PLM体验中心方案

1、 莘县职业中等专业学校机电技术应用专业CAXA体验中心建设方案 莘县职业中等专业学校示范校创建办公室目 录1.项目建设背景31.1行业背景31.2学校背景52.项目目标82.1项目建设总体规划82.2PLM体验中心的基础功能93.建设方案103.1PLM体验中心场地规划建设103.2体验企业的设计、工艺、制造流程113.2.1数字化设计平台123.2.2数字化工艺平台143.2.3数字化制造平台163.3基于工作过程的项目式教学204.项目建设效果265.项目管理及实施部分27一、项目建设背景（一）行业背景 近年来，大量制造业的产业和技术不断向中国转移，中国的制造业得到了快速的发展，中国已成为

2、世界制造业大国。随着制造业的快速发展，制造业大量采用数字化、精密化、自动化等高新技术，社会急需大量熟悉和掌握现代数字化设计制造工程技术的专业人才。例如：广东地区出现的十几万高薪却找不到合适的数控技师的现象等。 然而目前各类工科院校的教学工作与学生就业需求普遍存在结构性矛盾。一方面，学生的专业技能训练与企业就业需求技能不匹配，学生毕业后不能快速适应企业实际工作的要求。另一方面，传统教育的内容与先进的现代化设计制造模式脱节，学校缺乏符合现代先进制造业需求的数字化教学和实训环境。因此培养企业所急需的人才已成了当前中国教育的重要责任。 现代制造企业已经开始实行数字化管理，数字化、无纸化技术已经在这些企

3、业普遍使用。企业使用数字化、无纸化技术也获得了丰厚的回报，例如，缩短了产品开发周期，降低了成本，提高了产品质量，提升了客户满意度。 数字化、无纸化设计生产模式表现在以下几个方面： 一是数据的电子化。设计、生产数据的电子化，即指使用CAD/CAPP/CAM等计算机辅助软件，产生生产所需要的数据。CAD在早期是英文Computer Aided Drawing (计算机辅助绘图)的缩写，随着计算机软、硬件技术的发展，人们逐步的认识到单纯使用计算机绘图还不能称之为计算机辅助设计。真正的设计是整个产品的设计，它包括产品的构思、功能设计、结构分析、加工制造等，二维工程图设计只是产品设计中的一小部分。于是C

4、AD的缩写由Computer Aided Drawing改为 Computer Aided Design，CAD也不再仅仅是辅助绘图，而是协助创建、修改、分析和优化的设计技术。CAPP即计算机辅助工艺规划，是指借助于计算机软硬件技术和支撑环境，利用计算机进行数值计算、逻辑判断和推理等的功能来制定零件机械加工工艺过程。借助于CAPP系统，可以解决手工工艺设计效率低、一致性差、质量不稳定、不易达到优化等问题。CAM（Computer Aided Manufacture）是计算机辅助制造的缩写，能根据CAD模型自动生成零件加工的数控代码，对加工过程进行动态模拟、同时完成在实现加工时的干涉和碰撞检查。

5、CAM系统和数字化装备结合可以实现无纸化生产，为CIMS（计算机集成制造系统）的实现奠定基础。CAM中最核心的技术是数控技术。通常零件结构采用空间直角坐标系中的点、线、面的数字量表示，CAM就是用数控机床按数字量控制刀具运动，完成零件加工。 二是数字化管理，即PDM产品数据管理。随着CAD技术的推广，原有技术管理系统难以满足要求。在采用计算机辅助设计以前，产品的设计、工艺和经营管理过程中涉及到的各类图纸、技术文档、工艺卡片、生产单、更改单、采购单、成本核算单和材料清单等均由人工编写、审批、归类、分发和存档，所有的资料均通过技术资料室进行统一管理。自从采用计算机技术之后，上述与产品有关的信息都变

6、成了电子信息。简单地采用计算机技术模拟原来人工管理资料的方法往往不能从根本上解决先进的设计制造手段与落后的资料管理之间的矛盾。要解决这个矛盾，必须采用数字化的产品数据管理技术。 三是利用基于网络的CAD/CAPP/CAM/PDM集成技术。实现产品全数字化设计与制造在CAD/CAM应用过程中，利用产品数据管理PDM技术实现并行工程，可以极大地提高产品开发的效率和质量，企业通过PDM可以进行产品功能配置，利用系列件、标准件、借用件、外购件以减少重复设计，在PDM环境下进行产品设计和制造，通过CAD/CAE/CAPP/CAM等模块的集成，实现产品无纸设计和全数字化制造。在无纸化的设计、生产过程中，产

7、品按照流程实现设计、工艺及制造，所有数据之间相互关联。数字化制造是制造领域的数字化，是制造技术、计算机技术、网络技术与管理科学的交叉、融和、发展与应用的结果，也是制造企业、制造系统与生产过程、生产系统不断实现数字化的必然趋势。（二）学校背景莘县职业中专位于莘县振兴街231号，始建于1979年，前身为莘县第一职业高中，1997年改办为莘县职业中等专业学校，与莘县教师进修学校一个单位两个牌子，共同承担莘县的职业教育、成人教育和师资培训工作。学校现为国家级重点职业学校、山东省重点职业学校、山东省最受新农村信赖的学校、山东省职业教育先进单位、山东省创业明星学校、山东省特种作业人员培训单位、山东省百万农

8、民星火科技培训基地、山东省计算机应用能力等级考核标准考场、聊城市文明单位，2010年以山东省第一名的成绩被教育部评为聊城市唯一的首届中职国家改革发展示范校。学校秉承“以服务为宗旨，以就业为导向”的办学方针，立足莘县、面向全国、放眼世界；求实唯真，开拓创新，以质量 求生存，向管理要效益，为学生谋发展，坚持依法治校、以德立校、以质强校、特色办校、科研兴校的发展思路，全面推进素质教育和创新教育，取得了显著的社会效益。2004年被评为国家级重点职业学校，2005年跨入“山东省50强中等职业学校”的行列，2006年被评为全国办学先进单位。走出了一条“以工助学、以工养学、校企合作、工学结合”的职业教育新路

9、子。也走出了一条贫困地区办好职业教育的成功之路。校院占地540亩，建筑面积18万平方米，固定资产1.4亿元,全日制在校生10122人，教职工515人，专任教师420人，双师型教师100多人，高级职业指导师4人，工程师和高级技师15人，其中具有中、高级职称者268人，师资力量雄厚，治学严谨，管理规范，教学、生活设施完善。学校现开设机电一体化、电子技术与应用、计算机应用与维修、服装设计与制作、畜牧兽医、英语（文秘）、园艺、电焊、汽车驾驶与维修、护理、数控、模具等十二个专业。拥有汽修、空调制冷、数控、智能电子、服装等高标准实验、实训室26座，学生实训岗位充足，动手能力强，优秀毕业生遍布东风日产、三一

10、重工、金龙客车、天津一汽、上海大众等国内一流企业，年薪达10万元以上，95%的安排到对口的技术岗位，彻底扭转了“打短期工，吃青春饭”的不利局面，就业率100%，满意率98%。2011年高职本科录取168人，个别专业占全省高职本科录取总数的五分之一。学校现辖职专本部、观城校区、本斋校区、莘县技校、莘县体校、莘县卫校、鲁西驾驶员培训中心等七个校区，并于2008年率先在全市成立了“莘县职业教育集团”。2007年以来先后和苏州富顺鸿电子有限公司、烟台汇成电子公司、威海迪尚华锦服装有限公司联合办了三个专业实习基地。1999年以来，学校累计有18000多名毕业生考入对口高等院校，安置就业26000余人，年

11、培训能力20000人次，就业率100%，满意率95%。赢得了良好的社会信誉。国家中等职业教育改革发展示范学校建设，明确提出了几个要求，这几个要求显然的目的，是引导中职教育向着面向企业用人需求的方向发展。在这种号召下，沿用了几十年的传统教学模式将会被打破，课程模式的改革已呼之欲出。然而，课程改革仅仅依靠教师改变观念是不够的，还需要为教师提供一个合适的教学基础平台。这个教学平台，需要兼具可教学、可管理、可创新、可拓展的特性。当前职业院校具有较好软环境（国家大力扶植），急需的是建立合理有效的硬环境（用于创新、突破的教学基础平台）。项目目标项目建设总体规划为配合支持国家大力发展职业教育的方针和政策，满

12、足工程技术职业教育市场的迫切要求，2006年6月，CAXA教育培训计划推出全新“CAXA数字化设计制造教学平台”，该平台是专门配合各类工科院校进行现代数字化设计、工艺、数控加工等职业教育的教学和实训环境，旨在帮助各院校培养符合现代制造业需要的高级技能型职业技术人才。经过不断发展与提高，该培训计划已经与全国上百所院校展开了合作，并开展了数字化设计制造教学工作，培训师资1000人，培养学生50万人。为社会输送和培训大量掌握现代数字化设计制造的高技能工程技术人才。 CAXA利用数字化工厂技术帮助学校建立PLM体验中心以及数字化的实训工厂，建立起实训中心职工沟通平台、实训中心教学资源管理平台、实训中心

13、生产项目管理平台。从而实现实训中心教学、实训的全数字化。建立一个以项目式教学为主导的企业环境体验教室，并实现从单人表现到团队组合表现的多方位考核方式。教学的主要表现形式为以组为单位的项目执行模式，分组原则为设计(人)工艺（人）制造（人），项目教学的过程以图纸设计到产品加工成型为一个流程，以资源管理平台来控制这个流程。实际操作时，可根据教师的个人想法和创意，进行拓展。PLM体验中心的基础功能 PLM体验中心的基础功能主要依托资源管理软件平台展开，一般应用如下：CAD（2D、3D）软件、工艺软件、CAM软件日常教学。通过创新设计软件平台、数字化工艺软件平台和先进生产过程管理软件平台，实现日常软件教

14、学。设计图纸规范化、图纸归档、图纸版本管理等企业化行为训练。掌握资源管理平台软件的各项功能应用。 设计工艺编程等部门之间工作流程训练。 实现产品设计流程。通过设计主管、项目经理、设计人员的角色分工以及设计、校对、审核、批准直至归档的流程管理，体现出产品从概念设计、三维产品设计、二维工程图出图、有限元分析等各个环节。 实现产品的工艺设计流程。从定义工艺模板开始，完成机加工、数控加工等工艺的编制与工艺流程的管理，以及生产过程需要的派工单、检验卡的定义与使用。 实现生产项目管理。新建项目管理计划，对生产的产品数据进行统一管理和浏览。可以统计各种相关报表，帮助安排生产任务及监控任务流程进展。对生产绩效

15、指标如材料消耗、工时统计等进行汇总与管理。综合式项目式教学 开发新的项目教学资源，执行仿真企业模式的过程教学。拓展应用 项目评审、任务派发、与讨论区结合、与车间数控联网建设方案PLM体验中心场地规划建设 根据学校提供的场地情况，进行场地规划，提供场地效果图。a.墙面玻璃、吊顶、地板、照明、电源、网络配套。b.辅助设备及装饰：设计制作安装屏风；完成数字化实训工厂墙面、不锈钢拉闸门、玻璃门、地板、吊顶装修，电源开关，网络、视频采集等配套设施，展架等。c. 体验中心六位特色桌子、椅子。教师讲课桌椅一套。体验中心墙面布置4块应用展板，主要展现现代制造企业数字化设计、工艺、编程、制造的工作过程，如下图：

16、体验企业的设计、工艺、制造流程 CAXA PLM体验中心建立起数字化设计平台、数字化工艺平台、数字化制造平台以及数字化生产管理平台，形成统一数据源的设计、工艺、生产一体化流程，做到无纸化、数字化的生产过程管理。同时将企业中产品设计、工艺、生产流程体现出来，集中培训师资力量，固化成企业化实训项目。体验中心内部采用项目分组方式的座位布局，每个组6个角色，使用一个六边形工作台。预计在PLM体验中心共配置8组共48台计算机，另外配置1台教师机及1台服务器，服务器用于体验中心数据管理，在此，共记需50台计算机： 用于订单管理和启动报价流程，1台 用于产品创新设计平台的搭建，2台（分别为设计主管、工程师）

17、 用户数字化工艺设计平台的搭建，1台（工艺主管/工艺员/编程员） 用于先进网络制造平台的搭建，2台（分别为生产主管、计划/调度员） 配置1台电脑作为教师机，1台服务器作为体验中心数据服务器，以上计算机、服务器通过交换机与车间数控机床连接成一个局域网。 配置CAXA实体设计、CAXA电子图板与CAXA协同管理形成数字化设计平台。 配置CAXA工艺图表与CAXA协同管理形成数字化工艺平台。 配置CAXA制造工程师CAXA数控车、CAXA线切割与CAXA协同管理形成数字化制造平台。 配置CAXA协同管理软件模块，将CAXA数字化设计、CAXA数字化工艺、CAXA数字化编程、CAXA 数字化制造、实训

18、车间的视频监控系统集成，形成数字化工厂的教学管理平台，将理论教学与实训融为一体。按照企业设计、工艺、生产流程，完成所有相关的技术文件及产品数据。同时，按照企业的模式对技术文件和产品数据进行调度与管理。数字化设计平台 使用CAXA实体设计接收逆向工程的曲面数据（IGES格式），在三维设计环境中进行产品设计，包含零件设计和产品装配设计。产品模型进行机构运动仿真和碰撞干涉检查。 当设计完成三维实体文件后可以通过CAXA电子图板的三维接口生成该实体的二维工程图。CAXA电子图板在读取三维实体文件时可以选择读取的文件格式，默认情况下读取CAXA实体设计软件产生的.ics格式，用户也可以选择UG、Pro/

19、E、Catia等其他三维软件产生的标准通用格式.x_t等格式。生成后用户只需要对生成的工程视图进行修改、标注等操作即可快速完成二维图纸的设计。 数字化工艺平台 企业的工艺流程一般是设计完成、转入工艺设计（包括派工单的下发、零部件工艺工序卡片编制、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，让学生体验企业的工艺编制、工艺文件管理等流程，同时提高学生的沟通协调能力。刀具名称和刀具编号自动写入。 在CAXA工艺软件中提供了丰富的派工单（任务单）、工艺卡片模版定义工具，可以根据要求格式自定义各种工艺模版。 用户可以根据自己的需要定义单元格，下图是一张完成了单

20、元格属性定义派工单的模板。 智能填写派工单（任务单），如果是常用信息是和智能知识库挂接在一起的。在系统中进行派工时可以按照任务单将生产相关工序、设备、零部件、刀量具、材料、质检信息组织起来，然后进行派工。数字化制造平台数控铣与加工中心自动编程 CAXA制造工程师软件支持数控铣及加工中心的自动编程，支持多轴加工中心自动编程。多样化的加工轨迹生成方式可以安排从粗到加工、半精加工、到精加工的加工工艺路线，高效生成刀具轨迹。 实体仿真功能：实体刀位轨迹动态仿真功能，可以对加工中心及数控铣床程序进行刀路轨迹和实体模拟仿真，支持各种G、M 代码。 生成加工工艺单：利用CAXA制造工程师还可以自动按加工的先

21、后顺序生成加工工艺单。在加工工艺单上有必要的毛胚信息、零件信息、刀具信息、代码信息等。数控车自动编程 CAXA 数控车软件是支持数控车机床自动编程工具，具有功能强大，使用快捷的轨迹生成及通用后置处理功能。该软件提供了功能强大、使用简洁的轨迹生成手段，可按加工要求生成各种复杂图形的加工轨迹。线切割自动编程 CAXA线切割软件是支持线切割机床的切割自动编程软件，提供各种直线、圆弧、自由曲线生成编辑功能，实现任意复杂形状设计。并能够标注尺寸，生成工程图纸。具有齿轮设计模块。自动生成各种复杂形状的切割轨迹，支持多次切割，轨迹跳步。能实现上下异型四轴加工。输出3B/4B/R3B/ISO各种格式的加工代码

22、。并支持串、并口，电报头，光电口代码传输。另外，还可以读入扫描图像文件并进行矢量化。得到图像的边界轮廓进行加工。数控代码仿真 CAXA编程助手软件是CAXA公司专门开发的应用于数控车间快速编程及编辑仿真的软件，作为CAXA数字化制造方案的一部分，主要是帮助程序编制人员利用该软件快速的手工编制程序，并进行校对和仿真。代码段与轨迹段的关联，当操作工选取某段代码，则相应的图形段会加亮；反之当操作工选取轨迹段，软件能自动定位到该轨迹段对应的代码段。这种机制对于操作工通过选取错误段图形，定位修改代码非常实用。基于工作过程的项目式教学 PLM体验平台建设集成设计、工艺、制造等专业软件。通过构建项目式教学，

23、做到学校和企业的人才对接，同时构建工学结合的模式。 项目教学中，学习过程成为一个人人参与的创造实践活动，注重的不是最终的结果，而是完成项目的过程。学生在项目实践过程中，理解和把握课程要求的知识和技能，体验创新的艰辛与乐趣，培养分析问题和解决问题的思想和方法。以模具设计与制造课程教学为例，可以通过一定的项目让学生完成模具设计、加工生产、产品质量检验等生产流程，从中学习和掌握机械原理、材料处理、制造工艺以及各种机床的使用与操作。还可以进一步组织不同专业与工种，甚至不同职业领域的学生参加项目教学小组，通过实际操作，训练其在实际工作中与不同专业、不同部门的同事协调、合作的能力。针对中职数控专业，教学项

24、目课题来自企业实际生产加工。在PLM体验平台中，构建企业工作流程。如图：生产运营管理产品图编制工艺操控机床加工质量检验手工编程业务接洽产品交付车/铣/综合/其它加工类别工艺分析加工准备机械电气维护维修自动编程会维修会操作客户懂程序懂工艺 整个项目式教学参照企业产品加工的生产流程，以加工为主线，过程维护作支撑。依照识图加工类别区分（车、铣、加工中心、其他）加工工艺分析以及编制加工准备零件加工质量检验产品交付。CAXA生产项目管理系统包含内容如下：任务分配启动流程 产品设计工艺设计d )加工编程生产调度、生产管理将生产相关工序、设备、零部件、刀量具、材料、质检信息组织起来。进行派工！项目建设效果

25、场地建设成果： CAXA PLM体验中心方案以“以就业为导向、以教学为中心”，为学校提供数字化实训方案和数字化教学方案。具体表现在：1、融入企业工作流程： 实训项目按照企业项目管理模式组织，学生按照真实的角色进行协同工作，尽早适应企业角色、岗位。实训流程定义：实现企业面向产品的订单、产品设计、工艺设计、数控编程及仿真、生产派工、检验、进度跟踪、工时核算等整个产品制造过程的模拟与组织。插图2、 单一工种的技能训练提升到综合技术训练。3、 深化课程改革：促进以“工作过程为导向”的课程开发及教学模式，体现学中做做中学的教学理念 。4、利用信息化技术，完善学校内部管理，加强师资队伍建设。5、展示训练过

26、程和效果，使办学理念及成果易于展示宣传。项目管理及实施部分 CAXA在众多的体验中心项目实施过程中，积累了很多成功的经验。CAXA将这次合作看作为双方建立合作关系的第一步。CAXA数字化工厂建设项目主要解决当前学校最急需解决的问题，同时兼顾为学校长远目标打下坚实基础的要求进行设计和实施。项目组成员结构学校项目组成员结构：项目总负责人项目经理系统/数据管理员信息中心实施人员咨询顾问使用参与实施人员应用人员应用人员应用人员应用人员项目组核心人员CAXA项目组成员结构：项目总负责人项目经理实施顾问实施开发人员实施开发人员实施工程师实施工程师产品经理开发测试人员开发测试人员项目组采用扁平化组织机构，以

27、实现项目目标为核心。项目组接口描述： 双方总负责人对项目的总体进度、质量负责，项目的重大决策和变更需要相互交流并取得一致。 双方项目经理对项目的具体过程和实现负责。任何需求和变更以双方项目经理签字认可的文档为主。 CAXA项目经理是项目组与实施开发小组的接口。实施开发小组不与除双方项目经理以外的成员通信。 双方咨询顾问通信畅通，成果经项目经理确认后统一执行。 双方实施工程师通信畅通。 系统管理员与项目经理和实施工程师通信畅通。项目控制l 报告和交流体制项目组每周最后一个工作日召开例会，因故不能出席的成员必须书面请假。例会审阅和完成下列事项： 检查工作进度； 确认和解决问题； 报告不能实现预期进度的工作和原因； 讨论并且确认项目需要的改变； 项目经理将维护一张项目任务列表，反映CAXA任务和工作状态。l 问题解决项目组成员有责任解决各类问题，遇到疑难问题，项目经理召开专题会议探讨。不能解决的问题，提交实施开发小组。问题必须分类管理，编号、详细的描述、提交人员、承担人员、预计解决日期以及如何解决的描述。l 变更管理项目总负责人和项目经理负责项目变更管理。变更管理包括： 对预计变更的原因描述； 对预计变更的分析、判断； 从成本和时间角度评估变更对项目总体计划的影响； 需求变更需要通过项目项目总负责人的审批，一旦得到批准，项目组将用新的成本预算、进度安排、实施人员、预定日