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产研共振:华科学子赴日制造业研学实录

2025-09-09郭艳雯 陈冰

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2025年7月,华中科技大学机械科学与工程学院组织选拔的25名以2023级为主的优秀本科生赴日本开展了为期9天的专业社会实践活动。本次实践活动以精益制造为主线,结合学院专业培养计划,通过实地调研访学,加强学生对全球制造业数字化转型发展动态的专业认知,拓宽学生的国际科技文化视野,并推进我院与国外企业高校的交流。e-works(武汉制信科技有限公司)承接了活动的具体行程安排。
       从7月6日至7月14日,我院实验实践教学主任陈冰、本科生教务科郭艳雯、e-works国际事业部谭欢带领同学们先后赴大阪世博会、京都大学、京瓷总部、欧姆龙太阳工厂、山崎马扎克机床博物馆、大福株式会社、名古屋大学、三菱电机名古屋制作所、富士通电子回收工厂、日本工业展、东京大学、东京国立博物馆、日本未来科学馆等进行调研交流。整个行程覆盖大阪、名古屋和东京三个工业区,日程安排紧凑、科学。通过现场考察参观、专题交流、主题讲座、实操体验等多种形式,同学们深入了解了日本一流企业的精益管理思想和方法、全生命周期产品开发流程、先进产品制造工艺、绿色和可持续发展措施,对日本制造业的历史、现状和发展趋势有了直观的认识,加深了对专业发展前景的认知。

       7月6日下午,同学们抵达大阪并参观了大阪世博会,在全球最大木造建筑“大屋根”下,参观富有各种创意设计的国家馆和主题馆,感受未来科技与生态文化的交融。
 
大阪世博会
图1 大阪世博会
 
世博会标志性建筑“大屋根”
图2 世博会标志性建筑“大屋根”

       7月7日上午,在京都大学,韩立友教授为同学们做了主题报告,介绍了京都大学的历史发展、科研教学环境和研究成果。该学校共培养了11位诺贝尔奖得主,被誉为日本“科学家的摇篮”。
 
韩立友教授为同学们做了主题报告
图3 韩立友教授为同学们做了主题报告

       7月7日下午,同学们到访京瓷总部,在精密陶瓷展厅,结合京瓷产品发展历程,同学们实地了解了精密陶瓷产品在电子器件封装、高速切削加工等领域的应用。在稻盛图书馆,吉田先生为同学们介绍了京瓷创始人稻盛和夫先生的经营哲学及人生理念,同学们积极交流互动,畅谈各自对京瓷的阿米巴管理模式、企业质量文化、人才培养理念的理解。
 
参观京瓷总部
参观京瓷总部
图4 参观京瓷总部

       7月8日上午,同学们访问被称为“轮椅上的工厂”的欧姆龙太阳工厂,该工厂80%的员工为残障人士,工厂人员为大家介绍了公司特有的定制化生产系统、动态技能匹配体系、全员参与的5S管理等,可以支持多品种/小批量的混流生产,实现了社会责任与经济效益双赢。学生们对于工厂的人文关怀举措以及精益生产方式的实际运行很感兴趣,在车间参观后提出很多细节问题,得到了工厂管理人员的认真解答。
 
访问欧姆龙太阳工厂
图5 访问欧姆龙太阳工厂

       7月8日下午,同学们访问了长期处于世界领先的数控机床企业山崎马扎克,重点参观了由其车间改造的机床博物馆,该博物馆展示了工业革命各个历史时期的典型机床和生产场景,同学们加深了对各种加工工艺、典型机床装备、柔性自动化产线的直观认识。
 
数控机床企业山崎马扎克
图6 数控机床企业山崎马扎克

       7月9日上午,同学们到访大福株式会社,该公司是全球最大的物流系统综合制造厂家之一,大家观摩了汽车自动装配线、高性能自动化立体仓库、箱式单元拣选和高性能穿梭车输送系统,半导体洁净室天车系统等先进物流系统,对支持混流生产和高性能电子制造的新一代柔性物流自动化系统有了直观和生动的认识。
 
大福株式会社合影
图7 大福株式会社合影

       7月9日下午,同学们参观了名古屋大学,该学校以自然科学和工程领域见长,目前已诞生6位诺贝尔奖得主。曾刚教授带领大家参观了诺贝尔奖展览馆和减灾馆。日本是地震多发的国家,减灾馆人员为大家现场介绍了相关地震监测和数据采集技术、场馆大楼的减震设施等。
 
参观名古屋大学
图8 参观名古屋大学

       7月10日上午,同学们到访三菱电机名古屋制作所,三菱电机是全球三大自动化解决方案厂商之一,名古屋制作所全面采用了三菱电机的e-F@ctory智能制造解决方案,营业部佐藤次长做了工厂的整体介绍,大家分组参观了伺服电机生产车间、PLC/HMI生产车间和技术展厅,对新一代开放自动化技术、边缘计算技术、IT和OT融合技术在工厂中的应用以及精益制造思想方法与数字化手段的结合有了进一步的理解。
 
三菱电机名古屋制作所伺服电机展柜
图9 三菱电机名古屋制作所伺服电机展柜

       7月10日下午,同学们到富士通电子回收工厂调研,该工厂建立了废旧电子产品回收生产线,经过人工初步筛选、机器粉碎、机器筛选回收等几个步骤进行原材料回收。学生对日本的资源回收、环境保护都十分感兴趣,问答环节气氛相当热烈。
 
富士通电子回收工厂调研
图10 富士通电子回收工厂调研

       7月11日,同学们参观了全球重要工业展之一的东京工业展,重点参观SAP、OMRON等数字化设计与制造相关的展台。学生们还根据自己的专业,参观了测量仪器、机械部件、工厂自动化、增材制造等企业展台,开阔了知识视野。
 
东京工业展
图11 东京工业展

       在东京,同学们还参观了东京大学综合研究博物馆、东京国立博物馆、日本未来科学馆,对日本的历史文化、科技和工业发展有了进一步的认识。
 
参观东京国立博物馆
图12 参观东京国立博物馆

       本次专业社会实践内容丰富,同学们切身体验了精益制造思想在日本企业中的全面实施、数字化和智能化手段在生产中的全面应用,深刻感受到了日本企业笃行务实、打磨细节、精益求精、追求卓越、勇于创新的工匠精神。整个实践行程中,陈冰老师提前介绍各个研学环节的背景信息及专业知识,使同学们带着问题去参观。大家对参观内容反响热烈,积极向企业提问,并在路途中分享自己的感受。同学们通过与国内制造业发展情况的对比,感受到了我国近年来在智能制造领域的飞速发展,也认识到在很多细节上还要向包括参访日本企业在内的国际一流企业学习。此次研学实践活动激发了同学们投身中国制造业大展宏图的雄心壮志,也触发了对于中国制造业发展以及个人生涯规划的积极思考。

----部分学生日志----

       先电2301陈欣怡:本次研学过程中,日本制造业企业最令我印象深刻的正是其精细化管理,其中有几个有名的关键词:5S管理(整理、整顿、清扫、清洁、素养)、TPM(全员生产维护)和TQC(全面质量控制)。京瓷总都实行阿米巴经营模式,将公司拆分为数千个独立核算的“阿米巴”,每个单元自负盈亏。阿米巴经营模式让每一道工序上的员工都清楚自己创造的利润和价值,能够激发员工自己的主观能动性,提升生产效率。每个阿米巴既是生产者也是质检员,体现了京瓷总都TQC的理念,将产品缺陷率降低到极低水平。在整个研学之旅中,我对学过的知识有了更深的体会。在《电子材料导论》中学习到的精密陶瓷,在京瓷总部见识到了。从电子元器件的封装,到自动ai汽车安装的摄像头,到汽车点火塞部件,到航空飞行器零件,日用家居工具……由精密陶瓷制造的菜刀切口光亮且硬度强;由精密陶瓷制造的保温杯轻盈且保温性能好。这些活生生的物品出现在眼前时,知识也就更加根深蒂固在脑海中。在参观三菱电机过程中,我了解到CC-link IE TSN网络能灵活构建系统,实现多个伺服电机的高精度同步控制,让复杂动作更精准可靠。三个高速旋转的齿轮完全不会发生干涉。参观中一个最大收获是了解了伺服电机的内部结构,也让我明白了其高性能的来源,了解了绕线,焊接等工艺过程。

       智造2303班何文解:在欧姆龙京都太阳工厂,我们了解了欧姆龙创办的历史和发展现状,不禁感到欧姆龙与太阳之家两个企业强烈的社会责任感。虽然残障人士可能在部分方面不如正常人,但是在关怀照顾后,他们也能发挥和正常人相同的作用效果,让残障人士和普通人一样重回社会,是他们的梦想,也是我们应该做的。此外,欧姆龙的理念让我想到,应对人口老龄化的社会问题时,我们是否能用相同的方法,解放残障人士与老年人的生产力,使得“两难自解”。最后,5S管理希望能借鉴落实到我所在的学生社团与队伍中,很明显能改善生产环境,提高作业效率。在马扎克机床博物馆,令我印象最深的就是细长轴加工的专业车床,只有亲眼见到这台长十几米的庞然巨物,才能理解制造工艺课上所说细长轴加工时可能出现的鼓形变形与防范措施。在大福,我们参观了它的先进的物流分拣系统与仓库储存系统。半导体天车给我的震撼不局限于他本身,更是整个工厂几百个天车能够高效协同生产的震撼。此外,我注意到大福的物流仓库最上端的横梁连接全是柔性的,可以有效缓解在地震中导致的高层晃动,减少损失与减震博物馆的理念不谋而合。

       测控2301班靳泽涵:本次行程在东京工业展落幕,这是一次汇聚了全球先进工业技术和创新成果的盛会,也是我此次实习收获最大的一天。会场内展位众多,展示着机械领域各个方向的先进技术和产品,让人目不暇接。我首先了解学习的是First Loop Technologies株式会社的展位,在这里,我使用翻译软件沟通,询问了与该公司的AI识别软件有关的问题。随后,我特意前往7号场馆的测量、检查、传感器区,这里是我们测控技术与仪器方向前沿技术的集中展示地。在这个区域,我看到了许多与人工智能深度融合的识别系统,例如AI视觉检查系统、基于多传感器融合的三维测量系统等。在学习国外测控方向先进技术的同时,我也留意了国内相关企业的参展情况。在这里,我遇到了海康威视旗下的分公司——海康微影,他们主要开发热成像仪、声波检测仪等应用于工业检测的设备,通过与工作人员的交流,我了解到国内在识别检测系统领域已经取得了一定的进展,通过参观和进一步的调研让我认清了自己奋斗的方向。

-----教师感想----

       陈冰:近几十年来,以丰田生产方式为代表的日本精益生产方法,对全球制造业产生了深远影响;日本精密加工装备企业的低调务实、注重细节的做法,使其能够保持基业长青。作为我国制造业未来的生力军,同学们有必要走出去开阔视野,增长见识。e-works基于多年国际工业考察经验,结合学院专业培养方案共同设计和安排了此次研学路线,达到了预期效果。同学们每天在企业认真学习调研,积极提问交流,对日本制造企业的“精益”和“精密”有了近距离的观察和直观感受,途中见缝插针分享观感,晚上提交日志总结,展现了华科学子的朝气蓬勃精神风貌。教学相长,同学们的独到观察和观点分享,为我们今后改进实践教学方式方法、与国内一流企业共建实习实践基地提供了很多思路启发。
责任编辑:程玥
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