PLM体验教学在模具制造专业中的运用

倪鹏

摘 要：本文主要分析了数字化工厂以及PLM体验教学的特点，通过课程研究探索了其在模具和数控专业学生实训教学中的应用方法。在文章中，通过课堂案例的分析，探讨了PLM体验教学在课程设置，环节设计，实训项目开展等方面的优势和不足以及改进建议，为广大职业院校模具及大机械类各专业的实训模式提供了经验参考。

关键词：数字化车间；PLM；实训模式

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.04.201

1 课题研究的背景、目的和意义

plm是指product lifecycle management的缩写，理解为：对产品生命周期的管理。针对车间生产而言，就是对机械产品从设计，制图，到工艺安排，加工零件程序的编制，再到零件加工以及管理和汇总这六个生产职能的管理。支持产品全生命周期的信息的创建、管理、分发和应用的一系列应用解决方案，它能够集成与产品相关的人力资源、流程、应用系统和信息。PLM包含以下方面的内容：

（1）基础技术和标准（例如XML、可视化、协同和企业应用集成）；（2）信息创建和分析的工具（如机械CAD、电气CAD、CAM、CAD计算机辅助软件工程CASE、信息发布工具等）；（3）核心功能（例如数据仓库、文档和内容管理、工作流和任务管理等）； （4）应用功能（如配置管理）； （5）面向业务/行业的解决方案和咨询服务（汽车和高科技行业）。

先进的PLM系统已经在企业中应用比较成熟，作为与企业紧密相连的职业教育领域，及时跟进企业先进技术和理念，让学生直观体验和感受到企业氛围，是我们职业教育者的重要使命。

我校PLM体验中心建成于2013年7月，基于CAXA公司与我校相关领导及专业教师的共同努力，于2013年9月投入教学使用。PLM教学平台以CAXA网络DNC管理模块为基础，集成了CAXA实体设计、CAXA电子图板、CAXA分析软件等二维和三维设计工具；CAXA工艺图表、CAXA工艺汇总等工艺软件；CAXA制造工程师、CAXA数控车、CAXA线切割等自动编程工具；协同管理模块，构建成设计、工艺、生产一体化的数字化平台。

本课题就上述背景，探讨PLM系统在模具制造专业体验教学中的重要作用和实施过程，力争使学生能够在学校就体会到企业的工作流程，培养学生的工作责任感和团结协作的能力。

2 课题研究的对象和方法

（1）研究对象。本课题基于我校PLM体验中心，探究PLM体验教学在模具制造专业课程中的作用。根据模具制造专业课程安排，选取了12秋、13秋数控三二连读大专班，约60人；以及13秋、14秋模具制造普通中专班，约60人，共四个班级120位同学进行研究。

（2）研究方法。主要采用了实验法和经验总结法，尝试将模具制造专业基础课程：CAD制图、数控加工工艺学、仿真加工等；以及专业实训课程：数控车、数控铣实训，通过PLM体验中心系统进行整合，使学生融入到体验教学的模式当中，尝试和总结先进PLM体验教学方法对学生的专业学习的影响和效果。

3 课题主要研究内容

根据我校模具制造专业课程的设置及进程， PLM体验课程尝试构建了一个“服务技能，融合软件，模拟企业”的教学模式。

服务技能：把学生数控车，加工中心，铣床等实训课程的工件拿到PLM的体验课上，进行零件生产流程的设计，规划。

融合软件：根据零件生产流程，逐步掌握机械类所需掌握的各种软件使用方法。

模拟企业：尝试依据PLM体验中心的布局，将上课学生进行分组， 6人成一小组，共分为8组，每组6位同学承担六个不同职责，模拟企业工作模式来进行实训项目的开发和管理。

三维设计：在三维设计环境中进行的产品设计，包含零件设计和产品装配设计完成设计职能。在上课的时候，老师把实训的任务布置下去，比如现在我们完成一个发动机模型的制作，在这个部分完成项目的设计。

二维设计：当设计完成三维实体文件后可以通过软件生成该实体的二维工程图，这一部分完成制图职能。

工艺编制：工艺指的就是安排零件加工的方法和顺序，先加工哪后加工哪。这个部分完成二维图纸零件的加工工艺，完成工艺安排职能。

加工程序编制：根据工艺安排，对零件的加工进行数控机床程序的编制，完成编程职能。并且可以通过中心与机床的无线数据通讯把程序（G代码）发送到机床系统。

仿真模拟及生产加工：尝试对项目零件先在计算机进行加工仿真，验证加工工艺和程序，然后再上机床进行工件加工，并且可以对机床加工过程进行监控和观察，学生完成对加工步骤的全面了解。

资料分配及整理：将所有与产品相关的电子档案，包括设计图纸，工艺安排，加工程序，加工步骤等生产资料进行管理，并在生产过程中起到一定的指导作用。

课程中，根据我校PLM校本课程“斯特林发动机模型”的任务流程，逐步掌握所需软件的应用，及教学模式。由于“斯特林发动机”加工部分与学生数控实训课程存在较大差距，尤其是数控车实训，所以根据数控车实训要求，将数控车实训零件项目安排进PLM后续课程，根据技能实训，确定小组任务，小组协助完成零件的生产流程。

4 課题研究成果

通过上述课题研究尝试以及课程的开发，我校模具制造专业把现代化的企业生产流程和学校的实训教学结合起来，真实模拟现代企业的生产经营场景，学生按照真实的角色进行学习。实现了一种基于工作过程的项目式教学，与传统教学模式相比带来如下好处：

（1）改变了传统的理论教学模式，学生感到新颖并且愿意来这儿学习。在体验中心可直观体验零件的加工过程，体验“学中做”“做中学”的理念。（2）与企业接轨，改变目前学校单一工种的技能训练提升到技术训练，培养学生的实践能力、创造能力，拓展学生的就业范围和发展空间。（3）PLM的数字化教学平台覆盖了接受订单、概念设计、技术设计、工艺设计到生产制造管理和售后服务的各个环节，贯穿了产品的整个生命周期，模拟企业真实的产品协同开发流程。学生可以作为一名“员工”进入这个“企业”的各个岗位，通过真实的工作来训练职业能力，在实际岗位的角色实践中锻炼成长，同时也提供了一种真实而快乐的氛围，有利于培养高标准的技能型人才和创新型人才。

“先进技术是第一生产力”作为职业教育工作者深知这句话的含义。职业教育，面对这个科技飞速发展的时代，必须紧跟企业潮流，勇于探索新的教育教学模式，使我们培养的学生能够为企业，为国家所用，实现职业教育的真正价值。

参考文献：

[1]百度百科[DB/OL].2016，12（01）.

[2]董之社，王雷远，朱东峰.产品生命周期管理（PLM）在制造业的应用集成研究[J].CAD/CAM与制造业信息化，2004（08）.