数控专业如何应对智能制造挑战

支双林

摘要：“智能制造”近几年已经成为最热的名词之一，各个层面都在谈，而且各自有自己的认知。数控是制造业的重要手段，现在各大技工院校大多开设数控专业，而面对来势汹汹的智能制造，大家的反应不一，有紧张，有盲目跟进，当然也有无所适从。本文分析提出，技工院校的数控专业要发展，就必须跟上时代发展的节奏。至于究竟怎样跟进，还需认真调研分析，认知本质，有序推进变革，拿出切实可行的方案。

关键词：数控专业 智能制造 工业机器人 应对复合

技工院校数控专业从2000年以来得到爆炸性的发展，取得了很多骄人成绩，目前已经成为众多学校的主力军。但是近几年随着市场的发展，产业结构调整，经济转型升级以及家长的一些观念改变，数控专业招生规模遭到了一定冲击，已经出现一些师生比例逆转的现象。智能制造成了当前的热门，部分学校为了适应市场，主动开设了如工业机器人、机电一体化专业。

一、数控专业面临的挑战

智能制造是制造业的主流方向，是不可逆的趋势。先从国际上来看，德国有“工业4.O”，美国有“再工业化”。其实智能制造都是核心。国家工信部指出，“智能制造日益成为未来制造业发展的重大趋势和核心内容，也是加快发展方式转变，促进工业向中高端迈进、建设制造强国的重要举措，也是新常態下打造新的国际竞争优势的必然选择。”再从近些年的市场来看，江苏省苏南一带出现了大批的各类自动化设备企业，连我们走访的国际知名化妆品厂家今年也要进行产线改进，将减少一半员工。

二、应对前的综合分析

1.智能制造工业机器人的现状

智能制造是人机一体化智能系统。它在制造过程中能进行智能活动，通过人与智能机器的合作共事，去扩大、延伸和部分地取代人类脑力劳动。它把制造自动化概念更新，扩展到柔性、智能、集成。就目前市场来看，智能制造最重要的体现就是工业机器人。机器人应用广泛，现在大有机器人将全面代替人的思想潮流，其实大家对智能制造或者工业机器人都存在一定的认知误区。首先，机器人根本不是一定是像人一样长着各种微妙的“器官”的活物，更不用谈已经出现了跟人有一样的思维智能，离想象的智能化还有很长的距离。目前主要的用处还是代替人从事重复、危险等生产活动，而且本身智能制造就是人机一体，不可能把人完全隔绝。

工业机器人分为生产和应用两个阵营，前者主要是机器人的生产开发研究，是机器人的制造商和集成商。国内目前是以集成商为主，带有一些开发研究。后者是机器人的应用操作，如制造加工、焊接、装配等。

2.数控专业的发展全局分析

数控专业的发展本身是建立在制造业全面升级，大量的数控设备代替普通设备、专用设备，从超大批量向中小批量转化的优秀方案，完成了一次从业人员的升格。智能制造是为了完成柔性集成化、分析智能化，解决制造个性化、信息化等，所以究其本质还是制造。

另外，从工业机器人专业的从业领域来看，其无非是进入机器人厂家从事机器人和相应工作站的开发、组装、调试、销售、售后技术支持，或者进入应用企业从事自动化生产线上工业机器人及其辅具系统、检测装置、机电设备系统的安装、运行、操作编程、维修、维护、管理等。技工院校培养学生，主要还是从事后者的工作领域，这与数控专业的培养目标是一致的，所以没有本质区别。

再从智能制造集成系统PEMS的结构图来分析，数控其实就是里面的核心之一，数控专业的发展背景就是如此。

三、如何应对

1.树立信心，从容应对

通过以上分析，可见数控专业与智能制造根本不矛盾，数控是智能制造模块中非常重要的一环。可以断言，数控的专业发展还将不断持续。目前数控专业的主流方向有两个，一个是数控加工，再加一些质量检测，另外一个是数控维修。反观工业机器人厂家，大多数仍然是数控设备制造企业，技术核心没变，变化的只是产品模式，一些制造管理理念。数控专业为工业机器人时代的到来早就进行了准备。

现在部分学校正在不遗余力地大力发展机器人专业，采购大量工业机器人，闲置数控设备，也是跟上市场，把握趋势。其实可以冷静思考工业机器人的内涵，整合数控专业资源，避免投资浪费，从容应对。

2.课程改革刻不容缓

（1）深化课程改革，建立完整知识技能体系。现行情况数控专业受到冲击也还是有道理的。原因很多，除了有市场行为和一些误解外，更多的来自于专业的发展思路。工业机器人本身是一个机电气等高度集成的技术，需要非常综合的知识与技能。数控专业培养偏于单一，非常强调操作编程的熟练度，零件加工训练的难度等。随着机器人的普及，反复的工作将不再需要人的过多介入，更多的是需要工艺、自动化加工理念。改革立足企业需求，拓展数控专业自身，建立完整知识技能体系，建议进行分方向的综合。方向一为现场应用，主要知识与技能为：普通机床操作与加工、数控机器人的编程加工、示教仿真、电器控制、液压与气动、工装夹具、制造工艺、刀具、产品质量、设备安装调整、三维设计、CAM编程。该部分重视制造基础，综合知识技能。方向二是调试维修，主要知识技能为：机床的基本操作、电器控制、数控原理、装调与维修、PMC编程、液压与气动、工装夹具、机器人安装与调试、自动化生产线方案。该部分需要强化自动控制系统，综合知识技能。

（2）课程改革核心要点。改革的核心仍然分为应用与维护维修两个方向，这里列出的知识技能显示它们之间更多的是综合并行，融合升级。有些是成熟的，也有些是进行综合交叉的，需要继续优化为一体化教学，开发合适的教材，学材。说明如下。

第一，夯实基础。世界技能大赛带给我们的启示之一是“重视基本功”。基础技能如机床操作与加工、机器人编程、示教离线是两个方向的必修课。突出学生的基础技能是职业生涯的立足根本理念，夯实基础，不急于求成。

第二，强调复合。世界技能大赛可能并没有特别先进的设备，但非常强调综合技能，如设计、加工、装配、维护、检测、材料等。智能制造强调人机一体，柔性集成。未来学生面对的不再是单一具体机床，而是不断变化的生产情景，没有复合能力就不能适应新的形势。

第三，加快工装夹具、机械自动化课程改革。随着智能制造的发展，人将从繁重的简单劳动中解脱。解放出的人，有一大部分将投入到机器人与数控机床之间的交接中，最主要的工作内容是夹具方案设计、机械手配置等。夹具、刀具在智能制造系统中的地位很高，但目前在这方面教学改革还没有大的进展。部版《夹具制作》，还只是夹具知识的冰山一角，先不谈机器人制造的快速交换要求，连企业真实的生产实践也不能满足。技工院校开设机床夹具课程的模式是理论学习和课程设计。这就是造成学生到企业后产生“在学校学的知识没用”想法的最重要根源之一。众多自动化企业面临的人才难题是纯电气自动化的人多，兼顾机械自动化的优秀人才特别稀缺。该课程的改革思路大致如下。

首先.取材企业现场，根据企业中夹具的具体应用，抽取典型工作任务，直击生产，做到统一又具有代表性。

其次，开展一体化教学及教材开发，充分发挥数控专业优势，将大部分典型工作任务进行挖掘，摆脱以往的夹具课程偏于计算、纯基础理论讲解模式，转而用工作任务驱动，将夹具从设计、材料附件选购、自制件的加工、装配、调试串联起来。

再次，接入自动化夹具。自动化夹具需配以液压气压传动知识。目前的教科书没有从气动原件的知识入手，配以夹具的具体应用，學生对气动夹具只有概念，没有切身体会，需要将这两者进行重新组合。

最后，注重机械自动化基础。这方面从机械手、关节臂、十字滑台装配调试、精度检测入手，学习各类自动卡爪的原理与装配等。

3.重构校企合作模式

校企合作是老生常谈，好像也没有什么新意。学校应该树立新的合作观。纵观科技发展，发展速度将越来越快，设备更新换代加快。原来的定点培养、企业使用学校设备、企业参与人才培养方案等低层次的合作肯定不能适应。应注重与企业的同步性，最佳利用企业资源，共赢共享。比如现在大家关注的要按照企业的工作过程来培养、共同参与企业项目，将企业项目作为教学案例等。

4.加快融合

保持开放包容的心态，请停止关于机器人，数控专业各自的归属争论。知识原本就是一个交叉重生的过程。就像数控专业来源于机械制造，未来这两者都会融入制造业，形成新的定义，现在只不过是过渡期。

5.整合师资队伍

最后的应对都要由优秀的师资队伍来承担，迅速调整师资，整合资源，树立复合观。随着制造领域复合化的深化，所有技工院校教师都要意识到建立职业有效期观念，化被动为主动，加快学习、及时更新知识的观念。

四、小结

数控专业已经站在产业升级，智能制造成为主流趋势的浪尖，必须快速进行改革调整，适应新的历史发展。加强自信心，加快融合，加大课程改革力度，夯实数控专业基础。我们要做的就是立足当下，从操作应用、调试维护两个方向着手，坚持进行复合化、综合化是应对智能制造的理想措施。时不我待，作为技工院校的教师，我们要敢于担当，积极走进企业，大胆改革尝试。数控专业还有更多的事需要做，行动一直在路上。

参考文献：

[1]奥拓·布劳克曼，智能制造[M].北京：机械工业出版社，2015（9）.

[2]毕胜，国内外工业机器人的发展现状[J]机械工程师，2008（7）.

[3]孙玉宁，国内外机器人发展现状与趋势学术报告[R].物联网专业教育及技术讲座，2010.