谷玉玲
(武漢軟件工程職業學院,湖北 武漢 430025)
《生產線控制系統維護》是機電一體化技術專業的一門專業核心必修課程,是一門綜合性主干課程。采用基于工作過程的課程開發方法,通過對機電一體化職業分析以及工作崗位和任務進行梳理、總結而構建的一門專業課程。該課程以自動生產線控制為主線,西門子S7-1200PLC為載體;將學習情境具體劃分為五個模塊,理論和技能相結合,融入學習過程中,從而培養學生的安裝運行、維護和調試的技能。課程的育人目標:一是了解世界生產線的發展和中國生產線的發展,列舉為中國制造業的崛起作出突出貢獻的科學家,學習格力、京東、比亞迪等國有生產線為國家做出的貢獻,培育科技報國的家國情懷和使命擔當,培養學生愛國敬業的工匠精神。二是培養愛國敬業的職業道德、專業認同感和自豪感;樹立工程質量、安全和規范意識;培養良好心理素質、行為習慣,組織協調與團隊合作精神。三是培養學生具備終身學習和成長能力;培養創新意識和創新精神;樹立工程質量、安全和規范意識。
《生產線控制系統維護》緒論中講到生產線已經廣泛應用于工業、農業、商業、交通、水利等行業,將世界和我國生產線的發展史,所取得引人矚目的成就自然而然的引入課堂,如2000多年前,秦國統一六國靠的就是當時的“槍”和“子彈”,它就是傳說中的秦弩。秦弩就被視為人類青銅時代的黑科技,是人類軍隊裝備的第一種大規模標準化的機械武器。秦弩機一共只有六七個零件,故障率低,使用方便,而且秦國已經使用了標準化模具進行鑄造,可以短時間內進行大批量生產,堪稱兩千多年前的流水線兵工廠。

圖1 秦弩機的生產
明朝中葉以來中國的閉關鎖國政策的制約,中國制造業的發展比較滯后,自從改革開放以來,大大小小的工廠相繼成立。從二十世紀二十年代開始,隨著電動機、軸承、汽車和縫紉機等工業的發展,制造業中開始出現流水線,汽車工業中首先出現了流水線和半自動生產線,后來發展為自動生產線。如最早出現的組合機床自動生產線。第二次世界大戰后,在發達國家的工業機械制造業中,自動生產線的數目出現了迅速的增加。新冠肺炎疫情發生以來,獲知口罩緊缺消息后,一些汽車、家電、手機制造商紛紛“轉戰”口罩生產,跨界做口罩,除了生產線截然不同,中間還會涉及原材料設備采購、口罩生產線建設、設備調試、工藝流程設計、技術標準擬定等種種難題。引導學生從專業角度進行分析,讓冷冰冰的技術帶上了溫度,引導學生初步完成了解知識到應用知識的跨越;用中國生產線的發展的事實觸動學生,讓他們產生民族自豪感。

圖2 口罩生產
在講解我國生產線的發展的時候,向學生介紹“中國制造2025”的宏偉藍圖和重要意義,通過中國生產線的發展和科研工作者的奮斗史展現他們的愛國情懷、工匠精神。長春第一汽車有限公司的職工齊嵩宇長年工作在生產一線,為我國民族品牌紅旗轎車的發展做出了巨大貢獻。他熱愛讀書,刻苦鉆研,不怕吃苦,不斷摸索總結,解決了無數個生產線上的技術難題,編寫了四百九十二份設備檢測和保養維護標準報告,獲得了二十二項發明專利,編寫了二十五本培訓教材,為企業創造的經濟效益多達數千萬。被評為全國勞動模范、技術能手;獲得國家科技進步獎,被工友親切地稱為“生產線上的發明家”。但他自己依然勤奮踏實,認為這是自己應該做的。他除了自己刻苦鉆研,還把自己的經驗和教訓、感悟和成果毫無保留的傳授給自己的徒弟和新職員。他用實際行動完美地詮釋了社會主義核心價值觀公民層面的內容“愛國、敬業、誠信、友善”,同學們聽了他的事跡深受鼓舞,認為一個普通的職員能做到如此大的成就與他的刻苦努力、不斷鉆研、不懈思考是分不開的,“世上無難事,只要肯登攀”,有的同學一遇到一點難題和難事就想放棄,不敢嘗試也不相信自己能夠解決這些難題,聽了齊嵩宇的事跡一個個熱血沸騰,都表示要向他學習,將來也要為中國生產線的發展貢獻自己的力量。
生產線控制中最重要控制器就是PLC,而PLC是工業自動化的三大支柱之一。PLC作為工業用的計算機,通過CPU實現邏輯運算,通過提高引發學生思考CPU的運算功能,并告訴學生別看小小的CPU只有一點點大,里面集成了上千個上萬個的器件。這就要求我們學習生產線這門課要有耐心,恒心,成功從來都不是一蹴而就的,不能因為有一部分內容沒理解,就放棄這一門課。我們要有科研精神,工匠精神,只有這樣,我們才能適應大學的學習模式,才能有所收獲,才能成為具有專業知識的人才。播放“神威·太湖之光”超級計算機視頻,激發學生民族自信心和自豪感。

圖3 “神威·太湖之光”截圖視頻
改革開放40多年取得的成就不是天上掉下來的,更不是別人恩賜施舍的,而是全黨全國各族人民用勤勞、智慧、勇氣干出來的。我們要傳承“兩彈一星”精神,為中國科技發展貢獻自己的力量。二十世紀五六十年代是非常不尋常的時期,當時國際形勢非常惡劣,帝國主義經常對我國進行核訛詐和武力威脅,五十年代中期,第一代黨中央領導人以毛澤東為首,出現了大量非常優秀的科學家,其中也包括已經有杰出成就的國外科技工作者,他們積極響應國家的召喚,投身到科技報國的行列中來。積極進行“兩彈一星”的研制工作,他們不怕苦,不怕累。在一望無際的沙漠荒原,在荒無人煙的峽谷深山,克服了常人難以想象的各種艱難困苦。當時的科研條件非常艱苦,實驗手段也很有限,他們憑著堅強的斗志,突破了無數個技術難題。他們的勇氣和毅力是驚人的,體現了我們中華民族從自力更生到在世界民族之林中脫穎而出的巨大能力和決心,是值得我們后輩傳承和學習的。
“知己知彼,百戰不殆”,要做好一件工作,首先就得去了解這項工作。生產線上的危險因素很多,比機械傷害、觸電事故、高處墜落、淹溺事故等。如何規避這些危害因素,在突發事件發生時如何采取緊急措施等都是需要學生牢記的。但很多同學沒有安全意識,抱有僥幸心理。認為危險不會降臨到自己的身上,從思想上沒有重視安全問題;有的同學怕麻煩,簡化操作步驟,甚至帶電操作等,這些都是安全隱患。在講解對生產過程進行模擬仿真的時候告訴學生,因為我們在學校里和企業是不一樣的,學校沒有真實的企業環境,只能通過仿真來實現生產線的任務,如果仿真結果有問題可以無數遍的修改,但一旦走上工作崗位,接觸到真實的生產線,絕容不得一點的馬虎和偷懶,因為這是關系到自身生命安全的。必須從思想上高度重視,嚴格按照操作流程執行,規范操作步驟,才能保證人身和產品的安全。否則不遵守操作規則,沒有安全意識,可能會對產品和人身造成不可挽回的損失。通過播放生產線中真實出現的安全事故讓學生樹立安全意識,看了觸目驚心的安全事故,學生感觸很深,紛紛表示安全無小事,要牢記操作規范和步驟,不能怕麻煩、偷懶,因為人的生命只有一次,今后要將安全操作化為自己的潛意識,安全規范教育讓學生意識到安全意識缺乏造成的危害以及安全意識與自身的重要關系。不斷增強使命感和職責感,切實提高學生的安全意識。樹立工程質量、安全和規范意識。

圖4 生產線安全教育案例
在本課程的模塊化編程章節,從PLC的集成化到模塊化發展,學生意識到模塊化結構更利于后續維修、更換、升級。告訴學生在一個國家和學校中,我們會有大大小小的部門和崗位,雖說有分別,但都是不能缺失的一部分。國家和學校的運行,離不開每個部門和崗位的相互合作。每一個部門和崗位都有自己的相對應的責任。我們要做的便是在各司其職的情況下,各盡其能。同時,也要注意與其他崗位的配合。給同學們講解一個小故事:一位新上任的炮兵軍官到部隊考察士兵的訓練情況,在幾個部隊里都發現了一個同樣的情況:在操練的時候,在大炮的炮筒下總有一個士兵始終站在那里,一動不動。他過去詢問,士兵告訴他這是操練條例規定的。原來,這個規則是用馬拉大炮時規定的,當時為了防止大炮經過發射后會因為后坐力產生一定的距離偏差,所以在炮筒下安排一名士兵,他的任務就是把馬的韁繩拉住,這樣可以減少再一次瞄準用的時間。現在沒有馬了,但規定沒有及時進行調整,這就出現了不拉馬的士兵。告訴學生在一個團隊里工作,大家要各司其職,各盡其責。比如男耕女織,雞打鳴,狗防盜,互不干涉,各自做好自己的本分職責。治理國家,各階層領導干部執法人員各司其職,各盡其責才能將國家治理的井井有條。國家也才能發展的富強和諧。切忌在其位不謀其職,那不僅是辜負了黨和國家的信任,更是對自己的不負責任。我們在校大學生學好專業知識,練就過硬的技能,將來回報國家和社會,為國家發展和社會進步做出自己應有的貢獻就是我們的職責所在。今后我們走上工作崗位,作為企業員工也要明確自己的崗位職責,干好本職工作。如果把公司比喻成一個龐大的機器,那員工就是其中的零件,只有每個人愛崗敬業,恪守本分,公司的機器才可以良好的運轉。否則,在公司的隊伍中就會出現“不拉馬的士兵”。如果公司的隊伍中有人濫竽充數,那么給公司帶來的不只是經濟的損失,而且會讓其他人員心理無法平衡,這樣就會讓公司整體的工作效率下降,得不償失。
在講解數據類型和系統存儲區的時候,有意識的對學生進行網絡安全、信息安全教育。現在的大學生處在大數據時候,獲取信息的數量和速度都是非常快的,這也讓很多不法分子盯上了大學生,對他們進行網絡詐騙;同時自己在網絡上也要謹言慎行,否則也有可能觸犯法律。讓學生認清網絡上哪些無意識的行為會觸犯法律,讓學生了解如何保護自己的個人信息,不要輕信郵件、QQ、微信、微博等上面的鏈接,特別是要求給出敏感信息的鏈接。同時提醒這種網絡欺詐行為也是一種計算機犯罪,不要輕易在網絡上上當受騙。在講解生產線的基本算法的時候,鼓勵學生設計人生算法,實現“中國夢”,實現“中國制造夢”。引導學生生產線的任務通過準確的數據,精準的算法來完成,大學生也應著眼于長期價值的人生算法,引發出學無止境,養成嚴謹,認真的工匠精神;鼓勵學生追求奮斗創新,將個人夢與中國夢結合,實現人生的夢想。在講解定時器的時候,通過定時器的特點引導學生遵守社會秩序、尊重社會公德,明白時間的重要性;引導學生在了解定時器的時候明白所有重大的變革和發展都是眾多個體努力的結果,培養學生腳踏實地的實干精神。在講解計數器的時候,引導學生做好人生的加減法,鼓勵學生懂得取舍,追求理想,追求奮斗,減去驕奢淫逸,淡泊名利,安貧樂道,有所節制,培養學生不怕困難,勇于探索的精神。在講解生產線總體設計的時候,引導學生在設計過程中養成以人為本的設計理念,分清主次,善于溝通和團隊合作。合理設計自己的人生,養成認真負責的工作態度,增強學生的責任擔當,有大局意識和核心意識,讓學生不能做給他們人社會帶來隱患和損失的事情,不能做違反法律和道德的事情。