非制造类专业智能制造技术课程教学研究及实践——以山东药品食品职业学院为例

王学亮 熊秋菊 唐 睿 范友林 王广昆 曲怡蓉

山东药品食品职业学院，山东 威海 264210

1 背景意义

医药及高性能医疗器械作为《中国制造2025》的重点领域，推进其智能制造进程刻不容缓。当前我国制药和医疗器械行业智能化工厂的大部分探索工作实际上只局限在物理层、信息层，真正合理与完整的形态和模式并没有形成[1]。

目前，涉及大数据、智能机器人、高端仪表、传感器及智能服务的设备规范或行业标准尚不健全和统一，医药、医疗器械行业智能制造的发展亟须医药学、机械和信息等专业跨界融合的复合型技术人才[2]。这两方面已成为制约医药、医疗器械领域智能制造发展的突出问题。职业教育作为我国培养技术技能型人才的重要体系，需要在弄清智能制造背景下技术技能型人才内涵和能力特征的基础上，完善或者重构其培养体系、培养模式，才能培养出满足智能制造需求的技术技能型人才[3-6]。山东药品食品职业学院紧紧围绕“药品、食品、医疗器械、保健品、化妆品及健康管理”产业链，聚焦医养健康产业人才需求，设置药学系、制药工程系、经营管理系、中药系、医疗器械系、食品系、健康管理系七个系，为医养健康产业发展和市场监管工作作出了贡献。在当前行业相应智能制造程度下，本论文从培养非制造类专业学生满足行业智能制造岗位需求出发，探索在全院范围开设智能制造技术概论课程的方法及课程内容设置，以期为社会培养多样化、复合型，且智能制造企业所需的技能型人才。

2 课程内容的选择

智能制造背景下非制造类专业高职人才培养目标定位的落脚点为高素质技术技能人才，核心点为专业知识和专业能力，增长点为通用能力与职业素养。面对全院开设本课程的目的是进行智能制造技术的知识科普，增加学生的通用能力，为行业所需的智能制造储备理论知识、熟悉典型的智能制造系统。在此基础上，我们从两方面选取教学内容。一方面选取与智能制造相关的技术，如先进制造技术、人工智能、物联网、大数据、云服务等知识，讲解制造经历的数字化、网络化、智能化，使学生了解智造核心为自学习、自适应、自控制，并且生产模式具备定制化、个性化、服务化的基本特征。另一方面是和企业合作，将企业中相关智能制造的系统案例引入教学内容，并且将整个案例中涉及高职学生的岗位职责、技能需求、工匠精神、企业文化及创新创业精神作为教学内容，同时引入课堂思政教育，从企业文化和岗位职责两方面引导学生爱岗敬业、以企业为荣，让学生提前了解自己将来所从事的岗位，让学习的目的性更加明确，从而快速实现从学生到员工的身份转变。

3 课程实践

智能制造技术概论作为全院选修课，在2018 级和2019 级已经开设两学年，共形成16 个教学班级，每个班级选修人数平均80 人。教学团队成员：校内4 人，其中副教授2 人，4 人均有企业工作经验。同时聘请威高学院企业教师2 人参与威高集团智能制造系统案例的编写。将智能制造通识知识与案例结合，学校课堂和企业生产车间两场地交替教学，学生走进学校课堂听老师讲解智能制造理论知识，走进企业车间进行智能生产环节的实践操作，真正实现了“产教融合，校企合作”。课程考核采取开放式大作业提交模式，选取整个课程中自己印象最深刻、最感兴趣的环节，写出自己对智能制造技术的理解和展望。通过两届学生的反馈，圆满地完成了本课程的学习，得到了师生一致好评。

下面通过一个企业案例来了解智能制造技术概论课程的实施情况。

案例对威高齐全医疗设备有限公司喷涂车间智能制造系统的关键技术进行了介绍。研究了喷涂车间MES系统模型，从系统功能模块和系统网络架构两方面描述了系统的总体设计方案。

由于工厂环境的复杂性以及工人的误操作，工业机器人可能会发生故障。而机器人使用商缺乏储备足够机器人维护人员，不能向机器人服务商准确描述机器人故障情况，导致机器人服务商需要派人员到工厂现场排查、处理故障。

图1 威高齐全医疗设备有限公司

在工业4.0 的要求下，建立工厂“互联网+”是智能工厂发展的趋势。利用机器人智能网络监控系统，服务商能够在机器人发生故障前监测到机器人的异常情况，在机器人发生故障后获得准确的故障类型，从而减少对机器人的维护成本。威高齐全医疗设备有限公司喷涂车间智能制造系统结合大数据与云计算技术，实现了喷涂机器人的网络监控。

威高齐全医疗设备有限公司喷涂车间在智能制造系统的生命周期维度中属于生产环节。在智能功能维度上涵盖了资源要素、系统集成、互联互通、信息融合等几方面的内容。在系统层级维度，本案例面向设备层级和控制层级的智能制造过程。

图2 喷涂机器人控制平台

案例通过企业老师带领学生对喷涂车间生产流程进行调研与分析，学习了喷涂车间智能制造系统的关键技术方案，用以帮助车间管理人员有效监控生产过程，科学利用生产数据进行生产决策，提升车间精细化与智能化管理水平。

云计算与大数据处理相结合的喷涂机器人网络监控平台，机器人服务商能随时随地获取喷涂机器人的运行状态。通过监控系统中的大数据处理，实现机器人故障数据预判、定位以及分类等功能，使得机器人服务商的机器人维护方式从派遣维修人员现场处理转变为技术人员远程协助，减少维护成本。通过监控系统的云存储功能，对喷涂机器人的数据进行收集并积累形成机器人服务商专家库，并将其作为新的服务业务，提供给喷涂机器人企业，从而使得喷涂机器人企业能够快速对新订单进行喷涂规划，且机器人服务商能够获取该业务的服务金额，增加机器人服务商的收益。

学生通过企业导师的带领对企业智能化系统实地调研分析，实现了理论和实际的结合，完成了知识由抽象到具体的转化，最后到生产岗位完成职业体验，完成了整个课程的理实一体化学习，同时增强了职业认同和责任感，真是一举多得。

4 总结

智能制造与高职非制造类专业人才培养模式的互动关系复杂多元，以人才规格的转变为纽带发生相互作用，我们需要把握智能制造的时代特征开展具有针对性的应对措施。本次课程实践对我院人才培养方案的优化必定会产生一定的影响，同时也为我院深入贯彻“产教融合，校企合作”开辟新的发展方向。