校企合作模式下校園數字化工廠實訓教學模式的構建與運行

王忠++李燁

摘 要：隨著我國教育改革不斷地深入推進，高技能人才培養模式由傳統封閉的學校教育轉向現代開放的校企合作辦學，通過與企業的緊密合作，建立面向市場的雙贏式實習基地，既體現了企業對人才需求的迫切性和參與的積極性，又能推進學生向職業人的轉換。該文簡要介紹了該單位在校企合作模式下，基于校園數字化工廠這一平臺所開展的實訓教學模式的構建與運行情況。

關鍵詞：校企合作 校園數字化工廠 實訓教學

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）03（b）-0221-02

1 校企合作模式下校園數字化工廠實訓教學模式的構建

1.1 校企合作模式下基于CAXA的數字化工廠實訓系統教學平臺的建設

（1）數字化工廠實訓系統網絡設計。

要達到項目目標，需要首先建設車間網絡環境，通過工業以太網絡實現所有數控設備的連接，并且與管理人員的辦公網絡連接。配置服務器、終端機、觸摸屏終端機等。必須保證整個校園網絡的通暢，特別是教室（機房）到車間（實訓）的網絡必須是暢通的，也就是說建立一個良好的網絡環境是數字化工廠實訓系統的基礎保障。

在學校局域網的架構下，數字化實訓中心內的多臺交換機與裝有通信客戶端/管理客戶端的計算機通過已建好的學校局域網和計算機網絡中心的總服務器相聯。而各種數控車、數控銑、加工中心等數控設備則通過CAXA智能終端和無線網絡聯接到就近位置的交換機。

（2）數字化工廠實訓系統硬件設計。

需要PLM體驗中心教室一間，可容納6張六角桌，桌椅上配置電腦，每張桌椅6個人。在實訓車間需要數控機床20臺以上，同時在實訓車間預留一體化討論區，需要配置連排椅 4排，配置82寸的電子白板一臺，在每臺數控機床內部安置攝像頭各一臺。

（3）數字化工廠實訓系統軟件配置。

通過對CAXA公司的調研，參觀了多個依托CAXA軟件建立起的數字化工廠，下面以CAXA公司樣板為依托建立學校數字化工廠實訓系統。配置CAXA實體設計軟件、CAXA分析軟件、CAXA電子圖板軟件，形成數字化設計平臺。配置CAXA網絡DNC代碼管理、文檔管理、機床信息監控、通信管理等軟件模塊，與工業中心的視頻監控系統集成，將數控機床聯網，形成先進數字化網絡化制造平臺。配置CAXA 工藝匯總表軟件和CAXA工藝圖表軟件，與CAXA網絡DNC管理軟件構成數字化工藝平臺。

1.2 基于數字化工廠實訓系統教學平臺的數字化教學資源庫的建設

通過對企業的走訪調研，以企業對人才的需求為主要依據，確定對應的教學內容和學習任務與技能培養任務，根據教學內容和技能培訓的相關課題建立和完善了教學資源庫。該平臺集成我校和校外收集的各種教學課件、教育資源，學習資源，提供由教師根據企業實例優化后應用于教學的項目；合作編寫教材；可以管理各種教職工資料及教學中使用的課件、題庫或科研成果，分級授權訪問。

實訓課教師示范時可以將特定機床上的現場加工視頻連接到實訓中心，通過在實訓工場電視屏幕或投影的方式，讓學生觀看，還可以同步切換到計算機仿真上，讓學生公平直觀的接受現場教育，從而理解專業課教學中關于工藝設置等方面的理論內容，理論教學與實踐教學融入一體，豐富課堂教學手段。

主要包括以下幾個模塊：（1）多媒體課件庫。收錄重點專業有關課程的教師優秀多媒體課件及制作課件需要的圖片、動畫等素材庫，為教師制作新的多媒體課件提供方便。（2）在線測驗、考試模塊。按系（部）和專業，創建在線測驗、考試系統，形成專業試題庫，可用于學生自測及網上考試。

2 校企合作模式下校園數字化工廠實訓教學模式的運行

數字化實訓工廠是運用在職業教育的綜合實訓項目中，借鑒西方發達國家職業學校的培養模式，采用項目式分組規劃，按一個班30人的規模來規劃分5組，每組6人為一個項目小組，共同完成一個目標，作為共同的綜合實訓成績，老師作為指導和最終的評分。總共有5個項目，每組完成一個項目。完成后輪換項目。

（1）產品的接單流程。從企業接收客戶預定展開項目，啟動需要加工產品的報價流程，實現學生模擬企業員工達到銷售與設計的協同。

（2）產品的設計流程。通過在學生參與的項目小組中設立項目主管、經理、以及產品設計人員的角色分工開展企業產品設計管理流程，一系列過程展示出產品從理論設計、再到平面圖紙、最后到三維產品等環節的流程。

（3）產品的工藝流程。從項目組學生自主定義工藝模板開始，到各類加工工藝的編制，以及制定生產過程需要的派工單、到產品最終的檢驗卡的設計流程。統計各種工藝數據。

（4）實現數控編程與設備聯網、管理。結合網絡視頻攝像機，形成對實訓工場人員及材料使用狀況、機器設備的運行狀態、參數和設備內部的加工狀態進行實時監控。可以在聯網的任意一臺計算機上通過遠程身份的確認查看生產現場所有狀況。

項目編程完成后，經過仿真和老師的檢查，通過教師機的無線網絡DNC把每組編好的程序發放到需要加工的機床，各個小組分成數車加工組和數銑加工組到各個機床邊上進行加工，加工前到數字化庫房領料，實訓老師根據學生設計好的零件進行實訓規劃，發送實訓物資需求單據（種類、規格、數量、用途），由庫房管理員收到單據核對后準備物資，實訓老師刷卡領取物資，庫房管理員審核存檔。

學生組在加工工程中通過觸摸屏電腦查看實訓內容和工藝要求調閱該零件的造型（包括注意事項、加工示范、使用材料、毛坯尺寸、加工工藝、零件尺寸等），并根據二維圖紙（不需要打印出來）進行測量。

在討論區內，通過工場內部網絡及投影，可以將學生做的基于企業生產過程的項目實例播放出來，很快捷地查詢項目設計圖紙、包括二維圖或三維模型，工藝流程、仿真模型及加工中的刀路軌跡、以及最終的數控仿真結果以及完整的加工程序。同時，必要時也可在此區域內查看實訓工場內數控機床的實時操作的視頻或錄像。參訓學生通過軟件的模擬仿真技術與實際操作視頻的對比，實現理實一體的教學實踐。

老師在調用管理平臺數據時，可以現場對共性問題進行圈閱和講解。對機床現場操作的注意事項及操作方法，對照視頻進行講解。

在車間現場設置數字化的教學示范區，通過電子白板，與學生進行互動。在整個車間配備電子白板作為討論區，改變傳統的手工白板教學模式。可以通過電子白板訪問到互動體驗中心中的服務器，將基于工作過程所做過的實例調出來進行實際加工，使實踐與理論一體化。

整體布局按企業場地來規劃，在保持現有機床布局的前提下，按企業7S標準來規劃。在數控車區域配置一套電子白板系統。

指導老師在機床現場進行加工示范（包括零件的裝夾、對刀、加工過程等）學生在討論區可以通過電子白板非常清晰直觀的看到整個過程，進行遠程現場視頻教學。

在車間加工現場可以調閱該零件的造型（零件材料、毛坯尺寸、加工尺寸、加工工藝、加工示范及加工注意事項），實現任務的分發與接收。

3 結語

通過在校企合作模式下校園數字化工廠實訓教學模式的構建與運行，大大拓寬了學生的視野，增強了實踐創新能力，提高了解決問題的能力，使他們在走向工作崗位之后不僅能夠從事設備或系統的操作性工作，還能從事調試、裝配、維修、質量檢驗、監督與控制、生產管理、行政管理等更能力要求更高的工作。

參考文獻

[1] 陳斌.CAXA PLM構建型號研制設計工藝生產一體化數字平臺[J].航空制造技術，2009（11）：71-73.