当今世界正处于第四次工业革命的浪潮，将原有制造业融合人工智能与先进制造技术，能够实现产品全生命周期的监管，推动制造业创新、绿色、协调、开放、共享发展[1]。工业机器人是实现数字化智能工厂的重要基础装备之一，是制造业水平和效率提升的助推器。开展工业机器人操作与运维相关课程，对培养智造类应用技术人才具有重要意义。然而，搭建与实际生产相似的产线耗资巨大，难以在教学中实现。为了让学生能够切实体会工业机器人在生产实际中的应用，从系统的角度出发完成产线设计与调试，笔者开发了工业机器人协同制造虚拟仿真实验平台。

　　目前，关于开展工业机器人虚拟仿真实验的研究层出不穷，如利用VR技术开展工业机器人的虚拟仿真实验教学研究[2];以ABB机器人模板开展机器人码垛在线教学[3];利用机器人配套的虚拟仿真软件如Robot Studio，RoboGuide开展虚拟仿真实验研究[4-7]。此外，在国家虚拟仿真实验教学课程共享平台中也有不少针对工业机器人的虚拟仿真实验。但已有的研究多是以单一机器人为对象，模拟单一工况，完成搬运、码垛、焊接、I/O通信等功能，可以通过购买机器人实训台完成教学。通过分析现有成果发现，机械类专业课程间的实践内容相对独立，缺少综合性。通过实验教学，学生了解工业机器人的示教与编程功能，但无法掌握工业机器人在真实、复杂的协同制造产线(包含加工中心、AGV小车、流水线等设备)中的应用。特别是在本课程中涉及的工业机器人与外围设备的协同技术，因无法搭建真实的协同制造环境，学生难以从系统的角度出发去思考智能制造技术对产业带来的变革，不利于培养其全局观念和顶层设计能力。

　　为了解决工业机器人课程实践教学中存在的问题，笔者以机械制造业产线智能化改造为应用背景，开展工业机器人协同制造虚拟仿真实验平台建设研究，引导学生在虚拟仿真实验环境下完成协同制造产线的设计和调试。实验平台建设旨在解决现有课程实验环节涉及的知识面窄、课程之间联系弱、应用场景陈旧等问题，强化“工+管”融合，培养学生的全局观念和顶层设计能力。通过实验项目实施，帮助学生将基础知识综合运用于生产实际，提升学生对专业课程的深入理解和认知。同时，实验项目研究成果将用于指导同类虚拟仿真实验平台的开发，满足机械制造领域对工业机器人系统应用人才的需求。

　　1 制造产线智能化改造虚拟仿真实验建设

　　2 教学实施方法与模式创新

　　3 结语

　　本文建设工业机器人协同制造虚拟仿真实验平台，重点解决实体实验“做不了、做不起、做不好、做不全”的问题，使学生在虚拟仿真实验环境下完成协同制造产线的设计和调试，在解决教学难点的同时也可作为校外实习基地的有效补充。在培养学生专业知识综合运用能力的基础上，实验平台增强工科学生的经济意识与管理能力，强化“工+管”融合，培养学生初步形成项目开发的全局观念，有效支撑本专业培养方案中培养学生设计与开发解决方案、项目管理能力的要求。

　　参考文献

　　[1] 李培根,高亮.智能制造概论[M].北京:清华大学出版社,2021.

　　[2] 张帆,朱雯静,杨勇,等.工业机器人的虚拟仿真实验教学研究[J].轻工科学,2021,37(8):142-144.

　　[3] 郑直,时伉俪.基于虚拟仿真的工业机器人零件码垛在线教学设计与实践[C]//中国国际科技促进会国际院士联合体工作委员会.2023年教育理论与实践科研学术研究论坛论文集(三),2023:83-85.

　　[4] 张丛林.基于Unity 3D的工业机器人虚拟仿真教学系统的研究与开发[D].济南:山东建筑大学,2023.

　　[5] 夏燕玲,姚夏,凌中水,等.基于工业机器人虚拟仿真系统的教学研究[J].科技风,2020(15):37.

　　[6] 李能菲,黄琼,常辉.虚拟仿真在工业机器人自动生产线工作站教学中的应用[J].无线互联科技,2022,19(7):146-149.

　　[7] 张月文,栾楠,李永刚.基于虚拟仿真的工业机器人实验教学方法[J].实验科学与技术,2023,21(2):122-126,131.

　　[8] 黄伟,何玉林,陈虎城.曲轴加工智能工厂虚拟仿真实验平台建设与实践[J].教育观察,2023,12(13):121-124.

　　[9] 徐慧平,尹仕,杨风开,等.电气类专业实验教学体系建设探索与实践[J].高教学刊,2021,7(26):135-138.

楼飞 沈巍　南京师范大学中北学院