时间:2022-06-13 03:48:40
序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇工业机器人培训总结范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
随着社会发展、科技进步,劳动力的成本不断增加,企业对工业机器人技术及柔性生产线技术的需求越来越强烈,其标准化、模块化、网络化和智能化的程度也越来越高,并向着成套技术和装备的方向发展,机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术。机器人作为一种高技术含量的设备,在使用过程中,其设计、制造、安装、调试、操作、维护等工作需要大量专业技术人员,随着机器人应用的日益广泛和装机容量的直线上升,对这类技术人员的需求变得越来越迫切。
机器人作为高科技的产物,涉及工业设计、机械、电子、传感器、计算机软件、硬件、人机交互、人工智能等多门学科。为此根据辽宁地域特点并结合本院的实际资源情况,确立机电一体化技术专业以常用机电设备为基础,以工业机器人及柔性生产线涉及的机械技术、自动化技术为主线的课程体系。
一、专业建设思路
作为高职院校,我院机电一体化技术专业实行“七三四”的办学模式。七即“七对接”,即机电专业与装配制造业对接,专业设置与职业岗位对接、课程标准与职业标准对接、专业课程体系载体与工业整体设备对接、具体课程载体与设备部件对接、课程内容与岗位任务对接、教学过程和生产过程对接;三即“三围绕”,即学校围绕市场转、专业围绕产业转、人才培养围绕企业转;四即“四岗定位”,设置“岗位基础知识+岗前技能训练+选岗实习+顶岗实习”的“四岗定位”职业岗位导向课程培训包。
二、课程模式
(一)将工业机器人技术与机电一体化技术专业有机结合,首先确立以机器人和柔性生产为载体的课程体系。
1.以机器人技术涉及的操作机和柔性生产线中的机械本体为载体,将各部分分解,确立机械技术学习链。
2.以机器人技术及涉及的控制器、伺服驱动系统和检测传感装置为载体,以柔性生产线技术中涉及的可编程技术、变频器、传感器及触摸屏为载体,将各部分分解,确立自动化技术学习链。
3.以机器人及柔性生产线为载体,对机械技术及自动化技术涉及的知识、能力、技术应用进行综合的训练和强化。
4.以机器人及柔性生产线为载体,完成整个机电一体化技术岗位所需职业能力的培训,实现对机电设备的维护、维修、设备改造、升级、开发等各个岗位的技术应用能力的掌握。
(二)依据上述四岗定位原则配备课程训练包。
技能训练包1:岗位基础知识训练课程。
该培训包课程主要进行机电一体化技术岗位基础知识训练;加强英语能力训练及工业机器人应用技术所需的数学知识的积累及普及计算机操作的训练。
技能训练包2:岗前基础型技能训练。
该培训包课程主要进行机电一体化技术岗前基本能力训练;包括机械、电子、电气基础技能的学习和训练。
技能训练包3:定岗加强技能型训练。
该培训包课程主要针对机电一体化技术固定岗位的典型工作任务进行技能加强训练。
技能训练包4:校企合作课程――选岗实习及顶岗实习。
选岗实习课程安排:依托本地企业,围绕市场,追踪技术的更新发展,不断调整、构建选岗实习课程体系,确立了以下四个选岗实习方向:工业机器人+机床维修技术综合应用方向;气动技术+机床维修技术综合应用方向;可编程技术+机床维修技术综合应用方向;单片机技术+机床维修技术综合应用。
具体安排:每个工厂设置一名教学工程师,学院每个方向配备一名指导教师,在企业内部的厂中校内完成训练任务;每周四天上午在企业学习工作,每周五布置任务在校内自主学习,指导教师每周五汇报总结。
参考文献:
[1]张洪涛.机电一体化专业与课程体系的构建 [J].黑龙江科技信息,2011(25).
[2]周宇,陈一峰,张晶.高职院校《工业机器人技术》课程教学改革的探索[J].武汉船舶职业技术学院学报,2012(1).
辽宁:感知工业力量
2016年6月3日,东北大学承办的中国政府奖学金生“感知中国―工业力量”主题活动在沈阳举行。本次活动选取了华晨宝马汽车有限公司、沈阳远大企业集团、沈阳新松机器人自动化股份有限公司3个先进制造企业,让参与活动的留学生充分感受中国先进装备制造和智能制造业的发展情况及趋势,感知中国工业发展的力量。
东北大学、沈阳工业大学、沈阳理工大学、辽宁工业大学、辽宁科技大学、辽宁工程技术大学共6所大学来自26个国家的87名中国政府奖学金生参加了此次活动。
感知工业力量之创新
在沈阳新松机器人自动化股份有限公司,工作人员先为学生讲解机器人发展历程、趋势及相关技术,并播放各种类型机器人作业视频,然后带学生去生产车间实地参观。
通过讲解和参观,留学生们知道了新松公司是一家以机器人独有技术为核心、致力于数字化智能高端装备制造的高科技上市企业,隶属中国科学院。公司的机器人产品线涵盖工业机器人、洁净(真空)机器人、移动机器人、特种机器人及智能服务机器人5大系列,其中工业机器人产品填补多项国内空白,创造了中国机器人产业发展史上88项第一;洁净(真空)机器人多次打破国外技术垄断与封锁,大量替代进口;移动机器人产品综合竞争优势在国际上处于领先水平,被美国通用等众多国际知名企业列为重点采购目标;特种机器人在国防重点领域得到批量应用。在高端智能装备方面已形成智能物流、自动化成套装备、洁净装备、激光技术装备、轨道交通、节能环保装备、能源装备、特种装备产业群组化发展。公司以近350亿的市值成为沈阳最大的企业,是国际上机器人产品线最全厂商之一,也是国内机器人产业的领导企业。
东北大学越南留学生黎霸俊说:“我的专业是控制理论与控制工程,和机器人有着紧密的关系,所以我对这些讲解非常感兴趣,参观过后对中国智能制造业有了新的认识,也对自己专业的就业前景有了切身的感知。”
感知工业力量之协同
华晨宝马铁西工厂位于辽宁省沈阳市经济技术开发区,占地面积2.07平方公里。铁西工厂拥有汽车制造的完整4大工艺,包括冲压、车身、涂装和总装4大车间。留学生们参观了主办公楼、冲压车间和车身车间,每20人一组,入场前必须穿着参观服、佩戴防护镜和耳麦,由专业的导游领入车间进行讲解,考虑到有的留学生中文还不是很流利,宝马公司还专门提供了英文组导游讲解服务。
厂房采用自然通风,并利用地下水调节温度,可以节约大量电力;全球领先的智能建筑管理系统,遍布厂房和办公楼的逾万个监控探测器进行24小时监测,系统可自动分析和调节能源使用状态,工程人员会准备月度报告,对厂房能源使用情况进行分析和总结,以达到最理想的节能和环保效果。
冲压车间是铁西工厂生产过程的起点,工厂里需要的车身部件基本都产自这里。车间装备了世界领先的万吨级6序侍服驱动高速冲压机。每个冲压件都随流水线接受电脑扫描检查平整度,然后由质检人员检查孔数、变形和毛刺等,再经专门的质检员做检验,确保精益求精。每50个冲压件还要抽取1个进行更细致的全面检测。
在车身车间,经过冲压成型的钢板被焊接在一起组成白车身,多达5000多个焊点确保了车身的坚固与安全。该车间主要亮点是高度自动化――拥有多达685台机器人,自动化率达到95%。高度智能化――可实现多个车型并线生产,对工业电脑编程和机器人的要求非常高,同时可以提升生产效率,节省设备占用空间。极高的设备运行率――可达90%以上;车间内划分为若干个生产部分,每一部分都有一套相对独立的生产线和生产工艺,同时配有应急处理系统。
让留学生最感兴趣的是,作为世界顶级的高档汽车制造商,华晨宝马铁西工厂拥有非常完备的员工培养体系。新来的一线生产员工,都要经过6周的脱产培训,包括理论知识、实际操作和结业考核,在新员工通过考核,并确认可以胜任定岗的技能之后,才能上线工作。对需要掌握特别技能的业务骨干,通常都要送到德国总部进行培训,少则一个月,长的可达半年甚至1年。此外,华晨宝马还鼓励员工掌握多种技能,即可以胜任生产线上各种工位的操作,所以对各种操作技能的培训项目是常年进行的。在这样的员工培训机制下,有能力的人才会脱颖而出,刚参加工作的大学生经过勤奋学习,很快就能胜任段长的工作。华晨宝马对其员工要求非常严格:要对宝马品牌和产品充满热情,不断成就高品质产品,积极进取,能够灵活掌握工作形式和时间,最重要的是,需要具有推动华晨宝马不断迈向成功的激情。
宝马公司先进的技术、专业的服务、庞大的生产线和2分钟一辆汽车的生产速度让留学生们非常震撼。优厚的福利待遇及专业的入职培训都令他们非常向往,激起了他们在华就业的热情。
感知工业力量之发展
沈阳远大企业集团是多元化高科技非公有制企业,1993年成立以来,逐步发展为以智能建筑业、智能工业、智能农业、科技产业、金融商贸投资五大业务为支撑的大型企业集团。远大集团在智能工业领域重点发展电梯制造、变频与节能电机、风力发电、工业机器人、科技环保等。远大电梯博林特公司的产品销售服务网络已覆盖美国、澳大利亚、俄罗斯、墨西哥、英国、新加坡等130个国家和地区。目前拥有自主知识产权、自主品牌的博林特电梯,已经跻身全球电梯行业的领先行列。
留学生们参观了远大历史馆和两个生产车间,了解了远大的发展历史、发展战略和企业文化等。在生产车间,留学生们亲眼目睹了电梯的生产过程,并与车间工作人员进行技术探讨和交流,对中国企业的自身能力和技术创新有了直观的感受。
参观结束后还组织了活动交流会,6所高校的留学生代表都在会上发表了对本次活动及在中国留学的感想。他们亲身体验到了中国科技的发展速度和装备制造业的强大,对他们日后的就业很有帮助。他们非常喜欢这样的体验形式,希望将来还能参加这样的活动。
湖北:感知智慧襄阳
“感知中国―智慧襄阳”体验行活动由武汉理工大学承办,得到了湖北文理学院、湖北神誉机械制造集团有限公司、襄阳市百泰电力电子有限公司等单位的支持和参与。本次活动组织了来自华中科技大学、华中师范大学、武汉大学及武汉理工大学共90位中国政府奖学金生参加。
5月14日下午,全体异国学子参观了湖北神誉机械制造集团有限公司、湖北神誉重工股份有限公司和襄阳百泰电力电子有限公司。他们参观了汽车总装流水线及全球第一台自主研发的甘蔗整枝收割机。公司高管们详细介绍了各自公司的历史、产品、技术优势及国际化营销战略。很多留学生希望在毕业后能将公司的业务拓展到他们各自的国家。
当晚,全体留学生参加了在湖北文理学院艺术厅里举行的“感知中国―智慧襄阳”中外学生交流互动会。会上,中外学生同歌共舞,体验了中国传统的琴棋书画和太极拳,湖北文理学院丁世学院长也积极参与到了游戏环节,会场气氛热烈,激发了留学生们对中国古筝、书法、太极拳的学习热情。
5月15日上午,留学生们参加了在湖北文理学院报告厅举行的“三国文化之源”的讲座。讲座围绕三国成语故事展开,介绍了中国历史文化中三国文化的起源和发展。讲座后,同学们对刘备“三顾茅庐”的真诚所打动,为诸葛亮的才识和智谋所折服。留学生们还对三国文化发源地进行了实地考察,亲身体验了诸葛先生在12岁-27岁间生活和学习的处所,感受了中国历史名人的智慧和淡泊明志、宁静致远的情操,对中国历史和文化有了切身的体会。
北京:感知智造产业文化
5月27日-28日,由北京中医药大学国际学院承办的“感知中国――智造产业文化探知”主题体验活动在天津天士力集团和廊坊新奥集团举行。来自16个国家的33名中国政府奖学金生参加了此次活动。
本次活动从参观体验天士力大健康展览体验馆开始。留学生们了解了天士力集团的创建历程、发展理念与规模,并且在自助健康检测区、中医健康养生体验区亲身体验了大健康服务,加深了对大健康理念的理解。随后,留学生们参观了天士力交流展示中心、天士力星光大道及药用植物园等景观,用相机记录下天士力集团为现代中医药国际化作出的贡献,并对中医药现代化的发展啧啧赞叹。
摘 要:本文介绍了理实一体化课程弧焊机器人操作与编程精品教材的开发与建设过程。教材开发与课程开发密不可分,教材与课程的开发都应基于企业岗位的需求与人才培养目标。精品教材的打造更是修订与使用多次循环的结果。
关键词 :理实一体化课程 弧焊机器人操作与编程 精品教材 课程开发 立体化资源
课 题:北京市职业院校教师素质提高工程·优秀青年骨干教师培养计划项目资助。
一、开发理实一体化课程弧焊机器人操作与编程教材的必要性
大型焊接结构及新型结构材料的应用对焊接技术提出了很高的要求,反过来也促进了焊接技术与焊接工艺的发展,促进了焊接生产的机械化和自动化。弧焊机器人、点焊机器人、自动焊接生产线在我国制造业中应用越来越广泛。虽然,国内关于机器人方面的专著、教材已经有很多,但普遍是偏向理论与研究,不能满足实际操作与应用的需要,更没有适合高职层次的以弧焊机器人操作与编程为主的教材。目前企业的弧焊机器人操作与编程人员的培养只能依靠各种机器人生产厂家的培训或产品使用手册,缺乏相关的系统学习与理论指导,因此,开发以操作为主,兼顾基本理论的高职弧焊机器人操作方面的教材是十分必要的。
二、教材开发方法与过程
该教材的开发以培养学生综合素质为基础,以职业能力为本位;以企业需求为基本依据,以就业为导向;适应企业技术发展,体现教学内容的先进性和前瞻性。
1.进行企业调研明确设置课程的必要性
在进行课程开发之前,我们针对北京在制造业中的焊接技术应用情况进行了企业调研,如航天一院211厂、航天二院699厂、航天二院283厂、北京中丽制机工程有限公司、北京地铁车辆厂、北京重型电机厂等。通过对企业专家工人访谈,提取典型工作任务,分析岗位职业能力,按照人才培养目标、就业岗位要求,在课程体系中设置了旨在培养技能应用、职业素质及社会、方法能力的核心课程,如焊接结构生产、焊接方法与设备、弧焊机器人操作与编程等。
该课程的设置主要围绕自动焊接中弧焊机器人的基本操作与编程内容。通过该课程学习,使学生掌握工业机器人的应用,如搬运、码垛及弧焊机器人的自动焊接技术和焊接工艺知识和配套设备的使用能力。同时通过焊接工艺与自动化技术的系统学习,使学生具备理论基础的应用能力,奠定可持续发展的基础。
2.根据课程目标确定教学内容与教学项目
依据焊接技术及自动化专业对焊接机器人操作与编程高端技能型人才的培养目标要求,课程内容主要包含工业机器人的基本概念、分类及应用,弧焊机器人的基本操作与编程等。为实现理实一体化教学,教学项目的设计要基于工作过程。该课程共包含六个项目,每个项目包含1~2个工作任务,项目内容编排按照学习目标,知识准备、任务实施、教学评价、学后感言及思考与练习。实现以源于企业的真实工作任务为载体,以学生为主体,通过“教学训做评”一体化教学,培养学生机器人操作与编程的能力;满足现代制造企业机器人相关工作岗位对高端技能型人才的专业技术能力、职业素养和创新能力的培养要求。
3.立体化教学资源的开发与建设
为激发学生的学习兴趣,加强学习效果,与该教材配套开发了多种立体化教学资源。如设备图片,实时录像及二、三维动画,仿真软件及网络教学环境等。仿真训练还可以提高设备安全性,使用离线编程软件,进行计算机仿真操作,如机器人选型、机器人操作、机器人编程及典型焊接接头的焊接仿真训练,使学生在虚拟环境下完成机器人操作的基本训练,以便在实际环境实训时提高设备的安全性。以网络教学平台为学生提供自主学习之便,将课程资料如课程标准、技术资料、电子教案、多媒体课件、习题、自我检测及课程问卷等全部上网,学生可以通过网络实现自主学习。
三、教材特色
教材的编写贯彻先进的教学理念,以技能训练为主线,相关知识为支撑,重点培养学生的操作能力。教材特色与创新体现在以下几个方面。
一是构建基于工作过程的教材体系结构,以学生为中心,实现理实一体化教学。该教材打破了传统教材的章节体系结构,采用了更加适合于职业技能型人才培养的基于工作过程的项目和任务的内容体系结构。将学习任务及要求在“工作任务书”中进行描述;将完成任务必需的理论知识和操作方法在每一任务的“知识准备”中进行陈述;将教学组织和实施方法在“任务实施”中进行建议;将每一项目的教学效果在“教学评价”和“学后感言”中进行总结和反思;将新技术、新知识在“知识拓展”中进行介绍。这样的教材体系结构便于实现以学生为中心,进行理实一体化教学,学生边学边练,通过学习可以掌握机器人弧焊岗位所要求的操作技能。
二是符合专业人才培养目标和课程标准,以真实工作任务为载体,循序渐进学习理论知识、掌握专业技能、培养职业素质,满足企业对高端技术技能型人才的岗位需求。该教材经历了从讲义校本教材教材出版的积累和完善过程,以编者多年的企业经历及对机器人焊接岗位人才要求的调研,以企业实际案例为基础,依据该专业对弧焊机器人应用方面高端技术技能型人才的培养目标,广泛征求了企业专家和同类学校教师的意见,以企业应用广泛、销量世界排名第一的ABB机器人为例,介绍其基本操作与编程方法,以达到触类旁通的目的,在实际操作中学会工业机器人的基本理论。
从认识工业机器人、手动操纵机器人、工业机器人编程、典型接头焊接与编程、工业机器人的离线编程等方面,由浅到深、由简单到复杂、由局部到全部,使学生按照认知规律,理解工业机器人的结构和工作原理,掌握机器人操纵与编程的方法。项目内容涵盖了工业机器人及弧焊应用的主要内容,每个任务在相关的理论知识陈述之后,安排学生动手操纵机器人,并使学生在掌握理论、提高技能的同时逐步建立规范的工作意识。
三是填补了国内高职层次弧焊机器人操作类教材的空白,提升了焊接技术及自动化专业毕业生的应用层次。该教材的出版填补了国内高职层次弧焊机器人操作教材的空白。学生通过学习可以掌握先进的机器人焊接技术,从而提升了毕业生的应用层次。
四是与企业技术人员共同开发,使教材的内容与使用更符合企业的岗位要求。
四、教材使用效果
作为专业核心课程教材,在学校2006级焊接技术及自动化专业学生作为讲义使用;根据使用情况经过修订编写出校本教材在2007级和2008级学生中使用;经过再修订于2011年4月正式出版,出版教材已作为学校2009级以后学生的教学用书。该教材在2013年经过遴选被评为北京市高等教育精品教材。
使用该教材进行教学,使学生在“做中学,学中做”, 将教、学、训、做、评融于项目之中,达到理论与实践一体化,课堂与实训地点一体化,任务内容和工作内容一体化。学生经过学习,能够熟练掌握弧焊机器人的操作与编程方法,将学生培养成走出校门就能满足企业对弧焊机器人操作与编程人员的岗位需求。通过使用该教材进行教学,学校焊接技术及自动化专业的毕业生已在首都航天机械厂、北京中丽制机工程有限公司、北京地铁车辆有限公司等企业从事机器人焊接岗位工作,为北京制造业输送了掌握先进机器人焊接技术的高端技能型人才。
关键词:机器人;计算机;教学
1、引言
随着制造业和信息产业的迅速发展,机器人已在军事、工业生产、救灾、探险、医疗和教育等众多领域内开始使用。未来机器人将在我们生活的各个方面扮演重要的角色,并大大提高人们的生活水平和质量。机器人的研究开发离不开计算机技术的应用,计算机是机器人的“大脑”,决定着机器人的智能水平,因此,在计算机的教学中,可以引入机器人来促进相关技术和知识的学习。基于这种理念,本人组织研发团队开发了一个智能机器人教学平台,在我校开展面向大学生的智能机器人教学研究,以提高我校学生的计算机应用水平,并为培养出复合型创新性人才做出了一些探索。
2、计算机程序设计教学现状
目前,国内外高校对计算机技术教学都比较重视,在所有高校的理工科大学生中都开展了计算机程序设计教学,程序设计课程在培养学生的逻辑思维能力和计算机应用能力方面取得了比较好的效果。但是,反思目前程序设计教学中存在的问题是必要的。由于大多数教学方案都是把重点放在程序设计语言与语法上,忽视程序设计的实际应用。在教学过程中,学生看不到具体的应用效果与价值,从而使得很多优秀的学生在学完计算机程序设计课程之后,还是不知道怎样开展应用研究。
对于初学程序设计的大学生来说兴趣是学习的动力,传统的程序设计教学表现媒介一般有字符和图形两种,特别是C语言程序的教学,大部分教师采用的是字符的展现形式,初学者很难看到程序设计的应用效果,体验成功的乐趣。引入智能机器人平台开展计算机技术教学,使得程序转化为机器人的思维和能力,学生在编写完程序后,可以马上看到效果,这将彻底改变目前的这种教学状态。
目前,国内外有很多大学和科研机构及公司开发了各种各样的教学机器人,有的是面向中小学信息教育的,一般是图形化开发工具,学生学不到真正的机器人开发中必要的程序设计知识;有的是用专用的机器人开发套件,需要学习专门的技术才能掌握机器人的开发,不适合普及教育。而专门针对一般理工类大学生的程序设计教学的机器人比较少见,本项目中研究开发的智能机器人平台主要用于高校计算机程序设计教学中,研究开发紧密结合教学实际,研究目标明确,是一种创新性的应用研究。
3、巡线机器人开发方案
尽管智能机器人可以有各种各样的外表,但是,它们都有共同的特征,智能机器人拥有一个“大脑”,能够像人类一样进行“思考”,其核心是一台嵌入到机器人上的计算机。目前,智能机器人还没有一个统一的定义,大多数专家认为智能机器人至少要具备以下三个要素:一是感觉要素,用来认识外部环境状态;二是运动要素,对外界环境做出反应性动作;三是思考要素,根据感觉要素所得到的信息,计算出采用什么样的动作。智能机器人是具有感知、思维和行动功能的机器,它可获取、处理和识别多种信息,自主地完成较为复杂的操作任务[1]。
在辅导学生参加全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛的过程中,本人经过总结和完善,设计出了一个可适合于不同层次教学的巡线机器人教学方案。在该教学方案中有使用激光传感器和电磁传感器的两种巡线机器人,可以自动识别专门制作的道路自由驾驶。本教学方案中开发的巡线机器人是一种自主型智能机器人,这种自主型机器人具有感知、处理、决策和执行等模块,可以像一个自主的人一样独立地活动和处理问题,硬件上,这种具有一定智能的机器人需要有多种传感器,功能强大的计算机和灵活精确的驱动系统[2]。
巡线机器人采用结构化设计,硬件和软件模块都按一定的规则定义好接口,使得初学者可以快速入门学习机器人的开发。巡线机器人系统结构可分为硬件和软件两大模块,如图 1所示。
图 1 巡线机器人系统结构
在硬件设计方面,机器人的硬件实现模块化设计,学生可以选择不同的传感器模块组装不同类型的机器人,对于电子类专业的学生,也可以由学生设计开发新的硬件模块。软件设计方面,在该机器人平台上,编写程序将有关的微控制器硬件接口封装,降低学生学习程序设计的难度。
采用激光传感器的巡线机器人通过光学反射原理来检测识别道路,是一种视觉导航机器人[3]。激光传感器发射管发射一定波长的激光,经地面反射到接收管。由于在黑色和白色道路上反射系数不同,黑色区域反色回的光线很少,而白色区域反射回足够强的光线,接收管接收到的反射光强度不同,使得接收管两端输出电压不同,从而可以将黑白路面区分开来,使得机器人可以识别贴有黑色引导线的白色道路。
采用电磁传感器的巡线机器人,能够识别道路定频率的磁场。在道路引导线上(漆包线)通上一定频率的的脉冲信号,导线中有变化的电流流过,从而在道路的周围产生变化的磁场。电磁传感器道路识别模块能够探测到这个变化的磁场,并将探测到的信号转化为数字信号。
电源管理模块为整个系统各个模块提供所需要的电源,主要包含电机驱动电源、控制计算机供电电源、传感器驱动电源等模块。可靠的电源方案是整个硬件电路稳定可靠运行的基础。在设计电源模块时标注好各个模块连接线的功能和名称,以方便组装和调试机器人。
巡线机器人实时测量出自己的运行速度,才能实现闭环控制,达到精确的控制目的。测速传感器一般可选成本比较低的霍尔传感器和价格比较高的光电编码器,霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器,价格低廉但一般精度比较低。光电编码器是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器,其精度相对比较高,但价格也比较贵。在教学中,可由学生根据实际的精度要求来选定测速传感器。
舵机用来控制巡线机器人的左右运动方向,直流电机用来驱动巡线机器人,控制前后运动,这两种电机都可通过PWM脉宽调制信号的占空比来控制,一般的嵌入式计算机都具有输出PWM脉宽调制信号的功能,所以比较容易得到电机控制信号。巡线机器人的舵机和驱动电机采用经典的PID控制算法。用函数封装好PWM脉宽调制信号产生代码和PID控制算法 的基本代码,学习的学生只要简单理解算法的思想和和函数参数的意义,便可参与巡线机器人控制程序的编写。
4、分层教学方法研究
智能机器人的开发有一定的难度,涉及机械、电子、自动控制、计算机和传感器等许多专业知识,一般需要组建跨学科的开发团队来进行综合的开发。对于不同专业和学习能力的学生,需要有不同的教学方法因材施教。
通过在计算机基础、计算机程序设计、嵌入式开发和智能汽车竞赛培训等课程的教学实践活动中,研究并总结出分层次教学方案。即在计算机教学中按三个不同层次,引入智能机器人教学的一系列创新性方法:
第一个层次,面向所有专业的学生,在大学一年级计算机概论课时,讲解机器人原理,以及机器人与计算机技术的关系,通过视频或现场演示机器人,提高学生对学习计算机和机器人等科学研究的兴趣。并在相关学生科技活动中,演示原理简单的巡线机器人,讲解开发原理,激发学生对计算机技术的学习兴趣。由于所面向的学生既有理工科的也有文科的,每个人的知识结构差异非常大,所以教学的重点在于讲解机器人与计算机的关系,使得他们了解机器人技术和计算机技术的基本原理。
第二个层次,在计算机程序设计课程中,主要是《C程序设计》与《单片机和嵌入式系统开发》等课程中,设计一系列机器人编程开发实验,学生在实验课时可选择一种实验,体验开发机器人的乐趣,加深学生对计算机技术的深入理解和体验。学生在实验中有更多和教师交流的机会,学习更加主动,并可以将自己的作品与同学进行交流比较。从而,吸引一批优秀的学生加入到机器人开发的教学和实验项目中来。
第三个层次,组织学生参加相关的大学生机器人竞赛,近年来,机器人竞赛的教育价值逐渐得到人们的认可和重视,机器人竞赛对学生的科学认识,科学探究以及科学态度都有积极的影响[4]。目前,已面向全校理工科学生,跨学科组建全国大学生智能汽车竞赛团队,在竞赛培训过程中,组织学生开发智能车(巡线机器人)的硬件和软件模块,提高他们的计算机嵌入式系统开发能力。这部分优秀的学生可以培养成具有扎实的自动化、电子和计算机等项目开发能力的复合型人才。
5、结束语
本文对在计算机教学中引入智能机器人的教学方法进行了探讨和描述,在计算机程序设计课程中,用机器人来展现程序设计的魅力,取得了比较好的教学效果。同时,吸引一大批优秀的学生参与到相关项目开发和竞赛中,机器人的制作与竞赛涵盖了电子、计算机、控制、模式识别、传感技术、电气及机械等多个学科,对培养学生的综合工程开发能力、创新精神、实践动手能力及团结协作精神均具有良好的促进作用。本教学项目的研究和实施,为培养有创新能力的复合型人才探索出了一条可行的道路。
参考文献:
[1] 胡莲君,宋弘.移动智能机器人避障规划研究[J].四川理工学院学报,2008, 21(4):88-89.
[2] 朱孟强,卢博有等.基于ARM的智能机器人小车控制系统设计[J]. 微计算机信息,2008,24(5).
摘要:
采用带电作业机器人代替人工作业,可有效避免高电压、强电场伤害,大幅提高作业工效。与发达国家相比,国内在该领域研究起步较晚,因此借鉴国外经验,探讨和加快中国带电作业机器人的研发与应用,有着重要而现实的意义。文章概述了配电带电作业机器人的基本结构及主要功效,介绍了国内外带电作业机器人的发展历程、研发与应用情况,提出了中国下阶段配电带电作业机器人的研发与应用的重点方向。
关键词:
带电作业;机器人;配电网;先进技术
0引言
随着机械、电子、计算机、传感器、人工智能及仿生学等尖端领域技术的发展,机器人在各行各业得到日益广泛的应用,如工业机器人、教育机器人、家政机器人、军用机器人等。其中,在电力领域的主要应用有:在输电领域以一定速度沿输电线爬行,利用携带的传感仪器实现线路定期巡检的巡线机器人及利用附加除冰机构,自动清除输电线路覆冰,减少断线事故的除冰机器人。在变电领域,以自主或遥控方式对变电站内一次设备进行巡检,及时发现设备热缺陷和其他异常的变电站智能巡检机器人。在配电领域,完成对隧道内温度、烟雾、有毒气体等环境信息检测的电缆管道巡检机器人。与上述电力领域机器人已进入实用化进程相比,中国配电带电作业机器人起步于1999年的山东电网,目前应用面与实用化都很有限,与国外发达国家存在明显差距。因此,结合中国国情,学习国外先进技术并加以借鉴和完善,努力打造具有中国特色的带电作业机器人产业,对于推动配电作业自动化技术发展,实现中国制造2025的宏伟蓝图具有积极意义。
1作业机器人简介
1.1基本结构
作业机器人从整体结构上主要有两种形式:一种是操作人员在高空绝缘斗内,以控制手柄或主手控制器为媒介,对机器人进行高空作业控制的形式;另一种是操作人员位于地面控制室,通过高空机器人视觉系统完成遥控的形式,如图1所示。操作人员在高空进行遥控,以绝缘斗为保护装置,直观明了观察作业进展,减少操作难度,提高了作业效率,但未能使操作人员完全脱离电磁辐射和高空作业的危险;采用第二种作业方式,即操作人员在地面控制室,虽不能直接近距离观察作业对象,影响作业效率,但该种方式下操作人员远离高压线,可避免高空跌落事故发生。虽然两种机器人作业方式有所差异,但基本结构大体相同,均由以下部分构成:机器人作业平台(机器人本体、机械臂绝缘子支撑)、工作平台(绝缘斗/地面控制室)、折叠与伸缩绝缘壁、控制装置、移动卡车等。
1.2主要功效
作业机器人的基本结构和功能决定了它具有如下功效:
1)改善作业环境:由于采用间接作业法,危险性降低,减少了触电、高空坠落等危险事故的发生,使作业人员生命安全得到更有效的保障。
2)提升作业效率:通过机器人进行作业,工作人员数量减少,效率大幅提高,人工成本降低;同时作业面和作业频次也可大幅提高。
3)降低作业难度:相比于人工作业时需合理把握精度要求、做到谨慎、仔细完成任务,使用作业机器人解放了作业人员,由机器人自主完成操作,作业难度大幅降低。
4)提高作业质量:采用机器人进行作业,控制力度合理、作业质量显著提升。
5)提升客户满意度:停电事故减少,供电可靠性提升。
2国外发展历程
早在20世纪80年代开始,日本、美国、加拿大、法国等许多国家就先后开展作业机器人的研究开发与应用。
2.1日本带电作业机器人
20世纪80年代初,日本政府人口普查结果预示未来人口将逐步老龄化,劳动力不足日趋严峻。由此,日本掀起了一场自动化革命的热潮。为使配电带电作业更加安全高效又避免坠落等事故,九州电力株式会社(KEPCP)与安川机器人公司于1984年开展合作,研究配电带电作业机器人。迄今为止,日本已成为当今配电带电作业机器人开展最早、成果最为丰富、产业化应用最广泛的国家。其主要经历了3个阶段:1
)第一阶段(1984—1989年):第一代机器人—手动操作机器人PhaseI,采用主从控制。
2)第二阶段(1990—1997年):第二代机器人—半自动机器人PhaseII。
3)第三阶段(1997年至今):第三代机器人—全自主机器人PhaseIII。
表1给出了3代机器人的基本概况。第一代机器人以手动方式进行作业,采用两个自由度机械臂设计,驱动方式主要采用电机驱动和液压驱动两种方式,如图2所示。作业人员在高空绝缘斗内进行操作,同时观察工作进展情况。该机器人参加作业工作时需至少3名工作人员,其中一人位于高空近距离控制机械手,另一人在地面通过遥控配合控制。最后,还需配备一名安全监督员。第二代机器人在第一代的基础上增加了视觉定位系统、激光测距系统,工具自主更换,人机交互及语音识别功能,提高作业人员效率,因此称为半自动化的带电作业机器人,如图3所示。通过机器人本体上安装的高新摄像头将画面传到地面操作室,工作人员在地面对机器人进行远程操作,避免了直接接触电压、高空跌落等危险。另外,在人员配备方面需至少2名工作人员。一名位于地面控制室内通过主控显示器操控机械手,另一名担任安全监督员。第三代以全自动的方式进行作业,取消了控制室,仅需配备1名安全监督员在作业现场通过手持终端进行监督即可,使作业人员完全从生产力中解放出来。第三代机器人本体结构形式虽和第二代差不多,但智能程度大幅提升。搭载三维视觉系统,自动识别工作环境并通过人工智能完成判断及操作;融合数据通信技术,立体视觉定位技术、计算机控制技术与模式识别技术等。做到作业前期自主定位、作业过程自主控制完成、作业结束自主检查任务的质量并修正。总结日本机器人的发展史,其实在机器人进入实用化之前,很多日本学者普遍认为,相比于人工带电作业,九州公司投资的作业机器人将和其他重型设备(电缆车、车载变压器、车载发电机)一样,因价格昂贵且维修成本高而不告而终。但事实证明,经过几年的常规部署,通过效益分析,带电作业机器人带来的经济收入逐年提高,远超预期水平,如图4所示。截至21世纪初,日本本土已有93台机器人在开展带电作业,根据历史数据统计的不同年份带电作业事故数如图5所示。相比于传统人工作业方式,机器人的普及,使带电作业电击事件急剧下降,九州公司6000多名一线配电工人的安全得到的相应保障。
2.2部分国家带电作业机器人的研发
美国于1985年着手开始研究带电作业机器人,其第一代产品采用操作人员在地面遥控的方式,单机械臂的主从控制机器人。仅装有液压驱动的机械臂,机械性能较差。目前,美国最新一代机器人在绝缘防护水平上有所突破,支持在极端恶劣的天气下进行带电作业。加拿大Hydro-Quebec研究所作业机器人机械臂也是液压驱动的,作业形式与日本的第一代产品很相似,操作人员在安装于升降机构末端的绝缘斗内进行遥控操作,该机器人的绝缘等级达到25kV。法国带电作业机器人项目的研究是在20世纪90年代由法国电力公司(EDF)支持进行的,但受限于技术难题和科研经费有限,最终中途搁置。直到90年代末期,受到日本安川电机与九州电力株式会社的支持,欧洲综合电机制造厂家Thomson-CSF着手开展研究,并顺利完成了机器人样机。西班牙在参照日本第二代带电作业机器人的基础上,于1994年完成各项研发,并可实现本国69kV及以下的带电作业。该机器人安装两个6自由度机械臂,并配备有3自由度的辅助臂。
3中国带电作业机器人的研况
在中国,许多供电企业都充分认识到机器人带电作业重要性,对机器人的需求也愈发强烈。受限于诸多因素,中国研究起步相对较晚,才经历短短10多年。1999年带电作业机器人在国内首次立项,2002年研制出首台自主创新作业机器人;2005年完成产品化样机的研究,在山东济宁和山西长治通过试用,具备电压等级10kV以下,绝缘防护标准45kV,作业高度19m等作业要求。2012年,国家863计划开展“公共安全与救援机器人”重点项目课题,对“面向电力带电抢修作业机器人研究开发与应用”进行了立项研究。与日本相似,目前为止国内已开展了3代机器人的研究。
1)第一代机器人通过键盘简单地控制机械臂运动,受限于技术约束,控制系统较为封闭,局限性大。
2)第二代机器人采用国产电机驱动方式,实现主从控制,可通过键盘或手持终端操作,在近距离作业操作时具备完成常规简单自动操作任务。然而受自重限制,操作难度较高。
3)第三代机器人采用进口液压驱动方式,具有多级绝缘防护措施,能完成断线、接线、更换绝缘子等作业任务,这标志我国作业机器人已达到新高度。但该型号机械臂未安装力反馈功能,造成作业人员无从感知作业力度并进行合理把控,无法进行较为精细复杂作业,且机械臂抖动问题也未能彻底解决。图6所示为第三代国产作业机器人。
4中国带电作业机器人应重点考虑的问题
近期工信部、发改委、财政部联合印发《机器人产业“十三五”发展规划》,引导中国机器人产业快速健康可持续发展。面对机遇与挑战,借鉴国外经验,下一步中国带电作业机器人的研发与应用应重点加强以下方面的工作。
4.1强化机器人领域创新能力
加强与其他机器人共性关键技术研究,充分利用和整合现有科技资源与研发力量,组建面向电力系统的机器人创新中心,打造企业产学研用紧密结合的协同创新载体,重点围绕人工智能、感知与识别、机构与驱动、控制与交互等方面开展研究。同时,应强化国际交流合作,培养不停电作业机器人研发设计人才。
4.2合理控制制造成本
开展作业机器人研发时,应合理考虑价格影响。研发机构在不改变原有功能特点的情况下,通过改进和研发新材料、新技术降低生产成本。只有适应于现场作业,价格适中并加以实用化,带电作业机器人才能发挥其真正的安全和效益。
4.3更可靠的绝缘安全防护
考虑到作业对象是带电的高压线路或设备,带电作业机器人应具备即使在操作失误或机器人发生一些故障时,也要有足够的防护措施以保证电网和操作人员的绝对安全。此外,还要针对不同恶劣气候,如潮湿、暴雨等情况时,其绝缘防护水平也不被破坏,或者造成隐患。
4.4作业工具系列化
带电作业任务普遍存在作业种类多、作业对象多变等特点。因此,应积极开展带电作业机器人专业工器具的研究,设计出适合机器人携带,便于完成相应动作的系列作业工具。使得更换机械臂末端的终端专业工器具具备快换功能、可转变作业任务,做到一机多用。从而提高使用效率,减低使用成本,满足机器人产业应用需求。
4.5加强机器人技术标准体系建设
现阶段没有明确、统一的技术标准。因此,应研究制定带电作业机器人的技术标准,如机器人通用技术标准、机器人本体电磁兼容要求和试验方法标准等,以利于带电作业机器人的发展。此外,应重点培养一支具备高水平作业技术的骨干人才队伍,突破机器人通用控制软件平台,实现良好的人机交互。运用现代虚拟技术,模拟真实场景,开展仿真培训,提高从业人员技能。
5结语
配电带电作业是当前提高供电可靠性的最有效、最直接的方法,发展带电作业机器人成为各国研究的热点。“十三五”期间将是中国机器人产业发展的关键时期,把握国际机器人产业发展趋势,汲取他国先进经验,促进具有中国特色的作业机器人发展成为下一步开展不停电作业的研发重点。向科技要效率,改善作业人员工作环境,提高供电可靠性,配电带电作业机器人取代传统的人工作业方式将成为一种必然。
参考文献:
[1]张运储,梁自泽,谭民.架空电力线路巡线机器人的研究综述[J].机器人,2004,26(5):467-473.
[2]王耀南,魏书宁,印峰,等.输电线路除冰机器人关键技术综述[J].机械工程学报,2011,47(23):30-38.
[3]周立辉,孙永生,孙勇,等.智能变电站巡检机器人研制及应用[J].电力系统自动化,2011,35(19):85-88.
[4]郑盼龙,迟冬祥.电力系统中机器人的研究现状与展望[J].上海电机学院学报,2013,16(6):347-353.
[5]姜芸,付庄.一种小型电缆隧道检测机器人设计[J].华东电力,2009,37(1):95-97.
[6]刘建伟,周娅,黄祖钦,等.高压输电线路除冰技术综述[J].机械设计与制造,2012,(5):285-287.
[7]鲁守银,钱庆林,张斌,等.变电站设备巡检机器人的研制[J].电力系统自动化,2006,30(13):94-98.
[8]方向晖.国外配电线路带电作业的先进经验及其启示[J].浙江电力,2002,(6):53-55.
[9]李天友.配电不停电作业技术发展综述[J].供用电,2015,32(5):6-10.
[10]李航,宋春华,罗胜彬,等.机器人的研究现状及其发展趋势[J].微特电机,2013,41(4):49-57.
关键词:自主创新能力 科技训练 体系构建 大学生
中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号: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
科技活邮桥嘌和提高大学生创新和实践水平、能力以及自身素质的一种有效途径;积极开展大学生科技创新实践活动,加强和培养大学生的创新精神和实践能力,是高等学校面临的紧迫而重要的任务[1]。因而,构建有效的大学生科技创新能力训练体系对大学生的创新能力和应用能力培养可以起到良好训练作用,其重要性和必要性毋庸置疑。显然,以自主创新能力为核心,如何构建行之有效的大学生科技创新训练体系,保证训练效果、扩大学生的受益面和受益程度是一项系统性的教育工程,也正是该课题的研究重点。该课题的主要工作所涵盖的内容有:创新理念、建设自主、开放的科技创新实践基地,科技创新能力训练培养全过程的细化和完善,学生科技协会良好的组织管理和基础培训能力提高,项目指导教师团队的创新训练指导能力提升,形成有效的训练体系等。
1 创新理念,建立自主、开放型科技创新实践基地
基于该课题所依托的机电类学科,建设好机电科技创新实践基地,开展大学生科技创新训练的理念是:为大学生提供一个不同于日常教学和普通实验室的培养时空,建立一个自我、开放性的创新活动场所,大学生在这里可以开展各类设计、训练和制作活动,训练工程实践能力、创新能力甚至一定的管理能力,实现创新的思维和梦想,最终成为具有创新能力的应用型工程人才;而教师在这里主要起引导者、辅导者或指导者的作用,甚至只是协作者的角色[2]。
此前的机电创新实践基地虽然具备了雏形,但是却依赖于在现有的各实验室挤腾出来的十分狭小的空间。不仅面积小,而且会受到学生日常实验教学的时间挤压,这对科技创新训练体系的建设形成了空间和时间两方面的硬件环境约束,既不利于良好地实施现有的创新训练项目的培训,更不可能拓展新的创新训练项目。相对于拥有每年300多名新会员的学生机电科技协会而言,要开展一些基础性的工程能力训练更是无法满足要求。伴随学校近年来教学和实验硬件条件的改造升级,该项目也在学校和二级学院的支持下为机电科技创新实践基地增加了较大的训练场地和活动空间。
与此同时,为更好开展创新训练,该课题积极利用该校机械专业作为省专业综合改革试点项目的资源,添置一系列新的创新训练设备,如:工程机器人训练套件、水中机器人训练设备以及示波器、信号发生器等多种电子测试设备等,如此便可以开设更多的基础性、专项性和综合性训练项目,为更好训练创新思维提供了更充分的硬件设备条件。
2 完善大学生科技创新能力训练培养过程
经过多年来探索和建设,为了能将学生持续地吸引到创新实践活动中来、并上升到自主创新的高度,实现“全过程、阶梯式”的能力培养,大学生科技创新训练体系逐渐得以构建和完善,主要包括四个阶段的内容:基础工程实践(BE)、专项强化实践(ST)、综合训练实践(IP)和自主创新实践(II)。各阶段的培养目标、实践形式和主体对象如表1所示。
2.1 基础工程(Basic Engineering,简写为BE)实践
该实践主要面向大一年级学生,以基本机械结构设计、工程结构组成、单元电路设计实现、简单系统的自主创意以及创新意识的培养为训练重点,因而系统设计和构造的难度不宜太大,重点在于激发学生开展自主创意、享受创造的乐趣。实践内容采用可自由组合重构、装配的模块式套件为工程实践对象,易于低年级学生动手实践,目的在于对大学新生创新意识的激发和基础工程训练。
该阶段在教师的引导下由学生机电科技协会以组织会员开展基础性的科技训练活动的形式来实施,由协会理事(高年级的技术骨干担任)对新会员进行基础培训,并开展各类不同主题的基础竞赛活动,培养学生的基础设计和实践能力,初步激发大学生的科技创新意识和精神。
该实践阶段现在主要以校内训练和竞赛来拉动学生的积极性,目前机电科协每年招新生约300人,校内竞赛包括基础的双足行走机器人机构设计竞赛、基础电路设计竞赛和先进制图技术比赛等[3]。以双足行走机器人机构设计竞赛为例,目前每年上百支队伍参赛,全校理工类二级学院均有队伍参加该比赛,而在机电学院学生覆盖面达60%以上,有较高的普及率和学生受益面。
2.2 专项强化(Specific Training,简写为ST)实践
专项强化实践主要面对已完成基础工程实践的大二年级学生,旨在培训学生的复杂机械结构设计能力、综合电路设计能力、单片机编程与控制、完整项目开发流程、专项创新能力等,属于能力提高和专项强化阶段。该阶段主要以强调专项技术能力为主的校内竞赛项目为设计和实践主题。各项目要实现的主题虽有竞赛规则约束,但其设计实现方法却是完全自主的,因而要求作品具有一定的创新性,才能在对抗和比赛中处于优势地位。
这一阶段教师和机电科技学会是共同组织者,教师是辅导者的角色,在教师指导下通过科协向学生提出相应的学习和设计实践内容。学生自由组合成机械结构设计小组、电路设计小组、软件控制技术小组、信息及综合创新小组等,教师定时组学生进行各种技术实现方法的研讨,如:具体的机械设计方法、电路设计方案、软件编程方法等方面共同讨论以训练创新思维,通过不断设计和制作实践训练来逐步提高单项的设计能力。
该阶段主要通过举办以强化专项能力、训练基本的创新能力为主的校内竞赛来进行推动,例如:循迹机器人竞赛、以机械机构创新为主的机械电子创新设计比赛,以及一些专项技术设计比赛(如:机械锁止机构设计大赛等),分别着重于电路设计与单片机编程技术、机械结构设计与制作能力等。由于有竞赛规则约束,参赛学生自然开动脑筋,想出各种奇异的创新主意,来实现自己的作品。该阶段的主要任务目标是为下一阶段即综合训练阶段选拔参加省级或国家级学生科技竞赛而培训各相应专项能力优秀的候选队员队伍。
该项目旨在通过不同项目、发掘个人技术特长来保持和增强大学生对科技训练的投入和兴趣,养成自主学习、独立思考、发现问题和解决问题能力的良好习惯,真正融入这一重要的创新能力训练阶段。
2.3 综合训练(Integrated Practice,简写为IP)实践
综合实践阶段主要面对已完成专项强化实践的大三年级的优秀学生和部分特别优秀的大二年级学生,主体是经过选拔而产生的参加省或全国性学科竞赛的学生队员,旨在训练这些学生的综合技术能力、灵活应变能力、交流沟通能力以及团队合作精神等。
该阶段主要以省或全国性比赛项目为实践训练的主题,项目指导教师团队针对大赛的项目主题,将队员分成不同的设计制作小组,如:机器人项目就设立了相应的高级训练小组,如:机电系统综合训练组、电路软件综合训练设计组、项目管理训练组、可靠性测试组等多个小组,在不同的项目指导教师团队的指导下进行详细的设计与制作实践训练以及参赛。
该阶段面对主要的学科竞赛包括中国机器人大赛、全国大学生机械创新设计大赛、“三菱杯”大学生自动化应用创新设计大赛、全国大学生先进成图技术创新大赛、全国节能减排科技竞赛等全国性和相关的省级学生科技竞赛。
这一阶段教师团队是组织者和指导者,定时组织学生进行技术实现方法的研讨和阶段性总结,在具体的设计方案、竞赛策略等方面共同讨论,既可以提高大学生的技术综合能力,也可以更好训练其综合创新实践能力和精神,寻找创新点和最佳方案;技术优势和创新互相借鉴,形成技术战斗力的团队集成和综合创新。
2.4 自主创新(Independent Innovation,简写为II)实践
该阶段主要面向技术能力强和自我创新意识好的学生,属于学生实践能力的高级培养阶段,以学生自我创新为核心,学生根据自己的观察和思考进行自我命题,既可申请各级创新创业项目,实现自己所想攻克的技术难题或者开展个人的发明创造,项目构思、设计、实施和完善的所有内容都要靠自己来完成;进度要靠自己掌控;学生也可以承接企业项目或产品开发等;或者利用个人技术特长开展自主创业,提前规划和实施未来的人生发展前景。
这是“自我创新”阶段,学生主要利用课余时间在创新实践基地开展自主的设计和制作来实践自己的梦想,在这一阶段教师只是协作者或协助者,为学生提供一些技术发展趋势方面的信息和建议,而学生才是实际的决策者和实现者。创新实践基地开放的设备和空间为学生提供了相当有利的环境。
3 改善学生科技协会的组织结构,提升其基础培训能力
机电学生科技协会担负着招收新会员、对新会员进行基础性的工程能力训练,并组织相应的科技类竞赛活动。协会组织定期选拔技术骨干担任协会理事,为新生进行基础性工程实践能力培训,以培养新会员的基本实践应用能力和激发创新意识为核心目标,以培养会员成为省级和全国性比赛的后备技术人才为任务,对有兴趣的新生进行为期一年的教学培训。
此前协会每年新会员众多,大一新会员普遍认为经过培训受益良多。但由于学校授权和资助的项目总数有限,加之以项目经费、制作费用、场地和人数的限制,因而经过层层选拔后,最终能参加省级和全国性大赛的人数就受到限制;同时,部分已获得一些奖项的同学因进取心不足、奉献精神不够等原因,在高年级阶段不愿意再辛苦参加科技比赛;与此同时,协会的理事逐渐由大二年级会员担任,对高年级会员产生了挤出效应。所有这些,都给科协的人力资源构成、培训质量、参加全国大赛的成绩形成了不利影响。
该项目实施后,通过改善科协的理事会员的配备结构,加大高年级会员的比例,有力提升了其基础培训能力,培训的项目、内容和质量也得到较大改善。
4 强化项目指导教师团队建设
由于多年的努力,以机电创新为特色的学生科技竞赛活动取得了显著成效。这既于学生机电科协的宣传发动和基础培训有关,也更与相应参加到大学生科技训练体系的项目指导教师团队有关。以机电创新为特色,目前已形成机器人竞赛项目指导教师团队、机械创新设计竞赛项目指导教师团队、PLC自动化应用竞赛项目指导教师团队、先进制图技术项目指导教师团队、物联网技术竞赛项目指导教师团队等10多个教师指导团队,每个团队由3~6名教师组成,并设立了主教练负责制,从而保证了良好的项目指导水平。在主教练的带领下,一大批中青年教师迅速成长,其教研水平、指导能力都得到了显著提高,项目指导团队日益强大,对学生的创新能力指导也将更加富有成效。
5 Y语
建设自主、开放型的科技创新实践基地,形成“基础工程、专项强化、综合训练、自主创新”的“多阶段、全过程、阶梯式”训练和培养过程,并加强学生机电科协和指导教师团队建设,这一有理念、有体系、有内容、有团队的以自主创新能力为核心的大学生科技创新训练体系已经取得了显著成效。在此基础上,最近3年来机电科协的大学生又在机器人、先进成图和PLC三菱杯自动化大赛上取得12项全国性一等奖(5项冠军),6个学生项目先后入选广东省攀登计划和省级、全国大学生创新创业训练项目,更有不少机器人队员在毕业前后创建了机器人教育培训机构或者创业开展各类工业机器人的研发,展现了良好的自主创新能力,这些都是该课题优秀建设成效的鲜明例证。
参考文献
[1] 王世山.大学生课外科技创新活动的实践[C]//第五届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集(2).2008:552-5560.
2018年以来,我局认真贯彻落实温州市发改委和××市委市政府的工作部署,紧紧围绕××市委“加快融合发展,打造至美××”的战略目标,以十大责任捆绑攻坚行动为主载体,盯引大项目、打造大平台、营造大环境、保障大民生,各项工作亮点纷呈。现就2018年工作总结和2019年工作思路做如下汇报:
一、2018年工作总结
(一)狠抓项目谋发展,有效投资稳步增长。
一是投资结构逐步优化。2018年1-12月,我市实际固定资产投资完成392.36亿元,增长18.57%,超额完成年度任务。投资结构中,工业投资增长36.55%,增速高于目标增速;服务业投资、交通投资、民间投资分别增长16.16%、24.1%、12.61%;生态环境和公共基础设施投资因大型城市配套设施项目建设基本完工并投入使用,增长27.85%,增速大幅提高。二是省市重点项目完成较好。去年我市本级重点建设项目完成投资210亿元,完成年度投资计划的118%,续建类项目完成率达122%,66个项目实现开工,开工率达到115.8%。其中,45个温州市重点项目完成投资73.9亿元,完成率148.9%,已提前完成全年任务;14个省重点项目完成投资12.7亿元,完成率112.6%,超序时进度12.6个百分点。全省扩大有效投资重大项目集中开工仪式温州分会场在我市滨海高新产业园区成功举行,我市13个项目参加开工仪式,项目数量和投资额均居温州各县(市、区)第一位。四批次集中开工活动大大推动了我市项目开工建设进度,全市57个开工类项目已开工54个,开工率95%。三是项目谋划积极推进。精心谋划2019年全市重点项目,初步梳理项目358个,其中续建类109个,开工类59个,争取开工类70个,研究类120个,项目数量和质量都有大幅提升。包装3个项目申报列入今年省重大产业项目,同时谋划一批后备项目。
(二)创新重大项目闭环机制,项目盯引成效凸显。
出台《××市重大产业项目推进工作指引》,创新建立重大项目全过程闭环机制,实行项目谋划全方位指引、全过程跟踪督考,有效推进“省市县长项目工程”落地,得到冯飞常务副省长和陈伟俊书记的批示肯定。一在前期谋划上,建立重大项目“靶向招商地图”。盯引了投资超20亿元的瑞立、瑞明等两个汽车零部件产业项目,总投资24亿元的华峰温商回归项目成为温州“首个列入、首个落地”的省重点盯引清单项目,聚焦打造汽车高端部件及新能源汽车千亿产业集群、“数字经济强省”的××板块、工业机器人全产业链。二在中期盯引上,建立重大项目“三级捆绑机制”。实行书记市长领衔盯,镇委书记、镇局长具体盯,营商专员跟踪盯等专项工作机制,确保各大项目落到实处。2018年谋划书记市长项目21个、镇委书记和镇(局)长项目71个,
9个列入温州市县长项目,其中5个列入省“152”项目清单,9个温州市县长项目中,已开工建设项目6个,另外3个项目在2019年上半年争取落地。三在后期落地上,建立重大项目“集成服务机制”。具体是打造“最多跑一次”升级版,以“最多跑一次”改革为统领,联动推行“标准地+”改革、营商专员保姆式服务、政府购买服务代办、投资负面清单管理、涉企执法备案等集成服务,推出“亲清联系卡”,企业投资工业类项目实现“开工审批7天、竣工验收30天”。还制定出台了《××市重大产业项目推进工作指引》,建立市级项目前期库,明确项目从谋划到落地的全方位指引,将重大产业项目谋划和前期推进工作以高权重列入综合考绩,实行全过程跟踪督考。
(三)全力推进产业转型,新兴产业培育取得实效。
一是着力构建“万千”大平台。依托滨海高新产业园,通过出城入园模式“裂变一批”,产业链招商模式“招引一批”,落地全产业链项目3000多亩,落地项目32个,其中5个超20亿元项目、9个超100亩项目,将成为××产业高端化发展的主引擎。二是新兴产业培育加快提速。围绕构建“高端汽车部件及新能源汽车+新材料+数字经济+工业机器人”的产业集群,在20亿、50亿级重大产业项目上求突破。率温州率全市之先开展数字经济课题研究,制定数字经济五年倍增计划,视客控股成为国内VR龙头企业,引入七大数字经济项目。加快丁山二期新材料产业园建设,推动新材料产业集聚发展。发展工业机器人产业,海尚机器人关节减速机技术国际领先、金石机器人项目获行业最高金球奖、绿欧工业机器人本体制造项目落地开工,特种消防机器人等一批项目正在对接,有望打造成为××战新产业新集群。三是现代服务业加快发展。第三季度,我市服务业实现增加值350.98亿元,同比增长9.4%,比全市地区生产总值、第二产业分别高1.4、2.5个百分点,拉动GDP增长4.7个百分点,贡献率达58.4%,三次产业的比重由去年同期的2.6∶45.2∶52.2调整为2.5∶42.3∶55.2,完成服务业投资233.7亿元,同比增长9.6%,占全部固定资产投资比重的84.9%,服务业实现税收45.51亿元,占全市税收总收入的50.2%,服务业已成为我市经济增长的主力军。智慧物流发展势头良好,世界500强普洛斯现代物流园投入使用、韩国SK易瑞物流项目完成供地,易达公用型保税仓获批,阿里巴巴500亩菜鸟物流园区项目前期有序推进。前三季度服务业增加值增长9.4%,占GDP的比重达到了55.2%,比上年同期提高了3.1个百分点。去年1-11月,我市47家其他营利业企业完成额14.6亿元,增速24.3%。四是能源结构进一步调整优化。××工业固废与污泥无害化处置及资源化利用项目、生活垃圾焚烧发电厂改扩建工程建成并投运;华峰热电联产项目进展顺利,预计年底完工;江南新区泛能网项目完成征地年内将完成招拍挂;××海上风电项目正在积极对接规划调整工作。2018年累计完成淘汰改造80台,超额完成省能源局下达的年度目标任务;地面光伏项目与分布式光伏项目有序推进,新增屋顶光伏装机约0.75万千瓦,家庭屋顶光伏1600余户、装机容量0.35万千瓦,圆满完成省、温州市民生实事任务目标。
(四)深化体制机制改革,发展内生动力不断增强。
一是特色小镇建设再上新台阶。围绕打造温州华商综合发展试验区和区域进口商品集散中心“桥头堡”,基本形成“一园两区三平台”主体框架,先后招引落地超亿元项目8个,集聚知名品牌21家,累计完成投资18亿元。小镇跨境贸易成果丰硕,华商回流总部集聚效应明显,服务配套功能日趋完善,侨贸进口商品展销中心、侨贸国际进口商品中心、盛明进口商品精品超市等三大进口商贸中心成功入驻,瓯贸通、赛伯乐、猪八戒、新联等四大外贸平台全面投运,全产业链融合发展新模式全面开启。特色装备小镇、汽配智造小镇2个温州市级小镇创建工作进展顺利,积极谋划××本级特色小镇7个,省级、温州、××组团梯队发展格局逐渐形成。二是小城市培育工作有序推进。塘下、马屿小城市培育工作顺利通过省检查组考核验收,马屿镇获得补助资金2500万元,塘下镇获得奖励资金380万元。三是“最多跑一次”跑出新速度。重点围绕审批制度改革和审批服务质量评价工作,顺利完成浙江政务服务网3.0版和审批监管平台2.0+版“双升级”上线运行,实现“三个百分之百”。落实企业投资“开工前100天”工作和温州工程建设项目审批管理系统上线工作并逐步进入常态化运行。在一窗受理、集中服务模式的基础上,引入“无差别全科受理”审批模式,进一步优化了企业投资项目代办制,得到广大群众企业一致认可。今年以来,共审批类各类批件390件,其中办结企业投资备案116个,投资总额达
197亿元,审查、审批政府投资项目立项类和可行性研究报告类项目195
件,总投资额166亿元,按时办结率100%,审批窗口也获市优秀审批窗口流动红旗。四是医共体改革彰显成效。成功列入省首批县域医共体改革试点,率全省之先创新实施“向使用环节要空间”的医疗服务价格调整改革,调价体量居全省各县(市)之首,得到副省长成岳冲、副省长,温州市委书记陈伟俊肯定。通过实施首轮方案,共腾出空间7789万元,上调医疗服务价格6197万元,将增加医院收益3375万元,降低群众医疗费用1592万元。
(五)深化区域发展协作,各项工作扎实推进。
一是积极对接长三角协作。成功与上海安亭签订安亭·××协同创新发展战略合作协议,促成国家机动车产品质量监督检验中心(上海)与××质检院进行深度合作,谋划共建安亭·××汽车及关键零部件“飞地创新港”。二是精准对接东西部扶贫协作。突出产业合作,引导民营企业在阿坝县成立2家旅游公司,包装设计4条旅游产品线路,2018年以来已出团9批次300余人次,得到省市援建指挥部充分肯定。强化资金支援。今年共安排落实东西部扶贫协作、对口支援、对口合作资金2500多万元,其中阿坝县2200多万元,重庆涪陵区南沱镇259万元,新疆拜城县帮扶资金75万元。突出劳务协作和人才支援,9月份在阿坝举行××-阿坝贫困人员就业招聘会,达成初步就业意向人员150多人,来××就业人员40多名。在阿坝举办了贫困人员、村干部和致富带头人培训,参加培训人员约100人次。各项任务基本完成。三是乡村振兴(西部休闲产业)建设全力推进。编制完成了《××市西部生态休闲产业带建设规划》和《行动计划》,全市计划安排生态西部休闲产业带实施项目73个,计划总投资160多亿元,年度计划30多亿元,其中列入温州市考核项目18个,计划总投资4.68亿元,累计完成5.12亿元,超计划完成任务。截至10月份,我市共完成工商资本下乡(助推乡村振兴战略)40多亿元,完成计划的200%,暂列温州各县(市)区第二名。
(六)不断夯实物价工作,民生工作稳中有升。
一是完成2017年度行政事业性收费公示报告制度。深化实行一年一度的行政事业性收费公示报告制度,按时完成了70家单位的行政事业性收费执行情况报告工作。二是加强价格规范管理。调整××市公立医院首轮医疗服务价格、××至北龙航线客运票价,核定江南邻里佳园公租房和范大桥腾退房租金标准、电信等三个停车场停车收费标准和景祥园等六个小区前期物业服务收费标准,完善《××市机动车停放服务收费管理暂行办法》,有效规范市区机动车停放收费行为。三是强化价格监督执法。进一步畅通价格服务渠道,及时妥善处理各类价格咨询、投诉388件,其中12345市长交办件359件,12358平台受理投诉举报29件,立案查处1件,按时回复率100%。加大房地产市场日常巡查,深入落实温州市房地产调控有关政策,2018年共检查新楼盘21个,确保新售楼盘明码标价到位;同时,纠正了一家房地产企业的违规销售行为,退还消费者销售款5000多万元。开展公共停车场收费检查,出动51人次对市区15处市区公用停车场及道路咪表停车进行了收费检查,有效规范了停车收费行为。
二、2019年工作思路
2019年是“十三五”规划实施的冲刺之年,我局将紧盯各项考核目标,克难攻坚、狠抓落实,奋力冲刺四季度、科学谋划2019年,实现发改工作谋划更精准、协调更高效、落实更有力。
(一)加强宏观经济分析,提升科学谋划水平。
一是加强对宏观经济运行分析,及时掌握全市经济社会的发展态势,研究对策当好市委市政府的参谋助手;加强经济运行监测,做好省经济运行网上监测问卷调查任务。二是开展“十四五”规划前期课题研究,着重分析××市经济社会中长期发展的前瞻性、全局性、综合性问题,为“十四五”规划编制奠定基础。三是开展重大课题研究。围绕××市委、市政府重要决策部署,立足××全局发展,开展推进一批重大问题和重大课题研究。
(二)优化投资结构,加快重大项目建设。
一是坚持目标导向,紧盯投资结构。深挖潜力,加快滨海高新产业园新开工项目进度,加快项目进度和土地款补缴入库,努力完成高新技术、交通、生态环境和公共设施投资年度目标。积极向上对接,将实际已完成投资额逐步入库,确保完成全年民间投资和服务业投资任务。二是坚持问题导向,紧盯投资进度。强化与财政、国土等部门的深度对接研究工作,逐个项目分析,想方设法做好要素保障工作,确保项目如期推进,按时开竣工。在延续2018年责任捆绑攻坚的基础上,进一步细化分解2019年重点建设项目节点任务,特别是交通、农林水利、团块拆改等大项目,加大与各主管部门的协同配合,确保任务分解到位,责任落实到位。三是坚持政策导向,紧盯项目谋划。抢抓新一轮政策窗口期,对照省152工程、省重大产业项目入库标准,切实谋划一批重大产业、重大基础设施等项目。对接上级发改、国土、财政、交通、水利等部门,争取更多项目列入国家、省、温州市重点项目计划,省重大产业项目等,争取更多资金和土地要素支持。
(三)持续推进动能转换,着力提高发展质量。
一是加快建设高质量产业平台。编制××市万亩千亿产业规划,重点打造滨海高新产业园区,力争纳入全省“万亩千亿”新产业平台创建名单。二是加快新兴产业培育发展。积极推进产业数字化和数字产业化。做好分布式光伏发电工作,努力完成装机容量建设任务,推进××市企业和个人分布式光伏发电项目建设。三是加快现代服务业发展。以“全国质量强市示范城市”创建为契机,努力提升服务质量,深化服务业“质量强市”建设,引导规模以上服务企业开展质量管理体系认证,探索建立“政府—企业—行业协会”协同共管的质量共同体,全力挖掘综合体对我市社零批发、其他营利业和服务业税收的贡献度。
(四)聚焦华商产业回归,构建对外开放新格局。
一是加快“桥头堡”建设。突出重点,对标一流,依托世界华商综合试验区建设,将侨贸小镇建设成对外开放新窗口、进出口商品集中地、华侨创新创业目的地。二是强化区域合作协同发展。依托安亭镇的区位优势和产业优势,以汽车及关键零部件产业发展为重点合作领域,促进汽车及零部件产业转型提升。加强对口扶贫、对口支援工作。三是优化营商环境建设。深化企业投资项目“最多跑一次”改革,加快“标准地+”和企业投资项目“承诺备案制”改革,完善重大项目闭环落地机制,着力优化企业投资营商环境。