倪鵬

摘 要：本文主要分析了數(shù)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(shù)控專業(yè)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(huán)節(jié)設計，實訓項目開展等方面的優(yōu)勢和不足以及改進建議，為廣大職業(yè)院校模具及大機械類各專業(yè)的實訓模式提供了經驗參考。

關鍵詞：數(shù)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(chuàng)建、管理、分發(fā)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(tǒng)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(xié)同和企業(yè)應用集成）；（2）信息創(chuàng)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(fā)布工具等）；（3）核心功能（例如數(shù)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(yè)務/行業(yè)的解決方案和咨詢服務（汽車和高科技行業(yè)）。

先進的PLM系統(tǒng)已經在企業(yè)中應用比較成熟，作為與企業(yè)緊密相連的職業(yè)教育領域，及時跟進企業(yè)先進技術和理念，讓學生直觀體驗和感受到企業(yè)氛圍，是我們職業(yè)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(yè)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(shù)控車、CAXA線切割等自動編程工具；協(xié)同管理模塊，構建成設計、工藝、生產一體化的數(shù)字化平臺。

本課題就上述背景，探討PLM系統(tǒng)在模具制造專業(yè)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(yè)的工作流程，培養(yǎng)學生的工作責任感和團結協(xié)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(yè)課程中的作用。根據模具制造專業(yè)課程安排，選取了12秋、13秋數(shù)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(yè)基礎課程：CAD制圖、數(shù)控加工工藝學、仿真加工等；以及專業(yè)實訓課程：數(shù)控車、數(shù)控銑實訓，通過PLM體驗中心系統(tǒng)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(yè)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(yè)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(yè)”的教學模式。

服務技能：把學生數(shù)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(guī)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(yè)：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(yè)工作模式來進行實訓項目的開發(fā)和管理。

三維設計：在三維設計環(huán)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(xiàn)在我們完成一個發(fā)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(shù)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(shù)據通訊把程序（G代碼）發(fā)送到機床系統(tǒng)。

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(jiān)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(fā)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(fā)動機”加工部分與學生數(shù)控實訓課程存在較大差距，尤其是數(shù)控車實訓，所以根據數(shù)控車實訓要求，將數(shù)控車實訓零件項目安排進PLM后續(xù)課程，根據技能實訓，確定小組任務，小組協(xié)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(fā)，我校模具制造專業(yè)把現(xiàn)代化的企業(yè)生產流程和學校的實訓教學結合起來，真實模擬現(xiàn)代企業(yè)的生產經營場景，學生按照真實的角色進行學習。實現(xiàn)了一種基于工作過程的項目式教學，與傳統(tǒng)教學模式相比帶來如下好處：

（1）改變了傳統(tǒng)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(yè)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(yǎng)學生的實踐能力、創(chuàng)造能力，拓展學生的就業(yè)范圍和發(fā)展空間。（3）PLM的數(shù)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(huán)節(jié)，貫穿了產品的整個生命周期，模擬企業(yè)真實的產品協(xié)同開發(fā)流程。學生可以作為一名“員工”進入這個“企業(yè)”的各個崗位，通過真實的工作來訓練職業(yè)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(yǎng)高標準的技能型人才和創(chuàng)新型人才。

“先進技術是第一生產力”作為職業(yè)教育工作者深知這句話的含義。職業(yè)教育，面對這個科技飛速發(fā)展的時代，必須緊跟企業(yè)潮流，勇于探索新的教育教學模式，使我們培養(yǎng)的學生能夠為企業(yè)，為國家所用，實現(xiàn)職業(yè)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(yè)的應用集成研究[J].CAD/CAM與制造業(yè)信息化，2004（08）.