产教融合背景下基于虚实一体化工业机器人实训平台的建设研究

一、建设背景：工业机器人实训教学的困境

现今，多数职业学校无法配备数量足够的实训设备，多专业共用有限的几台设备，导致工业机器人设备耗损严重，无法支撑教学需求。教学资源短缺，实训内容单一，教学内容与产业需求严重脱节。另外，“双师”型教师队伍建设水平有待进一步提高。

二、建设思路：多角度的智慧融合

1.实训教学模式的虚实融合。针对“教学设备少且陈旧、多专业共享导致的设备耗损”问题，该实训平台以实体工作站为基本，选取了多个典型的企业应用场景，建设了配套的虚拟工作站，包括工作站的数字孪生体、RoboStudio仿真等多种虚拟仿真平台，在实训教学中采用“以虚助实、以实带虚、虚实结合”等方式，较好地克服了工业机器人实体设备不足的短板，减小了实训教学成本，为多专业顺利开展工业机器人实训教学提供了有利保障。

2.跨学科知识及技术的资源融合。该实训平台围绕工业机器人核心技能，以目前学校拟建的的智能制造专业群的学生为服务对象，进行工作站实体及配套资源的一体化设计与重构。在实体工作站的总体设计上，结合专业群内各专业学生的学习特点，校内外教师团队围绕工业机器人及外围设备应用的核心知识与技能进行精心布局，打造了一个集合了工业机器人、电气、自动化、机械等多种技术为一体的虚实一体化实训平台。

3.“校内校外一体化”实训需求的融合。目前，学校专业部实训室已与广汽本田的职工培训达成了良好的合作意向，提供了三年的职工培训服务，今后还可以为广州地区企业、社会人员及省内中高职院校学生提供通用工种培训和鉴定。

4.校内外师资队伍的融合。借助实训平台的建设，校内教师与职教集团内的优质企业的工程师、技能大师组成了教师团队，共同商量建设方案及细节，开发实训平台的软硬件资源。

三、建设内容：立足“五个一”

1.充分调研企业技术人才需求，升级改造一套嵌入企业新工艺新技术的工业机器人实体工作站。校内项目建设团队与企业工程师经过多次研讨，升级改造一套嵌入企业新技术新工艺的工业机器人集成应用工作站，搭建融合工业机器人、机电一体化生产线、工业互联网通信等多种技术的工业机器人集成应用工作站。

2.以信息化技术为手段，开发一个配套的数字孪生虚拟工作站平台。虚拟调试与真实的工作站一致可以显著提高实训效率，避免学生不必要的重复操作，根据实体工作站1：1比例开发出来的虚拟工作站即为数字孪生体，既可进行纯虚拟调试，也可与真实PLC、传感器等外设与虚拟工作站进行虚实联调。

3.以企业真实工程案例为载体，开发一批配套虚拟仿真教学资源。课程团队通过调研，以本土汽车生产企业的岗位职业能力为基准，以岗位典型工作任务为导向，定位教学资源建设的“岗”的要求；依据工业机器人技术专业人才培养方案，分析“工业机器人集成应用”职业技能等级（即“X”证书）的初级标准，并充分结合工业机器人系统操作员、运维员职业能力电，是定位教学资源建设的“证”的标准；选取本土汽车行业的经典应用案例，实现搬运、码垛、涂胶、视觉装配、智能仓库等生产工艺；将岗位职业能力拆分（“定岗”）、职业技能等级证书标准拆解（“定标”）、设备中嵌入企业新技术等多种强化职业能力培养的环节融入课程教学资源建设，再落实到课堂环节，规范学生技能水平和综合素质，是实现“岗、课、证”的有力融通。

4.“以学生为中心”，校企合作、校校合作开发一本高质量的工作站配套教材。教材建设以广州市精品课程“工业机器人集成应用（初级）”的建设要求为契机，校内教师联合企业工程师与其他中高职院校的三间学校教师同行组成团队，共同制订课程标准，共同建设精品课程资源，编写工作站配套教材与实训手册。

【注：本文系广州市教育科学规划（Guangzhou education scientific research project）2023年度课题“基于1+X的中职智能制造专业群共享课程的研究-以‘工业机器人集成应用’课程建设为例”（202215 089）研究成果】

责任编辑 徐国坚