時間:2022-06-13 03:48:40
序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇工業機器人培訓總結范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
隨著社會發展、科技進步,勞動力的成本不斷增加,企業對工業機器人技術及柔性生產線技術的需求越來越強烈,其標準化、模塊化、網絡化和智能化的程度也越來越高,并向著成套技術和裝備的方向發展,機器人技術是綜合了計算機、控制論、機構學、信息和傳感技術、人工智能、仿生學等多學科而形成的高新技術。機器人作為一種高技術含量的設備,在使用過程中,其設計、制造、安裝、調試、操作、維護等工作需要大量專業技術人員,隨著機器人應用的日益廣泛和裝機容量的直線上升,對這類技術人員的需求變得越來越迫切。
機器人作為高科技的產物,涉及工業設計、機械、電子、傳感器、計算機軟件、硬件、人機交互、人工智能等多門學科。為此根據遼寧地域特點并結合本院的實際資源情況,確立機電一體化技術專業以常用機電設備為基礎,以工業機器人及柔性生產線涉及的機械技術、自動化技術為主線的課程體系。
一、專業建設思路
作為高職院校,我院機電一體化技術專業實行“七三四”的辦學模式。七即“七對接”,即機電專業與裝配制造業對接,專業設置與職業崗位對接、課程標準與職業標準對接、專業課程體系載體與工業整體設備對接、具體課程載體與設備部件對接、課程內容與崗位任務對接、教學過程和生產過程對接;三即“三圍繞”,即學校圍繞市場轉、專業圍繞產業轉、人才培養圍繞企業轉;四即“四崗定位”,設置“崗位基礎知識+崗前技能訓練+選崗實習+頂崗實習”的“四崗定位”職業崗位導向課程培訓包。
二、課程模式
(一)將工業機器人技術與機電一體化技術專業有機結合,首先確立以機器人和柔性生產為載體的課程體系。
1.以機器人技術涉及的操作機和柔性生產線中的機械本體為載體,將各部分分解,確立機械技術學習鏈。
2.以機器人技術及涉及的控制器、伺服驅動系統和檢測傳感裝置為載體,以柔性生產線技術中涉及的可編程技術、變頻器、傳感器及觸摸屏為載體,將各部分分解,確立自動化技術學習鏈。
3.以機器人及柔性生產線為載體,對機械技術及自動化技術涉及的知識、能力、技術應用進行綜合的訓練和強化。
4.以機器人及柔性生產線為載體,完成整個機電一體化技術崗位所需職業能力的培訓,實現對機電設備的維護、維修、設備改造、升級、開發等各個崗位的技術應用能力的掌握。
(二)依據上述四崗定位原則配備課程訓練包。
技能訓練包1:崗位基礎知識訓練課程。
該培訓包課程主要進行機電一體化技術崗位基礎知識訓練;加強英語能力訓練及工業機器人應用技術所需的數學知識的積累及普及計算機操作的訓練。
技能訓練包2:崗前基礎型技能訓練。
該培訓包課程主要進行機電一體化技術崗前基本能力訓練;包括機械、電子、電氣基礎技能的學習和訓練。
技能訓練包3:定崗加強技能型訓練。
該培訓包課程主要針對機電一體化技術固定崗位的典型工作任務進行技能加強訓練。
技能訓練包4:校企合作課程――選崗實習及頂崗實習。
選崗實習課程安排:依托本地企業,圍繞市場,追蹤技術的更新發展,不斷調整、構建選崗實習課程體系,確立了以下四個選崗實習方向:工業機器人+機床維修技術綜合應用方向;氣動技術+機床維修技術綜合應用方向;可編程技術+機床維修技術綜合應用方向;單片機技術+機床維修技術綜合應用。
具體安排:每個工廠設置一名教學工程師,學院每個方向配備一名指導教師,在企業內部的廠中校內完成訓練任務;每周四天上午在企業學習工作,每周五布置任務在校內自主學習,指導教師每周五匯報總結。
參考文獻:
[1]張洪濤.機電一體化專業與課程體系的構建 [J].黑龍江科技信息,2011(25).
[2]周宇,陳一峰,張晶.高職院?!豆I機器人技術》課程教學改革的探索[J].武漢船舶職業技術學院學報,2012(1).
遼寧:感知工業力量
2016年6月3日,東北大學承辦的中國政府獎學金生“感知中國―工業力量”主題活動在沈陽舉行。本次活動選取了華晨寶馬汽車有限公司、沈陽遠大企業集團、沈陽新松機器人自動化股份有限公司3個先進制造企業,讓參與活動的留學生充分感受中國先進裝備制造和智能制造業的發展情況及趨勢,感知中國工業發展的力量。
東北大學、沈陽工業大學、沈陽理工大學、遼寧工業大學、遼寧科技大學、遼寧工程技術大學共6所大學來自26個國家的87名中國政府獎學金生參加了此次活動。
感知工業力量之創新
在沈陽新松機器人自動化股份有限公司,工作人員先為學生講解機器人發展歷程、趨勢及相關技術,并播放各種類型機器人作業視頻,然后帶學生去生產車間實地參觀。
通過講解和參觀,留學生們知道了新松公司是一家以機器人獨有技術為核心、致力于數字化智能高端裝備制造的高科技上市企業,隸屬中國科學院。公司的機器人產品線涵蓋工業機器人、潔凈(真空)機器人、移動機器人、特種機器人及智能服務機器人5大系列,其中工業機器人產品填補多項國內空白,創造了中國機器人產業發展史上88項第一;潔凈(真空)機器人多次打破國外技術壟斷與封鎖,大量替代進口;移動機器人產品綜合競爭優勢在國際上處于領先水平,被美國通用等眾多國際知名企業列為重點采購目標;特種機器人在國防重點領域得到批量應用。在高端智能裝備方面已形成智能物流、自動化成套裝備、潔凈裝備、激光技術裝備、軌道交通、節能環保裝備、能源裝備、特種裝備產業群組化發展。公司以近350億的市值成為沈陽最大的企業,是國際上機器人產品線最全廠商之一,也是國內機器人產業的領導企業。
東北大學越南留學生黎霸俊說:“我的專業是控制理論與控制工程,和機器人有著緊密的關系,所以我對這些講解非常感興趣,參觀過后對中國智能制造業有了新的認識,也對自己專業的就業前景有了切身的感知?!?/p>
感知工業力量之協同
華晨寶馬鐵西工廠位于遼寧省沈陽市經濟技術開發區,占地面積2.07平方公里。鐵西工廠擁有汽車制造的完整4大工藝,包括沖壓、車身、涂裝和總裝4大車間。留學生們參觀了主辦公樓、沖壓車間和車身車間,每20人一組,入場前必須穿著參觀服、佩戴防護鏡和耳麥,由專業的導游領入車間進行講解,考慮到有的留學生中文還不是很流利,寶馬公司還專門提供了英文組導游講解服務。
廠房采用自然通風,并利用地下水調節溫度,可以節約大量電力;全球領先的智能建筑管理系統,遍布廠房和辦公樓的逾萬個監控探測器進行24小時監測,系統可自動分析和調節能源使用狀態,工程人員會準備月度報告,對廠房能源使用情況進行分析和總結,以達到最理想的節能和環保效果。
沖壓車間是鐵西工廠生產過程的起點,工廠里需要的車身部件基本都產自這里。車間裝備了世界領先的萬噸級6序侍服驅動高速沖壓機。每個沖壓件都隨流水線接受電腦掃描檢查平整度,然后由質檢人員檢查孔數、變形和毛刺等,再經專門的質檢員做檢驗,確保精益求精。每50個沖壓件還要抽取1個進行更細致的全面檢測。
在車身車間,經過沖壓成型的鋼板被焊接在一起組成白車身,多達5000多個焊點確保了車身的堅固與安全。該車間主要亮點是高度自動化――擁有多達685臺機器人,自動化率達到95%。高度智能化――可實現多個車型并線生產,對工業電腦編程和機器人的要求非常高,同時可以提升生產效率,節省設備占用空間。極高的設備運行率――可達90%以上;車間內劃分為若干個生產部分,每一部分都有一套相對獨立的生產線和生產工藝,同時配有應急處理系統。
讓留學生最感興趣的是,作為世界頂級的高檔汽車制造商,華晨寶馬鐵西工廠擁有非常完備的員工培養體系。新來的一線生產員工,都要經過6周的脫產培訓,包括理論知識、實際操作和結業考核,在新員工通過考核,并確認可以勝任定崗的技能之后,才能上線工作。對需要掌握特別技能的業務骨干,通常都要送到德國總部進行培訓,少則一個月,長的可達半年甚至1年。此外,華晨寶馬還鼓勵員工掌握多種技能,即可以勝任生產線上各種工位的操作,所以對各種操作技能的培訓項目是常年進行的。在這樣的員工培訓機制下,有能力的人才會脫穎而出,剛參加工作的大學生經過勤奮學習,很快就能勝任段長的工作。華晨寶馬對其員工要求非常嚴格:要對寶馬品牌和產品充滿熱情,不斷成就高品質產品,積極進取,能夠靈活掌握工作形式和時間,最重要的是,需要具有推動華晨寶馬不斷邁向成功的激情。
寶馬公司先進的技術、專業的服務、龐大的生產線和2分鐘一輛汽車的生產速度讓留學生們非常震撼。優厚的福利待遇及專業的入職培訓都令他們非常向往,激起了他們在華就業的熱情。
感知工業力量之發展
沈陽遠大企業集團是多元化高科技非公有制企業,1993年成立以來,逐步發展為以智能建筑業、智能工業、智能農業、科技產業、金融商貿投資五大業務為支撐的大型企業集團。遠大集團在智能工業領域重點發展電梯制造、變頻與節能電機、風力發電、工業機器人、科技環保等。遠大電梯博林特公司的產品銷售服務網絡已覆蓋美國、澳大利亞、俄羅斯、墨西哥、英國、新加坡等130個國家和地區。目前擁有自主知識產權、自主品牌的博林特電梯,已經躋身全球電梯行業的領先行列。
留學生們參觀了遠大歷史館和兩個生產車間,了解了遠大的發展歷史、發展戰略和企業文化等。在生產車間,留學生們親眼目睹了電梯的生產過程,并與車間工作人員進行技術探討和交流,對中國企業的自身能力和技術創新有了直觀的感受。
參觀結束后還組織了活動交流會,6所高校的留學生代表都在會上發表了對本次活動及在中國留學的感想。他們親身體驗到了中國科技的發展速度和裝備制造業的強大,對他們日后的就業很有幫助。他們非常喜歡這樣的體驗形式,希望將來還能參加這樣的活動。
湖北:感知智慧襄陽
“感知中國―智慧襄陽”體驗行活動由武漢理工大學承辦,得到了湖北文理學院、湖北神譽機械制造集團有限公司、襄陽市百泰電力電子有限公司等單位的支持和參與。本次活動組織了來自華中科技大學、華中師范大學、武漢大學及武漢理工大學共90位中國政府獎學金生參加。
5月14日下午,全體異國學子參觀了湖北神譽機械制造集團有限公司、湖北神譽重工股份有限公司和襄陽百泰電力電子有限公司。他們參觀了汽車總裝流水線及全球第一臺自主研發的甘蔗整枝收割機。公司高管們詳細介紹了各自公司的歷史、產品、技術優勢及國際化營銷戰略。很多留學生希望在畢業后能將公司的業務拓展到他們各自的國家。
當晚,全體留學生參加了在湖北文理學院藝術廳里舉行的“感知中國―智慧襄陽”中外學生交流互動會。會上,中外學生同歌共舞,體驗了中國傳統的琴棋書畫和太極拳,湖北文理學院丁世學院長也積極參與到了游戲環節,會場氣氛熱烈,激發了留學生們對中國古箏、書法、太極拳的學習熱情。
5月15日上午,留學生們參加了在湖北文理學院報告廳舉行的“三國文化之源”的講座。講座圍繞三國成語故事展開,介紹了中國歷史文化中三國文化的起源和發展。講座后,同學們對劉備“三顧茅廬”的真誠所打動,為諸葛亮的才識和智謀所折服。留學生們還對三國文化發源地進行了實地考察,親身體驗了諸葛先生在12歲-27歲間生活和學習的處所,感受了中國歷史名人的智慧和淡泊明志、寧靜致遠的情操,對中國歷史和文化有了切身的體會。
北京:感知智造產業文化
5月27日-28日,由北京中醫藥大學國際學院承辦的“感知中國――智造產業文化探知”主題體驗活動在天津天士力集團和廊坊新奧集團舉行。來自16個國家的33名中國政府獎學金生參加了此次活動。
本次活動從參觀體驗天士力大健康展覽體驗館開始。留學生們了解了天士力集團的創建歷程、發展理念與規模,并且在自助健康檢測區、中醫健康養生體驗區親身體驗了大健康服務,加深了對大健康理念的理解。隨后,留學生們參觀了天士力交流展示中心、天士力星光大道及藥用植物園等景觀,用相機記錄下天士力集團為現代中醫藥國際化作出的貢獻,并對中醫藥現代化的發展嘖嘖贊嘆。
摘 要:本文介紹了理實一體化課程弧焊機器人操作與編程精品教材的開發與建設過程。教材開發與課程開發密不可分,教材與課程的開發都應基于企業崗位的需求與人才培養目標。精品教材的打造更是修訂與使用多次循環的結果。
關鍵詞 :理實一體化課程 弧焊機器人操作與編程 精品教材 課程開發 立體化資源
課 題:北京市職業院校教師素質提高工程·優秀青年骨干教師培養計劃項目資助。
一、開發理實一體化課程弧焊機器人操作與編程教材的必要性
大型焊接結構及新型結構材料的應用對焊接技術提出了很高的要求,反過來也促進了焊接技術與焊接工藝的發展,促進了焊接生產的機械化和自動化?;『笝C器人、點焊機器人、自動焊接生產線在我國制造業中應用越來越廣泛。雖然,國內關于機器人方面的專著、教材已經有很多,但普遍是偏向理論與研究,不能滿足實際操作與應用的需要,更沒有適合高職層次的以弧焊機器人操作與編程為主的教材。目前企業的弧焊機器人操作與編程人員的培養只能依靠各種機器人生產廠家的培訓或產品使用手冊,缺乏相關的系統學習與理論指導,因此,開發以操作為主,兼顧基本理論的高職弧焊機器人操作方面的教材是十分必要的。
二、教材開發方法與過程
該教材的開發以培養學生綜合素質為基礎,以職業能力為本位;以企業需求為基本依據,以就業為導向;適應企業技術發展,體現教學內容的先進性和前瞻性。
1.進行企業調研明確設置課程的必要性
在進行課程開發之前,我們針對北京在制造業中的焊接技術應用情況進行了企業調研,如航天一院211廠、航天二院699廠、航天二院283廠、北京中麗制機工程有限公司、北京地鐵車輛廠、北京重型電機廠等。通過對企業專家工人訪談,提取典型工作任務,分析崗位職業能力,按照人才培養目標、就業崗位要求,在課程體系中設置了旨在培養技能應用、職業素質及社會、方法能力的核心課程,如焊接結構生產、焊接方法與設備、弧焊機器人操作與編程等。
該課程的設置主要圍繞自動焊接中弧焊機器人的基本操作與編程內容。通過該課程學習,使學生掌握工業機器人的應用,如搬運、碼垛及弧焊機器人的自動焊接技術和焊接工藝知識和配套設備的使用能力。同時通過焊接工藝與自動化技術的系統學習,使學生具備理論基礎的應用能力,奠定可持續發展的基礎。
2.根據課程目標確定教學內容與教學項目
依據焊接技術及自動化專業對焊接機器人操作與編程高端技能型人才的培養目標要求,課程內容主要包含工業機器人的基本概念、分類及應用,弧焊機器人的基本操作與編程等。為實現理實一體化教學,教學項目的設計要基于工作過程。該課程共包含六個項目,每個項目包含1~2個工作任務,項目內容編排按照學習目標,知識準備、任務實施、教學評價、學后感言及思考與練習。實現以源于企業的真實工作任務為載體,以學生為主體,通過“教學訓做評”一體化教學,培養學生機器人操作與編程的能力;滿足現代制造企業機器人相關工作崗位對高端技能型人才的專業技術能力、職業素養和創新能力的培養要求。
3.立體化教學資源的開發與建設
為激發學生的學習興趣,加強學習效果,與該教材配套開發了多種立體化教學資源。如設備圖片,實時錄像及二、三維動畫,仿真軟件及網絡教學環境等。仿真訓練還可以提高設備安全性,使用離線編程軟件,進行計算機仿真操作,如機器人選型、機器人操作、機器人編程及典型焊接接頭的焊接仿真訓練,使學生在虛擬環境下完成機器人操作的基本訓練,以便在實際環境實訓時提高設備的安全性。以網絡教學平臺為學生提供自主學習之便,將課程資料如課程標準、技術資料、電子教案、多媒體課件、習題、自我檢測及課程問卷等全部上網,學生可以通過網絡實現自主學習。
三、教材特色
教材的編寫貫徹先進的教學理念,以技能訓練為主線,相關知識為支撐,重點培養學生的操作能力。教材特色與創新體現在以下幾個方面。
一是構建基于工作過程的教材體系結構,以學生為中心,實現理實一體化教學。該教材打破了傳統教材的章節體系結構,采用了更加適合于職業技能型人才培養的基于工作過程的項目和任務的內容體系結構。將學習任務及要求在“工作任務書”中進行描述;將完成任務必需的理論知識和操作方法在每一任務的“知識準備”中進行陳述;將教學組織和實施方法在“任務實施”中進行建議;將每一項目的教學效果在“教學評價”和“學后感言”中進行總結和反思;將新技術、新知識在“知識拓展”中進行介紹。這樣的教材體系結構便于實現以學生為中心,進行理實一體化教學,學生邊學邊練,通過學習可以掌握機器人弧焊崗位所要求的操作技能。
二是符合專業人才培養目標和課程標準,以真實工作任務為載體,循序漸進學習理論知識、掌握專業技能、培養職業素質,滿足企業對高端技術技能型人才的崗位需求。該教材經歷了從講義校本教材教材出版的積累和完善過程,以編者多年的企業經歷及對機器人焊接崗位人才要求的調研,以企業實際案例為基礎,依據該專業對弧焊機器人應用方面高端技術技能型人才的培養目標,廣泛征求了企業專家和同類學校教師的意見,以企業應用廣泛、銷量世界排名第一的ABB機器人為例,介紹其基本操作與編程方法,以達到觸類旁通的目的,在實際操作中學會工業機器人的基本理論。
從認識工業機器人、手動操縱機器人、工業機器人編程、典型接頭焊接與編程、工業機器人的離線編程等方面,由淺到深、由簡單到復雜、由局部到全部,使學生按照認知規律,理解工業機器人的結構和工作原理,掌握機器人操縱與編程的方法。項目內容涵蓋了工業機器人及弧焊應用的主要內容,每個任務在相關的理論知識陳述之后,安排學生動手操縱機器人,并使學生在掌握理論、提高技能的同時逐步建立規范的工作意識。
三是填補了國內高職層次弧焊機器人操作類教材的空白,提升了焊接技術及自動化專業畢業生的應用層次。該教材的出版填補了國內高職層次弧焊機器人操作教材的空白。學生通過學習可以掌握先進的機器人焊接技術,從而提升了畢業生的應用層次。
四是與企業技術人員共同開發,使教材的內容與使用更符合企業的崗位要求。
四、教材使用效果
作為專業核心課程教材,在學校2006級焊接技術及自動化專業學生作為講義使用;根據使用情況經過修訂編寫出校本教材在2007級和2008級學生中使用;經過再修訂于2011年4月正式出版,出版教材已作為學校2009級以后學生的教學用書。該教材在2013年經過遴選被評為北京市高等教育精品教材。
使用該教材進行教學,使學生在“做中學,學中做”, 將教、學、訓、做、評融于項目之中,達到理論與實踐一體化,課堂與實訓地點一體化,任務內容和工作內容一體化。學生經過學習,能夠熟練掌握弧焊機器人的操作與編程方法,將學生培養成走出校門就能滿足企業對弧焊機器人操作與編程人員的崗位需求。通過使用該教材進行教學,學校焊接技術及自動化專業的畢業生已在首都航天機械廠、北京中麗制機工程有限公司、北京地鐵車輛有限公司等企業從事機器人焊接崗位工作,為北京制造業輸送了掌握先進機器人焊接技術的高端技能型人才。
關鍵詞:機器人;計算機;教學
1、引言
隨著制造業和信息產業的迅速發展,機器人已在軍事、工業生產、救災、探險、醫療和教育等眾多領域內開始使用。未來機器人將在我們生活的各個方面扮演重要的角色,并大大提高人們的生活水平和質量。機器人的研究開發離不開計算機技術的應用,計算機是機器人的“大腦”,決定著機器人的智能水平,因此,在計算機的教學中,可以引入機器人來促進相關技術和知識的學習?;谶@種理念,本人組織研發團隊開發了一個智能機器人教學平臺,在我校開展面向大學生的智能機器人教學研究,以提高我校學生的計算機應用水平,并為培養出復合型創新性人才做出了一些探索。
2、計算機程序設計教學現狀
目前,國內外高校對計算機技術教學都比較重視,在所有高校的理工科大學生中都開展了計算機程序設計教學,程序設計課程在培養學生的邏輯思維能力和計算機應用能力方面取得了比較好的效果。但是,反思目前程序設計教學中存在的問題是必要的。由于大多數教學方案都是把重點放在程序設計語言與語法上,忽視程序設計的實際應用。在教學過程中,學生看不到具體的應用效果與價值,從而使得很多優秀的學生在學完計算機程序設計課程之后,還是不知道怎樣開展應用研究。
對于初學程序設計的大學生來說興趣是學習的動力,傳統的程序設計教學表現媒介一般有字符和圖形兩種,特別是C語言程序的教學,大部分教師采用的是字符的展現形式,初學者很難看到程序設計的應用效果,體驗成功的樂趣。引入智能機器人平臺開展計算機技術教學,使得程序轉化為機器人的思維和能力,學生在編寫完程序后,可以馬上看到效果,這將徹底改變目前的這種教學狀態。
目前,國內外有很多大學和科研機構及公司開發了各種各樣的教學機器人,有的是面向中小學信息教育的,一般是圖形化開發工具,學生學不到真正的機器人開發中必要的程序設計知識;有的是用專用的機器人開發套件,需要學習專門的技術才能掌握機器人的開發,不適合普及教育。而專門針對一般理工類大學生的程序設計教學的機器人比較少見,本項目中研究開發的智能機器人平臺主要用于高校計算機程序設計教學中,研究開發緊密結合教學實際,研究目標明確,是一種創新性的應用研究。
3、巡線機器人開發方案
盡管智能機器人可以有各種各樣的外表,但是,它們都有共同的特征,智能機器人擁有一個“大腦”,能夠像人類一樣進行“思考”,其核心是一臺嵌入到機器人上的計算機。目前,智能機器人還沒有一個統一的定義,大多數專家認為智能機器人至少要具備以下三個要素:一是感覺要素,用來認識外部環境狀態;二是運動要素,對外界環境做出反應性動作;三是思考要素,根據感覺要素所得到的信息,計算出采用什么樣的動作。智能機器人是具有感知、思維和行動功能的機器,它可獲取、處理和識別多種信息,自主地完成較為復雜的操作任務[1]。
在輔導學生參加全國大學生“飛思卡爾”杯智能汽車競賽的過程中,本人經過總結和完善,設計出了一個可適合于不同層次教學的巡線機器人教學方案。在該教學方案中有使用激光傳感器和電磁傳感器的兩種巡線機器人,可以自動識別專門制作的道路自由駕駛。本教學方案中開發的巡線機器人是一種自主型智能機器人,這種自主型機器人具有感知、處理、決策和執行等模塊,可以像一個自主的人一樣獨立地活動和處理問題,硬件上,這種具有一定智能的機器人需要有多種傳感器,功能強大的計算機和靈活精確的驅動系統[2]。
巡線機器人采用結構化設計,硬件和軟件模塊都按一定的規則定義好接口,使得初學者可以快速入門學習機器人的開發。巡線機器人系統結構可分為硬件和軟件兩大模塊,如圖 1所示。
圖 1 巡線機器人系統結構
在硬件設計方面,機器人的硬件實現模塊化設計,學生可以選擇不同的傳感器模塊組裝不同類型的機器人,對于電子類專業的學生,也可以由學生設計開發新的硬件模塊。軟件設計方面,在該機器人平臺上,編寫程序將有關的微控制器硬件接口封裝,降低學生學習程序設計的難度。
采用激光傳感器的巡線機器人通過光學反射原理來檢測識別道路,是一種視覺導航機器人[3]。激光傳感器發射管發射一定波長的激光,經地面反射到接收管。由于在黑色和白色道路上反射系數不同,黑色區域反色回的光線很少,而白色區域反射回足夠強的光線,接收管接收到的反射光強度不同,使得接收管兩端輸出電壓不同,從而可以將黑白路面區分開來,使得機器人可以識別貼有黑色引導線的白色道路。
采用電磁傳感器的巡線機器人,能夠識別道路定頻率的磁場。在道路引導線上(漆包線)通上一定頻率的的脈沖信號,導線中有變化的電流流過,從而在道路的周圍產生變化的磁場。電磁傳感器道路識別模塊能夠探測到這個變化的磁場,并將探測到的信號轉化為數字信號。
電源管理模塊為整個系統各個模塊提供所需要的電源,主要包含電機驅動電源、控制計算機供電電源、傳感器驅動電源等模塊??煽康碾娫捶桨甘钦麄€硬件電路穩定可靠運行的基礎。在設計電源模塊時標注好各個模塊連接線的功能和名稱,以方便組裝和調試機器人。
巡線機器人實時測量出自己的運行速度,才能實現閉環控制,達到精確的控制目的。測速傳感器一般可選成本比較低的霍爾傳感器和價格比較高的光電編碼器,霍爾傳感器是根據霍爾效應制作的一種磁場傳感器,價格低廉但一般精度比較低。光電編碼器是一種通過光電轉換將輸出軸上的機械幾何位移量轉換成脈沖或數字量的傳感器,其精度相對比較高,但價格也比較貴。在教學中,可由學生根據實際的精度要求來選定測速傳感器。
舵機用來控制巡線機器人的左右運動方向,直流電機用來驅動巡線機器人,控制前后運動,這兩種電機都可通過PWM脈寬調制信號的占空比來控制,一般的嵌入式計算機都具有輸出PWM脈寬調制信號的功能,所以比較容易得到電機控制信號。巡線機器人的舵機和驅動電機采用經典的PID控制算法。用函數封裝好PWM脈寬調制信號產生代碼和PID控制算法 的基本代碼,學習的學生只要簡單理解算法的思想和和函數參數的意義,便可參與巡線機器人控制程序的編寫。
4、分層教學方法研究
智能機器人的開發有一定的難度,涉及機械、電子、自動控制、計算機和傳感器等許多專業知識,一般需要組建跨學科的開發團隊來進行綜合的開發。對于不同專業和學習能力的學生,需要有不同的教學方法因材施教。
通過在計算機基礎、計算機程序設計、嵌入式開發和智能汽車競賽培訓等課程的教學實踐活動中,研究并總結出分層次教學方案。即在計算機教學中按三個不同層次,引入智能機器人教學的一系列創新性方法:
第一個層次,面向所有專業的學生,在大學一年級計算機概論課時,講解機器人原理,以及機器人與計算機技術的關系,通過視頻或現場演示機器人,提高學生對學習計算機和機器人等科學研究的興趣。并在相關學生科技活動中,演示原理簡單的巡線機器人,講解開發原理,激發學生對計算機技術的學習興趣。由于所面向的學生既有理工科的也有文科的,每個人的知識結構差異非常大,所以教學的重點在于講解機器人與計算機的關系,使得他們了解機器人技術和計算機技術的基本原理。
第二個層次,在計算機程序設計課程中,主要是《C程序設計》與《單片機和嵌入式系統開發》等課程中,設計一系列機器人編程開發實驗,學生在實驗課時可選擇一種實驗,體驗開發機器人的樂趣,加深學生對計算機技術的深入理解和體驗。學生在實驗中有更多和教師交流的機會,學習更加主動,并可以將自己的作品與同學進行交流比較。從而,吸引一批優秀的學生加入到機器人開發的教學和實驗項目中來。
第三個層次,組織學生參加相關的大學生機器人競賽,近年來,機器人競賽的教育價值逐漸得到人們的認可和重視,機器人競賽對學生的科學認識,科學探究以及科學態度都有積極的影響[4]。目前,已面向全校理工科學生,跨學科組建全國大學生智能汽車競賽團隊,在競賽培訓過程中,組織學生開發智能車(巡線機器人)的硬件和軟件模塊,提高他們的計算機嵌入式系統開發能力。這部分優秀的學生可以培養成具有扎實的自動化、電子和計算機等項目開發能力的復合型人才。
5、結束語
本文對在計算機教學中引入智能機器人的教學方法進行了探討和描述,在計算機程序設計課程中,用機器人來展現程序設計的魅力,取得了比較好的教學效果。同時,吸引一大批優秀的學生參與到相關項目開發和競賽中,機器人的制作與競賽涵蓋了電子、計算機、控制、模式識別、傳感技術、電氣及機械等多個學科,對培養學生的綜合工程開發能力、創新精神、實踐動手能力及團結協作精神均具有良好的促進作用。本教學項目的研究和實施,為培養有創新能力的復合型人才探索出了一條可行的道路。
參考文獻:
[1] 胡蓮君,宋弘.移動智能機器人避障規劃研究[J].四川理工學院學報,2008, 21(4):88-89.
[2] 朱孟強,盧博有等.基于ARM的智能機器人小車控制系統設計[J]. 微計算機信息,2008,24(5).
摘要:
采用帶電作業機器人代替人工作業,可有效避免高電壓、強電場傷害,大幅提高作業工效。與發達國家相比,國內在該領域研究起步較晚,因此借鑒國外經驗,探討和加快中國帶電作業機器人的研發與應用,有著重要而現實的意義。文章概述了配電帶電作業機器人的基本結構及主要功效,介紹了國內外帶電作業機器人的發展歷程、研發與應用情況,提出了中國下階段配電帶電作業機器人的研發與應用的重點方向。
關鍵詞:
帶電作業;機器人;配電網;先進技術
0引言
隨著機械、電子、計算機、傳感器、人工智能及仿生學等尖端領域技術的發展,機器人在各行各業得到日益廣泛的應用,如工業機器人、教育機器人、家政機器人、軍用機器人等。其中,在電力領域的主要應用有:在輸電領域以一定速度沿輸電線爬行,利用攜帶的傳感儀器實現線路定期巡檢的巡線機器人及利用附加除冰機構,自動清除輸電線路覆冰,減少斷線事故的除冰機器人。在變電領域,以自主或遙控方式對變電站內一次設備進行巡檢,及時發現設備熱缺陷和其他異常的變電站智能巡檢機器人。在配電領域,完成對隧道內溫度、煙霧、有毒氣體等環境信息檢測的電纜管道巡檢機器人。與上述電力領域機器人已進入實用化進程相比,中國配電帶電作業機器人起步于1999年的山東電網,目前應用面與實用化都很有限,與國外發達國家存在明顯差距。因此,結合中國國情,學習國外先進技術并加以借鑒和完善,努力打造具有中國特色的帶電作業機器人產業,對于推動配電作業自動化技術發展,實現中國制造2025的宏偉藍圖具有積極意義。
1作業機器人簡介
1.1基本結構
作業機器人從整體結構上主要有兩種形式:一種是操作人員在高空絕緣斗內,以控制手柄或主手控制器為媒介,對機器人進行高空作業控制的形式;另一種是操作人員位于地面控制室,通過高空機器人視覺系統完成遙控的形式,如圖1所示。操作人員在高空進行遙控,以絕緣斗為保護裝置,直觀明了觀察作業進展,減少操作難度,提高了作業效率,但未能使操作人員完全脫離電磁輻射和高空作業的危險;采用第二種作業方式,即操作人員在地面控制室,雖不能直接近距離觀察作業對象,影響作業效率,但該種方式下操作人員遠離高壓線,可避免高空跌落事故發生。雖然兩種機器人作業方式有所差異,但基本結構大體相同,均由以下部分構成:機器人作業平臺(機器人本體、機械臂絕緣子支撐)、工作平臺(絕緣斗/地面控制室)、折疊與伸縮絕緣壁、控制裝置、移動卡車等。
1.2主要功效
作業機器人的基本結構和功能決定了它具有如下功效:
1)改善作業環境:由于采用間接作業法,危險性降低,減少了觸電、高空墜落等危險事故的發生,使作業人員生命安全得到更有效的保障。
2)提升作業效率:通過機器人進行作業,工作人員數量減少,效率大幅提高,人工成本降低;同時作業面和作業頻次也可大幅提高。
3)降低作業難度:相比于人工作業時需合理把握精度要求、做到謹慎、仔細完成任務,使用作業機器人解放了作業人員,由機器人自主完成操作,作業難度大幅降低。
4)提高作業質量:采用機器人進行作業,控制力度合理、作業質量顯著提升。
5)提升客戶滿意度:停電事故減少,供電可靠性提升。
2國外發展歷程
早在20世紀80年代開始,日本、美國、加拿大、法國等許多國家就先后開展作業機器人的研究開發與應用。
2.1日本帶電作業機器人
20世紀80年代初,日本政府人口普查結果預示未來人口將逐步老齡化,勞動力不足日趨嚴峻。由此,日本掀起了一場自動化革命的熱潮。為使配電帶電作業更加安全高效又避免墜落等事故,九州電力株式會社(KEPCP)與安川機器人公司于1984年開展合作,研究配電帶電作業機器人。迄今為止,日本已成為當今配電帶電作業機器人開展最早、成果最為豐富、產業化應用最廣泛的國家。其主要經歷了3個階段:1
)第一階段(1984—1989年):第一代機器人—手動操作機器人PhaseI,采用主從控制。
2)第二階段(1990—1997年):第二代機器人—半自動機器人PhaseII。
3)第三階段(1997年至今):第三代機器人—全自主機器人PhaseIII。
表1給出了3代機器人的基本概況。第一代機器人以手動方式進行作業,采用兩個自由度機械臂設計,驅動方式主要采用電機驅動和液壓驅動兩種方式,如圖2所示。作業人員在高空絕緣斗內進行操作,同時觀察工作進展情況。該機器人參加作業工作時需至少3名工作人員,其中一人位于高空近距離控制機械手,另一人在地面通過遙控配合控制。最后,還需配備一名安全監督員。第二代機器人在第一代的基礎上增加了視覺定位系統、激光測距系統,工具自主更換,人機交互及語音識別功能,提高作業人員效率,因此稱為半自動化的帶電作業機器人,如圖3所示。通過機器人本體上安裝的高新攝像頭將畫面傳到地面操作室,工作人員在地面對機器人進行遠程操作,避免了直接接觸電壓、高空跌落等危險。另外,在人員配備方面需至少2名工作人員。一名位于地面控制室內通過主控顯示器操控機械手,另一名擔任安全監督員。第三代以全自動的方式進行作業,取消了控制室,僅需配備1名安全監督員在作業現場通過手持終端進行監督即可,使作業人員完全從生產力中解放出來。第三代機器人本體結構形式雖和第二代差不多,但智能程度大幅提升。搭載三維視覺系統,自動識別工作環境并通過人工智能完成判斷及操作;融合數據通信技術,立體視覺定位技術、計算機控制技術與模式識別技術等。做到作業前期自主定位、作業過程自主控制完成、作業結束自主檢查任務的質量并修正??偨Y日本機器人的發展史,其實在機器人進入實用化之前,很多日本學者普遍認為,相比于人工帶電作業,九州公司投資的作業機器人將和其他重型設備(電纜車、車載變壓器、車載發電機)一樣,因價格昂貴且維修成本高而不告而終。但事實證明,經過幾年的常規部署,通過效益分析,帶電作業機器人帶來的經濟收入逐年提高,遠超預期水平,如圖4所示。截至21世紀初,日本本土已有93臺機器人在開展帶電作業,根據歷史數據統計的不同年份帶電作業事故數如圖5所示。相比于傳統人工作業方式,機器人的普及,使帶電作業電擊事件急劇下降,九州公司6000多名一線配電工人的安全得到的相應保障。
2.2部分國家帶電作業機器人的研發
美國于1985年著手開始研究帶電作業機器人,其第一代產品采用操作人員在地面遙控的方式,單機械臂的主從控制機器人。僅裝有液壓驅動的機械臂,機械性能較差。目前,美國最新一代機器人在絕緣防護水平上有所突破,支持在極端惡劣的天氣下進行帶電作業。加拿大Hydro-Quebec研究所作業機器人機械臂也是液壓驅動的,作業形式與日本的第一代產品很相似,操作人員在安裝于升降機構末端的絕緣斗內進行遙控操作,該機器人的絕緣等級達到25kV。法國帶電作業機器人項目的研究是在20世紀90年代由法國電力公司(EDF)支持進行的,但受限于技術難題和科研經費有限,最終中途擱置。直到90年代末期,受到日本安川電機與九州電力株式會社的支持,歐洲綜合電機制造廠家Thomson-CSF著手開展研究,并順利完成了機器人樣機。西班牙在參照日本第二代帶電作業機器人的基礎上,于1994年完成各項研發,并可實現本國69kV及以下的帶電作業。該機器人安裝兩個6自由度機械臂,并配備有3自由度的輔助臂。
3中國帶電作業機器人的研況
在中國,許多供電企業都充分認識到機器人帶電作業重要性,對機器人的需求也愈發強烈。受限于諸多因素,中國研究起步相對較晚,才經歷短短10多年。1999年帶電作業機器人在國內首次立項,2002年研制出首臺自主創新作業機器人;2005年完成產品化樣機的研究,在山東濟寧和山西長治通過試用,具備電壓等級10kV以下,絕緣防護標準45kV,作業高度19m等作業要求。2012年,國家863計劃開展“公共安全與救援機器人”重點項目課題,對“面向電力帶電搶修作業機器人研究開發與應用”進行了立項研究。與日本相似,目前為止國內已開展了3代機器人的研究。
1)第一代機器人通過鍵盤簡單地控制機械臂運動,受限于技術約束,控制系統較為封閉,局限性大。
2)第二代機器人采用國產電機驅動方式,實現主從控制,可通過鍵盤或手持終端操作,在近距離作業操作時具備完成常規簡單自動操作任務。然而受自重限制,操作難度較高。
3)第三代機器人采用進口液壓驅動方式,具有多級絕緣防護措施,能完成斷線、接線、更換絕緣子等作業任務,這標志我國作業機器人已達到新高度。但該型號機械臂未安裝力反饋功能,造成作業人員無從感知作業力度并進行合理把控,無法進行較為精細復雜作業,且機械臂抖動問題也未能徹底解決。圖6所示為第三代國產作業機器人。
4中國帶電作業機器人應重點考慮的問題
近期工信部、發改委、財政部聯合印發《機器人產業“十三五”發展規劃》,引導中國機器人產業快速健康可持續發展。面對機遇與挑戰,借鑒國外經驗,下一步中國帶電作業機器人的研發與應用應重點加強以下方面的工作。
4.1強化機器人領域創新能力
加強與其他機器人共性關鍵技術研究,充分利用和整合現有科技資源與研發力量,組建面向電力系統的機器人創新中心,打造企業產學研用緊密結合的協同創新載體,重點圍繞人工智能、感知與識別、機構與驅動、控制與交互等方面開展研究。同時,應強化國際交流合作,培養不停電作業機器人研發設計人才。
4.2合理控制制造成本
開展作業機器人研發時,應合理考慮價格影響。研發機構在不改變原有功能特點的情況下,通過改進和研發新材料、新技術降低生產成本。只有適應于現場作業,價格適中并加以實用化,帶電作業機器人才能發揮其真正的安全和效益。
4.3更可靠的絕緣安全防護
考慮到作業對象是帶電的高壓線路或設備,帶電作業機器人應具備即使在操作失誤或機器人發生一些故障時,也要有足夠的防護措施以保證電網和操作人員的絕對安全。此外,還要針對不同惡劣氣候,如潮濕、暴雨等情況時,其絕緣防護水平也不被破壞,或者造成隱患。
4.4作業工具系列化
帶電作業任務普遍存在作業種類多、作業對象多變等特點。因此,應積極開展帶電作業機器人專業工器具的研究,設計出適合機器人攜帶,便于完成相應動作的系列作業工具。使得更換機械臂末端的終端專業工器具具備快換功能、可轉變作業任務,做到一機多用。從而提高使用效率,減低使用成本,滿足機器人產業應用需求。
4.5加強機器人技術標準體系建設
現階段沒有明確、統一的技術標準。因此,應研究制定帶電作業機器人的技術標準,如機器人通用技術標準、機器人本體電磁兼容要求和試驗方法標準等,以利于帶電作業機器人的發展。此外,應重點培養一支具備高水平作業技術的骨干人才隊伍,突破機器人通用控制軟件平臺,實現良好的人機交互。運用現代虛擬技術,模擬真實場景,開展仿真培訓,提高從業人員技能。
5結語
配電帶電作業是當前提高供電可靠性的最有效、最直接的方法,發展帶電作業機器人成為各國研究的熱點。“十三五”期間將是中國機器人產業發展的關鍵時期,把握國際機器人產業發展趨勢,汲取他國先進經驗,促進具有中國特色的作業機器人發展成為下一步開展不停電作業的研發重點。向科技要效率,改善作業人員工作環境,提高供電可靠性,配電帶電作業機器人取代傳統的人工作業方式將成為一種必然。
參考文獻:
[1]張運儲,梁自澤,譚民.架空電力線路巡線機器人的研究綜述[J].機器人,2004,26(5):467-473.
[2]王耀南,魏書寧,印峰,等.輸電線路除冰機器人關鍵技術綜述[J].機械工程學報,2011,47(23):30-38.
[3]周立輝,孫永生,孫勇,等.智能變電站巡檢機器人研制及應用[J].電力系統自動化,2011,35(19):85-88.
[4]鄭盼龍,遲冬祥.電力系統中機器人的研究現狀與展望[J].上海電機學院學報,2013,16(6):347-353.
[5]姜蕓,付莊.一種小型電纜隧道檢測機器人設計[J].華東電力,2009,37(1):95-97.
[6]劉建偉,周婭,黃祖欽,等.高壓輸電線路除冰技術綜述[J].機械設計與制造,2012,(5):285-287.
[7]魯守銀,錢慶林,張斌,等.變電站設備巡檢機器人的研制[J].電力系統自動化,2006,30(13):94-98.
[8]方向暉.國外配電線路帶電作業的先進經驗及其啟示[J].浙江電力,2002,(6):53-55.
[9]李天友.配電不停電作業技術發展綜述[J].供用電,2015,32(5):6-10.
[10]李航,宋春華,羅勝彬,等.機器人的研究現狀及其發展趨勢[J].微特電機,2013,41(4):49-57.
關鍵詞:自主創新能力 科技訓練 體系構建 大學生
中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2016)08(c)-0144-04
System Construction of Technology Training for Undergraduate With the Core of Independent Innovation Ability
Liu Baojun Lu Manhuai Zhang Zhibin Wu Deqiang Yu Chuhong
(Zhongshan College,University of Electronic Science and Technology of China,Zhongshan Guangdong,528402,China)
Abstract:Constructing the system of technology training for undergraduates with the core of independent innovation ability is a project of systematic education.The idea of system construction is proposed, independent and open technology inncvation base is built and meanwhile a variety of educational robot devices are possessed,the procedure of ability training and cultivation is improved,undergraduate technology association and guiding teacher team are both enhanced,and then the training system which consists of multiple steps and grades of “basic engineering,special training,integrated practice and independent innovation” is formed.Excellent progress in series of national technology competition and innovation and undertaking are made by undergraduates.It is proved that thesystemhas a considerable effect.
Key Words:Independent innovation ability;Technology training;System construction;Undergraduate
科技活郵橋嘌和提高大學生創新和實踐水平、能力以及自身素質的一種有效途徑;積極開展大學生科技創新實踐活動,加強和培養大學生的創新精神和實踐能力,是高等學校面臨的緊迫而重要的任務[1]。因而,構建有效的大學生科技創新能力訓練體系對大學生的創新能力和應用能力培養可以起到良好訓練作用,其重要性和必要性毋庸置疑。顯然,以自主創新能力為核心,如何構建行之有效的大學生科技創新訓練體系,保證訓練效果、擴大學生的受益面和受益程度是一項系統性的教育工程,也正是該課題的研究重點。該課題的主要工作所涵蓋的內容有:創新理念、建設自主、開放的科技創新實踐基地,科技創新能力訓練培養全過程的細化和完善,學生科技協會良好的組織管理和基礎培訓能力提高,項目指導教師團隊的創新訓練指導能力提升,形成有效的訓練體系等。
1 創新理念,建立自主、開放型科技創新實踐基地
基于該課題所依托的機電類學科,建設好機電科技創新實踐基地,開展大學生科技創新訓練的理念是:為大學生提供一個不同于日常教學和普通實驗室的培養時空,建立一個自我、開放性的創新活動場所,大學生在這里可以開展各類設計、訓練和制作活動,訓練工程實踐能力、創新能力甚至一定的管理能力,實現創新的思維和夢想,最終成為具有創新能力的應用型工程人才;而教師在這里主要起引導者、輔導者或指導者的作用,甚至只是協作者的角色[2]。
此前的機電創新實踐基地雖然具備了雛形,但是卻依賴于在現有的各實驗室擠騰出來的十分狹小的空間。不僅面積小,而且會受到學生日常實驗教學的時間擠壓,這對科技創新訓練體系的建設形成了空間和時間兩方面的硬件環境約束,既不利于良好地實施現有的創新訓練項目的培訓,更不可能拓展新的創新訓練項目。相對于擁有每年300多名新會員的學生機電科技協會而言,要開展一些基礎性的工程能力訓練更是無法滿足要求。伴隨學校近年來教學和實驗硬件條件的改造升級,該項目也在學校和二級學院的支持下為機電科技創新實踐基地增加了較大的訓練場地和活動空間。
與此同時,為更好開展創新訓練,該課題積極利用該校機械專業作為省專業綜合改革試點項目的資源,添置一系列新的創新訓練設備,如:工程機器人訓練套件、水中機器人訓練設備以及示波器、信號發生器等多種電子測試設備等,如此便可以開設更多的基礎性、專項性和綜合性訓練項目,為更好訓練創新思維提供了更充分的硬件設備條件。
2 完善大學生科技創新能力訓練培養過程
經過多年來探索和建設,為了能將學生持續地吸引到創新實踐活動中來、并上升到自主創新的高度,實現“全過程、階梯式”的能力培養,大學生科技創新訓練體系逐漸得以構建和完善,主要包括四個階段的內容:基礎工程實踐(BE)、專項強化實踐(ST)、綜合訓練實踐(IP)和自主創新實踐(II)。各階段的培養目標、實踐形式和主體對象如表1所示。
2.1 基礎工程(Basic Engineering,簡寫為BE)實踐
該實踐主要面向大一年級學生,以基本機械結構設計、工程結構組成、單元電路設計實現、簡單系統的自主創意以及創新意識的培養為訓練重點,因而系統設計和構造的難度不宜太大,重點在于激發學生開展自主創意、享受創造的樂趣。實踐內容采用可自由組合重構、裝配的模塊式套件為工程實踐對象,易于低年級學生動手實踐,目的在于對大學新生創新意識的激發和基礎工程訓練。
該階段在教師的引導下由學生機電科技協會以組織會員開展基礎性的科技訓練活動的形式來實施,由協會理事(高年級的技術骨干擔任)對新會員進行基礎培訓,并開展各類不同主題的基礎競賽活動,培養學生的基礎設計和實踐能力,初步激發大學生的科技創新意識和精神。
該實踐階段現在主要以校內訓練和競賽來拉動學生的積極性,目前機電科協每年招新生約300人,校內競賽包括基礎的雙足行走機器人機構設計競賽、基礎電路設計競賽和先進制圖技術比賽等[3]。以雙足行走機器人機構設計競賽為例,目前每年上百支隊伍參賽,全校理工類二級學院均有隊伍參加該比賽,而在機電學院學生覆蓋面達60%以上,有較高的普及率和學生受益面。
2.2 專項強化(Specific Training,簡寫為ST)實踐
專項強化實踐主要面對已完成基礎工程實踐的大二年級學生,旨在培訓學生的復雜機械結構設計能力、綜合電路設計能力、單片機編程與控制、完整項目開發流程、專項創新能力等,屬于能力提高和專項強化階段。該階段主要以強調專項技術能力為主的校內競賽項目為設計和實踐主題。各項目要實現的主題雖有競賽規則約束,但其設計實現方法卻是完全自主的,因而要求作品具有一定的創新性,才能在對抗和比賽中處于優勢地位。
這一階段教師和機電科技學會是共同組織者,教師是輔導者的角色,在教師指導下通過科協向學生提出相應的學習和設計實踐內容。學生自由組合成機械結構設計小組、電路設計小組、軟件控制技術小組、信息及綜合創新小組等,教師定時組學生進行各種技術實現方法的研討,如:具體的機械設計方法、電路設計方案、軟件編程方法等方面共同討論以訓練創新思維,通過不斷設計和制作實踐訓練來逐步提高單項的設計能力。
該階段主要通過舉辦以強化專項能力、訓練基本的創新能力為主的校內競賽來進行推動,例如:循跡機器人競賽、以機械機構創新為主的機械電子創新設計比賽,以及一些專項技術設計比賽(如:機械鎖止機構設計大賽等),分別著重于電路設計與單片機編程技術、機械結構設計與制作能力等。由于有競賽規則約束,參賽學生自然開動腦筋,想出各種奇異的創新主意,來實現自己的作品。該階段的主要任務目標是為下一階段即綜合訓練階段選拔參加省級或國家級學生科技競賽而培訓各相應專項能力優秀的候選隊員隊伍。
該項目旨在通過不同項目、發掘個人技術特長來保持和增強大學生對科技訓練的投入和興趣,養成自主學習、獨立思考、發現問題和解決問題能力的良好習慣,真正融入這一重要的創新能力訓練階段。
2.3 綜合訓練(Integrated Practice,簡寫為IP)實踐
綜合實踐階段主要面對已完成專項強化實踐的大三年級的優秀學生和部分特別優秀的大二年級學生,主體是經過選拔而產生的參加省或全國性學科競賽的學生隊員,旨在訓練這些學生的綜合技術能力、靈活應變能力、交流溝通能力以及團隊合作精神等。
該階段主要以省或全國性比賽項目為實踐訓練的主題,項目指導教師團隊針對大賽的項目主題,將隊員分成不同的設計制作小組,如:機器人項目就設立了相應的高級訓練小組,如:機電系統綜合訓練組、電路軟件綜合訓練設計組、項目管理訓練組、可靠性測試組等多個小組,在不同的項目指導教師團隊的指導下進行詳細的設計與制作實踐訓練以及參賽。
該階段面對主要的學科競賽包括中國機器人大賽、全國大學生機械創新設計大賽、“三菱杯”大學生自動化應用創新設計大賽、全國大學生先進成圖技術創新大賽、全國節能減排科技競賽等全國性和相關的省級學生科技競賽。
這一階段教師團隊是組織者和指導者,定時組織學生進行技術實現方法的研討和階段性總結,在具體的設計方案、競賽策略等方面共同討論,既可以提高大學生的技術綜合能力,也可以更好訓練其綜合創新實踐能力和精神,尋找創新點和最佳方案;技術優勢和創新互相借鑒,形成技術戰斗力的團隊集成和綜合創新。
2.4 自主創新(Independent Innovation,簡寫為II)實踐
該階段主要面向技術能力強和自我創新意識好的學生,屬于學生實踐能力的高級培養階段,以學生自我創新為核心,學生根據自己的觀察和思考進行自我命題,既可申請各級創新創業項目,實現自己所想攻克的技術難題或者開展個人的發明創造,項目構思、設計、實施和完善的所有內容都要靠自己來完成;進度要靠自己掌控;學生也可以承接企業項目或產品開發等;或者利用個人技術特長開展自主創業,提前規劃和實施未來的人生發展前景。
這是“自我創新”階段,學生主要利用課余時間在創新實踐基地開展自主的設計和制作來實踐自己的夢想,在這一階段教師只是協作者或協助者,為學生提供一些技術發展趨勢方面的信息和建議,而學生才是實際的決策者和實現者。創新實踐基地開放的設備和空間為學生提供了相當有利的環境。
3 改善學生科技協會的組織結構,提升其基礎培訓能力
機電學生科技協會擔負著招收新會員、對新會員進行基礎性的工程能力訓練,并組織相應的科技類競賽活動。協會組織定期選拔技術骨干擔任協會理事,為新生進行基礎性工程實踐能力培訓,以培養新會員的基本實踐應用能力和激發創新意識為核心目標,以培養會員成為省級和全國性比賽的后備技術人才為任務,對有興趣的新生進行為期一年的教學培訓。
此前協會每年新會員眾多,大一新會員普遍認為經過培訓受益良多。但由于學校授權和資助的項目總數有限,加之以項目經費、制作費用、場地和人數的限制,因而經過層層選拔后,最終能參加省級和全國性大賽的人數就受到限制;同時,部分已獲得一些獎項的同學因進取心不足、奉獻精神不夠等原因,在高年級階段不愿意再辛苦參加科技比賽;與此同時,協會的理事逐漸由大二年級會員擔任,對高年級會員產生了擠出效應。所有這些,都給科協的人力資源構成、培訓質量、參加全國大賽的成績形成了不利影響。
該項目實施后,通過改善科協的理事會員的配備結構,加大高年級會員的比例,有力提升了其基礎培訓能力,培訓的項目、內容和質量也得到較大改善。
4 強化項目指導教師團隊建設
由于多年的努力,以機電創新為特色的學生科技競賽活動取得了顯著成效。這既于學生機電科協的宣傳發動和基礎培訓有關,也更與相應參加到大學生科技訓練體系的項目指導教師團隊有關。以機電創新為特色,目前已形成機器人競賽項目指導教師團隊、機械創新設計競賽項目指導教師團隊、PLC自動化應用競賽項目指導教師團隊、先進制圖技術項目指導教師團隊、物聯網技術競賽項目指導教師團隊等10多個教師指導團隊,每個團隊由3~6名教師組成,并設立了主教練負責制,從而保證了良好的項目指導水平。在主教練的帶領下,一大批中青年教師迅速成長,其教研水平、指導能力都得到了顯著提高,項目指導團隊日益強大,對學生的創新能力指導也將更加富有成效。
5 Y語
建設自主、開放型的科技創新實踐基地,形成“基礎工程、專項強化、綜合訓練、自主創新”的“多階段、全過程、階梯式”訓練和培養過程,并加強學生機電科協和指導教師團隊建設,這一有理念、有體系、有內容、有團隊的以自主創新能力為核心的大學生科技創新訓練體系已經取得了顯著成效。在此基礎上,最近3年來機電科協的大學生又在機器人、先進成圖和PLC三菱杯自動化大賽上取得12項全國性一等獎(5項冠軍),6個學生項目先后入選廣東省攀登計劃和省級、全國大學生創新創業訓練項目,更有不少機器人隊員在畢業前后創建了機器人教育培訓機構或者創業開展各類工業機器人的研發,展現了良好的自主創新能力,這些都是該課題優秀建設成效的鮮明例證。
參考文獻
[1] 王世山.大學生課外科技創新活動的實踐[C]//第五屆全國高校電氣工程及其自動化專業教學改革研討會論文集(2).2008:552-5560.
2018年以來,我局認真貫徹落實溫州市發改委和××市委市政府的工作部署,緊緊圍繞××市委“加快融合發展,打造至美××”的戰略目標,以十大責任捆綁攻堅行動為主載體,盯引大項目、打造大平臺、營造大環境、保障大民生,各項工作亮點紛呈。現就2018年工作總結和2019年工作思路做如下匯報:
一、2018年工作總結
(一)狠抓項目謀發展,有效投資穩步增長。
一是投資結構逐步優化。2018年1-12月,我市實際固定資產投資完成392.36億元,增長18.57%,超額完成年度任務。投資結構中,工業投資增長36.55%,增速高于目標增速;服務業投資、交通投資、民間投資分別增長16.16%、24.1%、12.61%;生態環境和公共基礎設施投資因大型城市配套設施項目建設基本完工并投入使用,增長27.85%,增速大幅提高。二是省市重點項目完成較好。去年我市本級重點建設項目完成投資210億元,完成年度投資計劃的118%,續建類項目完成率達122%,66個項目實現開工,開工率達到115.8%。其中,45個溫州市重點項目完成投資73.9億元,完成率148.9%,已提前完成全年任務;14個省重點項目完成投資12.7億元,完成率112.6%,超序時進度12.6個百分點。全省擴大有效投資重大項目集中開工儀式溫州分會場在我市濱海高新產業園區成功舉行,我市13個項目參加開工儀式,項目數量和投資額均居溫州各縣(市、區)第一位。四批次集中開工活動大大推動了我市項目開工建設進度,全市57個開工類項目已開工54個,開工率95%。三是項目謀劃積極推進。精心謀劃2019年全市重點項目,初步梳理項目358個,其中續建類109個,開工類59個,爭取開工類70個,研究類120個,項目數量和質量都有大幅提升。包裝3個項目申報列入今年省重大產業項目,同時謀劃一批后備項目。
(二)創新重大項目閉環機制,項目盯引成效凸顯。
出臺《××市重大產業項目推進工作指引》,創新建立重大項目全過程閉環機制,實行項目謀劃全方位指引、全過程跟蹤督考,有效推進“省市縣長項目工程”落地,得到馮飛常務副省長和陳偉俊書記的批示肯定。一在前期謀劃上,建立重大項目“靶向招商地圖”。盯引了投資超20億元的瑞立、瑞明等兩個汽車零部件產業項目,總投資24億元的華峰溫商回歸項目成為溫州“首個列入、首個落地”的省重點盯引清單項目,聚焦打造汽車高端部件及新能源汽車千億產業集群、“數字經濟強省”的××板塊、工業機器人全產業鏈。二在中期盯引上,建立重大項目“三級捆綁機制”。實行書記市長領銜盯,鎮委書記、鎮局長具體盯,營商專員跟蹤盯等專項工作機制,確保各大項目落到實處。2018年謀劃書記市長項目21個、鎮委書記和鎮(局)長項目71個,
9個列入溫州市縣長項目,其中5個列入省“152”項目清單,9個溫州市縣長項目中,已開工建設項目6個,另外3個項目在2019年上半年爭取落地。三在后期落地上,建立重大項目“集成服務機制”。具體是打造“最多跑一次”升級版,以“最多跑一次”改革為統領,聯動推行“標準地+”改革、營商專員保姆式服務、政府購買服務代辦、投資負面清單管理、涉企執法備案等集成服務,推出“親清聯系卡”,企業投資工業類項目實現“開工審批7天、竣工驗收30天”。還制定出臺了《××市重大產業項目推進工作指引》,建立市級項目前期庫,明確項目從謀劃到落地的全方位指引,將重大產業項目謀劃和前期推進工作以高權重列入綜合考績,實行全過程跟蹤督考。
(三)全力推進產業轉型,新興產業培育取得實效。
一是著力構建“萬千”大平臺。依托濱海高新產業園,通過出城入園模式“裂變一批”,產業鏈招商模式“招引一批”,落地全產業鏈項目3000多畝,落地項目32個,其中5個超20億元項目、9個超100畝項目,將成為××產業高端化發展的主引擎。二是新興產業培育加快提速。圍繞構建“高端汽車部件及新能源汽車+新材料+數字經濟+工業機器人”的產業集群,在20億、50億級重大產業項目上求突破。率溫州率全市之先開展數字經濟課題研究,制定數字經濟五年倍增計劃,視客控股成為國內VR龍頭企業,引入七大數字經濟項目。加快丁山二期新材料產業園建設,推動新材料產業集聚發展。發展工業機器人產業,海尚機器人關節減速機技術國際領先、金石機器人項目獲行業最高金球獎、綠歐工業機器人本體制造項目落地開工,特種消防機器人等一批項目正在對接,有望打造成為××戰新產業新集群。三是現代服務業加快發展。第三季度,我市服務業實現增加值350.98億元,同比增長9.4%,比全市地區生產總值、第二產業分別高1.4、2.5個百分點,拉動GDP增長4.7個百分點,貢獻率達58.4%,三次產業的比重由去年同期的2.6∶45.2∶52.2調整為2.5∶42.3∶55.2,完成服務業投資233.7億元,同比增長9.6%,占全部固定資產投資比重的84.9%,服務業實現稅收45.51億元,占全市稅收總收入的50.2%,服務業已成為我市經濟增長的主力軍。智慧物流發展勢頭良好,世界500強普洛斯現代物流園投入使用、韓國SK易瑞物流項目完成供地,易達公用型保稅倉獲批,阿里巴巴500畝菜鳥物流園區項目前期有序推進。前三季度服務業增加值增長9.4%,占GDP的比重達到了55.2%,比上年同期提高了3.1個百分點。去年1-11月,我市47家其他營利業企業完成額14.6億元,增速24.3%。四是能源結構進一步調整優化?!痢凉I固廢與污泥無害化處置及資源化利用項目、生活垃圾焚燒發電廠改擴建工程建成并投運;華峰熱電聯產項目進展順利,預計年底完工;江南新區泛能網項目完成征地年內將完成招拍掛;××海上風電項目正在積極對接規劃調整工作。2018年累計完成淘汰改造80臺,超額完成省能源局下達的年度目標任務;地面光伏項目與分布式光伏項目有序推進,新增屋頂光伏裝機約0.75萬千瓦,家庭屋頂光伏1600余戶、裝機容量0.35萬千瓦,圓滿完成省、溫州市民生實事任務目標。
(四)深化體制機制改革,發展內生動力不斷增強。
一是特色小鎮建設再上新臺階。圍繞打造溫州華商綜合發展試驗區和區域進口商品集散中心“橋頭堡”,基本形成“一園兩區三平臺”主體框架,先后招引落地超億元項目8個,集聚知名品牌21家,累計完成投資18億元。小鎮跨境貿易成果豐碩,華商回流總部集聚效應明顯,服務配套功能日趨完善,僑貿進口商品展銷中心、僑貿國際進口商品中心、盛明進口商品精品超市等三大進口商貿中心成功入駐,甌貿通、賽伯樂、豬八戒、新聯等四大外貿平臺全面投運,全產業鏈融合發展新模式全面開啟。特色裝備小鎮、汽配智造小鎮2個溫州市級小鎮創建工作進展順利,積極謀劃××本級特色小鎮7個,省級、溫州、××組團梯隊發展格局逐漸形成。二是小城市培育工作有序推進。塘下、馬嶼小城市培育工作順利通過省檢查組考核驗收,馬嶼鎮獲得補助資金2500萬元,塘下鎮獲得獎勵資金380萬元。三是“最多跑一次”跑出新速度。重點圍繞審批制度改革和審批服務質量評價工作,順利完成浙江政務服務網3.0版和審批監管平臺2.0+版“雙升級”上線運行,實現“三個百分之百”。落實企業投資“開工前100天”工作和溫州工程建設項目審批管理系統上線工作并逐步進入常態化運行。在一窗受理、集中服務模式的基礎上,引入“無差別全科受理”審批模式,進一步優化了企業投資項目代辦制,得到廣大群眾企業一致認可。今年以來,共審批類各類批件390件,其中辦結企業投資備案116個,投資總額達
197億元,審查、審批政府投資項目立項類和可行性研究報告類項目195
件,總投資額166億元,按時辦結率100%,審批窗口也獲市優秀審批窗口流動紅旗。四是醫共體改革彰顯成效。成功列入省首批縣域醫共體改革試點,率全省之先創新實施“向使用環節要空間”的醫療服務價格調整改革,調價體量居全省各縣(市)之首,得到副省長成岳沖、副省長,溫州市委書記陳偉俊肯定。通過實施首輪方案,共騰出空間7789萬元,上調醫療服務價格6197萬元,將增加醫院收益3375萬元,降低群眾醫療費用1592萬元。
(五)深化區域發展協作,各項工作扎實推進。
一是積極對接長三角協作。成功與上海安亭簽訂安亭·××協同創新發展戰略合作協議,促成國家機動車產品質量監督檢驗中心(上海)與××質檢院進行深度合作,謀劃共建安亭·××汽車及關鍵零部件“飛地創新港”。二是精準對接東西部扶貧協作。突出產業合作,引導民營企業在阿壩縣成立2家旅游公司,包裝設計4條旅游產品線路,2018年以來已出團9批次300余人次,得到省市援建指揮部充分肯定。強化資金支援。今年共安排落實東西部扶貧協作、對口支援、對口合作資金2500多萬元,其中阿壩縣2200多萬元,重慶涪陵區南沱鎮259萬元,新疆拜城縣幫扶資金75萬元。突出勞務協作和人才支援,9月份在阿壩舉行××-阿壩貧困人員就業招聘會,達成初步就業意向人員150多人,來××就業人員40多名。在阿壩舉辦了貧困人員、村干部和致富帶頭人培訓,參加培訓人員約100人次。各項任務基本完成。三是鄉村振興(西部休閑產業)建設全力推進。編制完成了《××市西部生態休閑產業帶建設規劃》和《行動計劃》,全市計劃安排生態西部休閑產業帶實施項目73個,計劃總投資160多億元,年度計劃30多億元,其中列入溫州市考核項目18個,計劃總投資4.68億元,累計完成5.12億元,超計劃完成任務。截至10月份,我市共完成工商資本下鄉(助推鄉村振興戰略)40多億元,完成計劃的200%,暫列溫州各縣(市)區第二名。
(六)不斷夯實物價工作,民生工作穩中有升。
一是完成2017年度行政事業性收費公示報告制度。深化實行一年一度的行政事業性收費公示報告制度,按時完成了70家單位的行政事業性收費執行情況報告工作。二是加強價格規范管理。調整××市公立醫院首輪醫療服務價格、××至北龍航線客運票價,核定江南鄰里佳園公租房和范大橋騰退房租金標準、電信等三個停車場停車收費標準和景祥園等六個小區前期物業服務收費標準,完善《××市機動車停放服務收費管理暫行辦法》,有效規范市區機動車停放收費行為。三是強化價格監督執法。進一步暢通價格服務渠道,及時妥善處理各類價格咨詢、投訴388件,其中12345市長交辦件359件,12358平臺受理投訴舉報29件,立案查處1件,按時回復率100%。加大房地產市場日常巡查,深入落實溫州市房地產調控有關政策,2018年共檢查新樓盤21個,確保新售樓盤明碼標價到位;同時,糾正了一家房地產企業的違規銷售行為,退還消費者銷售款5000多萬元。開展公共停車場收費檢查,出動51人次對市區15處市區公用停車場及道路咪表停車進行了收費檢查,有效規范了停車收費行為。
二、2019年工作思路
2019年是“十三五”規劃實施的沖刺之年,我局將緊盯各項考核目標,克難攻堅、狠抓落實,奮力沖刺四季度、科學謀劃2019年,實現發改工作謀劃更精準、協調更高效、落實更有力。
(一)加強宏觀經濟分析,提升科學謀劃水平。
一是加強對宏觀經濟運行分析,及時掌握全市經濟社會的發展態勢,研究對策當好市委市政府的參謀助手;加強經濟運行監測,做好省經濟運行網上監測問卷調查任務。二是開展“十四五”規劃前期課題研究,著重分析××市經濟社會中長期發展的前瞻性、全局性、綜合性問題,為“十四五”規劃編制奠定基礎。三是開展重大課題研究。圍繞××市委、市政府重要決策部署,立足××全局發展,開展推進一批重大問題和重大課題研究。
(二)優化投資結構,加快重大項目建設。
一是堅持目標導向,緊盯投資結構。深挖潛力,加快濱海高新產業園新開工項目進度,加快項目進度和土地款補繳入庫,努力完成高新技術、交通、生態環境和公共設施投資年度目標。積極向上對接,將實際已完成投資額逐步入庫,確保完成全年民間投資和服務業投資任務。二是堅持問題導向,緊盯投資進度。強化與財政、國土等部門的深度對接研究工作,逐個項目分析,想方設法做好要素保障工作,確保項目如期推進,按時開竣工。在延續2018年責任捆綁攻堅的基礎上,進一步細化分解2019年重點建設項目節點任務,特別是交通、農林水利、團塊拆改等大項目,加大與各主管部門的協同配合,確保任務分解到位,責任落實到位。三是堅持政策導向,緊盯項目謀劃。搶抓新一輪政策窗口期,對照省152工程、省重大產業項目入庫標準,切實謀劃一批重大產業、重大基礎設施等項目。對接上級發改、國土、財政、交通、水利等部門,爭取更多項目列入國家、省、溫州市重點項目計劃,省重大產業項目等,爭取更多資金和土地要素支持。
(三)持續推進動能轉換,著力提高發展質量。
一是加快建設高質量產業平臺。編制××市萬畝千億產業規劃,重點打造濱海高新產業園區,力爭納入全省“萬畝千億”新產業平臺創建名單。二是加快新興產業培育發展。積極推進產業數字化和數字產業化。做好分布式光伏發電工作,努力完成裝機容量建設任務,推進××市企業和個人分布式光伏發電項目建設。三是加快現代服務業發展。以“全國質量強市示范城市”創建為契機,努力提升服務質量,深化服務業“質量強市”建設,引導規模以上服務企業開展質量管理體系認證,探索建立“政府—企業—行業協會”協同共管的質量共同體,全力挖掘綜合體對我市社零批發、其他營利業和服務業稅收的貢獻度。
(四)聚焦華商產業回歸,構建對外開放新格局。
一是加快“橋頭堡”建設。突出重點,對標一流,依托世界華商綜合試驗區建設,將僑貿小鎮建設成對外開放新窗口、進出口商品集中地、華僑創新創業目的地。二是強化區域合作協同發展。依托安亭鎮的區位優勢和產業優勢,以汽車及關鍵零部件產業發展為重點合作領域,促進汽車及零部件產業轉型提升。加強對口扶貧、對口支援工作。三是優化營商環境建設。深化企業投資項目“最多跑一次”改革,加快“標準地+”和企業投資項目“承諾備案制”改革,完善重大項目閉環落地機制,著力優化企業投資營商環境。