智能制造專業《制造執行系統MES》課程教學改革與實踐

吳豪瓊 高志強 璩晶磊

摘要：《制造執行系統MES》是智能制造專業的專業課，本文從培養學生自主學習和實踐動手能力的角度對課程的授課方式的改革和提高教師實踐動手能力進行探討。本文以大三本科學生為主要研究對象，在教學過程中，引入仿真教學環節，使教師能夠利用現有的設備，在課堂上使學生身臨其境，以此提高學生學習興趣，課下也可使用仿真軟件學習，解決學生因實操時間短、練習時間少的問題。

關鍵詞：仿真加工;制造執行系統;課程改革

《制造執行系統》課程教學的現狀分析

目前，我們正處于從“世界制造大國”向“世界制造強國”轉變的發展時期，智能制造類人員的過程控制水平和人員素質從一定程度上決定了我國工業化進程。

在“新工科”與“智能制造”的大背景下，隨著現代制造業和計算機技術的高速發展，《制造執行系統》因其課程教學內容與企業生產過程需要非常接近，也是“智能制造”技術中制造環節的重要手段，所以該課程作為之呢個制造專業的核心課的地位越來越重要。課程內容不僅具有較強的理論性，同時具有較強的實踐性。目前我校智能制造本科專業課開設有《制造執行系統》這門課程，其理論內容包括：快速響應制造執行模式，MES技術體系，快速響應制造執行過程協調技術等章節;實踐包括有：1.制造執行系統的功能結構認知，2.狀態監控與執行信息實時采集和3.制造執行系統生產任務數據分析等實驗。

《制造執行系統》課程主要面臨以下問題：

（1）理論和實踐脫節：首先本科學生基本以理論教學為主，學到的僅僅是理論知識，缺乏實踐的論證;本科學生解決工程實際問題的能力不足，甚至連專科生都不如。

（2）理論與實踐課程教學課時分配不合理：理論課時所占比例過高，實踐課課時有限，根本無法滿足實操教學的需要。

（3）教學方法與手段不夠完善：理論課程的教學方法還是傳統教授法為主，雖采用多媒體課件輔助教學，但案例教學、項目任務驅動及現場教學等先進的教學方法在教學過程中實施比例有限。

1、課程改革目標

根據智能制造崗位能力要求，結合《制造執行系統》課程標準，按本技術發展及時進行內容的修訂與整合，課程建設過程突出理論與工程實踐應用的聯系，強調崗位知識和崗位技能的培養，注重引入新技術、新知識，精選來自生產實踐的典型實例，實施“講—演—練—評”教學方法，把“講”融合到實踐教學中，實現理論教學與實踐相結合的教學模式，突出知識應用性，強化生產技能培養。

2、改革內容

（1）重構教學載體

通過對社會企業服務，精選來自生產實踐的典型實例作為載體來充實教學內容，并將載體貫穿至整個課程的教學。

（2）整合教學內容

對教學內容進行優化整合，將理論與實踐相融合，以滿足企業對數控技術人才的要求。

（3）課時分配

增加實踐課程教學課時，理論聯系實際，讓學生在實踐教學過程中掌握編程知識和數控系統的原理。

（4）實施項目驅動，一體化教學

將每一教學載體作為一個教學項目，實施項目驅動教學。

（5）導師制

從學生中通過考核選擇多名優秀的學生，專門指定老師作為導師，負責重點培養，通過培養使這部分學生更加熟練地掌握課程知識，帶動其他后進同學并課程結束后上交學業論文。

3、實施方案、實施方法

實施項目驅動，做到“教、學、練”模式教學方式。具體實施方案與方法是：

（1）到企業進行調研，了解企業對之智能制造特別是智能加工人才在其崗位的職業能力方面的要求，并收集生產線實際控制方案。

（2）構建理實結合教學模式的課程結構和組織方式

參照國家機類本科教育標準，根據智能制造專業對《制造執行系統》的教育目標，分析教學內容，選取教學項目，制定教學方案，設計教學過程中的規范和教學文檔。

（3）實施教學方案，重視教學過程的管理和規范

在教學過程中，實施“講—演—練—評”教學方法，把“講”融合到實訓教學中，實現教學過程的管理，培養學生良好的職業習慣和職業素質。

（4）加強社會服務，不斷豐富教學資源

通過為企業服務，獲得一線企業對《制造執行系統》課程的應用情況，以及在實際生產過程中所采用的較為實用的新技術、新系統，充實教學資源。

4、結語

制造執行系統屬于智能制造專業的專業課，同時也是機械制造及其自動化和機械電子工程等工科專業的選修知識。通過改革可達到以下效果：1）培養學生自主學習和團隊協作的能力，激發了學生學習的熱情和興趣;2）提升了學生的職業素養和社會能力，使學習任務更接近企業生產;3）使教師的教學、實踐能力得到提高;4）引入仿真教學，以解決實訓設備數量不足的問題。

參考文獻：

[1]MES選型與實施指南[M].機械工業出版社，武漢制信科技有限公司，2020

[2]智能制造系統解決方案案例集[M].電子工業出版社，辛國斌，2018

[3]智能制造[M].機械工業出版社，譚建榮，2017

[4]HYDRA制造執行系統指南[M].電子工業出版社，柯裕根，2017

[5]智能制造之路[M].機械工業出版社，同濟大學工業4.0-智能工廠實驗室，2016

作者簡介：

吳豪瓊（1986-），男，河南新鄉人，講師，主要從事：智能制造專業教學。

基金項目：

2021年度河南工學院教改項目：智能制造專業《制造執行系統MES》課程教學改革與實踐（項目編號：JXGC-2021011）。ED0F0142-7CD3-4613-A0E1-68C79B76B629