校企合作模式下校園數(shù)字化工廠實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式的構(gòu)建與運(yùn)行

王忠++李燁

摘 要：隨著我國教育改革不斷地深入推進(jìn)，高技能人才培養(yǎng)模式由傳統(tǒng)封閉的學(xué)校教育轉(zhuǎn)向現(xiàn)代開放的校企合作辦學(xué)，通過與企業(yè)的緊密合作，建立面向市場(chǎng)的雙贏式實(shí)習(xí)基地，既體現(xiàn)了企業(yè)對(duì)人才需求的迫切性和參與的積極性，又能推進(jìn)學(xué)生向職業(yè)人的轉(zhuǎn)換。該文簡要介紹了該單位在校企合作模式下，基于校園數(shù)字化工廠這一平臺(tái)所開展的實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式的構(gòu)建與運(yùn)行情況。

關(guān)鍵詞：校企合作 校園數(shù)字化工廠 實(shí)訓(xùn)教學(xué)

中圖分類號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）03（b）-0221-02

1 校企合作模式下校園數(shù)字化工廠實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式的構(gòu)建

1.1 校企合作模式下基于CAXA的數(shù)字化工廠實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)

（1）數(shù)字化工廠實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。

要達(dá)到項(xiàng)目目標(biāo)，需要首先建設(shè)車間網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，通過工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)所有數(shù)控設(shè)備的連接，并且與管理人員的辦公網(wǎng)絡(luò)連接。配置服務(wù)器、終端機(jī)、觸摸屏終端機(jī)等。必須保證整個(gè)校園網(wǎng)絡(luò)的通暢，特別是教室（機(jī)房）到車間（實(shí)訓(xùn)）的網(wǎng)絡(luò)必須是暢通的，也就是說建立一個(gè)良好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境是數(shù)字化工廠實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)保障。

在學(xué)校局域網(wǎng)的架構(gòu)下，數(shù)字化實(shí)訓(xùn)中心內(nèi)的多臺(tái)交換機(jī)與裝有通信客戶端/管理客戶端的計(jì)算機(jī)通過已建好的學(xué)校局域網(wǎng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心的總服務(wù)器相聯(lián)。而各種數(shù)控車、數(shù)控銑、加工中心等數(shù)控設(shè)備則通過CAXA智能終端和無線網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接到就近位置的交換機(jī)。

（2）數(shù)字化工廠實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)。

需要PLM體驗(yàn)中心教室一間，可容納6張六角桌，桌椅上配置電腦，每張桌椅6個(gè)人。在實(shí)訓(xùn)車間需要數(shù)控機(jī)床20臺(tái)以上，同時(shí)在實(shí)訓(xùn)車間預(yù)留一體化討論區(qū)，需要配置連排椅 4排，配置82寸的電子白板一臺(tái)，在每臺(tái)數(shù)控機(jī)床內(nèi)部安置攝像頭各一臺(tái)。

（3）數(shù)字化工廠實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)軟件配置。

通過對(duì)CAXA公司的調(diào)研，參觀了多個(gè)依托CAXA軟件建立起的數(shù)字化工廠，下面以CAXA公司樣板為依托建立學(xué)校數(shù)字化工廠實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)。配置CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)軟件、CAXA分析軟件、CAXA電子圖板軟件，形成數(shù)字化設(shè)計(jì)平臺(tái)。配置CAXA網(wǎng)絡(luò)DNC代碼管理、文檔管理、機(jī)床信息監(jiān)控、通信管理等軟件模塊，與工業(yè)中心的視頻監(jiān)控系統(tǒng)集成，將數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，形成先進(jìn)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造平臺(tái)。配置CAXA 工藝匯總表軟件和CAXA工藝圖表軟件，與CAXA網(wǎng)絡(luò)DNC管理軟件構(gòu)成數(shù)字化工藝平臺(tái)。

1.2 基于數(shù)字化工廠實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)教學(xué)平臺(tái)的數(shù)字化教學(xué)資源庫的建設(shè)

通過對(duì)企業(yè)的走訪調(diào)研，以企業(yè)對(duì)人才的需求為主要依據(jù)，確定對(duì)應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)習(xí)任務(wù)與技能培養(yǎng)任務(wù)，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和技能培訓(xùn)的相關(guān)課題建立和完善了教學(xué)資源庫。該平臺(tái)集成我校和校外收集的各種教學(xué)課件、教育資源，學(xué)習(xí)資源，提供由教師根據(jù)企業(yè)實(shí)例優(yōu)化后應(yīng)用于教學(xué)的項(xiàng)目；合作編寫教材；可以管理各種教職工資料及教學(xué)中使用的課件、題庫或科研成果，分級(jí)授權(quán)訪問。

實(shí)訓(xùn)課教師示范時(shí)可以將特定機(jī)床上的現(xiàn)場(chǎng)加工視頻連接到實(shí)訓(xùn)中心，通過在實(shí)訓(xùn)工場(chǎng)電視屏幕或投影的方式，讓學(xué)生觀看，還可以同步切換到計(jì)算機(jī)仿真上，讓學(xué)生公平直觀的接受現(xiàn)場(chǎng)教育，從而理解專業(yè)課教學(xué)中關(guān)于工藝設(shè)置等方面的理論內(nèi)容，理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)融入一體，豐富課堂教學(xué)手段。

主要包括以下幾個(gè)模塊：（1）多媒體課件庫。收錄重點(diǎn)專業(yè)有關(guān)課程的教師優(yōu)秀多媒體課件及制作課件需要的圖片、動(dòng)畫等素材庫，為教師制作新的多媒體課件提供方便。（2）在線測(cè)驗(yàn)、考試模塊。按系（部）和專業(yè)，創(chuàng)建在線測(cè)驗(yàn)、考試系統(tǒng)，形成專業(yè)試題庫，可用于學(xué)生自測(cè)及網(wǎng)上考試。

2 校企合作模式下校園數(shù)字化工廠實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式的運(yùn)行

數(shù)字化實(shí)訓(xùn)工廠是運(yùn)用在職業(yè)教育的綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目中，借鑒西方發(fā)達(dá)國家職業(yè)學(xué)校的培養(yǎng)模式，采用項(xiàng)目式分組規(guī)劃，按一個(gè)班30人的規(guī)模來規(guī)劃分5組，每組6人為一個(gè)項(xiàng)目小組，共同完成一個(gè)目標(biāo)，作為共同的綜合實(shí)訓(xùn)成績，老師作為指導(dǎo)和最終的評(píng)分?？偣灿?個(gè)項(xiàng)目，每組完成一個(gè)項(xiàng)目。完成后輪換項(xiàng)目。

（1）產(chǎn)品的接單流程。從企業(yè)接收客戶預(yù)定展開項(xiàng)目，啟動(dòng)需要加工產(chǎn)品的報(bào)價(jià)流程，實(shí)現(xiàn)學(xué)生模擬企業(yè)員工達(dá)到銷售與設(shè)計(jì)的協(xié)同。

（2）產(chǎn)品的設(shè)計(jì)流程。通過在學(xué)生參與的項(xiàng)目小組中設(shè)立項(xiàng)目主管、經(jīng)理、以及產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員的角色分工開展企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)管理流程，一系列過程展示出產(chǎn)品從理論設(shè)計(jì)、再到平面圖紙、最后到三維產(chǎn)品等環(huán)節(jié)的流程。

（3）產(chǎn)品的工藝流程。從項(xiàng)目組學(xué)生自主定義工藝模板開始，到各類加工工藝的編制，以及制定生產(chǎn)過程需要的派工單、到產(chǎn)品最終的檢驗(yàn)卡的設(shè)計(jì)流程。統(tǒng)計(jì)各種工藝數(shù)據(jù)。

（4）實(shí)現(xiàn)數(shù)控編程與設(shè)備聯(lián)網(wǎng)、管理。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)視頻攝像機(jī)，形成對(duì)實(shí)訓(xùn)工場(chǎng)人員及材料使用狀況、機(jī)器設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、參數(shù)和設(shè)備內(nèi)部的加工狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控?？梢栽诼?lián)網(wǎng)的任意一臺(tái)計(jì)算機(jī)上通過遠(yuǎn)程身份的確認(rèn)查看生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)所有狀況。

項(xiàng)目編程完成后，經(jīng)過仿真和老師的檢查，通過教師機(jī)的無線網(wǎng)絡(luò)DNC把每組編好的程序發(fā)放到需要加工的機(jī)床，各個(gè)小組分成數(shù)車加工組和數(shù)銑加工組到各個(gè)機(jī)床邊上進(jìn)行加工，加工前到數(shù)字化庫房領(lǐng)料，實(shí)訓(xùn)老師根據(jù)學(xué)生設(shè)計(jì)好的零件進(jìn)行實(shí)訓(xùn)規(guī)劃，發(fā)送實(shí)訓(xùn)物資需求單據(jù)（種類、規(guī)格、數(shù)量、用途），由庫房管理員收到單據(jù)核對(duì)后準(zhǔn)備物資，實(shí)訓(xùn)老師刷卡領(lǐng)取物資，庫房管理員審核存檔。

學(xué)生組在加工工程中通過觸摸屏電腦查看實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和工藝要求調(diào)閱該零件的造型（包括注意事項(xiàng)、加工示范、使用材料、毛坯尺寸、加工工藝、零件尺寸等），并根據(jù)二維圖紙（不需要打印出來）進(jìn)行測(cè)量。

在討論區(qū)內(nèi)，通過工場(chǎng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)及投影，可以將學(xué)生做的基于企業(yè)生產(chǎn)過程的項(xiàng)目實(shí)例播放出來，很快捷地查詢項(xiàng)目設(shè)計(jì)圖紙、包括二維圖或三維模型，工藝流程、仿真模型及加工中的刀路軌跡、以及最終的數(shù)控仿真結(jié)果以及完整的加工程序。同時(shí)，必要時(shí)也可在此區(qū)域內(nèi)查看實(shí)訓(xùn)工場(chǎng)內(nèi)數(shù)控機(jī)床的實(shí)時(shí)操作的視頻或錄像。參訓(xùn)學(xué)生通過軟件的模擬仿真技術(shù)與實(shí)際操作視頻的對(duì)比，實(shí)現(xiàn)理實(shí)一體的教學(xué)實(shí)踐。

老師在調(diào)用管理平臺(tái)數(shù)據(jù)時(shí)，可以現(xiàn)場(chǎng)對(duì)共性問題進(jìn)行圈閱和講解。對(duì)機(jī)床現(xiàn)場(chǎng)操作的注意事項(xiàng)及操作方法，對(duì)照視頻進(jìn)行講解。

在車間現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置數(shù)字化的教學(xué)示范區(qū)，通過電子白板，與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)。在整個(gè)車間配備電子白板作為討論區(qū)，改變傳統(tǒng)的手工白板教學(xué)模式?？梢酝ㄟ^電子白板訪問到互動(dòng)體驗(yàn)中心中的服務(wù)器，將基于工作過程所做過的實(shí)例調(diào)出來進(jìn)行實(shí)際加工，使實(shí)踐與理論一體化。

整體布局按企業(yè)場(chǎng)地來規(guī)劃，在保持現(xiàn)有機(jī)床布局的前提下，按企業(yè)7S標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)劃。在數(shù)控車區(qū)域配置一套電子白板系統(tǒng)。

指導(dǎo)老師在機(jī)床現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行加工示范（包括零件的裝夾、對(duì)刀、加工過程等）學(xué)生在討論區(qū)可以通過電子白板非常清晰直觀的看到整個(gè)過程，進(jìn)行遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)視頻教學(xué)。

在車間加工現(xiàn)場(chǎng)可以調(diào)閱該零件的造型（零件材料、毛坯尺寸、加工尺寸、加工工藝、加工示范及加工注意事項(xiàng)），實(shí)現(xiàn)任務(wù)的分發(fā)與接收。

3 結(jié)語

通過在校企合作模式下校園數(shù)字化工廠實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式的構(gòu)建與運(yùn)行，大大拓寬了學(xué)生的視野，增強(qiáng)了實(shí)踐創(chuàng)新能力，提高了解決問題的能力，使他們?cè)谧呦蚬ぷ鲘徫恢蟛粌H能夠從事設(shè)備或系統(tǒng)的操作性工作，還能從事調(diào)試、裝配、維修、質(zhì)量檢驗(yàn)、監(jiān)督與控制、生產(chǎn)管理、行政管理等更能力要求更高的工作。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳斌.CAXA PLM構(gòu)建型號(hào)研制設(shè)計(jì)工藝生產(chǎn)一體化數(shù)字平臺(tái)[J].航空制造技術(shù)，2009（11）：71-73.