工業4.0時代數控技術專業建設的思考

李雪輝

【摘要】 隨著工業4.0時代的到來，職業院校數控技術專業又面臨著新的挑戰，專業建設須適應先進生產技術發展要求，在教學模式、教學內容、課程設置、師資隊伍建設等方面開展改革，深度融合企業先進生產技術、智能制造技術元素，為職業教育的發展注入時代氣息。

【關鍵詞】工業4.0 數控技術 專業建設

【基金項目】湖南省教育科學規劃課題《數控技術專業“企業化”人才培養模式研究》（XJK014CZY010）階段性成果。

【中圖分類號】G71 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）26-0239-02

隨著工業4.0時代的到來，制造業迎來了第四次工業革命，借鑒德國版工業4.0計劃，“中國制造2025”奠定了中國制造業未來十年發展規劃，職業院校數控技術專業建設也將面臨更嚴峻的挑戰。

一、“工業4.0”概念解讀

德國學術界和產業界認為，“工業4.0”概念即是以智能制造為主導的第四次工業革命，或革命性的生產方法。該戰略旨在通過充分利用信息通訊技術和網絡空間虛擬系統—信息物理系統（Cyber-Physical System）相結合的手段，將制造業向智能化轉型。

“工業4.0”概念包含了由集中式控制向分散式增強型控制的基本模式轉變，目標是建立一個高度靈活的個性化和數字化的產品與服務的生產模式。在這種模式中，傳統的行業界限將消失，并會產生各種新的活動領域和合作形式。創造新價值的過程正在發生改變，產業鏈分工將被重組。

“工業4.0”項目主要分為兩大主題，一是“智能工廠”，重點研究智能化生產系統及過程，以及網絡化分布式生產設施的實現；二是“智能生產”，主要涉及整個企業的生產物流管理、人機互動以及3D技術在工業生產過程中的應用等。

二、數控技術專業建設現狀

作為制造業大國，我國正逐步以先進制造技術取代傳統制造技術，數控技術逐漸成為制造業主流，但以智能制造為主導的“工業4.0”時代已來臨，“中國制造2025”為數控技術專業的發展提出了明確的目標，作為智能制造的關鍵技術，高職院校數控技術專業教學仍然存在許多不足，難以適應時代的要求。

1.設備 相對其他專業而言，數控技術專業設備的投入要高得多，特別對于智能制造核心——多軸數控設備，價格更加昂貴，一般的職業院校對此都是心有余而力不足，大部分都只能配套普通數控車床、數控銑床、三軸加工中心，相對“工業4.0”、“中國制造2025”的發展目標而言，相去甚遠，最基本的硬件設施也難以達到要求。

2.師資 制造業的發展速度遠遠超前于職業教育，特別對于職業院校師資隊伍而言，由于專業教師大部分直接來自高等院校，實踐能力不強，難以適應先進技術的專業教學。

3.課程 數控技術專業課程設置仍局限于數控加工編程、工藝等方面，有明顯的專業界限，只能算是智能化生產技術的一部分，跨行業、跨領域的知識面較窄。

三、數控技術專業建設的出路

為適應“工業4.0”時代的要求，數控技術專業建設改革除了在教育教學中大力宏揚“工匠精神”、提高學生職業意識外，主要從課程、教學模式等方面改革，以提高學生適應智能制造技術的專業能力、職業能力。

1.課程設置

（1）智能生產技術

“工業4.0”以智能生產技術為主導，在職業教育課程體系中，數控技術作為智能生產技術的核心，必須與生產物流管理、人機互動以及3D技術相融合，建立以減少工序、輔助時間為主要目的的復合加工知識體系。

（2）信息技術

智能制造技術利用計算機模擬制造業領域的專家的分析、判斷、推理、構思和決策等智能活動，并將這些智能活動和智能機器融合起來，貫穿應用于整個制造企業的子系統（經營決策、采購、產品設計、生產計劃、制造裝配、質量保證和市場銷售等），以實現整個制造企業經營運作的高度柔性化和高度集成化，從而取代或延伸制造環境領域的專家的部分腦力勞動，并對制造業領域專家的智能信息進行收集、存儲、完善、共享、繼承和發展，是一種極大提高生產效率的先進制造技術。信息技術已融入各行業領域，工業4.0時代的到來，信息技術知識融入數控技術專業課程體系成為必然。

（3）自動化技術

智能制造以自動化代替工人的勞動，如工業機器人、自動化物流裝置都以自動化技術為基礎，為適應智能制造崗位需求，在數控技術專業設置中，應融入自動化技術課程。

（4）多軸數控技術

一方面，在傳統的數控技術課程設置中，應加入多軸數控編程與操作內容，多軸聯動的高性能數控機床，指能同時控制四個以上坐標軸聯動的加工中心。目前職業院校普遍使用的是二軸、三軸數控機床；四軸、五軸機床也開始投入專業教學中，但操作使用仍滯后于生產實踐。在智能制造技術中，多軸數控機床為核心環節，為適應智能制造的要求，數控技術應用專業課程中必須增加多軸數控技術內容。

另一方面，因多軸數控機床必須實現自動編程，必須配套與多軸數控機床相適應的軟件，目前應用的多軸數控編程軟件主要有：UG、Powermill、CAXA、MasterCAM等，在數控技術專業課程設置中，須設置與機床系統相適應的編程軟件課程。

（5）3D技術

智能 制造數據的輸入有人工的，也有智能輸入的，其中3D技術是目前比較先進的技術，許多智能制造生產線都已采用3D掃描自動化數據輸入方式，大大簡化了人工勞動，因此在專業設置中，3D技術成為不可缺少的課程。

2.師資隊伍建設

為適應智能制造崗位需求，必須建立一支理實一體化的專業教師隊伍，一方面來自于高等院校的師資可通過企業實踐、專業培訓等方式進行專業能力提升；另一方面，可以聘請企業技術能手充實到教師隊伍中來，同時帶來生產一線智能制造技術及先進管理模式，為實現學生向企業員工身份的轉換打好基礎。

3.教學模式

為全程模擬智能制造生產過程，可選擇校企合作智能制造教學工廠模式，就是校企合作共建智能制造單元或流水線，作為實踐教學場地，按“企業化”人才培養模式實施專業教學，將專業教學與企業生產經營相融合，實現專業學習與生產經營相互滲透，以市場需求為導向，以產品生產為任務驅動，實現學生在學習中工作、在工作中學習，在學習智能制造生產技術的同時，培養其技術操作、設備維護、過程管理等方面的綜合職業能力。

4.硬件設施

以多軸數控機床為核心的智能制造單元或流水線，是數控技術專業建設適應“工業4.0”時代的發展方向。目前職業院校數控設備基本限于數控車、銑、三軸加工中心，五軸機床配備不足，因此，除了工業機器人、智能化物流設備、自動化系統、智能輸入等設備設施外，作為核心部件的多軸數控機床及配套軟件也是必不可少的。

“工業4.0”、“中國制造2025”時代的到來，高等職業院校數控技術專業改革任重道遠，職業院校必須適應時代需求更新觀念，在教學模式、教學內容、課程設置、師資隊伍建設等方面，深度融合企業先進生產技術、智能制造技術元素，為職業教育的發展注入時代氣息，為制造業強國戰略培養合格的技術技能人才。

參考文獻：

[1]唐友亮，“理實練一體化”方法在數控技術課程教學中的探索與實踐[J]，高教論壇，2011年01期。

[2]謝麗君，數控技術專業課程改革初探[J]，職業技術教育，2013年第5期。