面向“中国制造2025”的高职院校智能实训基地建设

柳岸敏 贾健明 涂琴 徐波

摘    要：实训基地是高等技能型人才培养的重要保障，“中国制造2025”为我国工业发展及人才培养提出了新的要求与方向，高职院校建立适应于制造业智能化发展趋势的实训基地，是培养具有网络化、信息化技术复合型制造业人才亟待解决的一环。基于常州信息职业技术学院在信息、机电一体化控制领域的优势，建立本地化与云端相结合的智能实训基地并探讨其运营与管理模式，对培养符合智能制造需求的人才具有重要意义。

关键词：高职;实训基地;智能制造;云端信息平台

基金项目：2016年度常州大学高等职业教育研究院课题“‘中国制造2025与高职院校改革发展研究”（项目编号：CDGZ2016039）

作者简介：柳岸敏，女，高级工程师，博士，主要研究方向为激光加工技术、高职教育教学管理。

中图分类号：G712                文献标识码：A            文章编号：1674-7747（2019）04-0011-04

近年来，各国都提出了以振兴制造业为核心的工业发展规划。2015年，国务院正式出台“中国制造2025”目标纲领，把人才作为建设制造强国的根本。在人才培养体系中，高等职业院校肩负着培养高素质专业技术人才的重任 [1-2]，高职院校人才培养的一个重要特征是在理论教学的基础上，培养学生的实际操作能力，因此，配套实训基地的建设是高等职业院校建设的重要一环。 [3]为了满足“中国制造2025”对人才培养的需求，需要对高职院校的实验实训基地从建设制度、建设内容、管理运行模式等方面进行深层次的思考与探索，从而为培养具有互联网思维、掌握智能制造技术的新型人才提供硬件保障。

一、“中国制造2025”环境下对高素质应用技术型人才的需求

在我国发展自主高端制造业的背景下，工厂里的员工不再仅仅是普通操作者，更是产品的创新设计者和智能生产系统的管理者[4]，这就决定了在“中国制造2025”新的目标与要求下，不仅需要依靠高端的学术科研型人才，也要依靠广大的复合型技能型人才。[5]复合型技能型人才不仅要有精湛的操作技能，更应具备对智能网络高度的理解与运用能力。[6]

二、“中国制造2025”环境下智能实训基地建设目标

学生的专业技能水平、创新能力与职业素养都是在长期实践过程中培养出来的，因而，实验实训基地的建设是适应“中国制造2025”新形势下教育改革的重要一环。目前，各大高职院校已建成的实验、实训室大部分按照专业分类，由各类设备或工位组成，这类实训基地在我国工业发展初期和中期为培训学生操作设备的基本技能、了解工业生产流程、培养基本职业素养等方面发挥了巨大作用。但随着中国制造业水平提升以及全球制造业与互联网、信息化技术结合越来越紧密，此类实验实训室已不能满足“中国制造2025”规划下智能制造人才培养的需求，这主要是由于高校实验实训设备普以教研设备为主，且部分设备落后于当前工业水平，无法为学生提供真实生产环境;大量高校之间存在重复建设、资源配置不合理现象;实验实训室管理手段落后，各实验实训室间无法高效率协作。因此，在“中国制造2025”规划下如何建设和管理高水平实验室，使之能更好地服务于创新型人才的培养，成为了一个亟待解决的问题。

利用互联网、物联网技术，按照工业生产流程顺序，采用本地化与云端相结合的方法建立“科研教学、工业生产”双立足点的智能实训基地。智能实训基地融合学校各类实训室、社会中小微企业、单台设备等各类资源，根据接入实训基地资源类型不同，实行分级建设和管理。实训基地可满足学校教师科研需求，为学生提供真实的网络化、信息化、智能化实训环境，并为研究双主体、学徒制等人才培养模式提供条件;同时，实训基地可进行实际工业生产，并利用信息网络解决目前企业广泛存在的生产、管理成本过高的问题，提升传统工业的智能制造水平，引导企业由资源消耗型生产转变为技术推动型绿色制造，成为符合“中国制造2025”要求的具有示范意义的智能工厂，引领现代制造业发展方向。

三、“中国制造2025”环境下智能实训基地建设方案

智能實训基地改变传统的实训室按照专业划分的方法，按照工业生产流程，建立本地化与云端相结合的开放式物联网智能实训基地，其主要由以下三部分组成。

（一）本地化与云端相结合的设备物联网络

实训基地建立统一网络通讯协议，实训基地内所有设备通过统一的数据收集卡接入物联网络，并根据工业生产流程与教学实训的实际需求，分层次建设本地化的设计、总装、测试实训室和云端的开放式实训室。

1.本地化的设计、总装、测试实训室。产品前端设计是产品工业流程中对技术要求最高、创新能力最强的环节;后端总装、测试过程是对自动化技术、品质控制管理技术最为严格的环节，因此，设计与总装实训室采用本地化设计和管理。设计和总装实训室分别通过内部网络，实现内部各设备间的信息互通，以整体的方式接入实训基地物联网络。接入物联网络后，设计和总装实训中心保持一定的封闭性，对物联网上其他设备的访问、数据请求设定一定权限。

2.云端的开放式实训室。实训基地物联网络在保持对外开放性，对外公开统一接口标准，凡满足此标准的各类院校实训室、大量中小微企业、单台设备等多种主体均可接入实训基地网络，共享各类生产数据信息，在减少重复建设的基础上，提高设备的多样化与生产能力的柔性化。除按照标准必须公开的数据信息外，接入物联网络的实训室和设备可根据自身需求自定义对外共享的信息，从而在实现物联网上的设备在实现共享与协作的基础上，满足核心技术的保密性要求。

（二）基于云端的开放型信息平台

除满足科研教学、学生实训的功能外，实训基地还承担实际生产的功能，该功能主要服务于社会个人、企业产品研发、订制、小批量生产等需求，所以，基于云端的开放型信息平台也是实现基地建设的重要一环。此信息平台对社会开放，通过此信息平台，生产需求主体、云端各实训室、设备间实现需求信息共通，使产品的需求者即为最终使用者，大大缩短了整个工业链生产流程，完成产品的定制化生产。

（三）数据分析与产品优化平台

数据分析与产品优化平台是智能实训基地的核心，其收集与分析的数据主要包括各类设备的生产参数及工艺参数、产品生产过程的加工流程与物流信息、开放信息云平台的需求信息。

通过收集与分析优化实训基地各类数据，该平台可实现三个功能：（1）通过不断优化生产工艺、生产流程算法及物流信息，实现智能实训基地内设备资源的最优配置，达到生产流程最优化;（2）判断、预测潜在技术需求与生产品质风险，并将需求发布给各实训室，为教师科研提供真实素材;（3）将新科研成果等反馈给加入物联网络的各类主体，为各项科技成果转化提供畅通的渠道。

智能实训基地建设整体设计方案如图1所示。

按照此类标准建立的大规模实训基地即为一个完整的智能工厂，小型实训基地为智能生产工作站。学校内不同实训基地、跨校实训基地之间可进行二次连网管理运营，实现多个智能实训基地之间实训项目、物流、产能等优化配置，组建为智能工厂网络。

四、实训基地的管理运行模式

实训基地的实训室和设备的组成具有开放性、多样性特点，在管理与运营的过程中，采取多元化、分级制建设与管理。（1）本地产品设计与总装实训室。实训中心本地设计与总装实训室具有工业生产功能，学校结合本地优势产业，联合当地制造业企业，以企业生产需求为导向，双方发挥各自在科研、教学、市场等多方面优势，采用双主体、混合所有制模式，双方共同投资组建，降低双方前期投资风险。投资双方可约定投资收益的分配方式，实现实训基地灵活运营与滚动发展，实训中心建成后交由投资企业或双方认可的第三方进行实际工业生产。在企业或第三方运营期间，实训基地应承担学生实习实训、教师科研等教学任务，实现产教融合。在人才培养过程中，以企业需求为导向，利用学校教学资源，校企共同制定人才培养计划与方案，共同探讨现代学徒制等人才培养模式，学生实训期间遵守企业各项规章制度，培养良好的职业素养。在生产过程中，设计、总装实训室内的生产需严格按照产品优化中心安排的生产工艺及流程进行，实时对生产进行调整与优化。

（2）加入云端物联网络的本校实训室。本校实训室是学习基础知识、培养专业技能、熟悉互联网生产环境的场所，由学校统一管理，配合设计与总装、测试实训室进行生产，接受数据采集与生产优化平台的生产流程安排，提高实训室的开放性与学生参与度。（3）加入云端物联网络的外部实训室与设备。实训室作为独立主体，自负盈亏，自主安排生产流程，无偿享受信息平台内容与优化平台的信息，遵守实训基地网络协议，并具有提供规定的基本生产数据的义务。

五、“中国制造2025”背景下实训基地的功能

基于互联网、物联网和信息技术的智能实训基地，肩负着培养掌握智能制造技术人才和实际工业生产的双重任务，具体体现为三个方面：

（1）为学生实训提供真实工业生产环境与岗位。智能实训基地实现了工厂即课堂，课堂在工厂的教学模式，实训内容覆盖基础的单机操作、智能生产线、工业生产流程、智能工厂运行四个层次，使学生在基本职业技能、专项技能、综合技能、职业素养多层次能力得到培养。（2）为研究校企联合培养学生新模式提供条件。智能实训基地中大量实训室为校外独立主体或校企双主体共建与运行，开展符合中国国情的现代学徒制、联合培养等人才培养模式。在人才培养过程中，发挥企业的主导作用，以企业需求为导向，学生在校内实训可达到工学交替的效果，成长为具有“互联网+”创新思维与熟悉智能工厂生产流程的复合型人才。（3）依托实训基地，建立创新创业孵化器。支持学生创新创业，培养学生科研创新、创业能力并为其提供场所。实训基地可为学生创业提供各类专业资源与生产保证，提升学校及区域创新创业氛围及相关配套能力。

总之，国务院提出的“中国制造2025”规划为我国工业发展提供了新的思路与方向，高职院校需要在全球新一轮工业革命的浪潮中勇于创新，建设具有高设计能力、高柔性生产能力和高生产效率的“智能制造”实训基地，为探索符合中国国情的管理运营体系，培养具有互联网思维的高技能人才提供硬件支持与保障。

参考文献：

[1] 周海银.高等教育如何适应“中国制造 2025”[J].山东师范大学学报，2015（4）：86-87.

[2] 李坚.中国制造2025、德国工业 4.0、美国工业互联网战略与我国塑料机械行业[J].橡塑技术与装备，2015（41）：1.

[3] 吴玖玖.高职院校实训基地建设与实训教学探究[J].实验技术与管理，2005（9）：120-122.

[4] 苏学满，孙丽丽.“中国制造 2025”背景下制造业人才的新需求[J].科教文汇，2016（2）：64-65.

[5] 夏建国，周太军.中国制造2025和应用型大学发展[J].中国高等教育，2015（9）：24-27.

[6] 徐春雨.“中国制造 2025”背景下高职院校人才培养目标定位思考[J].山东职业技术学院学报，2016（16）：32-34.

Construction of Intelligent Training Base for Higher Vocational Colleges Orienting "Made in China 2025"Plan

LIU An-min， JIA Jian-ming， TU Qin， XU Bo

（Changzhou College of Information Technology， Institute of Intelligent Equipment， Changzhou 213164， China）

Abstract： The training base is an important guarantee for the cultivation of high-skilled talents. "Made in China 2025"plan puts forward new requirements and directions for China's industrial development and talent cultivation. The training base is a part of cultivating talents with networked and information technology composite manufacturing. Based on the advantages of Changzhou Colleges of Information Technology in the field of information and mechatronics control， establishing an intelligent training base combining localization and cloud and discussing its operation and management mode is of great significance for cultivating talents that meet the requirements of intelligent manufacturing.

Key  words： higher vocational colleges; training base; intelligent manufacturing; cloud information platform

[責任编辑    李    漪]