數控技術在智能制造中的應用現狀及發展路徑

吳言政

（河池市職業教育中心學校,廣西 河池 547000）

受新型網絡及技術環境影響，我國傳統制造業呈現智能化特征，對高素質人才提出了較高要求。該背景下，需重點培養創新型、復合型技術技能人才。在數控技術應用專業教學中，除了傳授學生理論知識之外，還要培養中職學生的創新精神，使其更好地適應面向智能制造的數控技術職業要求，為中職學生后續擇業、就業奠定良好的基礎。本研究通過深入剖析智能制造產業人才需求及數控技術應用專業教學情況，給出具體的教學改革及創新路徑，為中職學生營造良好的專業學習及職業能力培養環境。

1 智能制造產業人才需求

我國倡導智能制造與互聯網對接，以此保證產品質量、品牌價值提升，形成新型產業、技術、業態等，促使我國制造業的國際競爭力提升。在智能制造時代，物聯網、大數據等為數控技術的應用及發展提供了契機，使數控技術呈現柔性化、集成化、智能化特征[1]。

我國傳統制造業受限于傳統工藝、技術等，自動化水平低，部分工種人員缺乏，存在周期性缺工、人力成本高、管理壓力大等情況。當前，隨著大規模制造、應用型機器人產品的產生，傳統制造實現了向智能制造及自動化轉型。這對數控技術應用專業人才提出了相對比較高的需求，中職學校人才培養也應向“高素質技能型”轉變[2]。中職學生除了能夠勝任基礎操作、檢測、服務等相關制造類行業操作之外，還需將制造技能與創新結合。

為滿足制造強國建設要求，一定要重視智能制造，以此為參照，在數控技術應用專業教學改革中，優化專業體系、課程內容及人才培養模式。具體而言，依據智能制造要求，對專業方向進行調整，建立新型應用平臺，實現機、電、信息技術融合，將新型教學資源庫建立起來。同時，還要重點培養中職學生的崗位適應能力、創造力，使其具備較強的跨學科能力。

2 數控技術應用專業現狀

中職學校著力于培養技能型人才，數控應用專業特點決定了其課程強調實用性。然而，受傳統教學思維、軟硬件設施等諸多因素影響，以至于數控技術應用專業教學中仍面臨課程設置不合理、專業創新性不足、實訓模式及設施過于陳舊等問題，這在一定程度上制約了中職數控專業的發展。

2.1 課程設置不合理

在智能制造背景下，生產模式呈現系統集成化發展，表現為“數控機床+工業機器人+自動化生產線”特征。中職學校教學內容過于傳統、單一，不能夠滿足技術升級、工業革新要求。智能制造特點決定了其對人才的要求非常高，而中職學校數控技術應用專業教學傾向于教授學生機械制造、基礎技能等，有關智能制造技術的課程非常少，不符合產業升級及人才需求[3]。當前，尚有很多中職學校沒有認識到自身數控技術應用專業在教學與課程設置上存在的問題，以至于未能及時改進，影響課程教學效果，不能夠滿足人才培養目標。

2.2 專業創新性不足

數控技術應用專業教學中，有關知識的綜合運用、技能培訓的課程和實踐非常少，沒有創新素質教育的課程支持。該專業特點決定了其教學內容以系統性知識為主，實驗環節主要傾向于驗證元器件特性，不符合實際應用要求[4]。舉例來說，自動檢測、傳感技術等相關課程，重點在于學習技術類內容，忽略了其在智能制造中的相關應用以及二者的結合情況。同時，忽略了對中職學生創新能力的培養。既沒有形成知識、技能、實踐為一體的教學體系，也沒有定期組織專題講座、技能大賽等，中職學生的創新項目與數控技術發展要求不符，學生的知識儲備不足，經驗不豐富。

2.3 實訓模式及設施過于陳舊

在中職學校，實訓非常關鍵，其利于培養技能型人才，使教學由理論向實踐轉化。該背景下，需要為學生配備先進的實訓設備、場所等，便于其通過技能訓練，掌握各類關鍵技能，培養職業技能[5]。然而，部分中職學校尚未認識到這一點，沒有對實訓設備設施進行更新，以至于不能夠滿足智能制造的生產要求，這對課程內容、教學方法改革非常不利。倘若中職學校及時升級、改造自動化生產線實訓設備，將智能視覺、工業機器人等引入實訓模塊，則能夠符合智能制造要求，實現技術創新，提高學生專業水平[6]。當前，廣西中等職業學校受設備、項目、師資等局限，實訓教學質量低，不符合企業一線生產人員技能要求，學生無法將所學知識運用到工作實踐中。這都在一定程度上制約了面向智能制造的數控技術應用專業教學改革與探索。

3 面向智能制造的數控技術應用專業教學改革途徑

為滿足智能制造時代的課程創新及人才培養要求，廣西中職學校需要優化課程體系，建設實訓場所，培養實訓技能，使中職數控技術應用專業學生具備較強的創新能力。在實際操作中，可通過市場調研、分析產業發展情況，科學調整和改進數控技術應用專業課程系統、教學內容，對實訓室進行升級改造，以職業技能比賽的形式，對各類創新訓練項目進行開拓，以此培養職業院校人才，滿足智能制造要求，實現數控技術產業轉型，促進區域發展。

3.1 開設智能制造課程，完善培訓體系

受多元網絡環境及社會經濟發展影響，現代企業生產呈現自動化特征。在實踐中，基于市場調研情況，要不斷培養學生的技能，使其具備較強的編程、調試能力，靈活掌握和運用工業機器人技術，甚至能夠同時兼顧整條生產線或者整個生產系統，符合智能制造背景下的人才要求，具備較強的崗位勝任能力及遷移能力，養成終身學習的良好習慣[7]。具體而言，依據數控技術應用專業課程內容、特點，設置變頻器和觸摸屏技術課程，為中職學生提供學習新型數控技術的載體，豐富其知識儲備。同時，增設自動化生產線安裝與調試等相關課程，幫助學生學習和掌握自動化生產線設備、傳感器、變頻器、組態技術等，使中職學生具備較強的綜合技能和工程實踐能力[8]。除此之外，將“1+X”證書引入課程體系中，設置新型智能制造課程，諸如，數控機床操作與編程、工業機器人的應用、數控智能編程等。通過這種方式，使中職學生學會并熟練運用機器人編程操作、系統集成等相關內容，具備較強的綜合實踐能力。結合數控技術應用專業教學及課程要求，不斷探索和開發新課程，使學生具備豐富的專業知識和扎實的技能，不斷創新。

3.2 升級實訓設備設施，建立校企合作

依據數控技術應用專業性質、特點及教學要求，在校內成立數控實訓室，對相關設備設施進行完善和升級，開展校企合作，使廣西中職學校數控技術應用專業滿足智能制造要求，為中職學生提供良好的實訓環境。在智能制造實訓室內，引進吸盤式抓手、輥筒輸送機、控制柜等工業機器人系統，便于靈活訓練如何抓取、搬運、碼垛物料等，為中職學生營造良好的實訓環境，兼顧其有效性。同時，配備輕量型智能機械臂、移動機器人平臺、視覺套件等，將軟件編程和硬件拓展結合起來，將其導航、避障等多類功能發揮出來，滿足視覺定位、識別、檢測等日常要求，使智能制造課程教學及實訓內容更加合理、豐富，更具實用性[9]。在具體教學中，還可以依據數控技術應用專業要求，對綜合實訓室進行改造，添加各類新型設備，以此完善基礎設施，為中職學生提供更加豐富的實訓內容，不斷增強其數控技術綜合運用能力。該背景下，以校企合作形式，將企業新型設備、技術、產品等引入學校實訓基地，或者，讓中職學生實地參與到企業的日常操作中，全程參與各類器械、設備、零件生產過程，使其提前接觸相關行業，在日常實踐中培養職業素養和創新能力，零距離接觸相關行業，積累豐富的專業知識和經驗。

3.3 定期組織技能大賽，培養創新能力

在中職學校，技能大賽是檢驗教學成果的一種主要形式。鼓勵廣西中職學校學生積極參加國家級、省級、市級數控技術技能大賽，使其在該過程中，熟練掌握各類數控技術，具備較高的職業水平。數控應用專業教師也要發揮自身的專業優勢，不斷開發新課程，將案例教學引入課程，使教學形式更加多樣，教學內容更加靈活，便于中職學生學以致用。每年舉辦廣西職業學校技能大賽，鼓勵中職學生展示創業項目，培養創新精神。該過程中，以中職學生為主體，在教師的指導下，依據市場及企業需求，實施創新，讓學生參與到技能大賽中，以此培養學生的實踐技能，并使其具備較強的創新能力。該背景下，還能夠交流創新成果，激發中職學生的創造熱情，確保技能大賽的持續開展[10]。部分中職學生設計出了立體停車裝置、自動預約取藥裝置等，收獲了教師、學校及社會的好評，這對中職學生未來就業非常有幫助。例如，近年職業院校技能大賽中，有關數控技術應用的項目包括加工制造類數控機床裝調、智能化與數控車銑復合加工技術。其中，數控機床裝調及智能化是一個全新賽項，凸顯了大賽與智能制造領域的緊密結合。參賽選手要在4 h內完成數控機床機械臂裝調，實現自動化生產。該過程中，增加桁架機械手，能夠實現自動上下料，不用人工上下料，還增加了數控機床數據交互軟件，遠程監控、遠程傳輸，甚至能通過在線檢測實現無人化的生產。數控車銑復合加工技術集成了現代控制技術、精密測量技術和CAD制圖應用技術等先進加工技術，精度要求達到0.001～0.002 mm，這對中職學生的實訓技能培養非常有幫助。

3.4 明確地方產業需求，提高教學質量

廣西中職學校還應立足區域本身，明確地方產業需求，為地方產業提供服務，促進區域經濟發展。中職學校要明確經濟社會特點及發展方向，了解產業需求，通過對訓練項目、作品展示等實施創新，培養學生的獨創性。數控技術應用專業在課程改革及人才培養過程中，可以依據當地裝備制造業升級改造特點，鼓勵學生面向社會，將所學知識運用到社會實踐中，以創業技能大賽形式檢驗自身的創新成果，釋放出中職學校的活力[11]。例如，某中職學校學生依據當地數控產業發展特點，設計了可移動的刷鍍設備，廣泛應用于各種大型軸類零件的磨損維護，切實縮短維修工期，保證企業如期生產。同時，其還設計出水泥煤料輸送分料閥，經過加工安裝試制生產，解決了原先的堆堵現象，將維護時間從之前的半年延長至兩年，為企業節約了大量的維護成本，確保了企業的生產增益。

4 結語

綜上，在激烈的市場競爭及多元網絡環境下，智能制造非常關鍵。在該背景下，實施中職數控技術應用專業教學改革，重點培養能夠適應智能制造環境，具備較強創新意識的新型應用類人才，有利于提高我國制造業質量及人才自主創新能力。實際操作中，應明確智能制造產業人才需求，了解數控技術應用專業教學及發展現狀，通過開設智能制造課程、完善相關培訓體系、升級實訓設備、建立校企合作、組織技能大賽等形式，為中職學生營造良好的數控技術學習環境，使其綜合專業技能及應用能力不斷提升，為其開拓更加廣闊的就業空間，滿足中職學校人才培養要求，實現我國數控行業發展目標，提高人才競爭力。