西安工商学院 MV-IRPL4.0 智能制造实训室：工业级产教融合的「智慧工厂」范本

前言：政策东风下的「产教融合」新范式

在陕西省「智能制造 2025」战略的指引下，西安工商学院与维视智造联合打造的MV-IRPL4.0 智能制造实训室项目，以「全流程工业级复刻 + 教学化深度适配」为核心理念，构建了西北地区首个集实训教学、技术研发、产业服务于一体的智能产教综合体。项目涵盖信息化总控系统（MES/SCADA/ 运维系统）、立体仓库、智能加工、智能装配、激光打标、码垛装箱六大核心模块，通过工业机器人实现全流程自动化衔接，集成维视视觉检测系统覆盖 12 类质量控制点，并配备服务机器人导览与复合机器人物料转运，形成「教学 - 实训 - 研发 - 服务」四位一体的创新生态。

#1

工业级硬件的教学化重构

1. 智能加工系统：微米级精度的教学实践

数控车床：配备高精度数控系统，支持航空叶轮、汽车齿轮等复杂零件的编程与加工。在实训中，学生通过优化切削参数，将圆柱度误差控制在 0.005mm 以内，满足高精度加工要求。以纪念笔筒加工为例，学生使用该设备完成筒身的车削成型，通过 C 轴功能实现圆周均匀切削，确保笔筒表面粗糙度达到 Ra0.8μm 的镜面效果。

三轴加工中心：采用高精度滚珠丝杠与伺服电机，定位精度达 ±0.005mm，支持钛合金、碳纤维等特种材料加工。学生开发的笔筒底座加工中，学生使用该设备实现「西安工商学院」校徽的立体浮雕效果。

2.信息化总控系统：生产大脑的智慧中枢

MES 系统：复刻行业主流制造执行系统架构，学生可通过生产排单模拟订单调度，系统自动生成物料需求计划，实时监控设备 OEE（综合效率）。在「工单分配优化」实训中，学生通过逻辑算法使虚拟产线产能提升 18%。以笔筒生产为例，学生通过 MES 系统模拟订单接收、物料配送、成品入库的全流程，实现生产周期缩短 30%。

SCADA 系统：集成 32 个设备数据采集点，实时监测产线传感器及状态点，配合运维系统，实现对设备的故障及时分析、快速排查。

3. 立体仓库系统：智能仓储的教学道场

硬件配置：3 层 32 个库位，使用工业六自由度机械臂实现物料出入库全自动化。学生通过完成「智能物料管理实训」，在笔筒物料管理中，学生通过该系统实现毛坯、半成品、成品的分类存储与快速检索，库存周转率提升 40%。

教学创新：增设「虚拟库存管理」模块，学生模拟库存周转率优化，某小组通过 ABC 分类法将库存占用资金降低 22%，形成标准化教学方案。

#2

全流程自动化的智能协同

1. 机器人集群：柔性生产的纽带

装配机器人：配备快换夹爪系统，可切换吸附式与夹持式工具，学生通过示教编程完成笔筒筒身与底座的对接。实训数据显示，通过程序优化，装配节拍从人工 120 秒 / 件缩短至 45 秒 / 件，同轴度误差≤0.1mm。

激光打标机器人：搭载视觉定位系统，学生通过相机标定与坐标转换，实现笔筒成品的规则码放，定位误差≤±0.5mm。

2. 维视视觉检测：笔筒全工序质量管控

外观缺陷检测：采用 MV-HP 系列工业相机（分辨率 2448×2048），配合环形光源，学生可识别笔筒表面 0.2mm 以上划痕、色差等缺陷，检测准确率 98.7%。

LOGO 清晰度检测：通过 VisionBank 软件的 OCR 字符识别模块，学生调试阈值参数，实现校徽图案的完整性判断，误检率＜1%。

3. 复合机器人：物流革命的智能载体

物料转运：复合机器人搭载2D 视觉系统，实现成品箱精准抓取（定位误差＜±1mm），并通过激光 SLAM 自主导航完成跨区域运输。

产教协同：机器人与 MES 系统深度集成，学生可通过「订单触发 - 物料配送 - 成品入库」全流程实训，掌握智能物流系统的调度逻辑。

#3

人才培养的三维进阶体系

1. 基础层：基础技能认证

数控编程实训：学生需完成「车削 + 铣削」双模块考核，通过广数系统 G 代码编程实现笔筒全尺寸加工，通过率 89%。

机器人示教：掌握 ABB 机器人手动操纵、路径规划，完成笔筒装配工序的程序编写，考核标准为连续 10 次装配无失误。

2. 系统集成层：项目化教学实践

笔筒全流程实训：学生分组完成「设计 - 编程 - 加工 - 检测 - 仓储」全环节，某小组通过优化切削参数，使笔筒废品率从 8% 降至 2%，相关工艺被纳入实训案例库。

视觉系统调试：在 LOGO 检测项目中，学生通过调整光源角度、相机焦距，使检测效率从人工 30 秒 / 件提升至 5 秒 / 件。

3. 创新优化层：教学场景拓展

参数优化挑战赛：学生通过正交试验法优化激光打标功率（10-20W）、速度（50-150mm/s）参数，最佳方案使打标效率提升 40%，被写入实训指导书。

#4

交互体验与校企协同

1. 服务机器人导览

搭载科大讯飞语音识别系统，可切换中英双语导览，介绍各模块技术原理与教学成果。2025 年接待省内外院校、企业参观团，收集合作意向。在笔筒产线参观中，机器人可动态演示从毛坯到成品的全流程，解答参观者关于加工工艺、设备参数的疑问。

2. 双师教学模式

维视工程师开展「视觉算法基础」工作坊，指导学生使用 VisionBankAI软件完成笔筒缺陷样本标注，累计沉淀教学用例 100+。

校内教师主导「工艺优化」课程，结合宝鸡机床技术手册，讲解切削三要素对笔筒表面质量的影响。

结语：智能制造人才培养的「西工商范式」

西安工商学院 MV-IRPL4.0 实训室以「去商业化、强教学性」为原则，所有参数与案例均来自真实教学场景：数控车床的精度指标基于学生实操数据，视觉检测的应用场景严格限定于笔筒全工序，机器人作业的描述均匹配设备实际配置。这种「教学需求驱动设备选型」的模式，为院校提供了可复制的智能制造人才培养方案，助力区域院校实现「实训即实战」的育人目标。

审核编辑 黄宇