智能制造虚拟仿真实践教学模式构建

王子辉 康 敏 费正顺

(浙江科技学院 机器人产业学院 自动化与电气工程系, 杭州 310023)

随着国家“中国制造2025”战略规划的快速推进,工业自动化领域产生了重大技术变革,现代智能制造企业通过智能化的感知、人机互动、决策和执行技术,实现了信息获取、智能控制与装备制造的深度融合。近年来工科高校普遍开展了面向能力产出的工程教育专业认证,其通用标准中规划了现代工程师素质能力的12项毕业要求,引导高校制定有针对性的专业培养方案[1-3]。2019年,浙江科技学院电气工程及其自动化专业通过了工程教育专业认证,在专业培养方案中开设了面向工业智能制造领域的“电气控制与可编程控制器”核心课程,课程内容涉及可编程控制器(Programmable Logic Controller, PLC)基本原理及电气控制系统设计方法,适用于智能制造领域的逻辑控制、过程控制和运动控制等工程实践场景。

高校应用类课程教学存在一个共性特征,即其实践教学环节均需要结合工程实际,构建一个综合性强的实验环境,以培养学生解决复杂工程问题的能力[4-6]。然而真实的工业环境往往具有大体量、高成本、高消耗、封闭操作等特点,有时涉及高危环境,这与学校实践教学中注重“稳定、安全、兼容”的要求相矛盾[7-9]。在以往的PLC课程实践教学中,通常采用简易的实验模拟装置,但硬件模拟装置的实验环境与真实应用场景不符,不具备工业系统的典型特征,从而限制了学生对复杂工程问题的深入理解。……