逆向工程創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)方法探索

【摘 要】分析逆向工程創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)的意義和存在的現(xiàn)實問題，提出逆向工程創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)方法。

【關(guān)鍵詞】逆向工程 創(chuàng)新應(yīng)用型人才 培養(yǎng)方法

【中圖分類號】 G 【文獻標識碼】 A

【文章編號】0450-9889（2013）12C-0108-02

逆向工程（Reverse Engineering，簡稱RE）是根據(jù)已存在的產(chǎn)品模型，重構(gòu)出產(chǎn)品的CAD數(shù)據(jù)，對CAD數(shù)據(jù)進行修改、優(yōu)化和改進，并根據(jù)改進后的CAD數(shù)據(jù)快速制造出產(chǎn)品模型的技術(shù)總稱，包括逆向設(shè)計、快速原型制造和快速模具三個部分。近年來，很多企業(yè)僅僅利用逆向工程對需要仿制的產(chǎn)品進行抄數(shù)—三維CAD模型重構(gòu)—加工—開模—生產(chǎn)產(chǎn)品，使得從手機到筆記本電腦的各種仿制品充斥著電子產(chǎn)品的低端市場。這造成很多人對逆向工程的誤解，從而忽視逆向工程的真正功能。所以，在逆向工程的教學(xué)中，應(yīng)彰顯逆向工程的實際功能，糾正學(xué)生由于對仿制品的不良印象而對逆向工程產(chǎn)生的不當看法，并培養(yǎng)學(xué)生對所得CAD數(shù)據(jù)進行修改、優(yōu)化和改進的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新理念。

一、培養(yǎng)逆向工程創(chuàng)新應(yīng)用型人才的意義

（一）適應(yīng)國家創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求。《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》第三十二條指出：高等教育要適應(yīng)國家和社會發(fā)展需要，遵循教育規(guī)律和人才成長規(guī)律，深化教育教學(xué)改革，創(chuàng)新教育教學(xué)方法，探索多種培養(yǎng)方式，形成各類人才輩出、拔尖創(chuàng)新人才不斷涌現(xiàn)的局面。

創(chuàng)新是一個民族的靈魂，是社會發(fā)展的不竭動力。而制造業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)，是國家安全的保障，是國家競爭力的重要體現(xiàn)，現(xiàn)代制造技術(shù)水平的高低已成為一個國家經(jīng)濟發(fā)展的主要標志。當前，我國制造業(yè)競爭優(yōu)勢水平較低，創(chuàng)新能力不強，科技與經(jīng)濟發(fā)展有一定程度的脫節(jié)，外資所占比例偏高，生產(chǎn)率與國外相比優(yōu)勢不顯著。而且，隨著原材料和勞動力成本的不斷上漲，我國正在逐步喪失“世界制造工廠”的成本優(yōu)勢。為使我國制造業(yè)走出困境，必然要走體制、制度和技術(shù)創(chuàng)新之路。作為以工為主的應(yīng)用型本科院校，所培養(yǎng)的學(xué)生除具備在生產(chǎn)一線負責生產(chǎn)、工藝、檢驗及設(shè)備運行、安裝、調(diào)試與維修的應(yīng)用型、工藝型人才的能力外，還應(yīng)具備產(chǎn)品開發(fā)、工藝裝備設(shè)計、技術(shù)革新等創(chuàng)新應(yīng)用型人才的能力。

（二）適應(yīng)我國制造業(yè)發(fā)展對逆向工程人才的需求。《高端裝備制造業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》指出，我國制造業(yè)存在的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、自主創(chuàng)新能力較弱、產(chǎn)品附加值較低、競爭力不強的特點已經(jīng)成為制約我國制造業(yè)發(fā)展的重要障礙。所以，要想實現(xiàn)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型，必然要提高企業(yè)的自主創(chuàng)新能力及對競爭力強、附加值高的新技術(shù)、新產(chǎn)品的開發(fā)能力。

由于逆向工程系統(tǒng)是現(xiàn)代制造技術(shù)的最新進展，為制造業(yè)提供了一個全新、高效的三維制造路線，它可以快速、精確、方便地獲得實物的三維數(shù)據(jù)，并利用快速成型技術(shù)制造出傳統(tǒng)制造方式無法或很難制造的產(chǎn)品，從而為產(chǎn)品的開發(fā)、設(shè)計及制造奠定了新的技術(shù)基礎(chǔ)，已成為聯(lián)系新產(chǎn)品開發(fā)過程中各種先進技術(shù)的紐帶，并成為和消化和吸收先進技術(shù)、實現(xiàn)新產(chǎn)品快速開發(fā)的重要技術(shù)手段。因此，逆向工程已經(jīng)成為現(xiàn)代制造業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)的一種重要的創(chuàng)新手段，在國內(nèi)外得到了越來越廣泛的關(guān)注與應(yīng)用。而逆向工程人才需求也將逐漸增長。

二、培養(yǎng)逆向工程創(chuàng)新應(yīng)用型人才存在的現(xiàn)實問題

（一）現(xiàn)有的逆向工程課程體系無法滿足創(chuàng)新應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要求。一直以來，機械類各專業(yè)所開設(shè)的課程如機械設(shè)計均是正向設(shè)計，逆向工程作為新的研究領(lǐng)域，許多高校未開設(shè)相關(guān)課程，或者僅僅作為選修課，故而還沒有建立合理的課程體系。以筆者所在學(xué)校為例，機械類專業(yè)僅僅開設(shè)了UG課程，且多以講述產(chǎn)品三維造型為主，未涉及三維點云重構(gòu)；模具設(shè)計也多是塑料成型和金屬沖壓方面的知識，幾乎未涉及快速模具的知識；唯一相關(guān)的課程快速原型制造也僅有30個課時，幾乎沒有將學(xué)生后續(xù)發(fā)展所需要的核心能力有機地融入專門課程的教學(xué)中。學(xué)生易對所學(xué)知識產(chǎn)生困惑，更談不上進行創(chuàng)新設(shè)計和制造。可見，逆向工程相關(guān)課程存在著開設(shè)內(nèi)容不足、課程聯(lián)系不夠緊密、教學(xué)體系條理不夠清晰的不足，而且在課程教學(xué)中沒有融合對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

（二）現(xiàn)有教學(xué)條件無法滿足應(yīng)用型人才的培養(yǎng)需求。逆向工程在我國興起的時間較晚，所以國內(nèi)從事逆向工程設(shè)備的研究與開發(fā)的高校和企業(yè)較少，設(shè)備多以進口為主，且價格昂貴。如一臺關(guān)節(jié)臂測量儀至少需要80萬元，一臺激光快速成型機需要60萬元。作為以教育為本、非營利性的高等院校，一般對實驗室的經(jīng)費投入較少，逆向工程實訓(xùn)車間的資源條件建設(shè)比較薄弱，實驗室設(shè)備種類少、設(shè)備在同類設(shè)備中處于低檔次級別，由于相關(guān)配套的材料（1公斤ABS絲材要2000元，主輔料共需4000元）、設(shè)備維護費用較高，學(xué)生實踐的機會較少，很難培養(yǎng)出適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)的高級應(yīng)用型人才。

（三）在仿制品影響下學(xué)生容易喪失創(chuàng)新意識，對逆向工程誤讀誤用。由于價格低廉，仿制品在農(nóng)村和學(xué)校擁有著強大的市場份額，仿制品相對于正版產(chǎn)品具有價格優(yōu)勢，因而仿制品無疑成為許多人的最佳選擇。學(xué)生在接觸逆向工程以后，受仿制品的影響，容易對逆向工程產(chǎn)生誤解，而忽視逆向工程在產(chǎn)品開發(fā)方面的主流用途，進而忽視應(yīng)該進行的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計。

三、培養(yǎng)逆向工程創(chuàng)新應(yīng)用型人才的方法

（一）建立以崗位需求為導(dǎo)向的逆向工程課程教學(xué)體系，為創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。逆向工程方面應(yīng)包括的課程有三維CAD設(shè)計、逆向軟件課程、快速原型制造、模具設(shè)計、工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計等。筆者通過對人才市場的調(diào)查，總結(jié)出崗位需求與課程內(nèi)容的關(guān)系，如圖1所示。

在建立和完善逆向工程課程系統(tǒng)的情況下，根據(jù)崗位能力需求對相應(yīng)的課程內(nèi)容作出適當?shù)恼{(diào)整，重新編寫課程教學(xué)大綱及課程實驗指導(dǎo)書，使學(xué)生可以系統(tǒng)地學(xué)習(xí)逆向工程方面的理論知識和操作技能，并利用逆向工程方式方法進行創(chuàng)新設(shè)計和加工。

（二）在逆向工程課程體系中引入創(chuàng)新理念，將創(chuàng)新能力的培養(yǎng)貫穿其中。我國學(xué)生經(jīng)歷了從小學(xué)到中學(xué)的應(yīng)試教育，任何問題都有標準答案的考試思路使得學(xué)生較缺乏創(chuàng)新能力。在學(xué)生進入大學(xué)之后，擺脫這種應(yīng)試教育的缺陷成了教學(xué)改革的必然之路。應(yīng)試教育重在用現(xiàn)有的公式（規(guī)則）去解題；創(chuàng)新教育重在培養(yǎng)學(xué)生思維習(xí)性，讓學(xué)生在日常規(guī)則中發(fā)現(xiàn)新的疑點，從而打破常規(guī)，構(gòu)思新的規(guī)則（公式）去解決新的問題。

應(yīng)用型本科的機械制造類專業(yè)學(xué)生不僅要具備基本的常規(guī)制造能力，還應(yīng)具備對新產(chǎn)品的研發(fā)和設(shè)計能力以及對舊產(chǎn)品的改進能力。如在逆向工程教學(xué)過程中，通過定期給定學(xué)生產(chǎn)品的設(shè)計要求，要求學(xué)生設(shè)計并加工產(chǎn)品，然后對加工的產(chǎn)品進行評估和裝配驗證，不合適的再次修改設(shè)計，再次加工，直到生產(chǎn)出較為滿意的產(chǎn)品。通過這個過程的訓(xùn)練，學(xué)生能夠在產(chǎn)品的創(chuàng)新訓(xùn)練中提升創(chuàng)新能力。

（三）改善學(xué)生創(chuàng)新技能訓(xùn)練的實踐環(huán)境，通過產(chǎn)學(xué)研合作培養(yǎng)逆向工程創(chuàng)新應(yīng)用型人才。首先，改善校內(nèi)學(xué)生創(chuàng)新技能訓(xùn)練的實踐環(huán)境。提高學(xué)生專業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)新能力與綜合素質(zhì)需要學(xué)生處于生產(chǎn)一線的創(chuàng)新環(huán)境中。每個正常的人都有一定的創(chuàng)造力，人的創(chuàng)造力盡管和先天稟賦有關(guān)，但主要是在后天的實踐中取得的。學(xué)生需要養(yǎng)成創(chuàng)新的習(xí)慣，不斷提升創(chuàng)新意識，掌握各種創(chuàng)造技法，才能成為為企業(yè)聚集財富之才。因此，應(yīng)改善學(xué)生在校內(nèi)的創(chuàng)新技能訓(xùn)練場所，讓學(xué)生有自由發(fā)揮的機會和空間，對學(xué)校實訓(xùn)中心的設(shè)備、場地進行資源優(yōu)化配置，如給學(xué)生提供在非實訓(xùn)課時間使用加工設(shè)備如車床、銑床、快速成型機的機會，安排一些具有多年實踐經(jīng)驗的教師為學(xué)生提供指導(dǎo)，以此來培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神。

其次，尋求校企合作，通過產(chǎn)學(xué)研合作培養(yǎng)逆向工程創(chuàng)新應(yīng)用型人才。通過前面的分析可知，逆向工程方面的設(shè)備種類較多且比較昂貴。對此，應(yīng)積極尋求與逆向工程方面的企業(yè)進行合作，探討長期的合作關(guān)系和雙贏的合作機制。學(xué)生可以利用寒暑假時間或業(yè)余時間到企業(yè)實習(xí)，直接進入企業(yè)的生產(chǎn)第一線，將自己在學(xué)校學(xué)到的理論知識與實踐相結(jié)合，通過“實戰(zhàn)演練”提高自己的質(zhì)量意識和創(chuàng)新意識，在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新點。企業(yè)也可以通過新鮮勞動力的補充，提升企業(yè)文化和層次。同時形成由企業(yè)和學(xué)校、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合共同培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、應(yīng)用能力的合作培養(yǎng)機制。

【參考文獻】

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[2]宋小輝.《逆向工程技術(shù)》課程教學(xué)體系建設(shè)[J].廣西教育，2012（9）

[3]董達善.中國制造業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展研究[J].上海經(jīng)濟研究，2008（9）

【基金項目】2013年廣西高等教育教學(xué)改革工程項目（2013JGA274）；2011年校教育教學(xué)改革重點項目（2011JA05）；2010年新世紀廣西高等教育教改工程項目（2010JGA120）

【作者簡介】宋小輝（1977- ），女，桂林航天工業(yè)學(xué)院副教授，碩士，華中科技大學(xué)快速成形中心訪問學(xué)者。

（責編 王 一）