面向智能制造的工艺课程实验探索与研究

孟书云 邵立 殷磊磊 刘汉忠 陈桂

摘要：工艺课程实验是为智能制造工程专业设立的专业基础课所必需的重要基础实验。针对智能制造背景下对生产加工工艺提出的新要求，遵循“以成果为导向”的OBE教学理念，建立模拟智能制造动态化生产现场的教学场景，使学生能全身心融入生产工艺制定的沉浸式学习氛围，充分了解国内外先进的生产工艺并将之融合到加工中，能灵活地根据现场情况及时调整生产工艺，进而能在设计性实验中对提出的多种制造工艺方案择优。该环节的顺利实施，可以充分锻炼学生的自主思考能力，供学生体验优质工艺产出过程，收获可行且优质的最终加工工艺，并为后续智能制造系统自动化的实现奠定扎实基础。

关键词：智能制造;工艺课程实验;场景教学

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）26-0233-02

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Exploration and Research of Process Course Experiments for Intelligent Manufacturing

MENG Shu-yun， SHAO Li， YIN Lei-lei， LIU Han-zhong， CHEN Gui

（Department of Intelligent Manufacturing Engineering， School of Automation， Nanjing Institute of Technology， Nanjing 211167， China）

Abstract： The process course experiment is an important basic experiment for the specialized basic course of intelligent manufacturing engineering. According to these new requirements of manufacturing process under the background of intelligent manufacturing， based on the OBE teaching concept of"the results of goal-oriented "， the teaching scene of simulating the dynamic production site of intelligent manufacturing is established， which enables students to fully integrate into the immersive learning atmosphere of production process formulation. And students can fully understand the advanced production process at home and abroad and integrate it into the processing， and flexibly adjust the production process in time according to the on-site situation.Then the students can select the most optimal one among multiple manufacturing process schemes proposed in the design experiment.The successful implementation of this link can fully exercise the students' independent thinking ability， which makes our students experience the procedure of high-quality process outputs， and obtain the feasible and high-quality final production process. This will lay a solid foundation for the subsequent realization of intelligent manufacturing system automation.

Key words： intelligent manufacturing; experiment of process course; scene teaching

课程实验是将理论知识具象化的一个重要手段，对提高大学生对工业生产现场的感性认识颇为关键。为适应国家经济建设需要而设立的智能制造工程专业，肩负着培养智能制造所需的合格及优秀人才的重任。如何设置与制造业升级相匹配的工艺课程实验项目和内容，决定着专业人才的培养质量、大学生对理论知识的深刻领会和应用能力。

关于工艺课程实验等实践环节的设置，有很多值得向各大高校继承和借鉴的。比如：从基础知识掌握和能力的培养来看，传统的机械加工制造技术及工艺的实验已经设置得较为完备和标准化[1-4]。关于新的生产工艺和生产设备出现后，如何引入到课程教学中来，可以看到有高校做了积极的改革，即通过恰当的生产设备实验室化，将工艺浓缩在实验室的产线中，来革除传统的演示性、验证性实验的弊端，充分调动了学生的动手动脑积极性，人才培养条件与生产实际更为贴近[5]。

1 現有实践环节存在的问题

从往年加工制造技术课程群教学调研情况来看，同学们难以将理论知识、基本概念运用到工艺规程的设计中，对基本概念的领悟不够透彻，没有建立起相关知识点间的联系。结合智能制造的特点和制造业新业态，通过了解机械加工制造技术及工艺课程的实验设置的情况，发现当前公开的实验项目已经对指定零件的加工方案做了深入挖掘;但从企业运营的角度来看，生产工艺涉及的因素众多，不仅仅局限在如何把一个零件制造出来上，还要考虑生产效率、产品质量、制造成本，甚至是生产空间的规划，物流配送的便捷性等。这种传统的工艺规划课程实验是基于静态的生产现场和状况设置的，但实际的生产过程中各要素不断处于动态变化中，很明显传统工艺规划方式无法将动态因素纳入生产现实中，不再适应未来制造新业态。随着工业物联网、传感器技术、数字化信息化网络化技术在工业现场的逐步推广和大范围应用，动态的、精准的工艺规划方式成为解决传统方式弊端的一个突破点。