論示范性數(shù)控實訓基地的建設

1、論示范性數(shù)控實訓基地的建設2007-11-01摘要： 本文通過社會調(diào)研， 分析數(shù)控人才的需求趨勢及應對思路， 確立以實訓基地建設 作為數(shù)控專業(yè)教學改革的突破口， 論述如何建設示范性數(shù)控實訓基地， 為培養(yǎng)適應需求的高 技能數(shù)控人才提供保障措施。關鍵詞：人才需求 示范性 數(shù)控基地 建設引論： 20 世紀后期，亞洲四小龍及馬來西亞、印度等國家制造業(yè)迅速崛起，成為世界 性機械制造的重要基地。 加入世貿(mào)組織后， 中國也逐步變成“世界制造中心”之一。 數(shù)控技 術是制造業(yè)自動化、 柔性化、 集成化生產(chǎn)的基礎； 數(shù)控技術的應用是提高制造業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量 和勞動生產(chǎn)率必不可少的重要手段。專家預言 :21 世紀機械制

2、造業(yè)的競爭，其實質(zhì)是數(shù)控技 術的競爭。為了增強競爭能力， 中國模具制造業(yè)開始廣泛使用先進的數(shù)控技術， 這就需要大量的數(shù) 控技術人才， 勞動力市場數(shù)控技術應用型人才嚴重短缺， 媒體不斷呼吁“高薪難聘高素質(zhì)的 數(shù)控技工”。數(shù)控人才，特別是高技能人才供不應求的狀況，已經(jīng)成為制造業(yè)發(fā)展的瓶頸， 也是社會普遍關注的熱點問題。 2006 年 9 月，中共廣東省委、省人民政府在我市召開促進 地區(qū)加快經(jīng)濟社會發(fā)展工作會議， 決定投資 2 億元，把我校改建、 擴建為廣東省某某高級技 工學校，升格為省屬、省管、省辦，面向本地區(qū)四市招生。建設某某高級技工學校，是廣東 省委、 省政府促進地區(qū)加快經(jīng)濟發(fā)展的舉措。 與時

3、俱進， 及時整合地區(qū)現(xiàn)有職業(yè)技術教育資 源，為職業(yè)技術教育提供優(yōu)越的條件，更是為數(shù)控新興專業(yè)的教學創(chuàng)造有利的時機。因此， 大力發(fā)展數(shù)控職業(yè)技術教育勢在必行。近年， 在職業(yè)院校專業(yè)教學改革試點中得出的共同結論是： 實訓基地建設直接關系到學 生職業(yè)能力的培養(yǎng)，加快建設一批職業(yè)教育實訓基地，是當前提高職業(yè)教育質(zhì)量的突破口， 是職業(yè)教育更好地服務社會經(jīng)濟發(fā)展的重要支撐條件。 因此， 要發(fā)展數(shù)控技術教育， 培養(yǎng)高 質(zhì)量的數(shù)控技術人才就必須辦好數(shù)控實訓基地的建設。一、數(shù)控人才需求趨勢及應對的思路（一） 人才需求趨勢1. 行業(yè)形勢 廣東面臨港澳， 是中國對外貿(mào)易的南大門， 機電行業(yè)生產(chǎn)形勢良好， 建設 先進

4、制造業(yè)基地的戰(zhàn)略目標有力促進了機電行業(yè)的快速發(fā)展， 行業(yè)人才需求迫切， 缺口也大。 如汽車制造、家電制造、信息產(chǎn)品制造等行業(yè)的零件加工質(zhì)量標準高、生產(chǎn)柔性化要求高， 只有使用數(shù)控加工設備才能達到效果。 近年來，伴隨著廣東地區(qū)汽車制造等行業(yè)的迅猛發(fā)展， 數(shù)控設備制造業(yè)也急劇增多， 涌現(xiàn)了一批如廣州機床廠、 廣州數(shù)控設備廠、 廣州珠江機床廠、 廣州南方機床廠等本地數(shù)控設備、 數(shù)控機床制造廠家， 還有臺灣鑫泰、 德國帝馬等外國廠商。 無論是數(shù)控機床、數(shù)控設備制造業(yè)， 還是汽車模具制造業(yè)，都使用先進的數(shù)控技術。也就是 說，飛速發(fā)展的數(shù)控設備制造業(yè)呼喚著快速大量培養(yǎng)數(shù)控技術應用型人才。2行業(yè)需求 目前，

5、我國機床的數(shù)控化比例還不到 5% （日本為 30%，美國超過 40%）， 即使在經(jīng)濟發(fā)展較快的東部地區(qū)， 盡管已經(jīng)有了較大幅度的增長， 企業(yè)中的數(shù)控設備的比例 仍然偏低。國家規(guī)劃在 2010年前，我國機床的數(shù)控化率要達到 10%以上, 數(shù)控化率每增加一 個百分點，需要增加 78萬臺數(shù)控機床，這也從另一個角度反映數(shù)控機床在我國的發(fā)展前 景是廣闊的。 數(shù)控專業(yè)培養(yǎng)的是從事數(shù)控加工和數(shù)控技術方面的應用型人才， 在未來幾年內(nèi) 乃至較長的時期仍為社會急需的人才。 有業(yè)內(nèi)人士反映， 隨著珠三角經(jīng)濟的迅速發(fā)展， 這種 “高薪難求”數(shù)控專業(yè)人才的現(xiàn)象，在那里的人才市場上屢見不鮮。3崗位現(xiàn)狀 絕大多數(shù)的企業(yè)缺乏

6、專門的數(shù)控人才， 尤其是具有系統(tǒng)數(shù)控知識的應用型 高技能人才。 一些企業(yè)只能在工人中選取具有高、 初中學歷的人進行培訓以彌補不足， 這種 無可奈何的臨時措施將極大地妨礙企業(yè)數(shù)控機床最大效能的發(fā)揮。 如深圳市公明鎮(zhèn)某模具公 司，一個本科畢業(yè)的領班帶領 12名從農(nóng)村招來的青年，負責操作 6 臺高速加工數(shù)控機床， 領班的大喊辛苦， 經(jīng)理也覺得效率太低， 希望能招到學校培養(yǎng)出來的數(shù)控應用技術人才。 數(shù) 控應用人才奇缺的狀況將阻礙廣東的經(jīng)濟結構調(diào)整、 成為廣東經(jīng)濟進一步發(fā)展的瓶頸。 要加 快廣東經(jīng)濟發(fā)展，就必須加快數(shù)控技術應用型人才的培養(yǎng)。4崗位要求 從現(xiàn)有數(shù)控人才的工作崗位類型統(tǒng)計看， 以數(shù)控操作為主

7、， 其次是數(shù)控編 程，再次是系統(tǒng)維護維修。既能操作編程又能系統(tǒng)維護維修的金領通才相當匱乏。（二）應對的思路按照專業(yè)調(diào)研和論證結果，應對的思路是在相應的教學單位中建設示范性數(shù)控實訓基 地。基地建設必須以就業(yè)為導向，以培養(yǎng)數(shù)控領域高技能人才為目標，確定專業(yè)教學內(nèi)容； 以建設結構合理的“雙師型”教師隊伍為目標， 積極培養(yǎng)與引進優(yōu)質(zhì)師資； 以重點專業(yè)建設 指標為要求， 進行專業(yè)建設和教學改革； 以實踐基地建設為突破口， 建立相對獨立的實踐教 學體系，突出學生的技能培養(yǎng)；以產(chǎn)學研結合為紐帶，探索數(shù)控專業(yè)人才培養(yǎng)的新模式。二、數(shù)控實訓基地建設（一）軟件建設1課程綜合化建設與職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)按照高技能人才培養(yǎng)目

8、標的要求，堅持“實踐、實用、必須、夠用”的原則，以數(shù)控加 工為龍頭，以CAD/ CAM為主線，重組、整合現(xiàn)行課程和教學內(nèi)容，突出學生應用能力和操 作技能的訓練與職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)。 在課程開發(fā)上， 采用“精簡、 壓縮、增加、綜合”的方法， 精簡重復交叉的內(nèi)容， 壓縮不必要的內(nèi)容， 增加與專業(yè)能力培養(yǎng)密切相關且應用廣泛的課程， 把培養(yǎng)某項綜合能力所需的課程內(nèi)容按照知識點和技能點加以篩選綜合，形成新課程， 實現(xiàn)課程綜合化的改革。如 “機械制造技術”、“現(xiàn)代數(shù)控加工技術”等均為綜合化課程。同 時，將“數(shù)控加工工藝與操作”、 “數(shù)控編程與機床操作”等課程在實施課程綜合化的基礎 上實行理論與實踐教學的一體化

9、融合。 在專業(yè)內(nèi)容教學上緊緊圍繞培養(yǎng)目標和現(xiàn)代機械制造 的發(fā)展趨勢， 以實際問題為引導， 首先學習有關技術的應用知識， 然后再學習比較抽象的理 論；注重理論在解決實際問題中的應用， 重要的專業(yè)理論必須在明確的實踐背景下加以闡述。 同時， 注意培養(yǎng)學生總體的設計、制造能力， 全面的綜合分析能力。通過對數(shù)控技術的全面 了解和掌握， 學生對所學的數(shù)控加工設備和程序格式有比較客觀全面的認識， 激發(fā)其改變傳 統(tǒng)數(shù)控加工規(guī)范的欲望， 改變以往僅將數(shù)控加工與復雜形狀工件加工、 精密零件加工聯(lián)系在 一起的片面觀念。2 關于教材建設根據(jù)培養(yǎng)目標， 結合學校實際， 一方面研究每門主干課程的授課內(nèi)容、 深度等，并對

10、教 學大綱進行優(yōu)化；另一方面是選擇好教材，并編寫部分補充教材。（ 1）、根據(jù)教學目標，精選好教材。在選定教材以后，結合培養(yǎng)目標，進一步篩選授 課內(nèi)容。（2）、專業(yè)課與實習教材在反復實踐的基礎上，應結合學校的實際，根據(jù)現(xiàn)有實訓設 備編寫出具有較高質(zhì)量的實訓指導書等教材、講義。彌補了學生實踐訓練教材的不足。（3）、數(shù)控技術發(fā)展較快，要注意結合生產(chǎn)實際，及時更新教材與教學內(nèi)容。3、建立數(shù)控職業(yè)資格鑒定站加強數(shù)控職業(yè)技能鑒定， 使學生在校學習幾年中， 每年有對應的職業(yè)技能鑒定， 職業(yè)工 種資格要求貫穿整個學習過程的始終。 通過幾年的學習， 學生在畢業(yè)時， 可以同時獲得多個 技能等級證書，拓寬了學生的知

11、識面和就業(yè)面。完善的數(shù)控職業(yè)資格證書培訓、 鑒定制度， 為在校學生的數(shù)控工種資格考核創(chuàng)造良好的 條件，符合當前數(shù)控高技能人才的培養(yǎng)方向。4、師資隊伍建設師資隊伍的教育、 學術水平， 直接關系到所培養(yǎng)學生的質(zhì)量。 而數(shù)控技術培養(yǎng)的是既掌 握必要的基礎理論又有較強的實踐技能的應用型、 技能型人才。 因此建立一支集理論、 技術 和技能于一身， 既具扎實的基礎理論知識和較高的教學水平， 又具較強專業(yè)實踐能力和豐富 工作經(jīng)驗的“雙師型”教師隊伍是數(shù)控實訓基地建設面臨的重要課題。在師資隊伍建設上， 可以按照“充實數(shù)量， 提高素質(zhì)、優(yōu)化結構、 穩(wěn)定骨干、造就名師” 的思路，堅持培養(yǎng)與引進并重，根據(jù)崗位需要，

12、廣納人才，大膽使用，加強培訓，以專業(yè)帶 頭人、 專業(yè)骨干教師和實踐指導教師為重點， 通過培訓來拓展教師的知識面， 學習并掌握先 進的技術和技能。在專業(yè)帶頭人和專業(yè)骨干教師的培養(yǎng)和引進問題上， 首先堅持在原有師資隊伍中選擇苗 子培養(yǎng)的路子， 因原有師資縮短了彼此間人與環(huán)境條件相互了解的過程。 重點培養(yǎng)具備專業(yè) 帶頭人、專業(yè)骨干教師潛質(zhì)的中青年教師，扶持其盡快成長， 以當重任。二是加大專業(yè)帶頭 人和專業(yè)骨干教師引進的工作力度， 在崗位津貼、 工作條件等方面提供較為優(yōu)厚的待遇， 以 便吸引人才，留住人才。同時， 針對青年教師缺乏實踐操作技能的實際， 通過依托校內(nèi)外實訓基地， 在實踐中培 訓，逐步提高

13、他們的實踐技能和教學業(yè)務水平。 也可從優(yōu)秀畢業(yè)生中選拔， 培養(yǎng)年青的實踐 指導教師； 聘請企業(yè)及社會實踐經(jīng)驗豐富的名師專家、 高級技術工程人員、 技師或能工巧匠， 作為兼職實訓指導教師等辦法加強實踐指導教師隊伍建設。盡快建成一支新老結合、 集理論與實踐于一身的“雙師型”專業(yè)教師梯隊， 以滿足基地 專業(yè)教學和持續(xù)發(fā)展的需要，是師資隊伍建設的理想目標。（二）、硬件建設數(shù)控加工實訓是數(shù)控專業(yè)的重要教學環(huán)節(jié)。通過實訓，實現(xiàn)會編程、會造型、會操作、 懂工藝、 重精度的教學目標， 就能確保學生具備在企業(yè)一上崗就能頂崗的能力。 基地的建設 應從基礎理論教育到實驗、實訓環(huán)節(jié)建立一套完整的實驗、實訓體制。 為滿

14、足教學需要，一 般職業(yè)學校應建立以下實驗室及相應的實訓車間、實訓中心：1、金屬切削實訓車間傳統(tǒng)的金屬切削理論與實踐技能， 仍是學習先進制造技術的基礎。 現(xiàn)代制造技術是在傳 統(tǒng)基礎理論上發(fā)展起來的，傳統(tǒng)的車、銑， 刨、磨等金工基礎知識仍然是現(xiàn)代制造技術的基 礎。如果不懂得刀具角度，不懂得切削用量的選擇，不懂得制造工藝， 不懂得安裝與定位的 知識， 就不可能成為一個合格的數(shù)控人員。所以，建立現(xiàn)代制造技術基地， 應重視傳統(tǒng)金屬切削基礎的建設， 建立與數(shù)控機床教學相適應的金屬切削實訓車間，讓學生熟練掌握金工技術，打好現(xiàn)代制造技術的基礎。2、數(shù)控原理實驗室實驗室必須包括數(shù)控原理、數(shù)控機床電氣控制、主軸系

15、統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、步進（伺服）電 機、機床檢測與調(diào)試技術、 數(shù)控機床故障診斷等基礎實驗， 其主要功能是幫助學生進一步理 解數(shù)控技術原理，掌握數(shù)控機床的結構和維修的技能，使學生具有可持續(xù)發(fā)展的能力。3、數(shù)控仿真及 CAD/ CAM綜合實訓中心數(shù)控機床仿真實訓教學， 是利用計算機網(wǎng)絡資源配合數(shù)控機床仿真模擬軟件， 進行數(shù)控 機床仿真操作及數(shù)控編程學習的實習教學。 數(shù)控機床仿真教學能逼真地模擬數(shù)控機床操作加 工過程， 學生可在仿真網(wǎng)絡中的任一臺計算機上學習數(shù)控機床加工程序編寫和仿真運行，掌握編程和其它操作及相關的機械加工工藝知識，從中學習到數(shù)控機床操作技能及刀具安裝、 程序編制、 參數(shù)設置、加工成型、尺

16、寸測量等全方位的操作過程。 該教學環(huán)節(jié)是目前職業(yè)技能鑒定的必考項目，是數(shù)控機床技能學習中不可或缺的教學項目。實施數(shù)控機床仿真教學有三大好處： 首先是解決了數(shù)控機床臺數(shù)教學崗位少， 學生人數(shù) 多，教學工作難以開展的難題， 有效地提高教學效率；其次是減少數(shù)控機床實習中材料、刀 具的損耗、浪費，降低實習開支；再次是減少、避免安全問題的發(fā)生。CADT CAM是數(shù)控技術發(fā)展的方向，CAD/ CAM最終也是實現(xiàn)零件的數(shù)控加工，但它有著與一般編程加工不同的思維方式和工作方法。 一般的數(shù)控編程加工， 首先應有零件的二維平 面投影視圖，再據(jù)此編制加工程序。而CAD/ CAM是利用計算機從三維物體的設計開始，然后

17、由計算機自動生成刀具軌跡， 再傳送到數(shù)控機床上， 控制數(shù)控機床對物體進行加工。 所以 對學生進行CAD/CAM的教學及技能培訓是數(shù)控技術教學法中下可缺少的環(huán)節(jié)。本實習項目 涉及到的是能實現(xiàn) CAD/CAM功能的軟件，女口 Master CAM CAXA Cimatron、Pro-Enginner、 UC等。本綜合實訓中心的建設應包括兩個方面的教學內(nèi)容：一方面是實現(xiàn) CAD/CAM計算機輔助設計和制造的相關軟件， 另一方面是實習數(shù)控程序的仿真加工功能。 同時， 本實訓中心的 最終接口是具有 CAD/ CAM功能接口的數(shù)控機床。學生通過手工編程或 CAD/CAM編程后經(jīng)過 仿真加工檢查無誤， 可以

18、將加工程序傳送到數(shù)控機床上進行實際加工。一般教學單位可以選擇教學型的小型數(shù)控機床， 經(jīng)濟狀況允許的可選擇經(jīng)濟型、 生產(chǎn)型的數(shù)控機床， 這樣效果會 更好一些。4、數(shù)控機床實訓中心數(shù)控機床實訓中心主要配置： 線切割、 電火花、 三坐標測量、 快速成型儀、 真空注型機、 數(shù)控車床、 數(shù)控銑床、加工中心、數(shù)控龍門式雕刻機等設備， 其主要功能是培養(yǎng)學生的數(shù)控 加工工藝和編程能力，掌握數(shù)控機床操作、加工、調(diào)試及維護的技能。基地配置數(shù)量較多、 質(zhì)量較高的各類數(shù)控設備， 學生在學校就能接觸并掌握各類數(shù)控設備的操作技能， 對提高學 生就業(yè)競爭力有較好的作用。數(shù)控機床實訓中心數(shù)控設備購置的原則應是經(jīng)濟和實用。小型

19、教學型數(shù)控機床價格較 低，其剛性和精度相對較低，故障維修率高， 不能適應重負荷和高精度加工。大型數(shù)控機床 功能齊全，價格高昂，適用于工業(yè)生產(chǎn)。而中型（經(jīng)濟型）數(shù)控機床的價格和性能功能則介 于兩者之間。數(shù)控機床實訓中心的首要任務是教學，也不能拋開生產(chǎn)實踐。在一般情況下， 應優(yōu)先考慮以滿足教學為前提， 把有限的資金用在購置中檔數(shù)控機床上。 這樣， 既解決了機 床精度、 剛性差， 又避開了高昂的價格， 這些機床在滿足教學的條件下還可做為生產(chǎn)設備使 用。假如投入 100 萬元購買數(shù)控機床供 50名一班的學生實訓教學使用，那么， 100 萬元可 以買到教學型數(shù)控機床 20 臺，這樣的機床臺數(shù)能增加學生實

20、習的時間， 但機床的故障率高， 學生在實習過程中也缺少一種真刀真槍實戰(zhàn)的感覺， 操作時間增加了， 但實際效果反而不利。 如果選用生產(chǎn)型數(shù)控機床， 100萬元只能購 6 臺， 9個學生用一臺機床又嫌得不到充分的訓 練。要是選用經(jīng)濟型數(shù)控機床， 100 萬元可購 12臺，機床跟學生數(shù)的比例是 1： 4，基本能 滿足學生實際操作的需要。 因此， 選用經(jīng)濟型數(shù)控機床， 為每個學生提供更多的獨立動手實 訓的機會， 讓學生切實體會到一種實戰(zhàn)的感覺，為畢業(yè)頂崗使用打好基礎，減少磨合期，能達到更好的實訓效果。同樣的經(jīng)濟，實用的效果卻大不相同。因此，實訓中心要大部分采用經(jīng)濟型數(shù)控機床，同時配置少量工業(yè)高檔機床，

21、而教學型數(shù)控機床盡量少用或不用。對教學而言，不論選擇經(jīng)濟型數(shù)控機床或工業(yè)生產(chǎn)數(shù)控機床，數(shù)控系統(tǒng)的選擇都非常重要，因為主要的教學工作是圍繞數(shù)控系統(tǒng)的功能和操作展開的。因此，對數(shù)控系統(tǒng)應要求功能齊全，G M T、F代碼和PLC指令豐富、固定循環(huán)和宏指令功能強大；可設置的系統(tǒng)參 數(shù)、軸參數(shù)、補償參數(shù)豐富，能支持開環(huán)、半閉環(huán)和全閉環(huán)控制方式，能連接步進電機、伺 服電機和主軸系統(tǒng)（變頻和伺服主軸），能覆蓋國外主要系統(tǒng)的絕大部分功能。最好應有加工軌跡三維圖形仿真校驗和動態(tài)顯示，局域網(wǎng)擴展接口，以便學生更好、更方便、更安全地掌握數(shù)控編程和操作。軟件應能方便升級，以保持數(shù)控系統(tǒng)的先進性。以我校數(shù)控專業(yè)發(fā)展為例， 原先每年招收數(shù)控專業(yè)班 1個，設備充足。隨著學校的升格 及社會對數(shù)控人才需求量的急劇上升，我校準備擴大招生規(guī)模，擬每年招收6 8個數(shù)控專業(yè)班（學制3-5年），同時，準備進行規(guī)范性的基礎建設，力爭建成示范性的數(shù)控教學實 訓基地。就這樣的辦學層次及辦學方向，按照能容納10個班約500個學生同時進行實習的示范性實訓基地的要求，其實訓項目建設必須達到如下規(guī)模：項目名稱設備數(shù)量基本功能、作用金屬切削實訓車間普通車床30臺熟練掌握金屬加工技術，打好現(xiàn) 代制造技術的基礎。普通銃床