智能制造背景下機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)課程體系構(gòu)建研究

陳大龍

(江蘇省宿遷經(jīng)貿(mào)高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校,江蘇 宿遷 223600)

0 引言

隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,智能制造正在逐漸成為新的產(chǎn)業(yè)革命的重要方向。在此背景下,機(jī)電工程技術(shù)人員的素質(zhì)和能力要求也在不斷提高,需要其具備傳統(tǒng)機(jī)電技術(shù)的知識(shí)和技能,同時(shí)也要掌握現(xiàn)代智能制造技術(shù)的應(yīng)用和開發(fā)[1-2]。因此,中職學(xué)校需要重新審視機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)課程體系的構(gòu)建,以培養(yǎng)適應(yīng)智能制造發(fā)展的人才。

目前,許多中職學(xué)校已經(jīng)開始了機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)課程體系的改革和創(chuàng)新,以適應(yīng)智能制造的需求[3]。智能制造是指在制造過程中應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)和智能化裝備,以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化和信息化的有機(jī)融合,實(shí)現(xiàn)智能制造過程的智能化、自動(dòng)化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化。它是制造業(yè)的升級(jí)版,可以提高生產(chǎn)效率,降低成本,提高產(chǎn)品質(zhì)量,縮短產(chǎn)品研發(fā)周期,提高企業(yè)競爭力和市場(chǎng)占有率。

智能制造技術(shù)涵蓋了很多方面,如人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等。這些技術(shù)能夠幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)、智能化管理和優(yōu)化制造流程,從而提高制造效率和產(chǎn)品質(zhì)量[4]。

因此,本文將探討在智能制造背景下機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)課程體系的構(gòu)建,提出相應(yīng)的建議。

1 傳統(tǒng)機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)課程存在的問題

機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)課程存在的問題概述如表1所示。通過分析表1可以看出,智能制造背景下機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)課程存在多方面的問題,包括傳統(tǒng)機(jī)電技術(shù)與現(xiàn)代智能制造技術(shù)融合不足、教學(xué)方法陳舊單一、缺乏實(shí)踐環(huán)節(jié)、課程內(nèi)容不夠前沿和學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)不足等。這些問題嚴(yán)重制約了機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)人才的培養(yǎng)和行業(yè)發(fā)展的需要,需要進(jìn)行深入的課程改革和教學(xué)方法創(chuàng)新[5-7]。

表1 傳統(tǒng)機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)課程存在的問題

2 課程改革的必要性

機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)課程改革是必要的,它能夠適應(yīng)智能制造的發(fā)展,培養(yǎng)適應(yīng)新型產(chǎn)業(yè)的高素質(zhì)人才,滿足市場(chǎng)需求,促進(jìn)教育創(chuàng)新。隨著智能制造時(shí)代的到來,機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)課程改革顯得十分必要。

2.1 適應(yīng)智能制造的發(fā)展

傳統(tǒng)機(jī)電技術(shù)已經(jīng)無法滿足智能制造的需求,而智能制造需要具備新的技術(shù)和知識(shí),如智能機(jī)器人、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等。因此,機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)課程需要進(jìn)行改革,以適應(yīng)智能制造的發(fā)展。

2.2 培養(yǎng)適應(yīng)新型產(chǎn)業(yè)的高素質(zhì)人才

機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)課程改革能夠培養(yǎng)更加適應(yīng)智能制造的高素質(zhì)人才。這些人才具有傳統(tǒng)機(jī)電技術(shù)知識(shí)和現(xiàn)代智能制造技術(shù)知識(shí),能夠勝任智能制造領(lǐng)域的各種工作。

2.3 滿足市場(chǎng)需求

機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)課程改革能夠使教育機(jī)構(gòu)更加貼近市場(chǎng)需求,為企業(yè)提供更多更好的人才。同時(shí),也可以提高學(xué)生的就業(yè)競爭力,更好地適應(yīng)市場(chǎng)發(fā)展。

2.4 促進(jìn)教育創(chuàng)新

機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)課程改革能夠促進(jìn)教育創(chuàng)新,推動(dòng)教育教學(xué)方式的革新和教育資源的整合,提高教育質(zhì)量。

3 課程體系構(gòu)建策略

機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)課程體系構(gòu)建需要從傳統(tǒng)機(jī)械制造向數(shù)字化制造和智能制造方向轉(zhuǎn)型,強(qiáng)調(diào)數(shù)字化設(shè)計(jì)和制造技術(shù)、機(jī)器人自動(dòng)化制造技術(shù)、傳感器與控制技術(shù)、工業(yè)安全與可靠性等方面的應(yīng)用。同時(shí),加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)和產(chǎn)教融合,加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè),培養(yǎng)更多適應(yīng)智能制造的專業(yè)人才[8]。具體應(yīng)圍繞以下幾個(gè)方面開展。

3.1 機(jī)械設(shè)計(jì)

在智能制造背景下,機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)該從傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)向數(shù)字化制造和智能化設(shè)計(jì)方向轉(zhuǎn)型。智能化設(shè)計(jì)是指利用計(jì)算機(jī)和相關(guān)軟件實(shí)現(xiàn)智能化的設(shè)計(jì)過程,具有高效、精確、靈活等優(yōu)點(diǎn),可以大幅提高設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量。數(shù)字化制造是指利用數(shù)字化技術(shù),將產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和制造數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字化信息,在數(shù)字化環(huán)境下實(shí)現(xiàn)制造全過程的智能化管理和控制。

機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)課程應(yīng)增加智能化設(shè)計(jì)和數(shù)字化制造方面的內(nèi)容,重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)字化設(shè)計(jì)和制造技能。優(yōu)化后的教學(xué)方案如表2所示,教學(xué)方案重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)字化設(shè)計(jì)和制造技能,通過實(shí)踐任務(wù)讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)和數(shù)字化制造,評(píng)估學(xué)生的掌握情況。同時(shí),增加3D打印技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容,引導(dǎo)學(xué)生跟上智能制造的發(fā)展趨勢(shì)。

表2 智能制造背景機(jī)械設(shè)計(jì)課程優(yōu)化方案

3.2 機(jī)械制造

在智能制造背景下,機(jī)械制造專業(yè)應(yīng)向數(shù)字化制造和智能制造方向轉(zhuǎn)型。數(shù)字化制造是指利用數(shù)字化技術(shù)和信息化手段,將產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)等全過程數(shù)字化,實(shí)現(xiàn)制造全過程的智能化管理和控制。智能制造是指將物理世界和數(shù)字世界緊密結(jié)合起來,實(shí)現(xiàn)智能化的生產(chǎn)制造過程,包括機(jī)器人自動(dòng)化制造技術(shù)、3D打印技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等。機(jī)械制造專業(yè)課程應(yīng)該增加數(shù)字化制造技術(shù)和智能制造技術(shù)方面的內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)字化制造和智能制造能力。具體地說,應(yīng)加強(qiáng)以下方面的內(nèi)容。

1)數(shù)字化制造技術(shù)。包括數(shù)字化車間、數(shù)字化工廠、數(shù)字化制造過程控制等技術(shù),這些技術(shù)可以大幅提高制造效率和質(zhì)量,應(yīng)成為機(jī)械制造專業(yè)課程的重點(diǎn)內(nèi)容。

2)智能制造技術(shù)。包括機(jī)器人自動(dòng)化制造技術(shù)、3D打印技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等,這些技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)智能化的生產(chǎn)制造過程,應(yīng)該成為機(jī)械制造專業(yè)課程的重點(diǎn)內(nèi)容。

3)機(jī)器人技術(shù)。機(jī)器人技術(shù)是智能制造的關(guān)鍵技術(shù)之一,應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)機(jī)器人技術(shù)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)器人編程和控制能力。

4)制造工藝。制造工藝是制造過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),應(yīng)該加強(qiáng)學(xué)生對(duì)各種制造工藝的學(xué)習(xí)和應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生的制造工藝設(shè)計(jì)和改進(jìn)能力。

3.3 機(jī)電一體化

在智能制造背景下,機(jī)電一體化是機(jī)電工程領(lǐng)域的一個(gè)重要方向。機(jī)電一體化是指將機(jī)械結(jié)構(gòu)、電氣控制和智能化軟件相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)機(jī)械、電氣、信息技術(shù)的一體化設(shè)計(jì)與制造,從而提高生產(chǎn)效率、生產(chǎn)質(zhì)量和自動(dòng)化程度。因此,機(jī)電一體化專業(yè)課程應(yīng)加強(qiáng)與智能制造技術(shù)的結(jié)合,強(qiáng)調(diào)機(jī)械結(jié)構(gòu)、電氣控制與智能化軟件的一體化設(shè)計(jì)與制造。具體來說,機(jī)電一體化專業(yè)課程應(yīng)該增加以下方面的內(nèi)容。

1)智能化軟件設(shè)計(jì)。智能化軟件是機(jī)電一體化的重要組成部分,應(yīng)加強(qiáng)對(duì)智能化軟件設(shè)計(jì)和開發(fā)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用。包括PLC編程、單片機(jī)編程、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)。

2)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是機(jī)電一體化中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析的學(xué)習(xí)和應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。

3)電氣控制設(shè)計(jì)。電氣控制是機(jī)電一體化的另一重要組成部分,應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)電氣控制設(shè)計(jì)和分析的學(xué)習(xí)和應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生的電氣控制設(shè)計(jì)能力。

4)智能化制造技術(shù)。機(jī)電一體化專業(yè)課程還應(yīng)該增加與智能制造技術(shù)的結(jié)合方面的內(nèi)容，包括機(jī)器人技術(shù)、3D打印技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等，這些技術(shù)可以提高機(jī)電一體化產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

3.4 工業(yè)安全與可靠性

在智能制造背景下,工業(yè)安全和可靠性是機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)課程中至關(guān)重要的一個(gè)方面。為了建立一個(gè)安全、可靠、高效的制造體系,必須加強(qiáng)對(duì)智能化安全監(jiān)控和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)方面的培訓(xùn)。工業(yè)安全和可靠性是制造業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問題,而在智能制造領(lǐng)域,安全和可靠性更是至關(guān)重要的。因此,在機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)課程中,應(yīng)加強(qiáng)安全監(jiān)控和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)的知識(shí),以保證智能制造系統(tǒng)的安全性和可靠性。此外,課程中也應(yīng)該注重實(shí)踐環(huán)節(jié)的設(shè)置,讓學(xué)生通過實(shí)踐活動(dòng)更好地理解和掌握相關(guān)的安全知識(shí)。最終目的是培養(yǎng)具備全面素質(zhì)的機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)人才,能夠在智能制造領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用。

4 結(jié)論和展望

4.1 結(jié)論

本文針對(duì)機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)課程在智能制造背景下存在的問題,提出了相關(guān)的改革方案,包括增加智能化設(shè)計(jì)、數(shù)字化制造、機(jī)械結(jié)構(gòu)與電氣控制的一體化設(shè)計(jì)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等方面的內(nèi)容。通過對(duì)課程內(nèi)容的改進(jìn),可以提高學(xué)生在智能制造領(lǐng)域中的綜合素質(zhì),滿足未來智能制造的需求。同時(shí),本文還強(qiáng)調(diào)了安全和可靠性在智能制造中的重要性,建議在課程中加強(qiáng)智能化安全監(jiān)控和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)方面的知識(shí)培訓(xùn),以保障智能制造系統(tǒng)的安全和可靠性。

4.2 展望

隨著智能制造的發(fā)展,機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)課程的改革也需要不斷地適應(yīng)新的需求。未來,應(yīng)該注重加強(qiáng)智能制造與人工智能、大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域的交叉融合,提高機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)人才的創(chuàng)新意識(shí)和綜合素質(zhì)。同時(shí),也需要加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的設(shè)置,注重學(xué)生的實(shí)踐能力培養(yǎng),為其將來進(jìn)入智能制造行業(yè)提供更為有力的支持。總之,機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)課程的改革是一個(gè)不斷探索和完善的過程,我們有信心通過持續(xù)的努力,培養(yǎng)更多的高素質(zhì)機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)人才,為智能制造發(fā)展提供更為有力的支持。