职业技能公共实训中心功能定位

　　高职院校学科的布局，呈现出多元化、综合化、专业化、精细化特点。为了充分满足高职院校质量提升，学生专业实践能力的提升，学校发展的核心竞争力，高职院校综合实训室模块建设，在学科实践教学中就显得极其重要。本文主要以甘肃省职业技能公共实训中心模型进行了解读，探讨未来高职院校综合实训室建设在使用功能上设计的思路。

　　关键词：综合实训；工业4.0；实践教学；互联网+；大数据

　　甘肃省职业技能公共实训中心位于兰州新区职教园共享区中部北端，规划设计分为前楼和五大主楼两部分，主体三层结构，局部二层，总建筑面积4.78万平方米。该中心以实训为载体，以支柱产业技能人才培养为重点，旨在打造全国一流、西部领先的高端技术人才培训基地。1）现代智能制造实训与技术研发模块甘肃省智能制造综合实训中心是贯彻落实同济大学与甘肃省人民政府战略合作，积极对接工业4.0与中国制造2025，努力打造甘肃省新型人才培养的高地，智能化、信息化、现代化的平台，教学做合一与产学研一体的基地的重要举措，对实现科技成果转化、带动区域现代制造业发展具有里程碑意义。该项目建设设备及配套软件投资2458万元,建筑面积2000平方米，内容包括“工业4.0”智能工厂示范生产线、智能制造能源管理示范系统、设备故障诊断和预测性维护示范系统、产品全生命周期管理基础实验室、嵌入式控制和数据采集操作实验室等五个模块。为了促成项目落地，兰州新区职教园区管委会多次与同济大学中德工程学院、兰州交通大学协商。三方共同积极努力，破解体制、经费等问题，以“力量互补、协同共建、倾斜支持”为宗旨，以“平等、互补、协作、共赢”为原则，在兰州新区职教园区建设甘肃省智能制造综合实训中心（同时加挂同济大学工业4.0-智能工厂实验室西北中心）。建成后，由兰州新区职教园区管委会统一管理，同济大学中德工程学院负责整体方案设计、技术把关、师资培训、国际交流和科研成果转化，兰州交通大学提供具体技术支撑，保障良好运行。2）现代化工安全与生产技术模块该中心占地3600平方米，共8个实训室，283套设备，可实现320人同时培训，是全国目前最大的化工类实训基地。实训室团体培训中心共有168个工位，安装145套北京东方仿真软件，用于学生仿真实习，可进行化工总控工、操作工、检验工、甲醇工、燃料油工技能鉴定，现场PC可以一键启动升降或学员自由启动。该中心依靠先进的软硬设备，通过资源共享、政企共建，深入开展校校合作、校企合作。自2018年8月建成以来，已多次承担中国化工教育协会全国高校、高职院校师资培训，甘肃省内高校、高职学生实训，及承办多次职教园区职业院校技能大赛。该中心服务入园院校，助推园区职业教育发展，对接兰州新区精细化工产业园，面向全省，引领西北，示范全国。3）现代物流技术培训与服务拓展模块该中心总建筑面积2700平方米，设备投资1900万，软硬件设备100多套，是甘肃省“职业教育助城镇化建设”、对接“精准扶贫”和“一带一路”经济发展战略的建设项目之一，主要服务于兰州新区及甘肃省陆港物流、商贸物流、医药物流等产业群的发展，面向全社会，是以中、高级职业技术和职业技能为主要培训方向的大型综合人才培养基地。该中心主要包括：自动化立体仓库区、阁楼货架分拣区、穿梭车密集存储区、重型货架存储区、物流软件及智能化监控实训区五大区域，配备有工业级AGV自动搬运机器人、拆垛码垛机器人、自动打包机及货到人自动化分拣系统等先进设备，可同时满足50多个岗位的教学实训及职业培训，中心现有仓管员、快递员、叉车操作员、物流管理师等多个职业工种的鉴定资质，同时可承接甘肃省及全国物流相关专业的职业技能竞赛。4）现代控制技术中心模块现代控制技术中心涵盖基础控制、运动控制、过程控制三大领域，共7个实训室，建筑面积3600平方米，主要设备有157台（套），能同时容纳320人开展技能培训学习。该中心的主要实训设备全部选用西门子、费斯托、ABB等国际知名企业产品，紧跟现代控制技术发展。同时，与西门子（中国）有限公司等达成合作协议，现为西门子SCE教师培训中心和西门子工业技术培训中心，也是西门子在中国的第八大培训中心，引入西门子课程体系和先进工程技术，定期选拔骨干教师赴德国学习，颁发西门子相应的课程培训证书。该中心已开展甘肃省SCE师资培训一期，后续将为世界技能大赛工业控制项目的中国参赛队提供走训服务。

　　1综合实训中心设计思路

　　按照《公共实训中心建设顶层设计》，借鉴天津市海河教育园区中国天津职业技能公共实训中心建设经验，结合国家发展战略和西部产业发展需求，确定建设四大特色领域的实训中心，即现代智能制造实训与技术研发、现代物流技术培训与服务拓展、现代化工安全与生产技术模拟、现代控制技术师资培训。实训中心共包含42个实训室，覆盖60多个专业，可同时容纳2500人实训，年培训和职业资格鉴定能力8万人次。该公共实训中心以“面向新区，服务全省，创新模式，引领西部”的思路，凸显“先进性、示范性、适用性、公共性、展示性”，真正打造集产、学、研、培、赛为一体的新型现代职业教育平台。

　　2综合实训中心服务定位

　　公共实训中心以提供中高端职业技能实训为主，同时为甘肃省及西部职业院校“双师型”教师培训、社会劳动力转移及再就业培训、兰州新区企业员工技术培训、各类科研机构及企业技术攻关和科普活动提供相关服务。该中心在建设规模和技术先进性方面均处于国内一流水平。为甘肃省职业院校和物流相关企业在教学、科研、社会劳动力转移培训、岗位技能鉴定、产教融合等多方面发挥了积极的作用，助推了兰州新区的发展。

　　3代表性实训中心建设剖析——智能制造综合实训中心“工业4.0-智能工厂”实训室

　　“工业4.0”作为未来工业发展的趋势，对人才培养、关键技术研发和应用提出了重大挑战。智能制造对系统型、复合型、创新型人才的需求，以及企业对人才解决实际问题能力的需求，迫切需要新的教学培训方式。智能制造综合实训中心“工业4.0-智能工厂”实验室以新颖独特的教育机器人（智能小车）的生产作为范例，在真实的工业级生产环境中，完整演示与真实企业类似的制造流程，体现了个性化定制、智能自动组装、制造信息集成、数字孪生、预测性维护等“工业4.0”的核心理念、特征和关键技术。该实验室将为培养和孵化面向未来的卓越工程师，提高我国特别是甘肃智能制造关键技术的研发能力和成果转化能力，提供实践教学和科研的良好平台。

　　3.1实训室生产线模拟

　　智能制造生产线由智能物流系统、输送线、数控加工系统、激光镭射工位、自动装配和视觉检验系统和自动控制系统共七部分组成，可实现教育机器人的设计、仿真、验证、自动加工、自动检测、自动装配、自动质检、自动入库等功能。中央控制台有6工位，分别为制造执行MES、产品研发PLM、虚拟现实VR、刀具检测、数据BI展示和AGV小车。以教育机器人（智能小车）的生产作为范例，其生产过程如下：1）在APP订单系统下发产品订单（可根据演示情况实际操作创建订单），订单系统向PLM（产品生命周期管理系统）平台传输订单数据，自动创建订单，发起“产品生产制造”流程。2）PLM对产品物料、BOM及图文档数据进行管理。根据订单信息，实现产品模型数据的自动创建，构建“产品数字化双胞胎”。根据产品制造工艺，构建“生产工艺数字化双胞胎”。3）工艺仿真和虚拟调试系统，对生产线进行仿真验证，通过虚拟仿真调试机，进行生产线虚拟调试，构建“生产数字化双胞胎”。4）PLM将工艺结构信息、数控程序等传输到MES（制造执行系统），MES控制工单在现场的执行过程。5）原料与载具出库。根据产品的不同，智能小车所需的原料由各堆垛机自动捡取后，进入上、中、下三层小车装配支线。小车上层装配主要给上层PCB板装配零部件模块，还包括一个铭牌的数控加工，数控机床根据个性化信息执行。小车中间层装配与上层装配类似，零部件数量相对较少，只需插接一个蜂鸣器。小车下层装配单元需要在小车下层装配传感器。小车总装1装配中层和下层，小车总装2装配上层和总装1部件。小车程序烧录、自检主要功能是给已经装配好的小车进行烧录程序以及自检。6）智能镭射及产品入库镭射机在小车铭牌上进行打码，二维码根据订单信息个性化定制。镭射完成后，定位机构放行。最后出料由AGV接走，送至成品库。在完成教育机器人生产的过程中，产生了大量的数据，如订单数据、库存数据、各个工站的能源利用数据、数控机床和机器人的设备状态数据、机械振动数据等，这些数据背后蕴含着丰富的价值，可以用于多种工业场景中，如预测设备健康状态和剩余生命周期、分析订单、能源、产品质量、设备利用率等多个因素之间的关系等。

　　3.2实训室工业大数据分析

　　工业大数据基础平台包括采集终端数据接入、数据存储、大数据分析实时计算、离线计算、数据交换、平台管理等功能，是设备故障预测、大数据分析应用等的基础。设备故障预测与健康管理（PHM）系统，基于信息物理系统（CPS）分析方法，实现对设备状态的实时监测、健康状况分析、预测、可视化、信息互联化，从而达到提高生产效率、降低停机维修频度和降低能耗的目标。工业大数据分析应用基于机器学习、人工智能等建立的适应性模型，将数据获取与生成纳入整个研究流程，实现快速生成大量模拟加工数据，并采用深度网络模型建立刀具磨损预测模型、产品交货周期预测模型等，完整展示了工业大数据采集、存储和分析应用的全过程。

　　3.3实训室使用功能

　　为了促进智能制造与甘肃省各相关产业的对接，引领企业转型升级，该中心还将定期（约1-2月1次）举办“智能制造高端研修班”。为了推动兰州新区职教园区智能制造人才培养，就智能制造中涉及的关键技术与园区学校联合进行课程开发。实验室平台的建立是一个良好契机，未来该中心将通过该平台，展示“工业4.0”智能制造的先进理念，引领企业智能制造实践；采用教学、培训、比赛等多种形式，拓宽人才培养渠道和质量；面向企业技术更新需求，支撑科研项目研究和企业发展。该中心能完成机械相关领域15个工种的职业技能鉴定工作，可作为甘肃省机械行业技术人才培训基地，承接甘肃省、西部地区机械行业职工及学生技能大赛，努力建设为世界技能大赛中国集训基地。该中心主要服务于兰州新区及甘肃省加工制造业、汽车制造业等产业群的发展，充分利用高端数控机床等设备，承担企业一定的生产订单，促进职业教育与甘肃省区域装备制造产教深度融合。

　　4结语

　　综上所述，高校综合实训室建设使用功能由传统的单一模式，逐步迈向多元化、精细化、专业化。综合实训室的建立，其功能性主要体现在五个特色，即满足学生教学实训要求、提升学生职业技能培训、提供职业技能鉴定平台、开展职业技能竞赛、推动职业教育新技术研发，形成互联网＋专业实践+教育+大数据模式，将大数据融入教学实训任务。通过服务器部署，学生可根据自身需求，量身选择课程，在平台预习、学习、复习，完成学习闭环。学习结果接入大数据库，能分析学员培训时长、成绩对比图等，为学校乃至行业提供强有力的数据支撑。学生在现代教育教学模式下，可以更快、更好掌握学科技能，适应社会行业的发展，提高自身竞争力；教师也拥有了更广阔的操作平台，锤炼自己的教学技能和实操能力，提高科研水平，更好服务于学生。同时，综合实训室的建设，需要适应当地的经济发展需求，立足服务于当地教育和经济，形成产教融合的新型服务链。这不仅减轻了社会人员的就业压力，也为企业的技术研发注入了新的活力。实训流程及设备采用，最大化与国际行业内领先技术接轨，创造新型实训环境，加大与企业的合作力度，达到学校和企业共赢的目的。使公共实训中心突出现代化、国际化和个性化的特点，在对接“一带一路”战略、助推城镇化建设、精准扶贫、就业与再就业等方面发挥作用。

　　参考文献

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　　作者：蒋凌锋 王庆彦

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