极度缺乏。

长春职业技术学院工业机器人实训基地针对区域装备制造业转型升级对岗位技能提升的要求，面向工业机器人技术、机电一体化技术和电气自动化技术等专业，促进工业机器人应用相关专业的发展、课程的建设、人才的培养质量，解决工业机器人产业迅猛增长与专业人才严重短缺的矛盾，提升工业机器人系统技术应用人才水平和数量，实现人才的到岗即用 ，助力长春市“中国制造 2025”， 试点城市建设，践行李克强总理在全国职教工作会上提出的“中国制造业大国向精密制造业强国的转变”的要求。

三、建设内容

（一）场地建设

本项建设包括场地设施配套（配电、气、水等通用设施和相关专门化要求）。我院工業机器人实训基地为新建约1200平米，含工业机器人基础编程实训区、工业机器人虚拟仿真实训区、工业机器人维护维修实训区、工业机器人系统集成实训区等。所有场地设施布局按企业生产环节进行，设备布局与企业工作或生产工作流程相对接，实训场景与现代企业生产场景相接近。

（二）设备配置

实训基地的建设不再是简单的购买设备，而是在有限的资金条件下，最大限度满足教学实训、技术服务、社会培训与应用研发等功能集于一体的需求。

1. 工业机器人基础编程实训区：主要用于工业机器人技术及相关专业的编程与操作，可开展工业机器人技术专业基础教学与实训，非机器人技术专业通识课及工业机器人现场编程，使学生熟悉工业机器人的结构；了解机器人技术及应用；掌握工业机器人编程操作方法和技巧。

2. 工业机器人虚拟仿真实训区：主要完成工业机器人的示教编程教学要求，包括24套工业机器人虚拟实操仿真系统，工业机器人虚拟实操仿真系统用真实的工业机器人控制系统和真实手持示教器控制虚拟的工业机器人。每个实训系统配三个不同工业机器人手持示教盒，通过更换手持示教器能够对FANUC、ABB、MOTOMAN三种品牌工业机器人进行现场示教编程训练。学生可以学习多种系统的工业机器人在线编程与操作方法。运用这个虚拟实操仿真系统，解决了现场编程时设备不足的情况，可保证每个学生用真实的示教器进行操作编程；运用虚拟机器人中碰撞检测功能，可以检测出学生示教过程中发生的碰撞错误。避免了学生在操作真正机器人时对机器人的损坏。

3. 工业机器人维护维修实训区：主要用于工业机器人机械和电气拆装与维修，依托六关节机器人拆装平台，学生通过机器人机械和电气拆装的模拟仿真实训和实际操作，了解工业机器人的基本组成及基本功能部件，完成工业机器人本体的拆装与调试、工业机器人电气拆装与调试及工业机器人工作站以及工业机器人常见的故障诊断维护与维修，最终完成工业机器人的安装、调试，培养学生工业机器人安装、调试和系统维护维修的能力。实训区可进行机械行业技能鉴定工业机器人装调操作工和操作维修工的技能鉴定。

实训区包括工业机器人机械拆装实训平台、电气拆装平台各4套、开放式模块化可拆装六串联可拆装系统2套，工业级作业实训可拆装机器人2套，并配置机械拆装及电气安装模拟仿真实训软件。

4. 工业机器人系统集成实训区：主要用于典型工业机器人工作站的集成训练。学生熟悉工业机器人工作站集成方法和工作过程，能够进行典型工业机器人工作站的集成设计和调试。还可根据不同教学要求，实现单个或多个工作站的自动化控制。强化学生现场编程、操作以及系统集成设计调试能力；并可进行ABB工业机器人的企业认证。

包括地面式多功能机器人工作站5套和一套生产线控制系统。可以完成工业机器人示教编程再现，工业视觉检测、模拟喷涂作业、模拟焊接、抛光打磨、绘图、码垛、涂胶、装配、编码、PLC编程、触摸屏设计、多种工具更换等实训功能。

（三）实训环境建设

实训环境建设主要指的是实训基地（实训室）的文化建设，重点在企业氛围营造、职业环境模拟、职业素养对接、规章制度规范等方面。

本实训基地文化建设从介绍工业世界机器人发展史和中国机器人发展史开始，以中国超强的发展速度告示学生“你有一份责任”；然后是引进企业元素，营造“企业化”育人氛围，在这里重点展示了苏州汇博机器人有限公司和武汉华中数控股份有限公司的经营理念，同时对ABB、KUKA国际品牌进行了展示；使学生对比国际、国内，对机器人领域有所认识；第三就是规章制度，给学生以规范操作的理念和遵守规则的操守。同时基地引进现代化的网络管理，网络全覆盖、监控全覆盖，从而实施开放式授课和管理模式。

（四）专业内涵建设

1. 改革人才培养模式、加强实践教学体系建设

深化与长春合心机械制造有限公司、华中数控等企业的合作，深化协议培养、全程订单、定制式培养等合作方式，全面推进“现代学徒制”。

（1）对接产业，完善能力递进的课程体系和实践教学体系。

引进机械行业制定的工业机器人装调维修工和工业机器人操作工调整工的标准，针对职业标准（能力标准和素质标准），引进第三方企业评价机制，营造职业氛围，全面培养学生职业素质与职业技能，满足职业教育、职业技能等级认定和广大学生素质提升的需要。针对企业系统集成、非标工业生产线调试等岗位的工作流程、企业需求、能力要求等方面相关调研结果，明确人才培养规格和人才培养目标，将职业岗位任职需求进行细化分析，针对工作任务的知识能力需求设计学校课程和企业课程，并按照学徒适应期、成长期、成熟期三个阶段成长规律构建“职业基础能力培养阶段（专业基础理论+专业基本技能）-职业专项能力培养阶段（专业理论+专业核心技能）-职业综合能力培养阶段（综合理论+岗位综合技能）”的学校课程+企业课程的课程体系。

（2）对接岗位，校企合作开发任务驱动的项目化课程。与企业合作，新建《工业机器人系统集成》和《智能产线安装与调试》工业机器人技术专业核心实训课程，使课程对接职业资格认证；改进《工业机器人装调》《工业机器人电气系统安装与调试》2门课程的教学模式；开展第二课堂技能训练、组织学生参加技能竞赛、应用技术项目研究，将知识转化为能力。

（3）加强信息化教学资源建设。组织教师进行教学软件开发，与硬件设备配套，开发信息化教学软件、教学课件、实训项目、微课等课程教学资源，从而提升了硬件设备的使用效能，发挥了信息化教学的功效。

与软件公司和相关教育机构合作定制开发数字化管理系统，提升工业机器人实训基地的现代化管理水平，把日常行为管理、备品管理、设备养护等进行科学化、系统化、信息化管理。

2. “双师型”教学团队建设

本项目建设与学院名师工作室、技能名师建设项目相互依托，组织专任教师与企业合作，开展课程建设、实训项目开发等建设工作，提升专任教师执教能力和专业水平。项目建设期内，通过青年教师学习新技术、新工艺、新方法等企业顶岗和理论培训提升，建成一支集教学、社会培训和科技研发、技术服务于一体的实践教学团队。

3. 加强实训基地管理和社会服务功能建设

在校企合作共建、共管、共享的管理模式基础上提升信息化管理，通过数控技术中心的数字化管理系统建设，使实训基地的管理水平上个新的台阶。充分发挥其教学、生产（技术服务）、培训、技能鉴定于一体的功能。

拓展鉴定项目，增加职业技能鉴定工种数量，完善技能鉴定体系。

在原有数控车工、数控铣工、模具钳工、维修电工等多种工种的技能鉴定基础上，增设工业机器人操作与装调等工种，面向社会，开展企业员工和大学生技能培训和鉴定工作。积极开展兄弟院校师生、在岗职工、下岗再就业人员、军转人员、农村劳动力转移等多种培训，把社会培训工作提高到可以满足多行業、多层技术需要的水平；积极开展校企合作项目，从产品研发、技术支持等多方位进行合作。

四、特色创新

历经2年的时间，我院工业机器人实训基地初见成效，2017年6月，立项为教育部与华航唯实、ABB、新时达工业机器人领域职业教育合作项目， 2018年11月被评为长春市示范性实训基地。其建设特色和创新点归纳如下：

（一）体系化的功能设计

实训基地能够系统的完成工业机器人装调、操作、系统集成、故障诊断与维修，及智能产线系统调试等一系列功能，具备能够满足各专业教学实训的基本技能、综合技能、创新技能，以及中级、高级的职业资格和人才培养的需求。

（二）多元化的设备配型

实训基地包含华中、ABB、FUNAC、KUKA等多种主流品牌和多种型号的工业机器人，同时还可以实现多种机器人的模拟仿真，为学生提供了多元化的实习实训条件。具备能够满足现代先进技术并紧密结合先进制造业技术发展的新工艺、新知识、新技能、新任务的需求。

（三）网络化的管理模式

利用现代信息技术手段，将高端主流智能制造产品设计安装于局域网络内，跨越时间和空间使工艺编程联通生产区，管理监控直达教学区，全新的育人理念满足现代企业用人需求。

（四）开放式的经营理念

实训基地采用空间开放的简约设计模式，既便于各功能区间教学实境交换，又便于师生互动和生生交流，同时模拟现代企业生产与管理，使学生能体验在学校工厂的真实感。企业化的文化环境：遵循企业6S管理，创建企业化的生产实习环境，使学生产生对学校现代工业生产一致的认同感，使学生提前感受企业实际工作氛围。

总之，长春职业技术学院工业机器人技术实训基地建设硬件投入基本完成，专业内涵建设、文化环境建设才刚刚开始，我们将与时俱进，以“铸诚精艺”的理念，秉承“修身琢业、匠人匠心”的工匠精神，培养更多的技术人才。

参考文献：

[1]郭永涛，唐洪涛.职业院校工业机器人专业实训基地建设研究[J].科学中国人，2015（12）.

[2]梅凯，陈涛.我校工业机器人实训基地建设问题的研究[J].留学生，2016（09）.

[3]刘朝华，邓三鹏，王振华，等.职业院校工业机器人实训基地建设研究[J].职教通讯，2017（3）.