面向智能制造的工藝課程實驗探索與研究

孟書云 邵立 殷磊磊 劉漢忠 陳桂

摘要：工藝課程實驗是為智能制造工程專業(yè)設立的專業(yè)基礎課所必需的重要基礎實驗。針對智能制造背景下對生產(chǎn)加工工藝提出的新要求，遵循“以成果為導向”的OBE教學理念，建立模擬智能制造動態(tài)化生產(chǎn)現(xiàn)場的教學場景，使學生能全身心融入生產(chǎn)工藝制定的沉浸式學習氛圍，充分了解國內(nèi)外先進的生產(chǎn)工藝并將之融合到加工中，能靈活地根據(jù)現(xiàn)場情況及時調(diào)整生產(chǎn)工藝，進而能在設計性實驗中對提出的多種制造工藝方案擇優(yōu)。該環(huán)節(jié)的順利實施，可以充分鍛煉學生的自主思考能力，供學生體驗優(yōu)質(zhì)工藝產(chǎn)出過程，收獲可行且優(yōu)質(zhì)的最終加工工藝，并為后續(xù)智能制造系統(tǒng)自動化的實現(xiàn)奠定扎實基礎。

關鍵詞：智能制造;工藝課程實驗;場景教學

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）26-0233-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Exploration and Research of Process Course Experiments for Intelligent Manufacturing

MENG Shu-yun， SHAO Li， YIN Lei-lei， LIU Han-zhong， CHEN Gui

（Department of Intelligent Manufacturing Engineering， School of Automation， Nanjing Institute of Technology， Nanjing 211167， China）

Abstract： The process course experiment is an important basic experiment for the specialized basic course of intelligent manufacturing engineering. According to these new requirements of manufacturing process under the background of intelligent manufacturing， based on the OBE teaching concept of"the results of goal-oriented "， the teaching scene of simulating the dynamic production site of intelligent manufacturing is established， which enables students to fully integrate into the immersive learning atmosphere of production process formulation. And students can fully understand the advanced production process at home and abroad and integrate it into the processing， and flexibly adjust the production process in time according to the on-site situation.Then the students can select the most optimal one among multiple manufacturing process schemes proposed in the design experiment.The successful implementation of this link can fully exercise the students' independent thinking ability， which makes our students experience the procedure of high-quality process outputs， and obtain the feasible and high-quality final production process. This will lay a solid foundation for the subsequent realization of intelligent manufacturing system automation.

Key words： intelligent manufacturing; experiment of process course; scene teaching

課程實驗是將理論知識具象化的一個重要手段，對提高大學生對工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的感性認識頗為關鍵。為適應國家經(jīng)濟建設需要而設立的智能制造工程專業(yè)，肩負著培養(yǎng)智能制造所需的合格及優(yōu)秀人才的重任。如何設置與制造業(yè)升級相匹配的工藝課程實驗項目和內(nèi)容，決定著專業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì)量、大學生對理論知識的深刻領會和應用能力。

關于工藝課程實驗等實踐環(huán)節(jié)的設置，有很多值得向各大高校繼承和借鑒的。比如：從基礎知識掌握和能力的培養(yǎng)來看，傳統(tǒng)的機械加工制造技術及工藝的實驗已經(jīng)設置得較為完備和標準化[1-4]。關于新的生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)設備出現(xiàn)后，如何引入到課程教學中來，可以看到有高校做了積極的改革，即通過恰當?shù)纳a(chǎn)設備實驗室化，將工藝濃縮在實驗室的產(chǎn)線中，來革除傳統(tǒng)的演示性、驗證性實驗的弊端，充分調(diào)動了學生的動手動腦積極性，人才培養(yǎng)條件與生產(chǎn)實際更為貼近[5]。

1 現(xiàn)有實踐環(huán)節(jié)存在的問題

從往年加工制造技術課程群教學調(diào)研情況來看，同學們難以將理論知識、基本概念運用到工藝規(guī)程的設計中，對基本概念的領悟不夠透徹，沒有建立起相關知識點間的聯(lián)系。結合智能制造的特點和制造業(yè)新業(yè)態(tài)，通過了解機械加工制造技術及工藝課程的實驗設置的情況，發(fā)現(xiàn)當前公開的實驗項目已經(jīng)對指定零件的加工方案做了深入挖掘;但從企業(yè)運營的角度來看，生產(chǎn)工藝涉及的因素眾多，不僅僅局限在如何把一個零件制造出來上，還要考慮生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量、制造成本，甚至是生產(chǎn)空間的規(guī)劃，物流配送的便捷性等。這種傳統(tǒng)的工藝規(guī)劃課程實驗是基于靜態(tài)的生產(chǎn)現(xiàn)場和狀況設置的，但實際的生產(chǎn)過程中各要素不斷處于動態(tài)變化中，很明顯傳統(tǒng)工藝規(guī)劃方式無法將動態(tài)因素納入生產(chǎn)現(xiàn)實中，不再適應未來制造新業(yè)態(tài)。隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、傳感器技術、數(shù)字化信息化網(wǎng)絡化技術在工業(yè)現(xiàn)場的逐步推廣和大范圍應用，動態(tài)的、精準的工藝規(guī)劃方式成為解決傳統(tǒng)方式弊端的一個突破點。