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智能制造实验平台建设方案
2020-11-25 14:40:54
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实训设备

第一章:设计思路

随着“工业4.0”概念在德国的提出,以“智能工厂、智慧制造”为主导的第四次工业革命已经悄然来临。工业4.0是一个高科技战略计划,制造业的基本模式将由集中式控制向分散式增强型控制转变,目标建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式,在这种模式中,传统的行业界限将消失,并会产生各种新的活动领域和合作形式。创造新价值的过程正在发生改变,产业链分工将被重组。

同时,“中国制造2025” 提出了我国迈向制造强国的发展战略,应对新一轮科技革命和产业变革,立足我国转变经济发展方式实际需要,围绕创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展、人才为本等关键环节,以及先进制造、高端装备等重点领域,提出了加快制造业转型升级、提升增效的重大战略任务和重大政策举措。

伴随着智能制造、机器换人浪潮的到来,对于相关人才的需求也日益扩大。智能制造集成企业买进之后,需要把标准机器应用到各行各业的工业现场,需要把自动化设备、控制软件、应用软件、实训设备周边等应用到实际的生产当中。而使用自动化设备的企业,需要的不仅是设备及其集成系统,还要有能够与设备“共事”的人,即能够独立操作各种自动化的工人,甚至能够集成、维修设备的高级技术人员。自动化智能化设备应用的这个过程及具体操作,由于技术要求较高,并且属于新兴领域,目前专业人才十分缺乏。自动化智能化应用的增长速度与人才的持续需求存在很大的缺口,在全国范围内的人才缺口已达数百万人,人才需求呈现逐年上升趋势。

我们根据智能制造各高校、职业院校学习的特点,设计从简到难,从单站到生产线,借助智能制造现场实践及虚拟现实(VR技术)体验,辅以配套的教学资源包和师资培训,将智能制造专业以体系化的方式呈现出来。

第二章:项目背景

“工业4.0”是德国联邦教研部与联邦经济技术部在2013年汉诺威工业博览会上提出的概念。它描绘了制造业未来愿景,提出继蒸汽机的应用、规模化生产和电子信息技术等三次工业革命后,人类将迎来以信息物理融合系统(CPS)为基础,以生产高度数字化、网络化、机器自适应为标志的第四次工业革命。“工业4.0”概念在欧洲乃至全球工业领域都引起了极大的关注和认同。

在全球制造格局面临重大调整、我国经济发展环境发生重大变化、建设制造强国任务艰巨而紧迫的背景下,国务院经李克强总理签批,于2015年5月8日公布了中国版“工业4.0”规划——《中国制造2025》,“以创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本”作为该规划的基本方针。“中国制造2025”将智能制造作为主攻方向,推进制造过程智能化。在重点领域试点建设智能工厂、数字化车间,加快人机智能交互、工业机器人、智能物流管理等技术和装备在生产过程中的应用,促进制造工艺的仿真优化、数字化控制、状态信息实时监测和自适应控制。加快产品全生命周期管理、客户关系管理、供应链管理系统的推广应用,促进集团管控、设计与制造、产供销一体、业务和财务衔接等关键环节集成,实现智能管控。“中国制造2025”的实质就是:从资源驱动变为信息驱动。随着移动互联网和云计算、大数据间的互联,由此衍生出物联网、服务互联网,推动物理世界和信息世界以信息物理系统(CPS)的方式相融合。信息驱动下产品制造的过程,体现出了智能制造价值所在,即能够科学的编排生产工序,提升生产率,实现个性定制生产,还可以调整资源使用,采用最节约能耗的方式进行生产。

为积极响应《中国制造2025》文件精神,顺应职业教育政策、满足技能培训需求,与多所高校紧密合作,整合优质人才资料,努力打造紧密贴合工业现场,紧紧围绕着符合教学要求的,具有全面性和典型性的,国内一流的智能制造实验平台。全面服务于全国高校、高等职业教育、中等职业教育、职业培训和技工教育、工学结合课程改革建设和高技能基地建设。竭诚为国家战略性产业发展所需要的技能和高技能人才培训服务,尤其是在先进制造领域,积极响应《中国制造2025》文件精神,探索工业4.0人才培养模式创新,推动相关技能实验设备升级,为制造强国百年战略贡献自己的力量。

第三章:系统概述

该系统是一个符合中国制造2025与工业4.0相关技术要求的柔性产品智能化生产工厂及管理系统的综合教学实践系统,利用智能控制技术、网络通讯技术、信息安全技术、信息物联技术、大数据识别应用技术、虚拟仿真技术,实现智能化生产排产、智能化生产过程协同、智能化互联互通、智能化生产资源管理、智能化质量过程管控、智能化决策支等功能。系统集成了产品的零件加工、组装、检测、包装、物流仓储所有生产工序,同时集成了智能化了排产管理、仓库物料管理、生产协同、客户订单管理等不同生产管理模块MES制造执行系统,实现了从客户下单、虚拟仿真设计、产品生产、质量监控、产品配送等各环节信息化与智能化。同时,作为教学实验实践系统,该系统还配备了技能人才培训所需的完整的课程体系和培训教材,并体现出校企合作、师资培训、产学研开发等特色。



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