何智慧

摘 要：數字化產品開發(fā)技術已經成為現代制造業(yè)不可缺少的技術手段，數字制造工廠充分體現“中國制造2025”的概念。學習和掌握數字制造工廠技術，可以實現對學生綜合能力的培養(yǎng)。本文就基于數字制造工廠建設淺析中職學生綜合能力的培養(yǎng)。

關鍵詞：數字制造工廠 工業(yè)4.0 綜合能力

數字制造工廠涵蓋原材料和成品件的物料傳送，倉儲物流，軸類、盤類、齒輪類等工件的精密加工制造，中央監(jiān)控管理等功能；利用智能控制技術、網絡通訊技術、信息安全監(jiān)控管理技術、大數據識別應用技術等，充分結合工業(yè)4.0的技術需求，通過云計算、自主控制和物聯管理等，將數字化技術、信息化技術、自動化技術、工業(yè)通信技術與機械加工制造過程有機融合，實現全生命周期涵蓋數字化設計研發(fā)、生產執(zhí)行、訂單管理、物流管理、產品質量管理、能源優(yōu)化管理的智能生產以及個性定制化生產，充分體現“中國制造2025”的概念。

一、數字制造工廠對學生綜合能力的培養(yǎng)

數字制造工廠的本質說到底是人機關系的進一步發(fā)展，同時與先進的制造技術相適應的知識和技能的積累，也成為中國這樣的發(fā)展中國家將遇到的一個挑戰(zhàn)。

數字制造工廠各功能單元通過工業(yè)網絡通訊和數據信息管理平臺，實現對個性化訂單的遠程網絡信息接收、訂單識別與大數據信息對接、元件智能生產制造與倉儲物流智能管理，實現人和機器，機器與機器、數據以及服務等內容的無縫連接與網絡通訊管理。學習和掌握數字制造工廠技術，可以實現對學生綜合能力的培養(yǎng)。

1.培養(yǎng)學生多學科知識綜合運用能力

數字制造工廠設備的實訓項目包括：數字制造工廠管理軟件系統(tǒng)（ERP）實訓，加工制造執(zhí)行軟件系統(tǒng)（MES）實訓，生命周期管理軟件系統(tǒng)（PLM）實訓，自動化立體倉庫仿真系統(tǒng)實訓，機器人加工仿真系統(tǒng)實訓，數字制造工廠3D漫游在線仿真系統(tǒng)實訓，網絡通訊設置與生產設備通訊管理實訓，3D掃描與3D打印控制技術實訓，RFID系統(tǒng)應用與PLC控制實訓，三坐標測量儀控制技術實訓，傳送裝置設備監(jiān)控、管理使用實訓，自動化立體倉庫監(jiān)控、管理使用實訓，在線網絡平臺管理實訓，個性定制化產品設計研發(fā)項目實訓，個性定制化產品生產制造及其加工管理控制實訓，數字制造工廠整體設備維護與故障檢測實訓。

要想熟悉和精通數字制造工廠的全流程，需要學生具備電工基礎課程中電路和磁路知識，電機變壓器課程中交直流電機、伺服電機的知識，電力拖動課程中電動機的啟動、調速、制動，電子技術課程中模擬控制、數字控制的運算和放大，傳感器技術、PLC應用技術、自動控制、液壓氣動技術、數控技術等專業(yè)課基礎知識。同時還需要學生掌握和了解工業(yè)4.0生產線的設計，包含精密加工工藝流程及控制、精密機床控制理論、3D視覺識別和3D打印的應用、立體倉庫、物流系統(tǒng)自動控制理論、關節(jié)機器人運動控制、傳感器應用和生產線信息采集方法，生產線流程仿真，生產線質量控制與追溯，精益生產理論，工業(yè)4.0人機交互界面應用與開發(fā)，基于網絡平臺、軟件平臺的擴展性開發(fā)，數據傳輸方法，射頻識別RFID技術，生產線日常運行維護與保養(yǎng)等。數字制造工廠有利于培養(yǎng)學生對多學科知識的理解和綜合運用能力。

2.培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力

數字制造工廠不僅展現了不同于傳統(tǒng)流水線和集中化機器大生產的新的生產方式，而且工業(yè)生產的組織模式和生產要素也將會出現新的變化，這都為中國今后的工業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了新的機會。

數字制造工廠以后會更多地注重員工的創(chuàng)新意識，也會更注重員工的自主性和能動性。因此必須要培養(yǎng)一批具有創(chuàng)新精神和能動性的學生，并且隨時能夠以清醒的頭腦和全面的眼光作出決定，這樣才能研發(fā)最好的產業(yè)產品，創(chuàng)造合適的生產機制，而這正是推動數字制造工廠的關鍵。

3.培養(yǎng)學生整體協調能力

數字制造工廠同時需要學生具有整體協調能力和全局意識。數字制造工廠有不同的控制單元，包括：中央控制單元、加工制造單元、立體倉庫單元、物料傳送單元、產品設計研發(fā)單元、教學仿真培訓單元六個控制單元。每個單元又包括多種不同的運輸模式和設計方法，這就要求學生在掌握每個單元功能的同時還要具備協調各個單元之間關系的能力，要具有統(tǒng)籌安排、整體協調、綜合管理的能力。

4.培養(yǎng)學生對企業(yè)工作的適應能力

為全面迎接數字制造工廠工業(yè)4.0，我國的產業(yè)思路和措施也需要進行調整。需要改變目前的產業(yè)政策，要培育有扎實的理論知識背景、又愿意進入到生產一線工作的學生，這樣的人才是實現信息技術和工業(yè)生產深度融合的必要條件。

隨著數字制造工廠的引入，筆者學校以公共實訓中心建設為契機，全面開展與企業(yè)接軌的專業(yè)建設，吸取企業(yè)生產的寶貴經驗，其中數控滾齒機、數控磨齒機、四軸立式加工中心、車銑復合加工中心、機床上下料、檢測包裝機器人單元、立體倉庫等單元均建設了數字化工廠項目。數字制造工廠項目仿照企業(yè)生產的模式，通過軟件和網絡完成數字化工廠核心內涵建設，并由此展開教學模式改革，做到真正與企業(yè)接軌。提高學生進入企業(yè)之后的適應能力。

5.培養(yǎng)學生自我組織和情緒管理能力

數字工廠中的教學區(qū)實現對學生的教學培訓考核功能，并根據各模塊單元的不同功能進行教學實訓學習。同時，將學生的培訓學習進度、考核成績等資料上傳到數字工廠的網絡數據平臺，便于學生及其管理單位的查詢和下載。

依據仿真系統(tǒng)軟件對被培訓學生進行仿真模擬控制訓練，使學生對數字工廠的立體倉庫單元、機器人控制單元、傳送控制單元、數字工廠整體控制系統(tǒng)等內容實現教學、培訓、考核等功能。根據學生在仿真系統(tǒng)的完成情況，部分仿真數據可被用于數字工廠的部分生產加工制造線的升級與改造。

這種工作模型的設計需要結合個人責任和分散領導下的自治管理方法。學校引用這種管理方法，可以讓學生有更多的自由時間，能更自主地做出其認為正確的決定，同時也更多地參與調節(jié)并靈活地安排自己的學習和工作，很好地實現自我組織和情緒管理。

二、小結

當今社會正處在一個由“中國制造”向“中國創(chuàng)造”轉變的時代，已經在前三次工業(yè)化革命中落后，不能再錯失第四次工業(yè)革命的發(fā)展機會，在工業(yè)發(fā)展的關鍵點上，學校需要的是跟上時代發(fā)展的步伐，更加精準地認識和更加明確地規(guī)劃?；跀底种圃旃S的培訓學習與應用上，可以提高學生的各方面的綜合能力，以便更快更好地迎接數字制造工廠以及工業(yè)4.0帶來的挑戰(zhàn)與機遇。endprint