智能制造背景下大学时期自动化智能化 设备开发
1 引言
我国智能制造业发展的速度相当惊人,而高技术人才却严重缺乏。与其它国家相比我国高级技师和技师占技能劳动者的比重仅为1.5%,而发达国家占到了35%,2020年我国技能劳动者需求将比2009年增加3290万[1-2]。《中国制造2025》战略,由李克强总理从2015年3月提出到2015年5月8日正式颁布以来,其主旨在于围绕创新驱动、智能转型、绿色发展人才为本,信息技术与制造技术深度融合,将我国从制造大国转换成制造强国;其目的在于主攻智能制造业[3]。随着我国经济的发展,人们对物质需求的种类也越来越多,各领域制造行业的人工成本也越来越高,导致东南沿海地区的好多公司将厂区移至他国。面对这种实际存在的问题,我们必须改变生产方式,改变传统的工作模式,改变当今大学生的知识构架体系,加快培养智能制造人才,让中国制造进入一个新的时代[4-8]。但是改变大学生教育体系,还需要一段时间,毕竟需要投入很大的财力物力。根据笔者一些经历,总结一点智能制造设备开发的经验,让毕业生想就业于智能制造设备开发行业的在校大学生,结合自己的专业和学校现有的资源打下结实的基础,以备日后工作之需。
2 知识构成特点
当今世界更需要的是综合人才,尤其是产品研发人员必须具备更全面的知识储备,才能适应当今世界的飞速发展。智能制造是一种多学科集成在一起的复杂制造方式,这种跨学科的智能制造行业所需要的专业知识分散在大学不同的专业中[9]。如机械设计方面的知识是机电学院的机械设计制造及其自动化专业知识;电器设计方面的知识是机电学院的电器自动化专业知识;上位机开发,软件开发,Mes系统方面的知识是软件学院的软件工程专业知识;运动控制,视觉方面的知识是机器人学院的机器人驱动专业和机器人感知专业;物流仓储管理的知识是物流学院的物流管理专业。接下来笔者将从以下几个方面重点说明。
2.1 机械方面
机械部分相当于人体的骨骼框架。机械方面在工作中主要包括:最基本的机械3D结构设计、机构设计、2D加工图设计(包括选材和材料表面处理等)、机械配件选型、气动配件选型、气路图设计、装配图设计等。机械部分是必须的基础,即使有再好的软件和控制系统没有优秀的机械结构与之匹配那么对于整个项目来说也是达不到整体的预期效果。一台优秀的设备或者产线,其结构紧促,运行可观,结构美观,妙不可言。
2.2 电气方面
电气部分相当于人体的血液系统。电气方面在工作中主要包括:电路图的设计,电气元器件的选型、电气实物的布线等。电气部分是机械运动的重要条件,电气通过机械结构布局设计电器元器件的安装位置,再经过合适的布线安装为控制单元和机械执行结构单元之间架起沟通的桥梁。气动方面的选型,一般都是由机械工程师完成。
2.3 运动控制方面、PLC、板卡开发
运动控制部分相当于人体的心脏,去控制运动系统运动。从应用角度看,一般常用的主控方面主要包括:PLC控制,运动控制卡控制等。其中PLC在学校学习时,若是一名电气相关专业的学生,应该主要在梯形图的编写上多下功夫,梯形图比较简单且比较直观,电气专业相关的学生选择PLC作为主控是比较合适的;如果是一名软件相关专业的学生选择运动控制卡作为主控是比较合适。在校期间应该多练习一下面向对象的编程,至于学习哪种语言比较好? c++或C#就可以了,或者是其他高级语言也可以,根据自己的喜好选择一门好好研究即可。如果有时间学习学习其他语言那就更好了。
2.4 软件方面
软件部分相当于人的大脑,输入数据,再将数据处理之后输出。软件方面在工作中主要是上位机的开发,通过上位机去控制整个生产线或者其中一台设备。开发完成后再将其发布成可安装软件供客户使用。同学们在校期间可以学习一些高级语言,如:c++,c#,Java等。将一门研究透彻即可,若果有时间多研究一些其他高级语言那是更好了。对于这些高级语言的研究内容,个人建议主攻:文件的写入、写出,TCP通讯、串口通信和数据库方面的研究,选择其中一套方式进行透彻研究即可。数据库有很多种类。比如:SQL Server、mySQL、Oracle等。个人较喜欢用SQL Server。
2.5 机器人方面
机器人部分相当于人的手臂。在机器人应用方面主要包括两个方面: