智能制造專業(yè)《制造執(zhí)行系統(tǒng)MES》課程教學改革與實踐

吳豪瓊 高志強 璩晶磊

摘要：《制造執(zhí)行系統(tǒng)MES》是智能制造專業(yè)的專業(yè)課，本文從培養(yǎng)學生自主學習和實踐動手能力的角度對課程的授課方式的改革和提高教師實踐動手能力進行探討。本文以大三本科學生為主要研究對象，在教學過程中，引入仿真教學環(huán)節(jié)，使教師能夠利用現(xiàn)有的設(shè)備，在課堂上使學生身臨其境，以此提高學生學習興趣，課下也可使用仿真軟件學習，解決學生因?qū)嵅贂r間短、練習時間少的問題。

關(guān)鍵詞：仿真加工;制造執(zhí)行系統(tǒng);課程改革

《制造執(zhí)行系統(tǒng)》課程教學的現(xiàn)狀分析

目前，我們正處于從“世界制造大國”向“世界制造強國”轉(zhuǎn)變的發(fā)展時期，智能制造類人員的過程控制水平和人員素質(zhì)從一定程度上決定了我國工業(yè)化進程。

在“新工科”與“智能制造”的大背景下，隨著現(xiàn)代制造業(yè)和計算機技術(shù)的高速發(fā)展，《制造執(zhí)行系統(tǒng)》因其課程教學內(nèi)容與企業(yè)生產(chǎn)過程需要非常接近，也是“智能制造”技術(shù)中制造環(huán)節(jié)的重要手段，所以該課程作為之呢個制造專業(yè)的核心課的地位越來越重要。課程內(nèi)容不僅具有較強的理論性，同時具有較強的實踐性。目前我校智能制造本科專業(yè)課開設(shè)有《制造執(zhí)行系統(tǒng)》這門課程，其理論內(nèi)容包括：快速響應(yīng)制造執(zhí)行模式，MES技術(shù)體系，快速響應(yīng)制造執(zhí)行過程協(xié)調(diào)技術(shù)等章節(jié);實踐包括有：1.制造執(zhí)行系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)認知，2.狀態(tài)監(jiān)控與執(zhí)行信息實時采集和3.制造執(zhí)行系統(tǒng)生產(chǎn)任務(wù)數(shù)據(jù)分析等實驗。

《制造執(zhí)行系統(tǒng)》課程主要面臨以下問題：

（1）理論和實踐脫節(jié)：首先本科學生基本以理論教學為主，學到的僅僅是理論知識，缺乏實踐的論證;本科學生解決工程實際問題的能力不足，甚至連專科生都不如。

（2）理論與實踐課程教學課時分配不合理：理論課時所占比例過高，實踐課課時有限，根本無法滿足實操教學的需要。

（3）教學方法與手段不夠完善：理論課程的教學方法還是傳統(tǒng)教授法為主，雖采用多媒體課件輔助教學，但案例教學、項目任務(wù)驅(qū)動及現(xiàn)場教學等先進的教學方法在教學過程中實施比例有限。

1、課程改革目標

根據(jù)智能制造崗位能力要求，結(jié)合《制造執(zhí)行系統(tǒng)》課程標準，按本技術(shù)發(fā)展及時進行內(nèi)容的修訂與整合，課程建設(shè)過程突出理論與工程實踐應(yīng)用的聯(lián)系，強調(diào)崗位知識和崗位技能的培養(yǎng)，注重引入新技術(shù)、新知識，精選來自生產(chǎn)實踐的典型實例，實施“講—演—練—評”教學方法，把“講”融合到實踐教學中，實現(xiàn)理論教學與實踐相結(jié)合的教學模式，突出知識應(yīng)用性，強化生產(chǎn)技能培養(yǎng)。

2、改革內(nèi)容

（1）重構(gòu)教學載體

通過對社會企業(yè)服務(wù)，精選來自生產(chǎn)實踐的典型實例作為載體來充實教學內(nèi)容，并將載體貫穿至整個課程的教學。

（2）整合教學內(nèi)容

對教學內(nèi)容進行優(yōu)化整合，將理論與實踐相融合，以滿足企業(yè)對數(shù)控技術(shù)人才的要求。

（3）課時分配

增加實踐課程教學課時，理論聯(lián)系實際，讓學生在實踐教學過程中掌握編程知識和數(shù)控系統(tǒng)的原理。

（4）實施項目驅(qū)動，一體化教學

將每一教學載體作為一個教學項目，實施項目驅(qū)動教學。

（5）導(dǎo)師制

從學生中通過考核選擇多名優(yōu)秀的學生，專門指定老師作為導(dǎo)師，負責重點培養(yǎng)，通過培養(yǎng)使這部分學生更加熟練地掌握課程知識，帶動其他后進同學并課程結(jié)束后上交學業(yè)論文。

3、實施方案、實施方法

實施項目驅(qū)動，做到“教、學、練”模式教學方式。具體實施方案與方法是：

（1）到企業(yè)進行調(diào)研，了解企業(yè)對之智能制造特別是智能加工人才在其崗位的職業(yè)能力方面的要求，并收集生產(chǎn)線實際控制方案。

（2）構(gòu)建理實結(jié)合教學模式的課程結(jié)構(gòu)和組織方式

參照國家機類本科教育標準，根據(jù)智能制造專業(yè)對《制造執(zhí)行系統(tǒng)》的教育目標，分析教學內(nèi)容，選取教學項目，制定教學方案，設(shè)計教學過程中的規(guī)范和教學文檔。

（3）實施教學方案，重視教學過程的管理和規(guī)范

在教學過程中，實施“講—演—練—評”教學方法，把“講”融合到實訓(xùn)教學中，實現(xiàn)教學過程的管理，培養(yǎng)學生良好的職業(yè)習慣和職業(yè)素質(zhì)。

（4）加強社會服務(wù)，不斷豐富教學資源

通過為企業(yè)服務(wù)，獲得一線企業(yè)對《制造執(zhí)行系統(tǒng)》課程的應(yīng)用情況，以及在實際生產(chǎn)過程中所采用的較為實用的新技術(shù)、新系統(tǒng)，充實教學資源。

4、結(jié)語

制造執(zhí)行系統(tǒng)屬于智能制造專業(yè)的專業(yè)課，同時也是機械制造及其自動化和機械電子工程等工科專業(yè)的選修知識。通過改革可達到以下效果：1）培養(yǎng)學生自主學習和團隊協(xié)作的能力，激發(fā)了學生學習的熱情和興趣;2）提升了學生的職業(yè)素養(yǎng)和社會能力，使學習任務(wù)更接近企業(yè)生產(chǎn);3）使教師的教學、實踐能力得到提高;4）引入仿真教學，以解決實訓(xùn)設(shè)備數(shù)量不足的問題。

參考文獻：

[1]MES選型與實施指南[M].機械工業(yè)出版社，武漢制信科技有限公司，2020

[2]智能制造系統(tǒng)解決方案案例集[M].電子工業(yè)出版社，辛國斌，2018

[3]智能制造[M].機械工業(yè)出版社，譚建榮，2017

[4]HYDRA制造執(zhí)行系統(tǒng)指南[M].電子工業(yè)出版社，柯裕根，2017

[5]智能制造之路[M].機械工業(yè)出版社，同濟大學工業(yè)4.0-智能工廠實驗室，2016

作者簡介：

吳豪瓊（1986-），男，河南新鄉(xiāng)人，講師，主要從事：智能制造專業(yè)教學。

基金項目：

2021年度河南工學院教改項目：智能制造專業(yè)《制造執(zhí)行系統(tǒng)MES》課程教學改革與實踐（項目編號：JXGC-2021011）。ED0F0142-7CD3-4613-A0E1-68C79B76B629