校內(nèi)實訓基地建設模式的探索和實踐

陳劍松，邱川弘

（深圳職業(yè)技術(shù)學院 藝術(shù)設計學院，廣東 深圳 518055）

1 為何共建技術(shù)平臺

對國內(nèi)、國際市場鐘表業(yè)近年發(fā)展趨勢了然于心的深圳鐘表行業(yè)協(xié)會，清醒地認識到深圳鐘表業(yè)作為國內(nèi)的龍頭，必須利用科技的力量，利用先進的管理軟件參與設計、品牌管理和生產(chǎn)數(shù)據(jù)的管理，控制產(chǎn)品的質(zhì)量和檢驗過程，靠新穎的設計和優(yōu)良的品質(zhì)來增加產(chǎn)品附加值，提高產(chǎn)品的“五度一率”，即知名度、美譽度、偏好度、滿意度、忠誠度和市場占有率，才能走出一條中國鐘表業(yè)“從模仿到原創(chuàng)”的發(fā)展之路，因此，構(gòu)建技術(shù)平臺不失為行業(yè)、企業(yè)應對時下挑戰(zhàn)的一種良策。

“共建技術(shù)平臺”是一種校內(nèi)實訓基地建設的新模式。深圳職業(yè)技術(shù)學院在校內(nèi)與行業(yè)、企業(yè)“共建技術(shù)平臺”，學校的師資力量不僅能為行業(yè)、企業(yè)發(fā)展提供強有力的技術(shù)支持，而且能為滿足其需求培養(yǎng)更高技術(shù)和質(zhì)量水平的應用型人才［3］，如技術(shù)平臺上的技術(shù)攻關項目或技術(shù)推廣項目本身就來自企業(yè)，學校教師根本無須再到行業(yè)、企業(yè)的生產(chǎn)實際中去尋求和提煉“項目”、“任務”，這樣就變“找米下鍋”為“米在鍋中”，變“工學結(jié)合”為“工學融合”，打破有礙于“校企合作，工學結(jié)合”的地理邊界、社會邊界和心理邊界。

2 如何選用管理軟件

產(chǎn)品生命周期系統(tǒng)PLM（product lifecycle management）是在產(chǎn)品設計和數(shù)據(jù)管理基礎上發(fā)展而來的一種全新的管理理念和技術(shù)，對產(chǎn)品從用戶需求、產(chǎn)品設計、工藝規(guī)劃、制造裝配、維護服務到報廢回收等整個生命周期的過程、資源進行管理［4－9］。深圳鐘表行業(yè)協(xié)會和深圳職業(yè)技術(shù)學院成立課題組，共同構(gòu)建面向深圳鐘表行業(yè)、企業(yè)的PLM技術(shù)平臺，得到了深圳市政府斥資數(shù)百萬元的強力支持。

課題組選用法國達索公司的PLM系統(tǒng)。1981年以來，法國達索公司持續(xù)開發(fā)支持工業(yè)設計流程的PLM應用軟件，為產(chǎn)品從設計概念—產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計—批量生產(chǎn)—品質(zhì)—銷售服務等整個生命周期提供3D的數(shù)據(jù)模型，曾為80個國家的115 000多客戶創(chuàng)造價值。

此軟件能對行業(yè)、企業(yè)的設計、采購、檢驗等部門的產(chǎn)品數(shù)據(jù)進行控制、管理和發(fā)布，能為企業(yè)后續(xù)的ERP（enterprise resource planning，企業(yè)資源計劃）管理提供準確的數(shù)據(jù)，并能使學校教師接觸到行業(yè)、企業(yè)最先進的技術(shù)平臺，有益于自身真正達成“雙師型”，也能給學生直接灌輸國際先進的設計理念和設計方法，使他們有更強的就業(yè)能力。

3 如何構(gòu)建技術(shù)平臺

3.1 選定對象

課題組通過走訪，決定選擇“深圳伯X”作為試點。理由有3個：一是該企業(yè)負責人有強烈的變革需求，希望借此提升企業(yè)的產(chǎn)品創(chuàng)新能力和市場競爭能力；二是該企業(yè)是一中型企業(yè)，在深圳鐘表行業(yè)90%以上都是中小企業(yè)的構(gòu)成中具有代表意義；三是該企業(yè)是深圳鐘表行業(yè)里眾多從無到有、逐步發(fā)展起來的典型的民營企業(yè)之一，研究成果具有普遍的指導意義。

3.2 前期培訓

為了讓行業(yè)、企業(yè)的產(chǎn)品概念設計師、結(jié)構(gòu)設計師、制造工程師等能夠在同一技術(shù)平臺上“無縫”協(xié)同工作，以提高研發(fā)效率，提升可持續(xù)創(chuàng)新能力，便于更好地參與國際競爭，首先要對他們（含學校多名實訓教師）分2步進行應用軟件的培訓：第一步CATIA軟件基礎培訓；第二步以“深圳伯X”的產(chǎn)品為案例進行設計模板應用的高級培訓。整個培訓歷時4個月，每周2天，實際培訓天數(shù)為32天。

3.3 深入剖析

課題組深入到“深圳伯X”的設計部門、研發(fā)部門、生產(chǎn)管理部門、采購部門和檢驗部門調(diào)研，對產(chǎn)品的設計流程和現(xiàn)狀進行剖析，如圖1所示。

圖1 產(chǎn)品流程圖

通過剖析，發(fā)現(xiàn)“深圳伯X”當前尚存在如下“五不一缺”的問題：

（1）產(chǎn)品的原創(chuàng)性不夠。雖有自主品牌，但由于設計軟件欠缺和設計師積累不夠，故新產(chǎn)品的設計總不能滿足領導和用戶的種類多、系列多的要求。

（2）資源的重用度不夠。如表殼的3D模型用Solidworks軟件，而其工程圖用AutoCAD軟件，2個文件毫無關聯(lián)，不能重用，造成設計中的工作重復。

（3）產(chǎn)品設計平臺不一。外觀設計師常用的設計軟件有：PhotoShop，CorelDraw或者Adobe Illustrator；而結(jié)構(gòu)工程師使用Solidworks，Pro－Engineer創(chuàng)建3D模型，使用AutoCAD軟件生成2D工程圖。這使得文件相互轉(zhuǎn)化煩瑣、數(shù)據(jù)無法統(tǒng)一管理、數(shù)據(jù)修改容易遺漏、正確圖紙歸檔管理困難等。

（4）采購渠道溝通不暢。工程圖通常由工程部人工發(fā)放給采購部，如遇到修改的情況，往往舊圖的回收不完全，無法實現(xiàn)“圖紙受控”。

（5）發(fā)現(xiàn)設計缺陷不易。由于沒有統(tǒng)一的設計平臺，無法使用干涉檢測，不容易發(fā)現(xiàn)設計缺陷，需要有經(jīng)驗的技術(shù)主管或總工程師逐一檢查圖紙，即便圖紙的問題解決了，3D模型又不能與圖紙關聯(lián)，又需再次去解決3D模型的問題。如此重復的工作量非常大，而且容易錯漏。

（6）設計的零件庫空缺。沒有設計的標準零件庫，設計數(shù)據(jù)無法調(diào)用，設計效率不高。設計的準確性只能依靠人腦和經(jīng)驗去控制，人員的變動會影響設計的準確性，也會使設計周期加長。

3.4 組織實施

針對“深圳伯X”“五不一缺”的問題，技術(shù)平臺用CATIA設計軟件統(tǒng)一外形和結(jié)構(gòu)設計，用ENOVIA進行數(shù)據(jù)管理，平臺包含了CAD／CAM／CAE技術(shù)，故對鐘表企業(yè)以往的產(chǎn)品和數(shù)據(jù)能夠進行有效積累和科學管理，同時還能在此基礎上不斷增加創(chuàng)新的元素，所以能逐步提升企業(yè)的創(chuàng)新能力，實現(xiàn)可持續(xù)的創(chuàng)新設計，能有效地幫助企業(yè)產(chǎn)品適應市場的“潮流化、時尚化、科技化”需求，有益于品牌建設。為此課題組決定分3個階段，如圖2所示，組織實施。

（1）第一階段。嘗試使用CATIA進行外觀設計，與結(jié)構(gòu)設計統(tǒng)一平臺；開始使用CATIA創(chuàng)建機芯、表帶頭珠、表玻璃及把的的3D模型；使用CATIA出工程圖；創(chuàng)建標準零件庫架構(gòu)。

（2）第二階段。使用CATIA建立表帶，尤其是金屬帶的3D模型；建立帶扣的3D模型；使用CATIA進行手表產(chǎn)品的渲染；使用CATIA進行手表數(shù)字樣機的運動模擬和干涉分析；從概念到制造的最佳實踐。

（3）第三階段。加強與采購、品質(zhì)部門的信息共享；加強與供應商的信息共享；加強變更管理；建立受控的開發(fā)環(huán)境。

圖2 革新后的流程圖

3.5 平臺為企業(yè)帶來的成效

課題組在“深圳伯X”構(gòu)建技術(shù)平臺歷時1年，時間不長，但已效果顯然。

（1）統(tǒng)一設計平臺。“深圳伯X”采用CATIA設計平臺之后，外觀和結(jié)構(gòu)設計在同一平臺上進行，外觀設計可以更好地表達設計意圖，數(shù)據(jù)可以直接轉(zhuǎn)給后續(xù)的結(jié)構(gòu)設計使用，形成“無縫”連接，而且結(jié)構(gòu)工程師可以重用外觀設計的成果，提高了效率。

（2）加強產(chǎn)品創(chuàng)新。除使用CATIA平臺創(chuàng)建表殼以外，還可以創(chuàng)建其他的手表外觀件（例如：帶，扣，把的，表針，玻璃等），使得整只手表可以在CATIA 3D虛擬的設計環(huán)境下表達出來。這樣就能表達多種設計意圖，能進行不同部件的組合搭配，激發(fā)了設計師的設計思路，有利于產(chǎn)品的原創(chuàng)性；同時評審人員能在前期進行外觀的評審，有利于給出更加精準的評審意見。

（3）提升設計精度和質(zhì)量。當使用CATIA設計平臺創(chuàng)建整個手表產(chǎn)品之后，設計師就可以在虛擬的設計環(huán)境中檢查和模擬零件與零件之間的配合、公差和間隙等。例如表針與表面的間隙、表針與表玻璃的間隙等，這樣對控制手表的設計精度和制造精度，都有非常大的幫助，而不用等到出QC版的時候，才能發(fā)現(xiàn)一些質(zhì)量問題。所以，產(chǎn)品的設計精度和制造精度提高了，產(chǎn)品質(zhì)量也自然提高了。

（4）及時發(fā)現(xiàn)設計缺陷。越早發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設計中的問題，對整個產(chǎn)品開發(fā)流程的影響就越小。使用CATIA設計平臺能及時發(fā)現(xiàn)外觀和結(jié)構(gòu)設計中存在的問題和缺陷，不需等到第一次手板出來才能有所發(fā)現(xiàn)。如把外觀評審提前到外觀手板之前來進行，可以大大提高外觀手板的通過率，或者取消制作外觀手板（除非客戶要求），優(yōu)化了設計流程，提高了設計效率。

（5）加強設計資源重用。在“深圳伯X”使用CATIA平臺一段時間，3D的設計資源逐漸豐富之后，正在逐步建立“標準零件庫”。這樣可以重用設計資源，提高效率，減少錯誤，提高質(zhì)量。

（6）標準化的設計和檢測。“深圳伯X”已將其“企業(yè)設計標準”融入到CATIA設計平臺，建立工程圖模板，使設計工作能夠標準化，并建立自動檢測模板，利用平臺提供的檢測方法（又稱為“知識工程”），自動幫助設計師檢查設計不合理的地方，提高了產(chǎn)品的設計精度和合理性。

（7）加強與供應商的合作。平臺的建立加強了與供應商的合作，縮短了產(chǎn)品開發(fā)的時間，提高了一次成功率。

3.6 平臺為學校帶來的成效

（1）平臺的真實體驗性。產(chǎn)品設計課程和產(chǎn)品綜合實訓課程是工業(yè)設計專業(yè)的核心課程，學生完成相關理論與基本實踐能力的課程后，能參與到真實的設計“項目”和“任務”中來，經(jīng)歷企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)的真實過程，接受市場化的評價標準，及時得到來自企業(yè)和專家的指導和幫助，不僅能激發(fā)他們的學習熱情，提高他們的實踐能力，還能夠提高他們的職業(yè)素養(yǎng)，提早了解企業(yè)的需求，盡早進入設計師的角色［10－11］。

（2）平臺的技術(shù)先進性。校企共享技術(shù)平臺，引入的是世界一流的設計軟件和設計管理系統(tǒng)，并且同步更新，使教師和學生能在相同版本的先進軟件平臺，分享世界級設計大師或著名企業(yè)在產(chǎn)品設計應用上的經(jīng)驗，擴展國際化視野，提升設計能力，更新知識結(jié)構(gòu)，教學內(nèi)容也能與時俱進。

（3）平臺的友好開放性。平臺具有二次開發(fā)的接口，除了可以開發(fā)出鐘表企業(yè)的設計模板，還可以開發(fā)出家具、玩具等工業(yè)產(chǎn)品的設計模板，這樣平臺就能為深圳職業(yè)技術(shù)學院所有設計類專業(yè)服務，提供實踐教學的平臺。平臺還具有演示功能，行業(yè)、企業(yè)的專家可為在校師生和企業(yè)員工進行新技術(shù)、新工藝的講座，以及進行操作規(guī)范、行業(yè)設計、裝配標準等的宣講，成為面向社會開放的培訓平臺。

（4）平臺的可持續(xù)發(fā)展性。校企共享技術(shù)平臺上，軟件不斷同步更新，設計模板不斷更新，新技術(shù)、新工藝等的交流也不斷更新，所以教師能順應科技的發(fā)展，憑借這個平臺，不斷開發(fā)新的教學內(nèi)容、制定新的課程標準，使學生適應社會可持續(xù)發(fā)展的需求。

4 結(jié)束語

課題組所建的PLM技術(shù)平臺，為企業(yè)帶來的益處是初步實現(xiàn)了預先設定的8點期望，即提高設計效率、加強采購協(xié)同、暢述設計概念、早現(xiàn)設計缺陷、提供重用平臺、融入原創(chuàng)設計、控制設計精度、提升產(chǎn)品質(zhì)量。深圳職業(yè)技術(shù)學院的教師通過共建技術(shù)平臺掌握了全新的系統(tǒng)軟件，直接參與為企業(yè)的咨詢服務，帶領學生參與企業(yè)的產(chǎn)品設計和研發(fā)，為企業(yè)輸送掌握平臺運作和使用的人才，真正實現(xiàn)了與企業(yè)的需求無縫鏈接?！肮步夹g(shù)平臺”是“政企行校四方聯(lián)動，產(chǎn)學研用立體推進”的深度演繹，是值得借鑒的高等職業(yè)教育校內(nèi)實訓基地的新模式之一。

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