智能制造工場概念性規(guī)劃設(shè)計(jì)淺析

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摘要:通過對無錫城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院新校區(qū)建設(shè)概念性設(shè)計(jì)分析，提出智能制造工場的概念，以深圳技術(shù)大學(xué)中德智能制造學(xué)院的建設(shè)案例為參考，結(jié)合學(xué)院發(fā)展規(guī)劃和智能制造類專業(yè)分布，重點(diǎn)分析了智能制造工場的功能和設(shè)計(jì)要點(diǎn)，對于同類院校的智能制造工場的概念性規(guī)劃設(shè)計(jì)具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞:智能制造;工場;規(guī)劃設(shè)計(jì)

0引言

“十四五”時(shí)期，是無錫市以智能化、綠色化、服務(wù)化、高端化為引領(lǐng)，全力打造現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)發(fā)展新高地的重要時(shí)期，也是無錫建設(shè)全國一流區(qū)域性職業(yè)教育中心，開創(chuàng)職業(yè)教育創(chuàng)新發(fā)展新局面的關(guān)鍵時(shí)期。針對“十三五”時(shí)期部分院校在校企合作過程中為了應(yīng)付考核，片面追求合作企業(yè)數(shù)量而忽視質(zhì)量，在與企業(yè)完成掛牌后校企合作就到了終點(diǎn)，并無實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)、“雙師型”教師培養(yǎng)、課程開發(fā)等實(shí)質(zhì)性合作，與企業(yè)也還沒有真正做到產(chǎn)教融合。為改變這一現(xiàn)狀，深入推進(jìn)校企合作，深化產(chǎn)教融合質(zhì)量，建設(shè)一個(gè)具有前瞻性的智能制造工場，作為教育教學(xué)研發(fā)培訓(xùn)及校企合作基地，真正實(shí)現(xiàn)職業(yè)技術(shù)教育教學(xué)質(zhì)的飛躍已是迫在眉睫。

1智能制造工場的定義及專業(yè)分布

智能制造是指在生產(chǎn)制造過程中，將智能裝備通過通信技術(shù)有機(jī)連接起來，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造過程自動(dòng)化;并通過各類感知設(shè)備收集制造過程中的各種數(shù)據(jù)，在工業(yè)軟件系統(tǒng)的管理下進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并與企業(yè)資源管理軟件相結(jié)合，提供最優(yōu)化的解決方案或者定制化生產(chǎn)，最終實(shí)現(xiàn)智能化制造

［1］。智能制造是信息化與工業(yè)化的深度融合，其作為一個(gè)系統(tǒng)工程，融合了機(jī)械制造、智能裝備、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)和生產(chǎn)管理等技術(shù)，涉及機(jī)械設(shè)計(jì)制造、機(jī)電設(shè)備、自動(dòng)化、電子信息、計(jì)算機(jī)和通信等六大專業(yè)類。

1．1機(jī)械設(shè)計(jì)制造類

機(jī)械設(shè)計(jì)制造類包括機(jī)械設(shè)計(jì)與制造、數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、機(jī)械制造及自動(dòng)化、工業(yè)設(shè)計(jì)、工業(yè)工程技術(shù)、材料成型及控制技術(shù)、現(xiàn)代鑄造技術(shù)、現(xiàn)代鍛壓技術(shù)、智能焊接技術(shù)、工業(yè)材料表面處理技術(shù)、模具設(shè)計(jì)與制造、特種加工技術(shù)、智能光電制造技術(shù)、機(jī)械裝備制造技術(shù)和工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量檢測技術(shù)等16個(gè)專業(yè)。

1．2機(jī)電設(shè)備類

機(jī)電設(shè)備類包括智能制造裝備技術(shù)、機(jī)電設(shè)備技術(shù)、電機(jī)與電器技術(shù)和新能源裝備技術(shù)等4個(gè)專業(yè)。

1．3自動(dòng)化類

自動(dòng)化類包括機(jī)電一體化技術(shù)、智能機(jī)電技術(shù)、智能控制技術(shù)、智能機(jī)器人技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、電氣自動(dòng)化技術(shù)、工業(yè)過程自動(dòng)化技術(shù)、工業(yè)自動(dòng)化儀表技術(shù)、液壓與氣動(dòng)技術(shù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和計(jì)量測試與應(yīng)用技術(shù)等11個(gè)專業(yè)。

1．4電子信息類

電子信息類包括電子信息工程技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)、應(yīng)用電子技術(shù)、電子產(chǎn)品制造技術(shù)、電子產(chǎn)品檢測技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)應(yīng)用技術(shù)、汽車智能技術(shù)、智能產(chǎn)品開發(fā)與應(yīng)用和智能光電技術(shù)應(yīng)用等9個(gè)專業(yè)。

1．5計(jì)算機(jī)類

計(jì)算機(jī)類包括計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用、信息安全技術(shù)應(yīng)用、人工智能技術(shù)應(yīng)用、嵌入式技術(shù)應(yīng)用、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)和工業(yè)軟件開發(fā)技術(shù)等10個(gè)專業(yè)。

1．6通信類

通信類包括通信技術(shù)、現(xiàn)代移動(dòng)通信技術(shù)、通信軟件技術(shù)、通信工程設(shè)計(jì)與監(jiān)理、通信系統(tǒng)運(yùn)行管理和智能互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等6個(gè)專業(yè)。智能制造融合了先進(jìn)制造技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、通信技術(shù)和人工智能技術(shù)，貫穿以上的6類56個(gè)專業(yè)，與《中國制造2025》戰(zhàn)略大背景相契合，有著廣泛的就業(yè)和崗位適應(yīng)性。與擁有工業(yè)場所、以大型機(jī)器或設(shè)備構(gòu)成的生產(chǎn)線，并使用機(jī)械化代替手工勞動(dòng)的工廠不同，工場特指擁有機(jī)器化現(xiàn)代生產(chǎn)方式，工人工作、師傅帶徒弟的大型場所。智能制造工場則特指信息化與工業(yè)化深度融合，產(chǎn)教、產(chǎn)學(xué)、產(chǎn)研高度結(jié)合的校企合作基地。

2智能制造工場的功能分析

2．1實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)

通過模擬實(shí)際工作環(huán)境，教學(xué)采用真實(shí)工作項(xiàng)目的實(shí)際案例，教學(xué)過程理論結(jié)合實(shí)踐，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的參與式學(xué)習(xí)，能夠在最短的時(shí)間內(nèi)使學(xué)生在專業(yè)技能、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、工作方法、團(tuán)隊(duì)合作等方面提高［2］。主要承擔(dān)會(huì)計(jì)、財(cái)務(wù)管理、人力資源、國際貿(mào)易專業(yè)的實(shí)驗(yàn)(實(shí)訓(xùn))教學(xué)任務(wù)，職業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，學(xué)生專業(yè)技能競賽，教師科研等等工作。承擔(dān)實(shí)驗(yàn)課程有會(huì)計(jì)電算化實(shí)訓(xùn)、國際貿(mào)易綜合操作實(shí)訓(xùn)、財(cái)務(wù)分析實(shí)訓(xùn)、人員測評理論與方法、績效管理等共30門，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有40個(gè)。開出實(shí)驗(yàn)課項(xiàng)目:會(huì)計(jì)電算化實(shí)訓(xùn)、國際貿(mào)易綜合操作實(shí)訓(xùn)、財(cái)務(wù)分析實(shí)訓(xùn)、人員測評理論與方法、績效管理等。

2．2創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新孵化

大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)街、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)樓、國家級眾創(chuàng)空間，分為三個(gè)功能區(qū)，即城建類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)孵化區(qū)、信息類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)孵化區(qū)、創(chuàng)意類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)孵化區(qū)。成立創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育工作領(lǐng)導(dǎo)小組，全面統(tǒng)籌全校的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育工作，逐步建成應(yīng)用于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院，負(fù)責(zé)全校的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目訓(xùn)練，培育、孵化與轉(zhuǎn)化、服務(wù)與支持等工作。為廣大大學(xué)生提供了“雙創(chuàng)培訓(xùn)、雙創(chuàng)導(dǎo)師、項(xiàng)目路演、雙創(chuàng)沙龍、資源對接”等服務(wù)體系。構(gòu)建“學(xué)生全覆蓋、貫穿人才培養(yǎng)全過程、教育全方位、涵蓋全層次”的“四全”雙創(chuàng)教育體系，形成了一批“與學(xué)校頂層設(shè)計(jì)高度契合、與學(xué)科專業(yè)密切相關(guān)、與地方特色無縫對接、與校辦企業(yè)完全打通、與校外基地深度融合”的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)與企業(yè)。以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)孵化基地的建設(shè)為契機(jī)，加大創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)工作的整合力度，強(qiáng)化大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)，提高大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，真正形成學(xué)?！按蟊妱?chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”格局，促進(jìn)學(xué)校更大發(fā)展。

2．3技術(shù)服務(wù)

對教師在基礎(chǔ)和應(yīng)用領(lǐng)域開展專題研究，和企業(yè)開展聯(lián)合研究、科技攻關(guān)、科技咨詢、技術(shù)服務(wù)、技術(shù)轉(zhuǎn)讓的項(xiàng)目，其目標(biāo)是全面提升教師專業(yè)能力和創(chuàng)新能力，產(chǎn)出高質(zhì)量的研究成果。

2．4國際教育及行政辦公

結(jié)合不斷變化的人才市場現(xiàn)狀，立足國際企業(yè)的用人標(biāo)準(zhǔn)，以不斷提升的教學(xué)質(zhì)量應(yīng)對市場的考驗(yàn)，用卓越的教育品質(zhì)獲得累累碩果。國際教育將在校企合作培養(yǎng)人才方面繼續(xù)積極地探索和實(shí)踐，培養(yǎng)出更多符合企業(yè)用人標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)戰(zhàn)型、復(fù)合型人才。

3智能制造工場的案例分析

深圳技術(shù)大學(xué)中德智能制造學(xué)院是在我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級，實(shí)施“中國制造2025深圳行動(dòng)計(jì)劃”的背景下設(shè)立的，學(xué)院建設(shè)以產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向，以強(qiáng)化工程能力和應(yīng)用創(chuàng)新能力為載體，秉承“來自實(shí)踐、面向應(yīng)用、立足本地、放眼全球”的辦學(xué)理念，聯(lián)合德國應(yīng)用技術(shù)大學(xué)及研究所，致力于培養(yǎng)高水平工程師、設(shè)計(jì)師等極具“工匠特色”的高層次高素質(zhì)的產(chǎn)業(yè)精英和技術(shù)人才。學(xué)院針對學(xué)生的培養(yǎng)方式具有適應(yīng)性，能夠很好地適應(yīng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和先進(jìn)制造行業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整;人才培養(yǎng)既強(qiáng)調(diào)專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)和技能，又突出技術(shù)應(yīng)用;課程設(shè)置貼近職業(yè)崗位需求，及時(shí)跟蹤新知識(shí)新技術(shù)，提供多個(gè)專業(yè)方向的選擇，為學(xué)生職業(yè)生涯發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的保障。深圳技術(shù)大學(xué)中德智能制造工場見圖1。中德智能制造學(xué)院2017年已招收首屆本科學(xué)生，專業(yè)為機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化(智能制造與機(jī)器人)，分為2個(gè)專業(yè)培養(yǎng)方向:智能制造與機(jī)器人、激光智能裝備及應(yīng)用。2018年擬招收200名本科學(xué)生，其中機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化(智能制造與機(jī)器人)專業(yè)100人，電子科學(xué)與技術(shù)(光電子技術(shù)與應(yīng)用)100人。電子科學(xué)技術(shù)(光電子技術(shù)與應(yīng)用)專業(yè)分為3個(gè)專業(yè)方向:光電子技術(shù)、工業(yè)電子產(chǎn)品、人工智能儀器儀表。

4無錫城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院智能制造工場概念設(shè)計(jì)分析

4．1項(xiàng)目概況

無錫城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院坐落于惠山區(qū)東南部，太湖之濱的無錫職教園區(qū)，園區(qū)緊靠無錫中心城區(qū)。場地位于無錫城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院北門，錢藕路以北，周邊交通便利，風(fēng)景宜人。項(xiàng)目總占地約700畝，項(xiàng)目計(jì)劃總投資約5．0億元，建設(shè)周期3年～5年(見圖2)。

4．2項(xiàng)目選址

依據(jù)《無錫市土地利用總體規(guī)劃(2006—2020)》，惠山區(qū)錢橋街道滬宜高速路以南區(qū)塊為建設(shè)用地。位于錢藕路和玉泉路之間的地塊與無錫城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院僅一路之隔，且緊鄰生態(tài)島濕地公園，環(huán)境優(yōu)美，為項(xiàng)目建設(shè)首選地。

4．3總圖規(guī)劃

根據(jù)無錫職教園的總體定位與無錫城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院的需求，注重跨學(xué)科的合作和交流，以重校企共建、跨學(xué)科合作、求協(xié)同一致、自實(shí)踐求知為目標(biāo)，以交融互動(dòng)、未來科技為設(shè)計(jì)理念，將該區(qū)打造成一個(gè)面向未來的智能制造工場。規(guī)劃將具備類似公共性的元素相互靠近形成兩個(gè)兩組團(tuán)三單體的基本構(gòu)架，圍繞學(xué)術(shù)會(huì)議中心布局的實(shí)訓(xùn)基地為核心組團(tuán)，校園整體結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)一定的向心性?；⌒蔚膶?shí)訓(xùn)裙樓又與老校區(qū)布局形成呼應(yīng)并使新舊兩個(gè)區(qū)塊融為一體。將自然、學(xué)術(shù)、生活、休閑有機(jī)融合，創(chuàng)造清新典雅、和諧舒適的優(yōu)美環(huán)境［3－4］。

4．4交通組織

圍繞智能制造工廠的環(huán)形主干道，直連技術(shù)大樓和國際教育，并將位于南側(cè)、自成系統(tǒng)的體育館和宿舍區(qū)環(huán)路連在一起，形成兩級路網(wǎng)和交通消防疏散的基本構(gòu)架。分布于核心區(qū)塊的網(wǎng)狀道路是基于便捷交通而設(shè)的人行步道，與各個(gè)區(qū)塊與景觀融為一體的游步道構(gòu)成區(qū)域的三級路網(wǎng)。設(shè)一個(gè)主要出入口和兩個(gè)疏散出口，主入口滿足消防車的進(jìn)出，并與城市主干道連接。在單體垂直交通組織上，每棟樓設(shè)計(jì)有兩個(gè)以上的樓梯且直通屋面以滿足疏散需要，各單體實(shí)訓(xùn)樓則又通過弧形裙房式建筑連通，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)便捷的交通組織。

4．5單體設(shè)計(jì)

整個(gè)區(qū)塊建筑圍繞實(shí)訓(xùn)形成兩個(gè)組團(tuán)三個(gè)單體。建筑造型均以極簡的現(xiàn)代設(shè)計(jì)語言，傳遞的是包豪斯“直面過去與未來的較量”之精神。大塊面實(shí)體側(cè)墻與頗具線條感、色彩感的正立面彩色裝飾鋁板、透明玻璃形成強(qiáng)烈面線對比、色彩對比和虛實(shí)對比。

4．6景觀規(guī)劃

景觀規(guī)劃以人為本、以水為魂、以智為源，結(jié)合場地既有的水域和規(guī)劃建筑單體漸次展開，并力求與建筑融為一體。在大景觀統(tǒng)一規(guī)劃的前提下，各組團(tuán)又有相對獨(dú)立的景觀系統(tǒng)和氛圍。園路的設(shè)計(jì)兼具教學(xué)通行的便捷與休閑的趣味感，外緊內(nèi)松的植物布置是隔噪與共享的體現(xiàn)。

5結(jié)語

作為實(shí)訓(xùn)基地，滿足教學(xué)活動(dòng)固然重要，但又能夠滿足師生衣食住行等基本生活需求則更為關(guān)鍵。項(xiàng)目選址保證了與本部校區(qū)聯(lián)系、交流以及既有資源的共享和高效利用，也避免了重復(fù)建設(shè)大面積生活區(qū)。極簡現(xiàn)代設(shè)計(jì)語言的建筑設(shè)計(jì)體現(xiàn)了場所精神對大學(xué)精神的呼應(yīng);與生態(tài)濕地公園融為一體的景觀規(guī)劃和科學(xué)高效的交通組織，實(shí)現(xiàn)了本部校區(qū)的便捷聯(lián)系。規(guī)劃重視人才需求與當(dāng)?shù)貐^(qū)域發(fā)展間的協(xié)調(diào)，客觀上對提升高等教育質(zhì)量，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了積極的作用，也體現(xiàn)了規(guī)劃服務(wù)于高校立德樹人的根本任務(wù)，實(shí)現(xiàn)校地雙贏辦學(xué)目標(biāo)。智能制造作為工業(yè)4．0時(shí)代背景下的核心觀念，越來越受到各高職院校的重視?？茖W(xué)合理的智能制造工場的設(shè)計(jì)規(guī)劃，是實(shí)現(xiàn)學(xué)校智能制造實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)高質(zhì)量發(fā)展，培養(yǎng)高技能、應(yīng)用型人才的保障，設(shè)計(jì)部門要進(jìn)一步優(yōu)化和深化智能制造的概念性規(guī)劃設(shè)計(jì)，為施工圖設(shè)計(jì)提供較為詳盡的文本。

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作者:李繼明 楊春雅 單位:無錫城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院 杭州市城建設(shè)計(jì)研究院有限公司