智能制造背景下的數(shù)控專業(yè)課程改革探討

□丁茂清

隨著“智能制造”計(jì)劃的實(shí)施，制造行業(yè)的轉(zhuǎn)型與升級(jí)已成為當(dāng)下亟待解決的問題。學(xué)校是人才培養(yǎng)的主陣地，在“智能制造”背景下應(yīng)始終立足于市場需求，緊隨時(shí)代發(fā)展潮流，加快專業(yè)課程的改革與創(chuàng)新，從而使自身具有的教育價(jià)值和社會(huì)價(jià)值得到充分的發(fā)揮。本文主要就智能制造背景下的數(shù)控專業(yè)課程改革進(jìn)行探討。

一、數(shù)控技術(shù)與智能制造技術(shù)闡述

數(shù)控技術(shù)是借助電腦來對機(jī)器給予控制的方法的總稱，對提升工作質(zhì)量和效率都有著積極作用。近年來，隨著工業(yè)現(xiàn)代化深入發(fā)展，數(shù)控技術(shù)在裝備制造行業(yè)發(fā)展過程中所具有的優(yōu)勢作用逐漸凸顯，無論對于我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提升還是我國綜合國力的提升都會(huì)產(chǎn)生直接影響，也正是由于此，數(shù)控技術(shù)是各國重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域。近年來，我國圍繞數(shù)控技術(shù)發(fā)布了多個(gè)條文用于支持其發(fā)展，智能化和網(wǎng)絡(luò)化已成為當(dāng)下數(shù)控技術(shù)的大勢所趨。尤其是基于智能化建設(shè)背景下，數(shù)控的應(yīng)用范圍逐漸拓寬，例如自適應(yīng)控制、自動(dòng)編程等都是數(shù)控智能的具體應(yīng)用方式。

智能制造技術(shù)簡而言之就是借助計(jì)算機(jī)的模擬和分析功能，以制造業(yè)智能化信息為對象，開展的一系列收集、存儲(chǔ)和完善工作，屬于制造技術(shù)中的一種重要形式。它的出現(xiàn)，改變了以往依靠腦力勞動(dòng)完成制造流程的局面，而是將其廣泛應(yīng)用到了各個(gè)子系統(tǒng)當(dāng)中。以發(fā)展角度來看待智能制造技術(shù)可以看出，加大對其的研究有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

二、智能制造背景下數(shù)控專業(yè)面臨的機(jī)遇

《中國制造2025》是由我國國務(wù)院印發(fā)的，該文件不僅明確指出了兩化深度融合的具體方向，即智能制造，而且也對需要重點(diǎn)關(guān)注的工業(yè)機(jī)器人、高檔數(shù)控機(jī)床和3D打印也予以了明確。之后，我國相關(guān)部門又以智能制造為研究核心共同出臺(tái)了《智能制造工程實(shí)施指南(2016～2020年)》，并對我國未來的制造業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的重點(diǎn)企業(yè)作出了規(guī)劃，并指出，要加大對系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商的培養(yǎng)，力圖在2020年底，建構(gòu)出一支具有超強(qiáng)競爭力且主營業(yè)務(wù)收入高的供應(yīng)商隊(duì)伍。且企業(yè)數(shù)量至少達(dá)到40家以上。同時(shí)，要加快數(shù)字化研發(fā)設(shè)計(jì)工具在制造業(yè)中重點(diǎn)企業(yè)的普及，且關(guān)鍵工序數(shù)控化率應(yīng)不低于50%[1]。

國內(nèi)相關(guān)研究者提出，一些行業(yè)領(lǐng)域的勞動(dòng)強(qiáng)度較大，如機(jī)械、電子、食品等。對于上述行業(yè)領(lǐng)域中重復(fù)操作較多的環(huán)節(jié)可以實(shí)施“機(jī)器代替人工”的方式，并借助當(dāng)下先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)和智能裝備，改革與優(yōu)化固有的生產(chǎn)設(shè)施，使其逐步趨于自動(dòng)化和智能化。同時(shí)，為了滿足產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)要求和智能制造產(chǎn)業(yè)鏈的培育，還需要加快智能工廠和數(shù)字化車間的建立。由此看來，數(shù)控專業(yè)的人才培養(yǎng)是智能制造發(fā)展環(huán)境下的產(chǎn)物，也正是由于智能制造的發(fā)展，社會(huì)對數(shù)控專業(yè)人才的需求也將日益增加，而此專業(yè)的技術(shù)含量也將明顯提升。

三、智能制造背景下數(shù)控專業(yè)面臨的挑戰(zhàn)

在智能制造背景下，雖然給數(shù)控專業(yè)教育帶來了一定的機(jī)遇，但隨之而來的也有一定的挑戰(zhàn)。如果對這些問題不能加以重視而是任其發(fā)展，不僅會(huì)對數(shù)控專業(yè)的教學(xué)效果產(chǎn)生影響，甚至還會(huì)對其專業(yè)的健康發(fā)展帶來威脅。

(一)沒有貼合社會(huì)需求，教學(xué)質(zhì)量下降。智能制造的出現(xiàn)、社會(huì)對人才的要求不斷增加等給數(shù)控專業(yè)學(xué)生和未來就業(yè)帶來了發(fā)展機(jī)遇和條件不可否認(rèn)，但是由于學(xué)校專業(yè)設(shè)施缺乏先進(jìn)性，導(dǎo)致學(xué)生在步入學(xué)校后會(huì)面臨師資、教學(xué)場地和設(shè)備落后的情況，制約了教學(xué)質(zhì)量的提升。同時(shí)，數(shù)控專業(yè)建設(shè)的實(shí)施過程并沒有嚴(yán)格遵循當(dāng)下社會(huì)實(shí)際情況，忽略了社會(huì)對此專業(yè)提出的要求，各類問題逐漸凸顯。一是學(xué)校現(xiàn)有設(shè)備成為專業(yè)開辦的參考依據(jù)；二是以各類大賽涉及到的設(shè)備等作為主要選購物品；三是以現(xiàn)有的師資水平和教材開展課堂教學(xué)活動(dòng)。因此，在智能制造背景下如何提升專業(yè)教學(xué)質(zhì)量使教學(xué)改革過程中需要重點(diǎn)攻克的難題。

(二)技術(shù)需求較高而師資力量薄弱。隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，智能制造已成為未來制造業(yè)發(fā)展的重要趨勢，同時(shí)也是制造業(yè)發(fā)展過程中的核心內(nèi)容。基于此，無論是從數(shù)控機(jī)床本身，還是操作數(shù)控機(jī)床的技術(shù)人員，社會(huì)都有著較為明確且嚴(yán)格的要求。此背景下的機(jī)床制造企業(yè)也深刻認(rèn)識(shí)到了信息化建設(shè)的重要性，并以此為方向不斷推進(jìn)。據(jù)了解，我國機(jī)床制造企業(yè)在數(shù)字化設(shè)計(jì)方面已獲得了較為突出的成就，而三維CAD軟件則成為當(dāng)下多數(shù)企業(yè)開展產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作過程中運(yùn)用的重要輔助手段，而二維CAD的應(yīng)用已高達(dá)98%。尤其是制造業(yè)中的重點(diǎn)企業(yè)還使用了CAPP技術(shù)，真正實(shí)現(xiàn)了由計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助制造三者融合的一體化應(yīng)用方式。另外，管理過程的信息化也逐漸提升，例如ERP(企業(yè)資源計(jì)劃)、SCM(供應(yīng)鏈管理)等。

雖然數(shù)控技術(shù)更新速度呈現(xiàn)了迅速增長的趨勢，但是著重開展此專業(yè)教學(xué)與研究的教師卻越來越少。隨著教師行業(yè)形勢的逐漸嚴(yán)峻，師資力量薄弱的現(xiàn)象日益凸顯。例如當(dāng)下許多數(shù)控專業(yè)教師都存在數(shù)量較少、素質(zhì)較差、缺少企業(yè)實(shí)際等問題，抑制了數(shù)控專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升。

(三)企業(yè)對個(gè)性化人才需求較大但大眾化培養(yǎng)模式依然占主流。眾所周知，即使是同一行業(yè)，用人需求也會(huì)根據(jù)企業(yè)實(shí)際情況不同而出現(xiàn)差異。在人才需求方面也不僅僅是對人才技術(shù)方面的需求，而是呈現(xiàn)了層次化特性。近年來，社會(huì)發(fā)展速度不斷加快，企業(yè)也越來越注重人才的個(gè)性化。這也就說明，過硬的專業(yè)技術(shù)已經(jīng)不能成為企業(yè)錄用的唯一標(biāo)準(zhǔn)，而且還需要其具備豐富的經(jīng)驗(yàn)，從而在遇到故障等問題時(shí)能夠及時(shí)將其排除。然而，縱觀我國當(dāng)下數(shù)控專業(yè)教學(xué)模式和教學(xué)設(shè)備都千篇一律，缺乏創(chuàng)新性，教材使用情況也基本一致。同時(shí)，數(shù)控專業(yè)的學(xué)生開展的學(xué)習(xí)活動(dòng)主要是圍繞數(shù)控機(jī)床基本操作來進(jìn)行的，很少學(xué)習(xí)和探索一些較為深入且具有研究意義的知識(shí)內(nèi)容，學(xué)習(xí)內(nèi)容的表面化導(dǎo)致了學(xué)生綜合能力較差，難以達(dá)到企業(yè)對數(shù)控人才的要求，導(dǎo)致數(shù)控專業(yè)學(xué)生就業(yè)形勢嚴(yán)峻。

四、智能制造背景下數(shù)控專業(yè)課程改革措施

(一)加大對數(shù)控專業(yè)建設(shè)的研究，加快教學(xué)改革步伐。目前，許多學(xué)校對數(shù)控專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)還缺乏清晰性和準(zhǔn)確性，簡而言之就是目標(biāo)較為空洞。在智能制造背景下，學(xué)校應(yīng)始終以此為指導(dǎo)，建立起科學(xué)、合理的人才培養(yǎng)規(guī)劃，并在規(guī)劃中將培養(yǎng)目標(biāo)重點(diǎn)明確標(biāo)注出來，例如畢業(yè)后所從事的工作類型、近期的發(fā)展目標(biāo)、長遠(yuǎn)的發(fā)展目標(biāo)等都要囊括在人才培養(yǎng)規(guī)劃當(dāng)中。同時(shí)，還要對現(xiàn)有的課程體系進(jìn)行調(diào)整，以課程內(nèi)容、課程主要培養(yǎng)的能力等方面著手完成人才培養(yǎng)方案的制定。教學(xué)改革對數(shù)控專業(yè)的長久穩(wěn)定發(fā)展有著重要的推動(dòng)作用，是提高專業(yè)特色化的關(guān)鍵措施，因此，在教學(xué)過程中要將教學(xué)改革落實(shí)到教學(xué)中的每一個(gè)環(huán)節(jié)當(dāng)中，并始終以培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力和素質(zhì)為核心來開展。

(二)注重各類資源的整合，并在實(shí)訓(xùn)資源方面有所側(cè)重。人才培養(yǎng)過程中的硬件設(shè)施，如實(shí)訓(xùn)中心、網(wǎng)絡(luò)中心等是保證培養(yǎng)過程順利開展的基礎(chǔ)與前提。因此，上述資源除了以教學(xué)需要為依據(jù)進(jìn)行合理數(shù)量的配備外，還要對其進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化與完善，并加大對其的利用程度，從而使上述資源實(shí)現(xiàn)整合，并共同發(fā)揮作用，確保教學(xué)活動(dòng)能夠按照教學(xué)計(jì)劃順利進(jìn)行。

在智能制造背景下，為了打破勞動(dòng)力成本增高的現(xiàn)狀，機(jī)器人參與到數(shù)控加工的現(xiàn)象屢見不鮮。客觀來講，將機(jī)器人應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域并不是一件新鮮事，許多大型企業(yè)早在20世紀(jì)末就已經(jīng)將其應(yīng)用到了FWC中。然而當(dāng)下的數(shù)控專業(yè)教學(xué)很少有涉及機(jī)器人方面的內(nèi)容。這就需要將有關(guān)機(jī)器人的相關(guān)課程納入到現(xiàn)有課程體系當(dāng)中，并將其作為數(shù)控專業(yè)的必修內(nèi)容[2]。

(三)建設(shè)“雙師型”隊(duì)伍，提高教師隊(duì)伍質(zhì)量。教師是教學(xué)活動(dòng)的主要實(shí)施者與引導(dǎo)者，與人才培養(yǎng)質(zhì)量有著直接關(guān)系。在智能制造背景下，也要注重教師隊(duì)伍的建設(shè)，除了需要關(guān)注專業(yè)教師的數(shù)量外，還要適時(shí)調(diào)整專業(yè)教師的年齡結(jié)構(gòu)、職稱結(jié)構(gòu)等。同時(shí)，學(xué)校還可以聘請具有豐富經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)人員到校內(nèi)擔(dān)任兼職教師，并實(shí)施一定的激勵(lì)措施，以此加快“雙師型”隊(duì)伍的建設(shè)。學(xué)校還可以組織在職教師員工深入到數(shù)控知名企業(yè)中進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)，或鼓勵(lì)學(xué)校數(shù)控專業(yè)教師繼續(xù)到高層次學(xué)校進(jìn)修，提高自身的知識(shí)儲(chǔ)備和技能水平。另外，學(xué)校還可以邀請知名企業(yè)的高級(jí)數(shù)控技術(shù)人才參與到教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)大綱制定的過程中，從而使培養(yǎng)出的人才更切合當(dāng)下企業(yè)的人才需求。

(四)加大與校外企業(yè)的合作，實(shí)施特色化人才培養(yǎng)。智能制造背景下進(jìn)行數(shù)控專業(yè)課程改革，還可以加大與校外企業(yè)的合作，以此展開數(shù)控專業(yè)的教學(xué)和培訓(xùn)[3]。此種方式的運(yùn)用具有針對性強(qiáng)等特征，是保證學(xué)生理論知識(shí)和實(shí)踐技能同步提升的重要措施。同時(shí)，校企合作還能使學(xué)生接觸到當(dāng)下較為先進(jìn)的設(shè)備資源，這些可以彌補(bǔ)學(xué)校設(shè)備不完善而導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)效果無法提升的弊端。另外，在培養(yǎng)數(shù)控專業(yè)學(xué)生時(shí)，最終目標(biāo)是為了使其具備充足的理論知識(shí)和較強(qiáng)的技能水平，從而滿足相關(guān)企業(yè)對數(shù)控人才的需求，因此，在對數(shù)控專業(yè)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)時(shí)，要制定科學(xué)合理的培養(yǎng)目標(biāo)，并始終以此為導(dǎo)向開展教學(xué)活動(dòng)，提升學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)，為其日后的職業(yè)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

數(shù)控專業(yè)在合作企業(yè)實(shí)踐時(shí)，必須要建立在學(xué)生對數(shù)控專業(yè)知識(shí)和機(jī)床操作技能能夠熟練掌握的基礎(chǔ)上，同時(shí)將學(xué)生引入到企業(yè)中開展實(shí)踐活動(dòng)的根本目的主要有以下兩方面，一方面是讓學(xué)生在實(shí)踐訓(xùn)練過程中鞏固和深化所學(xué)知識(shí)，在實(shí)踐過程中發(fā)現(xiàn)問題時(shí)在后續(xù)學(xué)習(xí)過程中能夠有所側(cè)重，查漏補(bǔ)缺，以此提升自身職業(yè)能力；另一方面是讓學(xué)生提前深入到職業(yè)環(huán)境當(dāng)中，提升其適應(yīng)能力，從而在未來步入職業(yè)生涯后能夠快速投入到工作崗位當(dāng)中。

五、結(jié)語

綜上所述，智能制造背景下的數(shù)控專業(yè)不僅面臨著機(jī)遇，也面臨著重大的挑戰(zhàn)。因此學(xué)校在進(jìn)行數(shù)控人才培養(yǎng)時(shí)要深刻認(rèn)識(shí)到當(dāng)下課程教學(xué)中存在的問題，并及時(shí)采取切實(shí)可行的策略，實(shí)現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量的跨越，以此提升人才培養(yǎng)質(zhì)量，為社會(huì)輸出更多優(yōu)秀的數(shù)控專業(yè)人才。