從數字教學看未來的數字世界

王曉進 陳卓 彭小玲

摘要:本科實踐教學多年來一直沿用工廠勞動實習方式已經與當今科學教育的新觀念、新方法、新技術地飛速發展及復合型人才的培養模式要求相差很遠,已不能滿足高學歷學生們日益增長渴望掌握新知識、新技術、新方法地新需求和新要求。教學要改革、實踐教學更應隨著社會變革而提高。未來的社會是數字世界,精確管理社會定會通過數字去管理社會,最終實現節能、高效、精確的數字化的社會。實踐教學中的熱加工鑄造也會隨社會進步而變革,也會從傳統模糊的粗放生產過渡到數字澆口、數字澆道、數量澆鑄的數字鑄造生產,而最終實現數字車間、數字生產、數字產品、數字測量、數字監控、數字管理、數字財會、數字營銷、數字商標等,也都會帶領我們一起走進未來地數字世界……。

關健詞:數字教學數字鑄造數字世界

中圖分類號:G420 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)06(c)-0123-02

1 實踐教學要“三創”

如今,科技的飛速發展可謂日行千里,國家與國家之間的差距正在日益縮小。科技的飛速發展又促進了教育水平的提高而提高,同時也渴望大學教學質量也能隨著科技的提高而提高。本科實踐教學多年來一直沿用工廠勞動實習方式已經與當今科學教育的新觀念、新方法、新技術地飛速發展及復合型人才的培養模式要求相差很遠,已不能滿足高學歷學生們日益增長渴望掌握新知識、新技術、新方法地新需求和新要求。教學要改革、實踐教學更應隨著社會變革而提高。

1.1 實踐教學觀念要創新

實踐教學是大學本科教育中十分重要的環節,也是大學本科教學培養“能說、能寫、能做、能設計、能創新”地復合型人才的實現手段。可多年來,大學一直沿用工廠勞動實習方式在培養人才,已經與當今科學教育的新觀念、新方法、新技術地飛速發展及復合型人才的培養模式要求相差很遠,已不能滿足高學歷學生們日益增長渴望掌握新知識、新技術、新方法地新需求和新要求。如何提高實踐教學質量應從實踐教學觀念要創新下手,首先提高教師的創新意識,著手實現教學改革,從教師本人改起,應增添創新思想、創新觀念的培養。

合校十年來,我們在實踐教學中增添了《創新與實踐》課內容,把創造方法、創意方法、創新作品解剖等注入了實踐教學內容。十年來,我們培養出來麥曉明(2008珞珈十大風云學子)、李昕、王振宇(2009珞珈十大風云學子)及(2010珞珈十大風云學子×××)為社會培養出一大批創新型人才,不愧為“三創”教育的一大亮點。

1.2 實踐教學的教材和內容要創新

實踐教學是理論教學的補充,是理論與實踐相結合的實踐體驗。可多年來,教材不足,內容落后,與高速發展、日行千里的科學技術及社會需大量的復合型人才及不相稱,因此,實踐教學的教材要創新,應增添新技術、新方法的實例的講解、分析、對比。

多年來實踐教學內容單一,陳舊。一直沿用工廠勞動實習方式實習,其實習內容多為老“三樣”,即:熱加工(鑄造、焊結、鍛造)、冷加工(車削、銑削、磨削)和參觀。與當今對高素質復合型人才的培養要求相差很遠。因此,實踐教學的內容要創新。應增添新方法、新觀念和新內容。

如今,武漢大學工程訓練中心巳不再是原工廠式勞動生產實習,已在原“三樣”的基礎上增添新“三樣”, 即:數控加工(數控車、數控銑、數控切割);數控編程(氣動編程、系統編程、及電火花、線切割、數字切削編程);創新育人(“創新與實踐”公選課)又一新亮點。

1.3 實踐教學的施教方法要創新

實踐教學多年來施教方法很落后,常常以培養一般人才的方法去培養高端人才,以傳統加工方式培養學生的動手能力。如今,這種方法已經不能滿足學生們日益增長的知識需求,應增添高科技內容。

十年合校已來,武漢大學工程訓練中心結合自已的特點,把實踐教學同創新實踐、參賽、比賽結合起來。十年來不但從工程訓練中心走出的武漢大學風云人物,也走出了各級大賽一等獎、二等獎、三等獎的獲得者,為武漢大學的發展再次增添了新亮點。

2 實踐教學應注入新技術

“數字鑄造”！你聽說過嗎？“數字”工廠、“數字”車間、“數字”加工、“數字”管理、“數字”控制、“數字”測量、“數字”標識、“數字”商標、數字統計、數字澆道數字澆口等其實早就走進了你我的生活。

鑄造在中國有著四千余年的文明史,有著與四大發明同樣的美喻。早在殷商末年,就已鑄造出1750斤重的司母戊鼎,春秋戰國時期,人們已經掌握了鑄鐵技術,出現了塊煉滲碳鋼,鐵制工具已經在農業和手工業生產中大量使用,鑄造技術的發展與中華民族的生存、發展、壯大都有著十分躍眼的光茫。中國人最先采用泥模生產法批量生產泥制品(陶器),而形狀大小的(質量)控制則采用“木尺”來衡量,這就是最早的“數字”鑄造。

鑄造,謂一種“標準”(模具)制造法,是“通過一種標準去復制若干個與這個標準相一致的產品。”而謂“標準”(模具)就是一種用形狀(大小)數字復制產品的過程。

2.1 “數字”砂箱

所謂的“數字”砂箱即用數字來標注砂箱的尺寸大小及合型時的參照記號和模具安置的具體(數字)位置,(見圖1)實現數字控制。

2.2 “數字”型腔

所謂的“數字”型腔即用數字方位置模,并對號入座。(見圖1)主要解決砂箱有限位置內安置木模的準確性,并對澆道和澆口留有相應位置,實現數字控制。

2.3 “數字”澆口

所謂的“數字”澆口即用數字大小表示澆口大小((即:“三三制”,三個圖(如圖2所示)、三句話(一頭大一頭小,上面大下面小,一頭深一頭淺)、三個尺寸(澆口深度尺寸25-30mm,澆口寬度尺寸8-12mm,澆口高度尺寸4-6mm))并依據鑄型大小選擇澆口大小(可分為A、B、C、D、E、F、G七種規格大小的澆口),實現標準(數字)鑄造,達到節能增效(澆道、澆口大小即可滿足生產要求,又可節約金屬液)、高效高產、產品達標(澆口頸實現數字控制,減少去掉澆口時易損壞鑄件的不足)、重量一致的目的,(見圖2)實現數字控制。

2.4 “數字”澆道

澆道的大小需耗損金屬液,需空耗大量燃料,而澆道大小確與型腔充型有著直接的關系。(一頭大一頭小,上面大下面小,一頭深一頭淺)如何通過數字尺寸控制澆道大小(澆道制作大小存在“任意性”與“隨意性”,缺少科學性)是企業走低耗高效,產品實現精品道路上必備的條件和手段(目前,在鑄造行業無澆道大小國際及國家標準)。

2.5 “數字”鑄造對節能環保的影響

鑄造在我國多屬老(上千年歷史)、大(產品幾何尺寸較大,且屬粗加工毛坯產品)、差(外型幾何形狀變形大、缺陷多、廢品率高、粉塵污染大、工作環境差)的生產行業,對地方經濟影響較大(即喜歡又討厭,喜歡的是納稅大戶,討厭的是重污染企業),對國防、國安來說又是離不開的行業。“數字”鑄造的實現能徹底改變鑄造原有存在的老、大、差的不足,并通過“數字”鑄造實現低能(減少對過大、過粗澆口、冒口的尺寸及減少燃料多少的實際控制,從而實現數字生產、數字管理的目的)、低排(減少對金屬溶化量的多少控制,從而減少鑄件粉塵的大氣排放及廢砂的地面排放)、低碳(精鑄、精造,減少使用沖天爐熔化金屬,盡可能采用中頻爐熔化金屬,)從而達到節能環保的目的。

2.6 “數字”鑄造對企業生存的影響

鑄造產品多屬毛坯產品,這是我國生產力所決定地。在建國初期為追求生產率虛似成績而敗環了幾千年文明歷史的中華創造力和創新精神(見圖4湖北省博物館陳列的編鐘制品)。如今,國家政府倡導中國將由“中國制造”向“中國創造”轉型,對我國傳統行業提出了更高的要求,對粗加工、粗制品提出了改進的目標,并通過低排、低能、低碳的控制,最終實現精制、精造、高效、環保地目的,這對企業的生存和發展提出了新的挑戰。

2.7 “數字”鑄造對產品提升及竟爭力的影響

在機加工行業有著材料加人工成本等于產品價格的“潛規則”,這就是說:企業產品的竟爭力有一半決定于加工的材料,而加工材料幾何形狀存在的粗、精加工量、加工尺寸、加工手段是可以通過“數字控制”來實現的。而“數字”鑄造為實現精確尺寸的材料提供了數字保證,從而可降紙企業生產成本,提高社會竟爭力創造了物質條件。

2.8 “數字”鑄造對技能培訓及教學教材的影響

“數字”鑄造,對技能培訓及教學中教材改進、充實來說是全新概念和目標(全新知識和技能示范規則、全新生產手段、全新產品目標),因此需對在職老師進行新知識的學習和新概念的知識更新。在工業加工領域雖然巳有數控加工和數字控制手段,但在產品始段的生產中還未注入“數字”鑄造的思想,因此,任重道遠。

3 結語

“數字”鑄造是未來機械行業制造產品的一種規范、規則,是指導企業生產、員工技能培訓、學校教材更新充實都有很強的指導意義和強化用數字指導產品生產手段和要求的過程,從而最終實現黨和國家要求的產品精品、科學管理、富裕中華”的最終目的而努力。