将“数字化工厂”引入教学实践的思考

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  摘 要:数字化工厂(DF)以产品全生命周期的相关数据为基础,在计算机虚拟环境中,对整个生产过程进行仿真、评估和优化,并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式。职业院校引入的数字化教学平台就是指PLM系统,再结合企业应用广泛的CAD/CAPP/CAM/PDM/DNC等软件,完成数字化工厂核心内涵建设,并由此展开教学模式改革,做到真正与企业接轨。
  关键词:数字化工厂(DF);PLM系统;教学模式改革
  1. 前言
  本文是基于“工业化”与信息化融合及国家大力发展职业教育的大背景下,结合工厂的实践及高等职业教育的教学实践,进行的关于职业教育改革的思考。
  范围界定:数字化工厂(DF)概念很广泛,本文特指离散型制造企业,结合到职业教育中的具体专业包含但不限于“数控、模具、机电一体化、机械设计与制造等”。
  2. 需求的提出
  “教改、加强实践、基于工作过程的教学、项目式教学、体验参与式教学......"如今已经在广泛讨论和尝试,但最终到要落脚到我们的服务对象(制造业)上去,那么我们服务的制造业到底是怎么在运行、怎么在工作呢?这些如何纳入到我们的教学中去呢?师资队伍是否能够适应?教学素材是否切实可行?教学的课时和成本是否可以有效控制?教材如何匹配?
  综合来讲,就是解决“学什么/教什么?怎么学/怎么教?”的问题。
  3. 解决思路
  从国家工信部的合并组建,到其提出的信息化“两甩工程——甩图、甩帐”,都可以用一个概念——数字化工厂——来描述先进制造企业。
  “数字化工厂”就中国制造企业目前来讲,主要包括PLM和ERP两大系统,如下图:
  图1 中等批量生产制造企业信息系统
  而职业院校理工类教学主要是培养技术的技能,属于PLM系统的范畴,因此引入的数字化工厂教学平台就是指PLM系統,在此系统中,包含了设计、工艺、制造(编程与加工)、及此过程中的管理等方面;此数字化工厂教学平台系统具体包括以下几部分:
  3.1.实践环境:将数控设备、计算机中心通过PLM软件系统集成为一体;
  3.2.教学:采用项目式教学,开发如热气机、减速机、手机模具等一系列项目,通过一个个实际的项目课题组织教学,并贯穿始终;一方面让学生掌握这些信息化软件,更重要的是让学生自己动手参与这样一个从设计、出图、编工艺、编程序、加工操作全过程的实际项目,培养兴趣,锻炼对岗位的认识、工作过程的认识、强化实际操作动手能力。
  3.3.教材:由于课程的连贯性更强、甚至是教学大纲也将有较大的调整,与“数字化工厂教学平台”相关的教材就非常重要。
  3.4.师资培养:今天老师大多是从学校到学校,没有企业经验,需要借助校企合作帮助老师的提升。
  今天制造企业中应用非常广泛的“CAXA数字化工厂——CAXA PLM”是很好的技术支撑平台,再加上其大量的制造企业经验及教学经验,是很好的选择。其构成平台如下图:
  图2 CAXA数字化工厂模型
  图3 依托CAXA数字化工厂平台进行项目式教学
  4. 结语
  如今随着国家对教育的投入力度加大,越来越多的中高职学校以示范校建设为契机,全力开展与企业接轨的专业建设,汲取企业的先进制造经验,其中数控、机电、模具等专业均建设数字化工厂项目,数字化工厂项目模拟企业模式,通过PLM体验中心、现代实训车间、8S管理等内容建设构建出数字化工厂模型,再配合企业应用广泛的CAD/CAPP/CAM/PDM/DNC等软件,完成数字化工厂核心内涵建设,并由此展开教学模式改革,做到真正与企业接轨。
  参考文献:
  [1] 新时代下数字化工厂产业形势分析探讨 。中国行业研究网.2013-4-2。
  [2] 构建数字化工厂 。中科海德。
  [3] 数字化工厂。百度百科。
  作者简介:刘合群 (1962-)湖北鄂州市人,副教授,学士。主要研究方向:CAD/CAM开发与应用。
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