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摘要:模具行业的快速发展和模具设计与制造中新技术的应用,对模具专业人才的培养提出了新要求,调整专业培养计划势在必行。本文阐述了模具行业的发展现状及现代模具工业时代的特征,重点论述了模具专业人才需求状况及教学体系调整的必要性。
关键词:模具;人才培养;教学改革;实践体系
模具,被称之为“百业之母”、“效益放大器”,也被称为“金钥匙”、“进入富裕社会的原动力”,是制造业的重要基础工艺装备。模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一,没有高水平的模具就没有高水平的产品已成为共识。
随着经济的发展,模具的产业结构和企业规模发生了很大的变化。社会和企业所需求的模具专业人才的内涵及知识能力结构也发生了变化。为培养出适应社会发展、满足企业需求的高职高专人才,本文对现代模具企业的特征及其对人才的需求状况进行了分析,阐述了高职院校进行模具专业教学体系调整的必要性。
一、我国模具行业的发展现状及其技术特征
近年来,我国模具行业发展很快。据不完全统计,目前模具生产厂点共有2万多家,从业人员已超过50万人,全年模具产值约为360亿元,出口约2亿美元,进口约10亿美元。随着模具结构的调整和行业体制的改革,大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于行业总发展水平,塑料模和压铸模比例增大,专业模具厂数量及其生产加工能力增加,“三资”及私营企业发展迅速,股份制改造步伐加快。从地区分布看,珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区,南方的发展快于北方,其中发展最快、模具生产最集中的省份是广东和浙江。这两个省的模具产值约占全国总量的60%以上。从体制上看,广东省的5000多家模具生产企业主要为三资,而浙江省的4000多家主要为民营个体。
随着科学技术的飞速进步,模具技术及制造方式也发生了根本性的变化,已经从传统的手工设计,从有经验的钳工师傅为主导的技艺型生产方式转变到了以数字化、信息化、自动化生产为特征的现代模具工业生产时代,突出表现为:
1 在模具设计制造中已广泛采用CAD/CAM技术。模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计的发展方向。欧美企业CAD/CAE/CAM的广泛应用,显示了以信息技术带动和提升模具工业的优越性。CAD应用方面,已超越了甩图板、二维绘图的初级阶段。目前,3D设计已经达到70%-80%,Pro/E、UG等软件应用已经很普遍。CAE技术在欧美业已逐渐成熟,例如,应用CAE分析软件能够模拟塑料充模过程、分析冷却过程、预测成形过程中可能发生的缺陷。应用C AE软件模拟冲压件的金属变形过程、分析应力、应变分布、预测破裂、起皱和回弹等缺陷。数控机床的普遍应用,保证了模具零件的加工精度和质量。目前,我国大多数企业已广泛应用了模具CAD/CAM技术,少数企业也应用了CAE技术,应用CAPP技术的企业相对较少一些。国产模具软件开发应用的比较少,主要是应用国外软件。
2 快速原型制造(Rapid Prototype Manufacturing,RPM)及相关技术得到了更好的发展。快速原型制造使得模具从概念设计到制造完成仅为传统加工方法所需时间的1/3和成本的1/4左右,适用于低成本、小批量的零件,发展前景很好。
3 高速切削加工(High-Spoed Manufacturing,HSM)得到广泛的应用。主轴转速可达40000-100000/min,快速进给速度可达30-40m/min,换刀时间可提高1-2s,这样就大幅度提高了加工效率,并可获得表面粗糙度Ra≤2um。,另外,还可加工硬度达60HRC的模具材料,在美国、德国和日本等工业发达国家,其工业近年来正在进行一场大规模的技术革命,这就是逐步用高速切削機床替代电加工设备,对型腔进行高效精密加工。高速切削可显著提高加工效率,已成为模具制造的主流。
4 热流道技术已逐步广泛应用。国外这项技术发展很快,许多塑料模具厂生产的模具已有一半用上了热流道技术,有的甚至已达80%,效果十分明显。国内近几年已开始推广应用,但总体还达不到10%,目前应用的热流道主要还是国外进口的,由于价格昂贵,影响了推广应用,使塑料件成型过程中产生了很多废料。有的时候废料在流道中的余料比成型零件的重量还大,造成了能源材料的浪费。
5 优质材料及先进的表面处理技术取得快速的发展。近10多年来一些模具新钢种应运而生,如调质钢、粉末高速钢、硬质合金、陶瓷材料、复合材料等。一些精度要求高,制造难度大的大型、精密、复杂模具基本上都采用新型模具钢材。目前,我国经常采用的新型模具钢,如D2、P20、718、H11、H13,主要来源于瑞典、日本、德国。国内的新型模具钢,由于稳定性差,所以一般企业都不愿意使用。
二、模具人才需求状况
模具工业的发展,给高校模具专业的发展带来了前所未有的机遇。目前我国从事模具技术教育的院校,可分为三类:第一类是普通高等院校培养模具理论研究的人才,主要从事模具设计、制造新技术的开发等;第二类是高职高专,主要培养面向企业的实用型人才,可以是模具的加工者也可以是模具的设计者;第三类是中等职业教育,主要培养从事模具生产加工的操作者。在这三类学校中,高职高专的模具专业毕业生有就业优势。原因之一是中国现有的模具企业,除了少数的大型模具企业外,多数是小型企业,从事模具的加工业。高职高专模具专业毕业生既有模具专业理论知识,又有过硬的实践经验,是技术型劳动者。
随着中国加入WTO,中国将成为世界制造业的重要基地。国外的模具企业,先进的模具设计、制造技术必将涌入我国,这就为我国的模具工业发展提供了前所未有的机遇。为了与国际接轨,模具专业要培养高素质适应性强的人才,以适应模具工业发展的需要。欧美的模具企业一般是20-50人,企业各类人员配置精简,一专多能,一人多职。这就要求培养出既懂技术,又要懂管理的复合型模具人才。
三、调整模具专业实践教学体系的必要性
1 高职高专教育培养目标的需要。高职高专教育以培养德、智、体、美等方面全面发展的高等技术应用型人才为根本任务。学生应在具有必备的基础理论知识和专门知识的基础上,重点掌握从事本专业领域实际工作的基本能力和基本技能,具备较快适应生产、建设、管理、服务第一线岗位需要的实际工作能力,具有良好的职业道德和敬业精神。
高职院校培养的学生必须具备较强的基本能力和基本技能,而基本能力和基本技能的培养离不开实践教学环节。实践教学是培养学生的基本能力和基本技 能、职业能力、技术应用能力、创新能力的重要途径,最能体现人才培养的应用性特色,是高职高专教育内涵的核心之一。
2 理论联系实际,提高教学质量的需要。实践教学体系作为整个教学体系的重要组成部分,其构建的好坏对提高教学质量有着至关重要的作用。构建教学体系时要充分做到理论与实践相结合,把能力培养贯穿其中。教学体系要突出基础理论知识的应用和实践能力的培养,基础理论教学要以应用为主,以必需、够用为度,做到理论教学为实践能力培养服务。因此,要加强实践教学环节、增加实训实践的时间和内容。
目前,本专业的实践课程包括设计实践课和加工实践课两大类。其中设计实践课包括机械CAD、冷冲模课程设计、塑料模课程设计及毕业设计,模具加工实践课包括金工实习、数控车铣工(加工中心)实训、电火花线切割实训、模具加工综合实训、顶岗实习等:而现有的实训教材中,各门实训课相互之间的联系不密切,实践内容条块分割,较为孤立,而且实践内容未能充分体现地方行业特色。对学生而言,每门实践课的内容虽然都很清楚,但各项实践内容在专业中所起的作用和相互之间的关联,认识不够。从专业的总体角度来看,各项实践内容的相互联系较为模糊,仅为某门课程的学习而学习。因此,各实践课程的内容有待进一步整合,实习效果有待进一步提高。
模具专业的实践教学内容应充分体现模具设计与制造的有机结合,体现本地区的行业特色,更好服务本地区的经济建设,体现高职教育的特点。因此,需研究本专业的实践教学内容,并进行有机的整合。
3 适应市场,提高学生就业能力的需要。调查研究显示,我国企业中技师和高级技师占全部技术工人的比例不到4%,而企业需求的比例是14%以上,企业对高级技师、技师、高级工、中级工和初级工的需求人数与求职应聘人数之比分别是2.4:1,2.1:1,1.8:1,1.5:1和1.5:1。在制造业发达的地区,这种比例更大。如无锡市2004年二季度企业登记需要275名高级技师和技师,但没有一个人應聘,高级工的需求与应聘人数之比达到4.8:1。据调查资料显示,2007年工资增长I幅度最大的工种是模具工,增长幅度达到56.53%,模具工的平均工资达到3429元每月,年薪41151元。一些处在高价位的模具工工资甚至可达到年薪8.7万多元。而设备保全人员、印后制作工、通讯交换设备调试工和模具工程技术人员等工种的工资涨幅也均在40%以上。
那么,高职院校应怎么培养符合市场需要、满足企业要求的高等技术人才,提高学生的就业能力呢?探索建立基本实践能力与操作技能、专业技术应用能力与专业技能、综合实践能力与综合技能有机结合的实践教学体系,加强对学生的技术应用能力、实践能力的培养,以使学生掌握从事专业领域实际工作的基本能力和基本技能是必由之路。
4 模具新技术对行业能力的新要求。现代模具制造业充分采用数控加工技术及计算机辅助设计与辅助制造等新技术,对操作人员技术能力的要求不断提高,拥有数控技术及CAD/CAM系统人才的企业在竞争中处于有利的地位。因此,构建适应当前新形式的模具设计与制造专业的实践教学体系显得尤为必要。
社会的发展和企业的结构调整需要一大批具备理论知识和实践能力的模具人才。要构建具备这两方面能力的学生,必须加强实践教学环节,增加高新技术应用的实践内容,提高教学质量,增强学生的内涵。只有这样,才能使培养的学生能够满足模具行业的人才需求,适应社会和市场,提高就业竞争能力。
关键词:模具;人才培养;教学改革;实践体系
模具,被称之为“百业之母”、“效益放大器”,也被称为“金钥匙”、“进入富裕社会的原动力”,是制造业的重要基础工艺装备。模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一,没有高水平的模具就没有高水平的产品已成为共识。
随着经济的发展,模具的产业结构和企业规模发生了很大的变化。社会和企业所需求的模具专业人才的内涵及知识能力结构也发生了变化。为培养出适应社会发展、满足企业需求的高职高专人才,本文对现代模具企业的特征及其对人才的需求状况进行了分析,阐述了高职院校进行模具专业教学体系调整的必要性。
一、我国模具行业的发展现状及其技术特征
近年来,我国模具行业发展很快。据不完全统计,目前模具生产厂点共有2万多家,从业人员已超过50万人,全年模具产值约为360亿元,出口约2亿美元,进口约10亿美元。随着模具结构的调整和行业体制的改革,大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于行业总发展水平,塑料模和压铸模比例增大,专业模具厂数量及其生产加工能力增加,“三资”及私营企业发展迅速,股份制改造步伐加快。从地区分布看,珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区,南方的发展快于北方,其中发展最快、模具生产最集中的省份是广东和浙江。这两个省的模具产值约占全国总量的60%以上。从体制上看,广东省的5000多家模具生产企业主要为三资,而浙江省的4000多家主要为民营个体。
随着科学技术的飞速进步,模具技术及制造方式也发生了根本性的变化,已经从传统的手工设计,从有经验的钳工师傅为主导的技艺型生产方式转变到了以数字化、信息化、自动化生产为特征的现代模具工业生产时代,突出表现为:
1 在模具设计制造中已广泛采用CAD/CAM技术。模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计的发展方向。欧美企业CAD/CAE/CAM的广泛应用,显示了以信息技术带动和提升模具工业的优越性。CAD应用方面,已超越了甩图板、二维绘图的初级阶段。目前,3D设计已经达到70%-80%,Pro/E、UG等软件应用已经很普遍。CAE技术在欧美业已逐渐成熟,例如,应用CAE分析软件能够模拟塑料充模过程、分析冷却过程、预测成形过程中可能发生的缺陷。应用C AE软件模拟冲压件的金属变形过程、分析应力、应变分布、预测破裂、起皱和回弹等缺陷。数控机床的普遍应用,保证了模具零件的加工精度和质量。目前,我国大多数企业已广泛应用了模具CAD/CAM技术,少数企业也应用了CAE技术,应用CAPP技术的企业相对较少一些。国产模具软件开发应用的比较少,主要是应用国外软件。
2 快速原型制造(Rapid Prototype Manufacturing,RPM)及相关技术得到了更好的发展。快速原型制造使得模具从概念设计到制造完成仅为传统加工方法所需时间的1/3和成本的1/4左右,适用于低成本、小批量的零件,发展前景很好。
3 高速切削加工(High-Spoed Manufacturing,HSM)得到广泛的应用。主轴转速可达40000-100000/min,快速进给速度可达30-40m/min,换刀时间可提高1-2s,这样就大幅度提高了加工效率,并可获得表面粗糙度Ra≤2um。,另外,还可加工硬度达60HRC的模具材料,在美国、德国和日本等工业发达国家,其工业近年来正在进行一场大规模的技术革命,这就是逐步用高速切削機床替代电加工设备,对型腔进行高效精密加工。高速切削可显著提高加工效率,已成为模具制造的主流。
4 热流道技术已逐步广泛应用。国外这项技术发展很快,许多塑料模具厂生产的模具已有一半用上了热流道技术,有的甚至已达80%,效果十分明显。国内近几年已开始推广应用,但总体还达不到10%,目前应用的热流道主要还是国外进口的,由于价格昂贵,影响了推广应用,使塑料件成型过程中产生了很多废料。有的时候废料在流道中的余料比成型零件的重量还大,造成了能源材料的浪费。
5 优质材料及先进的表面处理技术取得快速的发展。近10多年来一些模具新钢种应运而生,如调质钢、粉末高速钢、硬质合金、陶瓷材料、复合材料等。一些精度要求高,制造难度大的大型、精密、复杂模具基本上都采用新型模具钢材。目前,我国经常采用的新型模具钢,如D2、P20、718、H11、H13,主要来源于瑞典、日本、德国。国内的新型模具钢,由于稳定性差,所以一般企业都不愿意使用。
二、模具人才需求状况
模具工业的发展,给高校模具专业的发展带来了前所未有的机遇。目前我国从事模具技术教育的院校,可分为三类:第一类是普通高等院校培养模具理论研究的人才,主要从事模具设计、制造新技术的开发等;第二类是高职高专,主要培养面向企业的实用型人才,可以是模具的加工者也可以是模具的设计者;第三类是中等职业教育,主要培养从事模具生产加工的操作者。在这三类学校中,高职高专的模具专业毕业生有就业优势。原因之一是中国现有的模具企业,除了少数的大型模具企业外,多数是小型企业,从事模具的加工业。高职高专模具专业毕业生既有模具专业理论知识,又有过硬的实践经验,是技术型劳动者。
随着中国加入WTO,中国将成为世界制造业的重要基地。国外的模具企业,先进的模具设计、制造技术必将涌入我国,这就为我国的模具工业发展提供了前所未有的机遇。为了与国际接轨,模具专业要培养高素质适应性强的人才,以适应模具工业发展的需要。欧美的模具企业一般是20-50人,企业各类人员配置精简,一专多能,一人多职。这就要求培养出既懂技术,又要懂管理的复合型模具人才。
三、调整模具专业实践教学体系的必要性
1 高职高专教育培养目标的需要。高职高专教育以培养德、智、体、美等方面全面发展的高等技术应用型人才为根本任务。学生应在具有必备的基础理论知识和专门知识的基础上,重点掌握从事本专业领域实际工作的基本能力和基本技能,具备较快适应生产、建设、管理、服务第一线岗位需要的实际工作能力,具有良好的职业道德和敬业精神。
高职院校培养的学生必须具备较强的基本能力和基本技能,而基本能力和基本技能的培养离不开实践教学环节。实践教学是培养学生的基本能力和基本技 能、职业能力、技术应用能力、创新能力的重要途径,最能体现人才培养的应用性特色,是高职高专教育内涵的核心之一。
2 理论联系实际,提高教学质量的需要。实践教学体系作为整个教学体系的重要组成部分,其构建的好坏对提高教学质量有着至关重要的作用。构建教学体系时要充分做到理论与实践相结合,把能力培养贯穿其中。教学体系要突出基础理论知识的应用和实践能力的培养,基础理论教学要以应用为主,以必需、够用为度,做到理论教学为实践能力培养服务。因此,要加强实践教学环节、增加实训实践的时间和内容。
目前,本专业的实践课程包括设计实践课和加工实践课两大类。其中设计实践课包括机械CAD、冷冲模课程设计、塑料模课程设计及毕业设计,模具加工实践课包括金工实习、数控车铣工(加工中心)实训、电火花线切割实训、模具加工综合实训、顶岗实习等:而现有的实训教材中,各门实训课相互之间的联系不密切,实践内容条块分割,较为孤立,而且实践内容未能充分体现地方行业特色。对学生而言,每门实践课的内容虽然都很清楚,但各项实践内容在专业中所起的作用和相互之间的关联,认识不够。从专业的总体角度来看,各项实践内容的相互联系较为模糊,仅为某门课程的学习而学习。因此,各实践课程的内容有待进一步整合,实习效果有待进一步提高。
模具专业的实践教学内容应充分体现模具设计与制造的有机结合,体现本地区的行业特色,更好服务本地区的经济建设,体现高职教育的特点。因此,需研究本专业的实践教学内容,并进行有机的整合。
3 适应市场,提高学生就业能力的需要。调查研究显示,我国企业中技师和高级技师占全部技术工人的比例不到4%,而企业需求的比例是14%以上,企业对高级技师、技师、高级工、中级工和初级工的需求人数与求职应聘人数之比分别是2.4:1,2.1:1,1.8:1,1.5:1和1.5:1。在制造业发达的地区,这种比例更大。如无锡市2004年二季度企业登记需要275名高级技师和技师,但没有一个人應聘,高级工的需求与应聘人数之比达到4.8:1。据调查资料显示,2007年工资增长I幅度最大的工种是模具工,增长幅度达到56.53%,模具工的平均工资达到3429元每月,年薪41151元。一些处在高价位的模具工工资甚至可达到年薪8.7万多元。而设备保全人员、印后制作工、通讯交换设备调试工和模具工程技术人员等工种的工资涨幅也均在40%以上。
那么,高职院校应怎么培养符合市场需要、满足企业要求的高等技术人才,提高学生的就业能力呢?探索建立基本实践能力与操作技能、专业技术应用能力与专业技能、综合实践能力与综合技能有机结合的实践教学体系,加强对学生的技术应用能力、实践能力的培养,以使学生掌握从事专业领域实际工作的基本能力和基本技能是必由之路。
4 模具新技术对行业能力的新要求。现代模具制造业充分采用数控加工技术及计算机辅助设计与辅助制造等新技术,对操作人员技术能力的要求不断提高,拥有数控技术及CAD/CAM系统人才的企业在竞争中处于有利的地位。因此,构建适应当前新形式的模具设计与制造专业的实践教学体系显得尤为必要。
社会的发展和企业的结构调整需要一大批具备理论知识和实践能力的模具人才。要构建具备这两方面能力的学生,必须加强实践教学环节,增加高新技术应用的实践内容,提高教学质量,增强学生的内涵。只有这样,才能使培养的学生能够满足模具行业的人才需求,适应社会和市场,提高就业竞争能力。