2019年8月应罗伊特林根大学ESB商学院物流学习工厂ESB商学院物流学习工厂主任Vera Hummel教授以及波鸿鲁尔大学Ing. Christopher Prinz教授的邀请,访问ESB商学院物流“Learning Factory”、鲁尔大学“Learning Factory”。 一、访问德国“Learning Factory” 罗伊特林根大学ESB商学院ESB“物流学习工厂”,研究物流、技术和信息辅助系统中的工业4.0以及学习工厂环境中的集成产品工程和工艺工程,集成工程方法、个性化产品的增材制造、辅助系统支持的自控物流系统的设计和实施以及在创新学习工厂中小组学习的自主应用。物流学习工厂,偏向物流管理,制造技术方面较少,常用的制造技术是激光切割和3D打印技术,基于产品的生产线构建、物流线的设计和组建、产品装配Human-Robot协作以及产品优化等。 鲁尔大学“Learning Factory”,采用真实的生产环境、设备及人员,基于MES系统的精益管理和数字化,将辅助系统整合到制造过程中以支持员工并优化生产过程。进入学习工厂,扑面而来的是机械制造企业的机油味,着重于生产系统的学习和优化,教学方式为基于真实产品的生产系统教学。学员在理论课程的基础上,完成生产线上的作业,以产品——红酒塞为案例,通过产品的制造过程体验生产系统教学,真实体验工业4.0的内涵。 对于工业4.0的智能制造过程,技术层面的人与机器人协作、视觉系统的应用、机械手应用例如装配、AGV小车、冲压成型等方面都很有启发。特别提到了Learning factory的未来向Learning company发展的思路。 具体流程如下: 2019.8.29 罗伊特林根大学 上午,主题讲座:理论介绍和演示,数字化制造工程及过程工程,增材制造 下午,实践操作,通过增材制造技术制作个性化产品 2019.8.30 罗伊特林根大学 上午,主题讲座:物流内部的自动控制和架构,物流的技术创新 下午,实践操作/模拟(“动手”),在手工装配线上提供材料和信息 2019.8.31 罗伊特林根大学 上午,讨论,物流、技术和信息辅助系统中的工业4.0 下午,讨论,学习工厂环境中的集成产品工程和工艺工程 2019.9.2波鸿鲁尔大学 上午,工业4.0理论介绍和演示,“学习工厂”实验室 下午,实践操作/模拟(“动手”),精益管理与工业4.0 2019.9.3 波鸿鲁尔大学 上午,实践操作/模拟(“动手”),精益管理与工业4.0 下午,实践操作/模拟(“动手”),MES及物联网 二、比较思考 “Learning Factory”,主要是在制造业相关领域为教育、研究、培训提供良好的学习环境。制造业相关领域是任何国家财富创造的主要驱动力,仅在欧洲,制造业就占国内生产总值(GDP)的21%以上。为了体现这一重要性,促进制造业的卓越性将是未来几年的一个战略目标。制造业本身面临着生产相关技术、工具和技术的快速发展。制造业进入了一个新时代,蓝领工人和工程师将需要新的终身学习计划来跟上这些进步。制造业教育被认为是培养制造业所需的新一代“知识型员工”的主要动力。学习工厂采用真实的工业生产环境,采用先进的制造业技术、数字化管理技术以及生产管理技术等,开展学生实践教学、企业职工再学习、研究生研究学习等。教学采用项目引导方式,真实的精益产品为载体,以学生为中心,关注产品全生命周期,以装配为主,融合人机协作、3D打印、数字化、柔性制造技术。 通过看、思、学、做,体会德国学习工厂,比对我国的工程训练中心及实践教学模式。工程训练是近几十年来我国发展起来的独特的工程教育方式,最早起源自高校金工实习。上世纪90年代中期国内高校大规模开展《面向21世纪高等工程教育教学内容和课程体系改革计划》,揭开我国高校工程实践教学改革与基地建设的序幕,工程训练课程从“金工实习”模式向现代工程训练模式转变,由“学习工艺知识、提高动手能力”理念向“学习工艺知识,了解工业过程,体验工程文化”转变。工程训练中心成为我国高等教育改革中出现的一个新事物,一种实践教学新模式。 我校的工程训练,与学习工厂相比较,均为真实的工业环境,设备为工业级产品,在新技术应用方面,我校的机电中心不输于德国,3D技术、激光加工技术、数控加工技术、AI技术等均已应用于本科生的基础训练。在训练载体方面,目前常用的是单一项目的产品,可以进一步挖掘、设计精益产品,提高教学载体的综合性。在教学过程中,生产系统的理念可以适度渗透、传递给学生。 三、后续措施 (1)机电中心目前的生产系统示范平台,已完成二期建设,面向学生开展教学,但存在学生参与度不够,生产系统要素不足。三期建设,可参照鲁尔大学“Learning Factory”红酒塞生产线的思路,在现有设备条件下设计一种精益产品,同时增加装配模块,物流AGV小车,在本科教学中渗透生产系统理念,增加创新优化环节,研究生、博士生可在开展智能化技术研究,并将研究成果转化为本科生的教学资源,提高机电中心的科研、教学水平。 (2)德国学习工厂与工训比较,培训人数少,培训采用项目式,学生每周2学时,跨度3学期,根据项目情况可变。我国工训人数多,例如我校年均近万人次,教学组织上可比性差,在创客空间学生的组织可以比较学习。同时创客空间是否可以按照“Learning company”的思路开展创客培养。 (3)基础工程训练中,开发综合性产品,质量控制、物流管理等理念可适当增加,训练过程应学习德国人的严谨、求真的作风,这是工程素质的重要体现。 (4)工程训练的学科属性研究、教育属性方面。学习工厂主要是针对制造业,偏向专业属性。工程训练,在教育属性方面,工程训练课程的先天优势,具有通识教育属性、专业教育属性和创新教育属性。2018年全国教育大会在北京召开,习近平总书记提出培养“德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人”的教育方针。工程训练课程成为与马工程、军训并列成为立德树人,培养全人的一门重要课程。工程训练在培养人才方面比学习工厂要求更高,需要我们在全人培养方面下功夫。学习工厂融合了制造、管理、物流、机器人、大数据、系统平台等等,是多学科融合的项目。工程训练在融合工程学、教育学,提出创造学学科属性,具有首创性和学科意义,值得进一步的研究,争创一流学科。 (5)先进制造技术方面,例如机器人研究项目,人机协作、视觉系统以及拓展应用领域方面都是较好的开发方向。 (6)访问期间,讲求效率,站着吃工作餐,不午休。机电中心基本按照职场要求,也是缩短午休时间,让学生提早感受职场环境,中午工作餐时间1小时。 总之,本着“它山之石可以攻玉”的思想,通过访问深入开展比较教育科学研究,在工程训练课程的金课建设时,取长补短,让工程训练成为如陈宝生部长所说的,“……变成有深度、有难度、有挑战度的‘金课’。”即真正成为通过“工程造物”学习谋事做人,培养劳动观念、工程素质,磨练意志,进而达到实践育人的目的工程实践教学的优秀课程。同时在进行中心规划和课程建设中能把握时代命脉,为创造一流中心发挥作用。 该团组已进行事后公示。(对外处公章) (领队签字) 年 月 日 |