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關鍵詞：機器人實驗教學；項目式；教學方法
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）28-0268-02
機器人是一個多學科交叉的綜合產物，涉及機械工程、電子技術、檢測技術、通信技術、計算機技術、自動控制理論以及人工智能等多個學科領域，代表了當今機電一體化的最高成就。當前，工業機器人、醫療機器人已經得到了廣泛應用；隨著人口的老齡化，服務機器人也成為了研究的熱點。在此背景下，越來越多的高校開設了機器人課程并給予較高的重視。機器人課程具有涉及學科廣泛、實踐性強、探索性豐富等特點，是面向高等學校機械工程學科機械工程及機械電子工程專業的本科生和一年級研究生開設的專業課。
根據應用型本科的教學定位，本著“技術強校，應用為本”的辦學指導方針，華南理工大學廣州學院以機械工程實驗中心的機器人資源為依托，面向機械類專業學生開展了機器人實驗課程并不斷探索更好的教學方法，著力培養滿足用人需求的技術應用型人才。
在此，本文在分析國內機器人實驗課程現有問題的基礎上，總結自身的教學實踐經驗，提出了“項目式”強化訓練的機器人實驗教學方法。該方法以具體的項目任務為依托，促使學生在完成項目任務的過程中“既動腦又動手”，得到了較好的教學效果。
一、機器人實驗教學的現有問題
目前，機器人教學在國內各高等學校迅速發展，相當一部分的高校建立了機器人實驗室并開展了機器人實驗課程。雖然機器人教學工作發展迅速，但是完整的教學體系尚未形成，在機器人實驗教學仍然存在不少值得關注的問題。
1.實驗平臺單一。目前，阻礙機器人實驗教學發展的一個重要原因就是搭建機器人實驗平臺所需的器材費用非常高。譬如：一套安川小型工業機器人高達十幾萬元，一套包括控制器、傳感器、馬達和零部件等的樂高機器人教學專用套裝一般需要六七千元。另外，機器人的組裝和維護所需的硬件設備和人力投入也是一筆龐大的開銷。由于受到經費等原因的限制，相當一部分的學校只能購買并搭建一到兩種機器人實驗平臺，因而能夠讓學生動手操作、親身體驗的實驗資源非常有限，也難以開展多種機器人實驗，導致機器人實驗的教學內容比較單調，缺乏“廣度”，對學生的吸引力不強。
2.教學手段傳統。機器人實驗不僅要求學生要動手，還要求學生要動腦，但目前機器人實驗的開展以教師進行實驗演示和學生按照步驟操作為主。這樣的教學手段使得學生按照明確的步驟即可完成實驗，無須自行查找資料、思考并解決問題、進行團隊合作。在機器人實驗的過程中，學生缺乏主動實踐的機會，難以激發學生對機器人進行學習和操作的主動性和積極性。學生在實驗結束后往往很快就遺忘所學的內容，在整個實驗課程結束后收獲不多，甚至印象不深，從而導致機器人實驗的教學效果較差。另外，對學生實驗課程的評價依據只能是學生能否按時上課和完成實驗，不能有效地區分出部分動手能力強、創新意識較強的學生并給予較高的評價。不具有一定挑戰性的按部就班式的實驗操作，也不能激發學生爭先創優的競爭心理，這也導致了機器人實驗的教學效果并不理想。
3.教師資源匱乏。機器人課程融合了多個學科的知識，涉及到相當多前沿領域的技術。因此，機器人實驗教學對教師有著比較高的要求，要求教師具備多學科知識背景、較強的動手能力和指導學生對新事物進行探索實踐的能力。然而，由于機器人教學在我國起步較晚，完整的機器人教學體系尚未形成，教師隊伍尚在建設中，專門進行機器人教學活動的教師較少，在機器人實驗教學方面具有豐富經驗的教師就更少了。所以，在開展機器人實驗教學方面，各高校的教師資源嚴重匱乏。
二、“項目式”強化訓練的實驗教學方法
針對已發現的問題，華南理工大學廣州學院探索總結了一套“項目式”強化訓練的機器人實驗教學方法。
1.進行項目訓練的教學。為了推行“項目式”強化訓練的教學模式，華南理工大學廣州學院安排了工業自動化強化訓練Ⅰ和Ⅱ兩個課程。其中，強化訓練Ⅰ是可編程控制器和單片機的基礎課程，以教師課堂授課和安排實驗為主。強化訓練Ⅱ是后續課程，以項目任務為教學內容，將機器人作為可編程控制器和單片機的學習平臺，以機器人各種工作站的搭建為具體任務，開展機器人系統結構、系統集成等教學，整個環節以學生操作為主。教師設計有多個不同的項目任務，供學生自行組隊、自由選擇。每個小組根據選定的項目任務，自行進行組內分工和安排工作日程，查閱相關資料進行程序或輔助設備的設計和實驗。
通過豐富具體的項目任務驅動學生的機器人學習，學生可根據自己的興趣和水平選擇項目任務，這可以激發學生的學習興趣，提高學生的創新能力和團隊意識。“既要動腦又要動手”的項目任務加強了學生對機器人的認識，強化了學生對知識的運用，學生對學到、用到的知識印象深刻，從而提高了教學質量和教學效率。
例如：教師設計了一個“基于工業機器人的生產線分揀系統設計”的項目任務，要求學生在4周時間內搭建一個生產線自動控制系統，能夠自動對傳輸帶上的不同顏色（黑色和白色）、不同材質（金屬和塑料）的物件進行識別，并將不同的物件從傳輸帶上搬運到指定的區域。學生在小組內自行協商項目分工和安排項目進度，利用實驗室現有資源搭建了由PLC控制的生產線，實現了PLC與機器人的通信，對機器人進行了示教編程，并對整個系統進行了調試。教師每周對學生的項目進度進行1～2次監督檢查，并及時對學生遇到的問題給予指導。
2.推動實踐項目的開展。在課外時間，進行以教師為指導、學生為主要參與者的實踐項目活動，是培養學生的學習興趣和自主創新思維的重要方式，也是“項目式”實驗教學方法的一種實踐形式。華南理工大學廣州學院自2009年起，建立了一個可容納50人的機器人實驗室，每年參加ROBOCON全國機器人大賽，以比賽項目為依托鼓勵學生設計和應用機器人。此外，學校開展了大學生創新創業訓練計劃項目（SRP），并積極鼓勵學生參加廣東省大學生創新創業和挑戰杯等實踐活動。不少學生以機器人為主題進行創新和實踐，并取得了較好的成績。
3.加強實驗平臺的建設。“項目式”強化訓練的實驗教學方法重在實踐，離不開完善的實驗平臺。針對上述由于價格昂貴而導致“實驗平臺單一”的問題，華南理工大學廣州學院依托機械工程實驗中心的現有機器人教學資源，將其進行優化整合，建立了機器人創新實驗室，搭建了多個機器人實驗教學平臺，包括三菱和西門子PLC培訓、單片機培訓兩個基礎平臺，廣州數控機器人和日本MOTOMAN-SV3X工業機器人平臺，以及基于機器人比賽開發的智能車機器人實驗平臺。加強實驗平臺的建設，既為學生提供了基礎理論的實踐平臺，也為機器人項目式訓練和比賽項目實踐等方面提供了必要的資源。
4.優化交叉課程的教學。機器人學科綜合性很強，涉及多個學科，推動機器人實驗教學須要優化交叉課程的教學。交叉課程教學的優化能夠提高機器人實驗的教學質量，而機器人實驗課程又能為交叉課程的教學提高實驗平臺，學生能夠在機器人的實驗中驗證和運用交叉課程的知識，從而起到相輔相成的作用，形成良性循環。
華南理工大學廣州學院機械學院將機器人控制系統作為PLC和單片機強化訓練項目來開展，使得學生在PLC和單片機的學習過程中能夠借助機器人的實驗了解控制系統和理解一些較為復雜的控制原理，在完成機器人項目任務的過程中運用并進一步學習PLC和單片機的知識，因而取得了較好的教學效果。
5.著力教師素質的提高。“項目式”強化訓練的實驗教學方法不但要求教師具備有較強的動手能力和培養學生創新思維，還要求教師具備多學科知識背景，對教師有著較高的要求。為此，華南理工大學廣州學院通過多種形式著力提高機器人實驗教師的綜合素質，例如：組織教師參加機器人高峰研討會，開展各種教研沙龍和網絡教研活動，與優秀的教師團隊交流學習；組織教師前往廣州數控設備有限公司等企業進行參觀學習，了解當前市場上的機器人產品；對積極指導學生完成項目任務的教師進行獎勵，提高教師的工作積極性。
三、結語
“項目式”強化訓練的機器人實驗教學方法采用以學生為中心，教師為指導的教學模式，在整合機器人實驗資源的基礎上，通過豐富具體的項目任務帶動學生進行機器人的學習。教學實踐表明，該方法能夠激發學生的學習興趣，強化學生的知識應用，提高學生的團隊合作意識和創新能力，從而提高教學質量和教學效率。
參考文獻：
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關鍵詞：工業機器人 發展現狀 存在問題 發展途徑
中圖分類號：TP24 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）04（a）-0101-04
Research on the Development of Industrial Robots in Liuzhou
Mai Xianxing* Liao Yiling
（Liuzhou Municipal Industry and Information Technology Committee， Liuzhou Guangxi， 545006， China）
Abstract： In order to promote the development of industrial robots in Liuzhou， the development of industrial robots in Liuzhou was investigated in this paper. Firstly， the development and application of robots at domestic and abroad are learned and mastered， then the development and application of industrial robots in Liuzhou are investigated. Through analysis and summary， the development path， method and development proposal of industrial robots industry in Liuzhou ware put forward， which provide the basis for the scientific research and policy making in the related fields.
Key Words： Industrial robots； Development status； Existing problems； Development approaches
1 前言
工業機器人是衡量工業化和科技水平的重要標志，經過50多年的發展，日本和歐洲已成為全球機器人市場中的兩大主角，并實現了減速器、伺服電機、控制系統三大核心零部件完全自主化[1]。其中，KUKA、ABB、FANUC、YASKAWA四大企業在全球工業機器人市場占有率超過60%，被稱為工業機器人“四大家族”[1]。目前，全世界平均每萬人擁有62臺工業機器人，但以韓國、日本、德國為代表的工業發達國家機器人保有量遙遙領先于世界平均水平，分別達到了478臺/萬人、314臺/萬人、292臺/萬人，國家工信委在2016年6月公布：到2016年4月，我國的工業機器人保有量已為40萬臺，占全球總數的1/4[2-3]，全球各區域機器人密度分布如圖1所示。
進入21世紀以來，工業機器人市場年增長率保持在30%左右，我國也保持了快速的增長態勢。2014年中國一躍成為全球最大的工業機器人市場，2015年國產工業機器人銷量達22 257臺，比2014年增長31.3%。預計到2020年，我國自主品牌工業機器人年產量將達到10萬臺。在制造業中，尤其是在汽車行業，工業機器人得到了廣泛應用。隨著工業機器人智能化水平的提高，機器人的應用范圍在不斷擴大，已從傳統的汽車制造業拓展到機械加工、電子電氣、橡膠及塑料、食品、木材與家具等制造行業。產品的類型也不斷豐富：弧焊機器人、點焊機器人、分配機器人、裝配機器人、噴漆機器人及搬運機器人、上下料機器人等都已被大量采用[4-6]。在平臺建設方面，據不完全統計，國內現有在建、籌建機器人產業園近40家，并且已制定多種專門針對工業機器人制造的優惠政策。目前，我國機器人制造產業鏈基本成型，關鍵零部件也從無到有，實現了自主化生產。在關鍵技術上有所突破，但還缺乏整體核心技術的突破，進口機器人仍占據明顯優勢。
柳州是廣西最大的工業城市，工業總產值接近全市經濟總產值的50%。在全球經濟疲軟，國內制造業不斷萎縮以及經濟下行壓力逐漸增大的背景下，產業結構矛盾逐步顯現。為保持柳州市經濟持續健康發展，亟待解決產業結構調整和轉型升級中存在的問題。由于隨著工業機器人生產制造成本的逐步降低以及操作技術要求的不斷降低，工業機器人在提高生產效率、提升產品質量、降低人力資源成本等方面的優勢逐步顯現，因此，發展工業機器人產業對柳州經濟持續健康l展意義重大。
2 柳州市工業機器人應用與開發現狀
2.1 柳州市工業機器人的應用現狀
調查統計結果顯示，柳州市工業機器人保有量超過3 030臺。根據《柳州市第三次全國經濟普查主要數據公報》數據，2013年末，柳州市制造業從業人員約31.5萬人，按照每萬名工人使用機器人數量計算，柳州市制造業機器人密度約為96.2臺/萬人，相對于國際平均密度的62臺/萬人以及國內的30臺/萬人，柳州的工業機器人平均密度已遠高于國際和國內平均水平，但與日本、韓國、德國等工業發達國家相比，還存在較大的差距。
柳州市工業機器人應用在行業分布方面：柳州市汽車行業擁有2 903臺工人用機器人，占比96%；機械行業擁有126臺，占比4%。柳州市工業機器人主要應用于汽車、機械行業，其中，除去汽車行業的機器人保有量，柳州市制造業機器人保有量不足150臺，密度約為6.7臺/萬人，遠低于全國36臺/萬人的密度，剔除掉汽車行業后，柳州工業機器人的應用水平則滑落至較低水平。
柳州市工業機器人應用企業分布如圖2所示。柳州市應用工業機器人的企業主要包括整機及部分骨干配套企業，據不完全統計，上汽通用五菱汽車股份有限公司與東風柳州汽車有限公司機器人保有量較大，分別為1 027臺、686臺。由此可以看出，工業機器人在汽車產業鏈中應用的比較廣泛，而機械行業中主要是整機企業，如廣西柳工機械股份有限公司等在應用，零部件配套企業使用量極少。
柳州市工業以制造業為主，工業機器人的應用種類與制造業聯系緊密，其中主要涉及的工藝類型包括焊接、裝配、涂裝、搬運、上下料等，其分布如圖3所示，從圖中可以看出焊接機器人應用最廣泛，占比67%，其次是搬運機器人和噴涂機器人，均為14%。由此說明柳州市相關行業企業在工業機器人應用方面，主要偏重于與焊接和搬運等相關的制造工藝。柳州市工業機器人來源及比例分別如圖4所示，其中進口品牌2 548臺，占比84%；國產品牌482臺，占比16%。在進口品牌中，以ABB、FANUC、YASKAWS、NACHI等為主，其中FANUC占比最多，占66%；國產品牌主要包括江蘇華曉、沈陽新松、唐山開元等，其中江蘇華曉占比最多，占48%。
2.2 柳州市工業機器人研制開發現狀
目前，在柳州市工業機器人制造企業中，已達到量產并且進入市場銷售的企業有2～3家，例如，柳州高華機械有限公司、柳州振業機電設備有限公司、柳州開宇機器人有限公司，主要生產直角坐標型焊接機器人，2015年，高華機械產銷機器人87臺，銷售收入5 842萬元；振業機電產銷機器人42臺，銷售收入2 500萬元，這些企業所生產的機器人主要應用于本地汽車產業，主要服務于上汽通用五菱和東風柳汽公司，有部分產品供應給青島、鄭州等汽車制造商。另外，有部分企業通過轉型或者合作，處于工業機器人研制階段，產品未投入市場。總體而言，柳州市工業機器人制造產業目前仍處于起步階段，研發和制造能力相對較弱，市場仍需加強培育發展。特別是制造企業技術水平參差不齊，差異極大，大量中小企業目前還處于機械化階段。工業機器人發展緩慢，產品呈現精度低、種類單一、可靠性較低、實用性不強等缺點，所能生產的產品多屬于低端產品。減速器、伺服電機、控制系統三大核心零部件研發制造能力空白。
3 柳州市工業機器人在應用與研制生產中存在的問題
3.1 柳州市工業機器人在應用過程中存在的問題
（1）使用效率不高，存在資源浪費現象。大部分企業缺乏對工業機器人的科學認識，不能合理應用工業機器人，只是簡單的將工業機器人當做一個人工替代品，使用效率不高，存在資源浪費現象。
（2）工業機器人應用發展不均衡。工業機器人在汽車行業應用最多，占96%，機械行業應用較少，其他行業基本沒有。在汽車行業內，約有60%的工業機器人集中在上汽通用五菱和東風柳汽兩個整機企業。在機械行業內，約有54%的工業機器人集中在廣西柳工，超過50%占有率。
（3）軟實力跟不上應用需求。盡管應用越來越多，但在操作、維護、保養等方面的積累卻跟不上需求，在編程、維護、保養方面，對供應商有極大依賴，造成使用效率低、成本高。
3.2 柳州市工業機器人在制造開發過程中存在的問題
（1）規模小。柳州市工業機器人制造產業是從自產自用過渡到商品制造而誕生的，形成時間短，大部分為新建或新引進企業，企業存量小、市場影響力微弱，主要靠本地汽車主機企業購買，僅有少部分產品銷售到區外汽車制造企業。
（2）核心技術缺乏。在三大核心零部件研制能力方面處于空白，主要依靠進口或者外購，本地只能生產附加值低的零部件，導致柳州的工業機器人制造產業處在價值鏈的最低端，造成高端產業低端化，缺乏市場競爭力。
（3）人才缺乏。在柳州機器人制造業中，只有7%的技術人員從事研發工作，比例較低。大部分都是從其他領域轉型而來，機器人產品方面的專業知識積累不足，難以支撐產業發展需求。柳州市現有產業規模和整體居住資源難以吸引區外專業研發人才，造成柳州市工業機器人制造產業人才短缺。
4 柳州市工業機器人制造產業未來發展途徑
柳州市發展工業機器人制造產業有利有弊，在實際發展過程中，應立足實際，利用好產業、政策、人力等有利資源，找到符合本市實情的工業機器人產業快速發展途徑。應當以企業為主體，以市場需求為導向，搶抓機器人產業發展機遇，優先發展機器人應用產業，提高使用效率，不斷開發市場潛力，做大市場。
（1）重點發展機器人集成產業。通過創新制造模式，開展產業轉型升級，做大產業規模，形成聚集效應后再謀求進一步提升制造技術水平，打造面向西南及東南亞區域機器人及其系統集成基地，最終達到全面提升企業智能制造水平，推動傳統制造向智能制造轉變。
（2）以提高單機自動化水平為基礎。發展自動化生產線，進而發展數字化車間，最終建成智能工廠，提升工業機器人專業應用水平，提升柳州市制造業產業效率和競爭力。
（3）l展三大核心部件制造水平。提升柳州市研發團隊的專業水平和制造技術水平。重視研發、制造人才培養，完善人才引進機制，吸引優秀人才，形成人才聚集高地。開展科研創新項目攻關，加快產學研的合作，力爭在三大核心零部件技術中，掌握1～2項技術，并且在這兩項技術中有所突破，將這兩項技術轉化成實際生產力，培養柳州市的優勢技術產業。
5 柳州市工業機器人制造產業的建議和意見
為了加快柳州工業機器人產業發展，2014年，市科技局出臺《柳州市推廣應用工業機器人實施方案》，開展機器人應用示范工程。同年，市科技局與市財政局聯合制定下發了《柳州市工業企業應用工業機器人補貼資金管理辦法（試行）》，明確對購買工業機器人的企業按比例進行補貼，2015年，柳東新區制定了《關于促進戰略性新興產業發展若干優惠政策（試行）》，從稅收、資金扶持、廠房租賃、上市、參展、節能、品牌建設、專利、平臺建設、金融服務、人才引進等20多個方面制定優惠政策來吸引和扶持企業。廣西科技大學編制了《柳州市工業機器人十三五規劃》。2016年，柳州市工信委出臺了《關于加快柳州市工業機器人產業發展的實施意見》，明確工業機器人產業發展方向，并計劃出臺《柳州市工業機器人產業發展規劃》和《工業機器人具體實施辦法》。柳州市工業機器人制造產業應充分發揮市場的主體作用，結合政府的引導和規劃，繼續發揮產學研一體化發展的優勢，推動工業機器人制造產業聚集規模，增強創新能力，建成柳州優勢產業。
（1）轉變觀念，科學規劃。結合柳州實際，明確機器人產業發展方向和重點。培育市場、應用先行，大力推進各行業應用機器人。加快產業鏈配套和集群化發展，努力提升智能制造水平，引導、扶持本地機器人系統集成企業發展，推進傳統制造向智能制造轉變。
（2）加強政策支持與引導作用。及時出臺工業機器人制造產業發展的專項政策，從土地、稅收、項目、人才方面出臺相關政策，支持、鼓釔笠滌τ煤脫兄乒ひ禱器人，引導社會資金、技術、人才流向規劃的領域，給予企業最大政策優惠。
（3）加大招商引資、引技力度。將招商引資、引技作為柳州工業機器人制造產業發展的一個重點戰略，開展精準招商，瞄準國內外著名的工業機器人制造企業，開展全產業鏈招商工作。
（4）推進工業機器人產業園建設，推動產業聚集發展。以柳州河西工業園工業機器人產業示范基地、柳江新興工業園先進裝備制造示范基地為依托打造柳州工業機器人產業園，鼓勵和引導國內外工業機器人整機和核心零部件強優企業及本市企業入園，推動產業集聚發展。
（5）搭建機器人產業服務平臺。鼓勵工業機器人制造企業與政府、功能零部件企業、高等院校和科研院所、用戶企業加強聯系，支持建設機器人產品研發檢測、試驗驗證、認證認可、成果孵化、人才培訓等公共服務平臺。
（6）加強人才培養，打造優秀人才隊伍。通過完善人才引進機制、科學制定人力資源規劃，著重引進熟悉國內外機器人產業發展動向與趨勢、具有戰略發展意識的管理人才。加強城市軟環境建設，通過良好的城市居住條件，吸引區外優秀工業機器人人才來柳州居住工作。
6 結語
通過該次對柳州工業各行業工業機器人應用及制造現狀的調查，尤其是汽車、機械兩個支柱產業的調查，較為全面地了解了工業機器人產業的發展狀況。由于柳州市具有較為完備的設計、加工、生產體系以及強大的市場需求，因此，工業機器人應用和研制開發具有廣闊的發展空間，但是不論是應用還是研制，目前仍存在一些如應用效率存在浪費現象，制造核心技術缺乏等亟待解決的問題。基于柳州市目前工業機器人發展水平，應當立足于現狀，大量開展規模化生產組織管理學習，逐漸從機械化走向自動化，在制造業深入推廣應用電子信息技術，普遍應用自動化生產技術，以兩化融合為主線，提升制造業效率。通過有針對性的發展途徑，為柳州市工業機器人產業的發展打牢基礎，促進柳州市工業機器人產業加快發展，助力柳州市工業結構調整與產業轉型升級。
參考文獻
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隨著我國素質教育的不斷推進，工科院校開始著手培養學生的實踐和創新能力，傳統教學模式已經不能適應目前國內工業發展對人才的需求，以機器人比賽為載體的實踐教學應運而生。通過舉辦參加各種機器人比賽激發學習興趣，加深對專業知識的理解，二者的有機結合充分挖掘學生的創新意識，深化素質教育。
關鍵詞：
機器人實踐教學；機器人競賽；創新意識；素質教育
中圖分類號：G4
文獻標識碼：A
文章編號：16723198（2012）24017802
1 引言
為了滿足社會對人才的需求，適應工業化的日益發展，很多工科院校開始注重建設創新型校園和培育創新型人才，逐步擺脫傳統的“應試教育”和“被動接受”兩大弊病。我校機器人研究與教學團隊自2007年開始組建，經過幾年的發展已經逐漸形成了一整套以機器人比賽為載體的工程訓練體系。老師對不同專業的學生進行短期培訓，分成小組進行比賽，學生通過機械結構設計、編制程序、焊制控制板，激發創新思維，培育合作精神，做到真正意義上的學以致用。目前我校機器人實踐教學已經幾乎覆蓋全校，同學們興趣極佳，取得了很好的效果。通過選拔優秀選手參加一些國家級的機器人競賽，開拓同學們的視野，提高我校的知名度。因此實施機器人實踐教學是工科院校培養創新人才，開展素質教育的有效途徑。
2機器人實踐教學的突出優勢
機器人是機械和電子的有機結合，綜合了視覺圖像技術、無線通信技術、智能控制技術、計算機仿真技術及社會組織學等多學科綜合技術。隨著科技的飛速發展和電子產品的不斷更新，機器人的種類和外觀也呈多樣化，越來越多的走進人們生活，國內很多高校開始以機器人創新教學作為工程訓練、實踐教學、課外競賽以及科研的理想平臺。
2.1促進各專業的融合，培育綜合型人才
機器人實踐教學過程就是編程、數據圖像處理、傳感器以及機械結構優化設計的有機結合，課堂上學生們積極參與，通過參加機器人實踐教學使相關專業知識融合、相互聯系、協調發展。學生對這種學習方式有著濃厚的興趣，激發了學生對各個學科的主觀創造性學習。為培育創新綜合型人才打下堅實基礎。
2.2教師不斷積累專業知識，組建優秀創新教學團隊
我校是一所以本科教學為主兼碩博一體的工科類院校。對于本科生來說，專業面還不是很寬，如果沒有專業的教師進行指導，學生需要很長時間才能把相關知識綜合到一起，再加上機器人技更新換代較快。因此，指導老師必須擁有寬泛的專業知識和敏捷的洞察力，緊跟機器人學科的最新發展。通過對學生基礎理論知識的講授、在實踐中不斷探索、改進。日積月累，使得對機器人前沿領域有了更加詳盡的把握，不斷提升教學理念以及授課方法，使機器人教學實踐不斷壯大，成為以教學為主輔以科研的優秀教學團隊。
2.2.1以老師為主導，引導學生自主學習提高創新意識
在機器人實踐教學工程中，同學們會結合自己所學過的專業知識，理論聯系實際，做到學以致用。但是由于機器人學科涵蓋面廣，同學們除了相互交流外，會主動去網絡或者圖書館查閱資料，研究和討論決策出最終合理的解決方案，從機器人的總體設計方案到具體實施，全過程都是由學生積極參與獨立完成，在分析和解決問題過程中，結合所學專業理論知識進行實踐操作，從以前的被動接受轉向主動。經過研究討論，利用最佳方案設計機器人的硬件構成。除此之外還要進行嘗試不同的編程算法，極大地發揮潛能，對學生的設計能力、實踐能力和跨專業學習的綜合創新能力都是一個很好的鍛煉，從根本上破除了以前教師灌輸式的教學方式，培養了學生獨立思考、自主學習的能力。
2.2.2任務驅動，分組競賽
機器人是一門綜合性強、學科廣，專業范疇大的綜合性學科，一個團隊要想很好的完成機器人實踐項目，在競賽中取勝，除了必須具備廣泛的專業知識外，還需要成員之間必須具有團隊合作精神，齊心協力，共同致力于整個項目的研究和開發。整個過程培養了學生溝通與協作能力，增強了團隊合作意識。
我校采用以項目為驅動，每個班級分成由4人組成的小團隊，例如：在足球機器人項目教學中，小組內部的每一個學生根據自己的特長進行分工。我們將任務分成機械結構設計、自動化和軟件編程三部分。負責機械部分的同學需要對整個機器人的機械結構進行合理設計。自動控制部分的同學設計選擇傳感器、單片機擴展板以及電機驅動板等。有較深厚編程基礎的同學編制程序。整個制作過程中，組內成員之間雖然有分工，但是還要及時溝通、共同協商，這樣才能保證整個項目及時順利完成。老師在整個過程中主要起到指導、排疑和協調的作用，使同學們在項目制作過程中能夠順利完成。
3以機器人大賽為平臺，提高學生科技創新實力
機器人競賽作為一種高科技創新活動為大學生創新能力的培養提供了廣闊的舞臺，就國內而言目前高校參加的規模較大的機器人競賽主要有兩個：一個是以由中國自動化學會機器人競賽工作委員會、RoboCup 中國委員會等聯合主辦的“中國機器人大賽”，另外一個是中央電視臺主辦的亞太大學生機器人大賽國內選拔賽，亞太大學生機器人大賽的口號是“讓思維沸騰起來，讓智慧行動起來”，集中體現了大賽的創新理念。機器人競賽已經成為激發大學生參與創新實踐，展示大學生創新能力、團隊合作精神和當代大學生風采的舞臺。
3.1 積極組織校內機器人創新賽，為參加國家級比賽做準備
自從2007年以來，已經在校內連續五年舉辦校內機器人創新設計比賽，通過比賽，學生更加深入的了解機械電子等學科的最新理論。每年的比賽指導老師都要對所有參賽隊員進行集中培訓，作為指導老師，我們首先為學生搭建完整而合理的知識結構體系，明確比賽目的和各層次任務以及比賽的評比規則等，學生才能做最充分的準備，開拓創新思維，爭取比賽的勝利。每年我們都從校內的比賽團隊里面選出優秀隊員來參加國家級的機器人大賽。這樣，也是對同學們參加校內比賽的一個激勵。
實際上，參加機器人大賽和企業開發產品在某種程度上一致，因此，整個參賽過程，大學生接受系統化工程訓練，精心設計機器人，提高同學們的工程實踐能力。通過評比出優秀選手參加國家級競賽，為校外比賽取得優異成績得到保障。
3.2 機器人比賽項目對大學生工程實踐能力的培養
總體來說工程實踐能力主要包括兩個方面，分別是專業知識與實際應用相結合的能力，和工程項目協調管理的能力。前者包括：獲取有價值信息能力、項目開發能力、工程設計實施能力、項目管理能力等；工程項目協調管理能力包括：綜合協調與計劃能力、投資費用控制能力、技術質量控制能力、組織人員控制與管理能力等。
3.2.1 專業知識與實際應用相結合的能力
機器人競賽作為前沿學科的高科技對抗，涉及機械、電子、通信、自動化等多學科的先進技術，綜合利用了多學科的專業知識，具有很高的綜合性。大學生參加機器人比賽，在機器人比賽項目制作過程中是自我學習與完善創新的過程。
（1）獲取有價值信息：這些信息包括大賽信息、各個參賽隊伍信息、元器件市場信息、標準規范、文獻、專利等的檢索與獲取等；
（2）項目設計實施：機器人總體設計、單元模塊設計、電路板設計、機械結構設計、加工裝配工藝設計、程序設計、場地搭建、元器件采購、零部件加工、電路板焊裝、系統調試等。
3.2.2協調管理能力
（1）綜合協調。
對機器人開發、比賽過程中所需要的人員、場地、資金、設備以及參賽目標等進行規劃與協調。將整個機器人開發、比賽過程劃分為調研、方案、設計、制作、調試、改進和參賽等階段，明確各階段的任務，設置時間節點和標志等。
（2）技術與質量管理。
開發設計、技術儲備、新技術應用、現場技術咨詢、技術資料共享、開發人員協調分配；開發平臺與工具的統一，功能性能指標的制定，方案、設計圖紙的討論、審核、審批，加工、裝配質量保證，外購、外協件的質量保證。
（3）人員管理能力。
小組劃分與人員分工，人員選拔、淘汰、考勤、考核、激勵；原材料、設備、元器件等的采購、驗收、保管、領用等。設計文件的存檔、備份與更新，資料、規范、標準的編寫、存檔、借閱等，對機器人開發、比賽過程中可能出現的人員、技術、資金、進度等風險進行識別和處理，如：關鍵技術問題長時間不能解決，資金未到位，進度滯后等。
通過近幾年來指導校內及國家級機器人比賽的探索與實踐，我們就如何以機器人競賽為載體構建以學生為主體的專業知識、管理和創新能力訓練體系，進行了不斷深入改進，已經取得很好的效果。
4總結
實踐教學的目標是培養學生通過實踐發現、分析和解決問題的能力，培養創新精神和初步的科學研究能力。機器人技術以其高度的實踐性被越來越多的高校引入實踐教學。我校機器人實踐教學的具體實施，提高了教師的理論、實踐教學水平和科研水平，使學生對機器人相關課程融會貫通，提高了學生自主學習、創新和團隊合作等綜合能力，推動了實踐教學體系的發展和完善。自從我校參加國家級比賽以來，先后在robcup以及亞太機器人比賽中獲得很好的成績，使學生從中得到鍛煉，也提高了我校的知名度。
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關鍵詞：自動化物流系統、物流實訓平臺、物流教育
隨著物流業的迅速發展，企業對物流設施以及物流人才的需求越來越迫切，這對高校學生的物流實踐性教育和創新能力培養也提出了更高的要求。目前，雖然大部分高校開設了物流專業，但其實踐培訓模式大多采用物流軟件模擬、物流沙盤或者較為單一的自動化物流設備進行展示性教學，這使學生對物流知識的認知、驗證、應用和創新等綜合性能力提升存在一定的局限性。因此，立足企業對物流人才的實際需求，加大物流實訓課時，提高學生理論與實踐相結合的能力，越來越受到高校的關注。與模擬演示型教學方式相比，采用工業應用級建設的物流實訓平臺，可獲得更直觀的實踐體驗，也更接近企業實際應用需求。
一、建設需求
1.項目簡述
昆明理工大學城市學院物流實訓平臺規劃區域建筑長18m。寬18m，凈空高度10m，既要滿足教學演示使用，又可以配合工藝流程真實再現企業物流業務流程和操作細節。物流實訓平臺位于學院工程訓練中心，通過資源的優化利用，還可以展示企業自動化物流系統的倉儲、輸送、分揀、配送等功能，豐富了教學內容。（見圖1）
2.設計參數
該物流實訓平臺物料載體采用塑料料箱和木質托盤兩種形式；料箱外形尺寸為540×380×350mm，額定承載50kg；托盤外形尺寸為1200×800×150mm；料箱碼垛后形成的實托盤外形尺寸為1200×800×500mm，最大重量不超過250kg；料箱輸送線設計速度為24m/min，托盤輸送線設計速度為12m/min。
3.建設定位
為充分體現和展示現代物流技術，滿足基本實驗、綜合性實驗，以及日常教學演示、教學實踐和后續與其他加工設備的對接使用要求，該物流實訓平臺在功能上符合教學主體作用，設備選型采用多樣化設計，信息載體使用條碼和RFID兩種方式；配合工藝流程需要，料箱和托盤設計承載滿足工業級使用要求；設置整托盤出入庫站臺，并配備手動液壓搬運車；可對學生進行崗位分組教學，使其在實訓學習過程中獲得與企業工作環境相同的工作經驗。
4.建設目標
培養專業化的復合型物流人才，以人才優勢推動未來物流行業發展。通過實訓課程提升學生的實際動手能力和就業優勢。使學生具備自動化物流系統的運用和維護技能，無需企業培養即可直接勝任實際工作崗位；結合理論聯系實際的實訓教學，使學生掌握物流知識及相應的物流技術，提高學生的系統分析和創新設計能力。
二、規劃設計
物流實訓平臺能夠滿足學科教學、實驗驗證及科研使用，甚至可為社會提供培訓和程序調試服務，具有先進、穩定、高度集成的性能特點。
1.系統組成
（1）電子標簽揀選系統
電子標簽貨架為兩層結構，每層可存放6個料箱，頂層安裝電子標簽用于物料揀選，下層用于物料和空料箱暫存。揀選區域設計有用于揀選完成后暫存使用的無動力輸送機及與AGV對接的輥道輸送機。
（2）料箱輸送線
料箱輸送線設計為環形，2個AGV對接站臺，1個人工取放貨站臺和1個人工處理站臺。設備類型分為輥道輸送機、帶式輸送機、積放輥道輸送機、彈出輪分揀機、拋出分流輸送機和無動力輸送機，按照驅動類型又分為電機驅動和電動輥驅動設備。（見圖2）
（3）托盤輸送線
托盤輸送線由鏈式輸送機、升降輸送機和輥道輸送機組成，其中1臺設備采用變頻控制。
（4）拆碼垛系統
拆碼垛系統采用5關節高精度工業機器人，夾具為機械式夾持機構，系統碼垛能力不小于8箱/min，拆垛能力不小于10箱/min。（見圖3）
（5）自動化立體倉庫
基于物流實訓平臺低存儲、小流量的建設要求，倉儲區設計為單深雙貨位橫梁式貨架，其中2列采用懸挑貨架的方式設計為兩個單貨位結構。庫區配置1臺巷道堆垛機，累計貨位數168個。
（6）PLC教學平臺
采用可編程控制器綜合實訓裝置，用于日常教學中的實訓及編程測試。
（7）多媒體演示系統
用于室內教學或演示片播放，可在LED大屏上實時播放視頻課件。
（8）AGV系統
AGV采用磁導引，車體輸送結構為背輥式，手動充電。AGV系統具有圖形監控、通信管理、任務管理、車輛管理和交通管理功能，可根據需要對AGV數量進行增減。
2.流程設計
為使物流實訓平臺滿足不同層次和不同類型教學要求，提高授課效率，將流程設計為教學演示和作業流程兩種。為實現教學演示模式與模擬實訓之間的快速切換，教學演示流程通過預設程序固化在操作界面內，可通過管理計算機和無線手持終端對演示流程進行“一鍵式”啟動。作業流程用于模擬企業物流運作環境，可針對具體行業特點，制定相應的物料類型及出入庫計劃。根據物流環節的崗位設置，將學生進行分組實訓。必要時可設置相應的故障，使學生能更好地體驗企業物流環節，掌握物流系統的基本業務操作和維護技能，積累行業應用經驗，提高物流系統分析和設計能力。
（1）教學演示流程
①托盤移位演示
通過操作界面托盤移位演示按鈕啟動演示流程。巷道堆垛機行走至A貨位取出對應類型的移位托盤，經托盤輸送線后，移位托盤再由巷道堆垛機叉取并搬運至預定的B貨位存放。
②在線換盤演示
巷道堆垛機取出實托盤，托盤輸送線將實托盤輸送至機器人拆碼垛丁位進行條碼識別。信息識別有誤則由巷道堆垛機搬運至整托盤出入庫站臺由人工處理，識別合格的實托盤由機器人進行拆垛作業。
單個料箱在料箱環形輸送線上進行循環輸送，形成的空托盤返庫存儲，巷道堆垛機再從貨位上取出單個空托盤，經托盤輸送線進行條碼識別合格后輸送至機器人拆碼垛工位。機器人抓取RFlD信息識別合格后的料箱進行碼垛作業。RFID信息識別有誤的料箱經料箱輸送線剔除。
碼垛完成后，系統將RFID信息與托盤條碼信息綁定。實托盤經托盤輸送線后，由巷道堆垛機搬運入庫存儲。
③料箱輸送線循環演示
人丁將單個料箱放置到人工處理站臺，完成信息確認。料箱合流至料箱輸送環線并進行RFID信息識別，識別合格的料箱會一直在輸送環線上進行循環輸送演示，信息識別錯誤則剔除后由人工處理。
（2）作業流程
①入庫流程
料箱由人工或者AGV搬運到入庫站臺，信息確認后合流到料箱輸送線，在機器人抓取工位進行料箱RFID信息識別。機器人抓取信息識別合格的料箱放置到空托盤上進行碼垛（空托盤由巷道堆垛機在貨架上取出，經托盤輸送線送至機器人拆碼垛工位）。條碼識別器對托盤條碼進行信息識別，如信息識別有誤則由巷道堆垛機將空托盤搬運至整盤出人庫站臺由人工處理。碼垛完成后，進行信息綁定，實托盤入庫存儲。
②出庫流程
巷道堆垛機根據目標地址取出實托盤，經托盤輸送線輸送至機器人拆碼垛工位進行托盤條碼信息識別。信息識別合格的實托盤，由機器人進行拆垛作業。RFID信息識別合格的料箱經料箱輸送線輸送至出庫站臺，然后由人工或者AGV搬運。
③整盤出入庫流程
整盤出入庫站臺使用鏈式輸送機作為巷道堆垛機取放貨站臺，由人工使用手動液壓車的方式進行搬運作業。
④電子標簽揀選流程
a.空料箱補給流程
通過無線手持終端呼叫空料箱出庫，巷道堆垛機取出空料箱實托盤，經托盤輸送線進行條碼信息識別后由機器人拆垛。空料箱進入料箱輸送線進行RFID信息識別。合格的空料箱經料箱輸送線輸送至出庫站臺，然后由AGV將空料箱搬運至揀選區AGV站臺由人工拿取使用。剩余散盤或空托盤則返庫存儲。
b.補貨入庫流程
人工取出空料箱放置需要補貨的物料，使用無線手持終端組盤，再將料箱和貨位進行綁定，完成補貨入庫。當物料需要從立庫出庫時，巷道堆垛機取出相應的實托盤，料箱完成拆垛后經輸送線輸送至AGV出庫站臺，AGV將料箱搬運至揀選區AGV站臺由人工拿取使用，剩余空料箱則暫存揀選區備用。
c.分揀出庫流程
系統按照訂單排程打開電子標簽系統LED數碼指示燈，人工根據提示進行物料揀選，并將物料放人相應料箱。
d.實料箱入立庫流程
通過無線手持終端完成信息確認，人工將實料箱放置到分揀區AGV站臺，AGV將實料箱搬運至料箱輸送線AGV入庫站臺。料箱在托盤上碼垛完成后，經托盤輸送線由巷道堆垛機搬運入庫存儲。
⑤抽檢流程
巷道堆垛機取出將要抽檢的實托盤，搬運至整托盤出入庫站臺。人工使用液壓車搬運的方式進行卸貨抽檢，或在站臺上抽檢，抽檢完畢后實托盤返庫存儲。
三、技術特點
1.技術先進，經濟實用
物流實訓平臺集自動化立體倉庫、拆碼垛系統、AGV系統、電子標簽揀選系統等多種物流技術為一體，設備類型和器件選型呈現多樣化，系統控制復雜并具有較高的柔性。為節約建設成本，在滿足使用功能的基礎上對倉儲量、輸送距離、揀選品規數量進行了相應的縮減，AGV車體也采用了簡配型設計。兼顧未來發展，物流實訓平臺可擴展性強，涵蓋面廣，可實現多種專業實訓教學，提高了使用效率，能夠有效滿足目前對物流教學科研和人才培養的需要。
2.整體規劃，協同作業
規劃布局緊湊，占地面積小。物流實訓平臺內設置有教學區域，可采用現場教學的方式促進學生對物流過程及物流概念的理解。為配合不同層次的密集型教學，各子系統既可以獨立運行，又可以統一作業，提高了授課效率。通過AGV系統還可以進行物流實訓平臺與機加工區域教學平臺的協同作業，實現了資源共享。
3.流程豐富，突出創新
為完善物流實訓平臺教學功能，根據各階段教學實訓目的，針對性地設計了不同的教學流程。物流實訓平臺采用工業應用級物流系統建設，實踐性較強，教學更為直觀。具有較高的實用性和通用性。系統功能完善，可實現不同行業的企業物流系統模擬教學。此外，還可以讓學生熟悉自動化物流系統的安裝、檢測和調試過程。物流實訓平臺具備自主創新空間，通過程序的更改、流程間的組合，能夠完成物流創新性實驗或者科研驗證。
伴隨著全新的信息科學與技術發展和全球性的教育改革，國際青少年電腦機器人活動于20世紀90年代在一些發達國家青少年中逐步興起。近幾年來，機器人教育已經在全國發達城市中小學中廣泛開展起來，并大有普及之勢。
2006年，我校申報寶山區區級課題《機器人步行模式的研究與設計》，期間在上海大學的指導和我校科技教師的共同努力下于2009年順利結題，課題從高中教學層面探討了機器人機構設計如何應用于高中學段學生。
2 理論基礎
我們考慮從機器人的一個板塊出發，利用學生對機器人機械結構的認識和研究開始逐步破解學生對機器人的神秘感，鍛煉學生的科研能力，引導學生從設計出發，自己動手設計并制作機器人。從而讓學生能夠從中體驗較為完整的科研過程，使他們學到科學有效的思維方式，提高邏輯思維能力、規劃能力，提高分析問題和解決問題的能力。同時，在課程及活動中穿插結合專家講座以及實踐探索等一系列方式來了解智能機器人的發展和應用狀況，并在組裝機器人的過程中培養學生的動手能力、協作能力和創造能力。最終的目的是能為同學們開設一門能充分發揮創造力的創新課程，或者說向這個目標做一些有益嘗試。
我們知道了一般機器人的設計可以分為三個部分：機械部分、電路部分和程序部分，而其中最為基礎的便是機械部分。高中最常見的機器人活動競賽就是單馬達的簡易機器人搭建了，通過不同的結構可實現跑步、爬桿、爬梯（圖1）等不同的動作。類似的比賽中經常有一條規則是一定要使用曲柄連桿機構，不得使用輪式，這就涉及到了一個基本的機構學概念——機械傳動，具體的搭建方式雖然可以參照機器人的說明書，但如果能真正掌握其原理必然讓學生對機器人有更深一層次的認識。
有了這些理論基礎和想法，我們咨詢了上海大學機械工程系的專家，從可行性角度對本課題進行了論證，在肯定我們想法的同時專家還從技術角度解答了我們的一些疑問，提供了我們一些新的思路和手段。我們打算第一步就從機械板塊進行教學的深入探究，讓學生重新認識機械設計這一可能會被忽略的機器人最基礎的部分。
3課程設計
遵循這樣一個切入點我們針對機械結構部分為學生設計了以下的一系列學習課程，大致分為了這樣幾個階段：
3.1 觀察分析階段
一開始通過對機器人的搭建及觀察，學生接觸簡易單馬達機器人，從實際出發認識一個機器人完成整個運動過程的基本方式，培養學生的動手能力和合作精神，并使其掌握讀圖紙、零件裝配等一些基本工程技術素養。
3.2 理論學習階段
本環節通過對四桿機構這樣一種常用的傳動方式的介紹，帶領同學從單純照搬圖紙過度到進行簡易機構分析的層面。機器人制作課程實際是一種跨學科的學習課程，須靈活運用各種學科的知識。現在的高中課程中，學生們學了很多數學、物理、計算機方面知識和解題方法，但遇到實際問題往往就不會運用了。如本環節用到了很多他們學過的數學知識，既讓他們覺得設計并不是那么遙不可及從而失去信心和興趣，又讓他們在真實的情景中體驗學以致用的快樂，更好的提升他們學習科學文化知識的熱情。
3.3 技術實踐階段
有了一定的理論基礎以后我們可以利用一系列的技術手段讓學生的所學得到鞏固提高，來一次理論聯系實際。受到了《神奇的仿真技術》課程的啟發，我們考慮借助計算機仿真這一手段。一方面機械結構的實物的設計制作存在一定成本，另外計算機輔助設計作為一門新興學科也已經登陸到了高中課堂（一些學校已經開設了AUTOCAD、CAXA等課程）。經過我們的幾次嘗試這一環節可以通過多種方式去實現，比如可結合數學計算利用VB的繪圖功能進行二維機構仿真（圖2），再比如有一些現成的軟件（如working model 2D）可以實現類似真實模擬環境下的機構仿真。最新的探究中我利用了上海市青少年活動中心組織的培訓，掌握了工程設計領域的權威軟件ProE，其中即可實現三維模型的建模，又可模擬真實的三維運動（圖3），很好地為學生的自主探究提供的一種手段。
3.4 創新實踐階段
在經過了上述各階段的學習以后，學生對于機械結構的認識可以說有了一個質的飛躍，這為其以后參與到各項機器人的活動中打下了扎實的基礎。至少在機器人的機械部分，我們總結出了即使在是看似再簡單的機械結構，也要經歷結構設計、運動模擬、計算機輔助設計、計算機輔助制造等環節。而且這個流程不是一蹴而就的，必將經過反復的修改和測試，下面我們來看一個成功的例子。
4具體案例
以下為第24屆英特爾上海市創新大賽我校機器人創意設計一等獎作品的論文節選，該論文中的學生就是在經過了上述過程的學習后改進了一個步行機器人結構，雖然在參賽過程中專家對于其在實用性方面還存在一定爭議，但評委們一致認為在機械結構設計這一部分，其科學性和新穎性已經達到了一定高度。
論文改進了一個容易跌倒的雙足步行機器人結構，通過模擬人行走的膝關節和踝關節從結構上進行了一定創新，基本達到了課題制定的目標，下面是文章的部分節選，其分別對應了我們上述提到的機器人機構設計的幾個步驟。
4.1 有機構的分析
我們仔細觀察暑假中制作的那個會“摔跤”的步行機器人，發現從機器人的結構上看，有曲柄還有連桿，是一個四桿機構。緊接著我們用直尺量出了模型的各部件尺寸并在運動模擬軟件——WORKING MODEL中對其運動過程進行了模擬，從而進一步分析其運動。
而在WORKING MODEL的運動模擬中（如圖4），我們發現原機器人的機械裝置并沒有人那樣的關節。從圖中能觀察到，由于沒有膝關節和踝關節的屈伸活動，因此在行走過程中，當從機械足跟著地到機械全足放平這一階段，前后的重心沒能很好地調整，系統重心會突然前傾，影響行走的平穩性。機器人行走過程中前后重心不穩的問題就出在這里。
4.2 結構創新設計
根據分析，要是能設計一個能活動的且最好與地面始終保持水平的足問題便迎刃而解了。我們詢問了老師也在網絡和相關機構學書籍中查找了資料，了解到了有一種叫做平行四桿機構的方式，如資料顯示，雙曲柄平行四桿機構有四類，從外觀判斷其中a類應該就是我們需要的方式。有了這個關鍵的機構原理作支撐，我們開始了對原有機構的改進。
從運動轉換角度分析，該裝置是單自由度的曲柄搖桿機構，構造和控制均相當簡單。從支撐的角度分析，該裝置疊加了兩個平行四桿機構，因而具備活動的膝關節和活動的踝關節，在行走過程中，裝置的機架部分始終與地面保持平行， 能較平穩地移動系統的重心位置，避免突然前傾的現象出現。這些都符合了我們之前機構設計的需要。
4.3 計算機輔助設計（CAD）
接下來，我們在仿真軟件里測量了各個部件的尺寸，然后按照一定的比例縮放后得到實際的部件的尺寸。
在設計時發現了各鉸接點的連接是一個很大的問題，簡易機器人里都是利用插銷來實現的，其優點是成本低，但缺點很多如：容易磨損和脫落等。詢問了老師后，他建議我們使用軸承，并告知了我們軸承的一般裝配方式。
在設計時還要考慮大足的制作、馬達乃至以后傳感器等的安裝位置的預留、如何使整個機架的重心盡量降低以保證其穩定性等問題。在老師的幫助下終于在CAD中完成了各個零件的設計，并將它們組裝成了模型（如圖6）。我們聯系了加工的地方利用雕刻機將基本的部件制作了出來，一些較為關鍵的部件老師幫我進行了挑選，比如馬達和齒輪，挑選了內部應用蝸桿的齒輪箱增大了扭矩，而且降低了噪音，齒輪的外掛設計也有效地防止了齒輪卡死。
4.4 計算機輔助制造（CAM）
在雕刻機的幫助下，一個個由我們設計的機構零件終于由電子文件變成了實物（如圖8）。經過最后的拼裝搭建，我們自己設計的第一臺機器人終于出世（如圖9）。
5思考與小結
上述活動過程我們考慮可設計成一個系列的短課程，包含機器人制作、機構學入門、計算機機械仿真、CAD模型設計等環節，涵蓋了當前用于機械部分設計的比較主流的設計思路和手段方法。結合了數學、物理、計算機等多門學科的綜合知識，可以讓學生在運用自己的所學中不斷有新的發現，認識到各學科之間其實是相通的，很多我們學習的理論是為技術服務的。而在最后的模型制造環節之前的操作是將可行性較高的設計送去外部加工，以后學校如有條件可考慮采購一臺小型雕刻機，一些簡單設計可以直接完成CAM，學生的認識會更加直觀也可作為活動的一個和小結部分。
我們的初衷是想通過對機器人機械部分的研究與設計，學生能不再局限于使用各公司的機器人套材，而更多地考慮自己設計或改進。從機器人學習研究的角度，學生從簡單拼裝搭建的裝配層面上升到了理論結合實際的研究層面，我們也看到了一些讓我們歡欣鼓舞的自主研創新成果。當然在課程的進一步深入的過程中，機構設計還有許多新的知識，每一個知識點都能用于不同功能機器人的設計，我想在以后的機器人課程或者活動中我們要做的還有很多。
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而根據達沃斯公布的調查顯示，工業4.0不僅將對已實現全自動化的工廠產生影響，還將對辦公室職員及服務業帶來沖擊。設備咨詢員、護士、計程車司機將面臨來自高科技的競爭。《法蘭克福星期日匯報》報道，這份調查顯示，工業4.0將在計算機和高科技領域催生新的工作崗位，但至2020年，將有五百萬個傳統的工作崗位流失。
在未來，工業4.0真的將成為就業殺手嗎？要回答這個問題，我們需要先說回工業4.0。
這是一個源自德國的熱詞，簡言之，即是“第四次工業革命”的簡稱。(前三次分別是：工業1.0從蒸汽機的發明開始；工業2.0從1870年引進分工勞作的流水線開啟；工業3.0是1969年開始的利用電力和IT系統升級自動化生產。)工業4.0則是智能生產——通過信息物理系統(Cyber physical System)的應用，打通所有生產環節的數據壁壘，無線網掌控一切。
實際上，回顧歷史，每當世界面臨一場新的技術革命時，人們都非常擔心有大量工作崗位流失。當紡織業和手工業的作坊制度被機器生產取代時，紡織業等傳統行業就會因為引進新技術導致大量人員被解雇。然而，在工業革命時期，技術革命帶來的舊職業的消失和新生產方式的誕生，為何沒有造成大規模失業從而造成社會動蕩呢？
英國牛津大學的教授羅伯特·艾倫在《全球視野下的英國工業革命》中對此問題作了側面回答：17、18世紀以來英國勞動者的工資水平增長率普遍要高于歐洲國家，倫敦已經成為了當時世界上工人平均工資最高的城市。這讓英國的雇主們絞盡腦汁希望減低人力成本，以便讓商品更有市場競爭力。能夠代替人力的新生產技術的誕生恰恰與他們的這一經濟愿望契合，這使得資產階級們有了使用新技術、進行工業革命的意愿和動力，而在歐洲大陸的很多國家，低下的工資水平讓人力成本比英國低廉得多，工廠主們以改進生產技術來減低成本的意愿自然低了不少。
英國勞動力的高工資使得相對更為富有的普通英國勞動者有機會把金錢投入到了教育和技能培訓，掌握新技術。據統計，英國1800年的人均識字率為53%，大大超過同時期的德國、法國、奧地利等國，這些國家的識字率大致還保持著中世紀晚期的水平。艾倫寫道：“在接受教育和培訓之后，英國民眾的讀寫能力和計算能力大幅提高，這顯然有助于他們發明創造更多新產品和新技術長此以往，此以往，英國便逐漸產生出了數量龐大的熟練機械工和技師，他們頭腦中的奇思妙想也就能更容易地轉化為新的生產技術。”
同樣的產業大轉型發生在近百年之后。19、20世紀之交的時候，美國的整個商業也在發生一場變革。大眾化的“福特經濟”讓自動化生產方式成為了引領時代的主流。自動化生產流水線和專業管理人員取代了過去的熟練技工。這場變革之所以能夠平穩進行，沒有造成過多的失業和社會動蕩，和第一次工業革命時期一樣，前提在于整個勞動力階層做好了比較充分的準備。
據統計，在19世紀末，只有不到3%的美國成年人有高中以上學歷。而到了1920年代，這一數字持續上升，有超過四分之一的美國人讀完高中和大學。這些具有更高階知識的專業生產管理人員具有更優化的知識結構和更高的收入，如此，他們才能購買自己生產的批量化產品。在《變化的資本主義》一書中，斯坦利·德布爾曾據此總結說，產品設計標準化、通過大規模生產降低成本、向勞工支付高工資三點是這一時期社會生產模式得以順利轉型的原因。
此番總結也可以說是對以上兩次歷史上的工業革命的總結。不可避免的生產方式的徹底轉型，在工業4.0引入中國后將成為現實。其中，最大的挑戰在于對那些被排擠出就業市場的人員進行再培訓。在根本性變革后總是會出現短期的失業問題，但從長期來看，勞動力是否能迅速完成知識結構的再調整和新技能的匹配，始終是順利完成這一轉變的重要因素。
沒有人懷疑工業4.0能夠帶來新的財富，問題在于誰能得到它。中國當然期望成為工業4.0的受益者，而不是反受其害。
產業形態的變化正在悄然而迅速的發生。例如中國的民營工廠聚集地東莞，那里雖然仍有很多活躍的工廠，但成功的大廠越來越傾向于采用高科技手段，減少對人力的依賴。這是與過去顯著的區別。《紐約時報》曾報道一家原在阿拉巴馬州的汽車廠搬到東莞后，組建了一家專門的汽車零部件廠。這家工廠在生產中，工業機器人承擔的比例越來越大，僅雇傭了400名工人，每天兩班倒。“中國已經不再是一個低成本國家了”，報道如此評論道。
[關鍵詞]工程訓練中心 實踐教學改革 創新
為全面貫徹我國高等教育中對在校大學生的素質教育，提高學生的工程實踐能力和創新能力，太原理工大學工程訓練中心從2001年6月份開始，秉承“求實創新、服務地方”的辦學宗旨，充分發揮、利用以及整合百年老校的教學資源，堅持常規的金工實習和電子工藝實習向現代化工程實踐教學方向轉化、由操作技能實訓向局域網下的技術集成方向轉化、由操作技能實訓向技能與管理相結合的方向轉化、由操作技能實訓向技能與創新實踐相結合的方向轉化以及工程訓練的教學過程與面向市場的教學產品相結合、與相應學科的創新實驗基地相結合，工程訓練中心的教育教學改革實現完整的育人功能，堅持以人為本、育人至上、艱苦奮斗、勤儉辦學、注重過程、追求實效的建設理念，堅持走自我改造、自我完善的內涵式發展道路，將以前單純從事金工教學的的實習工廠，改造成了門類齊全、結構合理、全國可比、具有地方特色的綜合性的國家級實驗教學示范中心。
一、中心實踐教學改革方法與手段
中心經過幾年的實踐與建設，目前已具有濃厚文化氛圍的優良實習環境，具有涵蓋基礎訓練、綜合訓練和創新訓練的完善的教學體系，建立了以學生為中心的服務、開放型的管理體制，以及初具規模的“八五七”教學體系，即滿足學生實訓的八個基礎教學車間、五條教學示范生產線和七個大學生創新實踐基地，充分發揮了工程訓練中心這個實踐教學的有益平臺。
（一）深化教學理念改革
中心首先從教學內涵上進行改革，由原來單純的金工實習變成了綜合性的工程實訓。在每個工種的實訓中，通過多媒體教學手段，介紹大工程背景，講解典型課件，演示試件范例，不僅使學生掌握本工種的加工背景、加工工藝應用范圍，還要了解本工種與其他工種的關系。以大工程意識、創新意識和工程實踐綜合能力的培養為主線，注重培養學生的工程素質和非技術素質。
（二）深化教學體系改革
緊緊圍繞學生實訓的目標，對中心的實訓體系進行改革，可使得學生在校學習的四年中，一直有機會在工程訓練中心進行實踐鍛煉。大一學生工業認識實訓、大二學生工程實踐實訓、大三學生創新實踐實訓、大四學生進行畢業工程設計。同時，為充分發揮和利用工程訓練中心這個硬件平臺，開設了三門實踐創新選修課，舉辦五條教學示范生產線的專題講座，播放講解相應的社會化大企業的現代化生產線教學片為學生參考學習。
（三）實踐教學手段改革
調動一切積極因素，通過自制教具、自制產品模具來激發學生的創新意識。各個工種充分發揮和利用多媒體教學手段激發學生的學習興趣。
（四）實踐教學產品的改革
在實踐教學過程中，使學生的實訓產品盡可能與社會化的產品相結合。培養學生的質量意識、責任意識、成本經濟意識和安全意識等。
（五）改進實訓文化氛圍
中心通過創辦《工訓簡報》、中心網站等方式，使參加實訓的學生切身感受到工程實訓的文化氣息無處不在，隨時隨地接收工程知識的熏陶。《工訓簡報》用于通報中心工作重點，展示實踐教學成果，總結實踐教學新經驗，為師生開辟學習交流園地；中心創辦的網站，在每個教學車間配備的觸摸屏和投影儀上可以直觀地學習和了解中心創新實踐教學的最新內容和最新成果以及發展動向，使更多學生多渠道了解中心的創新實踐內容，自由選擇和加入創新實踐活動之中，達到提高學生實踐動手能力和整體綜合素質、提升辦學質量的目的。
（六）校校聯合，校企聯合，共建學生創新實踐基地
中心分別與北京大學、北京博創科技有限公司以及中國教學儀器總公司聯合成立了ROFISH和ROBOT以及機械創新設計制作三個智能控制和慧魚實訓基地，這三個實踐基地以提高學生實踐動手能力為宗旨，實行全天候開放，隨時接待學生來訪，并積極開展各項機器人知識培訓、進行機器人制作指導和機器人相關項目的研發。在全校范圍選拔優秀學生組成機器人團隊，參加國際國內的大學生競賽活動，在競賽中檢驗和促進學生的實踐動手和研發能力。
（七）走出去請進來，挖潛力練內功
在中心教職員工中立標兵、樹形象，在各個工種選拔技術能手、首席指導師傅，在工作中給與大力支持，在生活上給與相應補助，同時在全校范圍內招聘已退休的老教授組成中心的實踐教學指導督導組，對中心的實踐教學全過程進行督導和指導，確保實踐教學各項指標的貫徹和落實。與國內先進院校互派骨干交流學習，中心陸續接待了來自日本橫濱大學、北京工業大學、西安電子科技大學、中國石油大學、湖南大學、華北電力大學、華南理工大學等國內外幾十所院校的專家學者來我中心做客交流。中心也派出人員多次在省和華北地區的有關工程訓練中心的會議上做典型發言進行交流。同時，中心積極發揮人員和設備潛力，向其他高校開放運行，近幾年共接待了來自省內的太原科技大學、太原大學、晉中學院等6所院校近兩千余人次的學生來中心進行實訓，在省內外起到了示范輻射作用。
二、中心實踐教學改革取得的成果
中心上下積極參與實踐教學改革，成果豐碩。近幾年，中心獲得了教育部教學成果二等獎一項、中心教師在各種刊物34篇、出版實踐教學教材兩部、獲得各種教學產品和教具專利五項，特別是參與創新實踐制作的師生近幾年來制作的各類機器人參加了國際國內的機器人大賽獲得冠軍十項、亞軍四項的優異成績，工程訓練中心機器人團隊并獲得了山西省五四青年獎狀。
三、中心實踐教學改革中遇到的問題和工作體會
1.評為國家級實驗教學示范中心后，壓力加大，工作量加大，投入產出不成比例。
教育部加大了對國家級實驗教學示范中心的要求和檢查力度，每年都要對中心工作進行年度總結報告，并且每年都需要中心參加多次國家級聯席會議和交流會議，每次會議都需要總結發言，并且在會后領回來多重任務。其中教育部給與中心的投入數額有限，省里的配套資金難以落實到位，許多實踐教學改革的成果大打折扣。
2.教育部的實踐教學任務與所在學校的政策脫節，教師積極性難以保證。
教育部對國家級實驗教學示范中心的檢查內容包括實驗教學體系、內容的改革，編寫教材、開設創新性實驗的數量、教學儀器設備的改造和設計制作等，上述這些檢查的項目并未列入學校對教師的考核標準之內，得不到工作量的計算。這些工作量大繁瑣，不是靠突擊可以完成的，必須堅持長期教學工作的積累，也不是個別人能夠完成的，要由全體參加實訓教學的指導教師們集體努力。所以必須有政策支持和支撐，否則難以維持國家級示范中心的健康有序發展。
四、結束語
一、重點工作開展情況
(一)全力推進更高質量就業。2019年以來，縣人社局深入實施就業優先戰略和積極就業政策，把市場就業導向、經濟轉型升級和勞動力創業就業意愿結合起來，促進就業創業與產業振興、新舊動能轉化、鄉村振興戰略良性互動、深度融合。截止9月底新增城鎮就業3504人，完成全年計劃的75%，城鎮失業人員再就業1507人，完成全年計劃的94%，就業困難人員就業212人，完成全年計劃的92%，城鎮登記失業率穩定控制在3%以內。全縣就業質量穩步提高，創業活力競相迸發，確保了就業這個最大的民生。一是著力抓好重點群體就業。把做好大學生就業作為首要位置來抓。實施新一輪“三支一扶”計劃，安置15名“三支一扶”大學生。實施高校畢業生基層成長計劃，招錄公務員51人(不含公檢法系統)，其中鄉鎮機關招錄29人，占比達到57%。事業單位綜合類、衛生類、教育類招聘108人，鄉鎮招聘55人，占比達到51%。提升農民工就業質量。通過開展“春風行動”暨春季人才勞動力交流大會、對接煙臺萊州市人社扶貧、用好13個勞務輸送和技能培訓中心、招聘鄉鎮社區公益性崗位、開展“就業援助月、免費職業介紹、免費推薦工作”活動，已企業用工信息1000余條。一系列就業服務活動，為有就業需求的農民工提
供高效、便捷的服務。二是開展精準就業創業培訓。積極推動免費培訓下基層、進鄉村。舉辦“技能培訓夜校”，大規模開展建檔立卡貧困人員技能提升培訓和創業培訓，用實際行動把就業技能送到農村群眾的“家門口”。依托7家技能培訓機構，培訓學員2132人，通過培訓實現就業1695人。舉辦煙臺萊州市對接德州XX縣勞務扶貧暨秋季勞動力人才招聘會，提供就業崗位2000余個，現場入場人數500人次，達成就業意向80余人。三是提升大眾創業活力。發放創業擔保貸款935萬元，貼息33萬元。同時積極組織開展省級“四型就業社區”和省市級創業型街道(鄉鎮)、社區創建工作，已有8家單位創建成功，其中省級創業型街道1家，省級“四型就業社區”3家，省級創業型社區2家，市級創業型社區2家。
(二)推進多層次社會保障體系建設。今年以來，縣人社局按照兜底線、織密網、建機制的要求，全力構建覆蓋全民、城鄉統籌、權責清晰、保障適度、可持續的多層社會保障體系。一是推進社會保險擴面征繳。全面實施全民參保計劃。以農民工、非公有制經濟組織從業人員、靈活就業人員和新興業態從業者為重點，綜合運用法律、行政、經濟、輿論等措施，督促未參保人員及時全面參加社會保險，截止9月底，全縣養老、醫療保險參保人數分別達到29.8萬人、41.6萬人，失業、工傷、生育保險參保人數分別達到2.1萬人、5.4萬人、2.7萬
人，均按時完成時序進展，努力實現應保盡保。二是大力加強社保基金征繳。突出重點區域、重點企業、重點群體，堅持宣傳先行，搞好部門聯動，強化依法征繳，截止9月底，征繳各類社會保險費5.2億元，同比增長13%，為按時足額發放各項社保待遇奠定堅實基礎。三是夯實農村社會保障體系。2019年農村“兩險”征繳全面完成，居民養老、居民醫療參保人數分別達到25.7萬人、
38.7萬人，征繳居民基本醫療保險費7350萬元，城鄉居民養老保險費4442萬元。為建檔立卡未標注脫貧的貧困人員、低保對象、特困人員等困難群體5077人次代繳了養老保險費。同時不斷完善城鄉居民基本醫療保險制度和大病保險制度，加大重大疾病保險支持力度，對建檔立卡貧困人員大病保險的起付線降低50%，報銷比例提高5個百分點，讓人民群眾有更多的獲得感、幸福感和安全感。全面落實被征地農民養老保險“先保后征”政策，以確保被征地農民生活水平不因征地而降低，長遠生活有保障。四是穩步提高社會保險待遇水平。截止9月底，發放各項社保待遇7.7億元，同比增長10%。企業退休人員養老金待遇實現“十四連漲”，城鄉居民養老保險基礎養老金每人每月由100元提高至118元。提高居民大病保險報銷比例最高可報75%。新增14種昂貴特效藥納入大病保險支付范圍，有效減輕大病患者的經濟負擔。提高工亡職工喪葬補助金和一次性工亡補助金至75.7萬元。提高一級至四級工傷職工傷殘津貼、生活護理費和工亡職工供養親屬撫恤金標準。首次實現社保卡代替就診卡，方便群眾就醫結算。
(三)大力加強人才隊伍建設。今年以來，縣人社局不斷優化服務打造人才服務精品，活化形式延攬更多高端人才，為助推新舊動能轉換提供人才智力支持。引進“雙高”人才162人(博士研究生2人)，新增高技能人才56人，完成全年計劃的87%。職業技能鑒定發證1172人，完成全年計劃的107%。大學生自主創業64人，完成全年計劃的75%。引進國外專家智力20人次。我局招商項目山速機器人同時也是招才引智的重點載體，不斷為我縣引進智能制造方面的高層次人才。一是開展“百企校園行”引才活動。組織重點企業及事業單位先后赴東北農業大學、哈爾濱理工大學、中國海洋大學、山東師范大學、山東科技大學等高校開展招才引智活動，達成就業意向近300人次，拓寬了招才引智渠道，提升了XX形象。同時促成山東大胡子健身器材有限公司與哈爾濱理工大學在技術研發、人才引進、平臺建設、項目申報等方面達成合作意向。二是對接國內外一流高校院所。組織寶德龍健身器材有限公司參加在廣州市舉辦的中日大學展，與神戶大學、大阪工業大學、名古屋工業大學就合作的方向和領域達成合作協議，與中國科學院深圳先進技術研究院在發展康復器械、推進康復產業發展方面達成合作意向。積極對接清華大學、北京航天航空大
學，加快山東智衡減振科技股份有限公司博士后科研工作站申報力度。三是開展職業技能競賽活動。成功舉辦了首屆職工職業技能大賽活動、首屆“工會杯”廚師技能大賽，并對獲獎人員予以物資和精神獎勵，培養造就一批高素質、高技能人才。
(四)積極開展招商引資工作。經過前期積極洽談，縣人社局引進了山東山速機器人科技有限公司移動機器人研發生產項目，已在縣開發區落地，租用辦公樓、車間4000平米，外墻粉刷已經完成，生產布局按展示廳、生產車間、組裝車間進行裝修裝修，立項、環評等開工前手續辦理完畢，上海方面工程師、生產設備等全部已到位，第一批員工已經上崗正在崗前培訓。預計10月上旬第一批產品40套智能移動機器人將正式下線。
二、工作推進過程中存在的問題
(一)就業面臨的風險和不確定性有所上升。企業用工需求大幅度減少，環保整治停產引發的區域性集中失業風險已經顯現，勞動力總體供大于求。
(二)企業養老金發放面臨沉重壓力。受經濟形勢增速放緩、企業持續繳費能力減弱、人口老齡化、養老金待遇持續增長等因素影響，企業養老金收支整體性缺口和結構性缺口擴大，社保基金面臨著嚴重的支付壓力。部分企業負責人參保繳費意識不強，存在不參保、選擇
性參保繳費現象。
(三)人才總量不足，結構不合理，高端人才引進難、留住更難。平臺載體建設起步晚、建設慢、檔次低。“百千萬人才工程國家級人選”、“享受國務院政府特殊津貼專家”、“省有突出貢獻的中青年專家”等還是空白。
三、下步工作打算
(一)以更高的質量做好就業創業工作。要正視當前就業面臨的新矛盾、新問題，把破解就業結構性矛盾作為主攻方向，確保全年城鎮新增就業4700人，城鎮登記失業率控制在3.5%以內，努力實現公平就業、充分就業和更高質量就業。積極推動免費培訓下基層、進鄉村。突出抓好重點群體就業。深入實施“高校畢業生就業創業促進計劃”，引導更多的高校畢業生到基層建功立業。著力解決供給側改革去產能過程中的結構性失業問題，加大就業幫扶工作和職業介紹力度。實施就業精準扶貧，通過開發公益性崗位、勞務協作、技能培訓、就業服務、“扶貧車間”等措施，全面完成就業脫貧任務。同時做好復退轉業軍人權益保障工作。積極申報XX縣家具夢工廠、德州惠新創業管理服務有限公司為市級創業孵化基地、創業園區，為創業者提供平臺支撐。2019年計劃發放創業擔保貸款3000萬元，扶持帶動就業1200人。
(二)以更高的標準推進社會保障體系建設。進一步改革完善社會保險制度。嚴格落實被征地農民養老保險“先保后征”政策，逐步推動實現項目、資金及時落實的常態化。深化機關事業單位養老保險制度改革，全面實現按新制度計發待遇。完善職工居民大病保險制度和職工生育保險制度，落實居民醫保特病門診政策。全面推進工傷預防，降低工傷事故發生率。依法依規督促用人單位履行法律義務和社會職責，按時足額繳納社會保險費，力爭全年征繳各項社會保險費6億元以上。圍繞群眾和企業辦事的“難點”、“痛點”、“堵點”和經辦服務的“風險點”，深入開展人社領域作風建設，繼續落實“一次辦好”。
回顧以往，才知股改之艱難，之珍貴。
被逼無奈走上改革之路
中國家用電器研究院始建于1965年。職能定位是從事家電科研、檢驗、認證等業務，屬于國家家用電器行業重點科技創新和技術服務機構。
1999年，在科研院所改制的大潮中，家電院成為 “企業化運營、自負盈虧的事業單位”。沒有了科研經費支持，卻留下三百多名退休員工。家電院院長邴旭衛談到：“當初保證這幾百人有飯吃成了重大任務。”
面對家電院能否市場化運營的全新挑戰，全院員工思考著、探索著。總工程師劉挺對記者說：三年前，他們到安徽滁州創辦生產研發基地時，省科技局的一位干部對家電院的國有體制能否確保滁州基地順利建成并投產提出大膽疑問。對方那種不把責任風險落實到科研骨干個人身上，就不愿貿然合作的堅決態度，使家電院的領導們深受震撼。無路可走的現狀，逼迫家電院不得不起草出股份制改革的方案。報到有關部門后，也沒有人敢批。事后得知，留下了“規模太小，不值得一批，你們自己干著看吧”的話語。家電院上到領導下到普通工人，每位成員都很清楚：不拿出敢闖敢干的精神，這個單位就有可能在市場經濟的大潮中煙消云散。
于是，科研股份制改革的大旗，就在家電院那個不大的小院里樹立起來并高高飄揚。
股份制迸發出科技創新活力
在家電院科技創新平臺的股份制改革方案中，國有資產股占30%的比例，技術人員與管理層股份占70%。其中，技術人員入股是重中之重，通過評估他們的技術為整個科研項目帶來效益確定其所占的股份。但每一個技術骨干的個人持股都不超過整個項目的30%。可以說，家電院仍然是最大股東。
股份制改革以后，科研人員的積極性被調動起來，家電院的科研水平也得到很大的提高，尤其在變頻控制器和噪聲測試分析系統方面取得巨大進步。在短短的三年時間內，科技創新平臺成立了北京中家智銳科技有限公司，吸收骨干人員投資入股，兼顧國家、研究院和員工個人三方的利益，摒棄了以前論資排輩、大鍋飯的分配方式，多勞者多得，少勞者少得，不勞者不得。家電院多年積累的科技優勢迅速得到充分釋放。邴旭衛院長對記者說：“別看家電院的國有股份比例降低了，但是蛋糕做大了，國有資產的總值卻升高了，發展的空間也越來越大了。”股份制改革后，家電院科技創新的成果如雨后春筍般地展現出勃勃生機。
據了解，中國2011年專利的申請數量已經超過150萬件，已經超過美國、日本，位列世界首名，但這些專利技術在產業化方面卻遭受了瓶頸。家電院引領潮流，帶動整個中國家電行業轉型升級。首先家電院整合行業資源，形成公共服務平臺，聯合國內外其他科研院所、高校和家電企業進行合作，積極與地方政府、行業、區域骨干企業結成政產學研協同創新的戰略同盟。幾年來，家電院先后主導成立了“嵌入式系統應用專業委員會”、“北京市智能用電中心”、“安徽省家電產業技術創新戰略聯盟”，形成建立在產業技術創新價值鏈基礎之上的有機整合機制。在智能控制、智能用電、物聯網、創新設計等諸多領域推動我國家電行業技術進步。
在幾年時間內，家電院先后在珠海、青島、慈溪、臺州建立了分支機構或辦事處。2011年又在安徽滁州建立集科研開發、教育培訓、成果轉化推廣等功能為一體的公共技術服務平臺。自此，初步形成了以北京為核心，依托立足產業集群的滁州等地，以最近服務距離覆蓋主要家電產業集群，在市場、研發、生產、售后服務等各個環節形成優勢互補、分工合作的大格局。
他們先后承建幾十套家用電器安全、性能試驗室及噪聲室；開展了以“節能環保技術”和“智能網絡技術”為核心的多項重點項目研究，成果應用于多家企業，如變頻冰箱控制器、變頻空調控制器、檢測用工業機器人、太陽能光伏/光熱冰箱、基于物聯網技術的智能家居系統集成、家庭能源智能管理系統、廢液晶顯示器中銦回收處理工藝等，為行業提供新產品、新技術以及高效優質、快捷的專業化技術服務。
其中，他們自己組織創造出來的，昔日讓家電院科研人員說起來就有些臉紅的“變頻控制器”，被國際知名企業的專家們給以高度的評價和贊揚。
家電院的生產總值跨越式提高，家電院的科研骨干們不用揚鞭自奮蹄，他們的心血和汗水換回了應得的尊嚴和財富。
凝心聚力 無聲息啟動各方面改革
李昊曾是家電院的技術人員，由于不甘心在家電院單純做檢測，曾辭職去加拿大留學深造，目前已經成為機器人設計的國際頂尖人才。他得知家電院近年的改革發展，很是激動，主動要求參與合作。目前，李昊已經與家電院的科研人員們在共同從事機器人的設計開發。
股份制改革帶動了家電院各項制度的改革，不僅科技人才引進制度變了，李昊又可以來家電院工作了，中層干部的選拔任用也闖出一條新路。自愿報名、民主直選的方式產生了群眾滿意、上級認可、能力突出、德才兼備的中層領導。
家電院的黨建工作隨著科研股份制的改革，也變得更加切實地圍繞中心服務大局。他們堅持以人為本的理念，定期召開職工座談會，聽取職工的意見與建議。以科研項目股份制為依托“將支部建在平臺”上，生動活潑地開展了各項組織活動，黨支部的戰斗堡壘作用得到充分發揮。對黨員的管理教育，不再是單純地講黨課開個會，而是建立各項經濟指標綜合評價體系，督促檢查每個黨員在崗位上確實要發揮好先鋒模范作用。
科技項目股份制改革已經讓家電院破繭成蝶。在年家電院的年度總結會上，院領導向每一位員工展示了大家集體討論出來的“新愿景”：到建院五十周年（即2015年）時，實現資產從一個億到五個億的跨越式發展。