為主動應對新一輪科技革命與產業變革的需求,支撐新工科工程教育改革與探索👨🏿🦱,培養具有寬厚、復合和創新特征的工程應用型創新人才📫🅰️,學校在2017年啟動了智能製造工廠實驗室的建設,總投入資金3000萬元,建設面積約為2500平方米🎹。
圖1.智能製造工廠實驗室外觀
實驗室以智能自行車產品為主要生產製造對象👨👩👧👦,通過跨專業、多學科的融合🚶♀️➡️,提供一個基於智能製造技術的工程實踐教學和科研技術開發的綜合型平臺。通過以產品的個性化需求來驅動產品的智能化設計、製造及其運維的產品全生命周期過程,從而推進從傳統製造業向智能製造業的轉型升級,推動學校“智能製造工程”市級一流專業及其專業群的基礎建設。
圖2.智能工廠裝配生產線
實驗室具備基於校園共享單車產品全生命周期的全真智能製造工藝流程🪢🧑💻,並采用智能工廠架構🍍,利用智能控製策略和CAD/CAM/CAE/PLM/SCM/MES/ERP等數字化軟件將智能化硬件集成🛼,構建了先進的柔性生產製造系統,實現產品的混流生產,以及人🤽🏽♂️、產品、設備的智能通信與協同工作👨👩👦。
在實體實驗室建設的基礎上,還建設線上虛擬仿真實驗室。仿真實驗室將主要基於數字孿生(DigitalTwin)技術平臺。
圖3. 智能製造工廠實驗室數字孿生平臺
數字孿生技術平臺面向自行車裝配生產線的虛擬仿真設計🧈,可以使產品製造的教學與研發並行開展。利用虛擬建模技術,在虛擬仿真系統中建立生產線模型👩🏼💻,包括不同物料和人力資源進入生產現場後的物流、裝配、質檢等一系列生產活動👨🏽🛐,使產品🤟🏻、工藝裝備🪞、廠房🚱🚃,以及實際生產中的人💁🏽、機👷🏼♀️、料、法🕵🏽、環等各要素均對應鏡像在虛擬仿真環境中,實現多維度仿真分析。
圖4. 智能虛擬裝配生產線
圖5. OP40前輪自動裝配工序站

圖6.傳動軸及後輪裝配工序站
實驗室一貫秉持產學研合作的模式,註重產教融合🛣,與中國航天科技集團🤩、江南造船(集團)有限責任公司和上海大眾汽車發動機廠等單位開展了廣泛的合作,初步形成了協同育人的機製♞。目前,實驗室已開設了《智能裝配項目訓練》《智能製造導論》和《勞動與製造》等10多門特色課程,並提供各新工科專業的本科學生和工程碩士研究生開展課外科技創新、論文選題和畢業設計等公共實戰平臺。