Siemens Digital Industries Software 解决方案帮助学生提高技能水平，做好进入制造业领域的准备

坐落在北京西北地区的清华大学是中国优秀高校之一，也是高层次学术人才和科学研究发展的重要基地。为了顺应制造产业持续发展和技术不断变革的趋势，资源在稳步增长，同时人才结构、素质和教育体系也在不断完善，从而促进制造业技能发展取得新进步。“中国制造 2025”战略突出了从研发 (R&D)、变革、生产到制造业管理的人才培养体系，并强调要加快人才培养以推动中国从“世界工厂”转变为全球制造强国。

Siemens Digital Industries Software 正在将数字化融入各行各业，并与中国企业持续开展紧密合作，以推动“中国制造 2025”战略的实现。此外，Siemens Digital Industries Software 还致力于推动社交和教育行业的发展。Siemens Digital Industries Software 学术合作伙伴计划是一个面向数字技术技能教育的全球战略项目。学术合作伙伴计划旨在通过与中国工程院校紧密合作，加强设计、制造和工程教育等领域的高素质数字人才培养。

清华大学基础工业训练中心王建梅 (Jianmei Wang) 教授指出：“数字技术代表未来工业的发展方向，因此很有必要将相关工程软件引入高等教育并在教学中实现虚拟与现实的结合。”

紧跟产业发展需求，顺应时代崛起

在以新技术、新业务类型和新产业为经济带动因素的蓬勃发展背景下，各高校需要能够指导学生并帮助他们更深入地了解工程实践、创新和跨学科集成知识。

2016 年 12 月，中国教育部、人力资源和社会保障部、工业和信息化部联合发布《制造业人才发展规划指南》。2017 年 2 月，中国教育部发出关于开展新工科研究与实践的通知。这些部委共同致力于深化工科教育改革，并针对工科教育、新兴产业、新经济发展和现实商业需求等问题完善了工科生知识库。

随着学生大量涌入制造业，制造企业在高端技能培训中发挥着重要作用，工科人才的结构、素质和教育体系正在逐步改善。在此过程中，清华大学成为了 Siemens Digital Industries Software 的合作伙伴。

清华大学与各公司展开合作，加快教育和课程开发。清华大学基础工业训练中心针对新经济趋势下学生的实践能力、创新技能和跨学科教育的全面提升进行了深入研究。训练中心的主要工作包括不断在教育内容中引进新技术，探索增材制造、机器人技术和大数据等新领域，并在实践教学中整合信息。这种崭新的教育实践可以激发学生的创新思维，在学生中取得了更好的反响。

该中心促进了清华大学学生的工科文化和素质教育，包括综合工科教育、通识教育和创新教育，帮助培养一流的工科人才。

对于教学体系，训练中心遵循清华大学“四位一体”的大学使命和“一体两翼”的创新和创业理念实施路径。在教务处的带头下，多个学院和院系开展紧密合作，于 2016 年 9 月启动了技术创新辅修方案，这也是中国第一个以系统创新和创业教育为目标的双创新教学辅修专业培养方案。

王教授指出，“训练中心依靠 Siemens Digital Industries Software 产品在自动化领域带来的优势，可以为清华大学虚拟化教学提供灵活可行的解决方案。”

Siemens Digital Industries Software 是工业 4.0 的领先倡导者，致力于促进数字孪生并实现虚拟与现实世界的融合。公司提供的系列解决方案产品组合涵盖了从产品设计到制造的整个开发过程。基础工业训练中心于 2016 年首次引入 Siemens Digital Industries Software 产品，用它来展示从设计到制造的生命周期价值链。依靠具体产品，该中心可以让学生参与研发，帮助他们建立对制造流程的系统认识。

引入先进的软件解决方案

基础工业训练中心计划并实施相关科研教学工作，同时不断探索如何引入数字平台和虚拟仿真技术。通过虚拟与现实的结合，该中心让学生既能进行课堂仿真，又能获得实践体验。仿真有助于加深对抽象概念的理解，对那些想了解操作原理并掌握理论知识的学生大有裨益。而在实践中，学生能够运用所学的知识并加深理解。这种理论与实践相结合的方式使学生的实践知识提升了一倍，避免了经验缺乏这一短板。基于数字工厂对学生培养的要求，清华大学引入了 Siemens Digital Industries Software 的软件平台。

清华大学采用 Siemens Digital Industries Software 产品，其中包括的 NX™ 软件、Teamcenter® 产品组合和 Tecnomatix® 产品组合都是其重要组成部分。NX 软件是集产品设计、工程和制造为一体的解决方案，是面向产品开发的完整、灵活、高效的产品。Teamcenter 是一个统一的产品生命周期管理平台，实现了人、流程和知识的无缝结合，可以加速开发、提高生产效率并加强公司内外协同。Tecnomatix 数字化制造解决方案实现了不同制造学科的关联 — 从流程布局规划和设计，到流程仿真和验证、再到制造执行和生产工程，各种学科都在其中相互关联。三个阶段相结合，可对产品生命周期中的产品设计、制造、仿真、车间生产布局和设备运行条件进行仿真和验证。

自 2016 年以来，基础工业训练中心一直在使用 Siemens Digital Industries Software 产品。如今，西门子机器人仿真软件 Tecnomatix 已投入使用，主要用于本科生的机械制造实践。基于此软件平台的其他课程也正在开发中。训练中心的公共机房和展厅内的计算机上都已安装 Tecnomatix。学生可以使用该软件进行多项科研活动，包括学习课程、研究项目、竞赛活动以及创新创业活动。

中心内建立了工业机器人仿真和实验单元。学生使用 Tecnomatix 软件实现了对工业机器人的运动控制、运动路径规划和工具操作。基于一个简单的案例，一些抽象的内容可以直观地展示出来，帮助学生理解坐标系、姿势、路径规划和操作空间等基本概念和实施方法。掌握基础知识后，学生就可以使用教学模式并通过离线编程快速理解和操作机器人。

作为教育项目的一部分，Siemens Digital Industries Software 提供综合全面的支持服务，包括教材、讲稿以及西门子开发的课程。训练中心指导教师使用软件应用程序，并提供培训文档以供教师在教学中使用。西门子及其合作伙伴还协助教师基于软件平台开发案例，并为课程开发提供材料和支持。

面向数字工厂的工科人才培养

随着数字化与工业化的融合发展，制造技术已从材料制造转向信息制造。知识的价值正在不断提升，这已体现在产品及其生命周期中，尤其是在生产和制造步骤中。在新的人才需求形势下，各高校需要有的放矢地开展学科建设和课程改革。

基础工业训练中心充分意识到了公司和高校合作的重要性，并已积极探索促进合作的有效方法。该中心欢迎各公司参与工科课程的开发，并已吸引了多家跨国公司提供教学硬件和软件支持。许多知名的企业家为学生讲授创新创业和商业风险类课程。此外，中心鼓励学生经常实地参观公司，从中积累行业实践经验。

除了基于 Siemens Digital Industries Software 产品的教学课程外，学生还开始使用该软件平台开展独立的科研活动。Siemens Digital Industries Software 与清华大学将继续开展合作，双方计划研究更多相关课程，例如，智能制造中的精密在线检测技术与应用、数字化制造中的 PLM 以及医疗行业中的三维技术，等等。