原创《基于能力的智能制造生人才培养体系建设》
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摘 要：论述了智能制造的内涵,分析了中国制造2025对智能制造人才能力的需求,智能制造人才培养特别是培养具有创新能力的研究生对我国经济转型升级、全面提升国家竞争力意义重大.结合北京信息科技大学机械工程学科的实际,给出了面向智能制造的研究生实践体系建设的思路,为培养智能制造急需的高层次人才打下了基础.
关键词：智能制造；研究生培养；实践体系
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）30-0088-02
目前,无论是德国工业4.0,美国工业互联网联盟,还是中国制造2025,都指出融合传感技术、自动化技术、信息网络技术、人工智能的智能制造技术已经成为现造业的发展方向.智能制造技术将实现跨领域、协同化、网络化的制造业创新体系,并彻底改变现有生产方式和制造业竞争格局.围绕抢占新一轮产业竞争制高点、打造国家新优势的竞争日趋激烈,作为“中国制造2025”国家战略计划的重要组成部分,智能制造人才培养对我国经济转型升级、全面提升国家竞争力意义重大.机械工程学科是北京信息科技大学发展历史最长的学科之一,设有智能制造研究领域,面向京津冀高端装备和机器人产业开展人才培养和学术研究.在高端装备数字化制造、高端装备监控监测、虚拟生产线布局与仿真、智能制造装备的运行维护和可靠性评价领域具有鲜明的特色,紧密结合国家和北京地区经济发展需求以及学科前沿发展趋势,以机电工程领域相关技术及产业为背景,近五年承担了国家04专项7项,国家自然科学基金、北京市自然科学基金、北京科技计划项目等多项,研究成果获北京市及行业科技进步奖11项.针对智能制造领域的研究生人才培养,在学校的支持下,开展了培养方案修订和实践环节建设,取得一些效果,为培养智能制造急需的高层次人才打下了基础.
一、智能制造的内涵以及对人才的需求
智能制造是智能技术与制造技术的融合,具有如下特征：智能感知,具有对自身状态与环境的感知能力,通过对自身工况的实时感知分析,支撑智能分析和决策；智能决策,基于感知搜集信息进行分析判断和决策的能力；智能学习,能基于制造运行数据或用户使用数据进行数据分析与挖掘,通过学习不断完善知识库；智能诊断,能基于对运行数据的实时监控,自动进行故障诊断和预测,进而实现故障的智能排除与修复；智能优化,根据感知的信息自适应地调整组织结构和运行模式,使系统性能和效率始终处于最优状态等特征.也就是说智能制造通过信息系统和物理系统的深度融合,将传感器、感应器等嵌入制造物理环境中,通过状态感知实时分析,人机交互自主决策、精准执行和反馈,实现产品设计生产和企业管理及服务的智能化,如图1所示.
面向智能制造领域的高层次人才,除了要具有良好的职业道德和工匠精神外,还须具备扎实的专业知识,融合自动化、人工智能、计算机等跨学科的知识,才能胜任工作.
二、面向智能制造的研究生培养体系建设
面向中国制造2025,优化调整了智能制造领域研究生培养方案,在加强基础知识和专业知识的基础上,进一步融合了信息技术和人工智能技术,增加了人工智能及其应用,智能制造与装备、机器人学与仿真、机器人感知与控制技术、制造信息化技术、装备智能控制与维护等课程.为了培养基于创新能力的高层次人才,构建了课内实验、必修实践环节和学科竞赛等多维的实践教学体系.必修实践环节包括工程建模分析与实践、现造技术实践、测试实验技术和企业工程综合实践.
基于机械工业重点实验室和机械工程国家级实验教学示范中心,购置了数控仿真系统、3D打印机、竞赛机器人套件、DMDC/CNC系统等,形成了校内实践平台,如基于物联网的智能车间智能控制技术,如图2所示,可将多台具有不同加工特性的数控机床进行信息关联,实现对数控加工设备的智能识别、定位、追踪和管理,以及对数控加工系统的数控程序的实时监测与智能控制.基于DASP系统,构建了具有振动、噪声和声发射的机床动态特性采集平台,将多种传感器嵌入数控机床的主要部件中,以各传感器的返回数据作为判定基础,以内置智能判定算法为判定依据,对数控机床当前运行工况进行实时感知.为学生开展基于分布式传感的数控机床工况实时感知技术训练提供手段.为开展研究生学科竞赛和必修实践环节提供了实习实验条件.
搭建产学研用的全方位教育平台,借助于所承担的国家科技重大专项和智能制造示范项目,与合作企业建立稳定的合作机制,为研究生的企业工程综合实践环节提供条件.聘请行业专家作为指导教师,为学生做报告、指导,学生通过所承担的课题深入企业1—3个月,根据企业的需求开展研究,能力得到了全方位的训练和提升,所研究的成果在企业得到应用,个人有很大的成就感和获得感,对学生综合能力的培养具有重要的作用,取得了很好的效果.
三、结论
面向中国制造2025和国家的战略需求,紧密结合北京市的城市定位,优化现有培养方案,注重培养研究生的实践创新能力,为培养国家急需的智能制造领域的专业人才打下了基础.
人才培养论文参考资料：
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