摘要：通过构建国内领先的数字化制造体验系统，在数字化的教学环境中，让学生在学校就可以接触到国内一流企业的管理理念与管理模式，并掌握将来工作所需要的程序编辑、仿真、传输、机床监控、刀具管理等一系列实用技能，对学生的职业教育是非常有帮助的，这也是一种有益的职业教育模式创新。
关键词：实训中心 数字化制造 数字化教学 体验系统
Abstract : Through the construction of digital manufacturing experience
system, in the digital exercise environment, lets the student can come into
contact with the management idea and management mode of the first-class
enterprises, and can learn how to use program editing, simulation, transmission,
machine monitoring ,tool management skills and so on . it is very helpful to the
student in the future and it is a good innovation for occupation education.
Key words: Training center, Digital manufacturing, Digital teaching and
training, Experience system
1.实施数字化制造实训教学的必要性
为满足社会对学生创新能力和实践能力的双重需求，促进职业教育与现代化制造模式紧密结合，以培养学生的综合职业能力为目标，在职业学院实训中心建设国内领先的数字化制造体验系统，使学生在学校就可以接触到企业数字化制造的前沿思想和应用系统，对学生将来走向社会具有非常现实的意义，并可很好地解决了以下几个长期困扰学校的问题：
1)学生尽早接触先进理念，实现与高端企业信息化的同步
推行
“教、学、用”多媒体一体化数字化制造教学模式，在国内一流企业使用的数字化制造模式环境中进行教学，促进学生知识、技能、职业素养协调发展，实现从“学校人”、到“准企业人”的过渡，对现代化职业教育具有非常重要的意义。
2)避免实训中的废活或机床损坏，造成不必要的损失
在数控专业的实训中，学生刚接触编程和机床操作，经常出现程序错误。而教师要照看几十位学生，如果学生将未经教师审核通过的程序传输到机床上，很容易造成事故。
教师希望有技术手段进行有效管理，只有经教师审核通过后才准许学生向机床上发送，当加工完成后，确保学生将最后的程序回传到管理系统，便于对学生进行考评管理。
3) 提高教师工作效率，降低教师工作量
每次上机实训时，都是几十个学生，教师审阅这些加工程序就会花费很长时间，并不能保证完全正确。通过软件系统快速检查出程序是否正确，如不正确则自动标示出错在哪里，并自动生成比较报告，可明显降低讲师的劳动强度。
另外，学生每次编完程序后，教师需要登记学生姓名、程序名称、所用机床、考核日期等一系列内容，管理系统如果能自动提取出程序的这些信息，则可以减少教师的很多工作量。
4)更好地理解企业管理理念，培养学生良好的职业素养
通过数字化制造体验系统，学生可以了解到主流企业先进的管理模式，可以清晰地知道企业数字化车间的管理模式与管理理念，并在实训教学中，通过对学生进行技术文档电子化的版本管理、流程管理、权限管理等培训与操作，也可以帮助学生掌握将来工作中必要的技能与职业素养，这对学生提前了解企业实际生产管理以及将来快速适应企业工作，都是非常有帮助的。
图1 现代化的数字化车间示意图
2.CIMCO实训中心数字化制造体验系统
作为国内领先的数字化车间专业公司，北京兰光创新科技有限公司基于世界领先的CIMCO
DNC系统，并结合国内职业学校的特点及具体需求，为学校数控专业量身打造的“CIMCO实训中心数字化制造体验系统”可很好地解决以上问题。
在该体验环境中，学生可以很好地从程序编辑、仿真、管理、传输、机床监控、视频监控、刀具管理、教学管理、考试管理、数据统计分析等数字化制造的各个环节中，学习国际先进管理理念，掌握国内主流企业所正在使用的先进系统，真正实现了“教”“学”“用”三者的完美统一。
2.1系统组成
系统由丹麦CIMCO公司的DNC-Max机床联网通讯(DNC-Max)、数控程序管理 (NCBase )、数控程序编辑与仿真(CIMCO
Edit)、机床监控与数据采集(MDC-Max)，以及北京兰光创新科技有限公司研发的SmartCrib刀具管理、Easywin教学管理、Easywin考试管理以及视频采集，共计8个模块，共同组成了实训中心数字化制造体验系统，以下是模块组成及示意图。
图2 系统组成
图3 系统架构
2.2系统主要功能
系统中与数控机床相关的部分是由丹麦CIMCO
公司的4个模块组成，主要解决数控设备的程序传输、程序编辑仿真、程序管理、机床监控四个部分，这也是目前国内主流企业所一致采用的高端DNC系统。
以下是各模块的主要功能及对学生的价值：
l 模块1：CIMCO
DNC-Max是本系统的基础，主要是解决机床网络传输问题。学生可在本系统中体验最新的分布式网络传输技术(DNC技术)，掌握程序的远程列表、远程下载、强制上传、远程比较等将来工作所需要的各项技能。
l 模块2：CIMCO
Edit是高效、灵活的数控程序编辑及仿真模块。教师可用这个模块快速检查学生程序错误;学生则可通过本模块掌握程序的手工编辑、程序数控自动处理、程序统计、程序智能比较、程序3D仿真等一系列企业数控编程工程师及技术工人日常工作中所需的知识。
l 模块3：CIMCO
NCBase是高端、专业的数控程序管理模块。通过本系统，学生掌握企业技术文档的典型审批流程定义、使用方法，体会管理系统的权限管理、流程管理、版本管理、程序关联文件管理、程序查询、3D关联文件浏览、系统备份与恢复等典型管理系统的管理思想与操作方法。
l 模块4：CIMCO
MDC-Max是全球领先的机床监控与数据采集模块。通过本系统，教师与学生可远程查看机床状态及机床各类统计报告，加深对相关知识的深刻理解，学生可深入了解企业对设备的管理方法、考核方法及OEE等企业关注的指标的理念等。
图4 CIMCO DNC系统组成及主要功能
模块5：视频监控块。通过成熟的视频监控模块的使用，学生可了解视频监控的原理及使用方法，并加深对规范操作重要性的理解。
模块6：SmartCrib刀具管理系统。实现刀具的日常库房管理，包括出入库操作、组合刀具拆装、盘点、报损、库存统计报表等功能。通过本模块的学习，除了规范学校刀具管理，降低刀具成本以外，还可以让学生学会对刀具管理的基本操作，并为以后的物料、夹具、量具等企业物品管理的掌握奠定良好的基础。
模块7：Easywin教学管理系统。是专为3D设计、制造等机械领域教学研发的管理系统，可帮助教师高效地完成课件、课程、作业及学生学习等一系列教与学中的管理工作，也可以帮助学生学习、掌握此类教学管理系统。
模块8：Easywin考试管理系统。实现题库、考卷、在线考试、监考、评卷、统计分析等考试中的一系列管理功能，实现教学的电子化考试。
2.3应用场景
通过实施本系统以后，在数控实训环节的应用场景如下：
2.3.1 在数控实训环节：
1)
学生无论是在教室还是在宿舍，都可将自己的程序以及所需的CAD模型等加载在系统中，系统自动提取学号、姓名、所用机床、题目代号等一系列信息并进行规范化管理。
图5 程序管理
2)
教师登录系统后，通过EDIT可马上看出程序是否正确，或者直接与标准程序进行比较，系统自动地标示出错误之处，并形成比较报告。如果程序错误，教师可通过系统让学生进行重新修正后再提交。只有经过教师审核通过的程序才能下发到机床，否则学生是不能下发的。
图6 程序智能比较
3)
学生在加工前，用现场的计算机查看程序的刀路轨迹，熟悉程序是怎么走的，用什么刀具，大概多长时间，3维模型是什么样子，注意事项有哪些，做到心中有数后再开始试切。
图7 程序仿真
4) 经教师在系统中批准后，学生在机床端进行远程列表、远程下载，将程序下载到机床上。
图8 程序远程传输
5) 程序加工完成后，下一个学生加工前，CIMCO
DNC的强制上传功能确保了程序必须回传到系统中进行保存与管理，否则下一个学生或程序不能下载。
6) 教师在现场或办公室，可通过MDC监控功能，记录学生的开始、结束时间，为评分提供参考，并让学生深刻理解机床的OEE等各类考核指标。
图9 MDC监控客户端
7) 实训完成后，教师在客户端将学生回传的程序归档入库，并写评语。
8) 在教学过程中，教师与学生在教室内，就可以切换到监控界面，查看远程机床状态，以及各种统计报表，这样学生可以更直观地了解所学知识。
图10 机床视频监控
9) 大屏幕显示
在实训车间安装LED显示器或液晶显示器显示机床状态信息、利用率等,方便领导和来宾了解实训车间的使用效果。
2.3.2 刀具管理环节：
1) 实现教师对刀具库的规范管理，对提高借刀效率、降低库存也具有非常重要的作用。
图11 刀具管理
2) 学生通过模拟库房管理人员，掌握刀具的出入库、组装、盘点、统计等基本技能。
2.3.3 教学与考试管理环节：
1) 教师进行课程设计、课程管理、作业安排等工作。
2) 学生进行在线学习。
图12 学习界面
3) 教师在线监控，可随时看到学生学习进展等信息。
4) 教师进行组卷管理，设计好考卷。
5) 学生在系统中进行在线考试。
6) 教师在线监考。
7) 教师进行评卷与成绩管理。
3，总结
通过实施本系统，学生可以身临其境地感受主流企业的管理模式与管理理念，很好地掌握程序编辑、仿真、比较、传输、程序管理、刀具及工装、物料、量具等生产资源管理的各种技能，并可深刻理解程序网络传输、机床远程监控、数字化教学等先进理念，对学生将来更好地走向社会、适应社会具有非常好的作用。
发表于：
2014-06-13 19:18 阅读(1438)
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