本书从实际工程入手，在介绍真实工程项目的基础上，提炼出真实工程项目中机电的核心技术，以“能力源”创新课程套件为载体，学习者通过与真实工程项目的实际比对,自主搭建高仿真型工程项目实体，完成项目的组件搭建、线路连接，并通过VJC图形化交互式开发系统全面实现高仿真型工程项目的控制设计、运行调试和故障诊断。全书按“项目引导”“项目开篇”“项目备战”“项目实战”“项目决战”“项目拓展”结构编排，采用从工程相关知识介绍到实践再到创新的项目单元的编写思路，让教学者和学习者了解并亲身体验自动化工程实践创新的教学方法和学习方式，丰富学习者的工程实践知识、经验技巧和技术应用，由浅入深、由感性到理性，拓展学习者的专业视野，提升学习者的职业素养和实践创新能力。

本书适合作为高等职业院校机电类相关专业学生用以提升自动化工程实践能力的教材，也可作为不同类型学校学生开展社团、工程创新实践活动和技术大赛活动的参考书，还可作为高等职业院校开设专业认识概论、基础实践创新教学、综合实践课程教学以及创新实践课程教学的指导用书。

2010年10月,教育部高等学校高职高专自动化技术类专业教学指导委员会启动了“工程实践创新项目”建设计划。该计划包括：组建工程实践创新项目工作组、制定工程实践创新项目实训室建设标准、遴选工程实践创新项目实施支撑平台、创建全国性工程实践创新项目基地、开发工程实践创新项目教材和教学资源、实施工程实践创新项目师资培训、典型专业教学方案推介、工程实践创新项目赛项设计、工程实践创新项目推广等。计划实施过程中,上海未来伙伴、天津启诚伟业科技有限公司、三菱电机自动化(中国)有限公司、美国国家仪器（中国）有限公司、德国西门子（中国）有限公司作为该项目计划的重要合作企业参与方，共同为该计划提供了工程实践创新项目支撑平台。

“能力源”创新课程套件经过不断演化发展，已经成为众多高等学校、职业院校和中小学广泛采用的教学实验、实训设备，作为不同层次、不同类型的院校结合各自的培养目标，将其用作专业基础课程、专业技术课程、劳技课程、综合实践教学课程、创新实践课程和课外社团、专业兴趣小组的教学活动载体。“能力源”创新课程套件已经走出国门，成为国外院校开展专业（学科）教育教学的有效载体，也成为中国职业教育的国际品牌——“鲁班工坊”项目建设的一道亮丽风景线。

2012 年，《工程实践创新项目教程》出版，成为首部使用“工程实践创新项目”命名的教材资源；2013 年，《工程实践创新项目教程（英文版）》出版；2014 年，以工程实践创新项目应用为重要内容的成果，获评职业教育首个国家教学成果“特等奖”。

2015 年，工程实践创新项目被确立为一种“教学模式”，其英文缩写为“EPIP”。工程实践创新项目是工程(Engineering)、实践(Practice)、创新(Innovation)、项目(Project)四个元素的有机组合，其内涵是“工程化、实践性、创新型、项目式”。本教材主编组织“鲁班工坊”项目研究、方案设计，工程实践创新项目（EPIP）成为鲁班工坊的核心内涵之一，并被确定为向世界分享的中国职业教育的教学模式。

2016 年，天津渤海职业技术学院在泰国大城技术学院建立世界上首个鲁班工坊。2017 年，工程实践创新项目（EPIP）国际教育联盟在天津成立。泰国EPIP 教学研究中心在泰国大城揭牌启运。2018 年，“基于‘工程实践创新项目（EPIP）’的教学模式与实践”获批教育部重点课题。葡萄牙EPIP 教学研究中心在塞图巴尔揭牌启运；在新德里举办的首届“中国—印度职业教育合作论坛”上，印度EPIP 教学研究中心揭牌启运。2019 年，《EPIP职业教育教学模式：改造我们的学习》著作出版，成为首部从理论层面全面阐释“工程实践创新项目（EPIP）教学模式”的著作；《EPIP 教学模式——中国职业教育的话语体系》著作出版，获评中宣部“中华文化走出去”出版工程（国家出版工程）重点任务。2020 年，TEACHING MODEL OF EPIP相继由英国的出版社出版英语版、葡萄牙语版；《EPIP 教学模式的课程论探究》《EPIP 教学模式的专业论探究》《EPIP 教学模式的教育论探究》论文相继发表。“推广工程实践创新项目（EPIP）教学模式应用”写入《天津市教育现代化“十四五”规划》。2021 年，《工程实践创新项目（EPIP）解析》著作出版，《工程实践创新项目（EPIP）的核心要义》《工程实践创新项目（EPIP）国际教育联盟：发展路径、效应与展望》等文章相继发表；“基于EPIP 的鲁班工坊教育援外能力建设研究”项目获批教育部中非高校“20+20”合作计划。“推广工程实践创新项目（EPIP）教学模式应用”纳入教育部与天津市共建“新时代职业教育创新发展标杆”建设协议。

2022 年，非洲首个EPIP 教学研究中心在埃塞俄比亚设立；第五届EPIP 国际教育联盟年会在中国天津和泰国大城同期举办；《工程实践创新项目（EPIP）教学模式的逻辑推进与未来面向——试论中国职业教育的国际话语‘EPIP 教学模式’的创建创成》文章发表。首届世界职业技术教育发展大会在天津成功举办，全球123 个国家代表，57 个国家教育部部长、驻华大使、国际组织负责人参会，形成“会、盟、赛、展”平台合作机制；鲁班工坊与EPIP 教学模式系列丛书发布暨国别鲁班工坊研究系列丛书签约仪式在首届世界职业技术教育发展大会发布大厅举行；首届世界职业院校技能大赛成功举办，运用EPIP 开发的“鲁班工坊赛道”成为主力赛项；面向全球成功举办鲁班工坊建设？ 成果展，“鲁班工坊”和“EPIP”成为首届世界职业技术教育发展大会“高频词”和“高光点”。“推广工程实践创新项目教学”，“发挥已建立的泰国、葡萄牙、埃塞俄比亚等国EPIP 教学研究中心作用，给更多境外合作伙伴带去先进的教学模式……”载入《中国职业教育发展报告（2012—2022 年）》；“模式创立、标准研制、资源开发、师资培养——鲁班工坊的创新实践”，获评2022 年国家级教学成果特等奖。

从2012 年11 月《工程实践创新项目教程》出版，到2022 年12 月《工程实践创新项目（EPIP）教程》再版，经历了10 年。这10 年，是中国特色社会主义进入新时代的10 年，也是《中国职业教育发展报告2012—2022 年》向全球展示新时代中国职业教育创新发展的10 年；是工程实践创新项目由“教程”到“模式”，由“实践”到“理论”，由“探索”到“确立”，由“教指委”推广应用到“鲁班工坊”世界分享的10 年，更是通过工程实践创新项目（EPIP）将中国职业教育的教学理论成果具体化、将中国职业教育的教学实践经验系统化、将中国职业教育的教学模式创建自主化的10 年。

EPIP 是中国的教学模式。它以中国职业教育实际为研究起点，体现继承性、民族性的立场主张，具有主体性、原创性的理论观点，彰显系统性、专业性的实践特色，构建起具有中国特色、自身特质的院校办学思想、专业建设模式、课程结构体系、标识品牌概念、系列教学成果和典型应用案例，形成职业教育的EPIP 教育论、EPIP 专业论和EPIP 课程论。EPIP，是在中国的职业教育实践和理论研究基础上，汲取中国古代、近现代教育思想，借鉴世界先进职业教育经验创立的。

EPIP 之“道”，是把职业教育作为现代产业体系发展的组成部分，是把职业教育发展作为社会营商环境改善的重要内容。EPIP 注重职业教育与经济社会发展、产业结构调整、科学技术进步、国际产能布局的协同；注重基于真实工程、真实世界、现实生活的全面育人；注重学校、企业双方共同调研寻找、研讨确定专业的核心技术技能，保证产业、行业、企业、职业要素全程、全面融入专业建设；注重课程所含的知识、技术（技能）、素养都要以工程为基础，源自工程，瞄准工程，服务工程。作为工程实践创新项目（EPIP）教学模式推广应用的标志性载体，围绕“能力源”创新课程套件，开发高水平的教学资源，服务高等职业院校开展教育教学，成为一种更加迫切的需求。教学资源开发团队从实际工程入手，在让学生了解、学习真实工程项目的基础上，提炼出真实工程项目中的核心技术，以“能力源”创新课程套件为载体，通过真实工程项目的实际比对, 自主搭建高仿真型工程项目实体，并通过交互式开发系统全面实现高仿真型工程项目的控制设计、组件搭建、线路连接、运行调试和故障诊断。

全书按“项目引导”“项目开篇”“项目备战”“项目实战”“项目决战”“项目拓展”结构编排，实现从工程到实践再到创新的项目单元编写思路，由浅入深、由感性到理性，让教学者和学习者了解、体验工程实践创新的教学和学习方式，丰富学习者的工程实践知识、经验，提升技术应用能力和实践创新能力，拓展学习者的专业视野，内化并形成良好的职业素养。

本书强化了工程实践项目的“真度”，专业技术应用的“深度”，实践创新空间的“广度”，教学资源内容的“厚度”，软硬系统结合的“密度”，虚拟仿真形式的“适度”，教育教学过程的“乐度”，创新能力培养的“效度”，为探索EPIP 教学模式在专业、课程、知技素点三级层面的应用与运用、教学实施作了有益探索。

随着教育教学改革的发展及技术的不断更新，第一版的内容需要修订。本书延续了第一版彩色纸质教材的特色和基本内容，补充更新了相关技术及项目拓展的所有内容，同时添加了数字化资源。数字化资源中按照每个项目单元的布局结构，包括了相关竞赛视频、技术体验视频、创新套件典型案例搭建视频、教学组织场景视频、设备运行仿真视频、案例机械结构爆炸图、工程案例资料、软件工具、典型案例程序、教学课件、教学参考、教务任务单、教与学参考指导资料、元器件实物工具图库、大量的实物照片及文档等，为“教”和“学”提供了生动、直观、立体的教学资源。

本书共分为六篇，在第一版教学团队（陈永平、汤晓华、张文明等）的工作基础上，具体分工为：吕景泉、耿洁共同撰写项目引导；王兴东、胡仲伟撰写了项目开篇、项目备战、项目实战；王兴东、王玲、邵帅撰写项目决战；耿洁、胡仲伟撰写项目拓展。全书由吕景泉、耿洁、王兴东策划并统稿。

本书是2021 年度天津市教育科学规划重大课题“新时代职业教育标杆建设研究”（项目编号：AJE210007）研究成果，由天津市工程实践创新项目（EPIP）研究与推广中心组织编写，相关教学资源依托天津高校智库鲁班工坊国际发展研究中心已在20 余个国家进行分享和应用。

本书开发过程中，得到了上海未来伙伴、天津启诚伟业科技有限公司、天津职业技术师范大学、天津市教育科学研究院、天津机电职业技术学院、中国民航大学、天津渤海职业技术学院等单位领导和同仁的大力支持，在此表示衷心的感谢！

限于编者的经验、水平以及时间，书中难免存在不足和缺漏，敬请专家、广大读者批评指正。

编 者

2022 年12 月13 日

第 0 篇 项目引导——工程实践创新项目能力源
一、从世界职业技术教育发展大会说起 1
二、从自动化技术体验中心说起  3
三、从西门子自动化技术发展历程说起 6
四、从工程实践创新项目（EPIP）说起 7
五、工程实践创新（EPIP）教学模式溯源的思考  8
第一篇 项目开篇——能力源创新课程套件
任务一 能力源创新课程套件典型项目案例 10
任务二 能力源创新课程套件典型组件说明 13
任务三 能力源创新课程套件常见搭建  16
小结  22
第二篇 项目备战——VJC图形化交互式开发系统
任务一 VJC图形化交互式开发系统的介绍  25
任务二 VJC图形化交互式开发系统的使用  28
任务三 VJC图形化交互式开发系统的特点  34
小结  35
第三篇 项目实战——自动化工程实践创新项目之一
项目一自动门  38
任务一 了解生活中的自动门  39
子任务一 认识几种典型的自动门 39
子任务二 自动门的定义与分类 40
任务二 自动门的结构与组成  41
任务三 了解自动门核心技术  43
子任务一 了解自动门的传感技术 44
子任务二 了解自动门驱动技术 45
子任务三 了解自动门控制技术 46
任务四 构建自动门系统  48
小结  60
项目拓展 60
项目二 智能电梯  61
任务一 了解智能电梯 62
子任务一 智能电梯简介 62
子任务二 智能电梯的定义与分类 64
任务二 电梯的结构与组成  68
任务三 了解智能电梯的核心技术 70
子任务一 了解智能电梯的曳引系统 70
子任务二 了解智能电梯的重量平衡系统 73
子任务三 了解智能电梯的轿厢系统 74
子任务四 了解智能电梯的门系统 74
子任务五 了解智能电梯的电气控制系统 76
子任务六 了解智能电梯的常用调度算法 77
子任务七 了解智能电梯的速度和位置检测装置 79
子任务八 了解电梯的导向技术 81
任务四 构建智能电梯 82
小结  89
项目拓展 90
第四篇 项目实战——自动化工程实践创新项目之二
项目AGV小车  92
任务一 认识AGV小车  93
子任务一 AGV小车的应用 93
子任务二 自动导引小车的定义与分类 95
子任务三 AGV的结构与组成 97
任务二 了解AGV的核心技术  100
子任务一 了解自动导向系统 100
子任务二 了解动力系统 102
子任务三 了解控制与通信系统 102
子任务四 了解安全系统 103
任务三 构建AGV小车 104
小结  109
项目拓展  109
第五篇 项目决战——自动化工程实践创新项目之三
项目一数控机床 111
任务一 了解数控机床 112
子任务一 认识典型的数控机床 113
子任务二 数控机床的定义和分类  116
任务二 数控机床的结构与组成 118
任务三 了解数控机床的核心技术 119
子任务一 了解数控机床的传动技术  119
子任务二 了解数控机床的数控系统 121
子任务三 了解数控机床的伺服驱动系统 122
子任务四 了解数控机床的检测装置 123
任务四 构建数控机床  125
小结  128
项目拓展  129
项目二工业机械手  129
任务一 了解工业机械手的应用  130
子任务一 了解工业机械手的应用领域 130
子任务二 工业机械手的定义与分类 131
任务二 工业机械手的结构与组成  135
任务三 了解工业机械手的核心技术 136
子任务一 了解工业机械手的传感技术 137
子任务二 了解工业机械手的驱动技术 137
子任务三 了解工业机器人的传动技术 138
子任务四 了解工业机械手的编程技术 138
任务四 构建工业机械手 140
小结  142
项目拓展  142
项目三自动化仓储系统  142
任务一 认识身边的自动化仓储系统 143
子任务一 认识自动化仓储系统 143
子任务二 自动化仓储系统的定义和分类 145
任务二 自动化仓储系统的结构与组成  146
任务三 了解自动化仓储系统的核心技术及应用 147
子任务一 了解仓储系统的存储系统 148
子任务二 巷道堆垛机 148
子任务三 仓位定位技术 150
子任务四 控制和管理系统 150
任务四 构建自动化仓储系统  151
小结  153
项目拓展  153
第六篇 项目拓展——首届世界职业院校技能大赛
项目一认识世校赛  155
任务一 认识世校赛的赛制创新设计 155
任务二 世校赛赛项设置 158
项目二工业机器人技术应用赛项  163
任务一 认识竞赛平台  163
任务二 机械电气、视觉系统和工业机器人的安装调试及
编程操作  166
任务三 系统调试  167
项目三机电一体化项目赛项 169
任务一 认识竞赛平台  169
任务二 机械安装与调试、电气接线和故障检修 172
子任务一单元的机械安装与调试 172
子任务二单元的电气接线 173
子任务三单元的故障检修 174
任务三 机电一体化设备系统编程调试与优化  174
子任务一单元的编程与调试 174
子任务二机电一体化系统程序优化与调试 175

    吕景泉，二级教授，职业技术教育博士，正高级工程师。

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