第一章：設(shè)計思路

隨著“工業(yè)4.0”概念在德國的提出，以“智能工廠、智慧制造”為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命已經(jīng)悄然來臨。工業(yè)4.0是一個高科技戰(zhàn)略計劃，制造業(yè)的基本模式將由集中式控制向分散式增強型控制轉(zhuǎn)變，目標建立一個高度靈活的個性化和數(shù)字化的產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式，在這種模式中，傳統(tǒng)的行業(yè)界限將消失，并會產(chǎn)生各種新的活動領(lǐng)域和合作形式。創(chuàng)造新價值的過程正在發(fā)生改變，產(chǎn)業(yè)鏈分工將被重組。

同時，“中國制造2025” 提出了我國邁向制造強國的發(fā)展戰(zhàn)略，應(yīng)對新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，立足我國轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式實際需要，圍繞創(chuàng)新驅(qū)動、智能轉(zhuǎn)型、強化基礎(chǔ)、綠色發(fā)展、人才為本等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，以及先進制造、高端裝備等重點領(lǐng)域，提出了加快制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級、提升增效的重大戰(zhàn)略任務(wù)和重大政策舉措。

伴隨著智能制造、機器換人浪潮的到來，對于相關(guān)人才的需求也日益擴大。智能制造集成企業(yè)買進之后，需要把標準機器應(yīng)用到各行各業(yè)的工業(yè)現(xiàn)場，需要把自動化設(shè)備、控制軟件、應(yīng)用軟件、實訓(xùn)設(shè)備周邊等應(yīng)用到實際的生產(chǎn)當中。而使用自動化設(shè)備的企業(yè)，需要的不僅是設(shè)備及其集成系統(tǒng)，還要有能夠與設(shè)備“共事”的人，即能夠獨立操作各種自動化的工人，甚至能夠集成、維修設(shè)備的高級技術(shù)人員。自動化智能化設(shè)備應(yīng)用的這個過程及具體操作，由于技術(shù)要求較高，并且屬于新興領(lǐng)域，目前專業(yè)人才十分缺乏。自動化智能化應(yīng)用的增長速度與人才的持續(xù)需求存在很大的缺口，在全國范圍內(nèi)的人才缺口已達數(shù)百萬人，人才需求呈現(xiàn)逐年上升趨勢。

我們根據(jù)智能制造各高校、職業(yè)院校學(xué)習(xí)的特點，設(shè)計從簡到難，從單站到生產(chǎn)線，借助智能制造現(xiàn)場實踐及虛擬現(xiàn)實（VR技術(shù)）體驗，輔以配套的教學(xué)資源包和師資培訓(xùn)，將智能制造專業(yè)以體系化的方式呈現(xiàn)出來。

第二章：項目背景

“工業(yè)4.0”是德國聯(lián)邦教研部與聯(lián)邦經(jīng)濟技術(shù)部在2013年漢諾威工業(yè)博覽會上提出的概念。它描繪了制造業(yè)未來愿景，提出繼蒸汽機的應(yīng)用、規(guī)模化生產(chǎn)和電子信息技術(shù)等三次工業(yè)革命后，人類將迎來以信息物理融合系統(tǒng)（CPS）為基礎(chǔ)，以生產(chǎn)高度數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、機器自適應(yīng)為標志的第四次工業(yè)革命?！肮I(yè)4.0”概念在歐洲乃至全球工業(yè)領(lǐng)域都引起了極大的關(guān)注和認同。

在全球制造格局面臨重大調(diào)整、我國經(jīng)濟發(fā)展環(huán)境發(fā)生重大變化、建設(shè)制造強國任務(wù)艱巨而緊迫的背景下，國務(wù)院經(jīng)李克強總理簽批，于2015年5月8日公布了中國版“工業(yè)4.0”規(guī)劃——《中國制造2025》，“以創(chuàng)新驅(qū)動、質(zhì)量為先、綠色發(fā)展、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、人才為本”作為該規(guī)劃的基本方針?！爸袊圃?025”將智能制造作為主攻方向，推進制造過程智能化。在重點領(lǐng)域試點建設(shè)智能工廠、數(shù)字化車間，加快人機智能交互、工業(yè)機器人、智能物流管理等技術(shù)和裝備在生產(chǎn)過程中的應(yīng)用，促進制造工藝的仿真優(yōu)化、數(shù)字化控制、狀態(tài)信息實時監(jiān)測和自適應(yīng)控制。加快產(chǎn)品全生命周期管理、客戶關(guān)系管理、供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)的推廣應(yīng)用，促進集團管控、設(shè)計與制造、產(chǎn)供銷一體、業(yè)務(wù)和財務(wù)銜接等關(guān)鍵環(huán)節(jié)集成，實現(xiàn)智能管控?！爸袊圃?025”的實質(zhì)就是：從資源驅(qū)動變?yōu)樾畔Ⅱ?qū)動。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)和云計算、大數(shù)據(jù)間的互聯(lián)，由此衍生出物聯(lián)網(wǎng)、服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)，推動物理世界和信息世界以信息物理系統(tǒng)（CPS）的方式相融合。信息驅(qū)動下產(chǎn)品制造的過程，體現(xiàn)出了智能制造價值所在，即能夠科學(xué)的編排生產(chǎn)工序，提升生產(chǎn)率，實現(xiàn)個性定制生產(chǎn)，還可以調(diào)整資源使用，采用最節(jié)約能耗的方式進行生產(chǎn)。

為積極響應(yīng)《中國制造2025》文件精神，順應(yīng)職業(yè)教育政策、滿足技能培訓(xùn)需求，與多所高校緊密合作，整合優(yōu)質(zhì)人才資料，努力打造緊密貼合工業(yè)現(xiàn)場，緊緊圍繞著符合教學(xué)要求的，具有全面性和典型性的，國內(nèi)一流的智能制造實驗平臺。全面服務(wù)于全國高校、高等職業(yè)教育、中等職業(yè)教育、職業(yè)培訓(xùn)和技工教育、工學(xué)結(jié)合課程改革建設(shè)和高技能基地建設(shè)。竭誠為國家戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需要的技能和高技能人才培訓(xùn)服務(wù)，尤其是在先進制造領(lǐng)域，積極響應(yīng)《中國制造2025》文件精神，探索工業(yè)4.0人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新，推動相關(guān)技能實驗設(shè)備升級，為制造強國百年戰(zhàn)略貢獻自己的力量。

第三章：系統(tǒng)概述

該系統(tǒng)是一個符合中國制造2025與工業(yè)4.0相關(guān)技術(shù)要求的柔性產(chǎn)品智能化生產(chǎn)工廠及管理系統(tǒng)的綜合教學(xué)實踐系統(tǒng)，利用智能控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、信息安全技術(shù)、信息物聯(lián)技術(shù)、大數(shù)據(jù)識別應(yīng)用技術(shù)、虛擬仿真技術(shù)，實現(xiàn)智能化生產(chǎn)排產(chǎn)、智能化生產(chǎn)過程協(xié)同、智能化互聯(lián)互通、智能化生產(chǎn)資源管理、智能化質(zhì)量過程管控、智能化決策支等功能。系統(tǒng)集成了產(chǎn)品的零件加工、組裝、檢測、包裝、物流倉儲所有生產(chǎn)工序，同時集成了智能化了排產(chǎn)管理、倉庫物料管理、生產(chǎn)協(xié)同、客戶訂單管理等不同生產(chǎn)管理模塊MES制造執(zhí)行系統(tǒng)，實現(xiàn)了從客戶下單、虛擬仿真設(shè)計、產(chǎn)品生產(chǎn)、質(zhì)量監(jiān)控、產(chǎn)品配送等各環(huán)節(jié)信息化與智能化。同時，作為教學(xué)實驗實踐系統(tǒng)，該系統(tǒng)還配備了技能人才培訓(xùn)所需的完整的課程體系和培訓(xùn)教材，并體現(xiàn)出校企合作、師資培訓(xùn)、產(chǎn)學(xué)研開發(fā)等特色。