工業(yè)4.0背景下工業(yè)工程專業(yè)《現(xiàn)代制造系統(tǒng)》課程內(nèi)容改革研究

馮國奇

摘 要：工業(yè)4.0及中國制造2025等制造強國行動計劃背景下，現(xiàn)代制造系統(tǒng)也發(fā)生了巨大變化。本文在對當前《現(xiàn)代制造系統(tǒng)》課程內(nèi)容梳理的情況下，針對新的制造戰(zhàn)略背景，提出了新環(huán)境下《現(xiàn)代制造系統(tǒng)》的課程內(nèi)容規(guī)劃，使學(xué)生緊跟時代發(fā)展，掌握了解最新概念及相關(guān)技術(shù)，為將來就業(yè)打下堅實基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：工業(yè)4.0 中國制造2025 現(xiàn)代制造系統(tǒng)

一、引言

隨著信息及網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的飛速發(fā)展，制造系統(tǒng)也發(fā)生了巨大的變化。美國、德國及中國等都提出了各自的制造強國戰(zhàn)略計劃，即先進制造伙伴計劃、工業(yè)4.0、中國制造2025等。無論是工業(yè)4.0還是中國制造2025等，都是基于信息和工業(yè)技術(shù)的深度融合，使現(xiàn)代制造向智能制造轉(zhuǎn)變。工業(yè)工程專業(yè)是培養(yǎng)具備綜合運用專業(yè)知識分析和解決生產(chǎn)與服務(wù)系統(tǒng)的效率、質(zhì)量、成本及環(huán)境友好等管理與工程綜合性問題的復(fù)合型、應(yīng)用型和創(chuàng)新型高素質(zhì)專業(yè)人才，因此其課程設(shè)置及相關(guān)課程內(nèi)容應(yīng)緊跟現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要。

《現(xiàn)代制造系統(tǒng)》是工業(yè)工程專業(yè)的一門重要課程，它的主要目的是使學(xué)生掌握現(xiàn)代制造系統(tǒng)的管理和控制技術(shù)，將來為從事現(xiàn)代制造系統(tǒng)的分析與設(shè)計、管理與控制等相關(guān)工作打下基礎(chǔ)。因此，也必須對《現(xiàn)代制造系統(tǒng)》課程教學(xué)內(nèi)容進行改革以緊跟當前現(xiàn)代制造系統(tǒng)發(fā)展的現(xiàn)狀。

二、《現(xiàn)代制造系統(tǒng)》課程內(nèi)容設(shè)置現(xiàn)狀

通過對當前《現(xiàn)代制造系統(tǒng)》相關(guān)教材及國內(nèi)其他高校工業(yè)工程專業(yè)有關(guān)該課程的課程大綱研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)課程內(nèi)容安排還都局限在制造系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、運行原理、先進制造技術(shù)及先進制造模式、制造加工技術(shù)等內(nèi)容的介紹上，而沒有緊密結(jié)合國內(nèi)外現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展，及補充更新與現(xiàn)代制造系統(tǒng)密切相關(guān)的內(nèi)容。2017年科學(xué)出版社了針對工業(yè)工程專業(yè)的《現(xiàn)代制造系統(tǒng)（第二版）》（作者：莊品），其主要內(nèi)容包括制造系統(tǒng)的基本原理、先進制造模式、先進制造工藝技術(shù)、制造自動化系統(tǒng)、工業(yè)機器人及裝配自動化、綠色制造、工業(yè)4.0系統(tǒng)。該教材內(nèi)容雖然在內(nèi)容進行了一定調(diào)整，加入了工業(yè)4.0的介紹，但對現(xiàn)代智能制造系統(tǒng)實現(xiàn)的運營模式未進行系統(tǒng)說明。

三、《現(xiàn)代制造系統(tǒng)》課程內(nèi)容改革

基于當前《現(xiàn)代制造系統(tǒng)》課程內(nèi)容的現(xiàn)狀，本文提出工業(yè)4.0背景下該門課程內(nèi)容改革思路：圍繞工業(yè)4.0或中國制造2025的核心（信息化與工業(yè)化深度融合），設(shè)置相關(guān)課程內(nèi)容。除了傳統(tǒng)的制造、制造過程、制造系統(tǒng)及制造模式的演變等基本概念外，本課程應(yīng)著重豐富如下內(nèi)容。

（一）現(xiàn)代制造企業(yè)集成管理系統(tǒng)

作為工業(yè)工程專業(yè)學(xué)生，前期僅學(xué)習(xí)過CAD/CAM相關(guān)課程，而對現(xiàn)代制造企業(yè)所使用的一些制造管理類系統(tǒng)了解甚少，如CAPP、PDM、PLM（MES系統(tǒng)單獨講）等。在對臨近畢業(yè)的學(xué)生調(diào)研發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)學(xué)生對以上幾個系統(tǒng)沒有概念，不了解其作用，更談不上相互之間的關(guān)系。因此在新的課程內(nèi)容中非常有必要加入對這些系統(tǒng)的介紹，尤其是PDM及PLM系統(tǒng)的內(nèi)容，要著重加入對不同系統(tǒng)之間的集成關(guān)系描述，使學(xué)生掌握不同系統(tǒng)在企業(yè)中所承擔的功能及所處的位置。此部分內(nèi)容不是新概念，而是在現(xiàn)有課程中內(nèi)容中引入，強調(diào)不同系統(tǒng)之間的集成關(guān)系。

（二）制造企業(yè)信息化（兩化融合）

兩化融合是緊密結(jié)合中國制造現(xiàn)狀，在黨的十六大十七大提出的一種戰(zhàn)略思想，同時在《中國制造2025》中也指出兩化融合是實現(xiàn)中國未來制造的主要途徑。因此，除了讓學(xué)生明確兩化融合的基本概念及關(guān)鍵作用外，還需要對兩化融合的主要內(nèi)容及管理體系框架有所掌握，了解兩化融合貫標體系等，使學(xué)生緊跟當前中國國情。

（三）智能制造與工業(yè)4.0

智能制造是現(xiàn)在制造系統(tǒng)發(fā)展的最新階段，學(xué)生非常有必要了解智能制造相關(guān)的核心概念。除了智能制造相關(guān)概念外，使學(xué)生了解不同國家如德國、中國及美國針對制造提出的不同戰(zhàn)略管理思想及其異同（即工業(yè)4.0、中國制造2025、先進制造伙伴計劃AMP）。著重了解工業(yè)4.0和中國制造2025的核心內(nèi)容，了解中國制造2025所關(guān)注的重點方向等。

（四）制造執(zhí)行系統(tǒng)MES

制造制造系統(tǒng)MES是生產(chǎn)活動與管理活動信息溝通的橋梁，計劃與生產(chǎn)之間承上啟下的“信息樞紐”，能夠助力中國制造2025的實現(xiàn)，許多現(xiàn)代制造企業(yè)都在部署實施的系統(tǒng)。因此，作為工業(yè)工程專業(yè)的學(xué)生，應(yīng)該了解MES系統(tǒng)的功能，在企業(yè)中所處的重要地位，以及與ERP系統(tǒng)之間的互動集成關(guān)系，實現(xiàn)企業(yè)的一體化集成。

（五）大數(shù)據(jù)與現(xiàn)代制造系統(tǒng)

無論是德國工業(yè)4.0還是中國制造2025，都是使現(xiàn)代制造向智能化轉(zhuǎn)型，在此過程中都離不開大數(shù)據(jù)的支撐。也就是說現(xiàn)代制造業(yè)走向智能化的過程中，都將處在大數(shù)據(jù)制造背景之下。李克強總理曾提出：制定“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃，推動大數(shù)據(jù)等與現(xiàn)代制造業(yè)結(jié)合。因此，在《現(xiàn)代制造系統(tǒng)》課程中，有必要引入對大數(shù)據(jù)與現(xiàn)代制造系統(tǒng)結(jié)合的相關(guān)內(nèi)容?？梢詮囊韵聨讉€方面進行簡單介紹：大數(shù)據(jù)的基本概念及特點，大數(shù)據(jù)在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中的具體應(yīng)用形式（如物品品質(zhì)監(jiān)考、設(shè)備異常預(yù)測及監(jiān)控、零件生命周期預(yù)測、制程監(jiān)控提前警報、良率保固分析等）。在此過程中，應(yīng)通過大量案例分析方式使學(xué)生更清晰地了解大數(shù)據(jù)在現(xiàn)代制造企業(yè)中的應(yīng)用。

結(jié)語

基于當前制造系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及中國國情，本文提出了以上對《現(xiàn)代制造系統(tǒng)》課程內(nèi)容的更新補充，有利于學(xué)生及時了解當前制造系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀，掌握現(xiàn)代制造企業(yè)在實現(xiàn)智能制造過程中所重點關(guān)注的內(nèi)容，在走上工作崗位時能夠清晰了解生產(chǎn)制造、管理崗位中所涉及到的相關(guān)工作業(yè)務(wù)。

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