實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介：

為了便于教師實(shí)驗(yàn)教學(xué)與學(xué)生自主學(xué)習(xí)，本項(xiàng)目以具體定制家具產(chǎn)品全生命周期的相關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)來(lái)構(gòu)建定制家具智能生產(chǎn)線設(shè)計(jì)與優(yōu)化虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)者可以像在真實(shí)環(huán)境中一樣完成定制家具智能生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)、規(guī)劃、設(shè)備選型、搭建、工藝參數(shù)設(shè)置、生產(chǎn)操作等各種環(huán)節(jié)。通過(guò)交互式仿真實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生可以學(xué)習(xí)掌握以下知識(shí)點(diǎn)：定制家具生產(chǎn)工藝流程、定制家具智能加工設(shè)備組成與生產(chǎn)線搭建；關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)設(shè)置；定制家具智能生產(chǎn)線設(shè)備選型及布局；定制家具智能生產(chǎn)線仿真運(yùn)行等。 整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容一共4課時(shí)，依據(jù)定制家具實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程設(shè)置了生產(chǎn)任務(wù)設(shè)計(jì)、設(shè)備認(rèn)知及布局設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過(guò)程調(diào)控等三大模塊進(jìn)行安排，首先根據(jù)需求制訂生產(chǎn)任務(wù)，明確完成目標(biāo)任務(wù)需要配備的生產(chǎn)線數(shù)據(jù)（產(chǎn)能設(shè)計(jì)及設(shè)備組合方案），然后進(jìn)行生產(chǎn)環(huán)境的設(shè)計(jì)（生產(chǎn)線布局），最后進(jìn)行生產(chǎn)線運(yùn)行調(diào)控（各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置及實(shí)際產(chǎn)能）。 各實(shí)驗(yàn)?zāi)K內(nèi)容采用遞進(jìn)關(guān)系進(jìn)行設(shè)計(jì)，既相互獨(dú)立又相互關(guān)聯(lián)。

實(shí)驗(yàn)背景：

根據(jù)“雙一流”和高水平大學(xué)建設(shè)目標(biāo)要求，我校積極探索人才培養(yǎng)新模式，優(yōu)化林業(yè)工程學(xué)科下的專(zhuān)業(yè)結(jié)構(gòu)，申請(qǐng)?jiān)O(shè)立了智能制造工程專(zhuān)業(yè)，以主動(dòng)適應(yīng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，響應(yīng)企業(yè)對(duì)新工科人才能力新需求，為我國(guó)從制造大國(guó)邁向制造強(qiáng)國(guó)/由中國(guó)制造走向中國(guó)“智造”貢獻(xiàn)力量。

定制家具智能制造系統(tǒng)是以網(wǎng)絡(luò)為載體，整合各項(xiàng)智能制造技術(shù)，服務(wù)于整個(gè)產(chǎn)品的生命周期，涵蓋了從接單到發(fā)貨的全業(yè)務(wù)活動(dòng)，貫穿整個(gè)定制家具的銷(xiāo)售、拆單設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、服務(wù)的全過(guò)程。主要制造工藝為：根據(jù)用戶(hù)要求進(jìn)行家具設(shè)計(jì)，簽定家具訂單，再對(duì)訂單進(jìn)行拆解，然后將家具零部件揉單，分批次進(jìn)行下料、封邊、鉆孔、分單包裝等加工。在實(shí)際教學(xué)中，存在著實(shí)驗(yàn)設(shè)備成本高、數(shù)量少、操作過(guò)程復(fù)雜、易損壞、實(shí)驗(yàn)空間與時(shí)間受限，難以向?qū)W生全面展示和解釋等問(wèn)題。

在此背景下，為了便于教師實(shí)驗(yàn)教學(xué)與學(xué)生自主學(xué)習(xí)，項(xiàng)目組對(duì)原有木材科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)方向的相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系進(jìn)行優(yōu)化與重構(gòu)，根據(jù)智能制造工程專(zhuān)業(yè)涉及的《智能生產(chǎn)計(jì)劃管理（MES/ERP）》、《智能木材加工裝備》、《家居制品智能制造軟件與技術(shù)》、《智能物流及倉(cāng)儲(chǔ)》、《智能工廠集成技術(shù)》等課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)需要，構(gòu)建了《定制家具智能生產(chǎn)線設(shè)計(jì)與優(yōu)化虛擬仿真實(shí)驗(yàn)》，是學(xué)科專(zhuān)業(yè)與信息技術(shù)深度融合的產(chǎn)物。整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容一共32課時(shí)，實(shí)驗(yàn)者可以像在真實(shí)環(huán)境中一樣完成定制家具智能生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)、規(guī)劃、設(shè)備選型、搭建、工藝參數(shù)設(shè)置、生產(chǎn)操作等各種環(huán)節(jié)。通過(guò)交互式仿真實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生可以學(xué)習(xí)掌握以下知識(shí)點(diǎn)：定制家具生產(chǎn)工藝流程、定制家具智能加工設(shè)備組成與生產(chǎn)線搭建；關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)設(shè)置；定制家具智能生產(chǎn)線設(shè)備選型及布局；定制家具智能生產(chǎn)線仿真運(yùn)行等。

本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以提高學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為宗旨，推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息化建設(shè)，通過(guò)虛擬仿真技術(shù)對(duì)定制家具智能生產(chǎn)流程進(jìn)行仿真和延拓，旨在實(shí)現(xiàn)以下目的：

（1）將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)中，使學(xué)生身臨其境感受現(xiàn)代化車(chē)間生產(chǎn)環(huán)境，熟悉定制家具智能生產(chǎn)線的運(yùn)行過(guò)程，激發(fā)職業(yè)興趣；

（2）搭建定制家具智能制造實(shí)驗(yàn)環(huán)境，讓學(xué)生通過(guò)虛擬交互技術(shù)了解家具智能生產(chǎn)線運(yùn)行邏輯與數(shù)據(jù)流，掌握產(chǎn)能設(shè)計(jì)、車(chē)間布局、流程操作、參數(shù)設(shè)置等基本技能；

（3）能夠根據(jù)不同規(guī)模的定制家具生產(chǎn)需求，合理選擇所需要工藝設(shè)備類(lèi)型、參數(shù)，并進(jìn)行布局設(shè)計(jì)，通過(guò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，對(duì)其進(jìn)行可行性判斷。

設(shè)計(jì)原則：

為適應(yīng)木材加工領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)升級(jí)和高質(zhì)量發(fā)展的需求，根據(jù)培養(yǎng)具有解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力和創(chuàng)新思維的高層次新工科人才的目標(biāo)，項(xiàng)目組圍繞南京大業(yè)大學(xué)智能制造工程專(zhuān)業(yè)必修核心課程《智能制造技術(shù)與裝備》以及國(guó)家雙一流建設(shè)學(xué)科林業(yè)工程涵蓋的木材科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)必修核心課程《木工機(jī)械》及《人造板機(jī)械》開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了《定制家具智能生產(chǎn)線設(shè)計(jì)與優(yōu)化虛擬仿真實(shí)驗(yàn)》。目前企業(yè)定制家具的一般制造工藝為：根據(jù)用戶(hù)要求進(jìn)行家具設(shè)計(jì)，簽定家具訂單，再對(duì)訂單進(jìn)行拆解，然后將家具零部件揉單，分批次進(jìn)行下料、封邊、鉆孔、分單包裝等加工。為現(xiàn)有的板式定制家具智能制造整體解決方案，包括了板式定制家具全生命周期的相關(guān)數(shù)據(jù)，涵蓋了從接單到發(fā)貨的全業(yè)務(wù)活動(dòng)，貫穿整個(gè)定制家具的銷(xiāo)售、拆單設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、服務(wù)的全過(guò)程。 

實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：

1、常用板式家具的認(rèn)知，并進(jìn)行家具結(jié)構(gòu)拆分，熟悉家具組成；

2、熟悉家具智能制造生產(chǎn)工藝，了解智能制造生產(chǎn)線的主要設(shè)備配置；

3、了解電子開(kāi)料鋸、封邊機(jī)、鉆孔加工中心的主要結(jié)構(gòu)與工作原理；

4、根據(jù)不同規(guī)模的定制家具生產(chǎn)需求，合理選擇所需要工藝設(shè)備類(lèi)型、參數(shù)，并進(jìn)行布局設(shè)計(jì)，通過(guò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，對(duì)其進(jìn)行可行性判斷。

實(shí)驗(yàn)要求：

（1）專(zhuān)業(yè)與年級(jí)要求該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要作為智能制造工程專(zhuān)業(yè)必修核心課程《智能制造技術(shù)與裝備》以及國(guó)家雙一流建設(shè)學(xué)科林業(yè)工程涵蓋的木材科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)必修核心課程《木工機(jī)械》&《人造板機(jī)械》等專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程理論教學(xué)的配套實(shí)驗(yàn)課，也可作為相關(guān)科普知識(shí)予以展示。根據(jù)各學(xué)校不同專(zhuān)業(yè)的課程進(jìn)度安排，可以是大二下學(xué)期或大三以上年級(jí)的學(xué)生。涉及專(zhuān)業(yè)包括木材科學(xué)與工程、材料學(xué)等相關(guān)的工學(xué)專(zhuān)業(yè)。 

（2）基本知識(shí)和能力要求學(xué)生應(yīng)對(duì)制造業(yè)生產(chǎn)車(chē)間和木工機(jī)械、機(jī)器人、物料傳送裝置、自動(dòng)化生產(chǎn)線等有一定的了解，具備林業(yè)工程或智能制造工程相關(guān)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課程知識(shí)，如機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理、測(cè)試技術(shù)、工程材料、木材學(xué)等，具有較好的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題和一定的創(chuàng)新能力。