一、建設背景
(一)全球與國內產業趨勢
我國制造業雖為世界工廠,但長期處于勞動密集型領域,效率低、利潤薄,智能制造裝備成為轉型升級關鍵。當前全球制造業格局重構,美國推進“先進制造業領導力戰略”、德國深化“工業4.0”、日本實施“社會5.0”計劃,美國還通過稅制改革吸引制造業回流,對我國形成壓力。我國制造業與發達國家存在三方面差距:自主創新不足,核心部件依賴進口;產業結構待優化,中低端產能過剩;能源消耗大,環保技術與投入滯后。
(二)國家戰略驅動
我國將智能制造作為制造業高質量發展核心引擎,《中國制造2025》確立其“主攻方向”,《“十四五”智能制造發展規劃》明確目標:2025年70%規模以上制造業企業實現數字化網絡化,建成500個以上國家級智能制造示范工廠;2035年重點行業骨干企業基本實現智能化。2025年八部門聯合印發《機械工業數字化轉型實施方案(2025-2030年)》,要求建設中試驗證平臺,培育系統解決方案供應商,設定2027年建成200家、2030年達500家卓越級智能工廠的目標。河北省同步啟動省級制造業創新中心申報,推動產學研用協同創新。
二、建設必要性
(一)破解產業發展瓶頸
我國智能制造裝備產值2020年達2.5萬億元,2025年預計超3.2萬億元,但高端傳感器、工業軟件等核心部件對外依存度高達45%,距2025年關鍵裝備自給率≥70%、工業軟件市場滿足率超50%的目標差距顯著。52%企業處于數字化起步階段,2025年三級及以上高成熟度企業僅占28%。行業與區域轉型不均衡,汽車、電子行業智能化滲透率超40%,紡織、建材等不足15%;大型企業智能化投入占營收2.8%,中小企業僅0.7%,62%中小企業面臨“不敢轉、不會轉”困境。
(二)彌補人才供給缺口
高端裝備制造、工業機器人領域技術人才缺口超30%,兼具OT/IT/AI能力的復合型人才人崗比達1:5?,F有院校實訓設備更新周期5-8年,遠落后于產業技術2-3年的迭代速度,導致人才培養與企業需求脫節。實踐中心通過搭建“虛實結合、理實一體”的實訓環境,能有效銜接產業需求與教育教學,培養符合行業標準的技能人才,同時為企業提供技術驗證、員工培訓服務,助力區域產業升級。
三、建設內容
實踐中心以“虛實結合、理實一體、全鏈條覆蓋”為核心理念,規劃六大分區,構建“單機技能→系統集成→智能產線”三級能力培養體系。
(一)工業機器人綜合創新實驗室
1.核心配置:以6軸輕量協作機器人為中樞,配套實訓工作平臺、機器人夾具、視覺檢測模塊、工控機等,預裝InteRobot2020離線編程軟件及《工業機器人離線編程與仿真》《機器人學》課程資源包。
2.功能定位:聚焦機器人編程與多場景應用,支持運動控制、視覺引導、力控打磨、數字孿生仿真等實訓,可開展“教學-實訓-競賽-科研-服務”五位一體教學活動,學生能完成從機器人認知到MES對接的全流程學習。
(二)3D打印機械創新基礎實驗室
1.核心配置:部署18臺桌面級3D打印機、1臺3D打印國賽專用機、1臺手持+固定雙模式逆向掃描儀,配套3D打印創新設計與實踐在線教學系統。
2.功能定位:支撐產品設計與快速成型實踐,覆蓋“三維數據采集—正向/逆向設計—切片工藝優化—多材料成型”全流程,滿足《機械創新設計》《增材制造技術》課程教學,以及全國大學生工程訓練綜合能力競賽等賽事備賽需求。
(三)工業機器人機電裝調實驗實訓室
1.核心配置:含4套機器人機械拆裝實訓工作站、工業機器人機械/電氣裝調維修虛擬仿真實訓與考評系統,配套《工業機器人拆裝與調試》課程資源包。
2.功能定位:培養機器人拆裝與維護技能,通過“虛實結合”模式,開展機械結構裝配、電氣系統調試、故障診斷等實訓,可服務機電一體化專業教學及企業在職人員技能培訓。
(四)先進制造實驗實訓室
1.核心配置:配備6套智能高速五軸數控機床,搭載華中848數控系統,具備智優曲面、工藝參數優化、機床健康保障等智能功能。
2.功能定位:開展高精度五軸加工與數控技術實訓,支撐《數控技術》《多軸精密加工》等課程,可模擬航空航天、精密模具等領域復雜零件加工,培養高端制造工藝優化能力。
(五)智能制造理實一體化實驗實訓室
1.核心配置:含8套智能制造單元理實一體化實訓平臺,配套MES系統、虛擬仿真軟件及《智能工廠導論》《智能產線運營與維護》課程資源包。
2.功能定位:實現數字孿生與產線虛擬調試,通過物理產線與虛擬系統雙向映射,開展智能產線裝調、運維、系統集成等實訓,解決傳統實訓中設備昂貴、危險系數高、教學難度大的問題。
(六)智能制造生產線
1.核心配置:由切削加工單元(3臺五軸加工中心、3臺數控車床等)、倉儲物流單元(立體料倉、AGV小車等)、打標單元(激光打標機、工業機器人)、產線總控單元(西門子S7-1500PLC、智能產線總控軟件)及安全防護系統組成,覆蓋全流程柔性生產。
2.功能定位:打造全流程智能制造示范線,實現“工藝驗證-程序優化-設備運維-生產調度-質量追溯-虛擬調試”全場景教學,可同時滿足中職、高職、本科及企業培訓的多層次需求,形成“課、證、賽、研、產”五位一體實訓基地。