宇龍?zhí)摂M工廠

1、機(jī)械加工專業(yè)示范校項(xiàng)目方案一一虛擬工廠2013-02-16一、虛擬工廠構(gòu)成近十年來，我們的數(shù)控加工仿真軟件一直受到仿真技術(shù)自身的限制，無法實(shí)現(xiàn)多道工序的交叉加工（比如：車完一個(gè)軸類零件后進(jìn)行一個(gè)鍵槽的加工）。如今的我們在仿真技術(shù)上突破了這一技術(shù)障礙， 可以實(shí)現(xiàn)車床和銃床之間的交叉仿真加工。這項(xiàng)技術(shù)的突破使得我們可以仿真各種普通機(jī)床，比如：各種車床、銃床、鏈床、磨床、鉆床，鋸床、刨床、滾齒機(jī) 等。甚至還可以仿真各種電加工設(shè)備，比如：電火花加工設(shè)備、線切割機(jī)床等。更為重要的，我們可以實(shí)現(xiàn)各種數(shù)控機(jī)床、各種普通機(jī)床、各種電加工設(shè)備之間相互交替加工，也就是在一種機(jī)床設(shè)備上加工后的零部件可以拿到另外一種

2、機(jī)床設(shè)備上進(jìn)行再加工。由于這些生產(chǎn)設(shè)備能夠相互交替加工，我們就可以使用這些生產(chǎn)設(shè)備加工出一個(gè)完整的產(chǎn)品，而不是僅僅仿真一道單一的工序。我們設(shè)計(jì)的虛擬工廠是包括一個(gè)虛擬的工廠環(huán)境，該環(huán)境中有多棟建筑物，每棟建筑物種可以放置各種不同生產(chǎn)設(shè)備。在這個(gè)虛擬工廠環(huán)境中可以集成各種各樣仿真的數(shù)控機(jī)床設(shè) 備、各種普通機(jī)床設(shè)備、電加工設(shè)備，甚至還可以集成各種熱處理設(shè)備、各種檢測設(shè)備等等。從而，我們可以在這樣的虛擬工廠環(huán)境中組織以完成一個(gè)訂單為中心的各種各樣的生產(chǎn)活 動(dòng)。另外，我們還為這樣的虛擬工廠環(huán)境配備一個(gè)信息管理系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)活動(dòng)的有序進(jìn)行。1 .虛擬工廠環(huán)境虛擬工廠環(huán)境虛擬工廠包括一個(gè)三維工廠環(huán)境，該

3、環(huán)境中有多棟建筑物。用戶可以對每棟建筑物設(shè)定各種不同的用途，比如有工藝編制室、CAD/CAM 室、 材料倉庫、熱處理車間、工具刀具庫、機(jī)械加工車間、電加工車間、檢驗(yàn)車間、裝配車間、成品倉庫等等，它們都有各自的功能和用途。用戶也可以在每棟建筑物中放置各種各樣的生產(chǎn)設(shè)備，對它們進(jìn)行合理的布局等。? 工藝編制室在工藝編制室，學(xué)習(xí)者可以根據(jù)訂單要求編制生產(chǎn)工藝流程，產(chǎn)生加工工藝單，輸入生產(chǎn)管理系統(tǒng)，由生產(chǎn)管理系統(tǒng)分發(fā)到各崗位。? CAD/CAM 室在 CAD/CAM 室，學(xué)習(xí)者可以根據(jù)訂單和加工工藝單要求，設(shè)計(jì)零部件圖紙、編制數(shù)控機(jī)床加工程序。然后，產(chǎn)生程序及程序清單，并且將它們放入數(shù)控程序庫，供數(shù)控

4、機(jī)床加工時(shí)通過DNC 調(diào)取使用。? 材料倉庫在材料倉庫，存放著板材、型鋼等各種材料，也存放著針對某個(gè)訂單預(yù)先制作好的各種毛坯（比如：鑄件等）。在這里，學(xué)習(xí)者可以根據(jù)加工工藝單和零部件圖紙要求，領(lǐng)取毛坯材料。? 熱處理車間熱處理車間里有各種熱處理爐和各種爐罐等。在該車間中可以進(jìn)行退火、正火、淬火、回火整體熱處理中的“四把火”處理過程。熱處理車間里也包含各種滲透爐， 可以進(jìn)行各種化學(xué)熱處理。學(xué)習(xí)者可以根據(jù)工藝要求，在這里操作體驗(yàn)熱處理過程。? 工具刀具庫學(xué)習(xí)者可以根據(jù)加工工藝單和數(shù)控程序清單，領(lǐng)取各種工具和刀具。并且， 用完后歸還所領(lǐng)取各種工具和刀具。? 機(jī)械加工車間機(jī)械加工車間是虛擬工廠中一個(gè)最

5、重要的部分。在機(jī)械加工車間里有各種不同類型的機(jī)床設(shè)備。這些設(shè)備應(yīng)該包括車床、銑床、鏜床、磨床、鉆床，鋸床、刨床等，其中有些設(shè)備是數(shù)控設(shè)備，有些是普通設(shè)備。學(xué)習(xí)者可以在這里體驗(yàn)各種機(jī)床設(shè)備的操作和加工過程。? 電加工車間電加工車間里有各種電加工設(shè)備，比如：電火花加工設(shè)備、線切割機(jī)床等。學(xué)習(xí)者可以在這里體驗(yàn)各種電加工設(shè)備操作和加工過程。? 檢驗(yàn)車間檢驗(yàn)車間里有各種檢測工具和儀器設(shè)備。所有的檢測工具和儀器設(shè)備都能用于加工后的工件的檢測。學(xué)習(xí)者可以在這里使用各種檢測工具和檢測設(shè)備，對全部工序完成后的零部件進(jìn)行檢驗(yàn)。并且，形成質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告。? 裝配車間虛擬工廠的裝配車間中將針對某個(gè)產(chǎn)品提供一個(gè)裝配平臺(tái)或

6、者裝配流水線，將加工好的零部件根據(jù)裝配圖紙進(jìn)行裝配。最后，組裝出一個(gè)完整的產(chǎn)品。? 成品倉庫可以將各種已經(jīng)檢驗(yàn)合格的零部件或者完整的合格產(chǎn)品放入成品倉庫。虛擬工廠這個(gè)平臺(tái)是可以根據(jù)用戶的教學(xué)內(nèi)容，配置虛擬工廠環(huán)境、虛擬工廠內(nèi)部的組成和設(shè)備配備。虛擬工廠是一個(gè)開放式的平臺(tái)，比如，當(dāng)前虛擬工廠不包含澆鑄車間，或許 明天需要了，可以再添加一個(gè)澆鑄車間。當(dāng)然，也可以根據(jù)需要將現(xiàn)有的熱處理車間剔除出去。當(dāng)為實(shí)現(xiàn)某項(xiàng)教學(xué)任務(wù)需要一臺(tái)外圓磨床時(shí)，我們也可以添加一臺(tái)外圓磨床。各種機(jī)床設(shè)備、工具箱、工件架等可以由用戶在虛擬車間中自由布局，也可以設(shè)置物流通道等。如下圖所示:機(jī)械加工車間2 .生產(chǎn)活動(dòng)組織虛擬工廠自

7、身只是一個(gè)虛擬的工廠環(huán)境，與工廠類似，有各種建筑物，建筑物中有各種仿真的生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工具。但是，這些只是一堆死氣沉沉的建筑物、生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工具。轟隆的機(jī)器聲使得這個(gè)虛擬工廠環(huán)境當(dāng)我們在這個(gè)虛擬工廠環(huán)境中來組織一場生產(chǎn)活動(dòng)時(shí)，立即變得那么富有生機(jī)。首先，我們可以針對某份訂單（比如：生產(chǎn)加工一臺(tái)平口鉗），開始進(jìn)行生產(chǎn)工藝流程的編制、材料的配備、機(jī)床設(shè)備的配置、工具刀具的配備等等。然后，我們可以根據(jù)生產(chǎn)工藝流程以及教學(xué)目標(biāo)的需要，設(shè)置不同的生產(chǎn)崗位。比如， 我們可以設(shè)置以下十個(gè)生產(chǎn)崗位。? 四個(gè)生產(chǎn)準(zhǔn)備崗位： 生產(chǎn)工藝編制崗位、程序編制崗位、材料準(zhǔn)備崗位、工具刀具準(zhǔn)備崗位。生產(chǎn)工藝編制崗位是根據(jù)

8、訂單要求編制制造工藝和加工程序，產(chǎn)生加工工藝單。程序編制崗位是根據(jù)加工工藝單要求，設(shè)計(jì)零部件圖紙、編制數(shù)控機(jī)床加工程序，產(chǎn)生程序及程序清單，并且將它們放入數(shù)控程序庫，供數(shù)控機(jī)床加工時(shí)使用。 材料準(zhǔn)備崗位是根據(jù)加工工藝單和零部件圖紙要求，準(zhǔn)備好毛坯材料。工具刀具準(zhǔn)備崗位是根據(jù)加工工藝單和數(shù)控程序清單要求，準(zhǔn)備好所需要的各種工具和刀具。? 四個(gè)生產(chǎn)制造崗位： 機(jī)床設(shè)備操作加工崗位、質(zhì)量檢驗(yàn)崗位、裝配調(diào)試崗位、成品入庫崗位。機(jī)床設(shè)備操作加工崗位是根據(jù)加工工藝單和零部件圖紙要求，進(jìn)行機(jī)床設(shè)備操作，完成指定工序的加工作業(yè)。質(zhì)量檢驗(yàn)崗位是按照制造工藝、加工程序和零部件圖紙要求，使用檢驗(yàn)車間里各種檢測工具和

9、儀器設(shè)備，對全部工序完成后的零部件進(jìn)行檢驗(yàn)，并且，出具質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告。裝配調(diào)試崗位是按照裝配要求、在裝配平臺(tái)或者裝配流水線上，將加工好的零部件根據(jù)裝配圖紙進(jìn)行裝配調(diào)試，組裝出一個(gè)完整的產(chǎn)品。成品入庫崗位是將經(jīng)過檢驗(yàn)合格的產(chǎn)品放入成品倉庫，并且登記入賬。?一個(gè)輔助生產(chǎn)崗位： 物流崗位是負(fù)責(zé)根據(jù)生產(chǎn)管理系統(tǒng)的物流指令，將毛坯、 半成品、工具刀具送到指定的工位。?一個(gè)輔助管理崗位：除了在學(xué)習(xí)者進(jìn)入各操作崗位前都會(huì)有各種安全教育（比如：讓學(xué)習(xí)者看一段小視頻，回答幾個(gè)安全問題），另外，還設(shè)置一個(gè)安全員崗位，負(fù)責(zé)監(jiān)督各崗位人員的對于安全問題回答情況。也可以由安全員來攝制一些安全問題的小視頻，制作一些安全問題

10、，以強(qiáng)化安全員的安全意識(shí)。然后，我們（當(dāng)然，這樣的組織生產(chǎn)的活動(dòng)也可以由學(xué)習(xí)者來擔(dān)任）就可以組織學(xué)習(xí)者進(jìn)入各自的生產(chǎn)崗位，開展各自的生產(chǎn)活動(dòng)。系統(tǒng)將根據(jù)崗位職責(zé)設(shè)定，并且根據(jù)給學(xué)習(xí)者分配的崗位，賦予學(xué)習(xí)者在虛擬工廠中的操作權(quán)限。3 .信息管理系統(tǒng)虛擬工廠應(yīng)該配備一個(gè)信息管理系統(tǒng)。該信息管為了保證虛擬工廠能夠有序高效運(yùn)行，理系統(tǒng)主要儲(chǔ)存產(chǎn)品（生產(chǎn)任務(wù)）信息、生產(chǎn)工藝流程信息、生產(chǎn)環(huán)境信息、各種生產(chǎn)設(shè)備 信息、工具刀具信息、崗位信息、生產(chǎn)執(zhí)行情況信息、操作加工過程信息、加工中和已經(jīng)完 成的產(chǎn)品信息、用戶角色信息等等。本信息管理系統(tǒng)采用 B/S結(jié)構(gòu)，使用IE瀏覽器界面。虛擬工廠可以在因特網(wǎng)、校園網(wǎng)

11、或者局域網(wǎng)上運(yùn)行。各種仿真加工操作也可以在線使用。二、虛擬工廠功能虛擬工廠是一個(gè)平臺(tái)，教學(xué)者和學(xué)習(xí)者可以參與其中的各種生產(chǎn)活動(dòng)。這些生產(chǎn)活動(dòng)讓他們得到各種體驗(yàn)、學(xué)習(xí)和樂趣。1. 體驗(yàn)整個(gè)生產(chǎn)工藝過程目前，職業(yè)院校機(jī)械加工專業(yè)教學(xué)更多是偏向于單道生產(chǎn)工序的知識(shí)和操作技能的學(xué)習(xí)。但是，機(jī)械加工是一個(gè)包含了加工工藝編制、材料準(zhǔn)備、工具及刀具準(zhǔn)備、物流、機(jī)床設(shè)備操作及加工、質(zhì)量檢驗(yàn)、裝配調(diào)試、成品入庫、安全員等多崗位緊密配合、環(huán)環(huán)相扣的多環(huán)節(jié)的生產(chǎn)鏈。一個(gè)僅掌握某道工序操作技能的學(xué)習(xí)者進(jìn)入企業(yè)必然感到很大的不適應(yīng)，需要一段較長時(shí)間來適應(yīng)多環(huán)節(jié)的生產(chǎn)鏈。因此， 對于一個(gè)要在機(jī)械加工企業(yè)就業(yè)的學(xué)習(xí)者，讓其

12、在校期間更多地了解和體驗(yàn)整個(gè)生產(chǎn)過程是十分有益和必要的。學(xué)習(xí)者可以在虛擬工廠中獲得對整個(gè)生產(chǎn)工藝過程的體驗(yàn)。2. 體驗(yàn)工廠環(huán)境及生產(chǎn)管理過程有序的工廠環(huán)境和嚴(yán)密的管理系統(tǒng)對于一個(gè)先進(jìn)制造企業(yè)是非常重要的。并且， 工廠環(huán)境設(shè)置和生產(chǎn)管理系統(tǒng)緊密配合的。因此， 讓學(xué)習(xí)者了解、體驗(yàn)先進(jìn)制造企業(yè)工廠環(huán)境和生產(chǎn)管理過程顯得尤為重要。學(xué)習(xí)者可以在虛擬工廠中獲得對工廠環(huán)境及生產(chǎn)管理過程的體驗(yàn)。3. 體驗(yàn)各種生產(chǎn)設(shè)備的操作和加工過程在虛擬工廠環(huán)境中，學(xué)習(xí)者可以動(dòng)手操作各種具有互動(dòng)操作性的仿真生產(chǎn)設(shè)備。這種可操作性給學(xué)習(xí)者一個(gè)具有比較真實(shí)的操作和加工感覺，這將幫助學(xué)習(xí)者更容易理解操作過程和加工過程，從而也大大提

13、高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情。4. 實(shí)現(xiàn)團(tuán)隊(duì)合作的教學(xué)模式從生產(chǎn)一個(gè)完整的產(chǎn)品來看，零部件數(shù)量和加工工序往往會(huì)是比較多的。并且， 其中許多零部件是類似的，因此， 這樣的項(xiàng)目比較適合團(tuán)隊(duì)活動(dòng)方式。這樣做既可以更多發(fā)揮學(xué)習(xí)者團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)，也更有利于理解整體設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化加工等生產(chǎn)環(huán)節(jié)的重要性。同時(shí)，還大大增加了學(xué)習(xí)者團(tuán)隊(duì)競爭的趣味性。我們可以在上述的虛擬工廠信息管理系統(tǒng)中設(shè)計(jì)各種豐富多樣的學(xué)習(xí)者參與生產(chǎn)活動(dòng)的組織模式，實(shí)現(xiàn)讓學(xué)習(xí)者進(jìn)行各種帶有競爭性的活動(dòng)。5. 實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目引領(lǐng)的教學(xué)模式我國長期以來學(xué)科分類教學(xué)模式下的項(xiàng)目引領(lǐng)教學(xué)模式的推廣受到多方面的條件限制。師資當(dāng)然是一個(gè)重要因素。但是，教學(xué)手段也是

14、一個(gè)不可忽視的重要因素。虛擬工廠是一個(gè)教學(xué)載體，是一個(gè)較為完整的生產(chǎn)環(huán)境，是一個(gè)自由度非常高的虛擬仿真平臺(tái)。在該平臺(tái)上與一所工廠那樣，能夠完成一個(gè)完整產(chǎn)品的加工生產(chǎn)。虛擬工廠不僅僅集成了各種仿真的數(shù)控機(jī)床，還集成了各種仿真的普通機(jī)床（包括車床、銑床、 鏜床、 磨床、鉆床、鋸床、刨床、電火花、線切割等等），甚至還可以集成各種熱處理設(shè)備、各種檢測設(shè)備等等。將加工生產(chǎn)一個(gè)完整產(chǎn)品作為一個(gè)項(xiàng)目，我們就可以在虛擬工廠中實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目引領(lǐng)的教學(xué)模式。由于虛擬工廠的集成性，多種學(xué)科都可以進(jìn)入這樣的虛擬集成環(huán)境。在這里可以打破各學(xué)科之間的“籬笆”，因而，任務(wù)引領(lǐng)教學(xué)模式將如魚得水。十年來， 數(shù)控加工仿真軟件起到了數(shù)

15、控的理論和實(shí)訓(xùn)課程融合的手段，數(shù)控的理論和實(shí)訓(xùn)課程之間界線變得“模糊”了。我們想信再一個(gè)十年后，虛擬工廠將使得機(jī)械加工專業(yè)的理論和實(shí)訓(xùn)課程之間界線也會(huì)變得“模糊”起來。6. 加工生產(chǎn)不同產(chǎn)品虛擬工廠是一個(gè)集成化的虛擬教學(xué)環(huán)境。其中各種生產(chǎn)設(shè)備是具有很強(qiáng)的仿真加工能力。 可以根據(jù)不同的訂單需要，在虛擬工廠中，可以根據(jù)生產(chǎn)的需要，添加更多的生產(chǎn)設(shè)備，就可以生產(chǎn)出各種不同的產(chǎn)品。因此，本虛擬工廠具有良好擴(kuò)充性。比如，今天只是要求生產(chǎn)加工一臺(tái)平口鉗，只要簡單配置一個(gè)包含車床、銑床、鉆床的機(jī)加工車間。明天要加工一付模具，我們只要再添加一些電火花、線切割機(jī)床。7. 建設(shè)多種形式融合立體化教學(xué)資源庫虛擬工廠

16、提供了一個(gè)新的教學(xué)環(huán)境、一種新的教學(xué)手段。對于這樣教學(xué)環(huán)境和教學(xué)手段，為了讓教育者和學(xué)習(xí)者能夠更加自主地使用這樣教學(xué)環(huán)境，我們需要建設(shè)與其相適應(yīng)的理實(shí)一體化教材、仿真實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目庫、教學(xué)過程管理系統(tǒng)、教學(xué)資源庫管理系統(tǒng)和在線仿真實(shí)訓(xùn)學(xué)習(xí)系統(tǒng)。整個(gè)項(xiàng)目是一個(gè)多種形式立體化融合體。A. 理實(shí)一體化教材教材的內(nèi)容是和教學(xué)環(huán)境和教學(xué)手段密切關(guān)聯(lián)的。新的教學(xué)環(huán)境和教學(xué)手段，必定為新的教材提供新素材。反之， 也對新教材提出新的需求。可以利用虛擬工廠的教學(xué)環(huán)境和教學(xué)手段，以任務(wù)為導(dǎo)向，編制理實(shí)一體化的校本系列教材。8. 仿真實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目庫根據(jù)虛擬工廠的教學(xué)環(huán)境和教學(xué)手段特點(diǎn)，編制適合團(tuán)隊(duì)和個(gè)體的各種產(chǎn)品生產(chǎn)加工任務(wù)

17、，建立實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目庫，用于學(xué)習(xí)者的練習(xí)和考核。9. 教學(xué)過程管理系統(tǒng)根據(jù)虛擬工廠的教學(xué)環(huán)境，設(shè)置生產(chǎn)任務(wù)、設(shè)置崗位和崗位職責(zé)，將學(xué)習(xí)者分配到設(shè)定的崗位上，并且， 給每個(gè)崗位上的學(xué)習(xí)者確定評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。教學(xué)過程管理系統(tǒng)將按照教育者設(shè)定進(jìn)行運(yùn)行。10. 教學(xué)資源管理系統(tǒng)教學(xué)資源管理系統(tǒng)是一個(gè)B/S 結(jié)構(gòu)的應(yīng)用程序。該應(yīng)用程序可以實(shí)現(xiàn)對在虛擬工廠上開發(fā)出來的大量教學(xué)資源進(jìn)行有效管理。其主要功能是對于大量教學(xué)資源進(jìn)行分類、保存、 修改、查閱、刪除、備份、發(fā)布等服務(wù)。該應(yīng)用程序可以對全校機(jī)械加工專業(yè)教學(xué)資源使用權(quán)限進(jìn)行有效管理。11. 在線仿真實(shí)訓(xùn)學(xué)習(xí)系統(tǒng)建設(shè)虛擬工廠可以通過ActiveX 插件方便地插入IE

18、瀏覽器。只要在網(wǎng)站上設(shè)立賬戶管理，就可以有效控制虛擬工廠資源的合理使用。學(xué)習(xí)者可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上在線操作機(jī)床設(shè)備等教學(xué)資源等，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字化教學(xué)的上網(wǎng)計(jì)劃。三、技術(shù)實(shí)施方案1 .使用高端的機(jī)械加工仿真技術(shù)經(jīng)過近十年來數(shù)控加工仿真技術(shù)的發(fā)展和積累，三軸數(shù)控加工仿真軟件作為一個(gè)用于學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床操作和編程的軟件已經(jīng)基本成熟。但是，在一般的三軸數(shù)控加工仿真軟件上，同一個(gè)零件在數(shù)控車床和數(shù)控銃床是不能進(jìn)行交替切削加工的。這給完整地仿真一個(gè)機(jī)械加工零件的生產(chǎn)過程帶來很大困難。比如：要加工一根帶有鍵槽的軸類零件。按軸的加工工藝，我們應(yīng)該先在車床上加工這根軸。然后，將這根軸放在銃床上銃一個(gè)鍵槽。由于在一般的三軸數(shù)控

19、加工仿真軟件上，同一零件車、銃加工是不能交替進(jìn)行。因此，在三軸數(shù)控加工仿真軟件上是無法實(shí)現(xiàn)這樣一個(gè)零件的加工。這就給機(jī)械加工技術(shù)教學(xué)的深化帶來了困難。在銃床加工中，工件的多次裝夾時(shí)，也屢屢出現(xiàn)諸如此類的問題。上海宇龍軟件工程有限公司經(jīng)過十年來在數(shù)控加工仿真技術(shù)的發(fā)展和積累，2010年在車銃組合加工、多軸數(shù)控加工仿真技術(shù)上獲得了突破。為虛擬工廠開發(fā)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。盡管車銃組合加工、 多軸數(shù)控加工仿真技術(shù)在職業(yè)院校中一般使用不多，但是，將這些高端加工仿真技術(shù)用于普通機(jī)床的加工仿真、電加工機(jī)床的仿真，反而獲得了廣泛的用途。在軸上加工鍵槽2 .構(gòu)建基于B/S結(jié)構(gòu)的虛擬工廠網(wǎng)站構(gòu)建一個(gè)用于虛擬工廠的網(wǎng)站

20、。在該網(wǎng)站上設(shè)置一個(gè)數(shù)據(jù)庫，在該數(shù)據(jù)庫上建立一個(gè)信 息管理系統(tǒng)。該信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以下信息的管理：? 產(chǎn)品信息一一比如，平口鉗、機(jī)械手、車床尾座等；? 環(huán)境信息比如，工藝編制室、 CAD/CAM 室、材料倉庫、熱處理車間、工具刀具庫、機(jī)械加工車間、電加工車間、檢驗(yàn)車間、裝配車間、成品倉庫等；? 生產(chǎn)設(shè)備信息比如，各種機(jī)械加工設(shè)備、電加工設(shè)備、熱處理設(shè)備等；? 工具信息比如，各種工具、刀具、量具等；? 原材料信息；? 崗位信息比如，工藝編制崗位、程序編制崗位、材料準(zhǔn)備崗位、工具刀具準(zhǔn)備崗位、機(jī)床設(shè)備操作加工崗位、質(zhì)量檢驗(yàn)崗位、裝配調(diào)試崗位、成品入庫崗位、物流崗位、安全員等；? 角色信息比如， 可以設(shè)

21、置崗位的生產(chǎn)計(jì)劃角色、設(shè)置生產(chǎn)流程的工藝編制角色、機(jī)械設(shè)備操作員等；? 用戶信息。更重要的是該信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)全過程的管理。其將對所有登錄該網(wǎng)站的用戶設(shè)定生產(chǎn)崗位和生產(chǎn)任務(wù)。每個(gè)登錄者有序參與虛擬工廠中的生產(chǎn)活動(dòng)。3 . 集成各種生產(chǎn)設(shè)備構(gòu)建一個(gè)三維的虛擬工廠環(huán)境，虛擬工廠環(huán)境中包括多棟建筑物。用戶可以根據(jù)每個(gè)要生產(chǎn)的產(chǎn)品，配置虛擬工廠環(huán)境，在每棟建筑物中放置各種機(jī)床設(shè)備、電加工設(shè)備、熱處理設(shè)備，各種生產(chǎn)工具等等。整個(gè)虛擬工廠通過插件的方式掛到IE 瀏覽器上。用戶登錄后，進(jìn)入虛擬工廠環(huán)境，可以在三維場景中進(jìn)行瀏覽。每個(gè)用戶按照系統(tǒng)分配的崗位和任務(wù)，可以點(diǎn)擊打開各種機(jī)床設(shè)備，進(jìn)行相應(yīng)機(jī)床設(shè)備的

22、操作加工。可以實(shí)現(xiàn)多道工序的交替加工操作。4 . 建設(shè)多種形式立體化融合的教學(xué)資源庫在網(wǎng)站上開發(fā)一個(gè)在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)網(wǎng)站。該網(wǎng)站具有對教學(xué)資源的上傳和下載功能、教學(xué)資源使用的權(quán)限管理功能。四、一個(gè)產(chǎn)品的例子以生產(chǎn)一個(gè)平口鉗為一個(gè)任務(wù)，配置一個(gè)虛擬工廠、制訂生產(chǎn)工藝流程、配備生產(chǎn)設(shè)備、設(shè)定生產(chǎn)崗位、為各崗位配備人員組織生產(chǎn)。平口鉗實(shí)物圖本任務(wù)假設(shè)固定鉗身部件、活動(dòng)鉗身部件、底座、手柄為已經(jīng)澆鑄好的毛坯工件，絲杠、螺栓、螺母、鉗口材料為已經(jīng)可以直接機(jī)械加工的毛坯。1. 制訂生產(chǎn)流程本訂單生產(chǎn)任務(wù)流程如下：根據(jù)實(shí)物圖所示產(chǎn)品加工訂單，將任務(wù)分解為固定鉗身部件、活動(dòng)鉗身部件、底座、手柄、絲杠、絲杠、螺栓、

23、螺母、鉗口等部件的加工子任務(wù)。繪制各部件的加工圖紙。根據(jù)加工圖紙分別對固定鉗身部件、活動(dòng)鉗身部件、底座、手柄、絲杠、螺栓、螺母、鉗口等加工、檢驗(yàn)、裝配、噴涂、成品入庫等生產(chǎn)環(huán)節(jié)。2. 配置生產(chǎn)環(huán)境由于本任務(wù)涉及機(jī)械加工、檢驗(yàn)、裝配、噴涂等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，虛擬工廠需要配置一個(gè)機(jī)械 加工車間、一個(gè)檢驗(yàn)車間、一個(gè)裝配車間、一個(gè)噴涂車間和一個(gè)成品庫。3. 配備機(jī)床設(shè)備根據(jù)固定鉗身部件、活動(dòng)鉗身部件、底座、手柄、絲杠、絲杠、螺栓、螺母、鉗口的機(jī)械加工，需要配置數(shù)控車床、數(shù)控銑床、鉆床等機(jī)床設(shè)備，各種工具、刀具、量具等等。4. 設(shè)置崗位根據(jù)本任務(wù)情況，我們可以設(shè)置十個(gè)生產(chǎn)崗位，其中，四個(gè)為生產(chǎn)準(zhǔn)備崗位：工藝編制

24、崗位、程序編制崗位、材料準(zhǔn)備崗位、工具刀具準(zhǔn)備崗位；四個(gè)為生產(chǎn)制造崗位：數(shù)控機(jī)床設(shè)備操作加工崗位、質(zhì)量檢驗(yàn)崗位、裝配調(diào)試崗位、成品入庫崗位；一個(gè)輔助生產(chǎn)崗位：物流崗位；一個(gè)輔助管理崗位：安全員。5. 執(zhí)行生產(chǎn)計(jì)劃制訂生產(chǎn)流程、配置生產(chǎn)環(huán)境、配備機(jī)床設(shè)備、設(shè)定崗位后，我們就可以將學(xué)習(xí)者分配到各個(gè)生產(chǎn)崗位，去完成各自的崗位任務(wù)?？梢匀舾蓪W(xué)習(xí)者組成一個(gè)小組共同配合完成一項(xiàng)產(chǎn)品的生產(chǎn)。也可以將學(xué)習(xí)者分為若干個(gè)小組，組織各小組之間開展競賽活動(dòng)。也可以讓學(xué)習(xí)者制訂生產(chǎn)流程、制訂生產(chǎn)計(jì)劃、執(zhí)行生產(chǎn)計(jì)劃等生產(chǎn)活動(dòng)。五、示范校項(xiàng)目教學(xué)資源庫建設(shè)方案使用虛擬工廠這樣基礎(chǔ)平臺(tái)，進(jìn)行機(jī)械加工專業(yè)示范校項(xiàng)目教學(xué)資源庫開

25、發(fā)無疑是一個(gè)很好的解決方案。虛擬工廠不僅僅是一個(gè)可以方便地進(jìn)行教學(xué)資源開發(fā)的平臺(tái)，還非常適合項(xiàng)目引領(lǐng)的教學(xué)模式。教育者和受教育者都將在這樣的環(huán)境中獲得教學(xué)和學(xué)習(xí)的樂趣。1. 虛擬工廠是教學(xué)資源的開發(fā)平臺(tái)虛擬工廠僅僅提供一個(gè)全新的教學(xué)環(huán)境和一種教學(xué)手段，其自身是不帶有教學(xué)思想和教學(xué)方法的。虛擬工廠的功能讓教育者和受教育者能夠更多地集中精力于教學(xué)和學(xué)習(xí)。教學(xué)者可以使用該平臺(tái)方便地建設(shè)多種形式融合的立體化的教學(xué)資源，按照自己的教學(xué)思想和教學(xué)方法進(jìn)行各種教學(xué)活動(dòng)。受教學(xué)者可以使用該平臺(tái)體驗(yàn)較為完整的生產(chǎn)過程，體驗(yàn)工廠環(huán)境及生產(chǎn)管理過程，體驗(yàn)各種設(shè)備的操作和加工過程。2. 虛擬工廠適合任務(wù)引領(lǐng)的教學(xué)模式

26、教育者可以方便地在虛擬工廠中組織一個(gè)訂單的的生產(chǎn)加工。學(xué)習(xí)者可以在完成加工任務(wù)的過程中學(xué)習(xí)和鞏固相關(guān)的知識(shí)。因此，虛擬工廠環(huán)境非常適合項(xiàng)目引領(lǐng)的教學(xué)模式。3. 享受合作與競爭的樂趣在虛擬工廠中完成一個(gè)訂單的的生產(chǎn)加工一般工作量是比較大的，而且， 有很多零部件是類似的。因此， 一個(gè)訂單的的生產(chǎn)加工可以組織幾個(gè)小組共同來完成。每個(gè)學(xué)習(xí)者可以參與不同小組，也可以承擔(dān)不同的角色。教育者可以組織小組之間的各種競賽活動(dòng)。每個(gè)學(xué)習(xí)者不僅可以體驗(yàn)各種仿真操作和加工過程的樂趣，也可以體驗(yàn)團(tuán)隊(duì)合作與競爭的樂趣。六、知識(shí)產(chǎn)權(quán)在教學(xué)資源建設(shè)過程中，教育者和受教育者無疑是教學(xué)方法、教學(xué)思想的唯一提供者， 企業(yè)是不應(yīng)該，也是完全不可能去替代的。工具平臺(tái)的開發(fā)，則應(yīng)是企業(yè)的任務(wù)。 我們認(rèn)為，在示范校建設(shè)項(xiàng)目或者精品課程建設(shè)項(xiàng)目的教學(xué)資源建設(shè)中，校企合作模式應(yīng)該是由企業(yè)提供教學(xué)資源建設(shè)的工具平臺(tái)，學(xué)校可以在該工具平臺(tái)上非常方便地根據(jù)自己教育思想和教育方法編制各種教學(xué)資源。 通俗地講，企業(yè)應(yīng)該提供一個(gè)“Office Word”，學(xué)校使用這個(gè)“Office Word”去寫自己的文章。這個(gè)"Office Word”就是校企成功合作的切入點(diǎn)。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案中的虛擬工廠只是一個(gè)平臺(tái)