数字化制造课程范文

导语：想要提升您的写作水平，创作出令人难忘的文章？我们精心为您整理的5篇数字化制造课程范例，将为您的写作提供有力的支持和灵感！

篇1

1 数字化产品开发技术已成为现代制造业不可缺少的技术手段

制造业是一个国家的支柱产业，制造业的发展水平直接反映出国家经济和科技的发展水平。以信息技术为主导的现代科学技术的迅速发展，推动了制造业和数字化产品开发技术的快速发展，使传统的制造业面临巨大挑战。

传统的产品开发过程采取串行设计模式，从产品设计、样机试制到经过改进再投产，导致新产品开发的周期较长，缺乏市场竞争力。而现代制造业则借助数字化产品开发技术实现了从设计、制造全过程的并行设计模式，尽可能采用数字化三维数据模型取代原来的物理原型，从而缩短新产品开发周期，加快上市速度。

2 传统教学模式与相关课程体系亟待改革

目前许多高校机械工程学科在数字化产品开发系列技术方面存在较多问题，主要表现在：原有的传统教学模式是以常规机械设计制造流程为主线，课程体系的设置重理论轻实践，各单元技术之间存在很大的脱节与重复现象，没有形成完整的课程体系。

数字化设计与制造环境下的现代制造业，正逐步普及以三维cad技术为核心的数字化产品开发模式，这便要求机械类专业的人才培养目标、课程体系设置与之相适应。在充分调研的基础上，提出将原有课程体系调整为：“以综合素质培养为核心、创新教育为主线、以数字化产品开发技术为手段、拓宽基础、加强工程实践能力培养”。

3 数字化产品开发技术涉及的主要内容

数字化产品开发技术集成了现代设计制造过程中的相关先进技术，可分为：数字化设计、数字化制造、数字化管理等三大模块，各模块涉及的单元技术如图1所示。

图1数字化设计技术相关单元技术

上述各项单元技术贯穿于产品设计、分析、制造、使用等全过程，是一项多学科的综合技术。以三维cad/cae/cam为核心的数字化产品开发技术已成为新产品开发不可缺少的现代技术手段。

4 数字化设计与制造环境下课程体系的设置

机械设计制造及其自动化专业属于工程应用型专业，人才类型分成应用研究型和技术应用型。技术应用型人才主要是应用知识而非科学发现，其知识结构应围绕现代制造业的实际需要进行设置，拓展基础、注重实践。在对重庆市众多制造类企业（国营、民营；大、中、小型）进行广泛调研的基础上（涉及汽车整车制造厂、汽车零部件公司、摩托车制造企业、装备制造业），并参照全国其他高等院校本专业的培养计划，结合我校的实际情况，本专业方向人才培养目标为高素质应用型高级专门人才。

4.1 机械设计制造及其自动化专业课程体系

机械设计制造及其自动化专业课程体系的设置，应该建立在“机械设计技术基础”、“机械制造技术基础”以及“机电系统集成技术”三大平台之上，并以数字化设计制造技术为特色、注重培养学生技术应用能力，强化综合实践与工程训练。机械设计制造及其自动化课程体系框图如图2所示。

图2机械设计制造及其自动化课程体系框图

整个课程体系由理论教学、实践环节以及课外社会活动实践等三大部分构成，其中理论教学按课程的性质可分为：公共基础课、学科基础课、专业主干课以及专业方向选修课等四大类（图2中只列出少部分课程）。

4.2 体现数字化设计与制造技术特色的实践性环节

从课程体系中可以看出，综合实践性环节在整个课程体系中占有十分重要的地位，图3为实践性环节所涉及的主要内容，从中可以看出，数字化设计与制造技术在整个实践环节中占有突出显要的位置，并且四年不间断。

在大一年级开设的“工程图学课程实践”、“计算机辅助绘图（二维）”实训中，要求学生用autocad软件完成减速器的测绘，使学生得到最基本的数字化设计基本训练；在“金工实习”环节，除进行车、铣、磨、钳工以及铸造、焊接等常规的加工方式外，重点强调数控机床、加工中心、线切割机床等设备所采用的数字化制造方式给传统制造业所带来的巨大变革。

在大二年级开设的“三维cad应用实训”综合实践是数字化设计与制造技术最核心、最基础的组成部分，通过高端三维cad\cae\cam一体化软件——ug nx5的学习，学生应掌握实体建模、曲面设计、钣金设计、装配、工程图等模块，为后续环节打下坚实基础；在“机械设计基础”课程设计环节中，除完成以齿轮减速器为主体的一般机械传动装置的设计过程外，同时要求学生必须完成该减速器的三维建模、虚拟装配及简单的机构运动分析；在“电子工艺实习”中，除完成收音机的装配调试以外，同时要求学生用“protel电路图绘制软件”完成收音机的整张电路图。

图3集中性专业实践环节

在大三年级开设的“机械制造技术基础课程设计”中，除常规内容以外，同时要求学生采用capp软件完成该零件的计算机辅助工艺规程编制，并且用三维cad软件采取自顶向下的装配建模方法完成整套夹具的三维设计；在“计算机辅助制造实训”综合实践环节中，要求学生掌握数控自动编程的原理、方法，并熟练运用ug nx5软件中的cam模块，完成一个中等复杂程度带异形曲面零件的数控铣削自动编程，并实际加工操作。在“计算机辅助工程分析”综合实训环节中，要求学生掌握有限元分析的基本原理、方法，并基本掌握利用adams软件对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析。

在大四年级开设的“逆向工程综合实训”，与其它实践环节相比较，所涉及的范围及综合性则显得更加突出，从概念设计到效果图、油泥造型到三坐标扫描、点云数据处理到曲面设计及实体建模、快速原型制造，通过该实训环节，强化学生在数字化设计与制造环境下进行新产品快速开发的实施流程。在“产品数据管理综合实训”实践环节中，要求学生掌握数字化管理技术所涉及的领域，并熟练使用国产caxa v5 pdm软件的使用方法。在整个课程体系中，依据不同的专业方向特点设置了相应的“专业实训环节”。诸如在模具设计与制造方向，其专业实训环节则是“注塑模具cad/cae/cam”综合实训，主要学习ug nx5软件中的moldwizard注塑模具设计模块以及的moldflow流动分析模块的使用；在毕业设计环节，若毕业设计题目为工程设计类型，则要求学生必须完成一定工作量的三维设计。

5 近三年应用型人才培养的探索实践

近三年来，机械工程学院在重视理论教学的同时强化实践环节对学生能力的培养，学生的综合素质得到显著提高。并积极组织学生参加全国及重庆市的各种学科竞赛，如：在第二届全国机械创新设计大赛中获得三等奖一项、第三届全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛荣获四个单项二等奖、第一届全国大学生工程训练综合能力竞赛重庆赛区三等奖二项、2009年度全国三维数字化创新设计大赛（简称3d大赛）重庆赛区二等奖两项等较好成绩。与此同时，学院作为国家制造业信息化三维cad教育培训基地，近三年培训学生达五百人。

参考文献

[1]曹建树.应用型本科“cad/cam”课程的教学改革与实践.实验室研究与探索,2010.5.

[2]刘炎,罗学科.机械设计制造及其自动化专业本科教育多层次人才培养模式探索[j].煤炭高等教育,2008.1.

篇2

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

引言

石化工程造价控制贯穿于项目建设全过程，而前期方案和设计阶段的工程造价控制是整个工程造价控制的龙头。随着经济发展，对于投资经济效益越来越看重，必须建立科学的工程造价管理体系，并严格执行，确保目标的顺利实现。

一、设计阶段工程造价控制的重要性

石化工程建设过程主要分为前期可行性研究、设计、施工、竣工几个阶段，前期可行性研究方案通过审批后即确定该项目的投资，如何把建设项目投资的发生控制在批准的投资限额以内，需要对项目的各个阶段实施有效造价管理，而设计阶段是工程造价控制不可忽视的关键阶段。据有关资料显示，在工程的投资决策及设计阶段，影响工程造价的可能性为35%～75%，而在工程实施阶段，影响工程造价的可能性只有5%～35%。显然，工程的投资决策及设计阶段是工程造价控制的不可忽视的关键阶段。设计阶段控制造价能充分体现事前控制的思想。由于设计阶段是项目初始前期阶段，调整、改动都比较容易，为了避免不必要的修改，减少设计变更造成的工程造价的增加，应该把设计做细、做深入。因为设计的每一笔都需要投资来实现，一个正确的投资决策和一个好的设计不仅可以促进施工质量的提高，加快进度，高质优效地收回投资，且可降低投资。所以在没有开工之前，明确项目的可行性以及优化设计方案尤为重要。

二、造价控制依据

项目投资估算和初步设计概算是石油化工工程建设造价控制的依据。工程设计是在一定的技术经济要求条件下，寻求项目建设的实现方法，是实现将计划变为现实的阶段。要做好石油化工项目的设计工作，一般需要经过初步设计阶段和施工图设计阶段。在初步设计阶段，要基本确定技术方案、工艺流程、工艺平面、主要设备、主要建筑物、工程总造价等内容。在可研批复后，为了在项目建设过程中实现人力、物力、财力使用的效率和对总造价的控制，这一阶段必须编制初步设计概算，送交相关技术经济方面的专家审核通过后，其作为项目建设造价控制的依据并严格执行。在石化行业，前期可采用《中国石油化工项目可行性研究技术技术参数与数据》来分析项目是否可行。对于投资估算常采用《石油化工安装工程概算指标》、地区《建筑工程概算指标》及《工程造价信息》来计算项目的投资估算和初步设计概算。已完类似工程和再建工程的相关数据也需要及时定期的收集，用于横向对比分析，参考相关投资。

三、设计阶段工程造价控制实施的不足及影响

迄今，对大多数投资者而言，很少在设计阶段实施工程造价的控制，而把控制重点放在施工阶段。造成这种现象有以下原因。

1.建设单位可行性研究深度不够，对委托设计书不重视。

可行性研究需要通过一定的范围了解与竣工工程项目有关的技术，经济、社会、环境等方面资料，对可能的拟建方案认真地进行技术经济分析论证，研究工程项目技术上的先进适用性，在经济上的合理有利性和建设上的可能性，并充分考虑国家需要等多方面因素形成的多种可行性方案。再对多方案进行严谨的科学论证，优选出技术上先进，经济上合理实施上可行的方案。在此基础上编制详尽的设计委托书。设计委托书中明确工程投资，详细的工艺参数，设计标准要求，工程现场说明等，以此作为设计单位重要的设计依据。而目前的建设单位常常不愿意放弃来之不易的项目，过分强调建设紧逼性，仓促上马，建设方案论证不完整，选定设计单位后没有详细的设计委托书，使设计出的工程不能达到要求，就更谈不上在技术设计阶段对设计方案的多方案经济比较。使得投资造价失控。

2. 限额设计与设计单位对工程造价控制的不足

从一定意义上，限额设计对工程造价起到主动的控制作用，但就各分部分项工程合理的造价分配再进行设计，如在设计完成时再变更以满足工程造价限额，又降低了设计的合理性。同时由于突出强调的设计限额的重要性，使价值工程中有两条提高价值的途径在限额设计中不能充分运用；即造价不变，功能提高；造价略有提高，功能有程度提高。尤其是后者限制了设计者在这两方面的创造性，有一些新颖别致的设计往往受设计造价限额的限制不能得到实现。

设计单位是该阶段控制造价形成的主体。目前设计单位对设计的评审多侧重于技术和工艺，常忽略对多方案的经济比较，尤其是近几年，土建专业的设计费用计算有许多是以建设面积计取单价，这种支付方式，使设计者不愿花费更多精力认真研究优质设计，在保证工程安全和不降低功能前提下，采用新工艺、新设备、新材料，降低工程造价。由于初步设计量工作深度不够，易导致设计施工图阶段工程量及设备规格等仍有较大变动，而增加工程造价。

四、加强设计阶段工程造价控制的措施

4.1 提高建设单位的认识

市场经济条件下，建设单位普遍增强了工程项目造价控制力度，但更多的是加强了施工阶段的造价控制上，而实际上，随着建筑企业的规范化和招投标制度的实行以及“统一量”，市场价“竞争费”的工程造价发展，施工阶段已经把工程控制在投标价范围。这实际上是舍本求末，因为，经过设计阶段，已经决定了工程的结构型式、构造方式、基础类型，所采用的材料及工艺流程等对工程造价起决定性作用的方面，工程量也已基本确定。施工单位需严格按施工图施工，这期间，即使有更经济的方案，施工单位也无变更设计的权力。所以，首先应使建设单位重视设计阶段的工程造价控制。加强可行性研究深度，强化设计阶段设计方案的经济评审，争取控制工程造价的主动权。

4.2 设计单位应重视工程概算的作用、减少后期变更

工程建设领域中，人们很重视“百年大计，质量第一”以质量为目标，只要不出质量事故，结构要安全，极少有人重视项目的经济效益。需要设计单位在结构安全、功能优良的前提下加强经济比较力度。更需要在全行业建立工程设计及工程造价监理制度和工作标准。推广限额设计及设计标准化是设计单位控制造价的主要手段。设计人员要同工程造价人员密切配合，严格按设计任务书规定的投资额度作好多个方案的经济技术分析，在降低工程造价上创新挖潜。如预料到将要发生变更，则设计变更发生越早越好。若在设计阶段变更，只需修改图纸，其他费用尚未发生，损失有限；若在采购阶段变更，则不仅要修改图纸，还需重新采购设备和材料；若在施工期间发生变更，除发生上述费用外，已建工程还可能将被拆除，势必造成重大变更损失。

4.3 技术与经济相结合是设计阶段控制造价的有效手段

有效地控制造价，应从组织、技术、经济、合同与信息管理多方面采取措施。组织上所采取措施，包括明确类似监理公司这样的工程造价控制组织和造价控制目标，使得在设计阶段工程造价控制有专人负责，明确管理分工。从技术上采取措施，包括重视设计多方案选择，严格审察初步设计，技术设计，施工图设计，深入研究节约工程造价的可能。从经济上采取措施，如采取设计招标及节约工程造价的奖励措施等。克服长期以来技术与分离的现状。正确处理先进技术与经济合理之间的对立统一关系，力求在技术先进的条件下，经济合理，在经济合理基础上技术先进。把控制工程投资的观念渗透到工程建设各阶段。

4.4 培养一批懂技术精造价的综合性人才

要实施设计阶段对工程造价的控制，充分运用技术与经济相结合的手段，需要既懂技术又懂工程概算的人才。长期以来，我国技术人员的技术水平，工作能力及知识面均较高，但缺乏经济观念，常把如何降低工程造价看作与自己无关的事情。而工程概算人员的主要是从财务角度去核审造价，往往不熟悉工程知识，也较少了解工程进展中的各种关系和问题，很难有效地控制工程造价。如果能从经济角度去建议技术设计人员从某方面探讨降低工程造价又能使之在技术上可能。在工作中概算人员及时对工程造价进行分析对比，反馈信息，能主动完善设计，从而有效地保证控制工程造价。并且需要造价人员定期参加各类培训，不仅只关注造价类培训，还应包括工程技术类、工程管理、EPC全过程管理的培训。同时要积极参加全国造价员、注册造价师等考试，取得相关执业资格。

五、造价实例分析

通过上述论述，并结合自己完成的某地区PS项目

对建设投资的控制

1.在设计方案中处理好了技术先进性和经济合理性之间的关系，在满足功能的前提下，减少了进口设备引进。

2.总平面布置。优化了运输方式减少了占地面，降低了土地购置费用。

3.新材料的运用。本项目虽然新材料的采用量不大，但是对于今后的项目的借鉴，和资料积累起到了辅助作用。

一、对比表

二、分析说明

本项目在可行性研究估算阶段的建设投资为47349.80万元（人民币）；基础设计概算阶段的建设投资为44733.57万元（人民币）。通过上述优化和控制对比减少2616.23万元，满足可行性研究阶段对基础设计概算阶段要求的投资控制，并以此确定了投资建设限额。本项目现处于施工实施阶段，各项费用均严格控制在基础设计概算中，且工作开展顺利费用运用合理。由此可见石化工程造价控制贯穿于项目建设全过程，而前期方案和设计阶段的工程造价控制是整个工程造价控制的龙头。

结束语

在石化工程中，造价管理是项目建设全过程全方位的管理。设计阶段的投资控制很重要。施工阶段和竣工结算也同样重要。此外，工程造价受影响的因素很多，也很复杂。这就要求所有的工程造价从业人员树立良好的职业道德，以科学态度和经济观点公正对待每一分投资，有效控制工程造价。

参考文献

篇3

[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 1008-2549（2017） 03-0092-02

随着全球经济的迅猛发展，消费者的消费观念发生了结构性变化，要求产品更新换代的速度加快，产品设计制造周期缩短，产品质量还必须要好。数字化设计制造技术是一项综合性、集成性很高的高新技术，是先进制造技术的重要组成部分，也是提高设计水平、缩短产品开发周期、增强企业竞争力的一项关键技术。全面、熟悉地掌握数字化设计制造技术已成为工程技术人员适应新形势、新要求的重要任务，也成为应用型大学本科生实践教学改革的新方向。

一 应用型大学本科数字化设计制造综合实训课程现状

数字化设计制造综合实训是机械设计制造及其自动化专业和机械类专业学生的一门必修课，也是理论教学结束后进行的实践教学环节。部分学校也称CAD/CAM实训、CAD实训、CAM实训或计算机辅助设计制造实训等。教学目的是让学生进一步掌握现代设计制造的方法和手段，提高学生的CAD/CAM技术应用能力。通过实训让学生亲身参与产品设计、制造的整个过程，熟悉产品设计的流程、规范、制造方法、工艺过程等，锻炼学生综合运用知识的能力、设计软件的使用能力、查阅资料的能力、动手与团队协作的能力，培养对产品创新设计的兴趣。目前现有的课程大概有以下几种形式。

1 实训只进行CAD/CAM的部分环节，比如只进行CAD模块或CAM模块的实训，学生不能系统熟悉整个设计制造流程，更无法模拟体验企业作业过程。

2 实训让学生采用一门CAD/CAM集成软件，对零件进行CAD 阶段的设计，再进行CAM过程的模拟仿真加工，整个过程以课内上机形式完成，未进行零件的实际加工，学生不能切身进行数控设备加工过程的操作练习，且学生未能体验到整个设计制造的过程。

3 实训让学生掌握并应用一门CAD/CAM集成软件，完成一般零件的造型设计，运用所学CAM及数控编程的相关知识，针对设计的零件进行手工编程，并实际操作数控车床完成零件的加工。CAD和CAM通过手工编程来连接，整个CAD/CAM的集成过程未能实现，且缺失DNC过程，先进的数字化设计制造技术未能得到完整的诠释。

4 在实训过程中，使学生亲身经历从设计――工艺――制造―DNC传输――零件加工制造整个数字化设计制造流程，通过数字化设计制造综合实训，让学生建立数字化设计制造理念，懂得运用先进的设计制造方法解决实际问题并进行工程应用。但是绝大多数都是由指导教师给学生下定任务单，学生机械的完成整个过程，缺乏创新，不能充分发挥学生的主观能动性。

二 应用型大学本科数字化设计制造综合实训教学改革措施

社会与经济的发展对产品的设计与制造提出了更高的要求，产品在保证质量的前提下，研发和制造的周期越来越短。这样就要求在设计的过程中必须保证设计的正确性与可靠性。不断发展的CAD/CAM技术可以最大限度的满足目前产品的设计制造要求。所以为了满足现代社会生产技术的要求，在相关专业本科生的培养过程中，需让学生对这一现代化的技术有全面的了解和熟练的应用能力。在实践教学过程中，我们从教学方法、教学内容和考核方式等几方面入手，探索和实践了新的教学改革，现阐述如下。

（一）教学方法改革

1 项目教学法

以企业真实项目为载体设计实训项目，按照实际工作过程明确具体任务，并通过完成任务实现技能模块的教学过程。实施步骤为：项目分解――任务驱动――实际操作――技术研讨。在整个过程中学生始终保持团队合作状态。

此方法既可以让学生掌握实际产品的设计、制造流程和相关的知识，又能锻炼学生的团队合作能力。

2 问题探究教学法

教师（组）或教师引导学生提出问题，在教师组织和指导下，通过学生比较独立的探究和研究活动，探求问题的答案而获得知识。如车削零件时，就可采用该方法，实施步骤如下：创设问题的情境――机床如何实现车削过程；选择与确定问题――数字化制造部分理知识体系；讨论和解决问题――CAPP；仿真验证――CAXA数控车仿真；实践并得出结论。

3 小组合作教学法

项目在实践教学环节，将学生划分为不同小组，每个小组有不同的实训任务单，每个小组根据任务内容和教师的安排，通过技术讨论、实际操作等手段，合作完成一个实训项目。这样既提高了学生实践操作技能，又培养了学生组织协调、合作学习的能力。

4 现场教学法

将实践教学环节的一部分设置在学校的工程训练中心，另一部分设置在校外实践教学基地。让两部分的教学内容能够相互关联，通过工程训练中的操作实践和校外教学基地的认知实践，让学生把所学的知识与企业的实际生产联系起来，感受真实生产氛围，学习知识在企业中真实应用的技能。

5 分层教学法

项目采用分层次培养学生能力的教学思路。课程在设置之初对学生的要求划分了3个层次：基础理论与技能应用层次、综合系统培养层次、科技创新层次。基础理论与技能应用层次针对机械类等对课程要求较低的专业，要求学生在理论知识掌握和实践技能应用方面达到课程大纲要求；综合系统培养层次针对机械专业的学生，要求学生对理论知识和实践技能可达到熟练综合运用的程度；科技创新层次针对在课内和实践训练环节综合能力较为突出的学生，每学期选拔一批对课程内容掌握较扎实的学生进行课外科技创新培训培养、校企实践教育教学基地共同培养等活动。

（二）教学内容的安排

数字化设计制造综合实训构建在现代数字化工厂的实际环境之中，学生通过对典型机械零件的完整设计、仿真直至真实加工与检测，可系统且完整地体会现代数字化设计制造模式的全过程。数字化设计制造方法优于传统设计制造，整个设计制造过程不是独立的，而是一个并行的过程，详见图1。

根据数字化设计制造综合实训的要求和拟达到的预期目标，项目需要完成的主要内容包括以下几方面：计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工艺设计（CAPP）、计算机辅助制造（CAM）、机床实际操作和逆向工程。计算机辅助设计主要完成数控车、数控铣及线切割3个工种的零件设计；计算机辅助工艺设计需要对CAD阶段的零件进行加工路线安排；计算机辅助制造则是对已完成工艺设计的零件进行仿真加工、NC代码生成及校验；机床实际操作主要完成数控设备的简介及基本操作、NC代码的DNC传输、零件成型、机床保养及维护等内容的教学与实践；逆向工程主要给学生讲解逆向工程的原理、实现逆向的设备简介及操作过程。

图1 数字化设计制造综合实训课程内容流程图

（三）考核方式

数字化设计制造综合实训考核方式注重过程考核、能力考核以及结果考核。因此数字化设计制造综合实训成绩包含形成性的考核和终结性考核两部分，具体考核内容及占比见表1。

表1 数字化设计制造综合实训考核内容及占比

三 改革的创新点

在教学中注重了从“设计――工艺――制造”的完整周期，让学生有一个完整的体验和认识；CAD和CAM通过DNC来连接，实现了整个CAD/CAM的集成过程，数字化设计制造技术得到了很好的诠释和展现；实训过程中采用单独和协作共存的模式，既锻炼了学生个人的动手能力，又让他们认识到团队合作的重要性，锻炼了团度合作协调能力；教学过程中突出学生自身的主观能动性，允许学生自主设计，并将所设计的产品制造出来，既让学生在实践过程中学习了知识，又增强了学生的自信心。

参考文献

[1]王彬.大赛引领下高职 CAD/CAM 课程教学改革――以“机械产品的计算机辅助设计与制造”课程为例[J].职教通讯，2015（18）：23-24.

[2]张华，陈杰.CAD/CAM实训体系建设探讨[J]. 装备制造技术，2007（6）：156-157.

篇4

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）02-0052-03

一、研究现状分析

随着信息科技、网络化、智能化技术的发展，以信息技术为标志的高新技术在机械制造领域的交叉融合， 使得机械工程学科本身的内涵、外延发生了质的变化。以CAX技术为代表的制造业信息化技术的出现，不但促进了生产力水平的提高，也带来了设计方式的变革。与之相关的机械产品设计方法经历了从手工绘图―2DCAD/3DCAD―数字原型的过程。手工绘图、2DCAD/3DCAD着重于零件的设计和制造，而数字原型着重于产品的形成过程。而基于虚拟现实技术产品全生命周期的设计方法是其进一步发展的方向，体现了现代工业产品从构思研发到运行改良乃至终结废弃的生命全过程。[1]目前，机械行业对综合型人才的需求越来越高，其要求毕业生不仅要具备机械设计制造及其自动化方面的基础理论知识和应用能力， 还要具备从事机械制造领域内的科技开发、设计制造、应用研究、运行管理和经营销售的能力。从培养人才的角度考虑，如何通过大学教育培养面向现代机械工程的高素质复合型人才，这是摆在机械专业教育者面前迫切需要解决的问题。[2]

由于历史原因，我国的教育体制借鉴的是前苏联的教育模式，学科分散且相对独立。如机械工程学科就多达十余个，这种教育模式下培养的学生专业面窄，所学课程内容陈旧，缺乏学科之间的交叉渗透，已难以满足当今社会发展对机械类人才的要求。1998年，教育部对专业进行了优化整合，开始了从专才教育向通才教育转变的教育理念。2012年公布的新的专业目录增加了覆盖面，拓宽了专业范围，开始从传统机械逐步向以机电、自动控制、智能化结合的现代机械转变。但随着智能化、网络化和现代设计制造技术的发展，其仍存在如下问题：课程设置单一、知识面和专业面窄、课程教学内容及方法与社会经济需求相脱节，这些都不利于我国人才的培养及国际化。

国外大学如美国麻省理工学院、康奈尔大学、德克萨斯州大学、明尼苏达大学等机械类课程设置普遍涵盖内容广，这种宽泛的课程设置，学科大类的构建，为学科的融合和技术的进步创造了很好的条件。澳大利亚悉尼大学、新南威尔士大学、莫纳什大学等，强调学科之间的交叉融合，如将机械专业与流动专业和传热专业融合，机械专业与信息专业的融合等，这种人才培养适应了本国社会和经济的发展要求。

增加专业适用面，以便更好地满足社会对人才的需求这一观点逐步被一些教育家和高校重视。国内像清华大学、浙江大学、上海交通大学、西安交通大学、华中科技大学等我国高校都结合自己的教学资源和人才培养特色，从管理理念、课程体系、课程内容等方面进行了改革，同时强调素质教育和学生团队精神的培养。

我校自2012新增机械设计这一专业方向以来，项目负责人及课程组成员在机械设计专业方向课程结构体系和内容的构建中，以强化不同课程间的互补和整合为原则，初步建立了机械设计方向课程体系。在2016版培养方案的制订中，针对课程之间部分内容重叠等问题，我们进行了大量的调研，重新对方案进行了优化调整，加强了各课程之间的有机联系，避免空白和重复，使课程体系进一步完善。

基于对目前国内外现状的分析及专家观点，我们提出了以数字化设计为主线，以培养机械类专业创新型人才为目标的机械设计专业方向人才培养模式，真正培养面向现代工程的具有国际视野的高素质创新型人才。

二、机械设计方向课程体系的构建

篇5

中图分类号：G71 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）09（a）-0020-03

教育部发出的教职成[2011]12号文件明确提出：“与企业合作开发虚拟流程、虚拟工艺、虚拟生产、虚拟运营等数字化教学资源，搭建校企数字传输课堂，将企业的生产过程、工作流程等信息实时传送到课堂，使企业兼职教师在生产、工作现场直接开展专业教学，实现校企联合教学”。数控专业认真贯彻[2011]12号文件精神，与北京数码大方科技股份有限公司（CAXA）和广州数控设备有限公司联合开发了数字化设计制造教学实训平台项目，用现代信息技术改造传统教学模式，共享优质教学资源，破解校企合作时空障碍。

1 项目现状分析

1.1 缺少体现先进制造业流程和能力培养的有效平台

目前各类职业学校的教学工作与学生就业需求普遍存在结构性矛盾。一方面，学生的专业技能训练与企业就业需求技能不匹配，学生毕业后不能快速适应企业实际工作的要求。另一方面，传统教育的内容与先进的现代化设计制造模式脱节，学校缺乏符合现代先进制造业需求的数字化教学和实训环境，课程设置、教学内容、教学手段无法满足用人单位对学生知识和能力方面的需求。

1.2 教学缺少企业真实生产零件，缺乏与企业深度融合的课程体系

学校需要根据行业标准和工学结合、校企合作的原则，建立与职业岗位标准相符合，与职业技能取证相衔接，与生产性实践相对应的模块化课程体系，形成对职业岗位指向明确的核心课程包和集教材、教学课件、实训项目、课程指导等内容的立体化课程教学包和教学资源库。同时，按照技能培养的要求和教、学、做一体化的教学设计，将教学地点要求也纳入课程标准。

1.3 缺乏有企业一线生产情况融入的教学资源

学校教学资源大部分是老师基于课堂教学开发出来的，缺乏企业人员参与的痕迹，容易脱离企业生产实际。当务之急是要有企业参与教学资源建设，并且把企业一线生产情况融入教学资源，与企业合作开发典型零件的虚拟流程、虚拟工艺、虚拟生产等数字化教学资源，搭建校企数字传输课堂，将企业的生产过程、工作流程等信息实时传送到课堂，实现真正意义上的校企联合教学。

2 项目目的

为进一步加强学生工程实践能力和创新能力的培养，促进相关课程的教学改革，保证和提高教学质量，进一步提高学科建设、科学研究、产品开发与制造的实力，更好地为学校相关学科和专业服务，促进学校各项工作的可持续发展，提出建设数字化、网络化的先进制造技术平台―― 数字化设计制造PLM（产品全生命周期管理）教学实训平台。

本项目在校企合作人才培养模式下，利用数字化的手段，固化典型制造业企业业务运行模式，实训设备和场地按企业生产要求组织，建立重现企业流程的信息化运行平台；实训项目结合学校的设备配置状态，针对实训教学的特点，重现企业生产场景，实训项目按照企业真实角色和流程来组织。在数字化设计制造教学实训平台里面，通过建立数字化设计平台、数字化工艺平台、数字化网络制造平台和数字化管理平台，使学生体验企业产品的整个生命周期的过程。通过企业参与学校办学，实现职业学校培养目标与企业用工要求的零距离，发挥校企双方积极性，加快培养应用性人才，促进职业教育与地方经济结合。

3 项目建设内容

3.1 整理典型制造业数字化生产流程

3.2 调研制造业企业的常见结构

3.3 调研企业对各岗位人员的要求

3.4 典型制造业设计生产流程教学中心场地规划

以实训中心场地和设备条件为基础，合理规划布局建立与企业6S管理一致数字化车间。包括数控机床的联网、车间6S目视管理、颜色管理、车间标识、车间设备标识、工具量具摆放、借出与归还等。

让学生在实训车间就可以体验企业的真实环境，养成良好的职业素质。学生从学校毕业就可以快速完成从学生到企业员工的转变，实现学校与企业的无缝对接。

3.5 搭建真实企业设计制造教学实训平台

利用已经有的以及计划购买的设备，建立起一个能够满足中级工、高级工和师资培训的实训平台。实现从市场分析、产品数字化设计、制造工艺分析与仿真、数控加工、质检、入库的实训平台。在这个实训平台上训练中级工、高级工和教师的创新设计能力、工艺分析能力、制造过程管理能力。培养学生具有新产品研究开发的初步能力，有较强的表现技能、动手能力与创造能力。

在实训中心通过数字化设计制造虚拟仿真平台，展示典型的设计生产制造流程，组织分工和协同的工作模式，以及整个过程中统一的数据管理模式和流程管理模式；展示学校数控专业的教学成果。

在平台里面，通过建立的创新设计平台、数字化工艺平台和先进网络制造平台，实现一个产品的整个生命周期的管理。

3.6 开展项目教学

按照企业项目管理模式组织，学生按照真实的角色进行协同工作，例如设计主管、三维设计工程师、二维设计工程师、工艺员、生产主管、编程员、机床操作工、调度员，并分配相应的数据访问权限，实现企业面向产品的订单、产品设计、工艺设计、数控编程及仿真、生产派工、检验、进度跟踪、工时核算等整个产品制造过程的模拟与组织。

将制图课程、CAD课程、CAM课程、工艺课程等融合到综合性实训流程中，让学生按项目组织方式协同完成一个产品或零件的完整生产过程。实现基于工作过程的项目式教学。让学生由被动式的听课转变为主动式的思考，增强学生学习积极性。

3.7 理论与实践一体化教学

应用视频采集系统，将机床面板操作视频及内部加工视频采集到一体化讨论区，解决学生“看不清”的问题，提升教学质量，杜绝围观，保障实训安全。学生可清晰的看到教师的操作，解决现场教学“看不清楚”的难题；学生在机床操作，教师可组织其他学生进行点评、讨论。

4 项目结语

数控技术专业、北京数码大方科技股份有限公司（CAXA）和广州数控设备有限公司共同搭建真实数字化工厂环境，共同开发项目教学，实现了资源教学过程、管理过程与企业流程一致，创新了教学管理模式；通过基于工作过程教学项目，实施了“校企合作、项目驱动”人才培养方案；通过改变传统的教学模式，实现了以学生为主体，“做中学 学中做”的教学模式。

参考文献

[1] 教育部，财政部.关于支持高等职业学校提升专业服务产业发展能力的通知[Z].教职成[2011]11号.