基于產品全生命周期的中職叉車轉向軸智能生產實踐教學探討

張紅霞

摘要：產品全生命周期是指產品從需求、規劃、設計、生產、經銷、運行、使用、維修保養，直到回收再處置的過程。文章針對數字化時代背景下教育教學改革發展新要求，以合力叉車轉向軸從設計、生產、物流、銷售、服務的“產品全生命周期”智能制造生產流程所面向的職業崗位群角度為出發點，探討構建基于“產品全生命周期”的智能制造專業群，創新實施“匠心鑄就品質”價值引領下的“一條主線、數字賦能”智慧教學模式，構建“析、教、做、評”智慧教學閉環評價系統，以提高教學質量，提升學生職業素養，為社會培養更多復合型人才。

關鍵詞：產品全生命周期；智能生產；智慧教學；教學模式；實踐教學

中圖分類號：G712文獻標志碼：A文章編號：1008-3561（2024）15-0085-04

隨著我國制造業智能化不斷推進，智能制造通過數據共享實現產品研發、生產、物流、售后等各個環節的數字化集成和信息無縫連接，使產品全生命周期各環節不斷交叉融合。智能制造生產不再是單一的標準性加工制造，而是融合產前、產中、產后的產業鏈條制造過程[1]。產品全生命周期管理系統（Productlifecycle management，PLM）是指產品從需求、規劃、設計、生產、經銷、運行、使用、維修保養，直到回收再處置的全生命周期過程[2]。本文立足盱眙區域經濟發展，對接企業產品全生命周期所面向的“數字化設計—智能化制造—專業化維護—信息化服務”崗位群，圍繞“高端裝備制造”“數字化制造”“智能制造”“綠色制造”等重點領域，組建以數控專業為核心，以機械設計與制造專業為重點，帶動模具設計與制造、3D增材制造、機電設備管理與維護等專業協同發展的智能制造專業群，明確了“懂設計+精制造+能維護+會服務”復合型職業能力培養目標[3]。以典型產品合力叉車轉向軸生產為項目案例，依托典型企業—典型崗位—典型產品—典型案例，對接數控專業結構—項目課程—教學內容—數字資源，采用“質量導向，智技結合，三段八步，綜合評價”教學策略，培養具有“明生產規程，精轉軸加工，守崗位規范，優服務品質”職業能力和“重規范安全，爭崗位先鋒，追工匠精神”職業素養的復合型人才。

一、基于產品智能生產全生命周期，重構課程體系

1.教學內容———對標對崗，課證融通，賽教融合八位一體

經過市場調研，基于人才培養方案和課程標準，結合區域經濟發展，對接崗位標準，依托校企合作項目，融入數控加工職業技能等級證書和數控技能大賽核心內容，校企協同，構建主體雙元、課程雙元、教材雙元、場景雙元、文化雙元、身份雙元、時間雙元、評價雙元“八位一體”的課程內容。

2.學情分析———多源數據，綜合分析，精準定位因材施教

授課對象為中職數控技術應用專業二年級學生，結合教學需求和企業人才需求，整合智慧實訓、學習通等學習平臺中學生前期學習的相關數據，結合問卷星平臺問卷調查，得出學生的學習現狀。一是學習習慣不良。個別學生沒有養成良好的學習習慣，課后利用率不高。二是職業認知模糊。69%的學生對將要從事的工作崗位沒有明確的認知，崗位意識模糊。三是實訓操作不規范。73%的學生在實訓過程中主要追求完成速度，對智能加工中的桁架參數設置和機器操作不規范。整個項目在實施過程中全程依托質量監控系統對學生的認知能力、操作能力、綜合素養等進行實時監控和數據記錄，對學生進行個性化、精準化分析，從而做到因材施教。其一，知識與技能基礎。學生已掌握加工銷軸、臺階軸等先導知識，熟悉部分SolidWorks和數控仿真平臺的使用，項目七中涉及到的產品實操考核優良率為92.3%，需進一步加強螺紋實操技能的系統訓練。其二，認知與實踐能力。從質量監控平臺數據反饋看，學生對合力叉車轉向軸的臺階、錐度等實操技能的考核率為90.2%，產品的合格率為95.3%，需進一步對合力叉車轉向軸的螺紋部分進行加工。其三，學習特點。從質量管控平臺對實訓技能、實訓素養、實訓質量等反饋看，學生對企業實景操作有強烈的好奇心，96%的學生更偏愛虛擬仿真、微課、動畫等。

3.教學目標———以學定教，知識掌握，崗位復合，素養提升

結合學情分析，以崗位能力需求和課程標準為依據，以叉車轉向軸生產流程為主線，崗課對接，培養學生“明生產規程，精轉軸加工，守崗位規范，優服務品質”職業能力和“重規范安全，爭崗位先鋒，追工匠精神”的職業素養。

4.教學策略———質量導向，智技結合，三段八步，綜合評價

產品質量是企業生存之本，教師要將企業產品質量標準融入實踐教學評價體系中，在產品檢測環節，把企業產品質量“看板”融入課堂，營造真實的生產場景。要將智能化生產線與傳統技術相結合，以智能化改造和數字化轉型賦能產業發展。要采用課前“領任務”“析圖紙”，課中“排工藝”“定方案”“做產品”“檢質量”，課后“創效益”“評質量”三段八步教學環節。要構建服務學生全面發展的綜合評價體系，以突出學生主體地位。

二、以典型工作任務為載體，培養學生職業能力

1.教學組織———雙角色，三階段，四平臺，五融合

雙角色。教學實施過程中，企業能工巧匠進課堂，教師與師傅、學生與學徒、產品與作品、實習與生產雙角色，構建產品設計崗位、工藝分析崗位、產品檢測崗位、智能車間操作崗位，將企業文化、行業標準融入課堂，對學生進行言傳身教，提升學生專業認知，促進校企育人精準化。三階段，四平臺。課前通過信息平臺發布任務，課中借助仿真平臺、質量監控平臺對知識進行講解，課后借助企業實踐平臺進行練習和鞏固。五融合。發揮黨員先鋒示范崗引領作用，把爭當先鋒和培育工匠精神融入教學過程。要以真實環境下的工作過程為導向，實現五個融合，即課程與崗位融合、課程與大賽融合、課程與考證融合、課程與科研融合、課程與創新融合，引導學生主動參與，樂于探索。下面以合力叉車轉向軸生產流程為例，闡述課堂教學實施過程。

其一，課前自學。教師借助專業云科教育資源平臺，發布叉車轉向軸生產相關理論知識和量具使用測試題，學生自學并完成測試。學生根據實踐平臺發布的生產任務，分析叉車軸的加工圖紙，確定加工設備、測量設備、工裝夾具、工量具等。其二，課中互學。學生根據圖紙和訂單毛坯分析加工工藝，利用SolidWorks三維軟件和數控綜合模擬仿真軟件測試工裝動平衡，采用一夾一頂的加工方式。根據工藝安排，結合設備、加工材料，利用Edgecam工藝軟件制定“精轉軸加工”方案，采用粗車—半精車—精車—螺紋加工—檢測—調質—入庫生產流程。校企導師現場指導操作方法和注意事項，培養學生“重規范安全”的職業素養。利用三坐標建模和電子螺紋千分尺快速、準確形成檢測數據，實時反饋加工精度，保證產品合格率達98.9%，培養學生“精益求精、一絲不茍”的工匠精神。其三，課后延學。通過質量監控系統全過程質量數據反饋，精準幫扶未達標學生，實現達標全覆蓋。課前通過云科教育平臺的基礎評價，課中通過企業實踐平臺、質量監控平臺的過程評價和增值評價，培養學生“爭崗位先鋒”的職業意識，課后通過學生成長系統的數據反饋，形成全過程綜合評價系統，為技能增值，為學生增智，為企業賦能。

2.崗位體驗———多元化，精準化，個性化，智能化

校內建成校企合作生產區，根據產品生產流程—叉車轉向軸項目生產，創設真實的生產過程。學生體驗產品設計崗位、工藝分析崗位、產品檢測崗位、智能車間操作崗位。依托質量管控平臺數據反饋和學情分析，做到產品可定制、過程可視化、數據可采集，精準化、個性化定位崗位。在智能排產過程中，教師要通過質量管控平臺，全維度實現對產品質量、數量、設備的實時監控，達到數據與機床的互聯互通，實現崗位體驗的智能化。

3.綜合評價———多主體，多維度，全過程，增值性

利用綜合考評系統全程質控，通過教師、企業、學生等多主體對生產流程、技能掌握、服務品質、安全操作、職業素養等進行評價[4]。圍繞課前、課中、課后三段八步全過程，實施基礎評價、過程評價、終結評價。關注個性學習“提高率”開展增值評價，充分發揮評價的激勵與促進作用[5]。

4.課程思政———崗引領惜傳統，融企業，強專業

課程思政要以先鋒崗教師團隊、技術能手等榜樣為示范，培育學生“立足崗位，爭當先鋒”的職業意識。叉車轉向軸是叉車轉向部位的核心零部件，該企業從1958年建廠至今，由小到大、由弱到強，從學跑、跟跑到領跑。企業以匠心鑄就傳奇，堅持質量第一。先鋒示范崗事跡和企業優良傳統融入教學，有利于培養學生爭做崗位先鋒、能工巧匠的精神。

三、沉浸式崗位體驗，促使目標達成

項目實施應著力培養學生追求極致，形成質量第一、品質為先的理念。應通過“五共三對接”，即共定方案（與人才需求能力對接）、共構課程（與崗位及標準對接）、共謀教學（與生產過程對接）、共同評價、共創成果，“雙精準”育人模式，促進學生從“重知輕技、重技輕德”向“德知技相融”轉變，從“路徑單一，發展受限，”向“課證行賽、學用融合”轉變。

1.知識目標———多元交互，提高興趣，目標高效達成

借助云科教育平臺，通過項目學習，學生的知識測評成績及格率從62.5%提升到100%，學生學習興趣明顯提升，課堂參與度明顯提高，簽到、分組任務和測試參與率均為100%，知識目標高效達成。

2.能力目標———智技結合，操作規范，目標充分實現

企業質量智能監控系統數據反饋，學生加工叉車轉向軸的產品合格率達到98.9%，操作規范性明顯提升，技能操作整體進步幅度較大，叉車轉向軸加工能力明顯提升。

3.素養目標———思政滲透，品質創新，職業素養提升

依托“黨員先鋒示范崗”，課程思政“精準滲透”，提升了學生“重規范安全，爭崗位先鋒，追工匠精神”的職業素養，堅定了學生從事加工制造業的職業理想和職業追求。同時，學生的服務品質得到提升，與企業共同研發新產品20多項，2023年承擔企業智能化生產線改造，該設備現已投入生產，為企業額外創收200多萬元，取得了良好的經濟與社會效益。

四、數字賦能，層次化教學，助推教學創新

1.模式創新———“八位一體、四崗遞進、數智賦能”的智慧教學新模式

依托現代學徒制試點項目，校企雙主體協同育人。學生以學徒、準員工身份進入企業實訓，校企雙導師授課，完成認崗、跟崗、輪崗、頂崗四個階段的教學。1-3學期根據課程安排和企業生產實際進行工學交替，4-5學期在企業輪崗，第6學期頂崗[6]。本項目是輪崗階段，校企導師可開展線上、線下混合式教學、遠程教學、現場教學及崗位實踐等。可以合力叉車轉向軸生產流程為主線，引入企業“以人為本、以精品回報社會”的現代管理理念，使之與學校管理保持一致，可引入企業“合力提升未來”文化，使之與學校文化保持一致。同時，叉車零部件生產任務要與實訓課程保持一致，學生與企業學徒身份要保持一致，合力叉車生產場景與教學場景要保持一致，企業生產時間與學生學習時間要保持一致，學校評價與企業質量綜合考評要保持一致，以培養學生智能排產、智慧管理、智能監測能力，實現學生基本能力、專項能力、核心能力、綜合能力的提升。

2.機制創新———“四方協同、系統推進、全程監測”的智慧教學新機制

以合力叉車轉向軸生產流程為主線，政、行、企、校四方協同，引入企業智慧實訓系統，將企業先進技術、流程與崗位要求融入實訓課程，結合物聯網、大數據技術，模擬企業場景，構建智慧實訓、智慧管理的實訓體系[7]。（1）項目實施過程中，全程依托質量監控系統對學生的認知能力、操作能力、綜合素養等進行實時監控和數據記錄，形成系統的成長檔案。（2）對傳統數控、普車等設備進行智能化改造，通過智慧實訓平臺的信息收集以銷定產，以訂單的物料分析疑難解難，以監控平臺的生產進度追蹤進行技術突破，以智慧實訓平臺的質量監控進行總結評價，實現對產品質量、數量、設備的全維度實時監控，實現數據與機床的互聯互通，以打破傳統教學的時空界限，創設智改數轉技術賦能E時代課堂[8]。（3）利用綜合考評系統動態評價，圍繞課前、課中、課后三段八步全過程，多主體、多維度實施基礎評價、過程評價、終結評價，關注個性學習“提高率”開展增值評價，充分發揮評價的激勵與促進作用，提高教學質量，促進學生綜合素質發展[9]。

3.技術創新———“典型產品、平衡測試、效益顯著”的智慧教學新技術

叉車轉向軸為異型件，之前企業采用的是工裝綁定后直接進行加工的方法，機床和工件容易發生震動，合格率較低。企校雙元合作，對工裝和工藝進行完善，采用一夾一頂的方法進行加工，同時對工裝進行動平衡測試，使產品合格率從原來的62.3%提升到98.9%。該異型件產品毛坯售價220元/件，生產加工、涂裝、調質、出庫總費用達510元/件，合格產品投入市場后售價為1260元/件，通過關鍵技術的創新，每班次生產60件，每年可為企業創收近600萬元。

五、教學反思

現有的技術、資源、教學手段能較好滿足學生的學習需求和企業需求，為提升教學效果，提高企業生產效率，還需從以下方面進行完善。一是豐富教學資源，滿足學生個性化學習需求。企業產品差異較大，課堂教學難以全覆蓋，需要從校企雙元合作角度入手，合力開發教學案例資源庫，進一步豐富教學資源，以滿足學生個性化學習需求。二是優化教學評價，完善成長檔案。全過程生產智能考評系統已覆蓋項目實施過程全部數據，要形成學生系統化、科學化、全面化、智能化的成長檔案，還需進行改革和創新。

參考文獻：

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[9]佘勇.政校行企四方協同的“雙師型”教師隊伍建設研究[J].職業教育，2023（03）：75-79.

Exploration of Intelligent Production Practice Teaching for Steering Shafts of Vocational Forklifts Based on the Whole Life Cycle of Products

Zhang Hongxia1，2

（1.Jiangsu Xuyi Vocational School， Xuyi 211700， China； 2.Xuyi Technician College， Xuyi 211700， China）

Abstract： The full lifecycle of a product refers to the process from demand， planning， design， production， distribution， operation， use， maintenance， to recycling and disposal. The article focuses on the new requirements for education and teaching reform and development in the context of the digital era. Starting from the perspective of the professional position group oriented towards the "product lifecycle" intelligent manufacturing production process of design， production， logistics， sales， and service， the article explores the construction of an intelligent manufacturing professional group based on the "product lifecycle"， innovatively implements the "one main line， digital empowerment" intelligent teaching model guided by the value of"craftsmanship casting quality"， and constructs a "analysis， teaching， doing， and evaluation" intelligent teaching closed-loop evaluation system to improve teaching quality， enhance student professional literacy， and cultivate more composite talents for society.

Key words： productlifecycle； intelligentproduction； smartteaching；teachingmodel；practicalteaching