淺議制造業數字化研發人才的培養

【摘 要】隨著制造業企業產品研發過程的數字化，使得社會對人力資源的素質和能力的要求越來越高。高校通過各種方式和途徑讓學生學習并掌握數字化研發的各項技術，對培養滿足現代企業要求的人才具有重要意義。

【關鍵詞】制造業 數字化 人才培養

一、前言

中國制造業在近幾年內得到了快速發展，同時，制造業的競爭更加激烈，許多制造業企業為了提高設計效率和研發創新能力，縮短設計周期，降低設計成本，快速推出新產品迅速占領市場，開始更加注重產品研發和技術創新，紛紛采用集成的，全面的數字化產品開發解決方案，全面提升制造業企業的產品創新和研發管理能力。

企業產品研發方式的轉變和更新，需要對應的人才能夠及時適應并掌握數字化開發的能力和思維方式。機械專業的本科生，必須學習掌握先進的數字化研發技術，才能適應社會的需求。高校教育中，通過各種方式途徑讓學生參與研發過程體驗，對培養滿足現代企業要求的人才

具有重要意義。

二、制造業產品研發數字化

新產品的開發流程可以分為四個階段，在概念設計階段，主要是完成產品的功能原理設計以及外觀造型設計，概念設計評審通過后所有的設計將全部展開，進入到工程設計階段。這個時期需要完成系統設計、零件設計、裝配設計，直到生產圖紙以及制造工藝的規劃等。此后，進入到試制階段，主要進行工藝制定、工裝、工具、刀具、模具的配套，零件加工、組裝和總裝調試等工作。最后，對樣機進行試驗并組織專家進行評審。

制造業企業數字化首先從CAD(計算機輔助設計)的應用發展而來，隨著三維建模功能的成熟，與產品研發有關的CAE(計算機輔助工程)、CAM(計算機輔助制造)，CAPP(計算機輔助工藝設計)等先后獲得越來越多的應用。于是，大量與產品定義有關的不同格式信息數據的傳遞、轉化和共享成為產品研發進度的嚴重障礙，為解決這一問題，PDM(產品數據管理)的實施也應運而生。

產品研發數字化，大大提高了產品設計的效率，降低了產品的成本，提高企業及其產品在市場上的競爭力，已經逐漸成為企業產品研發不可缺少的手段，在產品技術創新過程中發揮重要作用。企業產品研發方式的數字化，需要對應的人才能夠及時適應并掌握數字化開發的能力和思維方式。機械專業的本科生，必須學習掌握先進的數字化研發技術，才能適應社會的需求。

三、數字化研發人才培養方式的探索

經過多年的引進和實施，企業的設計方法和手段已經有了快速的發展，紛紛完善了自己的研發平臺。但是，作為給社會輸送人才的工科高校，相對來講，數字化設計的教育相對滯后于社會對人才的能力需求。主要原因體現在：

1.學習數字化的研發技術對學校的相關軟硬件設施提出了較高的要求，需要投入足夠的資金才能滿足正常的教學和學習。

2.二維CAD的教學已經普及，并以必修的形式進入到高校的教學體系，但是，在教學科目和學時分配上存在不足。

3.三維CAD的教學多數是以選修的形式存在。CAE的教學更少，主要集中在研究生階段。PDM在教學中基本不涉及。多數高校鼓勵學生在做畢業設計中使用三維CAD/CAM/CAE技術與軟件，但是，因為沒有以往的技能積累，畢業設計達不到應有的效果。

4.由于總體的學時限制，留給進行數字化研發相關技術學習的學時普遍不多，在目前的情況下，可能只能采用學校講授一部分，而學生需要自己利用課余的時間繼續深入學習的辦法。

顯然，現有的教學內容和方式難以適應社會對數字化研發人才的需求，高校應該充分重視教學策略、注重實踐環節、改革現有教學方法和內容，提供各種學習的途徑和機會。

（1）數字化研發教學平臺的建立

對于教學使用的軟件，根據具體情況可以采用大型高端的基于主模型技術集成的一體化軟件，或者各種不同側重方向的易學易用的專業軟件組成，但各軟件之間必須具有開放的接口。同時，教學平臺還應該包括設有網絡化計算機，工程測量儀器以及數控機床等設備。

（2）課程教學改革

數字化設計方法應該廣泛應用到專業基礎課、專業課、課程設計、畢業設計等教學環節。比如，《機械制圖》課程，針對于企業三維設計技術的廣泛應用，可以直接把面向三維的實體造型和特征造型技術引入傳統教學，加強對三維形體的想象、分析、表達能力，三維形體和二維圖形相互轉化能力的培養。《機械原理》課程中的機構以及運動學和動力學分析的內容，可以加入利用計算機進行運動仿真和動力學仿真的學習內容等。《數控技術》增加CAD/CAM集成系統具有的圖形交互式自動編程能力的培養，并學習在計算機上切削仿真和機床運動模擬等環節。隨著高校計算機軟硬件設施的不斷完善升級，課程設計以及畢業設計的部分或者全部任務也可以利用計算機輔助技術來完成。

（3）加強基本技能的訓練

課堂教學是學生能夠掌握扎實的基本理論基礎，是培養人才是最基本的方法。要想成為一名合格的機械工程師還必須重視加強基本技能的訓練。高校中開放實驗室的實施給學生提供了很好的實踐環境平臺，學生可以在課余時間到實驗室對數字化設計或者制造技能進行強化訓練，并有相關的教師進行指導。另外，為了豐富校園生活，活躍學生學習氛圍，培養學生對數字化研發的興趣愛好和更多交流，可以在學生自愿參加的基礎上成立數字化設計協會組織。協會主要為機械以及相關專業的學生更好的利用計算機進行產品設計、仿真，生產為目的，通過開展講座、講授軟件使用方法、舉辦作品設計大賽等各種活動，為學生提供更多的了解新產品研發技術的機會。

（4）增加工程實踐的機會

為了將學生培養成為具有一定的探索解決實際問題的專門人才，不是通過課堂學習，軟件的培訓就能解決的，還必須通過多次的項目實踐才能真正提高。可喜的是，現在高校學生在本科階段就能跟專業教師一起進行一些創新產品的設計，可以幫助學生積累一部分工程經驗。為了提高高校大學生的專業素質，增加大學生就業能力，高校還應該積極跟社會合作，成立“校外實習基地”，給在校生能夠在工廠企業的研發中心和生產一線進行相對充足的實習學習的機會，讓學生能夠多多現場體驗并參與數字化的設計、工藝制定、生產加工到整體的數據管理的全過程，促進學生在機械專業領域內理論和實踐的融合以及提高解決實際問題的能力。

四、結束語

數字化的研發技術在制造業企業中占有越來越重要的地位，高校教育應該適時地培養適應時代需求的人才，為提高我國機械行業的整體水平和競爭力做出貢獻。

參考文獻：

[1]劉樹森.現代制造企業信息化[M].科學出版社，2005.94-140.

[2]胡青泥，戴恒震，高菲等.面向三維CAD/CAM技術的機械制圖教學研究[J].工程圖學學報，2002，(8)：137-141.

(作者單位：魯東大學物理與電子工程學院；魯東大學交通學院）