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智能制造實驗平臺建設方案

2020-11-25 06:40:54

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實訓設備

第一章：設計思路

隨著“工業4.0”概念在德國的提出，以“智能工廠、智慧制造”為主導的第四次工業革命已經悄然來臨。工業4.0是一個高科技戰略計劃，制造業的基本模式將由集中式控制向分散式增強型控制轉變，目標建立一個高度靈活的個性化和數字化的產品與服務的生產模式，在這種模式中，傳統的行業界限將消失，并會產生各種新的活動領域和合作形式。創造新價值的過程正在發生改變，產業鏈分工將被重組。

同時，“中國制造2025” 提出了我國邁向制造強國的發展戰略，應對新一輪科技革命和產業變革，立足我國轉變經濟發展方式實際需要，圍繞創新驅動、智能轉型、強化基礎、綠色發展、人才為本等關鍵環節，以及先進制造、高端裝備等重點領域，提出了加快制造業轉型升級、提升增效的重大戰略任務和重大政策舉措。

伴隨著智能制造、機器換人浪潮的到來，對于相關人才的需求也日益擴大。智能制造集成企業買進之后，需要把標準機器應用到各行各業的工業現場，需要把自動化設備、控制軟件、應用軟件、實訓設備周邊等應用到實際的生產當中。而使用自動化設備的企業，需要的不僅是設備及其集成系統，還要有能夠與設備“共事”的人，即能夠獨立操作各種自動化的工人，甚至能夠集成、維修設備的高級技術人員。自動化智能化設備應用的這個過程及具體操作，由于技術要求較高，并且屬于新興領域，目前專業人才十分缺乏。自動化智能化應用的增長速度與人才的持續需求存在很大的缺口，在全國范圍內的人才缺口已達數百萬人，人才需求呈現逐年上升趨勢。

我們根據智能制造各高校、職業院校學習的特點，設計從簡到難，從單站到生產線，借助智能制造現場實踐及虛擬現實（VR技術）體驗，輔以配套的教學資源包和師資培訓，將智能制造專業以體系化的方式呈現出來。

第二章：項目背景

“工業4.0”是德國聯邦教研部與聯邦經濟技術部在2013年漢諾威工業博覽會上提出的概念。它描繪了制造業未來愿景，提出繼蒸汽機的應用、規模化生產和電子信息技術等三次工業革命后，人類將迎來以信息物理融合系統（CPS）為基礎，以生產高度數字化、網絡化、機器自適應為標志的第四次工業革命。“工業4.0”概念在歐洲乃至全球工業領域都引起了極大的關注和認同。

在全球制造格局面臨重大調整、我國經濟發展環境發生重大變化、建設制造強國任務艱巨而緊迫的背景下，國務院經李克強總理簽批，于2015年5月8日公布了中國版“工業4.0”規劃——《中國制造2025》，“以創新驅動、質量為先、綠色發展、結構優化、人才為本”作為該規劃的基本方針。“中國制造2025”將智能制造作為主攻方向，推進制造過程智能化。在重點領域試點建設智能工廠、數字化車間，加快人機智能交互、工業機器人、智能物流管理等技術和裝備在生產過程中的應用，促進制造工藝的仿真優化、數字化控制、狀態信息實時監測和自適應控制。加快產品全生命周期管理、客戶關系管理、供應鏈管理系統的推廣應用，促進集團管控、設計與制造、產供銷一體、業務和財務銜接等關鍵環節集成，實現智能管控。“中國制造2025”的實質就是：從資源驅動變為信息驅動。隨著移動互聯網和云計算、大數據間的互聯，由此衍生出物聯網、服務互聯網，推動物理世界和信息世界以信息物理系統（CPS）的方式相融合。信息驅動下產品制造的過程，體現出了智能制造價值所在，即能夠科學的編排生產工序，提升生產率，實現個性定制生產，還可以調整資源使用，采用最節約能耗的方式進行生產。

為積極響應《中國制造2025》文件精神，順應職業教育政策、滿足技能培訓需求，與多所高校緊密合作，整合優質人才資料，努力打造緊密貼合工業現場，緊緊圍繞著符合教學要求的，具有全面性和典型性的，國內一流的智能制造實驗平臺。全面服務于全國高校、高等職業教育、中等職業教育、職業培訓和技工教育、工學結合課程改革建設和高技能基地建設。竭誠為國家戰略性產業發展所需要的技能和高技能人才培訓服務，尤其是在先進制造領域，積極響應《中國制造2025》文件精神，探索工業4.0人才培養模式創新，推動相關技能實驗設備升級，為制造強國百年戰略貢獻自己的力量。

第三章：系統概述

該系統是一個符合中國制造2025與工業4.0相關技術要求的柔性產品智能化生產工廠及管理系統的綜合教學實踐系統，利用智能控制技術、網絡通訊技術、信息安全技術、信息物聯技術、大數據識別應用技術、虛擬仿真技術，實現智能化生產排產、智能化生產過程協同、智能化互聯互通、智能化生產資源管理、智能化質量過程管控、智能化決策支等功能。系統集成了產品的零件加工、組裝、檢測、包裝、物流倉儲所有生產工序，同時集成了智能化了排產管理、倉庫物料管理、生產協同、客戶訂單管理等不同生產管理模塊MES制造執行系統，實現了從客戶下單、虛擬仿真設計、產品生產、質量監控、產品配送等各環節信息化與智能化。同時，作為教學實驗實踐系統，該系統還配備了技能人才培訓所需的完整的課程體系和培訓教材，并體現出校企合作、師資培訓、產學研開發等特色。

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