機(jī)器人培訓(xùn)總結(jié)范文

時(shí)間:2023-04-01 22:43:53

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機(jī)器人培訓(xùn)總結(jié)

篇1

一:熟悉公司規(guī)章制度,了解相關(guān)企業(yè)文化。

在入崗初期,了解公司的歷史與發(fā)展歷程,在與同事的交流學(xué)習(xí)中熟悉了解公司的相關(guān)規(guī)章制度,引導(dǎo)我在后期工作中應(yīng)該怎么樣,應(yīng)該如何做,應(yīng)該結(jié)合自身優(yōu)勢(shì)來更好的融入啟諾這個(gè)大家庭。

二:協(xié)助采購(gòu)前期工作籌備過程中的必要物品。

前期未招生階段,經(jīng)過和同事的交流,各抒己見,在本著合理利用每一分錢的原則基礎(chǔ)上協(xié)助采購(gòu)相關(guān)必要物品,并做好每一筆的賬目報(bào)表。

A.電腦打印機(jī)A4紙等辦公必備品。

B.乳膠漆,人工費(fèi),防水處理等基建修補(bǔ)物品項(xiàng)。

C.

D.

E.

F.

G

三:熟悉周邊小區(qū),了解調(diào)研周邊部分培訓(xùn)機(jī)構(gòu)情況。

利用閑余時(shí)間熟悉周邊小區(qū)樓盤大小戶數(shù),預(yù)估學(xué)生資源利用率,了解周邊培訓(xùn)大大小小機(jī)構(gòu)13處,分類不均,專業(yè)與綜合類摻雜,為下一步啟諾招生計(jì)劃做好前期信息搜集準(zhǔn)備工作。

篇2

關(guān)鍵詞: 機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè) 工業(yè)機(jī)器人 課程模式

隨著社會(huì)發(fā)展、科技進(jìn)步,勞動(dòng)力的成本不斷增加,企業(yè)對(duì)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及柔性生產(chǎn)線技術(shù)的需求越來越強(qiáng)烈,其標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的程度也越來越高,并向著成套技術(shù)和裝備的方向發(fā)展,機(jī)器人技術(shù)是綜合了計(jì)算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)。機(jī)器人作為一種高技術(shù)含量的設(shè)備,在使用過程中,其設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試、操作、維護(hù)等工作需要大量專業(yè)技術(shù)人員,隨著機(jī)器人應(yīng)用的日益廣泛和裝機(jī)容量的直線上升,對(duì)這類技術(shù)人員的需求變得越來越迫切。

機(jī)器人作為高科技的產(chǎn)物,涉及工業(yè)設(shè)計(jì)、機(jī)械、電子、傳感器、計(jì)算機(jī)軟件、硬件、人機(jī)交互、人工智能等多門學(xué)科。為此根據(jù)遼寧地域特點(diǎn)并結(jié)合本院的實(shí)際資源情況,確立機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)以常用機(jī)電設(shè)備為基礎(chǔ),以工業(yè)機(jī)器人及柔性生產(chǎn)線涉及的機(jī)械技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)為主線的課程體系。

一、專業(yè)建設(shè)思路

作為高職院校,我院機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)實(shí)行“七三四”的辦學(xué)模式。七即“七對(duì)接”,即機(jī)電專業(yè)與裝配制造業(yè)對(duì)接,專業(yè)設(shè)置與職業(yè)崗位對(duì)接、課程標(biāo)準(zhǔn)與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接、專業(yè)課程體系載體與工業(yè)整體設(shè)備對(duì)接、具體課程載體與設(shè)備部件對(duì)接、課程內(nèi)容與崗位任務(wù)對(duì)接、教學(xué)過程和生產(chǎn)過程對(duì)接;三即“三圍繞”,即學(xué)校圍繞市場(chǎng)轉(zhuǎn)、專業(yè)圍繞產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)、人才培養(yǎng)圍繞企業(yè)轉(zhuǎn);四即“四崗定位”,設(shè)置“崗位基礎(chǔ)知識(shí)+崗前技能訓(xùn)練+選崗實(shí)習(xí)+頂崗實(shí)習(xí)”的“四崗定位”職業(yè)崗位導(dǎo)向課程培訓(xùn)包。

二、課程模式

(一)將工業(yè)機(jī)器人技術(shù)與機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)有機(jī)結(jié)合,首先確立以機(jī)器人和柔性生產(chǎn)為載體的課程體系。

1.以機(jī)器人技術(shù)涉及的操作機(jī)和柔性生產(chǎn)線中的機(jī)械本體為載體,將各部分分解,確立機(jī)械技術(shù)學(xué)習(xí)鏈。

2.以機(jī)器人技術(shù)及涉及的控制器、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和檢測(cè)傳感裝置為載體,以柔性生產(chǎn)線技術(shù)中涉及的可編程技術(shù)、變頻器、傳感器及觸摸屏為載體,將各部分分解,確立自動(dòng)化技術(shù)學(xué)習(xí)鏈。

3.以機(jī)器人及柔性生產(chǎn)線為載體,對(duì)機(jī)械技術(shù)及自動(dòng)化技術(shù)涉及的知識(shí)、能力、技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行綜合的訓(xùn)練和強(qiáng)化。

4.以機(jī)器人及柔性生產(chǎn)線為載體,完成整個(gè)機(jī)電一體化技術(shù)崗位所需職業(yè)能力的培訓(xùn),實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電設(shè)備的維護(hù)、維修、設(shè)備改造、升級(jí)、開發(fā)等各個(gè)崗位的技術(shù)應(yīng)用能力的掌握。

(二)依據(jù)上述四崗定位原則配備課程訓(xùn)練包。

技能訓(xùn)練包1:崗位基礎(chǔ)知識(shí)訓(xùn)練課程。

該培訓(xùn)包課程主要進(jìn)行機(jī)電一體化技術(shù)崗位基礎(chǔ)知識(shí)訓(xùn)練;加強(qiáng)英語能力訓(xùn)練及工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)所需的數(shù)學(xué)知識(shí)的積累及普及計(jì)算機(jī)操作的訓(xùn)練。

技能訓(xùn)練包2:崗前基礎(chǔ)型技能訓(xùn)練。

該培訓(xùn)包課程主要進(jìn)行機(jī)電一體化技術(shù)崗前基本能力訓(xùn)練;包括機(jī)械、電子、電氣基礎(chǔ)技能的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練。

技能訓(xùn)練包3:定崗加強(qiáng)技能型訓(xùn)練。

該培訓(xùn)包課程主要針對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)固定崗位的典型工作任務(wù)進(jìn)行技能加強(qiáng)訓(xùn)練。

技能訓(xùn)練包4:校企合作課程――選崗實(shí)習(xí)及頂崗實(shí)習(xí)。

選崗實(shí)習(xí)課程安排:依托本地企業(yè),圍繞市場(chǎng),追蹤技術(shù)的更新發(fā)展,不斷調(diào)整、構(gòu)建選崗實(shí)習(xí)課程體系,確立了以下四個(gè)選崗實(shí)習(xí)方向:工業(yè)機(jī)器人+機(jī)床維修技術(shù)綜合應(yīng)用方向;氣動(dòng)技術(shù)+機(jī)床維修技術(shù)綜合應(yīng)用方向;可編程技術(shù)+機(jī)床維修技術(shù)綜合應(yīng)用方向;單片機(jī)技術(shù)+機(jī)床維修技術(shù)綜合應(yīng)用。

具體安排:每個(gè)工廠設(shè)置一名教學(xué)工程師,學(xué)院每個(gè)方向配備一名指導(dǎo)教師,在企業(yè)內(nèi)部的廠中校內(nèi)完成訓(xùn)練任務(wù);每周四天上午在企業(yè)學(xué)習(xí)工作,每周五布置任務(wù)在校內(nèi)自主學(xué)習(xí),指導(dǎo)教師每周五匯報(bào)總結(jié)。

參考文獻(xiàn):

[1]張洪濤.機(jī)電一體化專業(yè)與課程體系的構(gòu)建 [J].黑龍江科技信息,2011(25).

[2]周宇,陳一峰,張晶.高職院校《工業(yè)機(jī)器人技術(shù)》課程教學(xué)改革的探索[J].武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2012(1).

篇3

關(guān)鍵詞:初中;機(jī)器人教育;校本課程;實(shí)踐研究

如今,機(jī)器人產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈,所以現(xiàn)在必須從娃娃抓起,打好基礎(chǔ)。初中生不像小學(xué)生那樣年齡太小,也不像高中生課業(yè)太繁重,正是進(jìn)行機(jī)器人課程學(xué)習(xí)的大好時(shí)期。而在初中信息技術(shù)教材中,只有部分教材引入了機(jī)器人的相關(guān)課程,且教材內(nèi)容一般比較滯后,不能符合時(shí)代需求,更不能符合學(xué)生的學(xué)習(xí)實(shí)際。再加上每個(gè)學(xué)校的條件不同,不是所有的學(xué)校都能開展機(jī)器人課程。在這樣的背景下,初中機(jī)器人校本課程的研究就十分必要。如何讓機(jī)器人課程校本化,如何設(shè)計(jì)符合初中生的機(jī)器人校本課程,都是信息技術(shù)教師需要鉆研的重要課題。筆者開展初中機(jī)器人校本課程實(shí)踐研究已有多年,十分關(guān)注開發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性的機(jī)器人課程設(shè)計(jì)探索,在平時(shí)的教學(xué)中,筆者也十分注意不斷更新和改進(jìn)自己的教學(xué)方法。教師在開展初中機(jī)器人校本課程時(shí),可根據(jù)實(shí)際情況,選擇以下三類課程開展。

一、機(jī)器人常態(tài)課

教學(xué)對(duì)象:普通學(xué)生。

開展形式:每周一節(jié)機(jī)器人課,上課地點(diǎn)為普通班級(jí)教室,教學(xué)內(nèi)容主要是搭建和簡(jiǎn)單動(dòng)力原理學(xué)習(xí)。教學(xué)器材由教師統(tǒng)一保管及發(fā)放。

教學(xué)建議:首先,因?yàn)榻虒W(xué)對(duì)象是普通學(xué)生,學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和對(duì)課程的興趣度參差不齊,所以教學(xué)的內(nèi)容應(yīng)該能激發(fā)學(xué)生的興趣,并且內(nèi)容的總體難度不能太大。第二,教學(xué)流程可以采取先介紹元器件名稱,再手把手教學(xué)搭建,然后學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單動(dòng)力原理,再進(jìn)行半開放課題,最后進(jìn)行全開放課題的形式開展。這樣的教學(xué)流程符合學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn),一開始打好基礎(chǔ)、學(xué)好理論,然后再慢慢過渡到個(gè)性化教學(xué)并激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性。第三,結(jié)合本?;顒?dòng),展示學(xué)生作品。如可以在校園科技藝術(shù)節(jié)中,特設(shè)機(jī)器人搭建展示板塊,或者開展機(jī)器人操控比賽,從而不僅加強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)成就感,而且向全校學(xué)生宣傳了機(jī)器人教育。第四,因?yàn)殚_展的面廣,如沒有足夠的器材,可以采用虛擬機(jī)器人平臺(tái)教學(xué)。

二、機(jī)器人特色課

教學(xué)對(duì)象:對(duì)機(jī)器人感興趣的學(xué)生。

開展形式:每周固定兩節(jié)課開展校本特色課,對(duì)該課程感興趣的學(xué)生均可報(bào)名參加。上課地點(diǎn)為機(jī)器人工作室(配置有電腦),教學(xué)內(nèi)容為搭建、原理和機(jī)器人基礎(chǔ)編程。

教學(xué)建議:首先,教學(xué)對(duì)象可根據(jù)實(shí)際器材情況進(jìn)行調(diào)整,甚至可以在課前有一個(gè)簡(jiǎn)單的測(cè)試篩選,從而保證學(xué)生能有足夠的設(shè)備和電腦進(jìn)行使用。第二,教學(xué)的內(nèi)容上,搭建、原理的課程作為基礎(chǔ)內(nèi)容,一定要讓學(xué)生學(xué)扎實(shí);編程課程可以以樂高為平臺(tái)開始教學(xué),從簡(jiǎn)單的車子軌跡運(yùn)動(dòng),擴(kuò)展到傳感器的學(xué)習(xí),再到循環(huán)、選擇等模塊的教學(xué)。第三,學(xué)生可采取小組學(xué)習(xí)的模式,不定時(shí)開展小組比賽。這樣不僅能讓不同的學(xué)生在小組中找到自己的定位,還能不斷地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。第四,讓學(xué)生在每一次參加學(xué)習(xí)時(shí),都做好活動(dòng)記錄。這不僅可以讓他們溫故知新,更能無形中形成學(xué)生的“課本”和成長(zhǎng)記錄,是不可多得的學(xué)習(xí)資源。第五,課堂評(píng)價(jià)應(yīng)該主要采取過程性評(píng)價(jià)方式,因?yàn)檎n程的目的是除了讓學(xué)生學(xué)到知識(shí)之外,還能激發(fā)學(xué)生對(duì)機(jī)器人的學(xué)習(xí)興趣和熱情??赏ㄟ^記錄學(xué)生每次課的表現(xiàn),綜合每次活動(dòng)作品、每次小組競(jìng)賽、小組協(xié)作情況等等內(nèi)容來進(jìn)行評(píng)價(jià)。

三、短期機(jī)器人競(jìng)賽培訓(xùn)課

教學(xué)對(duì)象:有一定機(jī)器人課程基礎(chǔ)的學(xué)生和參加機(jī)器人比賽的選手。

開展形式:在各項(xiàng)機(jī)器人比賽前組織參賽學(xué)生,在課后集中進(jìn)行培訓(xùn)。上課地點(diǎn)為機(jī)器人工作室(配置有電腦)。教學(xué)內(nèi)容為相應(yīng)的比賽內(nèi)容。

教學(xué)建議:首先,要明確這類課程的教學(xué)目標(biāo)不僅僅是要讓學(xué)生在比賽中獲獎(jiǎng),更重要的是讓學(xué)生在準(zhǔn)備比賽的過程中學(xué)到更多的知識(shí),學(xué)會(huì)如何與人協(xié)作,學(xué)會(huì)如何自我改進(jìn)。其次,在培訓(xùn)前,應(yīng)讓學(xué)生自己讀懂和理解參賽要求,只有待每一位學(xué)生都明確參賽要點(diǎn)后,才能開始課程教學(xué)。前期,教師可多在旁邊觀察并記錄,讓學(xué)生自己摸索解決方案;中期,讓學(xué)生相互交流方案并相互做裁判打分,這不僅能讓學(xué)生相互取長(zhǎng)補(bǔ)短,更能在模擬裁判中更進(jìn)一步明確比賽要求;中后期,教師加強(qiáng)指導(dǎo),協(xié)助每一隊(duì)完成方案改進(jìn);后期,學(xué)生不斷練習(xí),并微調(diào)自己的方案。第三,每次課,都必須要求學(xué)生做好學(xué)習(xí)記錄,從而能不斷回顧總結(jié),并激發(fā)出新的想法。第四,因?yàn)檫@類課程時(shí)間緊、強(qiáng)度大,學(xué)生容易氣餒和感到枯燥,所以可以每隔一段時(shí)間就進(jìn)行一次互做小裁判的比賽,并且有明確的獎(jiǎng)懲措施,獎(jiǎng)懲的內(nèi)容可以根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)和具體情況而定,也可以由學(xué)生自己約定。

初中機(jī)器人校本課程在我國(guó)已經(jīng)有很多學(xué)校在開展,但是并未形成理論體系。我國(guó)也十分缺乏很好的機(jī)器人校本課程教材。可見,初中機(jī)器人校本課程未來的發(fā)展十分廣闊,且其發(fā)展的意義也毋庸置疑。希望在廣大教育工作者的共同努力下,初中機(jī)器人教育的未來會(huì)更加燦爛和輝煌!

參考文獻(xiàn):

篇4

關(guān)鍵詞:獨(dú)立學(xué)院;培養(yǎng)質(zhì)量;學(xué)科競(jìng)賽;組織;管理

中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-0568(2012)17-0160-03

一、引言

獨(dú)立學(xué)院作為民辦高校的特殊形式已經(jīng)存在很多年,是我國(guó)高等教育的有效補(bǔ)充。但是,根據(jù)教育部的26號(hào)令,要求全國(guó)的獨(dú)立學(xué)院在2013年之前,全部限期轉(zhuǎn)設(shè)。那么獨(dú)立學(xué)院的教育質(zhì)量是否過硬,培養(yǎng)的學(xué)生素質(zhì)如何,在日益嚴(yán)峻的招生形勢(shì)下有沒有綜合競(jìng)爭(zhēng)力,是擺在所有獨(dú)立學(xué)院面前的問題。組織學(xué)生參加學(xué)科競(jìng)賽是一項(xiàng)檢驗(yàn)獨(dú)立學(xué)院培養(yǎng)質(zhì)量的有效方法。眾所周知,學(xué)科競(jìng)賽是面向全國(guó)大學(xué)生的綜合性賽事,在同一個(gè)賽場(chǎng)上,有來自211、985工程的重點(diǎn)院校,也有職業(yè)技術(shù)學(xué)院、民辦高校和獨(dú)立學(xué)院。在這樣一個(gè)公開、平等、廣泛的競(jìng)賽環(huán)境中,是對(duì)全國(guó)各類大學(xué)生的專業(yè)知識(shí)和綜合素質(zhì)的大檢閱。通過學(xué)科競(jìng)賽這樣一個(gè)真實(shí)、有效的檢驗(yàn)學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量的大平臺(tái),可以從中看出獨(dú)立學(xué)院對(duì)學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量的具體狀況。從這個(gè)層面上來看,學(xué)科競(jìng)賽的成績(jī)是獨(dú)立學(xué)院辦學(xué)質(zhì)量的一塊試金石。

二、獨(dú)立學(xué)院對(duì)學(xué)科競(jìng)賽開展的組織

我校自2008年起,有序地參與了全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新大賽,全國(guó)大學(xué)電子設(shè)計(jì)大賽,中國(guó)機(jī)器人大賽暨Robocup公開賽。這些學(xué)科競(jìng)賽,都是在相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域中非常有影響力的權(quán)威比賽。單以參加中國(guó)機(jī)器人大賽為例,我校參加了2008年廣東中山、2009年湖南長(zhǎng)沙、2010年內(nèi)蒙古鄂爾多斯、2011年甘肅蘭州的中國(guó)機(jī)器人大賽,共獲得全國(guó)冠軍3項(xiàng),全國(guó)亞軍1項(xiàng),全國(guó)季軍1項(xiàng),全國(guó)一等獎(jiǎng)5項(xiàng),全國(guó)二等獎(jiǎng)4項(xiàng),全國(guó)三等獎(jiǎng)8項(xiàng)。從取得的獎(jiǎng)項(xiàng)中,可以反映我校培養(yǎng)的學(xué)生,特別是自動(dòng)化、機(jī)械電子工程等本科專業(yè)具有了較扎實(shí)的專業(yè)素質(zhì)和較強(qiáng)實(shí)踐能力,從一個(gè)側(cè)面反映了我校辦學(xué)10余年來,學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量的逐步提高。

當(dāng)然,獨(dú)立學(xué)院特殊的管理體制決定了在學(xué)科競(jìng)賽方面的開展有別于公辦院校。因此以我校參加的中國(guó)機(jī)器人大賽暨Robocup公開賽為例,總結(jié)獨(dú)立學(xué)院在學(xué)科競(jìng)賽組織與管理中的工作經(jīng)驗(yàn)。

1.確定賽事和參賽項(xiàng)目

中國(guó)機(jī)器人大賽暨Robocup公開賽是中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)機(jī)器人競(jìng)賽工作委員會(huì)主辦的全國(guó)性大學(xué)生賽事,并逐年新增了一些新的比賽項(xiàng)目。這些新增項(xiàng)目對(duì)所有院校來說都是新課題,可以在同一個(gè)起跑線上來競(jìng)爭(zhēng)。同時(shí),有些項(xiàng)目較適合本科生,且花費(fèi)的經(jīng)費(fèi)較小如雙足競(jìng)步機(jī)器人和機(jī)器人游中國(guó)等。因此我校在選擇參加中國(guó)機(jī)器人大賽的比賽項(xiàng)目時(shí),是本著有所為、有所不為的原則來選擇的,以求揚(yáng)長(zhǎng)避短,取得好成績(jī)。

2.對(duì)學(xué)生的選拔與培養(yǎng)

學(xué)科競(jìng)賽的開展,學(xué)生是主要參與者。怎樣將合適、優(yōu)秀的學(xué)生選,進(jìn)行有針對(duì)性的訓(xùn)練,是很有學(xué)問的。隨著時(shí)代的變遷,每一屆學(xué)生都有不同的時(shí)代特質(zhì),如果采用恒久不變的選拔和培養(yǎng)方式,是不能適應(yīng)學(xué)生的。因此,對(duì)學(xué)生的選拔和培養(yǎng)是一個(gè)方法不斷變革和更新的過程。我校在中國(guó)機(jī)器人大賽的選拔和培訓(xùn)中,逐漸形成了“3+1”的培養(yǎng)方式,即對(duì)所有報(bào)名參賽的學(xué)生進(jìn)行3輪培訓(xùn)和測(cè)試,并逐輪淘汰,最后留下的學(xué)生進(jìn)行1次假期集訓(xùn)?!?+1”培養(yǎng)方式具體情況如下。

(1)對(duì)所有報(bào)名學(xué)生進(jìn)行宣講和理論培訓(xùn),并組織理論考試。報(bào)名參加學(xué)科競(jìng)賽的學(xué)生積極性都很高,但他們對(duì)比賽的性質(zhì)和具體的比賽項(xiàng)目、規(guī)則以及必備理論知識(shí)并不清楚。同時(shí),學(xué)科競(jìng)賽對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)的要求極高,必須通過對(duì)所有報(bào)名學(xué)生的宣講和理論培訓(xùn)來培養(yǎng)他們的素質(zhì)。從這個(gè)方面來講,學(xué)科競(jìng)賽的開展,在學(xué)生中間起到了最廣泛的宣傳普及作用,讓更多的學(xué)生知道所學(xué)專業(yè)知識(shí)的實(shí)際用途、實(shí)際意義,有效地改善了學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)氣,對(duì)我校的理論課堂教學(xué)起到了積極的促進(jìn)作用。集中宣講和理論培訓(xùn)完畢后,進(jìn)行理論考試。通過考試進(jìn)行第一輪淘汰。

(2)進(jìn)行集中面試。理論考試其實(shí)并不是一個(gè)最理想的選拔方法,學(xué)科競(jìng)賽對(duì)參賽學(xué)生的綜合素質(zhì)有很高的要求,因此必須通過面試對(duì)參賽學(xué)生進(jìn)行考查。我校結(jié)合每一屆學(xué)生的特點(diǎn),設(shè)置了面試問題,通過對(duì)學(xué)生的面試,測(cè)試出他們的語言表達(dá)能力、對(duì)是非的判斷能力、心理承受能力,等等。

篇5

關(guān)鍵詞:小學(xué)機(jī)器人教育;數(shù)學(xué)建模

中圖分類號(hào):G622 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1673-8454(2012)10-0065-02

為了更好的培養(yǎng)學(xué)生的思維能力與創(chuàng)新能力,機(jī)器人教育已成為部分地區(qū)小學(xué)信息技術(shù)課程的一部分。讓學(xué)生經(jīng)歷采集信息——處理信息——控制動(dòng)作的過程,領(lǐng)會(huì)編程的思想,是機(jī)器人教育的主要目標(biāo)。然而,機(jī)器人編程對(duì)于小學(xué)生來說較抽象、難度較大,實(shí)踐中,我們可以借助數(shù)學(xué)領(lǐng)域的建模思想來使機(jī)器人編程變得更容易一些。數(shù)學(xué)建模是指把現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)際問題加以提煉,抽象為數(shù)學(xué)模型,求出模型的解,驗(yàn)證模型的合理性,并用該數(shù)學(xué)模型所提供的解答來解釋現(xiàn)實(shí)問題。[1] 建模思想在編程領(lǐng)域的應(yīng)用可以理解為把現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)際問題加以提煉,抽象為程序的模型,并用已有程序模型來解釋與解決實(shí)際問題。引導(dǎo)學(xué)生把編程思想與實(shí)際問題相結(jié)合,合理構(gòu)建程序模型,不僅有利于學(xué)生已有知識(shí)的正遷移,起到舉一反三的效果,更有利于培養(yǎng)學(xué)生透過現(xiàn)象揭示本質(zhì)的洞察能力,也有利于培養(yǎng)學(xué)生簡(jiǎn)約、嚴(yán)密的思維品質(zhì)。建模思想在機(jī)器人學(xué)習(xí)中的滲透可以從以下三個(gè)方面入手。

第一、從生活入手,把自然語言轉(zhuǎn)化成程序語言

與數(shù)學(xué)建模相通,要用程序解決問題,首先需要學(xué)會(huì)把實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為程序問題,即從復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)現(xiàn)象當(dāng)中抽取問題的主要因素來分析和討論,當(dāng)學(xué)生能夠用程序的語言描述實(shí)際問題,程序建模就基本完成。有兩種方法可以培養(yǎng)學(xué)生建模的能力:第一種是讓學(xué)生把機(jī)器人想象成自己,自己完成某個(gè)任務(wù)所要經(jīng)歷的過程也是機(jī)器人要經(jīng)歷的過程;第二種是從最簡(jiǎn)單的實(shí)際生活問題入手,一步步引導(dǎo)學(xué)生用程序語言描述問題,循序漸進(jìn)培養(yǎng)學(xué)生構(gòu)建模型的能力。比如,讓機(jī)器人唱一首曲子。學(xué)生說,我在唱曲的時(shí)候是一個(gè)音符一個(gè)音符唱出的,機(jī)器人也該這么做。如何編寫程序呢?學(xué)生說出把發(fā)不同音調(diào)的發(fā)音模塊連在一起,順序執(zhí)行就能演奏歌曲了。再比如,機(jī)器人走一個(gè)正四邊形。學(xué)生說:我在走正四邊形的時(shí)候需要“前進(jìn)轉(zhuǎn)彎前進(jìn)轉(zhuǎn)彎前進(jìn)轉(zhuǎn)彎前進(jìn)轉(zhuǎn)彎”。教師追問前進(jìn)多少?轉(zhuǎn)多少角度的彎?機(jī)器人需要用哪些模塊來實(shí)現(xiàn)?重復(fù)的過程怎么處理?再比如,開發(fā)一個(gè)簡(jiǎn)單的紅綠燈系統(tǒng),要求五分鐘紅燈過后是一分鐘的黃燈,接著是五分鐘的綠燈。教師提出這樣的問題:如何控制紅燈亮的時(shí)間?紅綠燈系統(tǒng)只執(zhí)行一次嗎?這樣步步引導(dǎo)學(xué)生用程序的語言表達(dá)實(shí)際過程,久而久之,學(xué)生就會(huì)形成用合理的程序語言來重新描述問題的習(xí)慣,建模的方法被應(yīng)用于編程的過程中,編寫程序不再神秘且越來越容易。

第二、 提煉方法,建立并應(yīng)用解決問題的模型庫(kù)

在數(shù)學(xué)領(lǐng)域,針對(duì)不同的問題類型,有與之對(duì)應(yīng)的基本關(guān)系式,比如體積公式V=abc、路程速度公式S=vt等等,這些關(guān)系式使學(xué)生能在解析問題之后快速找到與之對(duì)應(yīng)的解決方法。在機(jī)器人教育中,應(yīng)借助具體的編程實(shí)例,把重點(diǎn)放在總結(jié)和提煉在實(shí)際問題中用到的編程方法,構(gòu)建解決問題的模型庫(kù)。比如,假設(shè)機(jī)器人要躲避障礙物,那么就需要不斷地判斷前方是否有障礙物,要用永遠(yuǎn)循環(huán),而走正方形需要走出四條相同的邊,所以要用多次循環(huán),由多個(gè)這樣的實(shí)例讓學(xué)生理解需要重復(fù)做的事件要用循環(huán)程序結(jié)構(gòu);再比如,在鬧鐘程序中,如果光線符合天亮的條件,機(jī)器人要奏響音樂,反之,機(jī)器人要繼續(xù)判斷是否天亮。通過此類實(shí)例,學(xué)生歸納得出條件判斷的事件用分支結(jié)構(gòu),符合條件后要做的事情填在“是”的分支,不符合條件要做的事情填在“否”的分支;比如演奏歌曲等一般的程序用順序結(jié)構(gòu)。如此,構(gòu)建解決問題的基本模型庫(kù),便于學(xué)生在遇到實(shí)際問題時(shí)選擇使用。

第三、設(shè)置圖形化模塊,解決問題

篇6

維修電工崗位職業(yè)能力的培養(yǎng),是全國(guó)各職業(yè)院校眾多專業(yè)人才培養(yǎng)方案的重點(diǎn)要求。

研究新形勢(shì)下維修電工學(xué)習(xí),不僅是提高教學(xué)質(zhì)量的重要途徑,而且對(duì)全國(guó)職業(yè)教育具有重要意義。

本文以工業(yè)機(jī)器人時(shí)代到來為背景,總結(jié)我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀,分析當(dāng)前工業(yè)技術(shù)發(fā)展形勢(shì)下“維修電工崗位”核心職業(yè)能力要求的新變化,歸納適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展需求的維修電工崗位對(duì)應(yīng)的學(xué)習(xí)領(lǐng)域,進(jìn)而探討相應(yīng)學(xué)習(xí)領(lǐng)域的課程與教學(xué)設(shè)計(jì),最后提出了維修電工課程設(shè)計(jì)與能力培養(yǎng)路線圖,為當(dāng)前高職維修電工領(lǐng)域的發(fā)展提供思路。

2.工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀

工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展可分為三個(gè)階段:第一代示教再現(xiàn)機(jī)器人,目前工業(yè)中正大量應(yīng)用;第二代帶感覺的機(jī)器人,技術(shù)應(yīng)用基本成熟,工業(yè)應(yīng)用較多;第三代智能機(jī)器人,技術(shù)正在發(fā)展過程中,工業(yè)上少量應(yīng)用。

所以,目前工業(yè)上應(yīng)用的機(jī)器人主要是第一代和第二代機(jī)器人。

當(dāng)前國(guó)內(nèi)的工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)已經(jīng)逐步走向成熟,且作為全球制造工廠的我國(guó)制造業(yè)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率的要求越來越高,人力成本也將不斷提高,所以工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期,其應(yīng)用范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大。

3.工業(yè)機(jī)器人時(shí)代對(duì)維修電工崗位職業(yè)能力的要求

3.1 自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備的廣泛應(yīng)用

工業(yè)機(jī)器人是最典型的機(jī)電一體化數(shù)字化裝備,其發(fā)展與應(yīng)用對(duì)電工行業(yè)的影響較為深刻,主要表現(xiàn)在高性能控制器、伺服電動(dòng)機(jī)、各種傳感器和HMI設(shè)備的大量應(yīng)用上。

目前在自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備上,除了常用的繼電器、接觸器等傳統(tǒng)電器設(shè)備,還大量應(yīng)用著以下幾類新型電器:控制模塊,其中以各種PLC控制器應(yīng)用最為廣泛;電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置,常用的設(shè)備如變頻器、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、交流伺服驅(qū)動(dòng)器等;電動(dòng)機(jī),以步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)為主;傳感器,如光電開關(guān)、接近開光等。

3.2 工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展應(yīng)用促進(jìn)了維修電工崗位核心職業(yè)能力的發(fā)展與變化

傳統(tǒng)維修電工崗位職業(yè)能力的重心是繼電器-接觸器電氣系統(tǒng)的安裝調(diào)試與維護(hù),為了適應(yīng)生產(chǎn)的需求,當(dāng)前維修電工崗位的核心職業(yè)能力也必需發(fā)展變化,應(yīng)該把重心定位在以PLC控制器為核心的現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)的安裝調(diào)試與維護(hù)上。

從崗位核心職業(yè)能力的要求上看,新的核心職業(yè)能力是對(duì)傳統(tǒng)職業(yè)能力的繼承與發(fā)展,對(duì)當(dāng)前教學(xué)中維修電工崗位職業(yè)能力的培養(yǎng)提出了更高的要求。

4.維修電工對(duì)應(yīng)學(xué)習(xí)領(lǐng)域的發(fā)展與變化

4.1 維修電工的學(xué)習(xí)領(lǐng)域

當(dāng)前高職院校對(duì)維修電工學(xué)習(xí)領(lǐng)域的設(shè)計(jì),主要包括電工技術(shù)基本理論與知識(shí)、電機(jī)拖動(dòng)與控制基礎(chǔ)、常用電氣控制設(shè)備的使用與維護(hù)、電氣制圖等。這些學(xué)習(xí)領(lǐng)域只能滿足傳統(tǒng)繼電器-接觸器電氣控制系統(tǒng)的安裝調(diào)試與維護(hù)的需要,不能適應(yīng)當(dāng)前維修電工崗位職業(yè)能力的要求。工業(yè)機(jī)器人時(shí)代背景下,維修電工對(duì)應(yīng)的學(xué)習(xí)領(lǐng)域,需依據(jù)新的崗位核心職業(yè)能力確定,〃現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝調(diào)試與維護(hù)〃對(duì)應(yīng)的學(xué)習(xí)領(lǐng)域主要包含電工技術(shù)基本理論與知識(shí)、電機(jī)拖動(dòng)與控制基礎(chǔ)知識(shí)、PLC控制技術(shù)與應(yīng)用、常用新型電氣設(shè)備的運(yùn)用和現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)的安裝調(diào)試與維護(hù)這五個(gè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域。

4.2 維修電工學(xué)習(xí)領(lǐng)域的發(fā)展與變化

維修電工對(duì)應(yīng)學(xué)習(xí)領(lǐng)域的發(fā)展與變化,是為了培養(yǎng)適應(yīng)市場(chǎng)需求的實(shí)用型技術(shù)人才,也是對(duì)維修電工教學(xué)內(nèi)容的一次改革。在五個(gè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域中,有兩個(gè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域是繼承了傳統(tǒng),另外三個(gè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域是"現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝調(diào)試與維護(hù)〃這一新的維修電工崗位核心職業(yè)能力的新要求。維修電工學(xué)習(xí)領(lǐng)域的變化,將直接影響維修電工設(shè)計(jì),必須重構(gòu)其對(duì)應(yīng)的體系,學(xué)生才能生成新的維修電工核心職業(yè)能力。

5.工業(yè)機(jī)器人時(shí)代維修電工學(xué)習(xí)領(lǐng)域設(shè)計(jì)

5.1 維修電工課程設(shè)計(jì)

本文維修電工課程設(shè)計(jì)的總體原則為:理論知識(shí)和實(shí)踐能力并重,單項(xiàng)技能與綜合能力并重。五個(gè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域的課程設(shè)計(jì)整合為四門主要課程,包括電工技術(shù)基礎(chǔ)課程、電機(jī)拖動(dòng)與控制課程、PLC控制技術(shù)課程和現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)綜合技能課程。

這些課程分為三個(gè)類型:基礎(chǔ)理論知識(shí)型課程、重點(diǎn)單項(xiàng)技能型課程和綜合技能應(yīng)用型。這三個(gè)類型把維修電工核心職業(yè)能力的培養(yǎng)分為三個(gè)階段:第一階段是熟悉電工基本理論知識(shí);第二階段是掌握各種重要單項(xiàng)技能;第三階段是綜合技能應(yīng)用生成核心職業(yè)能力。

5.2 維修電工課程設(shè)計(jì)與能力培養(yǎng)邏輯

首先,通過電工技術(shù)基礎(chǔ)課程使學(xué)生掌握前人的相關(guān)間接知識(shí)和經(jīng)驗(yàn);然后,通過電機(jī)拖動(dòng)與控制課程和PLC控制技術(shù)課程讓學(xué)生通過單項(xiàng)技能學(xué)習(xí)快速生成核心職業(yè)能力,如電機(jī)的結(jié)構(gòu)原理的認(rèn)知、基本控制電路的安裝調(diào)試能力、PLC程序設(shè)計(jì)能力、PLC控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試能力;最后,通過現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)綜合技能課程一方面靈活增加學(xué)生對(duì)新型電氣設(shè)備(變頻器、伺服驅(qū)動(dòng)器、傳感器和HM丨設(shè)備等)的學(xué)習(xí),另一方面培養(yǎng)學(xué)生現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝調(diào)試與維護(hù)的綜合職業(yè)能力。維修電工的課程設(shè)計(jì)與能力培養(yǎng)邏輯,以培養(yǎng)學(xué)生可持續(xù)發(fā)展的實(shí)踐能力為最終目標(biāo),確保能夠通過課程教學(xué)活動(dòng)高效生成高技能實(shí)用型人才。

6.總結(jié)和展望

維修電工崗位職業(yè)能力的培養(yǎng),是全國(guó)各職業(yè)院?,F(xiàn)開設(shè)的眾多專業(yè)人才培養(yǎng)方案中所重點(diǎn)要求的培養(yǎng)目標(biāo),所以在工業(yè)機(jī)器人時(shí)代到來的新形勢(shì)下,對(duì)維修電工進(jìn)行研究十分必要和重要。

篇7

一、運(yùn)用樂高機(jī)器人教學(xué),發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新能力。

有關(guān)創(chuàng)新,江總書記曾多次強(qiáng)調(diào):創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂,是國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力!細(xì)細(xì)體會(huì)這句話,我們能深切地感受到江總書記對(duì)創(chuàng)新的重視。孩子是我們祖國(guó)發(fā)展的未來,因此我們?cè)谄綍r(shí)教學(xué)中要注意培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

運(yùn)用樂高機(jī)器人輔助教學(xué),充分發(fā)揮其操作便捷、結(jié)構(gòu)善變等優(yōu)勢(shì),有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。如何讓學(xué)生體驗(yàn)和認(rèn)同創(chuàng)新的過程和創(chuàng)新的價(jià)值。如在2011年挑戰(zhàn)賽任務(wù)“gateway”中,制定的規(guī)則是機(jī)器人每完成將得分物體投放進(jìn)籃筐的動(dòng)作后,可以得1分,而如何設(shè)計(jì)能快速投放得分物體的機(jī)器人,如何提高機(jī)器人的對(duì)抗性,穩(wěn)定性,如何制定適合自己機(jī)型特點(diǎn)的戰(zhàn)術(shù)等具體細(xì)節(jié)則是由學(xué)生自行設(shè)計(jì)的研究的。這是個(gè)開放題,需要考察學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、構(gòu)思設(shè)計(jì)能力、應(yīng)變能力,還有編程知識(shí)、動(dòng)手能力等。從比賽任務(wù)來看,明顯對(duì)鼓勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維有積極意義。

二、運(yùn)用樂高機(jī)器人輔助教學(xué),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣

興趣是學(xué)習(xí)的最好老師興趣是孩子接受教育的感情基礎(chǔ),是非智力因素中最為活躍的一個(gè),是入門的向?qū)?是他們探求知識(shí)、促進(jìn)思維發(fā)展的巨大動(dòng)力,而成功的教學(xué),所需的不是強(qiáng)制,而是要激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。因此,我們?cè)趯?duì)孩子進(jìn)行技能培訓(xùn)的同時(shí),更應(yīng)該通過豐富多彩的教學(xué)內(nèi)容,使孩子們享受學(xué)習(xí)和游戲的樂趣,自覺地產(chǎn)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。興趣可以孕育希望,可以滋生動(dòng)力,所以教學(xué)中我們應(yīng)大膽采用多種形式的教學(xué)方式和教學(xué)手段,寓教于樂,使學(xué)生在輕松、愉快、和諧的環(huán)境中主動(dòng)接受教育,逐步培養(yǎng)學(xué)習(xí)機(jī)器人的興趣

例如在教學(xué)《電能從哪里來》這一課時(shí),利用樂高機(jī)器人獨(dú)有的馬達(dá)、燈泡、連接線、梁、軸等材料,讓學(xué)生經(jīng)歷小電動(dòng)機(jī)發(fā)電并點(diǎn)亮燈泡的過程。當(dāng)學(xué)生拿到這些“稀奇”的材料后,馬上被它的新穎所吸引,開始情不自禁地研究起來,很快孩子們?cè)谧约旱呐ο掠^察到了動(dòng)能轉(zhuǎn)化成電能,并點(diǎn)亮小燈泡的一幕,這讓他們興奮不已。有幾個(gè)小組更是乘勝追擊,他們還發(fā)現(xiàn)了小電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的越快小燈泡就會(huì)越亮。當(dāng)學(xué)生說出這一發(fā)現(xiàn)后,其他小組馬上動(dòng)手驗(yàn)證起來,探究興趣十分濃厚。在這個(gè)學(xué)習(xí)過程中,我深刻體會(huì)到學(xué)生對(duì)此活動(dòng)的喜愛,對(duì)獲得知識(shí)的渴望及對(duì)探索知識(shí)的主動(dòng)。

三、運(yùn)用樂高機(jī)器人輔助教學(xué),讓學(xué)生有主人公的感覺。

在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中教學(xué)基本上就是教師講、學(xué)生聽,這往往使學(xué)生處于被動(dòng)的學(xué)習(xí)狀態(tài)。新課程改革中,教育理論工作者與教師們達(dá)成了一種共識(shí):教學(xué)是教師的教與學(xué)生的學(xué)的統(tǒng)一,這種統(tǒng)一的實(shí)質(zhì)是交往。教學(xué)是一種對(duì)話、一種溝通,是合作、共建,是以教促學(xué)、互教互學(xué)。

老師以這種教育觀點(diǎn)為指導(dǎo),大膽嘗試性的在機(jī)器人課堂教學(xué)中采取了這種交往式的教學(xué)方法。在基礎(chǔ)理論的講解中,老師們精心設(shè)計(jì)了大量的問題,學(xué)生可以自由發(fā)表不同見解,同時(shí)學(xué)生也可以隨時(shí)提出有關(guān)的問題供大家進(jìn)行討論。在機(jī)器人身體搭建、大腦編程部分,我和學(xué)生共同討論、設(shè)計(jì)機(jī)器人的不同組成與功能部分,最后有效控制和選擇實(shí)現(xiàn)。這樣一來,學(xué)生就會(huì)很自然的融入到整個(gè)教學(xué)活動(dòng)過程,充分體驗(yàn)到了學(xué)習(xí)主人公的感覺,調(diào)動(dòng)了學(xué)生的興趣與積極性,達(dá)到了很好的教學(xué)效果。

四、參加機(jī)器人比賽,更能鍛煉孩子的耐心和意志力

篇8

摘 要:本文介紹了理實(shí)一體化課程弧焊機(jī)器人操作與編程精品教材的開發(fā)與建設(shè)過程。教材開發(fā)與課程開發(fā)密不可分,教材與課程的開發(fā)都應(yīng)基于企業(yè)崗位的需求與人才培養(yǎng)目標(biāo)。精品教材的打造更是修訂與使用多次循環(huán)的結(jié)果。

關(guān)鍵詞 :理實(shí)一體化課程 弧焊機(jī)器人操作與編程 精品教材 課程開發(fā) 立體化資源

課 題:北京市職業(yè)院校教師素質(zhì)提高工程·優(yōu)秀青年骨干教師培養(yǎng)計(jì)劃項(xiàng)目資助。

一、開發(fā)理實(shí)一體化課程弧焊機(jī)器人操作與編程教材的必要性

大型焊接結(jié)構(gòu)及新型結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用對(duì)焊接技術(shù)提出了很高的要求,反過來也促進(jìn)了焊接技術(shù)與焊接工藝的發(fā)展,促進(jìn)了焊接生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化。弧焊機(jī)器人、點(diǎn)焊機(jī)器人、自動(dòng)焊接生產(chǎn)線在我國(guó)制造業(yè)中應(yīng)用越來越廣泛。雖然,國(guó)內(nèi)關(guān)于機(jī)器人方面的專著、教材已經(jīng)有很多,但普遍是偏向理論與研究,不能滿足實(shí)際操作與應(yīng)用的需要,更沒有適合高職層次的以弧焊機(jī)器人操作與編程為主的教材。目前企業(yè)的弧焊機(jī)器人操作與編程人員的培養(yǎng)只能依靠各種機(jī)器人生產(chǎn)廠家的培訓(xùn)或產(chǎn)品使用手冊(cè),缺乏相關(guān)的系統(tǒng)學(xué)習(xí)與理論指導(dǎo),因此,開發(fā)以操作為主,兼顧基本理論的高職弧焊機(jī)器人操作方面的教材是十分必要的。

二、教材開發(fā)方法與過程

該教材的開發(fā)以培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)為基礎(chǔ),以職業(yè)能力為本位;以企業(yè)需求為基本依據(jù),以就業(yè)為導(dǎo)向;適應(yīng)企業(yè)技術(shù)發(fā)展,體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性和前瞻性。

1.進(jìn)行企業(yè)調(diào)研明確設(shè)置課程的必要性

在進(jìn)行課程開發(fā)之前,我們針對(duì)北京在制造業(yè)中的焊接技術(shù)應(yīng)用情況進(jìn)行了企業(yè)調(diào)研,如航天一院211廠、航天二院699廠、航天二院283廠、北京中麗制機(jī)工程有限公司、北京地鐵車輛廠、北京重型電機(jī)廠等。通過對(duì)企業(yè)專家工人訪談,提取典型工作任務(wù),分析崗位職業(yè)能力,按照人才培養(yǎng)目標(biāo)、就業(yè)崗位要求,在課程體系中設(shè)置了旨在培養(yǎng)技能應(yīng)用、職業(yè)素質(zhì)及社會(huì)、方法能力的核心課程,如焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)、焊接方法與設(shè)備、弧焊機(jī)器人操作與編程等。

該課程的設(shè)置主要圍繞自動(dòng)焊接中弧焊機(jī)器人的基本操作與編程內(nèi)容。通過該課程學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用,如搬運(yùn)、碼垛及弧焊機(jī)器人的自動(dòng)焊接技術(shù)和焊接工藝知識(shí)和配套設(shè)備的使用能力。同時(shí)通過焊接工藝與自動(dòng)化技術(shù)的系統(tǒng)學(xué)習(xí),使學(xué)生具備理論基礎(chǔ)的應(yīng)用能力,奠定可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。

2.根據(jù)課程目標(biāo)確定教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)項(xiàng)目

依據(jù)焊接技術(shù)及自動(dòng)化專業(yè)對(duì)焊接機(jī)器人操作與編程高端技能型人才的培養(yǎng)目標(biāo)要求,課程內(nèi)容主要包含工業(yè)機(jī)器人的基本概念、分類及應(yīng)用,弧焊機(jī)器人的基本操作與編程等。為實(shí)現(xiàn)理實(shí)一體化教學(xué),教學(xué)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要基于工作過程。該課程共包含六個(gè)項(xiàng)目,每個(gè)項(xiàng)目包含1~2個(gè)工作任務(wù),項(xiàng)目?jī)?nèi)容編排按照學(xué)習(xí)目標(biāo),知識(shí)準(zhǔn)備、任務(wù)實(shí)施、教學(xué)評(píng)價(jià)、學(xué)后感言及思考與練習(xí)。實(shí)現(xiàn)以源于企業(yè)的真實(shí)工作任務(wù)為載體,以學(xué)生為主體,通過“教學(xué)訓(xùn)做評(píng)”一體化教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生機(jī)器人操作與編程的能力;滿足現(xiàn)代制造企業(yè)機(jī)器人相關(guān)工作崗位對(duì)高端技能型人才的專業(yè)技術(shù)能力、職業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)要求。

3.立體化教學(xué)資源的開發(fā)與建設(shè)

為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,加強(qiáng)學(xué)習(xí)效果,與該教材配套開發(fā)了多種立體化教學(xué)資源。如設(shè)備圖片,實(shí)時(shí)錄像及二、三維動(dòng)畫,仿真軟件及網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境等。仿真訓(xùn)練還可以提高設(shè)備安全性,使用離線編程軟件,進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真操作,如機(jī)器人選型、機(jī)器人操作、機(jī)器人編程及典型焊接接頭的焊接仿真訓(xùn)練,使學(xué)生在虛擬環(huán)境下完成機(jī)器人操作的基本訓(xùn)練,以便在實(shí)際環(huán)境實(shí)訓(xùn)時(shí)提高設(shè)備的安全性。以網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)為學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)之便,將課程資料如課程標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)資料、電子教案、多媒體課件、習(xí)題、自我檢測(cè)及課程問卷等全部上網(wǎng),學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)。

三、教材特色

教材的編寫貫徹先進(jìn)的教學(xué)理念,以技能訓(xùn)練為主線,相關(guān)知識(shí)為支撐,重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的操作能力。教材特色與創(chuàng)新體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

一是構(gòu)建基于工作過程的教材體系結(jié)構(gòu),以學(xué)生為中心,實(shí)現(xiàn)理實(shí)一體化教學(xué)。該教材打破了傳統(tǒng)教材的章節(jié)體系結(jié)構(gòu),采用了更加適合于職業(yè)技能型人才培養(yǎng)的基于工作過程的項(xiàng)目和任務(wù)的內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)。將學(xué)習(xí)任務(wù)及要求在“工作任務(wù)書”中進(jìn)行描述;將完成任務(wù)必需的理論知識(shí)和操作方法在每一任務(wù)的“知識(shí)準(zhǔn)備”中進(jìn)行陳述;將教學(xué)組織和實(shí)施方法在“任務(wù)實(shí)施”中進(jìn)行建議;將每一項(xiàng)目的教學(xué)效果在“教學(xué)評(píng)價(jià)”和“學(xué)后感言”中進(jìn)行總結(jié)和反思;將新技術(shù)、新知識(shí)在“知識(shí)拓展”中進(jìn)行介紹。這樣的教材體系結(jié)構(gòu)便于實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心,進(jìn)行理實(shí)一體化教學(xué),學(xué)生邊學(xué)邊練,通過學(xué)習(xí)可以掌握機(jī)器人弧焊崗位所要求的操作技能。

二是符合專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和課程標(biāo)準(zhǔn),以真實(shí)工作任務(wù)為載體,循序漸進(jìn)學(xué)習(xí)理論知識(shí)、掌握專業(yè)技能、培養(yǎng)職業(yè)素質(zhì),滿足企業(yè)對(duì)高端技術(shù)技能型人才的崗位需求。該教材經(jīng)歷了從講義校本教材教材出版的積累和完善過程,以編者多年的企業(yè)經(jīng)歷及對(duì)機(jī)器人焊接崗位人才要求的調(diào)研,以企業(yè)實(shí)際案例為基礎(chǔ),依據(jù)該專業(yè)對(duì)弧焊機(jī)器人應(yīng)用方面高端技術(shù)技能型人才的培養(yǎng)目標(biāo),廣泛征求了企業(yè)專家和同類學(xué)校教師的意見,以企業(yè)應(yīng)用廣泛、銷量世界排名第一的ABB機(jī)器人為例,介紹其基本操作與編程方法,以達(dá)到觸類旁通的目的,在實(shí)際操作中學(xué)會(huì)工業(yè)機(jī)器人的基本理論。

從認(rèn)識(shí)工業(yè)機(jī)器人、手動(dòng)操縱機(jī)器人、工業(yè)機(jī)器人編程、典型接頭焊接與編程、工業(yè)機(jī)器人的離線編程等方面,由淺到深、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由局部到全部,使學(xué)生按照認(rèn)知規(guī)律,理解工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和工作原理,掌握機(jī)器人操縱與編程的方法。項(xiàng)目?jī)?nèi)容涵蓋了工業(yè)機(jī)器人及弧焊應(yīng)用的主要內(nèi)容,每個(gè)任務(wù)在相關(guān)的理論知識(shí)陳述之后,安排學(xué)生動(dòng)手操縱機(jī)器人,并使學(xué)生在掌握理論、提高技能的同時(shí)逐步建立規(guī)范的工作意識(shí)。

三是填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)高職層次弧焊機(jī)器人操作類教材的空白,提升了焊接技術(shù)及自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)生的應(yīng)用層次。該教材的出版填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)高職層次弧焊機(jī)器人操作教材的空白。學(xué)生通過學(xué)習(xí)可以掌握先進(jìn)的機(jī)器人焊接技術(shù),從而提升了畢業(yè)生的應(yīng)用層次。

四是與企業(yè)技術(shù)人員共同開發(fā),使教材的內(nèi)容與使用更符合企業(yè)的崗位要求。

四、教材使用效果

作為專業(yè)核心課程教材,在學(xué)校2006級(jí)焊接技術(shù)及自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生作為講義使用;根據(jù)使用情況經(jīng)過修訂編寫出校本教材在2007級(jí)和2008級(jí)學(xué)生中使用;經(jīng)過再修訂于2011年4月正式出版,出版教材已作為學(xué)校2009級(jí)以后學(xué)生的教學(xué)用書。該教材在2013年經(jīng)過遴選被評(píng)為北京市高等教育精品教材。

使用該教材進(jìn)行教學(xué),使學(xué)生在“做中學(xué),學(xué)中做”, 將教、學(xué)、訓(xùn)、做、評(píng)融于項(xiàng)目之中,達(dá)到理論與實(shí)踐一體化,課堂與實(shí)訓(xùn)地點(diǎn)一體化,任務(wù)內(nèi)容和工作內(nèi)容一體化。學(xué)生經(jīng)過學(xué)習(xí),能夠熟練掌握弧焊機(jī)器人的操作與編程方法,將學(xué)生培養(yǎng)成走出校門就能滿足企業(yè)對(duì)弧焊機(jī)器人操作與編程人員的崗位需求。通過使用該教材進(jìn)行教學(xué),學(xué)校焊接技術(shù)及自動(dòng)化專業(yè)的畢業(yè)生已在首都航天機(jī)械廠、北京中麗制機(jī)工程有限公司、北京地鐵車輛有限公司等企業(yè)從事機(jī)器人焊接崗位工作,為北京制造業(yè)輸送了掌握先進(jìn)機(jī)器人焊接技術(shù)的高端技能型人才。

篇9

在工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的幾十年過程中,美國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、日本這四個(gè)傳統(tǒng)工業(yè)強(qiáng)國(guó)都分別經(jīng)歷了什么?取人之長(zhǎng),補(bǔ)己之短。對(duì)于目前亟需完成產(chǎn)業(yè)升級(jí)、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的中國(guó)來說,發(fā)達(dá)國(guó)家的工業(yè)機(jī)器人的歷史發(fā)展路徑無疑具有指導(dǎo)和借鑒意義。在下一代機(jī)器人技術(shù)成熟之前,中國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)需要抓緊這一段彌足珍貴的趕超時(shí)間,實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。

在機(jī)器人發(fā)展歷史中,曾有過日本在1980年被譽(yù)為“工業(yè)機(jī)器人普及元年”的記載。而當(dāng)今業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為2014年是“中國(guó)機(jī)器人元年”。“元年”在這里包含兩方面含義。一方面,2014年我國(guó)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)銷量超過日本市場(chǎng),坐實(shí)全球第一大市場(chǎng)的地位;另一方面,日本自20世紀(jì)80年代起機(jī)器人使用量曾快速增長(zhǎng),預(yù)計(jì)從2014年起,我國(guó)的機(jī)器人市場(chǎng)也將進(jìn)入與日本類似的、長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年的高速增長(zhǎng)期。與機(jī)器人相關(guān)的企業(yè)、用戶、地方政府、產(chǎn)業(yè)園區(qū)、投資者和科研機(jī)構(gòu)對(duì)市場(chǎng)數(shù)據(jù)的關(guān)注度開始大幅增加。一時(shí)間,似乎所有業(yè)內(nèi)人士都在等待機(jī)器人市場(chǎng)更大的爆發(fā)。這是國(guó)人對(duì)我國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)興起的由衷期盼。

在我國(guó)七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中,有五大產(chǎn)業(yè)涉及智能制造裝備,其中機(jī)器人是其中最核心的裝備。技術(shù)的發(fā)展總要與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展相協(xié)調(diào),機(jī)器人市場(chǎng)的繁榮無疑加快了國(guó)產(chǎn)機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)步。客觀地看,我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)還十分薄弱,目前,國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率不超過10%。

本文針對(duì)國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)的爆發(fā)引出了兩點(diǎn)思考:我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)應(yīng)如何提升?什么樣的機(jī)器人成長(zhǎng)道路才能更好地促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展?

我們?cè)陉P(guān)注機(jī)器人市場(chǎng)的同時(shí),更需要關(guān)注機(jī)器人產(chǎn)業(yè)背后的發(fā)展規(guī)律。國(guó)外許多發(fā)達(dá)國(guó)家的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)已走在了我們前面,他們的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)值得我們吸取和借鑒。美國(guó)偏重基礎(chǔ)研究模式,法國(guó)則注重研發(fā)培訓(xùn)交流模式,德國(guó)采用以技術(shù)促經(jīng)濟(jì)的模式,而日本則發(fā)展產(chǎn)業(yè)融合模式。這些,在其特定的歷史背景和各自國(guó)家不同的發(fā)展階段中起到了積極的作用。但我們也應(yīng)看到,任何模式都有其局限性和時(shí)效性,在促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時(shí)也帶來了不少問題。

能否拿到美國(guó)“綠卡”?

雖然工業(yè)機(jī)器人出生在美國(guó),然而半個(gè)世紀(jì)以來其受重視的程度卻忽高忽低,可以說工業(yè)機(jī)器人在美國(guó)拿的是“短期offer”。美國(guó)工業(yè)機(jī)器人盡管前期的技術(shù)相對(duì)成熟,但由于沒有采取正確的策略,失去了大部分市場(chǎng),沒能更多地發(fā)揮出先進(jìn)技術(shù)推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的優(yōu)勢(shì)。現(xiàn)在,美國(guó)提出“重振制造業(yè)”,其所關(guān)心的是新一輪全球競(jìng)爭(zhēng)中的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì),當(dāng)然也不排除因就業(yè)崗位而重新關(guān)注制造業(yè)的成份。美國(guó)將研發(fā)重心放在了如何利用機(jī)器人改善工作環(huán)境,輔助生產(chǎn)的同時(shí)吸引工人,而并非替代人工。工業(yè)機(jī)器人在美國(guó)的誕生與成長(zhǎng)

1960年,美國(guó)聯(lián)合控制公司買下美國(guó)機(jī)器人發(fā)明者喬治·德沃爾(George Devol)的專利,成立優(yōu)尼梅生(Unimation)公司,生產(chǎn)出了第一批工業(yè)用途的機(jī)器人,稱為優(yōu)尼曼特(Unimate)。而“工業(yè)機(jī)器人”(Industrial Robot)一詞由美國(guó)“金屬市場(chǎng)報(bào)”于當(dāng)年提出。20世紀(jì)70年代中期以前,美國(guó)是工業(yè)機(jī)器人最大的生產(chǎn)、出口和技術(shù)轉(zhuǎn)讓國(guó)。此后,由于政府減少了研究開發(fā)方面的資助,一些具有重大突破性的機(jī)器人技術(shù)則由美國(guó)公司以與國(guó)外公司合作,或引進(jìn)相關(guān)技術(shù)而得到。美國(guó)市場(chǎng)中,國(guó)產(chǎn)機(jī)器人的比例一再下降,Unimation公司更是在1988年被瑞士的史陶比爾(Staubli)集團(tuán)收購(gòu)。

從1986年開始,美國(guó)的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量的增長(zhǎng)率開始下降,當(dāng)時(shí)最大的機(jī)器人制造公司GMF閑置了三分之一的勞動(dòng)力。但同時(shí),美國(guó)的Adept公司和CA公司的機(jī)器人產(chǎn)量卻逐年上升。原因是這兩家公司針對(duì)美國(guó)家電和電子行業(yè)的需求,發(fā)揮出自身專長(zhǎng),生產(chǎn)出帶有視覺功能的裝配機(jī)器人,利用下一代技術(shù)迎合了用戶的新需求,占領(lǐng)了美國(guó)60%的機(jī)器人市場(chǎng)。因此,與其說當(dāng)時(shí)機(jī)器人市場(chǎng)飽和,不如說當(dāng)時(shí)主流機(jī)器人產(chǎn)品的性能滿足不了客戶的實(shí)際需要。上世紀(jì)80年代很多美國(guó)公司和研究機(jī)構(gòu)認(rèn)為,在自動(dòng)化生產(chǎn)中是否使用機(jī)器人,應(yīng)根據(jù)自身的實(shí)際需要,不能盲目追求高新技術(shù)。實(shí)際上,要主動(dòng)貼近市場(chǎng)需求并開發(fā)出適合的產(chǎn)品是不容易的。

機(jī)器人技術(shù)和產(chǎn)品最先在美國(guó)出現(xiàn)并非偶然,它是美國(guó)社會(huì)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然結(jié)果,也是在社會(huì)需求的刺激下經(jīng)歷了相當(dāng)長(zhǎng)的儲(chǔ)備時(shí)間之后才實(shí)現(xiàn)的。由于美國(guó)過分強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)研究,沒有重視將機(jī)器人技術(shù)與本國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)需求相結(jié)合,因此后續(xù)也就沒有能夠形成更具競(jìng)爭(zhēng)力的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)。制造業(yè)的爭(zhēng)議一直存在

受制造業(yè)背景的影響,工業(yè)機(jī)器人在上世紀(jì)的美國(guó)發(fā)展的很不順利。美國(guó)制造業(yè)的爭(zhēng)議和分歧體現(xiàn)在宏觀的產(chǎn)業(yè)政策、中觀的公司模式和微觀的產(chǎn)品應(yīng)用等多個(gè)層面。

上世紀(jì)80-90年代,由于重視產(chǎn)業(yè)政策,經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展,日本對(duì)美國(guó)產(chǎn)生了很大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),一場(chǎng)有關(guān)產(chǎn)業(yè)政策的大辯論在美國(guó)學(xué)界率先興起,而后迅速遍及世界各地。在美國(guó)的這場(chǎng)大辯論中,僅有少數(shù)學(xué)者對(duì)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)政策表示認(rèn)同。這一時(shí)期的美國(guó)政府也確實(shí)未能夠?qū)I(yè)機(jī)器人提供有力的產(chǎn)業(yè)扶持。結(jié)果,工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的“四大巨頭”沒有一家來自美國(guó),美國(guó)錯(cuò)失了上世紀(jì)80年代工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的黃金期。

美國(guó)企業(yè)與其他國(guó)家的企業(yè)一樣,希望將技術(shù)優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為市場(chǎng)優(yōu)勢(shì),但相比而言,他們更樂意促進(jìn)新技術(shù)浪潮的誕生,并由此開創(chuàng)一個(gè)新興行業(yè),而非直接定位于使用新技術(shù)、生產(chǎn)新產(chǎn)品。他們更傾向于不生產(chǎn)成品,而是設(shè)計(jì)與升級(jí)核心部件,或掌握不斷升級(jí)的品牌。

美國(guó)機(jī)器人公司最早投入到工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè),反映出美國(guó)具有刺激新產(chǎn)業(yè)的大環(huán)境,但大部分的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)到此便即告結(jié)束。因工會(huì)制度和企業(yè)外部環(huán)境的影響,美國(guó)企業(yè)把工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展方向引至功能復(fù)雜的機(jī)型,以及較冷門、差異較大的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,沒有在工業(yè)裝備制造領(lǐng)域形成規(guī)?;?、系列化的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。目前占美國(guó)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)份額最大的是汽車生產(chǎn)領(lǐng)域,其主要供應(yīng)商是瑞士的ABB以及日本的發(fā)那科(FANUC)等企業(yè)。工業(yè)機(jī)器人誕生于美國(guó),結(jié)果產(chǎn)業(yè)浪潮的中心卻離開了美國(guó)。歸途?征途!

美國(guó)需要什么樣的工業(yè)機(jī)器人?或者說什么樣的工業(yè)機(jī)器人能夠在美國(guó)重新立足,并得到重用?其關(guān)鍵在于美國(guó)機(jī)器人創(chuàng)造的價(jià)值和附加價(jià)值是否夠高,找到了高價(jià)值空間也就找到了歸途。

生產(chǎn)制造行業(yè)目前所面臨的挑戰(zhàn)已由降低成本轉(zhuǎn)變?yōu)樘岣咝?。例如,?014年初報(bào)道的谷歌(Google)和富士康(Foxconn)合作開發(fā)新的機(jī)器人制造技術(shù)一事,有人認(rèn)為,自動(dòng)化制造流程可能給美國(guó)經(jīng)濟(jì)帶來福音,由于這種模式在提升生產(chǎn)效率的同時(shí)還能降低人工成本,所以有望吸引這類企業(yè)重返美國(guó);同時(shí),還有人擔(dān)心,在失業(yè)率高企、收入高度分化的當(dāng)下,這種模式反而會(huì)將美國(guó)工人群體中僅存的一些中產(chǎn)階級(jí)徹底消滅。盡管機(jī)器人將在制造業(yè)中占據(jù)多大比例仍有待觀察,然而美國(guó)在這一領(lǐng)域無疑已進(jìn)入轉(zhuǎn)型階段,其中涉及的種種問題也十分復(fù)雜,遠(yuǎn)不是“要機(jī)器人還是要就業(yè)”這么簡(jiǎn)單。

從應(yīng)用普及的角度來看,美國(guó)的工業(yè)機(jī)器人年銷售數(shù)量?jī)H次于日本,算是領(lǐng)先國(guó)家之一。美國(guó)工業(yè)機(jī)器人之前的發(fā)展模式其實(shí)是應(yīng)用與服務(wù)模式,即采購(gòu)、成套設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試與后續(xù)服務(wù)相結(jié)合。美國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)普通的工業(yè)機(jī)器人較少,企業(yè)需要機(jī)器人時(shí)通常由工程公司進(jìn)口,再自行設(shè)計(jì)、制造配套的外圍設(shè)備,完成交鑰匙工程。因此,美國(guó)當(dāng)前所謀求的不僅僅是在已經(jīng)成熟的大規(guī)模生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)Α皞鹘y(tǒng)”機(jī)器人的進(jìn)一步應(yīng)用普及或功能完善,而是結(jié)合其新的經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略,將智能化的“新一代”機(jī)器人進(jìn)一步普及到各種個(gè)性化、定制化產(chǎn)業(yè)的中小型企業(yè)中。這一戰(zhàn)略的實(shí)施目的是達(dá)到技術(shù)上的重大領(lǐng)先以及整個(gè)社會(huì)生產(chǎn)力的根本性提高。因此無論是從技術(shù)水準(zhǔn)還是影響意義來說,美國(guó)對(duì)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展定位都是非常高的。美國(guó)工業(yè)機(jī)器人的未來之路,是歸途,更是征途。美國(guó)工業(yè)機(jī)器人的轉(zhuǎn)型與創(chuàng)新

在美國(guó)為創(chuàng)新而生的體系中,隨著應(yīng)用環(huán)境和需求環(huán)境的改變,美國(guó)工業(yè)機(jī)器人的轉(zhuǎn)型與創(chuàng)新主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面:一是生產(chǎn)線以外服務(wù)功能的增加,二是基于通用操作系統(tǒng)的機(jī)器人開發(fā)平臺(tái),三是與3D打印等先進(jìn)制造方式、技術(shù)的結(jié)合。

截至目前,多數(shù)工業(yè)機(jī)器人都是針對(duì)具體的任務(wù)而設(shè)計(jì)的,流水線環(huán)境下開發(fā)程度較高,脫離該環(huán)境后通用性極低。另外,從2011年美國(guó)各行業(yè)的機(jī)器人密度(每萬名生產(chǎn)工人所占有各種用途工業(yè)機(jī)器人的數(shù)量)來看,汽車行業(yè)是 1104臺(tái)/萬人,但其他行業(yè)卻只有 72臺(tái)/萬人,發(fā)展很不均衡。在美國(guó)機(jī)器人發(fā)展路線圖中,未來工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展中將較少專注于大規(guī)模生產(chǎn),而更多地集中在生產(chǎn)定制產(chǎn)品上。與之對(duì)應(yīng)的公司不再是通用汽車等大規(guī)模生產(chǎn)實(shí)體,而更多的是中小型企業(yè)的生產(chǎn)。這樣的經(jīng)濟(jì)更加依賴適應(yīng)性、易用性等因素,以利于小批量訂購(gòu)產(chǎn)品。通過開發(fā)和采用下一代機(jī)器人技術(shù)可以使美國(guó)繼續(xù)引領(lǐng)世界,有利于提高工業(yè)生產(chǎn)效率,尤其是有利于中小型企業(yè)。這類工業(yè)機(jī)器人(例如美國(guó)Rethink Robotics公司的機(jī)器人Baxter)正在從工業(yè)流水線用機(jī)器人向工業(yè)環(huán)境下的服務(wù)機(jī)器人轉(zhuǎn)變。

手機(jī)行業(yè)隨著iPhone的出現(xiàn)而被徹底顛覆,硬件通用化、軟件平臺(tái)化、應(yīng)用個(gè)性化是當(dāng)前智能手機(jī)的主流趨勢(shì),機(jī)器人也在向這一趨勢(shì)發(fā)展??梢哉f,工業(yè)機(jī)器人通用操作系統(tǒng)發(fā)展背后的源動(dòng)力是對(duì)成功商業(yè)模式的復(fù)制和模仿。例如,美國(guó)谷歌(Google)公司正在考慮創(chuàng)造一個(gè)通用性更強(qiáng)的平臺(tái),以便以更低的成本應(yīng)用于各行各業(yè)。眾所周知,谷歌開發(fā)的安卓(Android)系統(tǒng)是一款廉價(jià)、易用、易傳播的系統(tǒng),若能夠在機(jī)器人領(lǐng)域也實(shí)現(xiàn)該特性,勢(shì)必為整個(gè)機(jī)器人行業(yè)帶來翻天覆地的變化。另外,美國(guó)Willow Garage公司也開發(fā)了機(jī)器人操作系統(tǒng)ROS,領(lǐng)銜十余家公司成立ROS-Industrial聯(lián)盟(RIC),試圖實(shí)現(xiàn)打造開源機(jī)器人平臺(tái)的夢(mèng)想。

技術(shù)密集型生產(chǎn)的高科技產(chǎn)品需要的是更先進(jìn)的自動(dòng)化水平,將不局限于流水線生產(chǎn)模式,機(jī)器人與3D打印的結(jié)合便是如此。3D打印是增材制造技術(shù)的一種表現(xiàn),能夠“憑空”打印出想象中的任何物品。3D打印技術(shù)能制造出更多類型、更高質(zhì)量的機(jī)器人。從打印到組裝,機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)全自動(dòng)化3D打印,“克隆”自身。機(jī)器人技術(shù)又能助力3D自動(dòng)化制造,機(jī)器人甚至可以“打印”智慧城市的各種建筑模塊并進(jìn)行“安裝”。兩者的結(jié)合,使得其強(qiáng)大的制造力和廣泛的應(yīng)用為我們的世界帶來一個(gè)全新的格局。機(jī)器人與商業(yè)息息相關(guān)

2010年美國(guó)《商業(yè)周刊》(Businessweek)雜志曾推出了“全球最先進(jìn)機(jī)器人排行榜”。全球排名前10的先進(jìn)機(jī)器人八成來自美國(guó),沒有一款是工業(yè)機(jī)器人。同時(shí)無法忽略的是,自動(dòng)化對(duì)美國(guó)就業(yè)市場(chǎng)的影響至今仍不確定,連在最富想象力的美國(guó)大片中,對(duì)工業(yè)機(jī)器人重視程度都表現(xiàn)的非常吝嗇。這不能不說工業(yè)機(jī)器人在美國(guó)社會(huì)中的地位有限。

在美國(guó)的創(chuàng)新中,技術(shù)領(lǐng)先但商業(yè)失敗的例子很多,美國(guó)也比其他國(guó)家更重視商業(yè)運(yùn)作。商業(yè)機(jī)會(huì)將使得美國(guó)本土工業(yè)機(jī)器人獲得“綠卡”。美國(guó)新一輪工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的立足點(diǎn),一定與商業(yè)有關(guān)。美國(guó)商業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)新一直是我國(guó)各行業(yè)積極學(xué)習(xí)與模仿的對(duì)象。從谷歌與富士康(Foxconn)的合作,我們可以看出,從商業(yè)角度出發(fā)去探索工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展方式,美國(guó)已開始行動(dòng)。

法國(guó)工業(yè)機(jī)器人的復(fù)興之路

科技能夠?yàn)樯鐣?huì)帶來進(jìn)步,但也會(huì)為傳統(tǒng)制造業(yè)帶來困擾:接受高科技,往往意味著對(duì)已有人力資源大幅度的調(diào)整。法國(guó)在社會(huì)的科技進(jìn)步歷程中,曾一度通過放棄發(fā)展工業(yè)機(jī)器人來緩解產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的問題,但至今仍無法解決勞動(dòng)力升級(jí)的大趨勢(shì)下應(yīng)用型人才短缺的問題。我國(guó)發(fā)展機(jī)器人產(chǎn)業(yè),需借鑒法國(guó)的得失,探索通過培育應(yīng)用型人才來提升高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的道路。法國(guó)工業(yè)機(jī)器人曾是后起之秀

法國(guó)曾是歐洲的機(jī)器人強(qiáng)國(guó)。雖然在20世紀(jì)70年代末才大規(guī)模開展機(jī)器人技術(shù)的研發(fā),與美國(guó)和日本相比已經(jīng)晚了很多,但隨后其發(fā)展非常迅速。根據(jù)國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)(IFR)公布的數(shù)字,法國(guó)的機(jī)器人總數(shù)在1986年已處于世界第4位,歐洲第2位。當(dāng)時(shí)法國(guó)大概有50家機(jī)器人制造公司和23個(gè)機(jī)器人研究中心。法國(guó)機(jī)器人的應(yīng)用水平和應(yīng)用范圍也達(dá)到了世界先進(jìn)水平,個(gè)別應(yīng)用場(chǎng)合甚至超過了日本。汽車產(chǎn)業(yè)是法國(guó)工業(yè)機(jī)器人最大的用戶,大約占法國(guó)機(jī)器人總數(shù)的40.9%。法國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)的機(jī)器人中,77.6%是國(guó)產(chǎn)機(jī)器人。這主要是由于汽車集團(tuán)內(nèi)部自研自用所導(dǎo)致的,同時(shí)投資的良性循環(huán)也引發(fā)了機(jī)器人的大量安裝。

法國(guó)機(jī)器人的研制和開發(fā)能夠在起步較晚的情況下奮起直追,除了其原有較強(qiáng)的工業(yè)基礎(chǔ)之外,主要還有以下幾方面的原因:一是法國(guó)政府大力支持研究計(jì)劃,建立了完整的科學(xué)技術(shù)體系。法國(guó)很重視通過附屬于政府機(jī)構(gòu)的機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室來開展研究工作。當(dāng)時(shí)政府每年投資1億多美元用于機(jī)器人的研制。二是法國(guó)注重基礎(chǔ)研究和專業(yè)人員的培訓(xùn)。幾乎所有的大學(xué)都設(shè)有機(jī)器人學(xué)系,使之成為像計(jì)算機(jī)科學(xué)那樣普及的一門課程。法國(guó)政府在1983-1985年的三年中,曾投資3.5億美元用于機(jī)器人的研究開發(fā)和專家培訓(xùn)。三是法國(guó)注重國(guó)際合作與技術(shù)交流。法國(guó)在機(jī)器人的研發(fā)上走聯(lián)合之路,即注重國(guó)際間,特別是歐洲國(guó)家之間的合作與交流。原法國(guó)總統(tǒng)密特朗提議的“尤里卡”計(jì)劃的合作項(xiàng)目中,涉及機(jī)器人的有9項(xiàng)之多。四是法國(guó)注重計(jì)劃性。法國(guó)制定的機(jī)器人研發(fā)計(jì)劃,雖然也和許多國(guó)家一樣是以政府為核心來協(xié)調(diào)各部門、組織和企業(yè)等機(jī)構(gòu),但非常重視對(duì)不同的研究領(lǐng)域和需求,制訂不同的、有針對(duì)性的計(jì)劃。關(guān)鍵時(shí)刻政府“缺位”

法國(guó)的工業(yè)機(jī)器人新安裝數(shù)從1986年開始明顯下降,隨后其工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)逐漸走下坡路,到2010年工業(yè)機(jī)器人僅處于世界第10位,歐洲第4位。機(jī)器人安裝速度下降有以下原因:一是從技術(shù)來看,第一代示教再現(xiàn)機(jī)器人已無法滿足更多需求,而下一代機(jī)器人的技術(shù)開發(fā)尚需一段時(shí)間。二是從市場(chǎng)需求看,原有的機(jī)器人應(yīng)用大戶如汽車產(chǎn)業(yè)和機(jī)械制造業(yè)的需求已日趨飽和。三是從社會(huì)觀念上看,20世紀(jì)70-80年代那種認(rèn)為機(jī)器人是產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)新武器的神話已被人們逐漸打破。

但除此之外還有因政府“缺位”導(dǎo)致的深層次原因:一是在研究合作方面,法國(guó)的大學(xué)及一些獨(dú)立性研究課題過于偏重基礎(chǔ)性研究,又與工業(yè)界合作較少,隨之產(chǎn)生了基礎(chǔ)研究與實(shí)際需求相脫節(jié)的問題。二是在技術(shù)融合方面,同樣具有劃時(shí)代意義的汽車生產(chǎn)技術(shù)和機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)未達(dá)到攜手共進(jìn)的效果,基于應(yīng)用層面的新技術(shù)開發(fā)程度不夠。三是產(chǎn)業(yè)布局方面,法國(guó)未形成具有規(guī)模和競(jìng)爭(zhēng)力的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè),以至于后來大部分企業(yè)被國(guó)外公司所收購(gòu),僅有幾家小型企業(yè)留存。例如,在1999年意大利主營(yíng)工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)和機(jī)器人的柯馬(COMAU)公司,分別并購(gòu)了法國(guó)西雅基(sciaky)公司和雷諾(Renault)汽車公司中各自獨(dú)立的機(jī)器人子公司。復(fù)興之路伊始

基于歐洲合作“開放框架”的尤里卡計(jì)劃(Eureca Program)對(duì)法國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)幫助較少,未能及時(shí)拿出具有前瞻性的國(guó)家產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略又讓法國(guó)工業(yè)機(jī)器人錯(cuò)失了發(fā)展良機(jī)。但近年來法國(guó)重整旗鼓,重新走上了工業(yè)機(jī)器人的復(fù)興之路。2012年5月阿爾諾·蒙特布爾(Arnaud Montebourg)出任新成立的生產(chǎn)振興部部長(zhǎng)一職,他在出席當(dāng)月的第三屆里昂創(chuàng)新機(jī)器人展覽會(huì)時(shí)表示,目前法國(guó)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展整體水平十分落后,法國(guó)政府將重點(diǎn)發(fā)展這一領(lǐng)域。此外,他還宣布啟動(dòng)一項(xiàng)投資1億歐元的機(jī)器人計(jì)劃,以提高法國(guó)在該領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力。雖然法國(guó)的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)正處于起步階段,但他對(duì)未來前景充滿信心。這位部長(zhǎng)的目標(biāo)是,到2020年,法國(guó)成為這一領(lǐng)域的“全球領(lǐng)跑者”。并表示,“到2020年,法國(guó)必須躋身機(jī)器人技術(shù)全球領(lǐng)先者的行列!”此外,蒙特布爾部長(zhǎng)認(rèn)為,機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域?qū)?huì)為法國(guó)創(chuàng)造“數(shù)十萬個(gè)就業(yè)崗位”。目前,德國(guó)擁有約10萬臺(tái)機(jī)器人,而法國(guó)僅擁有約3.5萬臺(tái)機(jī)器人。

2014年3月4日,蒙特布爾部長(zhǎng)在考察巴黎的一處無人駕駛微型車項(xiàng)目時(shí)的講話中再次提及機(jī)器人的投資和預(yù)期的效果——法國(guó)政府計(jì)劃從2014年至2020年的7年時(shí)間里在機(jī)器人領(lǐng)域投資8億-10億歐元,并且機(jī)器人的應(yīng)用將涉及到各個(gè)領(lǐng)域。法國(guó)機(jī)器人行業(yè)協(xié)會(huì)主席布魯諾·博內(nèi)爾(Bruno Bonnell)表示,在機(jī)器人領(lǐng)域發(fā)生變革帶來的影響將更甚于19世紀(jì)的工業(yè)革命。為了出發(fā),還要為了走的更遠(yuǎn)

早年間,法國(guó)僅從滿足國(guó)內(nèi)需求和市場(chǎng)出發(fā)進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人的研制,既未像德國(guó)那樣把工業(yè)機(jī)器人當(dāng)作國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的手段,也未像日本那樣讓汽車產(chǎn)業(yè)和工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)齊頭并進(jìn)。而今的工業(yè)機(jī)器人復(fù)興之路仍是從解決目前的社會(huì)就業(yè)需求出發(fā),還沒能在產(chǎn)業(yè)方面拿出更多的有效措施。法國(guó)希望把發(fā)展工業(yè)機(jī)器人、創(chuàng)造就業(yè)空間當(dāng)作機(jī)器人復(fù)興之路的起點(diǎn),但是如果不著手大力發(fā)展本土的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè),法國(guó)的制造業(yè)將再次犯下戰(zhàn)略性錯(cuò)誤。

從技術(shù)角度來看,法國(guó)面臨的問題相當(dāng)嚴(yán)峻。迄今為止,全世界已投入使用的工業(yè)機(jī)器人已發(fā)展到了第三代。1986年,法國(guó)生產(chǎn)線上廣泛使用的是從事焊接、噴漆、上下料重復(fù)性作業(yè)的第一代機(jī)器人。同期德國(guó)進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)、產(chǎn)品升級(jí)的是具有感知功能,可在軌道上活動(dòng),并能做組裝之類較為復(fù)雜性工作的第二代機(jī)器人。在第二代基礎(chǔ)上,目前德國(guó)、日本已具有初步判斷思考和處理問題等功能的第三代機(jī)器人。法國(guó)在服務(wù)機(jī)器人方面雖然有數(shù)個(gè)多年研究的、具有國(guó)際領(lǐng)先水平的研發(fā)團(tuán)隊(duì),但在第三代和第四代工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)方面,其積累仍顯不足。別忘了路上的絆腳石

機(jī)器人技術(shù)集合高智力、高技術(shù)于一體,是知識(shí)密集型技術(shù),它的發(fā)展必須依靠創(chuàng)造性智力勞動(dòng)。所以,機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不僅取決于支持它的硬設(shè)備,更重要的還取決于支持它發(fā)展的人才智力。不僅如此,其對(duì)應(yīng)的人才培養(yǎng)模式也有“實(shí)踐出真知”的特點(diǎn)。20世紀(jì)80年代,雷諾(Renault)汽車公司能夠主動(dòng)密切地與政府附設(shè)的研究機(jī)構(gòu)合作,為本公司采用的汽車裝配線成功地制造機(jī)器人的研發(fā)方式本來是一個(gè)很好的產(chǎn)學(xué)研合作模式,但卻僅僅停留在了第一代工業(yè)機(jī)器人階段上。從法國(guó)20世紀(jì)工業(yè)機(jī)器人組織研發(fā)過程中留下的遺憾可以看出,按照學(xué)、研、產(chǎn)單一的線性順序來發(fā)展第三代工業(yè)機(jī)器人乃至第四代工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域,已無法滿足這一技術(shù)研發(fā)的組織規(guī)律。

良好的產(chǎn)學(xué)研合作模式能夠助推產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和升級(jí)。將應(yīng)用型人才從使用工具者轉(zhuǎn)變?yōu)閮?yōu)化工具者,甚至是開發(fā)工具者,是產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中人才培養(yǎng)和人才競(jìng)爭(zhēng)的有效手段。無論從產(chǎn)業(yè)發(fā)展的人才儲(chǔ)備角度看,還是從工業(yè)機(jī)器人有效研發(fā)的角度看,應(yīng)用型人才基礎(chǔ)薄弱等因素使法國(guó)發(fā)展工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)無法在短時(shí)間內(nèi)追趕和超過德國(guó)。如何讓應(yīng)用型人才,尤其是從高校畢業(yè)后直接進(jìn)入到企業(yè),并擁有參與工業(yè)機(jī)器人的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)新動(dòng)力的人才,能夠肩負(fù)起研發(fā)第四代工業(yè)機(jī)器人的重任,是法國(guó)工業(yè)機(jī)器人復(fù)興路上的新課題,也是讓現(xiàn)代知識(shí)管理理論能夠得到有效實(shí)踐的重要選擇。

應(yīng)用型人才的缺失讓法國(guó)工業(yè)機(jī)器人等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的成長(zhǎng)步履蹣跚,忽視高校等研究機(jī)構(gòu)與工業(yè)界的研發(fā)合作,尤其是人才培養(yǎng)合作,使法國(guó)工業(yè)機(jī)器人增速緩慢。我國(guó)必須全面重視機(jī)器人和自動(dòng)化技術(shù)人才培養(yǎng)和教育,僅僅依靠現(xiàn)有的高校教學(xué)內(nèi)容和模式是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。應(yīng)用型人才是工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的關(guān)鍵,也是中國(guó)工業(yè)機(jī)器人趕超發(fā)展的關(guān)鍵。

德國(guó)工業(yè)4.0“續(xù)簽”工業(yè)機(jī)器人

工業(yè)機(jī)器人在上世紀(jì)80-90年代的德國(guó)工業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起到了兩個(gè)重要作用,一是在以技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)為主的國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略推進(jìn)中起到了示范帶頭作用。二是在“工業(yè)2.0”向“3.0”升級(jí)的過程中起到了承前啟后的作用。而今,德國(guó)率先出臺(tái)的“工業(yè)4.0”方案又將依靠機(jī)器人,德國(guó)“質(zhì)造”與“智造”都離不開機(jī)器人的支持和幫助。質(zhì)量的保證是提高智能工業(yè)發(fā)展水平的前提和基礎(chǔ),我國(guó)制造工藝與質(zhì)量水平的整體提升同樣也離不開工業(yè)機(jī)器人的大力協(xié)助?!鞍资制鸺摇钡臍W洲冠軍

比起1967年日本從美國(guó)就已進(jìn)口第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人,德國(guó)起步較晚,同時(shí)面臨重重困難。1970年,前聯(lián)邦德國(guó)開始涉足機(jī)器人領(lǐng)域時(shí)遇到了經(jīng)濟(jì)環(huán)境不景氣的壓力,研發(fā)經(jīng)費(fèi)不足,設(shè)備投資逐漸下降。但政府認(rèn)識(shí)到他們?cè)诩夹g(shù)積累上的優(yōu)勢(shì),應(yīng)該實(shí)行以技術(shù)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的政策。當(dāng)時(shí)前聯(lián)邦德國(guó)的一位技術(shù)研究部部長(zhǎng)認(rèn)為:“世界一切發(fā)達(dá)國(guó)家都在利用技術(shù)手段改進(jìn)經(jīng)濟(jì)狀況。國(guó)家間的差距關(guān)鍵在于是否開展被工業(yè)利用的技術(shù)革新。通過研發(fā)活動(dòng)增強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力能很好地改善前聯(lián)邦德國(guó)的整個(gè)經(jīng)濟(jì)狀況?!焙髞?,前聯(lián)邦德國(guó)的實(shí)踐與成就證實(shí)了他的預(yù)言。

1972年前聯(lián)邦德國(guó)還沒有一家制造機(jī)器人的工廠。但在以技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)作為國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略的大環(huán)境影響下,1978年前聯(lián)邦德國(guó)已出現(xiàn)了42家制造機(jī)器人的公司。前聯(lián)邦德國(guó)政府更是將機(jī)器人技術(shù)列為上世紀(jì)80年代首要的攻關(guān)項(xiàng)目,并制定了專門的研究計(jì)劃。根據(jù)國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)的信息,截至1986年,前聯(lián)邦德國(guó)使用機(jī)器人的總臺(tái)數(shù)已超過了1萬臺(tái)大關(guān),總數(shù)量占?xì)W洲第1位,世界第3位,僅次于美國(guó)和日本。短短15年間,前聯(lián)邦德國(guó)就成為了世界上屈指可數(shù)的工業(yè)機(jī)器人大國(guó)。現(xiàn)今,德國(guó)庫(kù)卡(KUKA)機(jī)器人更是成為了國(guó)際工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的“四大巨頭”之一,2012年相關(guān)收入達(dá)到145億元。工業(yè)機(jī)器人的“逆生長(zhǎng)”

根據(jù)機(jī)器人聯(lián)合會(huì)公布的統(tǒng)計(jì)數(shù)字,1986年工業(yè)機(jī)器人新安裝數(shù)與1985年相比,美國(guó)下降了2000臺(tái)、日本下降了1000臺(tái)、意大利下降了400臺(tái),英國(guó)、法國(guó)和比利時(shí)均有明顯下降,而前聯(lián)邦德國(guó)卻在同一時(shí)期凈增了1400臺(tái)。為什么時(shí)間相同,不同國(guó)家之間的差別卻如此之大?這完全是由地域不同造成的嗎?

分析其機(jī)器人的產(chǎn)品技術(shù)和需求結(jié)構(gòu),有兩個(gè)重要表現(xiàn):一是前聯(lián)邦德國(guó)著手研制了帶有一定感知功能的第二代機(jī)器人,其成熟速度比同期的美國(guó)和日本都要快;二是前聯(lián)邦德國(guó)各汽車制造廠持續(xù)不斷地向機(jī)器人公司購(gòu)置該種具有感知功能的焊接用機(jī)器人。

更深層次的原因涉及以下兩點(diǎn):一是當(dāng)時(shí)前聯(lián)邦德國(guó)掌握在大學(xué)和研究院中的科研經(jīng)費(fèi)占36.5%,而掌握在民間企業(yè)手中的科研經(jīng)費(fèi)高達(dá)63.5%。這種資金分配比例是理論研究和應(yīng)用研究能夠均衡發(fā)展的重要保障。二是科技進(jìn)步促進(jìn)生產(chǎn)的發(fā)展是有條件的,那些同生產(chǎn)需求緊密聯(lián)系的技術(shù)進(jìn)步才更能起到提高生產(chǎn)水平的作用。前聯(lián)邦德國(guó)機(jī)器人技術(shù)與社會(huì)需求緊密結(jié)合的重要體現(xiàn)莫過于1985-1986年以來第一代機(jī)器人向第二代機(jī)器人的轉(zhuǎn)移,并由汽車制造行業(yè)向其他制造行業(yè)和其他行業(yè)的擴(kuò)展。從此,德國(guó)逐漸成為了工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用大國(guó)和制造強(qiáng)國(guó),“歐洲工廠”、“歐洲經(jīng)濟(jì)的火車頭”、“德國(guó)品質(zhì)”等讓人稱羨的背后,處處可見工業(yè)機(jī)器人的身影。再次“逆生長(zhǎng)”

1995年是20世紀(jì)90年代德國(guó)經(jīng)濟(jì)衰退的第三年。在1993年若有人預(yù)言其機(jī)器人行業(yè)增長(zhǎng)率能達(dá)到15%,就會(huì)被人看作是幻想家。然而現(xiàn)實(shí)卻出乎所有人的意料,德國(guó)機(jī)器人行業(yè)1995年的同比增長(zhǎng)率達(dá)到了22%,1996年更是達(dá)到了63%。在經(jīng)濟(jì)衰退期機(jī)器人能夠“逆生長(zhǎng)”,除機(jī)器人能夠配合汽車改型換代開辟新的生產(chǎn)線外,還與當(dāng)時(shí)德國(guó)企業(yè)生產(chǎn)模式的改變有關(guān)。

20世紀(jì)80年代末至90年代初,部分德國(guó)企業(yè)為了自身的發(fā)展,重視短期成本核算,將產(chǎn)品的生產(chǎn)轉(zhuǎn)移到低工資國(guó)家。1995年,機(jī)器人的增長(zhǎng)使更多的企業(yè)認(rèn)識(shí)到,比起“轉(zhuǎn)移生產(chǎn)”來說,自動(dòng)化是更好、更經(jīng)濟(jì)的辦法。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化不僅可以繼續(xù)為德國(guó)創(chuàng)造價(jià)值,配件廠商也可以利用貼近客戶的優(yōu)勢(shì),更好地適應(yīng)“及時(shí)加工”的新需求。同時(shí)還能夠避免因“轉(zhuǎn)移生產(chǎn)”而造成技術(shù)流失的風(fēng)險(xiǎn)。在長(zhǎng)期利益獲取比短期費(fèi)用節(jié)省對(duì)企業(yè)發(fā)展更為有利的同時(shí),大量使用機(jī)器人很快成為企業(yè)的一項(xiàng)發(fā)展戰(zhàn)略。

德國(guó)機(jī)器人能抓住環(huán)境變化產(chǎn)生的契機(jī),更主要還是憑借其自身技術(shù)和質(zhì)量的過硬。以萊斯為例,其機(jī)器人從設(shè)計(jì)、制造到組裝測(cè)試均采取一流的質(zhì)量控制措施。在設(shè)計(jì)上,機(jī)器人機(jī)械部件全部采用有限元最優(yōu)模塊化設(shè)計(jì),以獲得高剛性、高精度的機(jī)械構(gòu)建;在制造上,機(jī)器人機(jī)械部件經(jīng)數(shù)控機(jī)床加工后,全部需要經(jīng)過三坐標(biāo)自動(dòng)測(cè)量機(jī)測(cè)量合格方可投入組裝;組裝測(cè)試后,還需要進(jìn)行數(shù)百小時(shí)的連續(xù)運(yùn)行考核。德國(guó)的機(jī)器人品質(zhì)優(yōu)勢(shì)就是這樣一點(diǎn)一滴地積累完成的。工業(yè)升級(jí)的好助手

我們常用“1.0”至“4.0”來標(biāo)示工業(yè)進(jìn)化升級(jí)階段:“工業(yè)1.0”使機(jī)械生產(chǎn)代替了手工勞動(dòng),經(jīng)濟(jì)社會(huì)從以農(nóng)業(yè)、手工業(yè)為基礎(chǔ)的模式轉(zhuǎn)型到了以工業(yè)以及機(jī)械制造帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的模式?!肮I(yè)2.0”使零部件生產(chǎn)與產(chǎn)品裝配的成功分離,開創(chuàng)了產(chǎn)品批量生產(chǎn)的新模式?!肮I(yè)3.0”使生產(chǎn)過程高度自動(dòng)化,自此機(jī)械能夠逐步替代人類作業(yè)。“工業(yè)4.0”將在今后十年左右進(jìn)入“分散化”的生產(chǎn)新時(shí)代,通過監(jiān)控生產(chǎn)制造過程等方面的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)管理。

20世紀(jì)70年代以后,隨著電子工程和信息技術(shù)充實(shí)到工業(yè)過程之中,初步實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的最優(yōu)化和部分自動(dòng)化。相關(guān)的精益生產(chǎn)(Lean Manufacturing)理論在裝配生產(chǎn)領(lǐng)域表現(xiàn)的尤為突出。當(dāng)時(shí)很多企業(yè)認(rèn)為在人與人高度協(xié)作的方式下不需要機(jī)器人了。后來大家意識(shí)到在高工資的德國(guó),除了通過自動(dòng)化提高每個(gè)工時(shí)的勞動(dòng)生產(chǎn)率外別無選擇。繼而德國(guó)總結(jié)出在經(jīng)濟(jì)景氣時(shí)必須實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,在經(jīng)濟(jì)不景氣時(shí)實(shí)行合理化生產(chǎn)降低成本的原則。可以說,在“工業(yè)2.0”邁入“工業(yè)3.0”的過程中,機(jī)器人很好地起到了承前啟后的作用。機(jī)器人領(lǐng)銜“工業(yè)4.0”

一個(gè)國(guó)家新技術(shù)的出現(xiàn)并不是偶然的,是社會(huì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定階段的必然結(jié)果,是在社會(huì)需求的刺激之下經(jīng)歷了相當(dāng)長(zhǎng)的技術(shù)儲(chǔ)備之后實(shí)現(xiàn)的。德國(guó)工業(yè)4.0的出現(xiàn)也是如此,工業(yè)機(jī)器人的成熟應(yīng)用加速了它的實(shí)現(xiàn)。從德國(guó)工業(yè)4.0計(jì)劃的描述可以看出,在這次升級(jí)規(guī)劃中,機(jī)器人作為重要的智能裝備,與信息系統(tǒng)均是關(guān)鍵因素。

德國(guó)的工業(yè)4.0告訴我們一個(gè)簡(jiǎn)單而又實(shí)用的道理,那就是產(chǎn)業(yè)規(guī)模不是衡量國(guó)家工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力的唯一標(biāo)準(zhǔn)?,F(xiàn)代化生產(chǎn)并不僅在于規(guī)模較大,也在于其具有與傳統(tǒng)生產(chǎn)方式不同的模式:不僅是從技術(shù)的角度出發(fā)去找資源、找市場(chǎng),更多地是從市場(chǎng)出發(fā)尋找資源和技術(shù)。

20世紀(jì)90年代,美國(guó)抓住了新出現(xiàn)的信息技術(shù)并大力發(fā)展,使其經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn)。德國(guó)卻在爭(zhēng)論,到底是要搭上信息技術(shù)快車,還是繼續(xù)大力發(fā)展德國(guó)的傳統(tǒng)工程技術(shù)。相對(duì)于美國(guó)為了創(chuàng)新而催生出的明星公司,德國(guó)更喜歡那些能夠打下百年基業(yè)的隱形冠軍?,F(xiàn)今,信息技術(shù)使全球化競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)一步加劇,讓德國(guó)深深感到了巨大的壓力。德國(guó)工業(yè)4.0將信息技術(shù)和其傳統(tǒng)工程技術(shù)很好地融合在了一起,這將成為其經(jīng)濟(jì)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。

機(jī)器人為何可以繼續(xù)參與到新一級(jí)的工業(yè)革命中?這主要與機(jī)器人的自身特點(diǎn)有關(guān)。機(jī)器人的靈活自如是其區(qū)別于傳統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備的最大特點(diǎn)。它可以根據(jù)其工作對(duì)象和要求進(jìn)行編程,同樣也可以并入整個(gè)基于信息管理的生產(chǎn)控制網(wǎng)絡(luò),采集數(shù)據(jù)、反饋信息、執(zhí)行操作。當(dāng)然,這就要求為使機(jī)器人適用于自動(dòng)化生產(chǎn),需時(shí)常更新產(chǎn)品設(shè)計(jì)。沒有功能和用途上的創(chuàng)新,會(huì)導(dǎo)致機(jī)器人“吃不飽”、“成長(zhǎng)慢”。工業(yè)機(jī)器人未來的市場(chǎng)仍聚焦在技術(shù)如何滿足用戶的需求上。

工業(yè)4.0中智慧工廠和智能生產(chǎn)中信息管理與機(jī)器人應(yīng)用的結(jié)合,不僅讓機(jī)器人再次成為工業(yè)發(fā)展史中的關(guān)鍵“人物”,而且為下一代機(jī)器人技術(shù)的盡快成熟帶來契機(jī)。德國(guó)工業(yè)4.0的出臺(tái)給我們帶來了啟示——除了汽車生產(chǎn)等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)與機(jī)器人產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展的關(guān)聯(lián)度將持續(xù)保持在較高水平外,面向未來的、更高水平的、信息管理下的智能生產(chǎn)模式的出現(xiàn)和大量復(fù)制,將是機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在我國(guó)和其他國(guó)家快速發(fā)展的一個(gè)重要推動(dòng)力。

日本:如何保持“長(zhǎng)盛不衰”?

日本被譽(yù)為“機(jī)器人王國(guó)”,其工業(yè)機(jī)器人能夠在世界范圍名列前茅,得益于發(fā)展初期的順勢(shì)而為:經(jīng)濟(jì)的需求令其應(yīng)時(shí)而出,政府恰如其分的干預(yù)使其順利成長(zhǎng),企業(yè)的努力培育使其茁壯發(fā)展?;仡櫚l(fā)達(dá)國(guó)家工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展歷史,我們不難發(fā)現(xiàn)汽車行業(yè)是工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用最早、最廣泛的領(lǐng)域,很多機(jī)器人的技術(shù)也正是從汽車制造中孵化出來的,在這些國(guó)家中日本做到了極致。近年來,日本已將機(jī)器人產(chǎn)業(yè)提高到國(guó)家產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略層面。日本企業(yè)在努力拓展中國(guó)等海外工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)的同時(shí),在技術(shù)與產(chǎn)品創(chuàng)新方面仍保持強(qiáng)勁的動(dòng)力。工業(yè)機(jī)器人成為“機(jī)器人王國(guó)”主力軍

日本在1968年由川崎重工業(yè)公司從美國(guó)優(yōu)尼梅生(Unimation)公司引進(jìn)了機(jī)器人和機(jī)器人技術(shù),建立起生產(chǎn)車間,并于1968年試制出第一臺(tái)川崎的優(yōu)尼曼特(Unimate)機(jī)器人。日本對(duì)機(jī)器人的研發(fā)與大量應(yīng)用,源于20世紀(jì)70年代汽車產(chǎn)業(yè)對(duì)生產(chǎn)質(zhì)量、成本、產(chǎn)能和人工的需求,各大汽車廠商紛紛引入機(jī)器人進(jìn)行規(guī)?;⒓夯a(chǎn),之后日本便實(shí)現(xiàn)了工業(yè)機(jī)器人“全天守候”、夜間“無人工廠”的誕生。除了日本汽車產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期的高度競(jìng)爭(zhēng)以外,在當(dāng)時(shí)的社會(huì)背景下,經(jīng)濟(jì)的需求更加刺激了工業(yè)機(jī)器人的成熟和發(fā)展。1973年10月爆發(fā)的第一次石油危機(jī)迫使日本不得不降低其經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度。這使得,勞動(dòng)力市場(chǎng)的緊張程度大大緩解。但是,較高的石油價(jià)格和其他自然資源價(jià)格導(dǎo)致商品價(jià)格大幅度增長(zhǎng),勞動(dòng)力成本隨之提高。另外,工廠的設(shè)備生產(chǎn)能力也受到工作形態(tài)轉(zhuǎn)變的影響。當(dāng)收入條件轉(zhuǎn)好時(shí),日本工人對(duì)夜班的工作意愿很低。工業(yè)機(jī)器人的出現(xiàn)則適時(shí)地達(dá)到了節(jié)約生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)力的雙重效果。

日本政府注意到要想抑制這種成本推動(dòng)型通貨膨脹,就需要提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。為此,日本政府積極鼓勵(lì)私人企業(yè)向自動(dòng)化領(lǐng)域投資,非常重視機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)化、商品化,并在政策、獎(jiǎng)金、稅收等方面給予扶持。經(jīng)過不斷地努力,日本1980年就取得了顯著成效。工業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)值達(dá)700億日元,比上一年增長(zhǎng)了185%。于是1980年被產(chǎn)業(yè)界人士稱為“工業(yè)機(jī)器人普及元年”,以示紀(jì)念。實(shí)際上,日本機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展中,政府直接牽頭和參與的程度較小,更多是依靠日本機(jī)器人廠商背后關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)的支持(主要包括電子電機(jī)類、機(jī)械類、運(yùn)輸類和鋼鐵類四種產(chǎn)業(yè)),以及機(jī)器人廠商根據(jù)自身特點(diǎn)采取不同的垂直整合策略。日本機(jī)器人產(chǎn)業(yè)背后,是各個(gè)重要上游產(chǎn)業(yè)的支撐。而其他國(guó)家沒有像日本這樣具有完整的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)集群。這個(gè)產(chǎn)業(yè)集群中,機(jī)器人制造企業(yè)和上游供應(yīng)商、下游應(yīng)用客戶之間聯(lián)系緊密,在很多時(shí)候,他們的關(guān)系是一體多面的,彼此的密切配合加速了該產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新。

日本企業(yè)最開始研究機(jī)器人,是為了解決自20世紀(jì)60年代起人工嚴(yán)重不足的問題。之后機(jī)器人能夠在日本順利發(fā)展得益于終身雇傭制度保障前提下的工會(huì)支持,大量工程師出身的管理層較少受到短期盈利壓力的影響、可以長(zhǎng)期決策,企業(yè)重視長(zhǎng)期改善機(jī)器人的質(zhì)量,以及自動(dòng)化生產(chǎn)、工作流程修改和產(chǎn)品質(zhì)量提升等新生產(chǎn)形態(tài)的要求。英國(guó)首相撒切爾夫人曾由衷地贊賞日本機(jī)器人,她在1981年6月倫敦國(guó)際機(jī)器人展覽會(huì)上指出——日本使用機(jī)器人的數(shù)量是世界第一位的,但其失業(yè)率在西方國(guó)家中倒數(shù)第一;而英國(guó)應(yīng)用機(jī)器人最少,失業(yè)率卻是西方國(guó)家中最高的。

日本在1987年就成為了全球最大的工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)國(guó)和出口國(guó),大約有300家日本企業(yè)生產(chǎn)出3000億日元的工業(yè)機(jī)器人,在產(chǎn)品的深度和廣度上已站在世界前列。世界四大工業(yè)機(jī)器人巨頭日本占其二,分別是發(fā)那科(FANUC)和安川電機(jī)(YASKAWA)。到目前為止,日本累計(jì)生產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人總數(shù)占世界的40%左右。機(jī)器人與汽車工業(yè)相輔相成

汽車工業(yè)的主要特點(diǎn)是產(chǎn)量大、生產(chǎn)節(jié)奏快、產(chǎn)品一致化程度高、消費(fèi)者對(duì)汽車質(zhì)量要求越來越高,這些是促使機(jī)器人在汽車工業(yè)應(yīng)用越來越普遍的重要原因。日本工業(yè)機(jī)器人和汽車工業(yè)良好的協(xié)同發(fā)展,具體體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。

一方面,工業(yè)機(jī)器人提高了日本汽車工業(yè)的發(fā)展水平。日本在二戰(zhàn)結(jié)束后僅13天,國(guó)會(huì)就開始討論如何發(fā)展汽車工業(yè),當(dāng)時(shí)日本汽車工業(yè)的起步已比歐美國(guó)家晚了約30年。僅50年后(即20世紀(jì)90年代),日本汽車即可占據(jù)美國(guó)四分之一的市場(chǎng)份額,而美國(guó)汽車僅占日本1.5%的市場(chǎng)份額,并且在雙方的零部件貿(mào)易中美國(guó)存在128億美元的逆差,由此引發(fā)了著名的美日汽車貿(mào)易戰(zhàn)。日本“先搶市場(chǎng)后求利潤(rùn)”的競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略是基于日本汽車物美價(jià)廉的特點(diǎn),形成該競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)除了日本政府推動(dòng)的力度和方法等外部原因,汽車工業(yè)內(nèi)部的兩個(gè)重要原因是重視了科學(xué)化的生產(chǎn)管理和先進(jìn)生產(chǎn)裝備的大量使用。前者主要是通過柔性制造系統(tǒng)(Flexible Manufacture System,以下簡(jiǎn)稱FMS)實(shí)現(xiàn)的,后者是由于機(jī)器人在裝備中起到了重要作用。歐洲及美國(guó)對(duì)FMS的開發(fā)比日本早,但對(duì)FMS的使用在20世紀(jì)80年代中期就已落后于日本,而且日本的工業(yè)機(jī)器人在當(dāng)時(shí)便成為FMS系統(tǒng)中的主要裝置之一。

另一方面,汽車工業(yè)帶動(dòng)了日本工業(yè)機(jī)器人技術(shù)和市場(chǎng)的發(fā)展速度。從技術(shù)的發(fā)展來看,在日本的汽車工業(yè)中,車身裝配生產(chǎn)線早在1970年就已經(jīng)開始使用機(jī)器人。因生產(chǎn)效率總體需求的提高,促使了機(jī)器人性能的提高。以焊接工藝為例:日本將之前的專用焊接機(jī)升級(jí)為焊接用機(jī)器人,將應(yīng)用范圍從普通焊推廣到定位焊;因焊接工人圍繞面積寬大的工件大量走動(dòng)并頻繁地改變焊槍位置,促使日本設(shè)計(jì)和使用懸掛式機(jī)器人;要滿足當(dāng)時(shí)車身底板數(shù)百個(gè)點(diǎn)焊工序,并初步滿足柔性生產(chǎn)的要求,又要避免花費(fèi)大量的時(shí)間和經(jīng)費(fèi)去改造自動(dòng)化生產(chǎn)線,促使了日本對(duì)直角坐標(biāo)型機(jī)器人這類加工工具的研制;根據(jù)新的設(shè)想和用途,配合不同的末端工具,促使對(duì)多功能機(jī)器人的開發(fā);車身殼體的零部件制造環(huán)節(jié)、傳動(dòng)齒輪和支架等裝配環(huán)節(jié),必須采用弧焊來滿足特殊強(qiáng)度,促使具有自適應(yīng)“控制弧焊路線和焊接條件”性能的弧焊機(jī)器人的誕生等。

最初上述這些用于汽車生產(chǎn)的工業(yè)機(jī)器人集中在車身裝配車間,該生產(chǎn)領(lǐng)域起到了先導(dǎo)作用。隨著機(jī)器人不斷應(yīng)用,在日本整個(gè)汽車工業(yè)及其他相關(guān)生產(chǎn)領(lǐng)域中,噴涂機(jī)器人、裝配機(jī)器人、毛坯加工(鑄造和鍛造等)機(jī)器人、機(jī)加工機(jī)器人和檢測(cè)機(jī)器人等相繼出現(xiàn)并大量使用。工業(yè)機(jī)器人整機(jī)與核心零部件的性能、集成服務(wù)的能力都越來越高。日本機(jī)器人產(chǎn)業(yè)持續(xù)領(lǐng)先的原因

除前面介紹的經(jīng)濟(jì)背景、政府支持和行業(yè)融合外,日本的工業(yè)機(jī)器人能夠持續(xù)保持領(lǐng)先地位主要還有以下兩方面的原因。

一是日本把握住了產(chǎn)業(yè)發(fā)展與研發(fā)創(chuàng)新之間的平衡。產(chǎn)業(yè)代表著“持續(xù)的勢(shì)力”,創(chuàng)新代表著“沖鋒的銳利”。在產(chǎn)業(yè)與創(chuàng)新之間,既要遵循產(chǎn)業(yè)發(fā)展系統(tǒng)化、集成化,也要遵循研發(fā)領(lǐng)域商業(yè)化、創(chuàng)新化的規(guī)律。美國(guó)是工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的開拓者,而日本卻成為了這個(gè)產(chǎn)業(yè)的真正主導(dǎo)者。美國(guó)機(jī)器人企業(yè)是最早投入到該產(chǎn)業(yè)的,但大多是新成立的公司。這反映出美國(guó)具有刺激新產(chǎn)業(yè)的土壤和環(huán)境,但隨后大部分競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)到此便即告結(jié)束,停留在了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的初級(jí)階段。日本的情況則不然,它的市場(chǎng)需求搶先出現(xiàn)后,產(chǎn)業(yè)化的機(jī)器人則得以在數(shù)量、價(jià)格和質(zhì)量等方面保持穩(wěn)定的水平,隨后又持續(xù)滿足各類市場(chǎng)的需求。具體來看,一方面日本的工業(yè)機(jī)器人滿足了由大企業(yè)的大批量生產(chǎn)形成的、以汽車和電子為代表的大規(guī)模市場(chǎng);另一方面,為了適應(yīng)人們的不同嗜好,多品種、小批量的供需模式大量存在,日本企業(yè)能夠以全新的觀念對(duì)機(jī)器人進(jìn)行研究開發(fā),滿足了用機(jī)器人來生產(chǎn)定制化產(chǎn)品的市場(chǎng)需求。

二是日本注重從發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)出發(fā)來制定相應(yīng)的發(fā)展策略。日本的機(jī)器人企業(yè),通常根據(jù)他們傳統(tǒng)上所專長(zhǎng)的競(jìng)爭(zhēng)項(xiàng)目,采取不同的垂直整合策略。像川崎重工(TYO)有國(guó)防工業(yè)的傳統(tǒng),在液壓機(jī)械方面能力很強(qiáng),因此生產(chǎn)主力放在液壓機(jī)械方面,并向外界采購(gòu)馬達(dá)、齒輪和小零件。松下電器(Panasonic)則生產(chǎn)馬達(dá),對(duì)外采購(gòu)齒輪和液壓機(jī)械部分。發(fā)那科(FANUC)則自行生產(chǎn)馬達(dá)和控制器。這些日本廠商背后都具備強(qiáng)勁的關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)支持。日本是當(dāng)前全球工業(yè)機(jī)器人垂直整合技術(shù)最完整的領(lǐng)導(dǎo)國(guó),這些技術(shù)來自數(shù)值控制、機(jī)床、馬達(dá)、光學(xué)感測(cè)器、電子零組件及其他電子設(shè)備,這些技術(shù)涉及的多家企業(yè)都已踏入機(jī)器人產(chǎn)業(yè)并參與競(jìng)合。我國(guó)的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展,也不能單獨(dú)為發(fā)展機(jī)器人產(chǎn)業(yè)而開發(fā)研制,應(yīng)與其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展。

我國(guó)該如何“以史為鑒”

從上述四國(guó)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展歷史中可以看出,機(jī)器人對(duì)這些國(guó)家的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展起到了至關(guān)重要作用。能否與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平社會(huì)需求相協(xié)調(diào)是機(jī)器人成長(zhǎng)過程中所面臨的生死攸關(guān)的問題,這種協(xié)調(diào)的核心是清晰合理的市場(chǎng)觀念。取得長(zhǎng)期優(yōu)勢(shì)的國(guó)家必須一方面積極地為本國(guó)成熟的技術(shù)安排市場(chǎng),另一方面又要不斷地提高技術(shù)水平開拓新市場(chǎng)。

與其他行業(yè)不同之處在于,工業(yè)機(jī)器人并不是一種獨(dú)立的產(chǎn)品,也不是一類獨(dú)立的產(chǎn)業(yè)。社會(huì)需求對(duì)機(jī)器人的能力帶有雙重性:一方面它強(qiáng)烈要求發(fā)展機(jī)器人,目的是為了滿足社會(huì)生活各方面的需求,這是機(jī)器人發(fā)展的促進(jìn)要素;另一方面它對(duì)機(jī)器人的技術(shù)性能往往又提出了難以實(shí)現(xiàn)的苛刻要求,這是機(jī)器人發(fā)展的阻礙要素。市場(chǎng)容量對(duì)機(jī)器人的態(tài)度帶有雙重性,適應(yīng)一定技術(shù)性能的機(jī)器人產(chǎn)品市場(chǎng)總是有一定限度的。企業(yè)對(duì)機(jī)器人帶有雙重性,其技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)品應(yīng)用的寬泛性與融合性不容易把握,這是提升生產(chǎn)企業(yè)和用戶企業(yè)發(fā)展水平的難點(diǎn)所在。

目前發(fā)達(dá)國(guó)家的工業(yè)機(jī)器人所面臨的主要問題是如何將這些雙重性產(chǎn)生的矛盾正確合理地從傳統(tǒng)制造業(yè)引導(dǎo)到非制造業(yè)的創(chuàng)新領(lǐng)域,以取得新的發(fā)展空間和業(yè)績(jī)。可以說,在此期間的中國(guó)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)爆發(fā)為這些國(guó)家的機(jī)器人企業(yè)帶來了福音。

篇10

[關(guān)鍵詞] 第二課堂 科學(xué)素養(yǎng)教育中心 科技館

為加大國(guó)務(wù)院《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)和改進(jìn)未成年人校外活動(dòng)場(chǎng)所建設(shè)和管理工作的意見》的落實(shí)力度,貫徹“十二五”規(guī)劃中指明的“充分發(fā)揮科技場(chǎng)館等科普教育基地作用、豐富校外和課外科學(xué)教育活動(dòng)”等要求,福建省科技館依托自身科普優(yōu)勢(shì),結(jié)合市內(nèi)教育資源,除常設(shè)的科普展廳外,還成立青少年科學(xué)素養(yǎng)教育中心,積極打造中小學(xué)校外的第二課堂。

近期,教育部對(duì)義務(wù)教育學(xué)科課程進(jìn)行了改革,提出重在培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的教育方針。青少年科學(xué)素養(yǎng)教育中心正是福建省科技館擴(kuò)充科普教育功能而新建的跨學(xué)科、多功能科學(xué)工作室,擬打造成為全市青少年人群培養(yǎng)科學(xué)探究興趣、提升科學(xué)素養(yǎng)的校外科普教育平臺(tái)。本中心將結(jié)合學(xué)??茖W(xué)教育理念,結(jié)合學(xué)生興趣和家長(zhǎng)關(guān)注,開設(shè)富有針對(duì)性的中小學(xué)社會(huì)實(shí)踐課,采取在“玩中學(xué)”、“做中學(xué)”的方式來培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)興趣,并不斷充分開發(fā),整合資源,完善體驗(yàn),優(yōu)化內(nèi)容,積極打造一個(gè)“以探究為中心”的校外互動(dòng)科學(xué)第二課堂。

1 打造品牌,開展特色科學(xué)興趣班

1.1 打造以任務(wù)驅(qū)動(dòng)自主解決問題的科學(xué)課堂

我館于2008年引進(jìn)清華大學(xué)開發(fā)的“清華少年科學(xué)家”課程體系,清華少年科學(xué)素養(yǎng)培訓(xùn)項(xiàng)目的目標(biāo)是培養(yǎng)和提高5~16歲學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。課程內(nèi)容豐富、從生活出發(fā),根據(jù)不同年齡段學(xué)生的心理及學(xué)習(xí)特點(diǎn),能夠充分激發(fā)青少年的學(xué)習(xí)興趣。它依托國(guó)際先進(jìn)的樂高拼插教具,將知識(shí)學(xué)習(xí)和動(dòng)手操作相結(jié)合,以任務(wù)為驅(qū)動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維及解決實(shí)際問題的能力。同時(shí),結(jié)合學(xué)員的心理特點(diǎn)及科學(xué)教育培養(yǎng)目標(biāo),以建構(gòu)主義及多元智能教育理論為指導(dǎo),獨(dú)創(chuàng)了以“主題課程”為載體的課程模式?!爸黝}課程”就是指按照某一主題設(shè)置一定的故事情境,圍繞故事情境以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)展開教學(xué)的課程。在解決任務(wù)的過程中,學(xué)生會(huì)在任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下自主探究解決問題的方法,或在教師的幫助下學(xué)習(xí)解決任務(wù)所需要的數(shù)學(xué)、物理、邏輯和科學(xué)常識(shí)等知識(shí),從而培養(yǎng)其在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、功能設(shè)計(jì)、造型設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)編程、語言和書面表達(dá)等方面的綜合能力。在學(xué)生理解基礎(chǔ)知識(shí)并掌握一定應(yīng)用能力的基礎(chǔ)上,充分發(fā)揮學(xué)生和教師的主動(dòng)性和創(chuàng)造性,最終解決主題情境中的預(yù)設(shè)任務(wù)。

1.2 成立探究式科學(xué)實(shí)驗(yàn)第二課堂

為充分發(fā)揮科技館在提高廣大青少年科學(xué)文化素質(zhì)中的重要作用,科學(xué)素養(yǎng)教育中心于2011年又引進(jìn)探索實(shí)驗(yàn)系列“小牛頓”課程。 “小牛頓班”是一項(xiàng)探究式的科學(xué)實(shí)踐教育課程。該課程從豐富、趣味的科學(xué)小實(shí)驗(yàn)入手,涵蓋多個(gè)科學(xué)領(lǐng)域,讓孩子在實(shí)驗(yàn)中探究,在探究中學(xué)習(xí),在學(xué)習(xí)中總結(jié)提高,真正激發(fā)孩子對(duì)科學(xué)的好奇心與熱愛,培養(yǎng)少年兒童的動(dòng)手能力、思維能力、數(shù)理能力、觀察能力、解決問題能力、創(chuàng)造能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和表達(dá)溝通能力,讓孩子們學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、主動(dòng)學(xué)習(xí)、快樂學(xué)習(xí)。該課程將傳統(tǒng)的知識(shí)教育拓展到實(shí)踐與創(chuàng)新教育的層面。內(nèi)容多元、形式新穎,符合兒童喜好動(dòng)手及探究的天性,創(chuàng)造性地推出了“科學(xué)知識(shí)+動(dòng)手實(shí)驗(yàn)+拓展表達(dá)”三位一體的科學(xué)實(shí)踐教育模式。通過系統(tǒng)學(xué)習(xí),能夠使學(xué)生逐步形成慎密嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S與實(shí)踐創(chuàng)新的能力,全面提升青少年的科學(xué)素養(yǎng)。

1.3 大力開展機(jī)器人教育課堂

為搭建參與機(jī)器人競(jìng)賽活動(dòng)的平臺(tái),我館投入師資力量、機(jī)器人器材和場(chǎng)地,面向福州市青少年機(jī)器人愛好者招收隊(duì)員,組建機(jī)器人競(jìng)賽隊(duì)伍,為中小學(xué)生提供參與機(jī)器人競(jìng)賽活動(dòng)的良好條件,推動(dòng)了青少年機(jī)器人活動(dòng)的普及,促進(jìn)了機(jī)器人競(jìng)賽活動(dòng)水平的提高。

2011年,由我館組建的機(jī)器人VEX和機(jī)器人綜合技能競(jìng)賽隊(duì)伍,先后參加了第七屆福州市青少年電腦機(jī)器人大賽和第九屆福建省青少年電腦機(jī)器人大賽,取得了可喜成績(jī)。

2 成立少年科學(xué)家俱樂部

少年科學(xué)家俱樂部是培育科技人才的搖籃,也是科技專家和青少年溝通的一道橋梁。自2008年以來,少年科學(xué)家俱樂部開展了各種各樣的科學(xué)活動(dòng)。先后舉辦了冬季觀測(cè)“火星沖地球”天文活動(dòng)、濕地觀鳥活動(dòng)、“碳”險(xiǎn)之旅、雪花飛舞、火燒赤壁、“噴”然心動(dòng)、乒乓暢想曲科學(xué)活動(dòng)等,至今共達(dá)24場(chǎng),幾乎是每月一場(chǎng),參與的學(xué)生約達(dá)1500人左右。涉及聲、光、電、磁、天文、人文、地理等各方面知識(shí),深受廣大學(xué)生及家長(zhǎng)的好評(píng)。

3 開展豐富多彩的科技冬夏令營(yíng)活動(dòng)

冬夏令營(yíng)作為一種實(shí)踐教育活動(dòng),它以寓教于樂的方式,讓孩子們?cè)谟瓮嬷袑W(xué)習(xí)自己感興趣的知識(shí)。福建省科技館近年來開展了飛天火箭營(yíng)、太陽能工程營(yíng)、動(dòng)力機(jī)械營(yíng)、空氣動(dòng)力營(yíng)、無線電裝甲兵團(tuán)、科技館探秘營(yíng)、電子工程營(yíng)、車模營(yíng)、航模營(yíng)、海模營(yíng)、生物探秘營(yíng)、瘋狂實(shí)驗(yàn)之物理營(yíng)、魔法化學(xué)營(yíng)、天文觀測(cè)營(yíng)等各種各樣豐富多彩的科技冬夏令營(yíng)活動(dòng),受到了廣大學(xué)生及家長(zhǎng)的歡迎。

4 整合社會(huì)資源,更加生動(dòng)地上好第二課堂