機械設計制造及其自動化專業(yè)卓越工程師企業(yè)實踐方案研究

機械設計制造及其自動化專業(yè)卓越工程師企業(yè)實踐方案研究

于賀春1, 張國慶1, 趙則祥1, 趙惠英1,2, 喬雪濤1, 楊和清2

(1.中原工學院， 鄭州 450007； 2.北京微納精密機械有限公司， 北京 101300)

摘要：針對機械設計制造及其自動化專業(yè)卓越工程師的培養(yǎng)問題，從企業(yè)實踐方案的設計方面進行了討論研究。介紹了企業(yè)實踐方案的總體設計，分析了企業(yè)認知實習、機械制造實踐、機械裝配實踐、機械設計實踐、行業(yè)專家講座和基于企業(yè)項目的畢業(yè)設計等6個環(huán)節(jié)的設置內容、目的及要求，總結了培養(yǎng)中存在的問題并提出相應解決辦法，為后續(xù)的卓越工程師培養(yǎng)提供了實踐和理論指導。

關鍵詞：機械設計制造及其自動化；卓越工程師；企業(yè)實踐；培養(yǎng)方案

收稿日期：2014-11-02

作者簡介：于賀春(1982-)，男，河南西平人，講師，博士，主要研究方向為精密制造技術及裝備。

文章編號：1671-6906(2015)02-0104-04

中圖分類號：G642

文獻標志碼：A

DOI:10.3969/j.issn.1671-6906.2015.02.024

Abstract:According to the training of outstanding engineer of machine design manufacture and automation major, the design of enterprise practice scheme is introduced and discussed. The content, purpose and requirements of enterprise cognitive practice, machine manufacture practice, machine assembly practice, machine design practice, industry expert lecture and the graduation design base on enterprise project were analyzed. This paper summarizes the problems in the training and points out the corresponding methods to solve them, which will provide the guidance of practice and theory for the subsequent training of outstanding engineer.

走新型工業(yè)化道路，是實現國民經濟可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略舉措。圍繞國家《裝備制造業(yè)調整和振興計劃》，我國機械制造業(yè)正在增強自主創(chuàng)新能力、創(chuàng)建自主品牌，實現由“中國制造”到“中國創(chuàng)造”的歷史性跨越。但是，同歐美及日本等發(fā)達國家相比，我國從事高新技術研發(fā)、新技術應用、技術交叉創(chuàng)新以及發(fā)展新技術新理論的工程科技人才比較匱乏，機械裝備制造業(yè)急需高水平和具有領軍作用的卓越工程科技人才[1-4]。

改革開放三十多年來，我國高等教育的大發(fā)展可喜可賀，有目共睹。然而，與高等院校不斷擴大的招生規(guī)模相比，教學資源的增速相對遲緩，導致高等工程教育人才培養(yǎng)已偏離工程技術的軌道，難以與中國工業(yè)化發(fā)展進程接軌，更難以與國際接軌，滿足不了社會工業(yè)發(fā)展的需求。由此造成了學生工程能力不足，企業(yè)急需的具有創(chuàng)新、創(chuàng)造、創(chuàng)業(yè)能力的人才匱乏的局面。

在這一背景下，教育部提出了“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”，從而推動高等工程教育回歸到工程的本質，瞄準國內外需求，開展具有國際視野的卓越工程師培養(yǎng)。無論從人才需求的角度來看，還是從高等教育觀念的轉變來看，卓越工程師培養(yǎng)都有其迫切性和戰(zhàn)略意義[5-8]。

企業(yè)環(huán)境是培養(yǎng)卓越工程師最關鍵和最重要的要素。企業(yè)具有高校無法提供的實際工作氛圍及條件，尤其是機械工程類專業(yè)[9]。

2013年，在國家級專業(yè)綜合改革項目的資助下，中原工學院與北京微納精密機械有限公司(以下簡稱北京微納)聯(lián)合開展了首屆機械設計制造及其自動化專業(yè)的卓越工程師培養(yǎng)工作。培養(yǎng)工作采取“3+1”的培養(yǎng)模式，即前3學年在校學習，第4學年在企業(yè)進行部分理論學習、企業(yè)實踐及畢業(yè)設計。為進一步提高機械設計制造及其自動化專業(yè)的卓越工程師培養(yǎng)水平，本文結合2014屆學生的培養(yǎng)工作，根據專業(yè)特色及北京微納的實際情況，對企業(yè)實踐方案進行討論分析。

1企業(yè)實踐方案總體設計

企業(yè)實踐方案的設計首先考慮教學培養(yǎng)方案的實施，其次參考機械設計及加工企業(yè)的人才培養(yǎng)方案。整個實踐共分為6個環(huán)節(jié)，如表1所示。學生進企業(yè)后，首先到車間進行實踐。車間實踐主要包括企業(yè)認知實習、機械制造實踐、機械裝配實踐3個環(huán)節(jié)。與純粹的畢業(yè)生企業(yè)實習不同，在車間實踐期間，制造實踐和裝配實踐輪流進行，專職技術人員和老師的講座及培訓穿插其中，每個環(huán)節(jié)都有相應的考核機制。車間實踐結束后，根據企業(yè)需求及前期環(huán)節(jié)的考核情況，企業(yè)將安排學生參與到企業(yè)的相關項目中去，開始機械設計實踐。最后一個環(huán)節(jié)的畢業(yè)設計，一般是機械設計實踐環(huán)節(jié)的內容或者延伸內容。

表1　實踐環(huán)節(jié)及時間安排

2各環(huán)節(jié)設計目的分析

2.1企業(yè)認知實習

企業(yè)認知實習的主要目的是讓學生認識企業(yè)，了解企業(yè)的整體結構設置、企業(yè)產品、企業(yè)文化、企業(yè)管理制度、企業(yè)主要生產及檢測設備等，為后面的實踐奠定初步的認識基礎。該環(huán)節(jié)代替了教學大綱中的企業(yè)認知實習。學生在制造和裝配部門的認知實習中，以看和問為主，不具體安排任務，必要的時候根據師傅意見可以承擔一些力所能及的任務。

企業(yè)認知考核主要采用書面考核方式。學生首先提交認知實習報告，然后企業(yè)與學校聯(lián)合出卷，進行一次綜合考核。

2.2機械制造實踐

學生在學校的金工實習階段進行的車、鉆床的操作，由于不是嚴格意義上的加工，所以操作相對松散，加工的零件圖紙也相對簡單。而且，金工實習通常安排在互換性與測量技術基礎、機械制造技術等課程之前，不能對專業(yè)理論知識進行實際考核。因此，在企業(yè)實踐中安排1個月的機械制造實踐，將會對專業(yè)課程進行一次嚴格的考核。

根據北京微納的現有設備，機械制造實踐主要是讓學生進行車、銑、鉆、磨、拋光、金剛石線切割等機床的操作。在實踐過程中，根據不同機床承擔的任務量，將學生分配到不同的機床，讓他們在1個月內輪流進行操作。通過制造實踐，將達到以下目的：

(1)學會讀懂機械工程圖紙，認識了解實際加工圖紙與教學圖紙的區(qū)別；

(2)通過實際加工操作，在認識公差的基礎上，掌握公差標注的合理性；

(3)了解不同加工方法所能達到的加工精度等級；

(4)通過實際加工操作，學習機械設計內容的可操作性和合理性，發(fā)現并掌握什么樣的設計是可以加工實現的，什么樣的是不合理的，為以后參與機械設計工作奠定實踐基礎。

2.3機械裝配實踐

機械裝配屬于技工范疇，學生在學校期間從未進行該方面的專門實踐鍛煉。在企業(yè)實踐中，讓學生跟著企業(yè)裝配工人參與到產品的裝配活動中。通過裝配實踐，將達到以下目的：

(1)了解機械裝配的組織與實施方法和裝配的一般原則；

(2)掌握各類機械裝配工具的工作原理與使用方法；

(3)了解機械裝配的技術術語，并能運用裝配技術術語編制裝配工藝規(guī)程；

(4)熟練掌握機械零部件的拆卸方法，并具有初步的故障分析能力；

(5)了解零件清洗的基本知識和操作方法；

(6)練習精密機械工程裝配過程中檢測工具的使用方法；

(7)通過機械裝配實踐認識到在機械制造和設計中需要注意的問題，如零件間的公差配合關系、零件之間的裝配可行性及合理性、大型零件吊裝孔的設計等；

(8)掌握裝配體的設計需要考慮的可拆裝性、精度穩(wěn)定性等。

2.4行業(yè)專家講座

在2014屆學生的企業(yè)實踐中，北京微納定期安排專業(yè)設計師和專業(yè)裝配人員、機床行業(yè)專家進行授課，主要內容是精密機床設計的關鍵技術、公差標注及工藝制定、機床關鍵零部件的裝配、行業(yè)發(fā)展概況等。設計師和裝配技工們根據自己多年的設計經驗，從床身設計、導軌選擇、主軸設計等方面進行講座。與校內的教師授課相比，專家講座更接近于工程實際，同時比校內課程內容更具有時代性。例如，公差標注決定了加工工藝，校內老師在課堂上很難將公差標注與實際零件加工相結合，而企業(yè)人員的講授能有效地將公差標注與后續(xù)的加工相結合。行業(yè)專家講座有助于學生了解行業(yè)特點和發(fā)展趨勢，激發(fā)學生的學習熱情。通過該環(huán)節(jié)，將達到以下目的：

(1)使學生了解行業(yè)發(fā)展概況；

(2)深化專業(yè)設計知識。

2.5機械設計實踐

機械設計實踐環(huán)節(jié)是安排學生作為輔助人員，協(xié)助企業(yè)項目組成員，參與到企業(yè)相關項目的設計中。通過該環(huán)節(jié)，將達到以下目的：

(1)鍛煉和考查學生的制圖能力；

(2)鍛煉學生的設計能力；

(3)培養(yǎng)學生的責任意識；

(4)培養(yǎng)團隊合作精神。

2.6基于企業(yè)項目的畢業(yè)設計

畢業(yè)設計是本科教學培養(yǎng)計劃的最后環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)的設置既要與企業(yè)的需求緊密結合，又要能滿足學生畢業(yè)設計的基本要求。

學生在企業(yè)導師及校內導師的共同指導下以項目負責人的身份開展畢業(yè)設計，具體工作包括方案設計論證、圖紙設計、加工件的外協(xié)、采購件商務談判及合同簽訂等。通過該環(huán)節(jié)，將達到以下目的：

(1)鍛煉學生的項目組織管理能力；

(2)考查學生的獨立設計能力；

(3)鍛煉學生的商務談判能力；

(4)鍛煉學生的采購能力。

3存在的問題

(1)目前公司設備數量有限以及學生實踐時間有限，不能保證每個學生在任一臺機床上都能達到熟練操作。

(2)部分學生存在挑肥揀瘦心態(tài)，由于部分機床的工作任務較重，這些學生不愿意承擔，導致預定的實踐方案不能完全實施。

(3)實踐過程缺乏老師及時的指導，學生不能及時總結分析實踐過程中存在的問題，因而不能完全達到預定的實踐目標。

4方案改進建議

經過一年時間的機械設計制造及其自動化專業(yè)學生的企業(yè)實踐，為更好地推行工程能力培養(yǎng)方案積累了經驗。針對存在的問題，對下一階段實施方案提出以下改進建議：

(1)為調動學生的積極性和主動性，在每個環(huán)節(jié)制定合理而嚴格的考核方案，定期進行考核，并將各環(huán)節(jié)的考核結果納入到年度考核中。

(3)針對不同實踐階段，提供不同水平的補助；對表現較好的同學適當提高補助。

(2)安排學校老師和企業(yè)專業(yè)技術人員，定期對實踐內容進行現場總結和講評，及時發(fā)現問題并解決問題。

(3)根據工程能力培養(yǎng)需要，完善本專業(yè)教學方案，將課程壓縮到大學前3年，這樣學生在大四階段可以集中精力進行工程能力鍛煉。

5結語

企業(yè)能夠為卓越工程師培養(yǎng)提供最佳學習氛圍。合理設計企業(yè)實踐方案，將能有效地促進卓越人才培養(yǎng)質量的提高。

中原工學院與北京微納精密機械有限公司聯(lián)合實施的卓越工程師企業(yè)實踐方案經過運行取得了良好的效果，為機械設計制造及其自動化專業(yè)的教學改革提供了參考。

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(責任編輯：張同學)

Research on the Enterprise Practice Scheme of Outstanding Engineer for

Machine Design Manufacture and Automation Major

YU He-chun1, ZHANG Guo-qing1, ZHAO Ze-xiang1,

ZHAO Hui-ying1,2, QIAO Xue-tao1, YANG He-qing2

(1.Zhongyuan University of Technology， Zhengzhou 450007；

2.Beijing Micronano Precision Mechanical Co.， Ltd.， Beijing 101300， China)

Key words:machine design manufacture and automation; outstanding engineer; enterprise practice; training scheme