提升機(jī)械設(shè)計(jì)制造專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量淺探

王若瀾 王良文 謝貴重

摘 要：畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生具備獨(dú)立思考問題、分析并解決問題能力的重要手段。本研究以鄭州輕工業(yè)大學(xué)為例，分析了機(jī)械設(shè)計(jì)制造專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)存在的問題，并從設(shè)置基于特色人才培養(yǎng)需求的先進(jìn)制造技術(shù)課程、結(jié)合輕工裝備的特點(diǎn)設(shè)置選題、強(qiáng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師工程素養(yǎng)、關(guān)注學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容的起點(diǎn)選擇與銜接、設(shè)置畢業(yè)設(shè)計(jì)過程控制節(jié)點(diǎn)等方面做出有益探索。

關(guān)鍵詞：特色專業(yè)建設(shè);輕工機(jī)械;畢業(yè)設(shè)計(jì);持續(xù)改進(jìn)

畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生具備獨(dú)立思考問題、分析并解決問題能力的重要手段，畢業(yè)設(shè)計(jì)階段是高校培養(yǎng)學(xué)生和完成本科教學(xué)計(jì)劃的最后階段。較多學(xué)者對畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)做出了有益探索。比如，王良文等提出根據(jù)輕工行業(yè)轉(zhuǎn)型背景要求，使課程設(shè)置與畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求相融合;李宏娟等針對機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，提出制度保障、過程指導(dǎo)、教學(xué)投入、評價機(jī)制等方面的改革建議;趙通林等以礦物加工工程專業(yè)為例，從制度建設(shè)、設(shè)計(jì)選題、導(dǎo)師遴選、學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度等方面分析畢業(yè)設(shè)計(jì)中存在的主要問題;薛麗等將PDCA循環(huán)理念應(yīng)用于本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的整個過程;路增祥等提出構(gòu)建“專業(yè)教師—設(shè)計(jì)師—現(xiàn)場工程師”的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)聯(lián)合指導(dǎo)模式;等等。

課題組所在的鄭州輕工業(yè)大學(xué)以輕工機(jī)械人才培養(yǎng)為目標(biāo)，研究行業(yè)的發(fā)展特點(diǎn)，針對機(jī)械設(shè)計(jì)制造專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)存在的問題，進(jìn)行了有益探索。

一、機(jī)械設(shè)計(jì)制造專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)存在的問題

傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)在選題上較少關(guān)注輕工裝備行業(yè)發(fā)展與人才培養(yǎng)需求，學(xué)生多依據(jù)自己的感覺與對相關(guān)知識熟悉的程度，簡單設(shè)置畢業(yè)設(shè)計(jì)題目。這些選題與培養(yǎng)工程技術(shù)人才、服務(wù)中國輕工裝備行業(yè)開展數(shù)字化設(shè)計(jì)制造、由生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)變的專業(yè)設(shè)置目標(biāo)，有著較大差距。

（一）畢業(yè)設(shè)計(jì)選題大多停留在使用CAD設(shè)計(jì)繪圖層面，很少做到與CAE工程結(jié)合。而現(xiàn)代企業(yè)要求的是能夠?qū)㈥P(guān)鍵核心部件的振動分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性工程相融合進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（二）畢業(yè)設(shè)計(jì)選題對虛擬制造技術(shù)重視不夠。現(xiàn)代企業(yè)要求在產(chǎn)品的制造實(shí)驗(yàn)過程中，能以虛擬現(xiàn)實(shí)和仿真技術(shù)為基礎(chǔ)，對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過程統(tǒng)一建模，在計(jì)算機(jī)上模擬產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、加工到裝配、檢驗(yàn)、使用等整個生命周期，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品在設(shè)計(jì)階段就模擬出成品的制造過程及其性能展示，以達(dá)到優(yōu)化生產(chǎn)管理和資源規(guī)劃的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)周期最短、成本最小、產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量最優(yōu)和生產(chǎn)效率最高。

（三）畢業(yè)設(shè)計(jì)選題對工業(yè)機(jī)器人的關(guān)注度不夠。目前，工業(yè)機(jī)器人開始在我國輕工行業(yè)廣泛應(yīng)用，具有輕工行業(yè)特點(diǎn)的機(jī)器人市場潛力十分巨大。然而，當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)制造專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)在選題時卻很少關(guān)注工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用。

二、提升機(jī)械設(shè)計(jì)制造專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的有益探索

高質(zhì)量的畢業(yè)設(shè)計(jì)，涉及制度保障、選題設(shè)計(jì)、導(dǎo)師指導(dǎo)能力、學(xué)生投入精力等多方面。在教學(xué)實(shí)踐中，課題組針對畢業(yè)設(shè)計(jì)存在的問題，采取相應(yīng)措施對課程內(nèi)容進(jìn)行整合與重構(gòu)，突出對學(xué)生現(xiàn)代知識應(yīng)用與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

（一）設(shè)置基于特色人才培養(yǎng)需求的先進(jìn)制造技術(shù)課程，強(qiáng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)知識基礎(chǔ)課程

課題組在機(jī)械設(shè)計(jì)制造專業(yè)的教學(xué)方案優(yōu)化中，結(jié)合現(xiàn)代輕工機(jī)械行業(yè)發(fā)展趨勢開設(shè)融合先進(jìn)技術(shù)的課程。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，學(xué)生通過運(yùn)用所學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)了由學(xué)生向工程技術(shù)人員身份轉(zhuǎn)變的模擬演練。

1.輕工機(jī)械CAE工程技術(shù)課程。該課程強(qiáng)調(diào)CAD、CAM、CAE在產(chǎn)品開發(fā)中的應(yīng)用，注重計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造等現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造技術(shù)與輕工裝備設(shè)計(jì)開發(fā)的融合，突出虛擬制造技術(shù)在輕工裝備設(shè)計(jì)研發(fā)的作用。

2.輕工機(jī)械發(fā)展前沿課程。該課程緊跟輕工機(jī)械發(fā)展趨勢，強(qiáng)化輕工裝備設(shè)計(jì)、開發(fā)、應(yīng)用制造、維護(hù)管理等行業(yè)特點(diǎn)，有助于加強(qiáng)學(xué)生對輕工裝備行業(yè)整體的認(rèn)識和把握。

3.信號檢測與故障診斷課程。該課程面向輕工裝備“兩化”深度融合，推進(jìn)智能制造、綠色制造理念，關(guān)注輕工裝備全生命周期數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)模型構(gòu)建、基于大數(shù)據(jù)的知識挖掘技術(shù)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控方法、產(chǎn)品加工性能控制和預(yù)測方法等。

4.輕工機(jī)器人技術(shù)課程。該課程突出輕工機(jī)械工作對象和工作特點(diǎn)以及其在機(jī)器人研究、開發(fā)、分析中的反饋，幫助學(xué)生掌握現(xiàn)代工業(yè)的典型自動化裝備——工業(yè)機(jī)器人在輕工裝備行業(yè)中的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)。

（二）結(jié)合輕工裝備的特點(diǎn)，安排具有工程實(shí)際意義的畢業(yè)設(shè)計(jì)選題

學(xué)生在掌握基本的專業(yè)知識后，還要進(jìn)一步了解在輕工行業(yè)生產(chǎn)管理過程中科學(xué)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)、社會之間的關(guān)系，掌握輕工裝備具體生產(chǎn)環(huán)節(jié)的實(shí)際特點(diǎn)。畢業(yè)設(shè)計(jì)要突出選題的導(dǎo)向作用，鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決實(shí)際問題的能力，提高學(xué)生完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的積極性。教師可以引導(dǎo)學(xué)生參與自己的科研工作，同時要避免選題的重復(fù)以及隨意為學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)置題目。比如，鄭州輕工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院設(shè)置的選題涉及“CAE工程應(yīng)用”“虛擬制造”“輕工行業(yè)機(jī)器人”“輕工與包裝機(jī)械”等，盡量避免選題的重復(fù)。

（三）強(qiáng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師的工程素養(yǎng)

機(jī)械設(shè)計(jì)制造專業(yè)是實(shí)用性很強(qiáng)的專業(yè)，需要大量的工程實(shí)踐知識，這對教師自身工程素養(yǎng)提出了較高要求。然而，由于現(xiàn)在的年輕教師普遍沒有在企業(yè)一線工作的經(jīng)歷，掌握的知識偏理論化，因此，提升教師自身工程素養(yǎng)非常必要。比如，鄭州輕工業(yè)大學(xué)從制度設(shè)置上，鼓勵教師進(jìn)入企業(yè)或加強(qiáng)與企業(yè)的合作。具體而言，青年教師在晉升高級職稱前，要求其至少有半年全職在企業(yè)從事科研工作的經(jīng)歷。在安排機(jī)械設(shè)計(jì)制造專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)導(dǎo)師時，聘請企業(yè)工程技術(shù)人員進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)。此外，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的各個環(huán)節(jié)，均聘請企業(yè)技術(shù)專家參與。

（四）關(guān)注各屆學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容的起點(diǎn)選擇與銜接

課題組在畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐中，努力使多屆學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)形成接力，讓往屆學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)成果成為后續(xù)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的起點(diǎn)。與傳統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)導(dǎo)師害怕學(xué)生抄襲往屆畢業(yè)設(shè)計(jì)，而不讓學(xué)生參考已有畢業(yè)論文的思路不同，課題組在畢業(yè)設(shè)計(jì)的初始階段就將往屆相關(guān)的畢業(yè)設(shè)計(jì)資料全部發(fā)給學(xué)生，并要求學(xué)生學(xué)習(xí)已有的畢業(yè)設(shè)計(jì)成果，從而確保學(xué)生完成的畢業(yè)設(shè)計(jì)是對往屆畢業(yè)設(shè)計(jì)成果的進(jìn)一步深化。這樣可以促使學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的水平呈現(xiàn)螺旋式提升，而不是從頭開始的低水平重復(fù)。目前實(shí)施的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的查重機(jī)制，在很大程度上能夠避免學(xué)生照抄往屆的畢業(yè)設(shè)計(jì)。因此，通過這種模式，既可以避免學(xué)生簡單抄襲，又可以使學(xué)生在現(xiàn)有成果的基礎(chǔ)上融入新知識去探討、掌握解決問題的能力。

（五）設(shè)置畢業(yè)設(shè)計(jì)過程控制節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行多環(huán)節(jié)答辯

將培養(yǎng)研究生的開題答辯、中期答辯、畢業(yè)設(shè)計(jì)預(yù)答辯等環(huán)節(jié)與方法應(yīng)用到該專業(yè)的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)中。比如，開題答辯環(huán)節(jié)安排在本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開始后的第3周，中期答辯環(huán)節(jié)安排在本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開始后的第7周，預(yù)答辯環(huán)節(jié)安排在畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束前的1～2周。只有完成前一環(huán)節(jié)的學(xué)生才能進(jìn)入下一環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)。同時，只有通過預(yù)答辯才能進(jìn)入最后的畢業(yè)答辯。設(shè)置畢業(yè)設(shè)計(jì)過程控制節(jié)點(diǎn)，可以確保學(xué)生合理安排時間，有序推進(jìn)畢業(yè)設(shè)計(jì)。

三、結(jié)語

針對機(jī)械設(shè)計(jì)制造專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)存在的問題，設(shè)置基于特色人才培養(yǎng)需求的先進(jìn)技術(shù)課程，能夠有效鞏固學(xué)生的知識基礎(chǔ)，提高學(xué)生的就業(yè)競爭力;結(jié)合輕工裝備的特點(diǎn)設(shè)置選題，突出選題的導(dǎo)向作用，引導(dǎo)學(xué)生深入了解選題中的行業(yè)需求，有利于激發(fā)其創(chuàng)新潛力。在學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，強(qiáng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師的工程素養(yǎng)，關(guān)注學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容的起點(diǎn)與銜接，設(shè)置畢業(yè)設(shè)計(jì)過程控制節(jié)點(diǎn)，能使學(xué)生深化已有畢業(yè)成果、有序推進(jìn)畢業(yè)設(shè)計(jì)。實(shí)踐證明，通過以上探索與優(yōu)化，該專業(yè)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量得到有效提升，該專業(yè)也成為國家一流建設(shè)專業(yè)。

參考文獻(xiàn)：

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責(zé)編：初 心

基金項(xiàng)目：2018年度河南省高等學(xué)校優(yōu)秀基層教學(xué)組織建設(shè)項(xiàng)目;2021年度鄭州輕工業(yè)大學(xué)教育教學(xué)改革與實(shí)踐研究項(xiàng)目

作者簡介：王若瀾（1992— ），女，鄭州輕工業(yè)大學(xué)國際教育學(xué)院助教，研究方向?yàn)閲H合作教育;王良文（1963— ），男，鄭州輕工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)闄C(jī)械工程;謝貴重（1983— ），男，鄭州輕工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院副教授，研究方向?yàn)闄C(jī)械工程。