汽车制造数字工厂虚拟仿真实验教学项目建设与实践

陈 峰，韩晓英，杜玉晓，蔡述庭，彭祖群

（1.广东工业大学自动化学院，广州510006；2.广州大学实验中心，广州510006）

0 引 言

新工业革命对工程教育提出了新的需求和挑战［1-4］。广东工业大学近年依托“中国制造2025国际智能制造试点示范基地”，新建了汽车制造“数字工厂”实验产线和“面向应用领域的大数据云平台”私有云系统。充分利用智能制造与大数据云平台领域的先进实验资源，在云平台上部署工业级设计及仿真软件，开展“数字工厂”虚拟仿真实验教学，所建的“基于智能制造的数字工厂”虚拟仿真实验教学项目成功入驻教育部“实验空间”官方网站［5］，在“新工科”实验教学领域开展了有益的探索。

1 实体实验教学存在的问题

汽车制造数字工厂为新型成套实验教学设备，涵盖汽车工业定制化生产的原料仓库、冲压、焊装、涂装、总装、成品输送6大主要流程，使学生全面掌握从工业机器人到数字工厂的整个生产制造信息化流程［6-9］。实体实验产线如图1所示。

图1 汽车制造数字工厂实体实验系统

该实体实验系统构成复杂，相同设备台套数少，单体设备造价昂贵。实体实验教学存在以下问题：

（1）实体实验成本高昂。汽车制造数字工厂实体实验系统分两期投资2 000余万元，由工业流水线、工业机器人以及对应的控制与监测系统共同构成。设备购置和维护费用高，冲压、焊接、涂装、总装等实验流程的实验耗材消耗多，实验成本昂贵。

（2）实体实验教学效率低。汽车制造数字工厂实验教学内容相对复杂，涉及RobotStudio机器人编程、WinCC控制软件、Tecnomatix工业设计等多种复杂软件编程和调试。……