基于逆向工程的工業(yè)設(shè)計(jì)及制造的發(fā)展趨勢(shì)與方向*

摘要：現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展使各行各業(yè)的產(chǎn)品更新速度加快，對(duì)產(chǎn)品（機(jī)械）的需求量加大，向著信息化、數(shù)字化等方向發(fā)展。產(chǎn)品設(shè)計(jì)及制造需要以企業(yè)產(chǎn)品實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程為主線，以先進(jìn)制造技術(shù)為核心，基于逆向工程構(gòu)建“精密檢測(cè)與產(chǎn)品快速數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造”的三維立體創(chuàng)新設(shè)計(jì)與制作平臺(tái)。

關(guān)鍵詞：工業(yè)發(fā)展；逆向工程；先進(jìn)制造技術(shù)

中圖分類號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-0568（2014）05-0039-02

基金項(xiàng)目：本文系廣東省高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程項(xiàng)目課題 “機(jī)電類專業(yè)實(shí)踐能力培養(yǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)資源配置與質(zhì)量控制的探索與實(shí)踐”（編號(hào)：20120202050）的科研成果。

職業(yè)教育發(fā)展于工業(yè)革命所帶來(lái)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整需求，一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式和水平、市場(chǎng)理性化程度、產(chǎn)業(yè)與企業(yè)結(jié)構(gòu)、勞動(dòng)力市場(chǎng)模式，都會(huì)直接影響職業(yè)教育的模式、規(guī)模、課程。當(dāng)前，職業(yè)教育已成為現(xiàn)代國(guó)民教育體系的重要組成部分，也是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。結(jié)合產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要，設(shè)置科學(xué)、合理的職業(yè)培訓(xùn)體系是人才培養(yǎng)的關(guān)鍵，職業(yè)培訓(xùn)體系的建設(shè)不是簡(jiǎn)單地采購(gòu)實(shí)訓(xùn)設(shè)備，而是包含了專業(yè)開(kāi)設(shè)、課程設(shè)置、教材選編、實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)、師資培養(yǎng)、校企合作等環(huán)節(jié)及其體系建設(shè)中獲得一定技術(shù)支持與服務(wù)的整體系統(tǒng)工程。

一、工業(yè)設(shè)計(jì)及制造現(xiàn)狀

機(jī)械制造是我國(guó)的重要支柱產(chǎn)業(yè)，已被國(guó)家正式確定為基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，并在“十五”規(guī)劃中列為重點(diǎn)扶持產(chǎn)業(yè)。現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展使各行各業(yè)的產(chǎn)品更新速度加快，對(duì)產(chǎn)品（機(jī)械）的需求量加大。要振興裝備制造業(yè)，改變產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，都需要發(fā)展機(jī)械。同時(shí)，國(guó)內(nèi)汽車工業(yè)、電子信息產(chǎn)業(yè)、家電和建材行業(yè)及機(jī)械工業(yè)的高速發(fā)展為產(chǎn)品（機(jī)械）提供了廣闊市場(chǎng)。

“十五”期間，我國(guó)機(jī)械制造業(yè)年均增長(zhǎng)率15%，機(jī)械制造總產(chǎn)量占全世界總量的8%左右?！笆晃濉逼陂g，機(jī)械行業(yè)年增長(zhǎng)率在12%～15%。隨著汽車、IT、航空燈相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域高速發(fā)展，機(jī)械行業(yè)日新月異、高技術(shù)含量機(jī)械成為“十二五”的發(fā)展重點(diǎn)。2013年增長(zhǎng)率保持在15%左右，我國(guó)已成為機(jī)械生產(chǎn)大國(guó)，進(jìn)入世界領(lǐng)先行列。精密機(jī)械已使機(jī)械行業(yè)成為一個(gè)與高新技術(shù)產(chǎn)品互為依托產(chǎn)業(yè)。

機(jī)械行業(yè)目前正面臨前所未有的發(fā)展機(jī)遇，已進(jìn)入由量變轉(zhuǎn)向質(zhì)變、產(chǎn)業(yè)加速升級(jí)的關(guān)鍵時(shí)期，而信息技術(shù)則成為提升機(jī)械制造技術(shù)水平、推動(dòng)機(jī)械技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵因素。CAD＼CAE＼CAM一體化技術(shù)應(yīng)用，快速原型制造技術(shù)應(yīng)用，使機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)發(fā)生了重大變革。

我國(guó)機(jī)械行業(yè)將向大型、精密、復(fù)雜、高效、長(zhǎng)壽和多功能方向發(fā)展，工件生產(chǎn)將向信息化、數(shù)字化、精密化、無(wú)圖紙、自動(dòng)化方向發(fā)展，機(jī)械企業(yè)將向技術(shù)集成化、設(shè)備精良化、產(chǎn)品品牌化、管理信息化、經(jīng)營(yíng)國(guó)際化方向發(fā)展。

二、高職院校機(jī)械專業(yè)教育需求

職業(yè)技術(shù)教育是現(xiàn)代國(guó)民教育體系的重要組成部分，也是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。大力發(fā)展職業(yè)技術(shù)教育，是落實(shí)科教興市戰(zhàn)略、加快廣州市經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式轉(zhuǎn)變的重要途徑，是加快社會(huì)主義建設(shè)、推進(jìn)勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移就業(yè)的重要舉措，是構(gòu)建終身教育體系、提高勞動(dòng)者職業(yè)能力、促進(jìn)充分就業(yè)、建設(shè)和諧廣州和現(xiàn)代化大都市的必然要求。

由于產(chǎn)品（機(jī)械）種類繁多，傳統(tǒng)與現(xiàn)代機(jī)械企業(yè)并存，現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用程序相差很大。在傳統(tǒng)的大中型企業(yè)中，高職生大多在機(jī)械制造、裝配、調(diào)試等第一線崗位。但現(xiàn)代企業(yè)的大型工具軟件集成化程度較高，高職生可從事機(jī)械設(shè)計(jì)、成型工藝與機(jī)械制造工藝。目前，在民營(yíng)小型機(jī)械企業(yè)，高職生可從事機(jī)械設(shè)計(jì)、成型工藝及制造全程的各個(gè)崗位。就業(yè)的首選崗位主要有四個(gè)：機(jī)械設(shè)計(jì)員——從事機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工藝員——從事機(jī)械制造工藝編制、數(shù)控機(jī)床操作工——從事機(jī)械零件的加工、機(jī)械裝調(diào)工——從事機(jī)械裝配調(diào)試工作。

高職院校產(chǎn)品（機(jī)械）設(shè)計(jì)與制造專業(yè)要想提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，關(guān)鍵是要對(duì)人才培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確定位。這是一個(gè)系統(tǒng)工程，要解決的是“培養(yǎng)什么樣的人”和“怎樣培養(yǎng)”的問(wèn)題。為滿足社會(huì)需要、適應(yīng)企業(yè)生產(chǎn)需求、更好地為企業(yè)提供技能型人才，學(xué)校必須通過(guò)改革開(kāi)設(shè)新的內(nèi)容，培養(yǎng)貼近企業(yè)生產(chǎn)、服務(wù)、技術(shù)和管理等一線崗位要求的高素質(zhì)技能型人才，縮短企業(yè)培訓(xùn)時(shí)間甚至直接上崗，為企業(yè)帶來(lái)更好的經(jīng)濟(jì)效益。筆者建議統(tǒng)一安排，針對(duì)制造業(yè)行業(yè)結(jié)構(gòu)變化及時(shí)調(diào)整專業(yè)方向和課程設(shè)置，培養(yǎng)適合行業(yè)發(fā)展的高素質(zhì)實(shí)用型人才。

三、建設(shè)思路

1.發(fā)展基礎(chǔ)。①技術(shù)人才需求量大，高新科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要更多高素質(zhì)的機(jī)械人才；②努力打造現(xiàn)代化機(jī)械專業(yè)，培養(yǎng)新型技能人才，避免與其他院校在傳統(tǒng)機(jī)械專業(yè)上的激烈競(jìng)爭(zhēng)；③新型產(chǎn)品（機(jī)械）設(shè)計(jì)、檢測(cè)實(shí)訓(xùn)條件已為現(xiàn)代機(jī)械專業(yè)建設(shè)打下一定基礎(chǔ)。

2.主要思路。①夯實(shí)傳統(tǒng)機(jī)械類專業(yè)建設(shè)基礎(chǔ)，發(fā)展特色；②努力打造先進(jìn)制造技術(shù)專業(yè)，開(kāi)拓新領(lǐng)域；③發(fā)展工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)，提升新技能；④結(jié)合機(jī)械制造專業(yè)基礎(chǔ)，構(gòu)建強(qiáng)大的機(jī)械專業(yè)集群。以企業(yè)產(chǎn)品實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程為主線，以先進(jìn)制造技術(shù)為核心，構(gòu)建“精密檢測(cè)與產(chǎn)品快速數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造”的三維立體創(chuàng)新設(shè)計(jì)與制作平臺(tái)，開(kāi)展對(duì)專業(yè)群內(nèi)各模塊的指導(dǎo)建設(shè)及幫助，促進(jìn)機(jī)械專業(yè)建設(shè)的系統(tǒng)化大發(fā)展。構(gòu)建從工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)（產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)、逆向工程、快速原型）——機(jī)械設(shè)計(jì)（分模、模流分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）——備料（材料性能檢測(cè)、切割）——產(chǎn)品加工（數(shù)控加工、特種加工）——產(chǎn)品檢測(cè)（精度檢測(cè)）——裝配——成型流程中相關(guān)打磨、拋光、修模等工序完整的設(shè)計(jì)與制造教學(xué)與培訓(xùn)體系。

四、綜述

目前的逆向工程技術(shù)在職業(yè)院校專業(yè)教學(xué)中幾乎處于空白，可構(gòu)建以逆向工程技術(shù)、快速原型技術(shù)為基礎(chǔ)的機(jī)械造型設(shè)計(jì)與快速制造技術(shù)模塊的課程教學(xué)體系，促使高速掃描及數(shù)字化系統(tǒng)在逆向工程中發(fā)揮更大的作用。目前，高速掃描機(jī)和機(jī)械掃模系統(tǒng)已在我國(guó)得到廣泛引用，并取得良好的效果，該系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了機(jī)械的研制周期。有些快速掃描系統(tǒng)可安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，高速掃描機(jī)的掃描速度最高可達(dá)3m/min。掃描系統(tǒng)已成功應(yīng)用在汽車、摩托車、家電等行業(yè)，相信在“十二五”期間將發(fā)揮更大的作用，而逆向工程和并行工程將在今后的機(jī)械生產(chǎn)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、激光成形技術(shù)的發(fā)展和新材料的研發(fā)，快速原型制造（RPM）已成為應(yīng)用廣泛的全新制造技術(shù)，它基于新穎的離散/堆積（即材料累加）成形思想，能根據(jù)零件CAD模型快速自動(dòng)完成復(fù)雜的三維實(shí)體制造。RPM是集精密機(jī)械制造、計(jì)算機(jī)、NC技術(shù)、激光成形技術(shù)和材料科學(xué)最新發(fā)展于一體的高科技技術(shù)，運(yùn)用RPM技術(shù)只需傳統(tǒng)加工方法所需時(shí)間的1/3、成本的1/4。因此，逆向工程技術(shù)與快速制模技術(shù)、快速原型制造技術(shù)相結(jié)合，將是傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)及制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

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（編輯：易繼斌）