基于虚实结合的船舶制造实训基地建设分析

由广辉，杨文林

渤海船舶职业学院，辽宁 兴城 125105

职业教育作为一种教育类型，与普通高等教育最大的不同在于其鲜明的职业性特点，每个专业都对应着该领域职业的一系列工作岗位。实训实习环节在高等职业教育人才培养过程中的比重较普通高等教育要大的多。从培养模式到教学模式，从专业建设到课程建设，处处突出实践环节的重要地位。实训基地作为实践环节实施的重要载体，其功能显得尤为重要。近年来已有工程类专业在实训室设计和实训平台建设方面进行了虚实结合方面的探索[1-2]，在实训基地建设方面也进行了虚实结合建设的研究[3-4]，但没有针对船舶制造类生产性实训基地基于虚实结合进行优化建设分析。装备制造业领域的实训基地有着鲜明的生产性功能和特点，以往建设的厂中校或者校中厂都间接说明了企业和学校在生产性这个点上是有交集的。但是由于企业和学校作为不同的主体，还是有着本质的区别，因此如何建设实现高等教育为目标的生产性实训基地，实现与企业需求岗位人才无缝对接，具有重要意义。

1 船舶工程技术生产性实训基地建设实践

1.1 船舶设计模块

船舶设计分为初步设计、详细设计、生产设计三个阶段，以制造或维修为主的船厂多在生产设计阶段安排技术人员。高等职业教育培养的高技能人才主要是处于生产设计阶段的设计员。该领域除了船舶专业基础课程和相关的专业课程外，还有专门针对这个模块的课程，如船舶CAD/CAM和船舶生产设计，为此配套的实训基地模块为船舶设计实训室，目前已建立多个船舶设计实训室，同时在渤海船舶重工有限责任公司建立两个校外实训教室。主要给学生进行AUTOCAD、校外船厂实训教室的TRIBON等主流设计软件的学习。

1.2 钢料加工模块

完成船舶生产设计任务后，要对已经过检验的钢板进行加工处理，为后续的零件部件制作做准备工作。利用软件完成套料后，就可以对表面处理过的钢板进行号料和下料处理。此阶段涉及的基本工作有：利用除锈设备对钢板进行表面处理、对钢板进行校平、对型材进行加工等。专门针对这个模块的课程有船舶建造工艺的钢料加工部分、钢料加工，对应的工作岗位是下料工等。为此配套的实训基地模块为船舶钢料加工车间，目前该车间配备的设备有三星辊卷板机、折弯机、剪板机、液压机等钢料加工处理设备。

1.3 船舶装配焊接模块

完成钢料加工后，需要对成型的板材和型材进行装配焊接工作。专门针对这个模块的课程有船舶建造工艺的装配焊接部分、金属材料与焊接工艺、造船生产管理、造船质量检验的部分内容。对应的工作岗位是船舶装配工、焊工、管理员、质检员、工艺员等。为此配套的实训基地模块为船舶装配焊接车间，目前该车间配备的设备有手工电弧焊、二氧化碳气体保护焊、氩弧焊、氧乙炔钎焊等船舶装配焊接设备。

1.4 船舶搭载合拢模块

在完成装配后，会根据船厂船台或船坞的规模，以及起重设备的起吊能力进行分段起吊搭载合拢工艺的编写，指导完成船舶起吊搭载合拢操作。专门针对这个模块的课程有船舶建造工艺的分段搭载合拢部分。对应的工作岗位是起重工等。为此配套的实训基地模块为船舶分段搭载合拢车间，目前该车间配备的设备有10吨的梁式起重机2台和32吨的梁式起重机1台。

1.5 船舶涂装模块

船舶涂装贯穿船舶建造全过程。专门针对这个模块的课程有船舶涂装工艺，对应的工作岗位是涂装工、防腐蚀工等。为此配套的实训基地模块为船舶涂装施工车间，目前该车间配备的设备有小型喷砂演示装备、涂装工具等，设有专门的油漆库房。

1.6 船舶舾装模块

船舶舾装分为舱内舾装、机舾装、电舾装和铁舾装。现有建设是以铁舾装为主线进行实施。专门针对这个模块的课程有船舶舾装工艺、船体放样，对应的工作岗位是冷作工等。为此配套的实训基地模块为船舶舾装车间，现有钣金台及配套工具、舵设备、锚设备，并配有多个放样间。

1.7 船舶下水模块

不论是船台、干船坞、浮船坞，船舶都是在无水区域进行建造。建造完成后，需转移到水里。下水方式很多，都是根据建造区域的特点选择最适合、经济、安全的下水方式。针对这个模块的课程有船舶建造工艺的船舶下水部分。为此配套的实训基地模块为船舶下水演示车间，目前该车间配备有按比例制作的船舶下水演示装置。

2 船舶工程技术生产性实训基地建设优化

按照骨干校期间的建设思路，后骨干校期间、教育部三年行动计划期间、辽宁省高水平院校和高水平特色专业群建设期间，对船舶工程技术生产性实训基地的建设和升级都是按照对接教学过程和船舶建造过程、对接教学内容和行业标准、对接学校学生身份和企业职工身份的“三对接”建设思路进行内涵建设的。

学校生产性实训基地的特点是兼具生产功能和教学功能。由于船舶制造行业的特殊性，其与以机械行业为代表的其他制造业有着很大的不同，船舶工程技术生产性实训基地的生产功能往往体现在生产中间产品而非最终商品。很多制造场景无法依靠缩小规模来实现，甚至按比例缩小实现也很困难。加上船舶制造总周期较长，直接套用在教学和培训上对船舶制造的系统性和完整性都提出了挑战。即使能够真枪实弹进行操作，成本和安全也远超一个学校的承载能力。如何规避劣势发挥优势，既能实现基地的生产功能和培训功能，又能在成本、安全、系统和完整方面很好覆盖，是基地建设优化所需要考虑和解决的问题[5]。能实不虚，虚实结合是对船舶工程技术生产性实训基地建设进行优化的一个指导思想。下面将以船舶建造过程中一些关键节点的实训基地建设优化为例进行说明。

降本增效常常在企业里提的较多，是企业的追求目标，但对学校的实训基地建设也同样有着指导意义。从成本控制角度考虑，船舶下料和船舶焊接成本较大。船舶下料的技能点是掌握如何编制下料文件，利用数控等离子切割机对钢板进行切割，最重要的技能点是在并不是很耗费成本的编制下料文件上，而非实际切割上，因此船舶下料可以利用虚拟软件进行下料文件编制，不限次数的利用虚拟切割机进行切割，而实际的切割作为现场观摩感受环节，达到既节省成本又提高效果的目的。

船舶装配焊接与下料不同，因为手工的技能与操作自动化机器自动完成还是有很大的不同。针对这种类型的训练可以把焊接中一部分技能前移至虚拟器上，通过操作虚拟器来完成一部分焊接技能的训练。目前国内外研究热点的数字孪生技术已开始应用在该领域，起到衔接虚实的关键作用。

船舶下水、分段搭载等目前最好的解决方法是利用虚拟环境进行训练。即使是按比例缩小的下水装置和小型分段搭载也难以实现每个同学多次训练。此时虚拟应用软件能起到快速领会船舶制造特点和消化该领域技能知识的效果。

船舶工程技术生产性实训基地将来建设优化的方向是实现与其并列配套的虚拟船厂和船舶智能制造仿真基地。虚拟船厂里面需要解决各个配套的虚拟车间和虚拟设备，生产的产品可以是船舶，但不是钢制的实船而是一个数字船舶。针对船舶生产管理这样课程的实施会起到更好的效果。除了校内教学外，对外培训领域对于船厂的职工学习来说，这样的学习环境比单单在船厂里面慢慢边工作边学习更有优势。因为其不必受限于船厂的造船进度，在虚拟船厂中可以随时随地从任意节点切入，完成薄弱环节的反复训练，满足不同学员不同学习进度的个性化需求，在培训学员数量大的时候这个优点会更加明显。

对于需要统筹全局进行训练的管理类技能通过虚拟船厂可以反复训练，进行全造船周期的训练而不受实际造船节点的影响。虚拟船厂和船舶智能制造仿真基地在实习实训和培训角度有着不可替代的优势，但是它们不能完全替代生产性实训基地的实际操作和船厂的真实生产环节，只有两者有机的结合在一起，才能扬长避短，发挥最大的效果和作用。