基于企业真实项目的创新型智能制造人才培养研究

赵江平，姚贵发

（广东岭南职业技术学院，广东 广州 510663）

0 引言

在适应经济发展新常态和深入实施创新驱动发展战略的大背景下，加强对大学生的创新意识、创新精神和创新能力的教育和培养，是目前高等教育应该承担的重要职责[1]。近年来，高职院校不断创新校企合作模式，通过校企合作平台，选择在一些社会责任感较强的企业设立企业教师工作站，使教师有机会接触最前沿的科技，及时更新知识，掌握最新行业发展动向，为学校人才培养模式改革提供行业企业的信息，使教学内容贴近生产一线，使人才培养质量符合社会要求[2]。以广东岭南职业技术学院机电一体化专业为例，进行创新型智能制造人才培养的探索与实践，取得了较好的成效。

1 建立“迈雷特”教师工作站进行“创新项目”教学

1.1 为教师了解行业先进技术提供实践场所

迈雷特公司主要将数控系统运用到3 个领域：数控齿轮机领域、饲料及生物制粒机模具领域和木工机床领域。该公司拥有数项关键核心技术，如：工业安卓智控系统及软硬件一体化技术、集成多种核心控制算法、多轴联动运动控制技术、工业数学仿真系统等众多关键共性技术的突破性成果，多项技术指标已达国际先进行列。公司承担多项省级科技项目，获得科技专项资金支持，拥有近100 项知识产权及软件著作权。在公司设立了教授工作站，为学校师生了解行业先进技术发展情况提供实践场所。

1.2 企业真实项目“饲料环模加工生产线技术”实践

以公司饲料环模加工为教学案例，如环模加工涉及8 道工序，为解决工序自动化，需要一系列设备集成生产链，实现无人操作。每道工序之间实现无缝联接，进行全流程的数据通信和信息共享，实现加工工艺的有序驱动和品质跟踪，将产品全生命周期的信息集成化、数字化，实现从设计制造到在线监控，通过数据实时反馈的闭环生态制造模式。（1）主轴机构及控制系统：针对环模钻孔过程中的高压冷却液辅助排屑系统及行程较大的要求设计主轴结构。多轴同步运动控制系统采用配套10 轴（运动轴）8 通道（工作主轴）的控制系统实现同步运动控制，保证同时加工八孔质量的一致性。采用柔性进给控制系统设计，适应加工产品的多样性，提升机床的适用性。（2）高硬度材料曲面深孔加工工艺优化：针对材料及刀具，开发加工工艺数据库。结合环模曲面深孔钻头入钻及断针机理，设计辅助排屑装置及冷却液多级精密过滤系统，高压冷却及细微切屑的过滤清理系统。（3）钻头磨损及断裂监控系统：系统实时采集钻头磨损信号，保障钻孔过程安全有效。对加工过程中突发断针的现象进行力矩传感监控，断针立刻停机报警，降低对主轴的冲击。（4）免维护自润滑升降传动装置关键部件设计：通过材料及结构创新设计自润滑、免维护的升降传动核心零件，解决因主轴及工作台旋转结构导致升降机构核心零部件的维护存在较大的问题。

1.3 校企双师协同育人

在企业建立教师工作站，工作站成员主要由学校的老师、企业的工程师，还有部分优秀学生组成，主要任务是培养学生设计创新能力，提高教师掌握新技术和服务社会的能力[3]。迈雷特公司拥有先进的全自动生产设备，全面的检测设备，如国外进口精密导轨磨床、三坐标测量仪、数控龙门加工中心、卧式加工中心、软硬件开发平台、振动试验台、生产测试维修用的仪器仪表等50 多台。在公司可进行机电一体化专业部分课程实践环节训练，能完成课程设计和实习等教学任务，可以具备30 ～60 人/学年的学生实践能力培养。训练内容主要涉及机械工程测试技术、机械设计、环模机械、电路设计、数控齿轮加工系统、液压与气动技术、机电设备采购与维护等多个方面。教师工作站的另外一个工作目标就是以专业带头人、企业高级技术人员为核心，带动和培养年轻教师提升和扩展其教学、实践、创新、设计的能力，培养具备一定技术开发能力的优秀学生。

2 建立适应产业发展的英达思讯智能制造工作室

2.1 公司为教师教学和学生学习提供智能制造车间实境

英达思迅公司是一家专注为制造工厂提供智能化设计、提供工业互联网一站式方案的高新技术企业。公司为客户提供一体化智能工厂、注塑行业-迅塑MES、饲料加工行业MES（MES(Manufacturing Execution System)即制造企业生产过程执行系统，是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统、数控行业MES、注塑云平台、先进的自动化智能设备、工业机器人应用技术、CCD 视觉影像技术、大数据采集及存储技术、检测设备及系统、设备集控云平台、工业APP 等业务方案。公司在智能工厂信息化领域拥有一系列自主知识产权，累计获得相关专利18 项，国家软件著作权100 项，为学校教师教学和学生学习提供了生产一线技术内容。

2.2 先进制造数字化转型--注塑业MES 系统案例

广东英达思迅智能制造有限公司自主研发的注塑MES 系统，以过程监控为基础，以生产过程为核心，结合精益管理理论，用最新IT 信息技术手段与自动化技术实现循环作业管理、现场实时管理、可视化看板、权责分控、标签管理、事后追溯等。注塑MES 系统平台有六大功能模块：计划管理、生产管理、质量管理、设备管理、仓储管理、电子看板平台，以及四大应用套件：数据采集系统、移动应用系统、电子数据交换平台、报表决策分析系统。每个功能模块和应用套件都可作为独立系统运行，企业可根据需求进行自主选择和组合。对于注塑制造车间的管理信息系统，通过数据采集器、条形码和扫描枪等数据采集手段，实时采集车间生产现场的设备运行状况、模具状态及制品、物料、订单及品质等信息，创建完整制造链的制造信息数据库、生产管控和质量管理平台，实现生产现场的透明化管理，达到生产过程追溯和管控的需要，能与ERP/MRPII 等信息系统对接和交互，提高车间生产相关部门信息共享和协同的效率，提升企业的核心的竞争力。以讯塑MES 系统为案例，项目总共投入150 万元，客户自行购买硬件，联机180 台注塑机，安装80 套MES 操作终端（触控一体机+标签打印机+扫码枪），包含注塑车间生产流程的无纸化、数字化管控。项目实施后实现了实时监控人、机、料，可远程实时跟踪订单执行情况；建立注塑机、模具、员工之间的档案，优化生产搭配；提供自动报表功能，减少人工统计，降低管理成本；大幅提升调机效率，稳定产品品质；降低对人员的要求，减少人为因素；根据实时工艺参数生成工艺管理数据库，记录工艺参数修改记录，实现工单的全过程追溯[4]。

2.3 建设“实境教学”的企业实践场所

随着智能制造的快速发展，越来越多“以人为中心”的高技术含量设备在制造业企业生产过程中广泛应用，越来越多的传统工作岗位被以解决问题为导向的综合任务替代。制造业企业迫切需要“一流”的智能制造应用型人才。延伸到企业一线实现校企深度融合的英达思讯智能制造工作室，通过学习注塑业MES系统案例，使师生共同学习到注塑行业生产设备网络化、生产数据可视化、生产过程透明化、生产现场无人化等先进技术应用，了解基于工业大数据和“互联网”的智能工厂。

3 龙宁公司自动化创新设计工作室

3.1 企业工作室成为学生就业并进入工作状态的重要平台

龙宁自动化设备公司是智能自动化包装整体解决方案的提供商和服务商，是一家集非标自动化机械设备的设计研发、生产制造、市场销售和售后服务于一体的智能自动化设备公司是工作母机入库企业、高新技术企业。服务领域涉及食品、饮料、制药、五金、化妆品和化工等行业，同时企业工作室便于校企双师与学生沟通交流，能够与行业进行零距离接触，拓展学生学习思路使其在轻松的氛围中积极汲取并应用专业知识。

3.2 “5+3”创新创业项目内涵

“5+3”是学校在实施双创实践活动提出的概念，是指：学生在校期间要参加真实项目的创新创业教育，5 指一个项目团队由5 个学生组成，3 指每个团队由3 位导师参与指导，包括创业导师、专业导师、企业导师和，学生在校期间需完成包括专业项目、电商项目、和公益项目的至少1 类项目，以学生负责组建团队体验5 种不同的岗位角色，通过双创教育真实项目的实践和实战，培养主动学习、勇于创造、具有后续发展能力的创新创业型人才。

3.3 “清水植保机”创新创业项目实践

校企融合，学校教师、企业工程师、学生共同研发制作了一款技术先进、性能稳定的臭氧除病虫害设备，喷洒原料是清水，在机电一体化设备内产生含有臭氧成分的水对农作物实施喷洒，达到灭菌杀虫的目的，从而代替高污染、高残留的农药。根据设计功能的要求建立设备的基本结构模型，并根据已建立的设备结构模型设计该设备样机结构图，设计设备的操作使用方法；根据装置的设计要求，选择臭氧发生器、气液混合泵、喷灌系统、氧气分子筛等相关配件，设计控制系统的结构形式及相关电路。根据操作条件以及喷洒对象选择适当的控制命令，实现智能型清水植保机控制。操作控制设计主要包括控制面板的设计、臭氧清水混合液浓度调节的控制、喷洒流量的控制，通过控制各个喷洒因素，达到最好的喷洒效果；收集整理详细的臭氧放电室功能参数，并对臭氧发生系统的电压、频率、气体流量等条件分析和试验调试，通过对臭氧气体的产生量的控制，调节臭氧在水中的浓度。项目实施后可解决农业农药残留问题，降低农药和抗生素的用量，降低农作物的生产成本，降低农药对操作人员、土壤和益虫的损害。学生参与项目设备设计制造的全过程，培育学生主动学习的精神、运用知识的能力，从而引导学生形成独立思考问题、勇于创造、开拓进取的主体意识。

3.4 成效

“清水植保机”项目作为学校“5+3”双创实践项目，企业工程师、学校教师共同指导学生参与设计制造，一年来共同申情发明专利2 件、授权实用新型专利1 件、获得2 项软件著作权。龙宁公司自动化创新设计工作室给予学生一个更广阔的创新实践交流平台，学生以“清水植保机”项目参加了2020 第七届“创青春”广东青年创新创业大赛获三等奖，获2021 第十六届“挑战杯”广东大学生课外学术科技作品二等奖，创新实践能力得到较大提升。在企业真实项目实践教学过程中，关注课程研究，根据教师所提出的课题、社会项目等，为学生提供接触社会的机会，为学生未来的职业规划发展奠定基础。

4 校企协同育人实施路径与经验

4.1 了解企业需求，明确人才培养方向

现在的职业教育培养的学生满足不了市场的需求，最主要的原因是学生在学校所学的知识满足不了市场的需求。教材、教法没有充分体现出现代新工科职业教育的特点，学生所学知识的实用性与企业行业技术需求有差距。通过教师企业工作站、工作室校企融合全天候、生产性实习、实训全过程，切实提高学校与企业的课堂教学质量与实际生产力，定期与相关企业对专业设置进行把脉诊断。

古语云：知己知彼，方能百战不殆。只有了解公司的情况，以及企业对高职学生各方面素养的相关要求，才能对今后的培养方向做出调整，从而培养出更符合企业需求的应用性人才。学院教师定期与企业技术人员交流座谈，了解公司机械设备及有关零部件的图纸设计、安装和试运行；熟悉机械设备的操作规程；参与企业机械设备中存在的缺陷及时进行技术改造或调整工作；参与公司机械设备进行升级改造以提高机械效率。以专业带头人、企业高级技术人员为核心，带动和培养青年教师提升和扩展其教学、实践、创新、设计的能力，培养适应企业技术需求的实战型高技能人才。

4.2 优化队伍结构，打造双师创新团队

高职院校人才培养目标要求学校必须拥有一支业务精干、富有活力、结构优化的双师型教师队伍。双师型教师是提高学生就业竞争力的引路人，在一定程度上代表和决定了所在院校履行社会角色定位的水平与质量。“从企业中来，到企业中去”，高职教师应紧跟时代步伐，加强职业能力学习，校企协同建立具有产业背景的创新型和开放式的双师型教师驻企工作站，建立教师定期到企业实践制度，按照有关规定聘请企业兼职教师，聘请企业工程技术人员、高技能人才和能工巧匠担任学校专兼职教师。使工作站具有先进的实践教学体系、健全的管理运行机制、开放共享的教学资源、高素质的师资队伍、标志性的改革成果和一流的教学质量，同时学校也建立了“双师”结构教师队伍激励机制，保障教师的各项权益，确保教师队伍的教学能力、科研能力、创新能力不断提高，提高教师参与教育教学、科学研究、社会服务等各项工作的积极性，达到培养面向行业产业的高素质技能人才的目的。

4.3 建立新工科校外项目创新实践教学基地

随着智能制造的快速发展，越来越多“以人为中心”的高技术含量设备在制造业应用，越来越多的传统工作岗位被智能化生产替代。制造业企业迫切需要“一流”的智能制造应用型人才[5]。建立新工科校外项目创新实践教学基地，教师驻企工作站，有针对性地培养适应企业技术需求的实战型高技能人才。在工业园区企业内建设“实境教学”的企业真实项目教学工作室，将企业真实项目作为专题，由学院资深老师和企业有经验的工程师一起带领学生组成团队共同研究开发，将企业工作站作为创新实践基地，使学院教师和企业技术人才相互渗透，以专业带头人、企业高级技术人员为核心，培养青年教师提升和扩展其教学、实践、创新、设计的能力，共同培养适应企业技术需求的实战型高技能人才；探讨将行业标准和技术发展对人才的要求融入到专业人才培养方案，组建高水平、结构化教师教学创新团队，及时将新技术、新工艺、新规范纳入教学标准和教学内容，培养适合企业工作岗位实战型人才，推进创新教育教学改革；解决经济发展转型、换代升级过程中的人才“瓶颈”问题，也为职业院校自身解决人才培养过程中资源短缺等问题拓宽途径。

5 结语

在“企业课堂”中，共享企业的设备、人才、管理和文化资源，为学生提供实习实训场所和高水平实操指导“师傅”，实现了实境教学。实行企业教师与学校教师结对教学模式，教师与企业工程师共同指导学生实训项目，使人才培养密切结合企业实际，将课程改革的着力点落实到生产一线，充实学生实训内容，让课程体系扎根在企业，提高了人才培养的质量。