智能制造产线
教育实践方案
为落实《制造业人才发展规划指南》，精准对接装备制造业重点领域人才需求，满足复合型技术技能人才的培养，支撑智能制造产业发展，高校亟需建设科学先进、软硬结合、虚实结合的实践学习体系。当前大多数高校理工科专业的人才培养，面临着创新能力缺乏、实际工程能力不足等问题，严重制约了学生就业、企业创新和产业升级。在学生实训教学活动中的短板表现为：
（1）基础性实验偏多，侧重检验学生的基础知识掌握情况，综合应用类及开放性实验较少，学生的能力培养手段欠缺，工程实践能力难以评估；
（2）学校教育与实际工程应用脱节，造成了学生毕业后实际工程应用能力不能迅速达到企业的岗位技能要求；
（3）学校的实验资源不能满足学生创新实践的需要。
基于以上情况，并结合胜信科技多年来在辅助高校学科建设，实施企业项目过程中，积累的经验及资源，开发出并实施了智能制造产线方案。
01
方案介绍
全面提升学生对于智能制造的学习能力与技术落地能力
制造业中，生产线是现代企业生产的核心要素，一条成熟的生产线对工厂布局、生产节拍、人员对工艺过程的掌控等方面都有极高的要求。设计一条立足生产和教学实际、集成度高、柔性的智能制造产线，对于提升学生对智能制造体系的整体认识和系统理解有重要意义。同时需要开发出与之配套的、三维虚拟可视化、交互性强的数字孪生产线用于配合教学。
虚拟现实手段进行数字化产线运行体验、单元部件动画、拆装虚拟实训
该产线可对一类简单零部件进行加工装配，满足工艺要求和安全作业；可实现无人作业、智能物流、智能检测、数据采集、能源检测等；可通过MES系统对加工和装配过程实现数据的实时看板展示；可实现物理和数字孪生两条产线同步作业。
智能制造产线融合了在产业中已成熟使用的非标自动化产线技术、工业软件开发（MES）、工业仿真技术、数字孪生等。既能保证产线开发建设的一致性、稳定性，又带来了智能制造技术的领先性、创新性，围绕“虚实结合”、“实理共建”的开发理念，完善指定产线的技术实现。
实现“理实结合”、“学中做，做中学”的实训效果
该产线重点将智能制造在工业领域的应用技术多方位的进行展示，将融合机械、电气、软件、制造工艺等多方面技术为出架构发点，创新设计了“两条产线建设”与“三种模块内容”的总体落地方式，即：实体产线与虚拟产线；设计模块、工艺模块、信息化模块内。项目交付后，老师学生通过虚实产线认知应用智能制造技术，通过三模块知识内容深化技术掌握以及技术实践。
虚实产线
02
产线核心工艺流程
1
●产线启动前由人工在立库上毛坯料，放置于托盘。
2
●产线启动后，立库码垛机对托盘进行RFID编码。
3
●地轨机器人从立库中抓取导向槽的毛坯料给加工机床上下料。
4
●数控车床对毛坯进行车削加工。
5
●数控铣床对车削加工完成后的工件进行洗铣削工。
6
●地轨机器人将加工完成后的半成品工件放置到立库中。
7
●码垛机从立库中的半成品区域取料，通过AGV小车给自动化产线装配单元上料。
8
●视觉系统对AGV输送上来的半成品工件进行检测，检测结果发送至MES系统。
9
●装配机器人分别抓取导向槽以及导向槽帽放置到压机的工装上进行压装。
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●激光打标机对压装好的成品工件表面进行激光打标。
11
●出库员将成品工件用PDA扫码出库。
产线整体设计布局图
03
方案建设目标
1
●立足工厂生产装配的实际，实训生产氛围真实浓厚，而不是演示和教具；
2
●满足“无人作业演示”和“教学过程学生参与生产”两种模式；
3
●要素齐全，包含智能制造的所有关键环节和核心系统；
4
●案例具有典型性，可操作性强，利于教学工作的展开，能把理论课程内容较好地贯穿到教学载体中，便于做到理实结合、做中学、做中练、做中考；
5
●软硬结合，虚实结合，学生可深度参与，可通过动手操作、虚拟仿真实训、虚实结合训练等多种方式让学生理解“数据”流动的路径和“智能”特征的体现；
6
●安全性高，学生可参与到某个角色（如上料、出库、质检等）进行小组协作作业，危险性的作业场景只采用虚拟仿真教学训练的方式来实现；
7
●打造自动化实体与信息化软件结合相应对的教学新模式。突出软件的数字孪生仿真训练功能和场景扩充功能，实体产线可柔性组合，可灵活搭配，数字孪生产线（软件）可让学生自由组合各种作业场景，可对模型、场景、功能等元素进行动态扩展。
04
方案教育领域价值
辅助学科建设
1
●辅助开设制造类相关专业的先导课
课程中，在工厂虚拟场景中，通过三维数字化的展示方式为学生提供研发、计划、制造、测试等一系列的工程活动介绍。
2
●开展工业工程数字化教学
依托完整的工厂生产要素，对企业精益生产过程进行教学设计，训练学生的精益生产意识与技能。
3
●制作智能制造教学用资源
案例中的各项场景，均可拆分输出，用于专业基础课程的学习中的素材支持，如机械制造基础，机械制造工艺与夹具等。
打造虚拟现实
1
●将工厂实训场景三维虚拟呈现，依托工业仿真平台优势，开发多种类型制造业行业场景，极大的丰富了实训的内容。
2
3
●实训场景以及内容可定制，操作过程科学真实，且避免了实地实训的危险因素。
4
●虚拟实训相较于实地实训具有内容安排可推演、学生动作开放可控、实训过程可回溯、学习过程可分析等一系列内容制作优势，既有利于教师研究教学又方便学生理解企业与工程。
深入企业数字化
1
●虚拟实训融入了企业数字化信息平台，可像在真实企业中一样进行企业设计、制造业务的虚拟化运营，从制造宏观上给学生讲述制造知识。
2
-END-
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