本报记者 张翀 本报通讯员 朱丽 唐青青
楼下，生产加工一派繁忙；楼上，仿真教学紧锣密鼓。近日，记者在湖北省武汉市武昌职业学院校办工厂——湖北中镶精密制造有限公司车间里看到，4个班200多名机电一体化专业的学生，正在一比一还原真实数控机床的智慧教学实践平台上，同步模拟操作制造航空航天飞行器上的精密结构件、紧固件。
武昌职业学院运用数字孪生技术自主创新机电一体化智慧教学实践平台，助力专业教学由传统的2D课堂转变为3D实操，有效降低了实训、培养成本，实现了学生“上课就上班、毕业即就业”，令该校机电一体化省级品牌专业迎来了“涅槃重生”，为加快培养高端装备产业人才提供了值得借鉴的数智教育新样本。
研发数字孪生机床破解教学难题
“我们学校的机电一体化技术专业是王牌专业，也是省级品牌专业之一，招生规模常年稳定在12个教学班级。但在2017年后，短暂出现了招生难的局面。”该校高端装备智造学院院长汪洋说道。
“高端精密加工的精度在纳米级别，要熟练操作这些数控机床，学生入门难、慢、险。”湖北中镶精密负责人、武昌职院“双师型”教师胡田秀介绍道，“实地教学风险高、成本高、场地受限、难以实现；虚拟教学效果差、周期长、脱离现实，这给实际教学带来了挑战。”
胡田秀和团队历时大半年的开发研制，首批50台“昌职智教——数字孪生虚拟教学平台”在2024年3月搬进了课堂。“我们搭建了基于真实机床的数字化孪生模拟机床，一比一还原实际生产操作，接入局域网还可直接实现生产。”胡田秀介绍，“操作面板与真实机床面板一模一样，甚至考虑到实际生产为站立操作，还专门将数字孪生机床设计成了立式的。”
经过学校实训基地为期8个月的滚动式培训与调试，数字孪生机床取得了远超预期的教学成果。
模拟实操让学用不再脱节
“现在我们把模式切换到手轮模式，X轴手轮倍率选择100%……”在湖北中镶精密车间，身着蓝色工服、推着黄色小推车的青年教师肖力将黄色小推车上的摄像头对准工作机床的操作面板，向身后的一群学生进行讲解。而小推车显示屏上的画面也同步出现在楼上实训中心S201教室里。站在数字孪生机床前的学生们一边学习屏幕上的直播讲解，一边跟着要点操作。
肖力介绍，他教授的《数控编程与操作》课程共有72课时，其中超50个课时都与数字孪生机床的实际操作有关。“学校研制的数字孪生平台，对教学帮助非常大。”
“数字孪生机床投入使用后，学生实训成本下降了超80%。”汪洋介绍，“过去一名零基础的学生培养到规范操作机床平均需要6个月，在学习数字孪生机床模拟操作后，这个时间缩短到了3个月。”
数智教育加速产教融合
“不仅要培养全面型人才，还要培养专业型高精尖人才。”汪洋说道，在学生培养后期强化阶段，学校采用了项目式、工卡式实践教学模式。根据工艺、编程、操机、管理、机床维护等不同的工种进行专业分流，定向小班式培养。真正做到了“以产带教”，将课堂无缝衔接到生产线上。
机械与自动化专业的大二学生张俊坤，经过学习，成了湖北中镶精密的一名实训铣工，从去年10月进入工厂跟岗实训，他已工作了7个月，每个月实训补贴到手4000余元。
工厂铣工组长曾胜告诉记者，张俊坤目前已经掌握了工厂3套系统的操作技能，生产的定制精密零部件已超100款，废品率控制在5%以内。曾胜说：“学校的‘实景教学’对初学者入门很有帮助，可以更快、更安全、更低成本地帮助初学者打好基础，降低废品率。”
从“楼上上课”到“楼下上班”，在湖北中镶精密，像张俊坤这样的实训学生有70余名，且数量还在不断增加。
据了解，武昌职业学院高端装备智造实训基地内现有加工车间2万余平方米 ，拥有各类生产、检验、先进设备设施150余台套，专任教师、高级技工、技师、高级技师、管理人员均有长期高端精密制造领域的从业经验。经过培养，90%学生“上课就上班、毕业即就业”。
