工業(yè)4.0時代數(shù)控技術專業(yè)建設的思考

李雪輝

【摘要】 隨著工業(yè)4.0時代的到來，職業(yè)院校數(shù)控技術專業(yè)又面臨著新的挑戰(zhàn)，專業(yè)建設須適應先進生產(chǎn)技術發(fā)展要求，在教學模式、教學內(nèi)容、課程設置、師資隊伍建設等方面開展改革，深度融合企業(yè)先進生產(chǎn)技術、智能制造技術元素，為職業(yè)教育的發(fā)展注入時代氣息。

【關鍵詞】工業(yè)4.0 數(shù)控技術 專業(yè)建設

【基金項目】湖南省教育科學規(guī)劃課題《數(shù)控技術專業(yè)“企業(yè)化”人才培養(yǎng)模式研究》（XJK014CZY010）階段性成果。

【中圖分類號】G71 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）26-0239-02

隨著工業(yè)4.0時代的到來，制造業(yè)迎來了第四次工業(yè)革命，借鑒德國版工業(yè)4.0計劃，“中國制造2025”奠定了中國制造業(yè)未來十年發(fā)展規(guī)劃，職業(yè)院校數(shù)控技術專業(yè)建設也將面臨更嚴峻的挑戰(zhàn)。

一、“工業(yè)4.0”概念解讀

德國學術界和產(chǎn)業(yè)界認為，“工業(yè)4.0”概念即是以智能制造為主導的第四次工業(yè)革命，或革命性的生產(chǎn)方法。該戰(zhàn)略旨在通過充分利用信息通訊技術和網(wǎng)絡空間虛擬系統(tǒng)—信息物理系統(tǒng)（Cyber-Physical System）相結合的手段，將制造業(yè)向智能化轉型。

“工業(yè)4.0”概念包含了由集中式控制向分散式增強型控制的基本模式轉變，目標是建立一個高度靈活的個性化和數(shù)字化的產(chǎn)品與服務的生產(chǎn)模式。在這種模式中，傳統(tǒng)的行業(yè)界限將消失，并會產(chǎn)生各種新的活動領域和合作形式。創(chuàng)造新價值的過程正在發(fā)生改變，產(chǎn)業(yè)鏈分工將被重組。

“工業(yè)4.0”項目主要分為兩大主題，一是“智能工廠”，重點研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程，以及網(wǎng)絡化分布式生產(chǎn)設施的實現(xiàn)；二是“智能生產(chǎn)”，主要涉及整個企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機互動以及3D技術在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應用等。

二、數(shù)控技術專業(yè)建設現(xiàn)狀

作為制造業(yè)大國，我國正逐步以先進制造技術取代傳統(tǒng)制造技術，數(shù)控技術逐漸成為制造業(yè)主流，但以智能制造為主導的“工業(yè)4.0”時代已來臨，“中國制造2025”為數(shù)控技術專業(yè)的發(fā)展提出了明確的目標，作為智能制造的關鍵技術，高職院校數(shù)控技術專業(yè)教學仍然存在許多不足，難以適應時代的要求。

1.設備 相對其他專業(yè)而言，數(shù)控技術專業(yè)設備的投入要高得多，特別對于智能制造核心——多軸數(shù)控設備，價格更加昂貴，一般的職業(yè)院校對此都是心有余而力不足，大部分都只能配套普通數(shù)控車床、數(shù)控銑床、三軸加工中心，相對“工業(yè)4.0”、“中國制造2025”的發(fā)展目標而言，相去甚遠，最基本的硬件設施也難以達到要求。

2.師資 制造業(yè)的發(fā)展速度遠遠超前于職業(yè)教育，特別對于職業(yè)院校師資隊伍而言，由于專業(yè)教師大部分直接來自高等院校，實踐能力不強，難以適應先進技術的專業(yè)教學。

3.課程 數(shù)控技術專業(yè)課程設置仍局限于數(shù)控加工編程、工藝等方面，有明顯的專業(yè)界限，只能算是智能化生產(chǎn)技術的一部分，跨行業(yè)、跨領域的知識面較窄。

三、數(shù)控技術專業(yè)建設的出路

為適應“工業(yè)4.0”時代的要求，數(shù)控技術專業(yè)建設改革除了在教育教學中大力宏揚“工匠精神”、提高學生職業(yè)意識外，主要從課程、教學模式等方面改革，以提高學生適應智能制造技術的專業(yè)能力、職業(yè)能力。

1.課程設置

（1）智能生產(chǎn)技術

“工業(yè)4.0”以智能生產(chǎn)技術為主導，在職業(yè)教育課程體系中，數(shù)控技術作為智能生產(chǎn)技術的核心，必須與生產(chǎn)物流管理、人機互動以及3D技術相融合，建立以減少工序、輔助時間為主要目的的復合加工知識體系。

（2）信息技術

智能制造技術利用計算機模擬制造業(yè)領域的專家的分析、判斷、推理、構思和決策等智能活動，并將這些智能活動和智能機器融合起來，貫穿應用于整個制造企業(yè)的子系統(tǒng)（經(jīng)營決策、采購、產(chǎn)品設計、生產(chǎn)計劃、制造裝配、質(zhì)量保證和市場銷售等），以實現(xiàn)整個制造企業(yè)經(jīng)營運作的高度柔性化和高度集成化，從而取代或延伸制造環(huán)境領域的專家的部分腦力勞動，并對制造業(yè)領域?qū)＜业闹悄苄畔⑦M行收集、存儲、完善、共享、繼承和發(fā)展，是一種極大提高生產(chǎn)效率的先進制造技術。信息技術已融入各行業(yè)領域，工業(yè)4.0時代的到來，信息技術知識融入數(shù)控技術專業(yè)課程體系成為必然。

（3）自動化技術

智能制造以自動化代替工人的勞動，如工業(yè)機器人、自動化物流裝置都以自動化技術為基礎，為適應智能制造崗位需求，在數(shù)控技術專業(yè)設置中，應融入自動化技術課程。

（4）多軸數(shù)控技術

一方面，在傳統(tǒng)的數(shù)控技術課程設置中，應加入多軸數(shù)控編程與操作內(nèi)容，多軸聯(lián)動的高性能數(shù)控機床，指能同時控制四個以上坐標軸聯(lián)動的加工中心。目前職業(yè)院校普遍使用的是二軸、三軸數(shù)控機床；四軸、五軸機床也開始投入專業(yè)教學中，但操作使用仍滯后于生產(chǎn)實踐。在智能制造技術中，多軸數(shù)控機床為核心環(huán)節(jié)，為適應智能制造的要求，數(shù)控技術應用專業(yè)課程中必須增加多軸數(shù)控技術內(nèi)容。

另一方面，因多軸數(shù)控機床必須實現(xiàn)自動編程，必須配套與多軸數(shù)控機床相適應的軟件，目前應用的多軸數(shù)控編程軟件主要有：UG、Powermill、CAXA、MasterCAM等，在數(shù)控技術專業(yè)課程設置中，須設置與機床系統(tǒng)相適應的編程軟件課程。

（5）3D技術

智能 制造數(shù)據(jù)的輸入有人工的，也有智能輸入的，其中3D技術是目前比較先進的技術，許多智能制造生產(chǎn)線都已采用3D掃描自動化數(shù)據(jù)輸入方式，大大簡化了人工勞動，因此在專業(yè)設置中，3D技術成為不可缺少的課程。

2.師資隊伍建設

為適應智能制造崗位需求，必須建立一支理實一體化的專業(yè)教師隊伍，一方面來自于高等院校的師資可通過企業(yè)實踐、專業(yè)培訓等方式進行專業(yè)能力提升；另一方面，可以聘請企業(yè)技術能手充實到教師隊伍中來，同時帶來生產(chǎn)一線智能制造技術及先進管理模式，為實現(xiàn)學生向企業(yè)員工身份的轉換打好基礎。

3.教學模式

為全程模擬智能制造生產(chǎn)過程，可選擇校企合作智能制造教學工廠模式，就是校企合作共建智能制造單元或流水線，作為實踐教學場地，按“企業(yè)化”人才培養(yǎng)模式實施專業(yè)教學，將專業(yè)教學與企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營相融合，實現(xiàn)專業(yè)學習與生產(chǎn)經(jīng)營相互滲透，以市場需求為導向，以產(chǎn)品生產(chǎn)為任務驅(qū)動，實現(xiàn)學生在學習中工作、在工作中學習，在學習智能制造生產(chǎn)技術的同時，培養(yǎng)其技術操作、設備維護、過程管理等方面的綜合職業(yè)能力。

4.硬件設施

以多軸數(shù)控機床為核心的智能制造單元或流水線，是數(shù)控技術專業(yè)建設適應“工業(yè)4.0”時代的發(fā)展方向。目前職業(yè)院校數(shù)控設備基本限于數(shù)控車、銑、三軸加工中心，五軸機床配備不足，因此，除了工業(yè)機器人、智能化物流設備、自動化系統(tǒng)、智能輸入等設備設施外，作為核心部件的多軸數(shù)控機床及配套軟件也是必不可少的。

“工業(yè)4.0”、“中國制造2025”時代的到來，高等職業(yè)院校數(shù)控技術專業(yè)改革任重道遠，職業(yè)院校必須適應時代需求更新觀念，在教學模式、教學內(nèi)容、課程設置、師資隊伍建設等方面，深度融合企業(yè)先進生產(chǎn)技術、智能制造技術元素，為職業(yè)教育的發(fā)展注入時代氣息，為制造業(yè)強國戰(zhàn)略培養(yǎng)合格的技術技能人才。

參考文獻：

[1]唐友亮，“理實練一體化”方法在數(shù)控技術課程教學中的探索與實踐[J]，高教論壇，2011年01期。

[2]謝麗君，數(shù)控技術專業(yè)課程改革初探[J]，職業(yè)技術教育，2013年第5期。