前言：政策東風(fēng)下的「產(chǎn)教融合」新范式

在陜西省「智能制造 2025」戰(zhàn)略的指引下，西安工商學(xué)院與維視智造聯(lián)合打造的MV-IRPL4.0 智能制造實(shí)訓(xùn)室項(xiàng)目，以「全流程工業(yè)級(jí)復(fù)刻 + 教學(xué)化深度適配」為核心理念，構(gòu)建了西北地區(qū)首個(gè)集實(shí)訓(xùn)教學(xué)、技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)服務(wù)于一體的智能產(chǎn)教綜合體。項(xiàng)目涵蓋信息化總控系統(tǒng)（MES/SCADA/ 運(yùn)維系統(tǒng)）、立體倉(cāng)庫(kù)、智能加工、智能裝配、激光打標(biāo)、碼垛裝箱六大核心模塊，通過(guò)工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)全流程自動(dòng)化銜接，集成維視視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)覆蓋 12 類(lèi)質(zhì)量控制點(diǎn)，并配備服務(wù)機(jī)器人導(dǎo)覽與復(fù)合機(jī)器人物料轉(zhuǎn)運(yùn)，形成「教學(xué) - 實(shí)訓(xùn) - 研發(fā) - 服務(wù)」四位一體的創(chuàng)新生態(tài)。

#1

工業(yè)級(jí)硬件的教學(xué)化重構(gòu)

1. 智能加工系統(tǒng)：微米級(jí)精度的教學(xué)實(shí)踐

數(shù)控車(chē)床：配備高精度數(shù)控系統(tǒng)，支持航空葉輪、汽車(chē)齒輪等復(fù)雜零件的編程與加工。在實(shí)訓(xùn)中，學(xué)生通過(guò)優(yōu)化切削參數(shù)，將圓柱度誤差控制在 0.005mm 以?xún)?nèi)，滿(mǎn)足高精度加工要求。以紀(jì)念筆筒加工為例，學(xué)生使用該設(shè)備完成筒身的車(chē)削成型，通過(guò) C 軸功能實(shí)現(xiàn)圓周均勻切削，確保筆筒表面粗糙度達(dá)到 Ra0.8μm 的鏡面效果。

三軸加工中心：采用高精度滾珠絲杠與伺服電機(jī)，定位精度達(dá) ±0.005mm，支持鈦合金、碳纖維等特種材料加工。學(xué)生開(kāi)發(fā)的筆筒底座加工中，學(xué)生使用該設(shè)備實(shí)現(xiàn)「西安工商學(xué)院」?；盏牧Ⅲw浮雕效果。

2.信息化總控系統(tǒng)：生產(chǎn)大腦的智慧中樞

MES 系統(tǒng)：復(fù)刻行業(yè)主流制造執(zhí)行系統(tǒng)架構(gòu)，學(xué)生可通過(guò)生產(chǎn)排單模擬訂單調(diào)度，系統(tǒng)自動(dòng)生成物料需求計(jì)劃，實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備 OEE（綜合效率）。在「工單分配優(yōu)化」實(shí)訓(xùn)中，學(xué)生通過(guò)邏輯算法使虛擬產(chǎn)線(xiàn)產(chǎn)能提升 18%。以筆筒生產(chǎn)為例，學(xué)生通過(guò) MES 系統(tǒng)模擬訂單接收、物料配送、成品入庫(kù)的全流程，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)周期縮短 30%。

SCADA 系統(tǒng)：集成 32 個(gè)設(shè)備數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)產(chǎn)線(xiàn)傳感器及狀態(tài)點(diǎn)，配合運(yùn)維系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的故障及時(shí)分析、快速排查。

3. 立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)：智能倉(cāng)儲(chǔ)的教學(xué)道場(chǎng)

硬件配置：3 層 32 個(gè)庫(kù)位，使用工業(yè)六自由度機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)物料出入庫(kù)全自動(dòng)化。學(xué)生通過(guò)完成「智能物料管理實(shí)訓(xùn)」，在筆筒物料管理中，學(xué)生通過(guò)該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)毛坯、半成品、成品的分類(lèi)存儲(chǔ)與快速檢索，庫(kù)存周轉(zhuǎn)率提升 40%。

教學(xué)創(chuàng)新：增設(shè)「虛擬庫(kù)存管理」模塊，學(xué)生模擬庫(kù)存周轉(zhuǎn)率優(yōu)化，某小組通過(guò) ABC 分類(lèi)法將庫(kù)存占用資金降低 22%，形成標(biāo)準(zhǔn)化教學(xué)方案。

#2

全流程自動(dòng)化的智能協(xié)同

1. 機(jī)器人集群：柔性生產(chǎn)的紐帶

裝配機(jī)器人：配備快換夾爪系統(tǒng)，可切換吸附式與夾持式工具，學(xué)生通過(guò)示教編程完成筆筒筒身與底座的對(duì)接。實(shí)訓(xùn)數(shù)據(jù)顯示，通過(guò)程序優(yōu)化，裝配節(jié)拍從人工 120 秒 / 件縮短至 45 秒 / 件，同軸度誤差≤0.1mm。

激光打標(biāo)機(jī)器人：搭載視覺(jué)定位系統(tǒng)，學(xué)生通過(guò)相機(jī)標(biāo)定與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)筆筒成品的規(guī)則碼放，定位誤差≤±0.5mm。

2. 維視視覺(jué)檢測(cè)：筆筒全工序質(zhì)量管控

外觀缺陷檢測(cè)：采用 MV-HP 系列工業(yè)相機(jī)（分辨率 2448×2048），配合環(huán)形光源，學(xué)生可識(shí)別筆筒表面 0.2mm 以上劃痕、色差等缺陷，檢測(cè)準(zhǔn)確率 98.7%。

LOGO 清晰度檢測(cè)：通過(guò) VisionBank 軟件的 OCR 字符識(shí)別模塊，學(xué)生調(diào)試閾值參數(shù)，實(shí)現(xiàn)?；?qǐng)D案的完整性判斷，誤檢率＜1%。

3. 復(fù)合機(jī)器人：物流革命的智能載體

物料轉(zhuǎn)運(yùn)：復(fù)合機(jī)器人搭載2D 視覺(jué)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)成品箱精準(zhǔn)抓?。ǘㄎ徽`差＜±1mm），并通過(guò)激光 SLAM 自主導(dǎo)航完成跨區(qū)域運(yùn)輸。

產(chǎn)教協(xié)同：機(jī)器人與 MES 系統(tǒng)深度集成，學(xué)生可通過(guò)「訂單觸發(fā) - 物料配送 - 成品入庫(kù)」全流程實(shí)訓(xùn)，掌握智能物流系統(tǒng)的調(diào)度邏輯。

#3

人才培養(yǎng)的三維進(jìn)階體系

1. 基礎(chǔ)層：基礎(chǔ)技能認(rèn)證

數(shù)控編程實(shí)訓(xùn)：學(xué)生需完成「車(chē)削 + 銑削」雙模塊考核，通過(guò)廣數(shù)系統(tǒng) G 代碼編程實(shí)現(xiàn)筆筒全尺寸加工，通過(guò)率 89%。

機(jī)器人示教：掌握 ABB 機(jī)器人手動(dòng)操縱、路徑規(guī)劃，完成筆筒裝配工序的程序編寫(xiě)，考核標(biāo)準(zhǔn)為連續(xù) 10 次裝配無(wú)失誤。

2. 系統(tǒng)集成層：項(xiàng)目化教學(xué)實(shí)踐

筆筒全流程實(shí)訓(xùn)：學(xué)生分組完成「設(shè)計(jì) - 編程 - 加工 - 檢測(cè) - 倉(cāng)儲(chǔ)」全環(huán)節(jié)，某小組通過(guò)優(yōu)化切削參數(shù)，使筆筒廢品率從 8% 降至 2%，相關(guān)工藝被納入實(shí)訓(xùn)案例庫(kù)。

視覺(jué)系統(tǒng)調(diào)試：在 LOGO 檢測(cè)項(xiàng)目中，學(xué)生通過(guò)調(diào)整光源角度、相機(jī)焦距，使檢測(cè)效率從人工 30 秒 / 件提升至 5 秒 / 件。

3. 創(chuàng)新優(yōu)化層：教學(xué)場(chǎng)景拓展

參數(shù)優(yōu)化挑戰(zhàn)賽：學(xué)生通過(guò)正交試驗(yàn)法優(yōu)化激光打標(biāo)功率（10-20W）、速度（50-150mm/s）參數(shù)，最佳方案使打標(biāo)效率提升 40%，被寫(xiě)入實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)。

#4

交互體驗(yàn)與校企協(xié)同

1. 服務(wù)機(jī)器人導(dǎo)覽

搭載科大訊飛語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)，可切換中英雙語(yǔ)導(dǎo)覽，介紹各模塊技術(shù)原理與教學(xué)成果。2025 年接待省內(nèi)外院校、企業(yè)參觀團(tuán)，收集合作意向。在筆筒產(chǎn)線(xiàn)參觀中，機(jī)器人可動(dòng)態(tài)演示從毛坯到成品的全流程，解答參觀者關(guān)于加工工藝、設(shè)備參數(shù)的疑問(wèn)。

2. 雙師教學(xué)模式

維視工程師開(kāi)展「視覺(jué)算法基礎(chǔ)」工作坊，指導(dǎo)學(xué)生使用 VisionBankAI軟件完成筆筒缺陷樣本標(biāo)注，累計(jì)沉淀教學(xué)用例 100+。

校內(nèi)教師主導(dǎo)「工藝優(yōu)化」課程，結(jié)合寶雞機(jī)床技術(shù)手冊(cè)，講解切削三要素對(duì)筆筒表面質(zhì)量的影響。

結(jié)語(yǔ)：智能制造人才培養(yǎng)的「西工商范式」

西安工商學(xué)院 MV-IRPL4.0 實(shí)訓(xùn)室以「去商業(yè)化、強(qiáng)教學(xué)性」為原則，所有參數(shù)與案例均來(lái)自真實(shí)教學(xué)場(chǎng)景：數(shù)控車(chē)床的精度指標(biāo)基于學(xué)生實(shí)操數(shù)據(jù)，視覺(jué)檢測(cè)的應(yīng)用場(chǎng)景嚴(yán)格限定于筆筒全工序，機(jī)器人作業(yè)的描述均匹配設(shè)備實(shí)際配置。這種「教學(xué)需求驅(qū)動(dòng)設(shè)備選型」的模式，為院校提供了可復(fù)制的智能制造人才培養(yǎng)方案，助力區(qū)域院校實(shí)現(xiàn)「實(shí)訓(xùn)即實(shí)戰(zhàn)」的育人目標(biāo)。

審核編輯 黃宇