智能制造专业《制造执行系统MES》课程教学改革与实践

吴豪琼 高志强 璩晶磊

摘要：《制造执行系统MES》是智能制造专业的专业课，本文从培养学生自主学习和实践动手能力的角度对课程的授课方式的改革和提高教师实践动手能力进行探讨。本文以大三本科学生为主要研究对象，在教学过程中，引入仿真教学环节，使教师能够利用现有的设备，在课堂上使学生身临其境，以此提高学生学习兴趣，课下也可使用仿真软件学习，解决学生因实操时间短、练习时间少的问题。

关键词：仿真加工;制造执行系统;课程改革

《制造执行系统》课程教学的现状分析

目前，我们正处于从“世界制造大国”向“世界制造强国”转变的发展时期，智能制造类人员的过程控制水平和人员素质从一定程度上决定了我国工业化进程。

在“新工科”与“智能制造”的大背景下，随着现代制造业和计算机技术的高速发展，《制造执行系统》因其课程教学内容与企业生产过程需要非常接近，也是“智能制造”技术中制造环节的重要手段，所以该课程作为之呢个制造专业的核心课的地位越来越重要。课程内容不仅具有较强的理论性，同时具有较强的实践性。目前我校智能制造本科专业课开设有《制造执行系统》这门课程，其理论内容包括：快速响应制造执行模式，MES技术体系，快速响应制造执行过程协调技术等章节;实践包括有：1.制造执行系统的功能结构认知，2.状态监控与执行信息实时采集和3.制造执行系统生产任务数据分析等实验。

《制造执行系统》课程主要面临以下问题：

（1）理论和实践脱节：首先本科学生基本以理论教学为主，学到的仅仅是理论知识，缺乏实践的论证;本科学生解决工程实际问题的能力不足，甚至连专科生都不如。

（2）理论与实践课程教学课时分配不合理：理论课时所占比例过高，实践课课时有限，根本无法满足实操教学的需要。

（3）教学方法与手段不够完善：理论课程的教学方法还是传统教授法为主，虽采用多媒体课件辅助教学，但案例教学、项目任务驱动及现场教学等先进的教学方法在教学过程中实施比例有限。

1、课程改革目标

根据智能制造岗位能力要求，结合《制造执行系统》课程标准，按本技术发展及时进行内容的修订与整合，课程建设过程突出理论与工程实践应用的联系，强调岗位知识和岗位技能的培养，注重引入新技术、新知识，精选来自生产实践的典型实例，实施“讲—演—练—评”教学方法，把“讲”融合到实践教学中，实现理论教学与实践相结合的教学模式，突出知识应用性，强化生产技能培养。

2、改革内容

（1）重构教学载体

通过对社会企业服务，精选来自生产实践的典型实例作为载体来充实教学内容，并将载体贯穿至整个课程的教学。

（2）整合教学内容

对教学内容进行优化整合，将理论与实践相融合，以满足企业对数控技术人才的要求。

（3）课时分配

增加实践课程教学课时，理论联系实际，让学生在实践教学过程中掌握编程知识和数控系统的原理。

（4）实施项目驱动，一体化教学

将每一教学载体作为一个教学项目，实施项目驱动教学。

（5）导师制

从学生中通过考核选择多名优秀的学生，专门指定老师作为导师，负责重点培养，通过培养使这部分学生更加熟练地掌握课程知识，带动其他后进同学并课程结束后上交学业论文。

3、实施方案、实施方法

实施项目驱动，做到“教、学、练”模式教学方式。具体实施方案与方法是：

（1）到企业进行调研，了解企业对之智能制造特别是智能加工人才在其岗位的职业能力方面的要求，并收集生产线实际控制方案。

（2）构建理实结合教学模式的课程结构和组织方式

参照国家机类本科教育标准，根据智能制造专业对《制造执行系统》的教育目标，分析教学内容，选取教学项目，制定教学方案，设计教学过程中的规范和教学文档。

（3）实施教学方案，重视教学过程的管理和规范

在教学过程中，实施“讲—演—练—评”教学方法，把“讲”融合到实训教学中，实现教学过程的管理，培养学生良好的职业习惯和职业素质。

（4）加强社会服务，不断丰富教学资源

通过为企业服务，获得一线企业对《制造执行系统》课程的应用情况，以及在实际生产过程中所采用的较为实用的新技术、新系统，充实教学资源。

4、结语

制造执行系统属于智能制造专业的专业课，同时也是机械制造及其自动化和机械电子工程等工科专业的选修知识。通过改革可达到以下效果：1）培养学生自主学习和团队协作的能力，激发了学生学习的热情和兴趣;2）提升了学生的职业素养和社会能力，使学习任务更接近企业生产;3）使教师的教学、实践能力得到提高;4）引入仿真教学，以解决实训设备数量不足的问题。

参考文献：

[1]MES选型与实施指南[M].机械工业出版社，武汉制信科技有限公司，2020

[2]智能制造系统解决方案案例集[M].电子工业出版社，辛国斌，2018

[3]智能制造[M].机械工业出版社，谭建荣，2017

[4]HYDRA制造执行系统指南[M].电子工业出版社，柯裕根，2017

[5]智能制造之路[M].机械工业出版社，同济大学工业4.0-智能工厂实验室，2016

作者简介：

吴豪琼（1986-），男，河南新乡人，讲师，主要从事：智能制造专业教学。

基金项目：

2021年度河南工學院教改项目：智能制造专业《制造执行系统MES》课程教学改革与实践（项目编号：JXGC-2021011）。ED0F0142-7CD3-4613-A0E1-68C79B76B629