丘海宁

【摘 要】建设模具PLM情景教学平台，主要是利用信息化技术，引入先进制造企业工作场景与管理模式，模拟实现网络化、数字化的企业产品全生命周期的业务过程。教学过程中，教师与学生可以利用这一平台充分感受体验企业产品生产的整个工作过程，提高学生的企业生产流程工艺知识及实践技能，掌握企业产品的工艺开发与管理。

【关键词】模具PLM情景教学平台 资源库 建设 教学实践

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2016）08B-0049-02

一、模具PLM情景教学平台资源库建设背景

2010年国家发布《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》，要求加快职业教育信息化建设，支撑高素质技能型人才培养。职业教育信息化是培养高素质劳动者和技能型人才的重要支撑，是教育信息化需要着重加强的薄弱环节。应大力推进职业院校数字校园建设，全面提升教学、实训、科研、管理、服务方面的信息化应用水平；以信息化促进人才培养模式改革，改进传统教育教学方法，培养高素质技能型人才，发挥信息技术在职业教育巩固规模、提高质量、办出特色、校企合作和服务社会中的支撑作用。

目前在院校的资源库建设中，车间实践与资源平台不能进行有效地连接，资源平台停留在教师平时资料查找的阶段。

建设PLM情景教学平台资源库平台，要实现以下功能：

第一，利用信息化技术，引入先进制造企业工作场景与管理模式，模拟实现网络化、数字化的企业产品全生命周期（PLM）的业务过程和有关管理过程。

第二，集中管理课程体系、教学大纲、教案课件、试题库、教学录像等，实现课程规范化和教学资源共享。

第三，教学任务管理，制定实训中心实训教学任务，查询实训教学任务安排。包括实训计划的编制、教师实训任务查询、实训执行反馈等。

第四，实习实训管理，建立实训课程安排，查询执行情况。对学生实训成绩进行查询，对老师的评价进行管理。对创新实训项目进行管理，参加创新大赛的准备、作品、获奖情况。

第五，实现工学一体，项目教学，学生既要在校学习，又要直接实践企业工作任务与要求。

二、基于CAXA公司的模具PLM情景教学平台资源库建设过程

（一）搭建平台。与企业合作，利用学校的校园网络与学校计算机等平台所需硬件进行搭建平台。情景教学平台是建立在以互联网络为基础、以综合数据服务器为载体的综合管理平台。管理平台集合教学资源与学习资源，集成现有的课程内容，如模具制造工艺教学、数控技术工艺教学、编程软件教学、机械制图二维三维设计教学、机械设计或模具设计软件教学等；可以提供权威认证资料、数控大赛指导及二次开发培训资料、企业实例应用等素材，可以管理各种教职工资料及教学中使用的课件、题库或科研成果，不断积累公共资源。如图1所示。

数字化的企业产品全生命周期（PLM）的业务过程和有关管理过程的子模块包括：三维建模虚拟样机装配仿真平台、数控铣编程仿真平台、数控车编程仿真平台、线切割编程仿真平台、数控化工艺仿真平台五大子平台。

1.三维建模虚拟样机装配仿真子平台。三维建模虚拟样机装配仿真子平台集创新设计、工程设计、协同设计于一体的新一代3D CAD系统解决方案。主要实现的功能与优点有：（1）2D3D集成。集成了二维机械制造等工程图模块，使用者可在同一软件下自由进行2D和3D设计，自动转换或读取不同文件格式，可以直接读写DWG/DXF/EXB等格式数据，可把三维模型转换输出为二维工程图纸，并实现二维图纸和三维模型的联动，更改三维二维自动随着改变。提供全剖视、半剖视、剖面、局部剖面、局部放大、尺寸投影等视图操作功能。（2）创新模式。创新模式将自由设计与精确设计结合在一起，可以不需要传统参数化造型CAD软件的设计方法，大大方便了刚进入设计领域的初学者开展产品创新工作，提高初学者的兴趣。（3）工程模式（全参数化设计模式）。除提供了创新模式外，还具备传统3D软件普遍采用的工程模式，便于设计修改。（4）虚拟产品装配。在同一环境下进行零件设计和装配设计功能：提供无约束装配和基于约束的装配，例如中心与中心、平面与平面、轴线、角度等。装配环境与零件设计环境统一并可建立零件与装配之间的关联关系。

2.数控铣编程仿真子平台。数控铣编程仿真子平台具有不同加工工艺、加工路线的数控铣削加工编程软件，为数控加工行业提供了从造型设计、三维建模到加工代码生成、加工仿真、代码校验等一体化的解决方案，是数控机床真正的“大脑”。主要功能包括NC代码通信、特征实体造型、知识加工、自由曲面造型、宏加工、两轴到三轴的数控加工、加工工艺控制、生成加工工序单、通用后置处理、加工轨迹仿真等。

3.数控车编程仿真子平台。数控车编程仿真平台具有二维工程CAD软件的绘图功能。系统特点有：图形编辑功能、加工轨迹、刀具、通用后置、代码反读、数据接口、轨迹仿真、参数修改。

4.线切割编程仿真子平台。线切割编程仿真子平台包括了简洁的轨迹生成手段，并可实现跳步及锥度加工，生成各种复杂图形的加工轨迹。通用的后置处理模块使平台可以满足各种机床的代码格式，可输出4B/R3B、3B代码，并可对生成的代码进行校验及加工仿真，并无缝集成了CAD绘图模块，可全面满足CAD/CAM 需求，接入各类二维CAD数据如DWG、DXF、EXB等。

5.数字化工艺仿真子平台。企业的工艺流程一般是信息采集、设计开始、设计完成、到工艺设计（包括生产部门、数量、派工单的下发、工艺工序卡片编制、夹具、材料定额、工时定额的工艺信息的统计汇总，设计与工艺的协同等），通过搭建数字化的工艺平台，让学生体验企业工艺编制的工作流程，提高学生的沟通协调能力、工艺编制能力。

学校与CAXA共同开发工艺系统，实现工艺的标准化、规范化。CAXA负责开发工艺系统平台，平台能引用不同格式不同软件设计的图形和数据，同时为生产制造准备各种需要的管理信息；学校根据实训车间的设备和生产情况，利用系统模板定义功能，定制出适合自己特点的工艺模板，并利用系统开放的数据库结构，自由扩充、定制知识库。系统有二次开发功能，方便教师、学生进行二次开发。

（二）教学资源开发。具体如下：

1.以课程建设为重点建立多媒体信息化教学资源。成立建设团队，制订相关制度与建设的行动计划，组织建设队伍，深入到企业、行业、兄弟学习调研，寻找教学资源原始材料，共同设计和研发适合专业发展、岗位能力要求、职业素养要求、具有企业典型工作任务的项目书、任务书、产品图纸、课件、教案、自学题库、教学视频、案例库、文献库等数字化教育资源。

2.以持续更新改进的方式建设信息化教学资源和实训环境。每个学期，对教师开发的资源进行收集整理，上传到平台进行共享。及时充实完善并更新学校的教学资源库，建设可以远程访问与管理的数字化、智能化多媒体教学环境，提高课堂教学的信息化水平，建设高效优质的网络教学环境，为实现全面实现教学的网络化、智能化和数字化打下坚实的基础。

3.与企业合作开发体现任务驱动、项目导向和案例教学的专业课程。依据模具制造技术专业教学目标与标准，构建与课程体系以及优质课程体系内容匹配的教学资源库，重点建设“数控车削加工与编程”、“数控铣削加工与编程”、“模具制造工艺”三门课程的教学资源库并共享在教学平台上。

4.完善学校模具制造生产线车间，实现生产车间与PLM情景教学平台实现一体化教学。

三、教学实践

（一）模具PLM情景教学。具体可见：

1.产品生产全过程演示与学习。把企业产品生产的教学资源导入教学平台，学生进入各子平台了解先进制造企业工作场景与管理模式，掌握企业产品全生命周期（PLM）的业务过程和有关管理过程。

2.操作现场直播教学演示。将实训中心的现场加工视频连接到实训中心机房，通过直播的方式，让学生在接受软件教学的同时，可以同步切换到现场生产加工环节，从而理解软件教学中关于工艺设置等方面的理论内容，理论教学与实践教学融入一体，丰富课堂教学手段。

3.教师把相关教学资源，包括课程体系、课程标准、教案、课件、试题库、教学录像、微课等上传到平台，实现课程规范化和教学资源共享，各教师之间可以调用及参考，通过交流不断提高。教学任务管理，制定实训中心实训教学任务，查询实训教学任务安排。包括实训计划的编制、教师实训任务查询、实训执行反馈等。

4.实习实训管理。把学生成绩、教师上课考核及时上传到平台，建立学生成绩档案、实训课程安排，查询执行情况等。对学生实训成绩进行登记查询，对老师的评价进行管理。

（二）开放共享的网络资源平台。课余时间开放资源库平台，学生或老师根据不同的权限可以查阅到相应权限的教学资源。通过平台，教师、学生可以根据自己的个性需求，通过客户端方式、浏览、查询、下载、使用和上传资源，并自主组织学习效果的测试与评价，实现师师、师生和生生之间的交流互动。

综上，通过模具PLM情景教学平台资源库教学实践应用，提高了学生的企业生产流程工艺知识及实践技能，有利于学生的自主学习与教师的教学，对企业产品开发、制造、学生学习、教师教学、二次开发、资源管理等任务进行了整合，提高了模具专业的教学质量。

【参考文献】

[1]鲁加明，邱小虎.基于PLM项目管理的研究[J].江苏船舶，2006（4）

[2]费晶.PLM企业建模之ARIS方法[J].榆林学院学报，2010（2）

[3]郭诚志.PLM支持下的数字化制造[J].航空制造术，2009（7）

[4]邢红所，洪晓鸣.医疗器械的产品生命周期管理（PLM）[J].中国医疗器械信息，2009（8）

[5]李彬，邓昌奇，陶筱梅.面向模具产品开发的PLM系统的应用[J].茂名学院学报，2007（3）

（责编 江月阳）