數(shù)控專業(yè)如何應(yīng)對(duì)智能制造挑戰(zhàn)

支雙林

摘要：“智能制造”近幾年已經(jīng)成為最熱的名詞之一，各個(gè)層面都在談，而且各自有自己的認(rèn)知。數(shù)控是制造業(yè)的重要手段，現(xiàn)在各大技工院校大多開設(shè)數(shù)控專業(yè)，而面對(duì)來勢洶洶的智能制造，大家的反應(yīng)不一，有緊張，有盲目跟進(jìn)，當(dāng)然也有無所適從。本文分析提出，技工院校的數(shù)控專業(yè)要發(fā)展，就必須跟上時(shí)代發(fā)展的節(jié)奏。至于究竟怎樣跟進(jìn)，還需認(rèn)真調(diào)研分析，認(rèn)知本質(zhì)，有序推進(jìn)變革，拿出切實(shí)可行的方案。

關(guān)鍵詞：數(shù)控專業(yè) 智能制造 工業(yè)機(jī)器人 應(yīng)對(duì)復(fù)合

技工院校數(shù)控專業(yè)從2000年以來得到爆炸性的發(fā)展，取得了很多驕人成績，目前已經(jīng)成為眾多學(xué)校的主力軍。但是近幾年隨著市場的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)以及家長的一些觀念改變，數(shù)控專業(yè)招生規(guī)模遭到了一定沖擊，已經(jīng)出現(xiàn)一些師生比例逆轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。智能制造成了當(dāng)前的熱門，部分學(xué)校為了適應(yīng)市場，主動(dòng)開設(shè)了如工業(yè)機(jī)器人、機(jī)電一體化專業(yè)。

一、數(shù)控專業(yè)面臨的挑戰(zhàn)

智能制造是制造業(yè)的主流方向，是不可逆的趨勢。先從國際上來看，德國有“工業(yè)4.O”，美國有“再工業(yè)化”。其實(shí)智能制造都是核心。國家工信部指出，“智能制造日益成為未來制造業(yè)發(fā)展的重大趨勢和核心內(nèi)容，也是加快發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，促進(jìn)工業(yè)向中高端邁進(jìn)、建設(shè)制造強(qiáng)國的重要舉措，也是新常態(tài)下打造新的國際競爭優(yōu)勢的必然選擇?！痹購慕┠甑氖袌鰜砜?，江蘇省蘇南一帶出現(xiàn)了大批的各類自動(dòng)化設(shè)備企業(yè)，連我們走訪的國際知名化妝品廠家今年也要進(jìn)行產(chǎn)線改進(jìn)，將減少一半員工。

二、應(yīng)對(duì)前的綜合分析

1.智能制造工業(yè)機(jī)器人的現(xiàn)狀

智能制造是人機(jī)一體化智能系統(tǒng)。它在制造過程中能進(jìn)行智能活動(dòng)，通過人與智能機(jī)器的合作共事，去擴(kuò)大、延伸和部分地取代人類腦力勞動(dòng)。它把制造自動(dòng)化概念更新，擴(kuò)展到柔性、智能、集成。就目前市場來看，智能制造最重要的體現(xiàn)就是工業(yè)機(jī)器人。機(jī)器人應(yīng)用廣泛，現(xiàn)在大有機(jī)器人將全面代替人的思想潮流，其實(shí)大家對(duì)智能制造或者工業(yè)機(jī)器人都存在一定的認(rèn)知誤區(qū)。首先，機(jī)器人根本不是一定是像人一樣長著各種微妙的“器官”的活物，更不用談已經(jīng)出現(xiàn)了跟人有一樣的思維智能，離想象的智能化還有很長的距離。目前主要的用處還是代替人從事重復(fù)、危險(xiǎn)等生產(chǎn)活動(dòng)，而且本身智能制造就是人機(jī)一體，不可能把人完全隔絕。

工業(yè)機(jī)器人分為生產(chǎn)和應(yīng)用兩個(gè)陣營，前者主要是機(jī)器人的生產(chǎn)開發(fā)研究，是機(jī)器人的制造商和集成商。國內(nèi)目前是以集成商為主，帶有一些開發(fā)研究。后者是機(jī)器人的應(yīng)用操作，如制造加工、焊接、裝配等。

2.數(shù)控專業(yè)的發(fā)展全局分析

數(shù)控專業(yè)的發(fā)展本身是建立在制造業(yè)全面升級(jí)，大量的數(shù)控設(shè)備代替普通設(shè)備、專用設(shè)備，從超大批量向中小批量轉(zhuǎn)化的優(yōu)秀方案，完成了一次從業(yè)人員的升格。智能制造是為了完成柔性集成化、分析智能化，解決制造個(gè)性化、信息化等，所以究其本質(zhì)還是制造。

另外，從工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的從業(yè)領(lǐng)域來看，其無非是進(jìn)入機(jī)器人廠家從事機(jī)器人和相應(yīng)工作站的開發(fā)、組裝、調(diào)試、銷售、售后技術(shù)支持，或者進(jìn)入應(yīng)用企業(yè)從事自動(dòng)化生產(chǎn)線上工業(yè)機(jī)器人及其輔具系統(tǒng)、檢測裝置、機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)的安裝、運(yùn)行、操作編程、維修、維護(hù)、管理等。技工院校培養(yǎng)學(xué)生，主要還是從事后者的工作領(lǐng)域，這與數(shù)控專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是一致的，所以沒有本質(zhì)區(qū)別。

再從智能制造集成系統(tǒng)PEMS的結(jié)構(gòu)圖來分析，數(shù)控其實(shí)就是里面的核心之一，數(shù)控專業(yè)的發(fā)展背景就是如此。

三、如何應(yīng)對(duì)

1.樹立信心，從容應(yīng)對(duì)

通過以上分析，可見數(shù)控專業(yè)與智能制造根本不矛盾，數(shù)控是智能制造模塊中非常重要的一環(huán)?？梢詳嘌裕瑪?shù)控的專業(yè)發(fā)展還將不斷持續(xù)。目前數(shù)控專業(yè)的主流方向有兩個(gè)，一個(gè)是數(shù)控加工，再加一些質(zhì)量檢測，另外一個(gè)是數(shù)控維修。反觀工業(yè)機(jī)器人廠家，大多數(shù)仍然是數(shù)控設(shè)備制造企業(yè)，技術(shù)核心沒變，變化的只是產(chǎn)品模式，一些制造管理理念。數(shù)控專業(yè)為工業(yè)機(jī)器人時(shí)代的到來早就進(jìn)行了準(zhǔn)備。

現(xiàn)在部分學(xué)校正在不遺余力地大力發(fā)展機(jī)器人專業(yè)，采購大量工業(yè)機(jī)器人，閑置數(shù)控設(shè)備，也是跟上市場，把握趨勢。其實(shí)可以冷靜思考工業(yè)機(jī)器人的內(nèi)涵，整合數(shù)控專業(yè)資源，避免投資浪費(fèi)，從容應(yīng)對(duì)。

2.課程改革刻不容緩

（1）深化課程改革，建立完整知識(shí)技能體系?，F(xiàn)行情況數(shù)控專業(yè)受到?jīng)_擊也還是有道理的。原因很多，除了有市場行為和一些誤解外，更多的來自于專業(yè)的發(fā)展思路。工業(yè)機(jī)器人本身是一個(gè)機(jī)電氣等高度集成的技術(shù)，需要非常綜合的知識(shí)與技能。數(shù)控專業(yè)培養(yǎng)偏于單一，非常強(qiáng)調(diào)操作編程的熟練度，零件加工訓(xùn)練的難度等。隨著機(jī)器人的普及，反復(fù)的工作將不再需要人的過多介入，更多的是需要工藝、自動(dòng)化加工理念。改革立足企業(yè)需求，拓展數(shù)控專業(yè)自身，建立完整知識(shí)技能體系，建議進(jìn)行分方向的綜合。方向一為現(xiàn)場應(yīng)用，主要知識(shí)與技能為：普通機(jī)床操作與加工、數(shù)控機(jī)器人的編程加工、示教仿真、電器控制、液壓與氣動(dòng)、工裝夾具、制造工藝、刀具、產(chǎn)品質(zhì)量、設(shè)備安裝調(diào)整、三維設(shè)計(jì)、CAM編程。該部分重視制造基礎(chǔ)，綜合知識(shí)技能。方向二是調(diào)試維修，主要知識(shí)技能為：機(jī)床的基本操作、電器控制、數(shù)控原理、裝調(diào)與維修、PMC編程、液壓與氣動(dòng)、工裝夾具、機(jī)器人安裝與調(diào)試、自動(dòng)化生產(chǎn)線方案。該部分需要強(qiáng)化自動(dòng)控制系統(tǒng)，綜合知識(shí)技能。

（2）課程改革核心要點(diǎn)。改革的核心仍然分為應(yīng)用與維護(hù)維修兩個(gè)方向，這里列出的知識(shí)技能顯示它們之間更多的是綜合并行，融合升級(jí)。有些是成熟的，也有些是進(jìn)行綜合交叉的，需要繼續(xù)優(yōu)化為一體化教學(xué)，開發(fā)合適的教材，學(xué)材。說明如下。

第一，夯實(shí)基礎(chǔ)。世界技能大賽帶給我們的啟示之一是“重視基本功”?；A(chǔ)技能如機(jī)床操作與加工、機(jī)器人編程、示教離線是兩個(gè)方向的必修課。突出學(xué)生的基礎(chǔ)技能是職業(yè)生涯的立足根本理念，夯實(shí)基礎(chǔ)，不急于求成。

第二，強(qiáng)調(diào)復(fù)合。世界技能大賽可能并沒有特別先進(jìn)的設(shè)備，但非常強(qiáng)調(diào)綜合技能，如設(shè)計(jì)、加工、裝配、維護(hù)、檢測、材料等。智能制造強(qiáng)調(diào)人機(jī)一體，柔性集成。未來學(xué)生面對(duì)的不再是單一具體機(jī)床，而是不斷變化的生產(chǎn)情景，沒有復(fù)合能力就不能適應(yīng)新的形勢。

第三，加快工裝夾具、機(jī)械自動(dòng)化課程改革。隨著智能制造的發(fā)展，人將從繁重的簡單勞動(dòng)中解脫。解放出的人，有一大部分將投入到機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床之間的交接中，最主要的工作內(nèi)容是夾具方案設(shè)計(jì)、機(jī)械手配置等。夾具、刀具在智能制造系統(tǒng)中的地位很高，但目前在這方面教學(xué)改革還沒有大的進(jìn)展。部版《夾具制作》，還只是夾具知識(shí)的冰山一角，先不談機(jī)器人制造的快速交換要求，連企業(yè)真實(shí)的生產(chǎn)實(shí)踐也不能滿足。技工院校開設(shè)機(jī)床夾具課程的模式是理論學(xué)習(xí)和課程設(shè)計(jì)。這就是造成學(xué)生到企業(yè)后產(chǎn)生“在學(xué)校學(xué)的知識(shí)沒用”想法的最重要根源之一。眾多自動(dòng)化企業(yè)面臨的人才難題是純電氣自動(dòng)化的人多，兼顧機(jī)械自動(dòng)化的優(yōu)秀人才特別稀缺。該課程的改革思路大致如下。

首先.取材企業(yè)現(xiàn)場，根據(jù)企業(yè)中夾具的具體應(yīng)用，抽取典型工作任務(wù)，直擊生產(chǎn)，做到統(tǒng)一又具有代表性。

其次，開展一體化教學(xué)及教材開發(fā)，充分發(fā)揮數(shù)控專業(yè)優(yōu)勢，將大部分典型工作任務(wù)進(jìn)行挖掘，擺脫以往的夾具課程偏于計(jì)算、純基礎(chǔ)理論講解模式，轉(zhuǎn)而用工作任務(wù)驅(qū)動(dòng)，將夾具從設(shè)計(jì)、材料附件選購、自制件的加工、裝配、調(diào)試串聯(lián)起來。

再次，接入自動(dòng)化夾具。自動(dòng)化夾具需配以液壓氣壓傳動(dòng)知識(shí)。目前的教科書沒有從氣動(dòng)原件的知識(shí)入手，配以夾具的具體應(yīng)用，學(xué)生對(duì)氣動(dòng)夾具只有概念，沒有切身體會(huì)，需要將這兩者進(jìn)行重新組合。

最后，注重機(jī)械自動(dòng)化基礎(chǔ)。這方面從機(jī)械手、關(guān)節(jié)臂、十字滑臺(tái)裝配調(diào)試、精度檢測入手，學(xué)習(xí)各類自動(dòng)卡爪的原理與裝配等。

3.重構(gòu)校企合作模式

校企合作是老生常談，好像也沒有什么新意。學(xué)校應(yīng)該樹立新的合作觀?？v觀科技發(fā)展，發(fā)展速度將越來越快，設(shè)備更新?lián)Q代加快。原來的定點(diǎn)培養(yǎng)、企業(yè)使用學(xué)校設(shè)備、企業(yè)參與人才培養(yǎng)方案等低層次的合作肯定不能適應(yīng)。應(yīng)注重與企業(yè)的同步性，最佳利用企業(yè)資源，共贏共享。比如現(xiàn)在大家關(guān)注的要按照企業(yè)的工作過程來培養(yǎng)、共同參與企業(yè)項(xiàng)目，將企業(yè)項(xiàng)目作為教學(xué)案例等。

4.加快融合

保持開放包容的心態(tài)，請停止關(guān)于機(jī)器人，數(shù)控專業(yè)各自的歸屬爭論。知識(shí)原本就是一個(gè)交叉重生的過程。就像數(shù)控專業(yè)來源于機(jī)械制造，未來這兩者都會(huì)融入制造業(yè)，形成新的定義，現(xiàn)在只不過是過渡期。

5.整合師資隊(duì)伍

最后的應(yīng)對(duì)都要由優(yōu)秀的師資隊(duì)伍來承擔(dān)，迅速調(diào)整師資，整合資源，樹立復(fù)合觀。隨著制造領(lǐng)域復(fù)合化的深化，所有技工院校教師都要意識(shí)到建立職業(yè)有效期觀念，化被動(dòng)為主動(dòng)，加快學(xué)習(xí)、及時(shí)更新知識(shí)的觀念。

四、小結(jié)

數(shù)控專業(yè)已經(jīng)站在產(chǎn)業(yè)升級(jí)，智能制造成為主流趨勢的浪尖，必須快速進(jìn)行改革調(diào)整，適應(yīng)新的歷史發(fā)展。加強(qiáng)自信心，加快融合，加大課程改革力度，夯實(shí)數(shù)控專業(yè)基礎(chǔ)。我們要做的就是立足當(dāng)下，從操作應(yīng)用、調(diào)試維護(hù)兩個(gè)方向著手，堅(jiān)持進(jìn)行復(fù)合化、綜合化是應(yīng)對(duì)智能制造的理想措施。時(shí)不我待，作為技工院校的教師，我們要敢于擔(dān)當(dāng)，積極走進(jìn)企業(yè)，大膽改革嘗試。數(shù)控專業(yè)還有更多的事需要做，行動(dòng)一直在路上。

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