智能制造人才缺口与教学挑战

在全球制造业数字化、智能化的大潮中，智能制造已成为推动经济发展的关键力量。近年来，随着工业4.0和中国制造2025等战略的实施，智能制造行业迅猛发展，对人才的需求也随之急剧增加。然而，智能制造人才的供给并未与行业需求同步增长，形成了较大的人才缺口。据智联招聘数据显示，2022年智能制造领域招聘职位数同比增长53.8%，且招聘职位数同比增幅均在50%以上，反映出智能制造人才需求的强劲增长势头。
面对行业对智能制造人才的迫切需求，传统的教育培训方式显然难以满足市场对人才技能和实践经验的要求。尤其是在智能制造工程技术人员这一新兴职业领域，人才不仅需具备机械与自动化、信息技术等多学科知识，还需拥有实际操作和问题解决的能力。因此，如何在教学培训中融入实际操作经验，提高学员的实践能力，成为当前教育培训行业亟待解决的问题。

虚实结合实训装置的创新突破

针对智能制造人才的培养难题，虚实结合智能产线实训装置应运而生，为智能制造教学提供了全新解决方案。这一装置整合了传统实训台与虚拟仿真的优势，既支持传统PLC教学实验项目，又能扩展虚拟仿真的创新实验项目。通过硬件平台上的可插拔端子，学员可以在现场进行插拔连线，进行实物操作，同时，配置的虚拟仿真软件平台则提供了一个安全、低成本的实验环境，学员可以在虚拟环境中进行复杂系统的设计和调试，无须担心设备损坏和安全风险。
虚实结合智能产线实训装置的出现，不仅解决了传统实训装置与现代智能制造脱节的问题，还提高了教学的灵活性和实践性。例如，它可以通过虚拟现实技术模拟整个生产流程，让学员在虚拟环境中学习并掌握相关技能，同时，通过与真实硬件的结合，实现虚实一体化的教学模式。这种模式既能帮助学员更好地理解制造过程中的各个环节，也能锻炼他们的实际操作能力，提升解决问题的能力。

实训装置的构成与教学应用

虚实结合智能产线实训装置由一系列高端设备组成，包括实物中控台、虚拟仿真软件、可编程逻辑控制器（PLC）、人机界面（HMI）等。其中，PLC作为工业自动化的核心控制设备，可以选择市场上主流的三菱Fx5U或西门子S7-1200系列，满足不同教学需求。实训装置还包括伺服电机、变频器、交流电机等模块，这些模块均采用可插拔端子设计，便于学员进行实验连线和故障排查。
在功能上，虚实结合智能产线实训装置不仅支持传统的PLC指令训练、工业实物实验，还支持虚实结合的仿真实验。例如，学员可以在虚拟仿真软件中进行自动化立库仓库的控制系统设计与调试，从需求分析到系统集成运行的全过程都在仿真环境下完成，既降低了教学成本，又提高了实验的安全性。此外，通过配置的HMI，学员可以进行人机交互界面的设计与开发，增强了实训装置的实用性和互动性。

多元化的产品参数与实验项目

虚实结合智能产线实训装置在产品参数上的设计同样体现出其专业性与实用性。它的输入电源为单相三线、AC220V±10％、50HZ，能够适应大多数教学和实训环境。工作环境温度范围为-10℃－+40℃，相对湿度小于85％（25℃），保证了装置在不同气候条件下的稳定运行。此外，装置的容量小于250VA，重量为8Kg，外形尺寸紧凑，便于搬运和安装。
在实验项目方面，虚实结合智能产线实训装置提供了丰富的选择。例如，它包含了传输线阻挡控制、PLC集成开发资源包等实验项目。PLC集成开发资源包以自动化立库仓库为例，涵盖了控制系统需求分析、方案设计、硬件设计、软件开发等整个集成开发过程。通过这些实验项目，学员可以深入了解智能制造流程，掌握工业自动化产品的整体集成开发技能。此外，装置还支持扩展数据采集接口模块，实现虚实一体化实训，进一步提升学员的实践操作能力。

虚实结合教学的显著优势

虚实结合智能产线实训装置在教学应用中展现出独特的优势。首先，它提供了一个资源丰富、多学科融合的教学环境，能够形成性评价体系，这不仅有助于教师实时了解学员的学习进度，还能够促进学生全面技能的提升。例如，天津职业技术师范大学利用虚实结合的智能制造生产线仿真实验，实现了机械类虚实结合实验教学，强化了学生三维建模、编程控制、工艺规划与设施布局等能力的综合提升。
虚实结合智能产线实训装置通过编程控制、工艺规划等实验，显著提升了学生的实践能力。在虚拟环境中，学生可以进行智能生产线的模拟运行和调试，这种实践机会在传统的教学模式中难以获得。同时，通过虚实结合的方式，学生能在安全的环境下学习高风险的操作，如海尔互联工厂所示，智能化生产过程中人机物的互联互通，为学生提供了宝贵的学习经验。此外，这种教学模式也有助于减轻教师的负担，教师可以通过网络管理平台实现智能评价与反馈，更有效地管理和指导学生。

教学质量的实际提升

虚实结合智能产线实训装置在实际教学应用中取得了显著成效。通过实时仿真，学生能够在虚拟环境中进行智能制造流程的模拟和调试，这大大提高了他们的问题解决能力。例如，在青软集团研发的QST智能制造实训室解决方案中，虚实结合的教学模式使学生能够在安全的环境下学习和实践高端智能制造技术，为他们今后在行业中的实际工作打下坚实的基础。
装置的网络管理平台也极大地减轻了教师的负担。教师可以通过平台实现智能评价与反馈，无需亲自监督每一项实验的进展，从而将更多精力投入到教学内容的完善和教学方法的创新中。此外，智能评价系统能够提供客观、准确的评估，帮助学生及时发现并克服学习中的困难。整体而言，虚实结合智能产线实训装置不仅提高了教学质量，也优化了教学过程，为智能制造人才培养提供了有力支持。

未来发展的广阔前景

虚实结合智能产线实训装置将继续发挥其在智能制造人才培养中的关键作用。面对未来，制造商计划对装置进行持续改进，增加更多的实验资源，扩大其在教学培训领域的应用范围。例如，项目产品说明中提到的模块化设计，将使教学实训更为方便，有助于培养和激发学员的创造、创新能力。同时，通过不断引入企业的实际运用案例，实训装置能够更好地对接产业需求，提高教学的实用性和前瞻性。
在推广应用方面，虚实结合智能产线实训装置有望在更多的学校和培训机构中得到应用。随着智能制造行业的不断发展和人才需求的持续增长，实训装置将为教育培训机构提供更加符合市场需求的教学工具。通过与产业的紧密结合，实训装置不仅能帮助学生掌握智能制造的核心技能，还能激发他们的创新精神，为智能制造领域输送更多高素质的技术人才。