逆向工程創新應用型人才培養方法探索

【摘 要】分析逆向工程創新應用型人才培養的意義和存在的現實問題，提出逆向工程創新應用型人才培養方法。

【關鍵詞】逆向工程 創新應用型人才 培養方法

【中圖分類號】 G 【文獻標識碼】 A

【文章編號】0450-9889（2013）12C-0108-02

逆向工程（Reverse Engineering，簡稱RE）是根據已存在的產品模型，重構出產品的CAD數據，對CAD數據進行修改、優化和改進，并根據改進后的CAD數據快速制造出產品模型的技術總稱，包括逆向設計、快速原型制造和快速模具三個部分。近年來，很多企業僅僅利用逆向工程對需要仿制的產品進行抄數—三維CAD模型重構—加工—開模—生產產品，使得從手機到筆記本電腦的各種仿制品充斥著電子產品的低端市場。這造成很多人對逆向工程的誤解，從而忽視逆向工程的真正功能。所以，在逆向工程的教學中，應彰顯逆向工程的實際功能，糾正學生由于對仿制品的不良印象而對逆向工程產生的不當看法，并培養學生對所得CAD數據進行修改、優化和改進的創新思維和創新理念。

一、培養逆向工程創新應用型人才的意義

（一）適應國家創新應用型人才培養要求。《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》第三十二條指出：高等教育要適應國家和社會發展需要，遵循教育規律和人才成長規律，深化教育教學改革，創新教育教學方法，探索多種培養方式，形成各類人才輩出、拔尖創新人才不斷涌現的局面。

創新是一個民族的靈魂，是社會發展的不竭動力。而制造業是國民經濟的基礎，是國家安全的保障，是國家競爭力的重要體現，現代制造技術水平的高低已成為一個國家經濟發展的主要標志。當前，我國制造業競爭優勢水平較低，創新能力不強，科技與經濟發展有一定程度的脫節，外資所占比例偏高，生產率與國外相比優勢不顯著。而且，隨著原材料和勞動力成本的不斷上漲，我國正在逐步喪失“世界制造工廠”的成本優勢。為使我國制造業走出困境，必然要走體制、制度和技術創新之路。作為以工為主的應用型本科院校，所培養的學生除具備在生產一線負責生產、工藝、檢驗及設備運行、安裝、調試與維修的應用型、工藝型人才的能力外，還應具備產品開發、工藝裝備設計、技術革新等創新應用型人才的能力。

（二）適應我國制造業發展對逆向工程人才的需求。《高端裝備制造業“十二五”發展規劃》指出，我國制造業存在的產業結構不合理、自主創新能力較弱、產品附加值較低、競爭力不強的特點已經成為制約我國制造業發展的重要障礙。所以，要想實現制造業的轉型，必然要提高企業的自主創新能力及對競爭力強、附加值高的新技術、新產品的開發能力。

由于逆向工程系統是現代制造技術的最新進展，為制造業提供了一個全新、高效的三維制造路線，它可以快速、精確、方便地獲得實物的三維數據，并利用快速成型技術制造出傳統制造方式無法或很難制造的產品，從而為產品的開發、設計及制造奠定了新的技術基礎，已成為聯系新產品開發過程中各種先進技術的紐帶，并成為和消化和吸收先進技術、實現新產品快速開發的重要技術手段。因此，逆向工程已經成為現代制造業新產品開發的一種重要的創新手段，在國內外得到了越來越廣泛的關注與應用。而逆向工程人才需求也將逐漸增長。

二、培養逆向工程創新應用型人才存在的現實問題

（一）現有的逆向工程課程體系無法滿足創新應用型人才的培養要求。一直以來，機械類各專業所開設的課程如機械設計均是正向設計，逆向工程作為新的研究領域，許多高校未開設相關課程，或者僅僅作為選修課，故而還沒有建立合理的課程體系。以筆者所在學校為例，機械類專業僅僅開設了UG課程，且多以講述產品三維造型為主，未涉及三維點云重構；模具設計也多是塑料成型和金屬沖壓方面的知識，幾乎未涉及快速模具的知識；唯一相關的課程快速原型制造也僅有30個課時，幾乎沒有將學生后續發展所需要的核心能力有機地融入專門課程的教學中。學生易對所學知識產生困惑，更談不上進行創新設計和制造。可見，逆向工程相關課程存在著開設內容不足、課程聯系不夠緊密、教學體系條理不夠清晰的不足，而且在課程教學中沒有融合對學生創新能力的培養。

（二）現有教學條件無法滿足應用型人才的培養需求。逆向工程在我國興起的時間較晚，所以國內從事逆向工程設備的研究與開發的高校和企業較少，設備多以進口為主，且價格昂貴。如一臺關節臂測量儀至少需要80萬元，一臺激光快速成型機需要60萬元。作為以教育為本、非營利性的高等院校，一般對實驗室的經費投入較少，逆向工程實訓車間的資源條件建設比較薄弱，實驗室設備種類少、設備在同類設備中處于低檔次級別，由于相關配套的材料（1公斤ABS絲材要2000元，主輔料共需4000元）、設備維護費用較高，學生實踐的機會較少，很難培養出適應現代化建設的高級應用型人才。

（三）在仿制品影響下學生容易喪失創新意識，對逆向工程誤讀誤用。由于價格低廉，仿制品在農村和學校擁有著強大的市場份額，仿制品相對于正版產品具有價格優勢，因而仿制品無疑成為許多人的最佳選擇。學生在接觸逆向工程以后，受仿制品的影響，容易對逆向工程產生誤解，而忽視逆向工程在產品開發方面的主流用途，進而忽視應該進行的產品創新設計。

三、培養逆向工程創新應用型人才的方法

（一）建立以崗位需求為導向的逆向工程課程教學體系，為創新應用型人才培養奠定基礎。逆向工程方面應包括的課程有三維CAD設計、逆向軟件課程、快速原型制造、模具設計、工業產品設計等。筆者通過對人才市場的調查，總結出崗位需求與課程內容的關系，如圖1所示。

在建立和完善逆向工程課程系統的情況下，根據崗位能力需求對相應的課程內容作出適當的調整，重新編寫課程教學大綱及課程實驗指導書，使學生可以系統地學習逆向工程方面的理論知識和操作技能，并利用逆向工程方式方法進行創新設計和加工。

（二）在逆向工程課程體系中引入創新理念，將創新能力的培養貫穿其中。我國學生經歷了從小學到中學的應試教育，任何問題都有標準答案的考試思路使得學生較缺乏創新能力。在學生進入大學之后，擺脫這種應試教育的缺陷成了教學改革的必然之路。應試教育重在用現有的公式（規則）去解題；創新教育重在培養學生思維習性，讓學生在日常規則中發現新的疑點，從而打破常規，構思新的規則（公式）去解決新的問題。

應用型本科的機械制造類專業學生不僅要具備基本的常規制造能力，還應具備對新產品的研發和設計能力以及對舊產品的改進能力。如在逆向工程教學過程中，通過定期給定學生產品的設計要求，要求學生設計并加工產品，然后對加工的產品進行評估和裝配驗證，不合適的再次修改設計，再次加工，直到生產出較為滿意的產品。通過這個過程的訓練，學生能夠在產品的創新訓練中提升創新能力。

（三）改善學生創新技能訓練的實踐環境，通過產學研合作培養逆向工程創新應用型人才。首先，改善校內學生創新技能訓練的實踐環境。提高學生專業領域的創新能力與綜合素質需要學生處于生產一線的創新環境中。每個正常的人都有一定的創造力，人的創造力盡管和先天稟賦有關，但主要是在后天的實踐中取得的。學生需要養成創新的習慣，不斷提升創新意識，掌握各種創造技法，才能成為為企業聚集財富之才。因此，應改善學生在校內的創新技能訓練場所，讓學生有自由發揮的機會和空間，對學校實訓中心的設備、場地進行資源優化配置，如給學生提供在非實訓課時間使用加工設備如車床、銑床、快速成型機的機會，安排一些具有多年實踐經驗的教師為學生提供指導，以此來培養學生的自主創新能力和創新精神。

其次，尋求校企合作，通過產學研合作培養逆向工程創新應用型人才。通過前面的分析可知，逆向工程方面的設備種類較多且比較昂貴。對此，應積極尋求與逆向工程方面的企業進行合作，探討長期的合作關系和雙贏的合作機制。學生可以利用寒暑假時間或業余時間到企業實習，直接進入企業的生產第一線，將自己在學校學到的理論知識與實踐相結合，通過“實戰演練”提高自己的質量意識和創新意識，在生產中發現創新點。企業也可以通過新鮮勞動力的補充，提升企業文化和層次。同時形成由企業和學校、產學研結合共同培養學生創新能力、應用能力的合作培養機制。

【參考文獻】

[1]陳雪芳.逆向工程與快速成型技術應用[M].北京：機械工程出版社，2009

[2]宋小輝.《逆向工程技術》課程教學體系建設[J].廣西教育，2012（9）

[3]董達善.中國制造業現狀及發展研究[J].上海經濟研究，2008（9）

【基金項目】2013年廣西高等教育教學改革工程項目（2013JGA274）；2011年校教育教學改革重點項目（2011JA05）；2010年新世紀廣西高等教育教改工程項目（2010JGA120）

【作者簡介】宋小輝（1977- ），女，桂林航天工業學院副教授，碩士，華中科技大學快速成形中心訪問學者。

（責編 王 一）