PLM體驗(yàn)教學(xué)在模具制造專業(yè)中的運(yùn)用

倪鵬

摘 要：本文主要分析了數(shù)字化工廠以及PLM體驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)，通過課程研究探索了其在模具和數(shù)控專業(yè)學(xué)生實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用方法。在文章中，通過課堂案例的分析，探討了PLM體驗(yàn)教學(xué)在課程設(shè)置，環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)，實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目開展等方面的優(yōu)勢和不足以及改進(jìn)建議，為廣大職業(yè)院校模具及大機(jī)械類各專業(yè)的實(shí)訓(xùn)模式提供了經(jīng)驗(yàn)參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化車間；PLM；實(shí)訓(xùn)模式

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.04.201

1 課題研究的背景、目的和意義

plm是指product lifecycle management的縮寫，理解為：對產(chǎn)品生命周期的管理。針對車間生產(chǎn)而言，就是對機(jī)械產(chǎn)品從設(shè)計(jì)，制圖，到工藝安排，加工零件程序的編制，再到零件加工以及管理和匯總這六個(gè)生產(chǎn)職能的管理。支持產(chǎn)品全生命周期的信息的創(chuàng)建、管理、分發(fā)和應(yīng)用的一系列應(yīng)用解決方案，它能夠集成與產(chǎn)品相關(guān)的人力資源、流程、應(yīng)用系統(tǒng)和信息。PLM包含以下方面的內(nèi)容：

（1）基礎(chǔ)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)（例如XML、可視化、協(xié)同和企業(yè)應(yīng)用集成）；（2）信息創(chuàng)建和分析的工具（如機(jī)械CAD、電氣CAD、CAM、CAD計(jì)算機(jī)輔助軟件工程CASE、信息發(fā)布工具等）；（3）核心功能（例如數(shù)據(jù)倉庫、文檔和內(nèi)容管理、工作流和任務(wù)管理等）； （4）應(yīng)用功能（如配置管理）； （5）面向業(yè)務(wù)/行業(yè)的解決方案和咨詢服務(wù)（汽車和高科技行業(yè)）。

先進(jìn)的PLM系統(tǒng)已經(jīng)在企業(yè)中應(yīng)用比較成熟，作為與企業(yè)緊密相連的職業(yè)教育領(lǐng)域，及時(shí)跟進(jìn)企業(yè)先進(jìn)技術(shù)和理念，讓學(xué)生直觀體驗(yàn)和感受到企業(yè)氛圍，是我們職業(yè)教育者的重要使命。

我校PLM體驗(yàn)中心建成于2013年7月，基于CAXA公司與我校相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)及專業(yè)教師的共同努力，于2013年9月投入教學(xué)使用。PLM教學(xué)平臺以CAXA網(wǎng)絡(luò)DNC管理模塊為基礎(chǔ)，集成了CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)、CAXA電子圖板、CAXA分析軟件等二維和三維設(shè)計(jì)工具；CAXA工藝圖表、CAXA工藝匯總等工藝軟件；CAXA制造工程師、CAXA數(shù)控車、CAXA線切割等自動(dòng)編程工具；協(xié)同管理模塊，構(gòu)建成設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)一體化的數(shù)字化平臺。

本課題就上述背景，探討PLM系統(tǒng)在模具制造專業(yè)體驗(yàn)教學(xué)中的重要作用和實(shí)施過程，力爭使學(xué)生能夠在學(xué)校就體會(huì)到企業(yè)的工作流程，培養(yǎng)學(xué)生的工作責(zé)任感和團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力。

2 課題研究的對象和方法

（1）研究對象。本課題基于我校PLM體驗(yàn)中心，探究PLM體驗(yàn)教學(xué)在模具制造專業(yè)課程中的作用。根據(jù)模具制造專業(yè)課程安排，選取了12秋、13秋數(shù)控三二連讀大專班，約60人；以及13秋、14秋模具制造普通中專班，約60人，共四個(gè)班級120位同學(xué)進(jìn)行研究。

（2）研究方法。主要采用了實(shí)驗(yàn)法和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)法，嘗試將模具制造專業(yè)基礎(chǔ)課程：CAD制圖、數(shù)控加工工藝學(xué)、仿真加工等；以及專業(yè)實(shí)訓(xùn)課程：數(shù)控車、數(shù)控銑實(shí)訓(xùn)，通過PLM體驗(yàn)中心系統(tǒng)進(jìn)行整合，使學(xué)生融入到體驗(yàn)教學(xué)的模式當(dāng)中，嘗試和總結(jié)先進(jìn)PLM體驗(yàn)教學(xué)方法對學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)的影響和效果。

3 課題主要研究內(nèi)容

根據(jù)我校模具制造專業(yè)課程的設(shè)置及進(jìn)程， PLM體驗(yàn)課程嘗試構(gòu)建了一個(gè)“服務(wù)技能，融合軟件，模擬企業(yè)”的教學(xué)模式。

服務(wù)技能：把學(xué)生數(shù)控車，加工中心，銑床等實(shí)訓(xùn)課程的工件拿到PLM的體驗(yàn)課上，進(jìn)行零件生產(chǎn)流程的設(shè)計(jì)，規(guī)劃。

融合軟件：根據(jù)零件生產(chǎn)流程，逐步掌握機(jī)械類所需掌握的各種軟件使用方法。

模擬企業(yè)：嘗試依據(jù)PLM體驗(yàn)中心的布局，將上課學(xué)生進(jìn)行分組， 6人成一小組，共分為8組，每組6位同學(xué)承擔(dān)六個(gè)不同職責(zé)，模擬企業(yè)工作模式來進(jìn)行實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的開發(fā)和管理。

三維設(shè)計(jì)：在三維設(shè)計(jì)環(huán)境中進(jìn)行的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，包含零件設(shè)計(jì)和產(chǎn)品裝配設(shè)計(jì)完成設(shè)計(jì)職能。在上課的時(shí)候，老師把實(shí)訓(xùn)的任務(wù)布置下去，比如現(xiàn)在我們完成一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)模型的制作，在這個(gè)部分完成項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。

二維設(shè)計(jì)：當(dāng)設(shè)計(jì)完成三維實(shí)體文件后可以通過軟件生成該實(shí)體的二維工程圖，這一部分完成制圖職能。

工藝編制：工藝指的就是安排零件加工的方法和順序，先加工哪后加工哪。這個(gè)部分完成二維圖紙零件的加工工藝，完成工藝安排職能。

加工程序編制：根據(jù)工藝安排，對零件的加工進(jìn)行數(shù)控機(jī)床程序的編制，完成編程職能。并且可以通過中心與機(jī)床的無線數(shù)據(jù)通訊把程序（G代碼）發(fā)送到機(jī)床系統(tǒng)。

仿真模擬及生產(chǎn)加工：嘗試對項(xiàng)目零件先在計(jì)算機(jī)進(jìn)行加工仿真，驗(yàn)證加工工藝和程序，然后再上機(jī)床進(jìn)行工件加工，并且可以對機(jī)床加工過程進(jìn)行監(jiān)控和觀察，學(xué)生完成對加工步驟的全面了解。

資料分配及整理：將所有與產(chǎn)品相關(guān)的電子檔案，包括設(shè)計(jì)圖紙，工藝安排，加工程序，加工步驟等生產(chǎn)資料進(jìn)行管理，并在生產(chǎn)過程中起到一定的指導(dǎo)作用。

課程中，根據(jù)我校PLM校本課程“斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)模型”的任務(wù)流程，逐步掌握所需軟件的應(yīng)用，及教學(xué)模式。由于“斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)”加工部分與學(xué)生數(shù)控實(shí)訓(xùn)課程存在較大差距，尤其是數(shù)控車實(shí)訓(xùn)，所以根據(jù)數(shù)控車實(shí)訓(xùn)要求，將數(shù)控車實(shí)訓(xùn)零件項(xiàng)目安排進(jìn)PLM后續(xù)課程，根據(jù)技能實(shí)訓(xùn)，確定小組任務(wù)，小組協(xié)助完成零件的生產(chǎn)流程。

4 課題研究成果

通過上述課題研究嘗試以及課程的開發(fā)，我校模具制造專業(yè)把現(xiàn)代化的企業(yè)生產(chǎn)流程和學(xué)校的實(shí)訓(xùn)教學(xué)結(jié)合起來，真實(shí)模擬現(xiàn)代企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營場景，學(xué)生按照真實(shí)的角色進(jìn)行學(xué)習(xí)。實(shí)現(xiàn)了一種基于工作過程的項(xiàng)目式教學(xué)，與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比帶來如下好處：

（1）改變了傳統(tǒng)的理論教學(xué)模式，學(xué)生感到新穎并且愿意來這兒學(xué)習(xí)。在體驗(yàn)中心可直觀體驗(yàn)零件的加工過程，體驗(yàn)“學(xué)中做”“做中學(xué)”的理念。（2）與企業(yè)接軌，改變目前學(xué)校單一工種的技能訓(xùn)練提升到技術(shù)訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)造能力，拓展學(xué)生的就業(yè)范圍和發(fā)展空間。（3）PLM的數(shù)字化教學(xué)平臺覆蓋了接受訂單、概念設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)到生產(chǎn)制造管理和售后服務(wù)的各個(gè)環(huán)節(jié)，貫穿了產(chǎn)品的整個(gè)生命周期，模擬企業(yè)真實(shí)的產(chǎn)品協(xié)同開發(fā)流程。學(xué)生可以作為一名“員工”進(jìn)入這個(gè)“企業(yè)”的各個(gè)崗位，通過真實(shí)的工作來訓(xùn)練職業(yè)能力，在實(shí)際崗位的角色實(shí)踐中鍛煉成長，同時(shí)也提供了一種真實(shí)而快樂的氛圍，有利于培養(yǎng)高標(biāo)準(zhǔn)的技能型人才和創(chuàng)新型人才。

“先進(jìn)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”作為職業(yè)教育工作者深知這句話的含義。職業(yè)教育，面對這個(gè)科技飛速發(fā)展的時(shí)代，必須緊跟企業(yè)潮流，勇于探索新的教育教學(xué)模式，使我們培養(yǎng)的學(xué)生能夠?yàn)槠髽I(yè)，為國家所用，實(shí)現(xiàn)職業(yè)教育的真正價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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