逆向工程创新应用型人才培养方法探索

【摘 要】分析逆向工程创新应用型人才培养的意义和存在的现实问题，提出逆向工程创新应用型人才培养方法。

【关键词】逆向工程 创新应用型人才 培养方法

【中图分类号】 G 【文献标识码】 A

【文章编号】0450-9889（2013）12C-0108-02

逆向工程（Reverse Engineering，简称RE）是根据已存在的产品模型，重构出产品的CAD数据，对CAD数据进行修改、优化和改进，并根据改进后的CAD数据快速制造出产品模型的技术总称，包括逆向设计、快速原型制造和快速模具三个部分。近年来，很多企业仅仅利用逆向工程对需要仿制的产品进行抄数―三维CAD模型重构―加工―开模―生产产品，使得从手机到笔记本电脑的各种仿制品充斥着电子产品的低端市场。这造成很多人对逆向工程的误解，从而忽视逆向工程的真正功能。所以，在逆向工程的教学中，应彰显逆向工程的实际功能，纠正学生由于对仿制品的不良印象而对逆向工程产生的不当看法，并培养学生对所得CAD数据进行修改、优化和改进的创新思维和创新理念。

一、培养逆向工程创新应用型人才的意义

（一）适应国家创新应用型人才培养要求。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》第三十二条指出：高等教育要适应国家和社会发展需要，遵循教育规律和人才成长规律，深化教育教学改革，创新教育教学方法，探索多种培养方式，形成各类人才辈出、拔尖创新人才不断涌现的局面。

创新是一个民族的灵魂，是社会发展的不竭动力。而制造业是国民经济的基础，是国家安全的保障，是国家竞争力的重要体现，现代制造技术水平的高低已成为一个国家经济发展的主要标志。当前，我国制造业竞争优势水平较低，创新能力不强，科技与经济发展有一定程度的脱节，外资所占比例偏高，生产率与国外相比优势不显著。而且，随着原材料和劳动力成本的不断上涨，我国正在逐步丧失“世界制造工厂”的成本优势。为使我国制造业走出困境，必然要走体制、制度和技术创新之路。作为以工为主的应用型本科院校，所培养的学生除具备在生产一线负责生产、工艺、检验及设备运行、安装、调试与维修的应用型、工艺型人才的能力外，还应具备产品开发、工艺装备设计、技术革新等创新应用型人才的能力。

（二）适应我国制造业发展对逆向工程人才的需求。《高端装备制造业“十二五”发展规划》指出，我国制造业存在的产业结构不合理、自主创新能力较弱、产品附加值较低、竞争力不强的特点已经成为制约我国制造业发展的重要障碍。所以，要想实现制造业的转型，必然要提高企业的自主创新能力及对竞争力强、附加值高的新技术、新产品的开发能力。

由于逆向工程系统是现代制造技术的最新进展，为制造业提供了一个全新、高效的三维制造路线，它可以快速、精确、方便地获得实物的三维数据，并利用快速成型技术制造出传统制造方式无法或很难制造的产品，从而为产品的开发、设计及制造奠定了新的技术基础，已成为联系新产品开发过程中各种先进技术的纽带，并成为和消化和吸收先进技术、实现新产品快速开发的重要技术手段。因此，逆向工程已经成为现代制造业新产品开发的一种重要的创新手段，在国内外得到了越来越广泛的关注与应用。而逆向工程人才需求也将逐渐增长。

二、培养逆向工程创新应用型人才存在的现实问题

（一）现有的逆向工程课程体系无法满足创新应用型人才的培养要求。一直以来，机械类各专业所开设的课程如机械设计均是正向设计，逆向工程作为新的研究领域，许多高校未开设相关课程，或者仅仅作为选修课，故而还没有建立合理的课程体系。以笔者所在学校为例，机械类专业仅仅开设了UG课程，且多以讲述产品三维造型为主，未涉及三维点云重构；模具设计也多是塑料成型和金属冲压方面的知识，几乎未涉及快速模具的知识；唯一相关的课程快速原型制造也仅有30个课时，几乎没有将学生后续发展所需要的核心能力有机地融入专门课程的教学中。学生易对所学知识产生困惑，更谈不上进行创新设计和制造。可见，逆向工程相关课程存在着开设内容不足、课程联系不够紧密、教学体系条理不够清晰的不足，而且在课程教学中没有融合对学生创新能力的培养。

（二）现有教学条件无法满足应用型人才的培养需求。逆向工程在我国兴起的时间较晚，所以国内从事逆向工程设备的研究与开发的高校和企业较少，设备多以进口为主，且价格昂贵。如一台关节臂测量仪至少需要80万元，一台激光快速成型机需要60万元。作为以教育为本、非营利性的高等院校，一般对实验室的经费投入较少，逆向工程实训车间的资源条件建设比较薄弱，实验室设备种类少、设备在同类设备中处于低档次级别，由于相关配套的材料（1公斤ABS丝材要2000元，主辅料共需4000元）、设备维护费用较高，学生实践的机会较少，很难培养出适应现代化建设的高级应用型人才。

（三）在仿制品影响下学生容易丧失创新意识，对逆向工程误读误用。由于价格低廉，仿制品在农村和学校拥有着强大的市场份额，仿制品相对于正版产品具有价格优势，因而仿制品无疑成为许多人的最佳选择。学生在接触逆向工程以后，受仿制品的影响，容易对逆向工程产生误解，而忽视逆向工程在产品开发方面的主流用途，进而忽视应该进行的产品创新设计。

三、培养逆向工程创新应用型人才的方法

（一）建立以岗位需求为导向的逆向工程课程教学体系，为创新应用型人才培养奠定基础。逆向工程方面应包括的课程有三维CAD设计、逆向软件课程、快速原型制造、模具设计、工业产品设计等。笔者通过对人才市场的调查，总结出岗位需求与课程内容的关系，如图1所示。

在建立和完善逆向工程课程系统的情况下，根据岗位能力需求对相应的课程内容作出适当的调整，重新编写课程教学大纲及课程实验指导书，使学生可以系统地学习逆向工程方面的理论知识和操作技能，并利用逆向工程方式方法进行创新设计和加工。

（二）在逆向工程课程体系中引入创新理念，将创新能力的培养贯穿其中。我国学生经历了从小学到中学的应试教育，任何问题都有标准答案的考试思路使得学生较缺乏创新能力。在学生进入大学之后，摆脱这种应试教育的缺陷成了教学改革的必然之路。应试教育重在用现有的公式（规则）去解题；创新教育重在培养学生思维习性，让学生在日常规则中发现新的疑点，从而打破常规，构思新的规则（公式）去解决新的问题。

应用型本科的机械制造类专业学生不仅要具备基本的常规制造能力，还应具备对新产品的研发和设计能力以及对旧产品的改进能力。如在逆向工程教学过程中，通过定期给定学生产品的设计要求，要求学生设计并加工产品，然后对加工的产品进行评估和装配验证，不合适的再次修改设计，再次加工，直到生产出较为满意的产品。通过这个过程的训练，学生能够在产品的创新训练中提升创新能力。

（三）改善学生创新技能训练的实践环境，通过产学研合作培养逆向工程创新应用型人才。首先，改善校内学生创新技能训练的实践环境。提高学生专业领域的创新能力与综合素质需要学生处于生产一线的创新环境中。每个正常的人都有一定的创造力，人的创造力尽管和先天禀赋有关，但主要是在后天的实践中取得的。学生需要养成创新的习惯，不断提升创新意识，掌握各种创造技法，才能成为为企业聚集财富之才。因此，应改善学生在校内的创新技能训练场所，让学生有自由发挥的机会和空间，对学校实训中心的设备、场地进行资源优化配置，如给学生提供在非实训课时间使用加工设备如车床、铣床、快速成型机的机会，安排一些具有多年实践经验的教师为学生提供指导，以此来培养学生的自主创新能力和创新精神。

其次，寻求校企合作，通过产学研合作培养逆向工程创新应用型人才。通过前面的分析可知，逆向工程方面的设备种类较多且比较昂贵。对此，应积极寻求与逆向工程方面的企业进行合作，探讨长期的合作关系和双赢的合作机制。学生可以利用寒暑假时间或业余时间到企业实习，直接进入企业的生产第一线，将自己在学校学到的理论知识与实践相结合，通过“实战演练”提高自己的质量意识和创新意识，在生产中发现创新点。企业也可以通过新鲜劳动力的补充，提升企业文化和层次。同时形成由企业和学校、产学研结合共同培养学生创新能力、应用能力的合作培养机制。

【参考文献】

[1]陈雪芳.逆向工程与快速成型技术应用[M].北京：机械工程出版社，2009

[2]宋小辉.《逆向工程技术》课程教学体系建设[J].广西教育，2012（9）

[3]董达善.中国制造业现状及发展研究[J].上海经济研究，2008（9）

【基金项目】2013年广西高等教育教学改革工程项目（2013JGA274）；2011年校教育教学改革重点项目（2011JA05）；2010年新世纪广西高等教育教改工程项目（2010JGA120）

【作者简介】宋小辉（1977- ），女，桂林航天工业学院副教授，硕士，华中科技大学快速成形中心访问学者。

（责编 王 一）