基于逆向工程的工業設計及制造的發展趨勢與方向*

摘要：現代工業的發展使各行各業的產品更新速度加快，對產品（機械）的需求量加大，向著信息化、數字化等方向發展。產品設計及制造需要以企業產品實際生產過程為主線，以先進制造技術為核心，基于逆向工程構建“精密檢測與產品快速數字化設計與制造”的三維立體創新設計與制作平臺。

關鍵詞：工業發展；逆向工程；先進制造技術

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1671-0568（2014）05-0039-02

基金項目：本文系廣東省高等學校教學質量與教學改革工程項目課題 “機電類專業實踐能力培養關鍵節點資源配置與質量控制的探索與實踐”（編號：20120202050）的科研成果。

職業教育發展于工業革命所帶來的產業結構調整需求，一個國家或地區的經濟發展模式和水平、市場理性化程度、產業與企業結構、勞動力市場模式，都會直接影響職業教育的模式、規模、課程。當前，職業教育已成為現代國民教育體系的重要組成部分，也是經濟社會發展的重要基礎。結合產業發展需要，設置科學、合理的職業培訓體系是人才培養的關鍵，職業培訓體系的建設不是簡單地采購實訓設備，而是包含了專業開設、課程設置、教材選編、實訓中心建設、師資培養、校企合作等環節及其體系建設中獲得一定技術支持與服務的整體系統工程。

一、工業設計及制造現狀

機械制造是我國的重要支柱產業，已被國家正式確定為基礎產業，并在“十五”規劃中列為重點扶持產業?，F代工業的發展使各行各業的產品更新速度加快，對產品（機械）的需求量加大。要振興裝備制造業，改變產品結構，都需要發展機械。同時，國內汽車工業、電子信息產業、家電和建材行業及機械工業的高速發展為產品（機械）提供了廣闊市場。

“十五”期間，我國機械制造業年均增長率15%，機械制造總產量占全世界總量的8%左右?！笆晃濉逼陂g，機械行業年增長率在12%～15%。隨著汽車、IT、航空燈相關行業領域高速發展，機械行業日新月異、高技術含量機械成為“十二五”的發展重點。2013年增長率保持在15%左右，我國已成為機械生產大國，進入世界領先行列。精密機械已使機械行業成為一個與高新技術產品互為依托產業。

機械行業目前正面臨前所未有的發展機遇，已進入由量變轉向質變、產業加速升級的關鍵時期，而信息技術則成為提升機械制造技術水平、推動機械技術進步的關鍵因素。CAD＼CAE＼CAM一體化技術應用，快速原型制造技術應用，使機械設計制造技術發生了重大變革。

我國機械行業將向大型、精密、復雜、高效、長壽和多功能方向發展，工件生產將向信息化、數字化、精密化、無圖紙、自動化方向發展，機械企業將向技術集成化、設備精良化、產品品牌化、管理信息化、經營國際化方向發展。

二、高職院校機械專業教育需求

職業技術教育是現代國民教育體系的重要組成部分，也是經濟社會發展的重要基礎。大力發展職業技術教育，是落實科教興市戰略、加快廣州市經濟結構優化升級和經濟增長方式轉變的重要途徑，是加快社會主義建設、推進勞動力轉移就業的重要舉措，是構建終身教育體系、提高勞動者職業能力、促進充分就業、建設和諧廣州和現代化大都市的必然要求。

由于產品（機械）種類繁多，傳統與現代機械企業并存，現代技術的應用程序相差很大。在傳統的大中型企業中，高職生大多在機械制造、裝配、調試等第一線崗位。但現代企業的大型工具軟件集成化程度較高，高職生可從事機械設計、成型工藝與機械制造工藝。目前，在民營小型機械企業，高職生可從事機械設計、成型工藝及制造全程的各個崗位。就業的首選崗位主要有四個：機械設計員——從事機械設計、機械工藝員——從事機械制造工藝編制、數控機床操作工——從事機械零件的加工、機械裝調工——從事機械裝配調試工作。

高職院校產品（機械）設計與制造專業要想提高人才培養質量，關鍵是要對人才培養目標進行準確定位。這是一個系統工程，要解決的是“培養什么樣的人”和“怎樣培養”的問題。為滿足社會需要、適應企業生產需求、更好地為企業提供技能型人才，學校必須通過改革開設新的內容，培養貼近企業生產、服務、技術和管理等一線崗位要求的高素質技能型人才，縮短企業培訓時間甚至直接上崗，為企業帶來更好的經濟效益。筆者建議統一安排，針對制造業行業結構變化及時調整專業方向和課程設置，培養適合行業發展的高素質實用型人才。

三、建設思路

1.發展基礎。①技術人才需求量大，高新科技產業的發展需要更多高素質的機械人才；②努力打造現代化機械專業，培養新型技能人才，避免與其他院校在傳統機械專業上的激烈競爭；③新型產品（機械）設計、檢測實訓條件已為現代機械專業建設打下一定基礎。

2.主要思路。①夯實傳統機械類專業建設基礎，發展特色；②努力打造先進制造技術專業，開拓新領域；③發展工業設計專業，提升新技能；④結合機械制造專業基礎，構建強大的機械專業集群。以企業產品實際生產過程為主線，以先進制造技術為核心，構建“精密檢測與產品快速數字化設計與制造”的三維立體創新設計與制作平臺，開展對專業群內各模塊的指導建設及幫助，促進機械專業建設的系統化大發展。構建從工業產品設計（產品造型設計、逆向工程、快速原型）——機械設計（分模、模流分析、結構設計）——備料（材料性能檢測、切割）——產品加工（數控加工、特種加工）——產品檢測（精度檢測）——裝配——成型流程中相關打磨、拋光、修模等工序完整的設計與制造教學與培訓體系。

四、綜述

目前的逆向工程技術在職業院校專業教學中幾乎處于空白，可構建以逆向工程技術、快速原型技術為基礎的機械造型設計與快速制造技術模塊的課程教學體系，促使高速掃描及數字化系統在逆向工程中發揮更大的作用。目前，高速掃描機和機械掃模系統已在我國得到廣泛引用，并取得良好的效果，該系統提供了從模型或實物掃描到加工出期望的模型所需的諸多功能，大大縮短了機械的研制周期。有些快速掃描系統可安裝在已有的數控銑床及加工中心上，高速掃描機的掃描速度最高可達3m/min。掃描系統已成功應用在汽車、摩托車、家電等行業，相信在“十二五”期間將發揮更大的作用，而逆向工程和并行工程將在今后的機械生產中發揮越來越重要的作用。

隨著計算機技術、激光成形技術的發展和新材料的研發，快速原型制造（RPM）已成為應用廣泛的全新制造技術，它基于新穎的離散/堆積（即材料累加）成形思想，能根據零件CAD模型快速自動完成復雜的三維實體制造。RPM是集精密機械制造、計算機、NC技術、激光成形技術和材料科學最新發展于一體的高科技技術，運用RPM技術只需傳統加工方法所需時間的1/3、成本的1/4。因此，逆向工程技術與快速制模技術、快速原型制造技術相結合，將是傳統機械設計及制造技術的發展趨勢。

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（編輯：易繼斌）