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一、引言
數控機床是現代制造系統的基本裝備,是科技含量很高的工作母機。數控機床作為一種結構復雜的先進加工設備,在現代機械加工中處于比較重要的地位,為機床用戶帶來了巨大的效益。目前國內研發的數控機床在精度、速度、多軸聯動和復合加工等先進功能方面取得了比較明顯的進步,但功能和性能指標的維持能力與國外高檔產品還存在較大差距,數控機床可靠性問題已經成為各方關注的焦點。
2009年和2010年,工信部共了13個機床可靠性技術研究類重大專項課題?!翱煽啃栽O計與性能試驗技術”排在機床共性技術的首位,是共性技術中課題數量最多的,目的之一是充分發揮各單位的可靠性研究特長,形成完善的機床可靠性技術體系。最后將各單位的研究特長進行整合,并將可靠性技術成果在數控機床上進行應用,對數控機床可靠性水平的提高起到積極的技術支持作用。
數控機床是一個復雜的機電液復合系統,不同于一般的電子產品和機械產品那樣具備相對完整的可靠性理論體系,同時不像軍工裝備那樣可以不計成本地進行可靠性技術體系的建設與實施,也不具備汽車及消費電子產品的批量大、工藝成熟及基礎數據積累豐富的優勢。針對數控機床進行可靠性技術研究應該在借鑒其他領域可靠性技術研究的經驗及成果上,緊密結合數控機床自身特點制定并實施正確的技術路線,才能形成有工程價值的數控機床可靠性技術。
結合多年來可靠性工作的經驗,筆者認為數控機床的可靠性首先是設計出來的,沒有設計環節的確立、生產環節的保證和使用環節的保持就無從談起,因此想要提高數控機床產品可靠性必須要從設計和分析環節入手,將數控機床可靠性技術貫徹到產品的設計、分析和評審環節,才可以從根本上提高產品的可靠性水平。筆者認為目前針對數控機床可靠性研究的現狀,在可靠性設計與分析環節應該分別進行如圖1和圖2中所示的各項工作項目。
二、數控機床可靠性分析技術
1.故障信息收集及分析
針對已有數控機床故障信息的分析不僅可以了解產品的可靠性薄弱環節,更重要的是可以為改進并提高產品可靠性提供依據。由于可靠性數據的收集、獲取及分析是可靠性工作的基礎,因此應該高度重視可信數據的獲取及分析。
為了數控機床可靠性技術研究的需要,可以規劃將收集的可靠性數據類型分類為故障數據、維修數據和載荷數據三類,數據來源為用戶處及廠內可靠性試驗、廠內裝配車間出廠試驗以及加工車間實際使用過程中暴露出的相關問題,采取“一外三內”的可靠性數據來源途徑。由于可靠性關鍵可靠性度量指標MTBF需要精確的時間統計,因此一定要對數控機床的實際工作時間進行盡可能精確的統計。
可以利用Excel、Mintab和Foxtable等軟件實現對機床可靠性數據的存儲以及進行基本的數據統計,得出不同類別數控機床故障高發系統等信息,并將不同類型、規格數控機床數據進行了分類保存。也可以通過購置Relex等專業可靠性分析軟件進行數據統計,可將收集的可靠性數據匯總存儲專業數據庫軟件中,通過Relex軟件方便地對數據進行管理和調用,并實現專業的數據統計分析,將大幅提高機床可靠性數據統計的專業性以及工作效率。
2.可靠性匹配分析
通過對某數控機床產品故障信息進行分析,電氣系統、液壓系統、排屑系統為故障高發系統,故障數累計占到總故障的76%,經過對故障原因的溯源,除裝配調整環節占29.5%之外,其余70.5%以上是外購件問題。因此要結合產品使用特點、工況譜、零件譜和載荷譜等信息,綜合分析外購件、功能部件與整機的匹配性,合理選擇外購件來保障整機的可靠性。
3.故障模式、影響及危害性分析(FMECA)
FMECA應該作為數控機床可靠性設計過程的主體工作貫穿可靠性設計過程的始終,FEMCA分析的原則應該遵循“誰設計、誰分析”、“邊設計、邊分析、邊改進”,在實施過程中應該由負責設計的工程師直接、主動地聯系有關部門的代表,FMECA應該成為促進相關部門充分交換意見的催化劑,在每一個分析小組還要配備一名可靠性專業技術人員作為技術支持。
針對不同數控機床產品要建立相應的故障模式表單,故障模式一般的獲取方式有:①以相似產品在過去使用中的故障模式為基礎,通過使用環境的異同判定故障模式,該方法適用于產品改型等情況;②對新產品應該從功能、結構出發并結合相似產品故障模式,分析判定其故障模式;③對于外購件可以向供貨商索取其產品的故障模式。
在分析故障原因時從兩方面入手:①導致故障的各環節缺陷等直接原因;②由外部因素引起故障的間接原因。同時為了便于提高設計人員FMECA分析效率,可靠性技術部門可以建立“FMECA字典”,即固化不同產品的故障部位、故障模式、故障原因,形成查找模板并定期更新,產品設計人員可以進行“菜單式”的選擇,規范了流程、提高了效率。
在實際的FEMCA分析中還可以結合危害性矩陣、RPN分析等方法充實完善FMECA過程。
4.故障樹分析(FTA)
故障樹分析是一種圖形演繹法,主要目的是針對重點故障進行因果邏輯分析,找出其發生的所有可能原因和原因組合,便于故障的歸零處理。在故障樹分析的過程中要多部門共同參與,并明確建樹的邊界條件。
三、數控機床可靠性設計技術
1.可靠性建模
數控機床的可靠性模型是對系統及其組成單元之間的可靠性/故障邏輯關系的描述??煽啃阅P鸵话惆▋深悾阂皇强煽啃钥驁D,二是其相應的數學模型。針對數控機床的可靠性框圖屬于串聯模型,因此可靠性建模的重點是梳理及明確產品定義,并結合故障信息建立整機及各子系統的可靠度、故障率數學模型,得出可靠性特征量,為后期的可靠性預計、分配奠定基礎。
2.可靠性分配
可靠性分配是將產品可靠性的定量要求合理分配到子系統、組件、零件等單元上的分解過程,在具體操作過程中首先要形成分配的方法和流程,以及各功能部件的具體MTBF指標,使各單元的可靠性定量要求得到明確。對數控機床進行可靠性分配主要的目的有:明確各子系統、部件的可靠性定量要求,為外購件及外協件的可靠性指標提供初步依據;發現設計中的薄弱環節;對不同的設計方案進行比較等。
結合數控機床的實際特點,批量小的新產品由于缺少可靠性數據可以采用評分分配法,針對改型產品應該采取比例組合法進行可靠性分配。
3.可靠性預計
可靠性預計是為了評估數控機床在給定工作條件下的可靠性而進行的工作,通過組成數控機床的各子系統的可靠性來推算整機的可靠性,主要目的有:對整機可靠性指標進行預計;明確設計中的薄弱環節,以便加以改進;為后期可靠性試驗等提供數據??煽啃灶A計采用的方法為評分預計法。
四、數控機床可靠性設計準則
1.建立豐富的可靠性設計規范
應通過長期的工作及研究建立可靠性設計規范,設計規范將針對數控機床在設計環節進行的可靠性設計、分析工作進行需求與約束,明確不同產品采取的可靠性設計、分析手段及實施方法,驗證條件等信息。
2.建立可靠性設計評審大綱及流程
建立的評審大綱將評審內容涵蓋產品從概念到生產的所有開發階段,還可延伸到產品的使用階段。在可靠性設計評審過程中要邀請在產品設計、可靠性、制造、材料、應力分析、人為因素、安全和維修等各專業領域具有豐富經驗的專家參與評審。
五、數控機床可靠性分析技術應用實例
本文受篇幅所限無法對數控機床設計與分析技術進行詳細介紹,因此以“量大面廣”的立式加工中心為例,對如何利用軟件平臺對立式加工中心進行FMECA分析過程進行簡單介紹。該軟件平臺為沈陽機床集團與東北大學在國家科技重大專項“五軸聯動加工中心可靠性設計與性能試驗技術”
執行過程中聯合研發,依據所述,分析過程分為故障數據的調研和收集、故障數據庫的建立、主要故障模式與薄弱環節的確定三個主要環節,下面將舉例說明VMC650加工中心主要故障模式與薄弱環節的確定與分析。
1.VMC650加工中心的FMEA分析VMC650加工中心的子系統,包括工作臺、換刀系統、輔助系統、主軸箱部位、機械傳動系統、床身尾座系統、電氣控制系統、液壓系統、裝夾系統及CNC控制系統,由于加工中心部件層次結構已經基本確定,各子系統的分析步驟是相同的。下面僅以VMC650加工中心換刀系統為例,說明應用所開發軟件平臺實施FMEA分析的具體步驟。
用戶登陸軟件平臺后,通過單擊頂部的tab控件菜單,選擇FMEA故障記錄管理,進入FMEA分析。單擊左側的VMC650加工中心表示其整體構造層次關系的樹狀結構進行查詢。分析換刀系統,即單擊換刀系統,數據顯示區顯示VMC650加工中心換刀系統的故障,如圖3所示。如果想對單個記錄進行顯示,單擊右側的修改選中記錄項,可以具體查看換刀系統某個FMEA具體描述,如圖4所示。
同時,用戶也可以對其中的故障項目進行更新操作。為了結果更直觀,在圖3所示的操作界面上,單擊右側的按鈕第五項,輸出為Excel功能,進行輸出,如圖5所示,輸出結果如圖6所示。
該軟件平臺還可以進行“CA”分析,本文就不進行贅述了。
2.VMC650加工中心FMECA結果分析及薄弱環節的確定
經過在加工中心軟件平臺下進行的FMECA分析,在導出的FMECA故障Excel表中,通過Excel餅狀圖或柱形圖的輸出,可以更直觀地把握產品VMC650加工中心不同子系統的運行情況和危害度狀況等。
(1)產品危害度分析。
對現有VMC650加工中心不同子系統的分析結果表明,子系統危害度大小排序依次為電氣控制子系統、機械傳動子系統、刀架子系統、液壓控制子系統、床身尾座子系統、裝夾子系統、子系統、測量子系統及CNC控制子系統。其余系統的產品危害度較小。各個子系統的危害度情況如圖7所示。
(2)典型子系統故障模式概率(頻率比)分析。
選擇典型的刀庫系統進行子系統故障模式概率(頻率比)分析,如圖8所示。值得注意的是刀庫系統中,不能換刀故障模式頻發。
3.分析結論
由前述的分析結果,可以得到以下結論,如圖9所示。
(1)產品危害度的分析結果顯示了不同子系統的危害程度,分析表明電氣控制子系統的產品危害度最大,VMC650加工中心電氣控制子系統對整個加工中心的運行、可靠性的保證起著至關重要的作用。建議對電氣系統零部件采購、研發需要加強控制管理。
(2)對各個子系統故障模式頻率比的研究揭示了子系統中哪些故障頻出。例如,在刀庫子系統中70%的故障是刀庫不能換刀,排除工人的操作不當,這種現象非常不正常,已經嚴重影響了加工中心的日常運行。
(3)VMC650加工中心FMECA分析結果可以為機床的日常維護、產品改進設計提供寶貴的依據。對于頻出的故障,企業用戶有必要提高其安全等級,即提高檢修頻次,以保證系統的正常運行。最終,在產品升級過程中,對因結構設計缺陷引起故障頻發的部分,需要進行結構、工藝上的改進和完善。
【關鍵詞】數控機床;專家系統
故障診斷技術已經有30年的歷史,但作為一個綜合性新學科“故障診斷”,是近年來才被人們所重視。與此同時,數控機床故障診斷專家系統能對數控機床的故障進行準確的判斷定位,給出相應的維護意見,可以更新其知識基礎,機床行業的同行利益的發展無疑是一大福音。
一、目前國內外現狀
從目前國際上的主流觀點來看——德國教授弗蘭克的觀點是,所有故障診斷方法是基于分析模型和基于知識的方法,可分為基本的信號處理方法。高利辛等提出了“數控機床遠程故障診斷與服務系統”。利用互聯網或者無線網絡將分散在各處的企業與研究中心相連接,通過各種檢測手段將采集到的信息傳回,進過系統的診斷分析后給出診斷結果,在反饋到企業。英國在上世紀60-70年代,機床協會(MHMG&CMA)第一個將狀態監控開始運用于研究故障診斷技術,領先的摩擦和磨損,汽車和飛機發電機監測和診斷。日本的高速鐵路部門從1971年開始研發診斷技術,1976年運用于實際當中。目前在高鐵、化學工業以及鋼鐵生產中運用成熟,處于領跑行列。我們的故障診斷技術開始時間較短,始于1979年下半年的第一個接觸器,近些年來也取得了長足的進步。目前,故障診斷技術和設備,在故障診斷技術研究特別是技術層面已經取得了顯著進展。
二、數控機床故障診斷專家系統研究的意義
人工智能的一個重要分支是專家系統,在現代制造業中的重要性正占有越來越大的比重。專家系統已被普遍運用于醫療診斷,軍事設備,地質工作,金融領域,實時監控,分子遺傳學等方方面面。
三、專家系統的組成
結構組成的專家系統,聚焦通過人機界面,獲得的知識,知識庫和操作系統,推理引擎,數據庫,實驗室,該部分相關的專家和知識工程師的HMI影響的用戶。1.人機界面:用于人機間的信息交流與溝通,完成信息的錄入;2.獲得知識部分:那么我們怎樣將采取到的信息知識錄入到知識庫中去,并同時兼顧新知識和舊知識間的銜接,建立順暢的系統是專家系統的難點;3.知識庫:主要用于對知識的存儲,當系統需要用到知識和專家經驗時,通過系統對其調用,同時要有暢通的知識組織構架和檢索維護功能。4.推理機:要使專家系統正常運轉,離不開推理機這個“大腦”。只有將這個“大腦”模擬專家真正的思維方式,才能使其更好的解決問題;5.數據庫管理系統:只有建立完善的系統運行體系,將事件詳情、問題描述、中間銜接和最終結果分析清楚,記錄操作信息,表示已經在數據的知識被使用過;6.解釋機構:可以回答用戶提出的問題,并對自己的行為機制做出合理的解釋,怎樣做出結果。由一組程序文件的推理跟蹤和通過,對于操作者給出合理化建議或切實可行的維修方案。
四、專家系統的開發
首先,要考慮該系統的應用范圍,以此為出發點合理的考慮,包括系統設計的目標和領域專家;其次,為了獲取更多的知識,為了確保一致性,并能滿足知識和質量的需求的完整性,以及解決問題的數量。此后,知識庫和推理機的分離:混合推理,它可以是通常實現正逆轉。設計一個合適的知識表示:審議知識表示模型,并考慮到全面的知識領域的特點。為了模擬的過程來解決問題,推斷應考慮領域的專家。設計并建立了友好的人機交互環境;發展戰略最后增量。建造專家系統過程:任務1:在領域專家的調查來制定需求用戶的需求統計,專家系統的任務,是否具有可行性,并生成文字性材料。任務2:系統設計:分為全局設計和細節設計兩個部分。全局設計用于選擇何種專家系統,從而制定整體的體系架構,在實際的用戶訪問中,人機溝通中采取知識模型和知識庫共同參與來解決設計中的難題,并運用軟硬件配置為其提供保證。再設計中要注重人機交互的便利性以及可行性分析,注重用戶的體驗效果。任務3:知識的獲?。核鸭擃I域的專家理論,運用抽象化思維方式,模擬專家的思維模式,順其思路來處理問題;通過對相關資料文獻的查閱,實際測量和參數設置,與獲取的知識進行比照,再進一步確立總的方案模式。任務4:調試程序:分模塊的設計和調試,調試兩步。任務5:原型測試包括:可靠性:事實與結論,可靠是一致的,是一種模糊推理,一致性方面的知識:可以檢測輸入知識的不一致。有效性的操作的情況下,知識查詢,強度解讀:答案是不可能滿足問題的要求,不能使人信服。任務6:系統的修改與完善任務7:系統的架構包含:并生成各種類型的人機界面,額外的設計,調整的人機交互界面和系統內部模塊和知識庫連接,說明還沒有定論,產生各種類型的文件。任務8:系統維護:要能夠解決用戶的問題,并能使系統長期的滿足用戶的需求,只能通過系統維護。
五、展望
關鍵詞:研究型大學 數控教學 課改
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2014.01.107
21世紀,隨著科學技術的進步和國民經濟的發展,對加工制造企業的產品有了更高的要求,由于數控設備具有加工精度高、生產效率高、適應性強、自動化程度高等優點,很多企業都引進了數控設備作為生產的主力軍。作為研究型的大學,我們如何做好相關的教學任務,建立一套適應學生要求和企業目標的教學體系,筆者通過幾年來的教學,就如何組織數控教學總結了幾點建議,供大家討論。
1 研究型大學對本科生的培養目標不同于其他普通高等學校
金工實習是工科大學中非常重要的一門實踐基礎課,通過金工實習使學生熟悉機械制造的過程,培養動手能力,了解常用的設備和安全操作的方法。近十幾年,隨著企業裝備的更新換代,加工精度高、生產效率高、自動化程度高的數控機床逐漸代替了原有的普通機床。為了適應企業對畢業生的要求,提高學生的競爭力,現在許多大學的實踐教學培養方案中都加入了數控加工實習環節。
研究型大學主要培養綜合型、高素質、具備創新意識和創新能力,能在各行各業起骨干領導作用的高級專門人才。畢業生去向主要有三種,國有大、中型企業,民營和外資企業,高校和科研單位。用人單位看重的是研究型大學畢業生的綜合素質,其中“綜合型、高素質、創新能力”是基本要求。以上因素決定了研究型大學的本科生培養目標與其他普通高校是不同的,作為本科生培養體系中的一環,金工實習的教學目的和方法也應有所不同。
2 數控實習要分層次和等級
金工實習是面向工科專業的實踐課程。早期的教學內容有車、銑、刨、磨、鉗、鑄、鍛、焊、熱處理等不同工種的教學實踐,主要是完成大面積本科生的通識教育,現在為了適應企業的要求,拓展學生的知識面,許多高校都加入了數控實習環節。
現在的數控教學方案基本上是普及型的教育模式,有數控設備基本概念的介紹,數控設備的上機操作,加工程序的講解,程序的人工輸入和機床自動加工等過程。學生是在老師的帶領下,按照一定的流程來完成熟悉機床、了解加工程序、了解自動加工。這種教學模式容易執行,便于管理。但是有一部分學生,他們將來要從事機械制造、動力工程、汽車、飛機制造領域的工作,他們需要了解的知識更深,他們在學校就應該了解到這樣的知識――先進制造技術是如何完成零件設計、編制工藝、編制程序、計算機仿真、數控機床加工的?這些工作之間又是如何連接的?筆者認為,分層次教學就能解決以上問題。
我們可以把以上涉及到數控教學的內容分成初級、中級、高級模塊,針對不同的專業學生,使用不同的模塊來進行教學。筆者的設想是初級模塊面向電氣、電子、信息、材料、生物等專業,教學內容包括數控設備介紹,數控機床上機操作,加工程序動態(仿真)講解,程序人工輸入,標準零件加工。中級模塊面向能源和動力工程、化工、汽車工程等專業,教學內容在初級模塊的基礎上增加編制加工程序(老師提供零件圖紙)、利用仿真程序模擬加工環節。高級模塊面向機械制造及自動化專業,教學內容在中級模塊的基礎上增加網絡傳輸程序、零件加工環節。
模塊化教學方式,優點是適應性強,能激發學生的興趣,改進單一的教學模式,可以提高部分專業學生的認知水平,為后續課程的學習打下堅實的基礎。缺點是教學進度不好掌握,學生能力有差異,老師在教學過程中不能兼顧到全體學生。
3 以加工流程為導向,項目為基礎,學生合理分組
加工流程為導向就是老師的教學過程以一個標準零件的加工為導向的,學生在掌握了機床操作、對刀、程序人工輸入、自動加工等環節后,能利用數控設備加工出一個標準零件,整個過程是老師一步一步指導學生完成的,學生的主動性、積極性沒有激發出來。針對以上問題,筆者認為,我們在中、高級模塊教學中能否以不同零件的加工為任務,把一個班級的學生分成若干小組,每個小組選出組長,組員之間分工協作,組長在完成自己承擔的的任務的同時,還要協調好小組其他成員的工作并和老師及時溝通。每個小組成員在完成項目的過程中,即了解了數控加工流程的過程,又在共同的項目下合作完成實習任務,鍛煉了團隊意識,是一次非常好的經歷。
把學生按項目分組,對老師的教學提出了新的要求,老師在分組時要注意保持各組的平衡(可以征求班長的意見),每個組的人數多少合適,要看具體的情況來安排,但要保證每個小組成員都能參與到項目中來。為了老師打分和留檔的需要,每個項目組在結束零件加工任務后要提交一份報告(老師提出報告需要哪幾部分),報告的具體格式沒有限制,主要是對整個過程進行總結。
4 建立多媒體教室的核心地位
在當今信息技術高速發展的背景下,制造企業的生產模式也發生了巨大的變化,充分利用信息技術是現代企業的發展方向。針對數控設備使用的特點,學生在實習期間需要在計算機上繪制零件圖,并生成加工程序,這項任務是學生在計算機教室由老師指導完成的。這樣的教學安排只是簡單利用了計算機來完成繪圖任務,是一個初級的教學模式,它沒有充分利用好教學設備。那么,我們應該在哪些方面進行改進呢?筆者認為充分利用優質的教學資源,建成一個適應數控教學特點的多媒體教室,確定其在數控教學中的核心地位是改進的第一步,有了硬件的支持,軟環境的建設就需要任課老師下功夫去解決了。筆者認為軟環境的建設有三項。
第一項,開發多媒體的教學課件。目標是通過課件幫助學生更好、更快地理解一些難懂的知識點,起到簡化教學過程的作用。老師在利用多媒體課件時需要掌握其在整個教學講解過程中的比例,清晰的講解過程、適當的板書表達,也是提高教學效果的重要一環。
第二項,開發人機互動的學習程序。教師在課堂上講解時,需要照顧到整個班級的情況,由于認知能力的不同,有部分學生沒有理解老師講的內容,遇到這樣的問題,通常老師都需要再講一遍,這樣做既影響了教學進度又加大了老師的勞動強度。針對這樣的問題我們可以開發一套與教學內容配套的學習程序。學習程序應能實現人機互動功能,學生不需要老師指導,可以自主在計算機上瀏覽,通過這樣的輔助教學手段,既有利于教學工作的開展又激發了學生自主學習的興趣。
第三項,利用好網絡功能?,F代制造企業從市場調研,產品設計、工藝編制、產品加工、到銷售一系列的工作都離不開網絡的支持,工作環境的信息化建設是發展方向。當前,我們在教學過程中對網絡的應用還處于初級階段,沒有充分發揮網絡的作用。充分利用網絡功能難點是在現有的硬件環境下如何管理、維護好網絡運行的軟環境。在使用過程中系統的穩定性、高效性顯得特別重要,如果系統在課堂上不能很好地運行,教學進度就不能保證按時完成,學生加工程序的傳輸也會受到影響。筆者認為有兩個解決的辦法,一是加強網絡系統的優化,使其適應教學工作的要求;二是更新改造老舊設備,使其滿足教學的需要。利用好網絡功能可以提高教學的效率,完善教學手段,同時向學生展示了網絡功能在現代企業中的應用。
5 課程改革對教師的要求更高
課程改革需要通過教學手段的改進來達到改革的效果,這就對任課教師有更高的要求。筆者認為有以下幾點要注意,一是責任心,任何先進的教學手段都不能代替老師的責任心,它是完成其它工作的基礎;二是要充分熟悉設備,在新的教改方案中會引入新的設備和教學軟件,老師應能熟練運用;三是學生安全保障,在課程改革的過程中會加入新的教學內容,這就要求我們要加大對學生安全意識的培養,時時刻刻注意學生的不規范行為,讓學生在一個安全、文明的環境中學習;四是老師要有現場掌控能力,盡管老師在教學前都進行了精心的準備,我們在實際教學過程中還會出現這樣、那樣的問題,針對不同的問題,任課教師要有不同的預案,保證教學進程不受影響。
6 結束語
在研究型大學本科生培養模式改革的大背景下,對金工實習課程進行改革是必要的。在這個過程中會遇到各種問題和挑戰,作為參與教學的一線人員,我們要堅定信心,努力工作,積極面對挑戰,把培養學生的教學工作做好。
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【關鍵詞】自主管理;數控實訓
一、中職生的現狀
隨著我國經濟的不斷發展,人們對數控技術的的重要性的認識也在不斷加深,企業對各層次數控人才的需求急劇增加。但近年來由于受招生錄取政策和社會觀念的影響,中職校的錄取對象往往是中考中成績處于下游的學生,由于這部分同學學習基礎普遍較差,中職生的素質整體下降,個體的差異較大,很多學生常有挫敗感、自卑感,把接受職業教育當作“無奈的選擇”。在日常的學習生活中,經常會出現遲到早退等違紀現象,教學中也往往會發現學生對某件事的參與度、關注度不強,很多學生在行為習慣和學習習慣都存有很大的偏差,缺乏主動參與的積極性。
中職生出現上述不良行為的根源,往往就在于學生自我控制能力的缺失。根據丹尼爾?戈爾曼的“情感智商”理論,自我控制能力是情商的核心能力之一。所謂“自我控制”,是指能安撫自己的不良情緒,擺脫強烈的焦慮和憂郁,通過管理、調控自己的情緒,并進行適度的表現,進而引導一個人的思維和行動與個人價值和社會期望相匹配的能力。
二、舊管理模式存在的弊端
在傳統的《數控實訓》課程的教學實施中,往往都只是教師起著管理工作。但其實這種單純由教師來完成的管理模式在實際的教學實施過程中,存在著一定的弊端。就拿最基本的勞動防護用品穿戴來說,每天都會在實訓之前進行提醒、修正,但一直持續到實訓結束,還會在做提醒、修正的工作。另外,由于在實訓中,教師在巡回指導時,往往有可能由于某位同學在操作過程中出現問題需進行個別指導,這時就容易忽略其他學生的實訓狀況,而這時就有可能由于某些學生的自律能力差,出現違紀現象,這就在實訓中埋藏了不安全隱患。因而有必要尋求一種新的管理模式,能培養學生的自律能力,使學生養成良好的職業行為習慣,能更有效地安全的完成實訓任務。
三、自主管理模式的措施
為了培養學生的自我約束能力,使學生養成良好的職業行為習慣,因而在數控實訓中,開始嘗試進行學生自主管理的模式。
1.設立HSE學生現場管理監督員
為提高實訓學生的自我約束能力,數控實訓中心在實訓過程中創設《HSE學生現場管理監督員》管理制度,通過實訓學員輪流參與對實訓過程中的學員、設備等進行全程監督管理。
對很多學生來說,以前的學生階段都處于被管理地位,當他戴上HSE管理員的袖章處于管理者地位時,特別興奮,因而格外注意自己的著裝、行為舉止,對同學在實訓中出現的工量具未能正確擺放、操作中的不規范,都能及時指出,并要求學生及時改正,實現安全隱患消除;并且由于HSE安全監督員的協助,使教師將更多的精力放在對學生操作過程中的指導,提高了實訓課程的有效性。
2.建立學生使用設備的日保養制度
學生每天對使用設備進行清潔保養并填寫設備使用記錄本。配置學生個人工具箱,保管維護好個人使用和工、量、刀具等物品。HSE安全監督員每天或定期進行檢查,指導教師不定期進行檢查。
3.采用分組學習模式
劃分學習小組,每組大約為5人。由于班級中學生文化基礎層次參差不齊,職業意識相對薄弱,因而在分組時,在學生自由搭配的基礎上,經征詢班委和班主任的意見和建議后進行適當調整,做到每組同學之間理論能力、動手能力、綜合能力等具有互補性。
模擬企業生產,在小組中分別設立調度員、工藝員、程序員、操作員、檢測員等工作崗位。有調度員指揮、協調各操作人員的工作,共同完成實訓任務。在整個實訓過程中,組員需不斷變換角色,將各個工作崗位進行輪換,熟悉各崗位的工作范圍和內容。在實際操作中,要求各組員能單獨完成各自的崗位任務,但若碰上困難,可向組員尋求幫助,協助他完成任務。
4.學業評價采用過程性評價和終結性評價相結合
正確的評價與被評也正是學生將來走上社會所必須具有的基本素質之一。因而在教學中開展以學生為主體的評價活動,引導學生進行客觀的自我評價和正確的評價他人。
鼓勵學生自評。進行自我評價能夠提高學生的學習積極性和主動性,更重要的是自我評價能夠促進學生對自己的學習進行反思,有助于培養學生的獨立性、自主性和自我發展、自我成長能力,使學生增強自信心。
鼓勵學生互評。使學生能學會客觀評價他人,看到同學的優點和長處;也可通過對他人評價的過程,能夠更清楚地認識到自己的優勢和不足。
如何通過合適的評價方案促進學生共同發展是一個重要的課題。從理論層面、實踐層面對學生的學業評價進行研究和探索,最后確定了“實訓類課程學業多元化評價方案(初稿)”,從多元智能的理論基礎出發探索學生的“多元化”方向發展,利于學生在求學生涯中明確學習方向、樹立合適的學習目標,學生自評、互評和教師評相結合,過程性評價與終結性評價相結合,考核內容上主要包括了行為規范、職業操守、知識技能、實訓操作、實訓態度等項目進行綜合考核,
四、效果和反思
在分組學習中,每個角色的不斷輪換,使每個人既要都參與到學習中去,又強調相互之間的合作,使學生學會相互包容,相互幫助,增加了同學之間的交流,給了一些平時不敢或不愿參與課堂的學生表現的機會,滿足了學生的自我成就感和成功的欲望,活躍了課堂氣氛,增強了學生學習的興趣;而且由于是小組學習,各組員的責任明確,因而基礎較差的同學也能在小組同學的幫助下完成任務,加強了他對后續實訓內容的期盼,使學生提高了學習自信;在數控機床進行實際加工,通過小組成員的操作示范,使學生能及時將一些錯誤改正,加深了對一些技能技巧的印象,更快地掌握基本技能,更重要的是學會了碰到問題應如何獨立去分析和解決問題。
設立HSE學生現場管理監督員,這一制度的創設,充分體現學生為教學活動的主體的現代職教理念,同時在培訓過程中有效滲透職業習慣和企業文化教育。
設立HSE學生現場管理監督員使每個學生都能充當管理者的角色,增強了學生的自信心,提高了學生的參與主動性;而當他作為被管理者時,也更容易接受別人的意見。模擬企業車間的方式,嚴格的規章制度,安全、規范的操作流程,HSE安全監督員的巡回檢查,使學生的職業行為習慣也在操作過程中逐漸養成。
而在自評和互評中,學生中學會了自我認識,建立自信,同時學會欣賞他人,培養團隊合作精神。
在數控實訓中采用學生自主管理模式,教師應以引導者的身份帶領學生完成管理者的工作。平時的實訓現場更要求教師要敏銳觀察,將出現的問題能及時與學生溝通,進行排解,并不能因為大部分的管理工作有學生完成將其忽視,任憑學生自我解決,而有可能造成不必要的摩擦。