CAD大赛与我国CAD教育现状分析

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)华南理工大学设计学院 作者:邓学雄

  论文介绍和分析了世界技能大赛CAD 机械设计项目比赛,以及近两年广东省CAD 大赛的情况,探讨了CAD 大赛如何与世界技能大赛接轨的问题。并从企业应用、学校教学和CAD 职业资格考核等3 方面阐述了我国CAD 教育的现状,提出了目前学校在机械设计、机械制图、CAD 教育等方面与国际的差距和应该引起重视的问题。

  2011 年,我国组队参加了第41 届世界技能大赛,在国内引起了较大的反响。世界技能大赛中的CAD 机械设计项目与我国高校工科类专业的机械设计、机械制图、机械制造、计算机绘图等课程密切相关。通过大赛我们体会到世界级的技术人才不只是局限在操作技能方面,还要求很全面的专业知识和很高的综合素质,对于中国选手还需要有很强的英语能力。我国CAD 教育成果已经渗透到各个领域,尤其在机械行业,CAD应用呈现出既有广度又有深度的现状。即便如此,随着科学技术的不断发展,对CAD 教育不断提出新要求。世界技能大赛CAD 机械设计项目的竞赛内容和要求,更是引起我们在教学改革发展上的新思考。

1、世界技能大赛

  世界技能大赛(Worldskills International)是由世界技能组织举办,代表国际最高水平的世界性职业技能竞赛。其宗旨是通过成员之间的合作,促进青年人、培训师的职业技能水准的提升,并积极推广职业技能,加强各国在职业技能领域的合作与交流。该大赛自1950 年在西班牙马德里首次举行以来,目前每2 年举办1 次,包含46个项目,至今已举办了41 届,被誉为“技能界的奥林匹克”。

  世界技能大赛中的CAD 机械设计(Mechanical Engineering Design – CAD)项目,遵循相关行业和国际标准化组织(ISO)的最新标准,涵盖了行业技术人员应用计算机辅助设计(CAD)工具建立工程产品设计的模型、图纸,包含制造信息和涉及机械产品设计的零部件文档编制工作。该项目的比赛是一个与CAD 机械设计技能相关的能力评估和技能示范过程,但比赛项目的内容完全来源于行业或企业的实际工作。

  CAD 机械设计项目竞赛试题由4 个相互独立模块组成(机械制造装配和详细设计、机械制造、机械设计挑战、实体模型逆向工程),参赛

  选手在4 天时间里依次测试这4 个模块(如图1所示)。这些试题的内容包括:金属钣金类零件、桁架结构及其组件、焊接部件和装配件、机械零件和装配件、图纸的详细绘制、模型的功能仿真和照片级渲染、实体模型的逆向工程、更改产品的现有设计来完善设计。CAD 机械设计试题各模块考核形式与任务要求见表1。这种模块化的试题设计能以贴近企业实际工作的方式,综合考核选手CAD 机械设计技能的掌握情况。

CAD大赛与我国CAD教育现状分析

图1 世界技能大赛CAD 项目竞赛内容

表 1 CAD机械设计试题各模块考核形式与任务要求

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4、机械CAD现状

  我国企业CAD 的广泛应用始于20 世纪90年代初“甩图板工程”,通过引入计算机二维绘图代替手工绘图,主要使用AutoCAD 软件。虽然传统的制图方法是通过二维视图来描述三维实体,但这种描述难以作进一步的结构分析、运动机构分析和数控加工,不能真正做到生产的自动化。随着三维建模软件以及数控加工设备的成熟,越来越多企业应用三维CAD,而且能够很好地解决上述问题。

  20 世纪90 年代,随着计算机技术的发展逐步深入,我国已将计算机绘图技术引入到工程制图的课程中,并逐步以三维设计的方法来改革工程制图的课程体系和教学内容[3-8]。目前,我国各类高校、职业院校在CAD 和工程制图教学方面主要有两种:第一,工程制图与CAD 绘图合并为一门课程,把CAD 结合制图课的内容安排在某些章节穿插讲解。第二,工程制图与CAD 分为两门课程,相对独立,课时比前者稍多。两种教学模式各有利弊,前者将CAD 与投影制图的知识密切结合,相互渗透,但CAD 的教学内容较为分散;后者的CAD 教学较为集中,系统性较好,但占有的学时较多。

  教学 CAD 软件以AutoCAD、Solid Works 最为多见,其次是Pro/E、UG,再就是Inventor、CAXA、Solid Edge 等。这些软件的选用主要与

  企业的应用状况、技能鉴定部门的资格考核、上岗就业等有着密切的关系,再就是与教学要求、教材内容、师资情况,以及学校的设备配置等因素也有一定关系。

  从 20 世纪90 年代中期开始,全国就开展了CAD 从业人员的系列认证工作。以广东省为例,十多年来,广东省职业技能鉴定指导中心在计算机绘图员资格认证方面的工作就没间断过,目前累计已有20 多万人获得了中、高级计算机绘图员职业技能资格证。有力地促进了广东省职业技能培训、鉴定等工作,甚至香港特别行政区也加入了广东省的这一职业认证工作,使广东省CAD职业技能培训走在全国前列。

5、总结

  通过去年世界能大赛的国际交往和竞赛情况,我们体会到我国在CAD 应用、CAD 教育方面与国际的差距主要有以下5 方面:

  1) 专业知识较为单一,内容综合性不够强。如教学中主要侧重在一般的机械零件和装配方面,在钣金、桁架、焊接等方面的内容很少甚至欠缺,学生的综合应用能力不强。

  2) 实践环节不够充分,包括金工实习、零部件测绘等。

  3) 学生的机械基础不够扎实。

  4) 教学环境开放性不够,教学内容与工程实际结合不够密切,学生的实际应用能力不强。

  5) 社会交往少,GB 与ISO 有一定差异,学生的视野不够开阔。

  本次世界技能大赛的 CAD 机械设计项目,除了必须具备的机械基础和CAD 的基本要求外,还涉及到钢结构、钣金、焊接等方面的知识,也许下一届大赛还会涉及更多更新的知识领域。虽然,我们的教学不是为了比赛,不可能赛什么就学什么,但有些问题确实应该引起我们的思考,在今后的教学中应当予以重视。我国是第 1 次参加世界技能大赛,准备不够充分,经验不足,CAD 项目能取得优胜奖也实属不易。参加世界技能大赛得到各级政府的高度重视,参赛选手和培训专家回国后先后荣幸地受到中央和地方政府领导的接见和鼓励。下一届“大赛”2013 年在德国举行,目前,我国正在进行选手的选拔工作,近期将组成国家集训队,为参加第42 届世界技能大赛并取得更加喜人的成绩作充分的准备。

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