智能制造背景下機電技術應用專業課程體系構建研究

陳大龍

(江蘇省宿遷經貿高等職業技術學校,江蘇 宿遷 223600)

0 引言

隨著全球經濟的快速發展,智能制造正在逐漸成為新的產業革命的重要方向。在此背景下,機電工程技術人員的素質和能力要求也在不斷提高,需要其具備傳統機電技術的知識和技能,同時也要掌握現代智能制造技術的應用和開發[1-2]。因此,中職學校需要重新審視機電技術應用專業課程體系的構建,以培養適應智能制造發展的人才。

目前,許多中職學校已經開始了機電技術應用專業課程體系的改革和創新,以適應智能制造的需求[3]。智能制造是指在制造過程中應用現代信息技術、先進制造技術和智能化裝備,以實現工業化和信息化的有機融合,實現智能制造過程的智能化、自動化、數字化和網絡化。它是制造業的升級版,可以提高生產效率,降低成本,提高產品質量,縮短產品研發周期,提高企業競爭力和市場占有率。

智能制造技術涵蓋了很多方面,如人工智能、物聯網、云計算、大數據等。這些技術能夠幫助企業實現自動化生產、智能化管理和優化制造流程,從而提高制造效率和產品質量[4]。

因此,本文將探討在智能制造背景下機電技術應用專業課程體系的構建,提出相應的建議。

1 傳統機電技術應用專業課程存在的問題

機電技術應用專業課程存在的問題概述如表1所示。通過分析表1可以看出,智能制造背景下機電技術應用專業課程存在多方面的問題,包括傳統機電技術與現代智能制造技術融合不足、教學方法陳舊單一、缺乏實踐環節、課程內容不夠前沿和學生綜合素質培養不足等。這些問題嚴重制約了機電技術應用專業人才的培養和行業發展的需要,需要進行深入的課程改革和教學方法創新[5-7]。

表1 傳統機電技術應用專業課程存在的問題

2 課程改革的必要性

機電技術應用專業課程改革是必要的,它能夠適應智能制造的發展,培養適應新型產業的高素質人才,滿足市場需求,促進教育創新。隨著智能制造時代的到來,機電技術應用專業課程改革顯得十分必要。

2.1 適應智能制造的發展

傳統機電技術已經無法滿足智能制造的需求,而智能制造需要具備新的技術和知識,如智能機器人、物聯網、云計算等。因此,機電技術應用專業課程需要進行改革,以適應智能制造的發展。

2.2 培養適應新型產業的高素質人才

機電技術應用專業課程改革能夠培養更加適應智能制造的高素質人才。這些人才具有傳統機電技術知識和現代智能制造技術知識,能夠勝任智能制造領域的各種工作。

2.3 滿足市場需求

機電技術應用專業課程改革能夠使教育機構更加貼近市場需求,為企業提供更多更好的人才。同時,也可以提高學生的就業競爭力,更好地適應市場發展。

2.4 促進教育創新

機電技術應用專業課程改革能夠促進教育創新,推動教育教學方式的革新和教育資源的整合,提高教育質量。

3 課程體系構建策略

機電技術應用專業課程體系構建需要從傳統機械制造向數字化制造和智能制造方向轉型,強調數字化設計和制造技術、機器人自動化制造技術、傳感器與控制技術、工業安全與可靠性等方面的應用。同時,加強實踐教學和產教融合,加強師資隊伍建設,培養更多適應智能制造的專業人才[8]。具體應圍繞以下幾個方面開展。

3.1 機械設計

在智能制造背景下,機械設計應該從傳統機械設計向數字化制造和智能化設計方向轉型。智能化設計是指利用計算機和相關軟件實現智能化的設計過程,具有高效、精確、靈活等優點,可以大幅提高設計效率和設計質量。數字化制造是指利用數字化技術,將產品設計數據和制造數據轉化為數字化信息,在數字化環境下實現制造全過程的智能化管理和控制。

機械設計專業課程應增加智能化設計和數字化制造方面的內容,重點培養學生的數字化設計和制造技能。優化后的教學方案如表2所示,教學方案重點培養學生的數字化設計和制造技能,通過實踐任務讓學生運用所學知識進行機械設計和數字化制造,評估學生的掌握情況。同時,增加3D打印技術和虛擬現實技術的教學內容,引導學生跟上智能制造的發展趨勢。

表2 智能制造背景機械設計課程優化方案

3.2 機械制造

在智能制造背景下,機械制造專業應向數字化制造和智能制造方向轉型。數字化制造是指利用數字化技術和信息化手段,將產品的設計、制造、檢測等全過程數字化,實現制造全過程的智能化管理和控制。智能制造是指將物理世界和數字世界緊密結合起來,實現智能化的生產制造過程,包括機器人自動化制造技術、3D打印技術、虛擬現實技術等。機械制造專業課程應該增加數字化制造技術和智能制造技術方面的內容,培養學生的數字化制造和智能制造能力。具體地說,應加強以下方面的內容。

1)數字化制造技術。包括數字化車間、數字化工廠、數字化制造過程控制等技術,這些技術可以大幅提高制造效率和質量,應成為機械制造專業課程的重點內容。

2)智能制造技術。包括機器人自動化制造技術、3D打印技術、虛擬現實技術等,這些技術可以實現智能化的生產制造過程,應該成為機械制造專業課程的重點內容。

3)機器人技術。機器人技術是智能制造的關鍵技術之一,應該加強對機器人技術的學習和應用,培養學生的機器人編程和控制能力。

4)制造工藝。制造工藝是制造過程中的關鍵環節,應該加強學生對各種制造工藝的學習和應用,培養學生的制造工藝設計和改進能力。

3.3 機電一體化

在智能制造背景下,機電一體化是機電工程領域的一個重要方向。機電一體化是指將機械結構、電氣控制和智能化軟件相結合,實現機械、電氣、信息技術的一體化設計與制造,從而提高生產效率、生產質量和自動化程度。因此,機電一體化專業課程應加強與智能制造技術的結合,強調機械結構、電氣控制與智能化軟件的一體化設計與制造。具體來說,機電一體化專業課程應該增加以下方面的內容。

1)智能化軟件設計。智能化軟件是機電一體化的重要組成部分,應加強對智能化軟件設計和開發的學習和應用。包括PLC編程、單片機編程、控制系統設計等方面的知識。

2)機械結構設計。機械結構設計是機電一體化中的關鍵環節,應該加強對機械結構設計和分析的學習和應用,培養學生的機械結構設計能力。

3)電氣控制設計。電氣控制是機電一體化的另一重要組成部分,應該加強對電氣控制設計和分析的學習和應用,培養學生的電氣控制設計能力。

4)智能化制造技術。機電一體化專業課程還應該增加與智能制造技術的結合方面的內容，包括機器人技術、3D打印技術、虛擬現實技術等，這些技術可以提高機電一體化產品的生產效率和質量。

3.4 工業安全與可靠性

在智能制造背景下,工業安全和可靠性是機電技術應用專業課程中至關重要的一個方面。為了建立一個安全、可靠、高效的制造體系,必須加強對智能化安全監控和風險預測方面的培訓。工業安全和可靠性是制造業發展的關鍵問題,而在智能制造領域,安全和可靠性更是至關重要的。因此,在機電技術應用專業課程中,應加強安全監控和風險預測的知識,以保證智能制造系統的安全性和可靠性。此外,課程中也應該注重實踐環節的設置,讓學生通過實踐活動更好地理解和掌握相關的安全知識。最終目的是培養具備全面素質的機電技術應用專業人才,能夠在智能制造領域中發揮重要作用。

4 結論和展望

4.1 結論

本文針對機電技術應用專業課程在智能制造背景下存在的問題,提出了相關的改革方案,包括增加智能化設計、數字化制造、機械結構與電氣控制的一體化設計、物聯網、人工智能等方面的內容。通過對課程內容的改進,可以提高學生在智能制造領域中的綜合素質,滿足未來智能制造的需求。同時,本文還強調了安全和可靠性在智能制造中的重要性,建議在課程中加強智能化安全監控和風險預測方面的知識培訓,以保障智能制造系統的安全和可靠性。

4.2 展望

隨著智能制造的發展,機電技術應用專業課程的改革也需要不斷地適應新的需求。未來,應該注重加強智能制造與人工智能、大數據等領域的交叉融合,提高機電技術應用專業人才的創新意識和綜合素質。同時,也需要加強實踐環節的設置,注重學生的實踐能力培養,為其將來進入智能制造行業提供更為有力的支持。總之,機電技術應用專業課程的改革是一個不斷探索和完善的過程,我們有信心通過持續的努力,培養更多的高素質機電技術應用專業人才,為智能制造發展提供更為有力的支持。