新乡职业技术学院机电工程系

开设《工业机器人应用与维护》专业可行性分析报告

一、《工业机器人应用与维护》专业可行性分析

1.社会背景分析

国外汽车行业、电子电器行业、工程机械等行业已经大量使用工业机器人自动化生产线，以保证产品质量，提高生产效率，同时避免了大量的工伤事故。全球诸多国家近半个世纪的工业机器人的使用实践表明，工业机器人的普及是实现自动化生产，提高社会生产效率，推动企业和社会生产力发展的有效手段。

机器人技术是具有前瞻性、战略性的高技术领域。国际电气电子工程师协会IEEE的科学家在对未来科技发展方向进行预测中提出了4个重点发展方向，机器人技术就是其中之一。

近年来用工荒的矛盾已逐步显现出来，深圳今年年初的用工缺口预计达80余万，其中普工“招工难”尤为明显。深圳市人力资源和社会保障局就业处处长宋献华告诉记者，春节前，深圳市人力资源和社会保障部门已经对705家企业节后两个月的用工需求、工种、数量、技能要求和工资待遇等进行抽样调查。调查发现，90％的企业在节后两个月内有招工需求。其中80％的企业在一个月内急需用人。从行业来看，用工需求最大的是制造业，占到了60％，其次是服务业。

深圳市人力资源和社会保障局副巡视员蔡焕行说，预计今年年初深圳用工缺口在80万到90万之间，用工形势比去年严峻。深圳市人力资源和社会保障局的统计数据显示，去年第四季度，深圳劳动力市场需求人数为194．4万，用工缺口为81．9万。记者22日在深圳劳动就业大厦举办的招聘会上采访时，不少企业向记者反映“普工难招”。深圳邦华电子现场招聘，负责人告诉记者，没想到今年这么难招人，特别是普工难招，一天下来“投简历的不多”。

农村富余劳动力“无限供给”的情况，在未来几年将会出现变化，这一情况在拥有近亿人口、3200万富余劳动力的河南省已经初显端倪。记者从河南省人力资源和社会保障厅了解到，近几年来全省劳动力供应总量增速已在不断降低，预计2013－20##年将会“见顶”。专家指出，我国劳动力供给已发生由“无限供给”变“有限剩余”的重大转折，这意味着劳动力结构性短缺会经常出现。

从近几年的数据来看，劳动力供应总量增速明显开始降低。 20##年河南新增劳动力200多万，20##年为180万，20##年不到110万。 这一情况在河南省的一些传统劳务输出大县已有先兆。固始县陈淋子镇干部彭元锋说：“全镇的劳动力输出量已连续三年没有增加，劳动力‘蓄水池’快见底了。”记者从固始县劳务输出服务局了解到，这个有百万人口的大县，劳动力供应总量已经到达峰值。

同时，“用工荒”现象在内陆中原也开始频繁出现，主要集中在劳动密集型企业和部分产业转移项目上。即使在20##年初就业形势最紧张的时候，记者在河南省长垣县采访，当地一些医卫耗材企业也为招工难发愁。当地一家大型企业缺工400－600人，负责人抱怨说：“每月800元包吃包住，还是招不来人，要么是来了留不住。”类似的情况，在纺织、电子加工等行业均不同程度存在。有毒、有害、重体力劳动、高危行业的岗位更是无人问津。可以预计不远的将来工业机器人将会在各大企业广发应用。

2.社会资源分析

传统制造业的改造提升、人工成本快速提高促使企业用工业机器人来提高产业附加值、保证产品质量，使工业机器人及智能装备产业面临前所未有的发展时机。

据洛阳日报报道河南沃福德工业机器人项目位于洛阳工业园区，产品包括工业机器人及其配套产品，目前一期厂房已完工并进行设备和生产线安装调试，已取得驱动器、控制器、RV减速器三大核心部件的自主知识产权，生产出的小批量工业机器人已运用到洛阳华冠齿轮股份有限公司锻造生产线上，预计20##年年底达到产业化生产标准。项目建成后，将实现年产工业机器人1万台，工业产值20亿元。二期厂房正在进行钢结构吊装施工。

河南欧帕工业机器人有限公司生产的搬运机器人已取代人的劳动广泛应用在砖瓦企业的搬运堆垛工作中。首钢莫托曼杨宝山经理表示，不仅其客户需要工业机器人现场编程、机器人自动化线维护等方面的人才，公司本身也需要大量从事工业机器人安装调试和售后服务等工作的专门人才。随着我国制造业的发展，预计未来3—5年，工业机器人的增速有望达到25%，高技能人才缺口将逐年加大。产业的发展急需大量高素质高级技能型专门人才，人才短缺已经成为产业发展的瓶颈。

3.策略分析

目前河南省高职院校尚无工业机器人应用方面的对口专业，从事工业机器人现场编程、机器人自动线维护、工业机器人安装调试等岗位的人员主要来自对机电一体化技术、机电一体化等专业毕业生的二次培训，而且短期培训难以达到岗位要求。因此，未来工业机器人将在河南省的各个行业广泛应用，工业机器人方面的人才需求将出现大量缺口。现在国内沿海发达城市相继出现了工业机器人安装与应用专业、工业机器人安装与维护专业。广州机电技师学院、广州工贸技师学院、广东省技师学院等多所院校都开设了工业机器人专业，尤其是广州机电技师学院的机器人专业已经发展到校企合作、共同研发，投入使用阶段。目前我省开设工业机器人相关专业的高职院校暂时还处于空白状态，对于一个新型的技术工种，时间上的领先就意味在就业市场上占据优势。其次，汽车、机械、电子、电气控制、机电一体化等专业发展的需要。这些专业都是传统的工科专业，对相关人才的需求已经由单一型人才发展到复合型跨专业型、应用型人才，而工业机器人应用与维护专业正是多种学科的综合应用，涵盖了电子、计算机、机械、机电一体化、工业控制、气动和液压等多个学科，对培养相关专业学生的综合应用能力有着重要的意义。

目前我校只有4台富士康机器人，由于富士康机器人属于自己研发自己应用不对外出售使得我校的机器人专业只限于订单培养，学生学的知识只有到富士康公司工作才能使用，其他企业见不到这种机器人，使得这个专业形不成规模，限制了该专业的发展，另外我校的工业机器人只限于编程练习，没有实质性的加入到自动化生产线上来完成一项或几项任务，实用性不强。因此目前急需调研市场寻找市场广泛使用的工业机器人来拓宽该专业的发展空间。

综上所述，我们学校可凭借多年的办学经验，开设《工业机器人应用与维护》专业，立足于原有的机电一体化专业与各大名优企业交流的立体平台，这在现在这样一个发展时期，是具有前瞻性的一个专业。因为社会资源的介入和劳动力成本的升高，我们开设的《工业机器人应用与维护》专业培养的学生将会进入到各个行业企业，使其在介入到实际工作中能很快上手，降低各大企业对人才的投资成本，同时也增强学校综合办学的实力与社会影响力。

我们所开设《工业机器人应用与维护》专业，首先是以理论结合实践为目的的教学模式，通过现有的实验实训条件，通过校企合作联合办学的优势，帮助有一定专业基础、想提高的学生或者社会人员，进入工控领域的最前沿。其次，我们的目的在于培养学生的动手能力和实际应用能力，不单是编程，还要会应用维修，重点在应用。

4．师资设备优势分析

机电专业现有81位专任教师、7位兼职教师。专任教师中硕士6人，副高职称以上16人，“双师型”教师70人，省级学科带头人1人，新乡市学科带头人1人，院级学科带头人1人，青年骨干教师2人。

另外我们将利用假期组织老师到厂矿企业顶岗实习，聘请企业优秀专家到校讲学，我们的老师参与企业共同研发。

目前机电一体化专业拥有可编程控制实验实训室1个，电力电子变流技术实验实训室1个，机电一体化实验实训室1个、单片机仿真实验室2个、液压与气动实验室1个、拥有三菱、松下、欧姆龙、西门子PLC40多台，变频器 30多台，触摸屏8台，交流伺服驱动器及电机4台，机电一体化生产线6套，各类仪器设备总价值887.595万元，校外实训基地10个，为本专业的实践教学提供了强有力的保障和支撑。

二、《工业机器人应用与维护》专业的基础定位

以机电一体化专业为基础，依托现有设备资源优势，在学院与郑州富士康校企合作机制下，探索与实践“项目引领，岗位实境”工学结合人才培养模式，完善“任务驱动，能力递进”的专业课程体系，校企共建工业机器人技术应用中心,建设一支专兼结合、双师结构教学团队。以工业机器人现场编程技术、接口与人机界面开发技术、故障诊断技术为核心，培养区域产业升级急需的机器人自动线维护、工业机器人安装调试等方面高素质高级技能型专门人才。将本专业建设成为河南省同类院校中在课程体系和校企深度合作等方面具有显著特色、起骨干示范作用的专业。

在学院工学结合人才培养模式下，根据职业岗位的知识能力素质要求，与富士康公司及工业机器人应用企业共同制订人才培养方案。以堆垛、焊接、装配和包装4种典型工业机器人生产线项目贯穿专业核心课程，在企业课堂、远程教室、模拟车间组织教学。

根据工业机器人应用岗位进行工作任务分析，从识图、仪器仪表使用等基础能力，到现场编程、人机界面开发等专项能力，再到故障诊断、自动线维护等综合能力，构建基于工作任务的能力递进专业课程体系。建设专业核心课程力争达到省级精品课程水平。

贯彻ISO9000质量管理体系，健全各类规章制度。校企共同制订人才培养质量标准，引入第三方评价，构建由社会、企业、学校、学生四方参与的教学质量评价体系。建立质量反馈机制，由校企双方人员共同实施“校中厂”、“厂中校”和校外实训基地教学质量监控。

三、投资及效益来源

充分利用国家对职业教育投入的资金和机电专业省级特色专业的专项资金对现有的机电一体化设备进行整合，组建《工业机器人应用与维护》专业。其主要效益是通过商业性的课题项目经营与企业联合设计研发、及维护来创造。具体分配可有我校先期投入部分资金，用于教学场地、设备购进，以富士康负责技术培训与指导。

四、教学项目

1.理论教学项目

开设以下专业基础课程：

（1）《电工基础》

（2）《电子技术基础》

（3）《机械知识》

（4）《机械制图》

（5）《可编程控制技术》

（6）《微机原理与接口技术》

（7）《工业机器人技术》

（8）《液压与气动》

2.实践教学项目

开设以下技能项目：

（1）《电工技能训练》

（2）《电子技能训练》

（3）《PLC与GOT技能训练》

（4）《传感器技术技能训练》

（5）《机械装调技能训练》

（6）《液压与气动控制系统技能训练》

（7）《驱动技术技能训练》

（8）《机器人技术技能训练》

3. 工业机器人技术应用实训室整体规划见附页1、2

4. 工业机器人技术应用实训室配置及预算见附页3、4

新乡职业技术学院机电系

20##-1-16

1、工业机器人技术工作室配置及预算

                                  合计：3176200元人民币。

第二篇：工业机器人技术

《工业机器人技术》课程标准

课程名称：工业机器人技术

适用专业：机电一体化技术、电气自动化技术

教学模式：课堂教学

总 学 时：32

实践学时：16

第一部分 前 言

一、课程性质

工业机器人课程是机电一体化各专业方向的一门专业技术课，是一门多学科的综合性技术，它涉及自动控制、计算机、传感器、人工智能、电子技术和机械工程等多学科的内容。其目的是使学生了解工业机器人的基本结构，了解和掌握工业机器人的基本知识，使学生对机器人及其控制系统有一个完整的理解，培养学生在机器人技术方面分析与解决问题的能力，培养学生在机器人技术方面具有一定的动手能力，为毕业后从事专业工作打下必要的机器人技术基础。

二、课程设计理念

本课程的教学以高等职业教育培养目标为依据，遵循“结合理论联系实际，应知、应会”的原则，以拓展学生专业知识覆盖面为重点；

注重培养学生的专业思维能力。重点通过对主流工业机器人产品的讲解，使学生对当前工业机器人的技术现状有较为全面的了解，对工业机器人技术的发展趋势有一个明确的认识，为学生进入社会做前导；

把创新素质的培养贯穿于教学中。采用行之有效的教学方法，注重发展学生专业思维和专业应用能力，通过简单具体的实例深入浅出地讲解专业领域的知识。

三、课程设计思路

以点带面，讲解授课为主的教学方式。课程主要可以分为机械、运动、控制、感觉等几个部分，内容较多。课堂教学上，我们使用重点突破的方法，讲解一个或者两个典型的实例，让学生触类旁通，举一反三，从而带动整个知识面的学习。

我们让学生联系已学各门科目的知识点，达到温故知新的目的。由于涉及的已学课程较多，学生由于基础薄弱，前面课程的遗忘率不容忽视，所以在讲解的过程中，对一些重要的知识点，我们还要做一个较为详细的说明，从而可以加强

学生的知识储备，为本课程的学习扫清障碍。

传统的教学手段与现代教育技术手段灵活运用：板书、实物模型、多媒体课件等。尤其是在机械部分，考虑到学生的立体思维能力较为薄弱，多媒体和实物模型的使用能更好地帮助学生理解工业机器人各部分的工作原理。

第二部分 课程目标

一、课程目标

《工业机器人技术》是一门培养学生具有机器人设计和使用方面基础知识的专业课，本课程主要研究机器人的结构设计与基本理论。通过本课程的学习，使学生掌握工业机器人基本概念、机器人运动学理论、工业机器人机械系统设计、工业机器人控制等方面的知识。

本课程的主要目标是培养学生四个方面的能力：

1、掌握工业机器人运动系统设计方法，具有进行总体设计的能力；

2、掌握工业机器人整体性能、主要部件性能的分析方法；

3、掌握工业机器人常用的控制理论与方法，具有进行工业机器人控制系统设计的能力；

4、了解工业机器人的新理论，新方法及发展趋向。

二、职业能力目标

（一）、知识目标

1．了解机器人的由来与发展、组成与技术参数，掌握机器人分类与应用，对各类机器人有较系统地完整认识。

2．了解机器人运动学、动力学的基本概念，能进行简单机器人的位姿分析和运动分析。

3．了解机器人本体基本结构，包括机身及臂部结构、腕部及手部结构、传动及行走机构等。

4．了解机器人轨迹规划和关节插补的基本概念和特点。

5．了解机器人控制系统的构成、编程语言与编程特点。

6．了解工业机器人工作站及生产线的基本组成和特点。

7．对操纵型机器人、智能机器人有一般的了解。

（二）、能力目标

《工业机器人》是机电系专业课，通过本课程的学习，能使学生掌握机器人机构设计、运动分析、控制和使用的技术要点和基础理论。机器人是典型的机电

一体化装置，它不是机械、电子的简单组合，而是机械、电子、控制、检测、通信和计算机的有机融合，通过这门课的学习，使学生对机器人有一个全面、深入的认识，培养学生综合运用所学基础理论和专业知识进行创新设计的能力，并相应的掌握一些实用工业机器人控制及规划和编程方法。 （三）、素质目标

本课程系统地介绍了机器人设计、控制、编程和使用的理论基础和技术要点，包括工业机器人的一 般概论，机器人运动学，静力/动力学分析，工业机器人机械系统设计，工业机器人的控制和工业机器人的应用等内容。通过课程学习，使学生掌握工业机器人的基本原理、基础知识，对工业机器人机械系统的总体设计方法有初步了解。

第三部分 课程内容设计

一、课程项目设计

二、项目内容及实施

包括项目及子项目名称、学时、学习目标、学习内容、教学方法和建议、工

第四部分 实施建议与教学改革

一、教学评价与考核方式

（一）、对学生的评价

1.考核内容

参看第三部分知识内容及要求。

2.考核方法

本课程的成绩评定由平时成绩（40%）和考试成绩（60%）两部分组成。平时成绩包括出勤、讨论课成绩和作业成绩3部分。每项具体评分标准如下：

1．出勤及讨论课成绩满分为20分，出勤成绩=出勤次数/统计次数×10，出勤次数由课前学生签名为依据，统计次数为学生出勤考核总次数。讨论课成绩10分，由讨论课后提交的报告情况评分。

2．作业成绩满分为20分，平时作业最终成绩=累计作业成绩/作业次数，每次作业成绩依据学生提交作业的正确情况评分，每次作业成绩按满分20分打分，雷同记0分，平时作业最终成绩为累计作业成绩的平均成绩。

3．试卷成绩满分为60分，试卷成绩依据学生考试试卷按照标准答案评分。

（二）、对教师的评价

按照学校相关规定进行。

（三）、对课程体系的评价

按照《课程建设工作条例》评价。

二、教学建议

1.本课程在教学活动中，应立足于加强学生实际操作能力的培养，采用项目教学，提高学生的学习兴趣。

2.本课程的教学关键是现场教学，“教”与“学”互动，教师示范，学生操作，学生提问，教师解答、指导。

3.在教学过程中，按照职业要求，创设工作情境，强化实际操作训练；要紧密结合职业技能证书的考核，在实操训练中，使学生掌握相关的工业机器人结构知识。

4.在教学过程中，尽可能多的采用实物教学、多媒体教学、现场教学模式。

5.尽量采用小班化教学，利于理论与实践一体化教学。

6.教师应因材施教，着力培养学生对本课程的学习兴趣，从而提高学生的学习主动性和积极性。

7.教师应具有双师型工作能力，具有与课程内容相关的工业机器人维修能力，边操作、边演示、边讲解。

三、评价建议

1.改革考核手段和方法，加强实践环节的考核，可采用过程考核和结果考核相结合的考核方法。

2.结合课堂提问、学生作业，平时测验、实验实训、及考试情况，综合评定学生的成绩。

3.应注重对学生动手能力和在实践中分析问题、解决问题能力的考核。对在学习和应用上有创新的学生应特别给予鼓励，综合评价学生的能力。

四、课程资源的开发与利用

1.注重实训指导书和实训标准的开发和应用。

2.常用课程资源的开发和利用。利用多媒体软件、电子教案、工业机器人各系统总成实物以及示教台架等课程资源创设生动形象的教学情境，激发学生的学习兴趣，促进学生对知识的理解和掌握。建议加强常用课程资源的开发，简历多媒体课程资源的数据库，努力实现跨学校多媒体资源的共享，以提高资源利用效率。

3.积极开发和利用网络课程资源。从分利用网络信息资源，使教学媒体从单一媒体向多种媒体转变。

4.创造一体化教学设备条件。具备进行多媒体教学和现场教学的专业教室；具备工业机器人维修、检测级故障诊断所必需的实训设备和场所。

5.产学合作开发实验实训课程资源。充分利用各维修企业的资源，进行校企合作，建立实训基地，满足学生的实训需求，在此过程中进行实训课程资源开发，同时为学生提供就业机会，开辟就业渠道。

6.开放式实验实训中心的利用。最大程度地利用开放式实训基地，进行实验实训、现场教学，满足学生职业能力培养的需求。

五、教材的编写与使用建议

1.教材应图文并茂，提高学生的学习兴趣，加深学生对于汽车发动机结构的认识。

2.对于涉及本专业岗位的实践活动，教材应以岗位的操作规程为基准，并将其纳入其中。

3.教材内容应不断拓展。将工业机器人的新技术、新结构、新材料、新工艺及时地纳入教材，以满足工业机器人维修业不断发展的实际需要。

4.建议为教材配置专门的多媒体光盘，以利教学和学生自学。

六、工作规范

无

七、说明

1.授课：理论讲授与实践教学结合在一起进行教学。

2.环境：多媒体教室或实训室

3.能力培养要求：着重培养学生的自学能力，动手操作能力和分析问题、解决问题的能力。

4.主讲教师根据本课程标准制定具体的授课计划。

执笔人：练毅 审核人：卞云松 2014-10-17