PLM體驗教學在模具制造專業中的運用

倪鵬

摘 要：本文主要分析了數字化工廠以及PLM體驗教學的特點，通過課程研究探索了其在模具和數控專業學生實訓教學中的應用方法。在文章中，通過課堂案例的分析，探討了PLM體驗教學在課程設置，環節設計，實訓項目開展等方面的優勢和不足以及改進建議，為廣大職業院校模具及大機械類各專業的實訓模式提供了經驗參考。

關鍵詞：數字化車間；PLM；實訓模式

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.04.201

1 課題研究的背景、目的和意義

plm是指product lifecycle management的縮寫，理解為：對產品生命周期的管理。針對車間生產而言，就是對機械產品從設計，制圖，到工藝安排，加工零件程序的編制，再到零件加工以及管理和匯總這六個生產職能的管理。支持產品全生命周期的信息的創建、管理、分發和應用的一系列應用解決方案，它能夠集成與產品相關的人力資源、流程、應用系統和信息。PLM包含以下方面的內容：

（1）基礎技術和標準（例如XML、可視化、協同和企業應用集成）；（2）信息創建和分析的工具（如機械CAD、電氣CAD、CAM、CAD計算機輔助軟件工程CASE、信息發布工具等）；（3）核心功能（例如數據倉庫、文檔和內容管理、工作流和任務管理等）； （4）應用功能（如配置管理）； （5）面向業務/行業的解決方案和咨詢服務（汽車和高科技行業）。

先進的PLM系統已經在企業中應用比較成熟，作為與企業緊密相連的職業教育領域，及時跟進企業先進技術和理念，讓學生直觀體驗和感受到企業氛圍，是我們職業教育者的重要使命。

我校PLM體驗中心建成于2013年7月，基于CAXA公司與我校相關領導及專業教師的共同努力，于2013年9月投入教學使用。PLM教學平臺以CAXA網絡DNC管理模塊為基礎，集成了CAXA實體設計、CAXA電子圖板、CAXA分析軟件等二維和三維設計工具；CAXA工藝圖表、CAXA工藝匯總等工藝軟件；CAXA制造工程師、CAXA數控車、CAXA線切割等自動編程工具；協同管理模塊，構建成設計、工藝、生產一體化的數字化平臺。

本課題就上述背景，探討PLM系統在模具制造專業體驗教學中的重要作用和實施過程，力爭使學生能夠在學校就體會到企業的工作流程，培養學生的工作責任感和團結協作的能力。

2 課題研究的對象和方法

（1）研究對象。本課題基于我校PLM體驗中心，探究PLM體驗教學在模具制造專業課程中的作用。根據模具制造專業課程安排，選取了12秋、13秋數控三二連讀大專班，約60人；以及13秋、14秋模具制造普通中專班，約60人，共四個班級120位同學進行研究。

（2）研究方法。主要采用了實驗法和經驗總結法，嘗試將模具制造專業基礎課程：CAD制圖、數控加工工藝學、仿真加工等；以及專業實訓課程：數控車、數控銑實訓，通過PLM體驗中心系統進行整合，使學生融入到體驗教學的模式當中，嘗試和總結先進PLM體驗教學方法對學生的專業學習的影響和效果。

3 課題主要研究內容

根據我校模具制造專業課程的設置及進程， PLM體驗課程嘗試構建了一個“服務技能，融合軟件，模擬企業”的教學模式。

服務技能：把學生數控車，加工中心，銑床等實訓課程的工件拿到PLM的體驗課上，進行零件生產流程的設計，規劃。

融合軟件：根據零件生產流程，逐步掌握機械類所需掌握的各種軟件使用方法。

模擬企業：嘗試依據PLM體驗中心的布局，將上課學生進行分組， 6人成一小組，共分為8組，每組6位同學承擔六個不同職責，模擬企業工作模式來進行實訓項目的開發和管理。

三維設計：在三維設計環境中進行的產品設計，包含零件設計和產品裝配設計完成設計職能。在上課的時候，老師把實訓的任務布置下去，比如現在我們完成一個發動機模型的制作，在這個部分完成項目的設計。

二維設計：當設計完成三維實體文件后可以通過軟件生成該實體的二維工程圖，這一部分完成制圖職能。

工藝編制：工藝指的就是安排零件加工的方法和順序，先加工哪后加工哪。這個部分完成二維圖紙零件的加工工藝，完成工藝安排職能。

加工程序編制：根據工藝安排，對零件的加工進行數控機床程序的編制，完成編程職能。并且可以通過中心與機床的無線數據通訊把程序（G代碼）發送到機床系統。

仿真模擬及生產加工：嘗試對項目零件先在計算機進行加工仿真，驗證加工工藝和程序，然后再上機床進行工件加工，并且可以對機床加工過程進行監控和觀察，學生完成對加工步驟的全面了解。

資料分配及整理：將所有與產品相關的電子檔案，包括設計圖紙，工藝安排，加工程序，加工步驟等生產資料進行管理，并在生產過程中起到一定的指導作用。

課程中，根據我校PLM校本課程“斯特林發動機模型”的任務流程，逐步掌握所需軟件的應用，及教學模式。由于“斯特林發動機”加工部分與學生數控實訓課程存在較大差距，尤其是數控車實訓，所以根據數控車實訓要求，將數控車實訓零件項目安排進PLM后續課程，根據技能實訓，確定小組任務，小組協助完成零件的生產流程。

4 課題研究成果

通過上述課題研究嘗試以及課程的開發，我校模具制造專業把現代化的企業生產流程和學校的實訓教學結合起來，真實模擬現代企業的生產經營場景，學生按照真實的角色進行學習。實現了一種基于工作過程的項目式教學，與傳統教學模式相比帶來如下好處：

（1）改變了傳統的理論教學模式，學生感到新穎并且愿意來這兒學習。在體驗中心可直觀體驗零件的加工過程，體驗“學中做”“做中學”的理念。（2）與企業接軌，改變目前學校單一工種的技能訓練提升到技術訓練，培養學生的實踐能力、創造能力，拓展學生的就業范圍和發展空間。（3）PLM的數字化教學平臺覆蓋了接受訂單、概念設計、技術設計、工藝設計到生產制造管理和售后服務的各個環節，貫穿了產品的整個生命周期，模擬企業真實的產品協同開發流程。學生可以作為一名“員工”進入這個“企業”的各個崗位，通過真實的工作來訓練職業能力，在實際崗位的角色實踐中鍛煉成長，同時也提供了一種真實而快樂的氛圍，有利于培養高標準的技能型人才和創新型人才。

“先進技術是第一生產力”作為職業教育工作者深知這句話的含義。職業教育，面對這個科技飛速發展的時代，必須緊跟企業潮流，勇于探索新的教育教學模式，使我們培養的學生能夠為企業，為國家所用，實現職業教育的真正價值。

參考文獻：

[1]百度百科[DB/OL].2016，12（01）.

[2]董之社，王雷遠，朱東峰.產品生命周期管理（PLM）在制造業的應用集成研究[J].CAD/CAM與制造業信息化，2004（08）.