本站讯(通讯员 刘岩)4月25日,“天津大学新工科建设方案” (以下简称“天大方案”)正式发布,面向产业界、面向世界、面向未来的新工科教育开启新的篇章。系统推进“新工科”人才培养改革意义重大、势在必行,是服务新时代国家发展的战略性举措,“天大方案”设计了多学科联合、多方参与的开放式培养平台,全面培养学生的品格、思维、能力和知识。
自动化学院积极探索“新工科”的教育模式,“以应对变化,塑造未来”为理念,积极推进与三菱电机的合作,共同建造“天津大学三菱电机自动化实验室”,探讨“在解决问题中运用知识,在实践中学习知识”的“新工科”人才培育模式,共同打通“新工科”建设的关键环节。
实验室产教平台建设
在三菱电机的大力支持下,自动化学院电气与自动化实验中心根据高等教育自动化类专业发展及专业实验室建设的规划,从面向创新人才工程实践能力和综合素质培养、面向实际工程设计和生产工艺实现、面向实际生产装备控制和系统功能开发的要求出发,对实验室的功能需求、模拟实际生产的实验装置构成及自动控制系统的组成等进行规划设计。在前期模拟实际生产的设计基础上,中心与三菱开展以啤酒酿造及灌装、装箱、入库等工艺为模拟对象的“模拟生产线实验装置”结构部件的具体设计和加工,初步构建了实验室的基本形式与架构。
模拟生产线实验装置系统由16个工艺分部及2个功能扩展平台组成,三菱电机提供控制产品、驱动产品和工业机器人,生产线包括:模拟啤酒酿制生产工艺过程的制麦、糖化、过滤、发酵、熟化、杀菌、储存等7个分部,模拟啤酒灌装、装箱、入库等生产工艺过程的理瓶、清洗、灌装、封盖、金检、贴标、装箱、移载、入库等9个分部及虚拟仿真实验平台和智能制造中央控制系统平台。
模拟生产线实验装置系统基于三菱电机“e-F@ctory”智能制造解决方案的理念,在完成实验室的网络化覆盖的基础上,进一步构建了“三平台、三层次、一体化”的“三三一”虚拟仿真实验教学体系,实现了“现实”与“虚拟”结合的网络化远程实验开发。
实验室产学功能实现
模拟生产线实验装置系统各分部之间既有紧密的联系,又可相对独立运行,可同时容纳一个教学班(不少于30人)学生同时使用。实验室采用的三菱电机开放性系统能满足从本科到研究生各个阶段工程实训要求,即可实现典型生产过程的建模、检测及控制等实验,还可满足先进控制理论、方法与技术的研究需求。
模拟生产线实验装置的以真实的生产线为蓝本,改变了原有的专业实验教学内容与方式、加强了综合实践能力的培养环节、完善了实验教学中心的功能、实现了面向工程实际能力综合训练的开展、提高了学生实际问题的分析、解决能力。基于丰富的制造经验,三菱电机为培养面向实际工程设计和科学研究的高素质创新人才,奠定了基础和提供了条件。
“实验室”通过结合研究生的课题研究、本科生的毕业设计和大学生创新实践计划项目的开展和实施,采用三菱电机控制模块和设备组成控制系统,对建成的模拟生产线实验装置进行调试和试运行,并通过总结、分析调试和运行中出现的相关问题,对实验装置进行反复地改进和完善。
实验室产教成果丰硕
在“新工科”背景下的高等教育改革中,实验室着重打造智能制造虚拟仿真实验教学平台,通过结合三菱电机“e-F@ctory”的理念,在完成实验室的网络化覆盖的基础上,进一步构建了“三平台、三层次、一体化”的“三三一”虚拟仿真实验教学体系。2015年“实验室”所属的天津大学电气与自动化教学实验中心,被批准建立了“国家级虚拟仿真实验教学示范中心”和“天津市工业4.0示范技术国际联合研究中心”。国内外众多知名大学的专家、领导及全国近百所高校的教师来实验室参观、指导;联合国教科文组织“产学合作教席”主持人及诸多企业界专家,均在参观实验室后给予了高度评价。
天津大学以天津大学三菱电机自动化实验室为依托,曾先后4次承办由中国自动化学会、教育部高等学校电气类专业教学指导委员会主办的“三菱电机杯”全国大学生电气自动化大赛,本校参与大学生竞赛获奖20余项。
在与三菱电机的紧密合作下,实验室的建设成果已为国内相关高校、培训机构、企业等提供实验室建设方案设计、生产线设计与建设以及建设咨询等服务。部分高校委托天津大学或依照天津大学的建设模式完成各自学校的相关实验室建设。国内外知名企业与实验室合作,设计实现各类生产线并投入使用。
“新工科”建设任重道远,以行业发展、企业需求为导向的人才培养,需要多方的深度参与。未来,自动化学院将以“天大方案”为指导,探索多学科交叉融合、校内外国内外合作办学的新工科平台建设,为创造新工科建设“天大模式”贡献“自动化智慧”。
(编辑 焦德芳 李瑞玲)