企业视角：工业4.0背景下高职制造类专业人才的新需求与培养

□温贻芳　江建春

企业视角：工业4.0背景下高职制造类专业人才的新需求与培养

□温贻芳江建春

工业4.0背景下，高职制造类专业人才培养应该如何应对，站在企业角度，从工业4.0变革对企业组织方式带来的挑战入手，分析了新一代生产组织方式带来的专业人才需求结构的重大变化，深入探讨人才培养方案的制定与执行过程中的关键问题，提出高职制造类专业人才培养的新途径与新方法。

高职教育；企业；工业4.0；生产组织方式；人才需求；人才培养

在德国企业界谈到工业4.0未来面临的挑战时，无论是传统制造业企业，还是ICT企业，都把人才问题看作他们面临的共同挑战。德国企业普遍认为，工业4.0导致了对优秀员工标准的转变，工业4.0建立在一个开放、虚拟化的工作平台之上，重复性的熟练体力和脑力工作不断被智能机器所替代，人机交互以及机器之间的对话将会越来越普遍，员工从服务者、操作者转变为一个规划者、协调者、评估者、决策者［1］。

本文试图站在企业的角度，对工业4.0背景下，制造类企业在生产组织方式上所发生的转变、这种转变对专业人才需求结构产生的影响，结合目前高职制造类专业人才培养的企业关注问题，进行了一点思考，得到了一点感悟。

一、工业4.0变革对企业组织方式的转变

2013年，德国政府宣布工业4.0为其高科技战略之核心部分，以确保德国未来的工业生产基地的地位。变革的核心在于工业、工业产品和服务的全面交叉渗透，具体说来，是通过系统生命周期管理来控制工业的复杂性。与之相适，嵌入式系统向信息物理融合系统演化，即嵌入式软件不再仅仅是为了控制仪器或执行某体的工作程序而编写，也不再仅仅被嵌入产品和生产系统里。产品和服务借助于互联网和其他网络服务，通过软件、电子及环境的结合，生产出全新的产品和服务［2］。

随之带来的历史性变革，就是越来越多的产品功能无需操作人员介入。因此，物理信息的融合，需要做到“物与服务联网”、“机器对机器的通信”。这对现代企业提出了四大挑战。

挑战一：对企业战略及商业模式的挑战。管理层必须应该要的产品类别和服务。而产品战略又依赖于软件的开发。测试和尝试设计顾客喜欢的东西，建造虚拟原型，成为趋势。

挑战二：对企业组织的挑战。必须改变目前开发、实验、生产规划、制造和服务相分离的局面。而转件和网络化可以有效解决这个问题，其关键在实现数据的流通。

挑战三：对企业工具和方法的挑战。一方面，越来越多的专业领域需要基于模型的工具，如，软件和系统工程的过程建模，硬件和机械的三维建模，电子和系统的功能和逻辑建模等。另一方面，必须在现有的机械产品开发中，将需求、产品和系统列入系统数据进行管理。

挑战四：对企业过程管理的挑战。越来越多的产品需要通过自身IP地址和互联网或其它产品联网，形成包括整个产品生命周期的链条。因此，过程管理必须更加灵活，适应每种转变。

二、新一代生产组织方式带来专业人才需求结构的重大变化

德国企业普遍认为，工业4.0下企业组织方式的转变直接导致了专业人才需求结构的重大改变。工业4.0建立在开放、虚拟化的工作平台之上，重复性的熟练体力和脑力工作不断被智能机器所替代，人机交互以及机器之间的对话将会越来越普遍，员工正从服务者、操作者转变为规划者、协调者、评估者、决策者。

（一）迫切需要对软件的应用具有高度敏感的人才

传统意义上的制造业的自动化，从产品零部件生产、传输、安装、调试等，每一个环节都配备有传感器和通信设备，进行数据交换和业务沟通。新的工业背景下，还需要不断改进工业流程：产品设计、生产规划、生产工程、生产实施、产品维修维护、节能环保服务等。这些需要全新的软件系统，覆盖整个产品生命周期。

因此，制造类专业的人员必须清晰地认识到：无论功能多么强大的硬件，必须依靠新兴工业软件作为支撑，全面的产品研发数字化需要包括工业生产的全流程。软件对产品设计、生产规划、生产工艺、自动化生产、在线和远程服务等具有重要的地位和作用。

因此，迫切需要的专业人才包括：应用产品生命周期管理软件（PLM）和自动化软件技术，应用工业软件与自动化技术、生产技术相互协同的生产方式，应用数字化仿真与虚拟装配，采用集成自动化与驱动解决方案，通过远程监控对设备实施预防性检测与维护，应用软件进行系统产品开发和生产过程等。

（二）迫切需要具有协调与合作能力人才

全球范围内制造商、合作伙伴、供应商之间的合作非常普遍，这些供应商和合作伙伴在供应零部件的同时，还要提供工程技术服务。工程技术服务包括了零部件服务，机械和设备服务，功能服务。

必须采用跨学科跨专业的复杂技术系统设计的系统化方法，应用在所有产品和系统开发上。系统化包括，系统设计并定制方案，定义机器及软件模块及功能，确定基础自动化框架，制订工艺方案，包括传动系统的设计，传动和控制零部件、软件模块的选择，制造机器并安装调试软件，试车、运转、在线状态监控、优化和紧急修理、维护等。如上系统功能的保证，要求做到如下三方面的相互协调：沿生命周期的工程设计工具、包括应用软件在内的产品组合、开发机器时的合作。这三方面的相互协调，对技术人员提出了较高的要求。

此外，机械的开发和运转，越来越需要跨专业的合作：机械工程师、电气工程师、软件工程师、机械及设备制造工艺师之间的合作。

开发和建立一个技术系统需要在工程的每个阶段都有全身心投入的人，而更重要的是，每个人都必须参与制定系统开发方法，为此必须具有大局观和系统观。在这里有用的不是个人的特殊专业能力，而是在一个来自不同领域、具有不同经验的专业人员组成的团队里，在开发阶段早期就能制订出可行性方案的能力，而这些，需要更多的系统规划能力。

在制造领域的高科技产品，都具备一定的系统特征。系统呈现出跨学科的技术设计、复杂多样的表现形式、内外部紧密依存的关系。一致性系统生命周期管理（SysLM）系统，可以控制单独的模块元件组装，更能够灵活掌握集成子系统，具有高度系统化和一致性的研发过程，明确系统开发中跟踪的不同目标和要求的重点。

系统开发最重要的，是要有一个合理统一的系统概念。因为系统不是孤立地运行的，而是各个系统相互集成在一起，并因此而彼此间相互作用。同时，一个系统并不是仅由一家企业制作而成，而是由整个企业圈共同参与制作的。因此，统一的系统概念具有决定性意义。

（四）迫切需要具有自主学习和创新能力的人才

德国的机械制造业在国际市场上倍受推崇，公认的原因之一是德国机械制造业的中小型结构以及随之而来的较短的决策过程。未来，机械制造业是否能在市场上取得成功将越来越取决于能否更快地设计、开发和生产出有革新性、高性能的机械。同时，制造效率更高、性能更好以及更加具有灵活的机械所需要的技术越来越复杂。特别是，开发过程中的增值必须转移到新的方面，即创造独特卖点和机械的高性能。即，传动和控制技术越来越复杂，灵活的、基于标准化部件的变化式生产越来越重要，生产工艺过程越来越短，企业必须应付产品和生产过程的高度个性化［3］。

所有这些，导致增值链条上的供应商的责任增加。因此，必须在项目的不同阶段，提供量身定制的工具，即工具是按照不同的项目参与者，如机械设计师、电气设计师、程序设计师、通信设计师、维护技师等的不同任务和工作方式予以定制的。

The influence on the Q factor from scattering is mainly due to the surface roughness. It can be expressed as:

所有这些，都需要技术人员具有足够的自主学习和创新能力。因此，可以说，数字化技术使得资本不再是稀缺资源，创新型人才是最稀缺的资源，那些具有创新精神并创造出新产品、新技术和新服务的人才是工业革命的主要支配力量。创新性人才比以往任何时候都重要。

三、高职制造类专业人才培养需要关注的几个问题

（一）工业4.0背景下，需要对职业标准进行修订或拟定，但谁来做？

工业4.0背景下，企业组织方式发生重大变化，随之而来，已有的职业标准需要进行及时修订，没有的职业标准必须及时拟订。

职业标准框架体系主要包括国家职业标准、行业企业岗位工作标准和工作标准。后两类职业标准以具体的代表性行业的职业岗位及典型工作任务所需能力分析为基础，旨在为企业人才绩效考核提供依据，又为国家职业标准建设提供补充，还为教育教学的人才培养标准的制定提供方向。

职业标准确实需要修订或制订，但谁来做？德国由工商行会牵头制订职业标准，这是所有从业人员上岗都必须达到的最基本标准，也是企业用人标准。这从源头上保证了“德国品质”的高标准。同时，职业标准在稳定的基础上，会定期修订。

但在中国，现行的职业标准源于计划经济体制下制定的工人技术等级标准。国家职业标准由政府劳动与人事部门掌控，企业用人标准由各层各类企业制定，学校根据国家职业标准和企业用人标准（岗位标准）所制定的人才培养标准则由教育部门掌控，导致“职业标准在相当严重的程度上脱离了经济、生产和生产者的要求，无法适应产业、行业、职业和实际生产技术技能飞速发展变化的形势，难以满足企业发展和劳动力市场建设的需要”［4］。

那么，谁来做呢？单纯依靠企业、政府或行业来做，都是不太现实的。产教联盟或职教集团可以尝试承担这个职能，有效地把政府、企业、行业的最优资源整合在一起，切切实实做企业欢迎的事。

（二）有了新形式下的职业标准，需要对专业标准进行及时修订

职业标准从技术和知识两个方面描述职业功能、工作内容、技术要求、相关知识。规范从事相应岗位所需的技能证书、职业道德、职业态度、行为规范、有关法律知识、安全卫生、环境保护知识等。

在职业标准基础上，分析专业能力、方法能力、社会能力目标，准确定位区域制造类专业人才培养目标。并对达成人才培养目标的课程体系、核心课程标准、师资条件、实训条件、职业技能等级或职业资格证书、教学管理、质量评价标准等方面，进行规范。形成专业标准。

教育主管部门已经在全国范围内，对部分专业标准进行了制订，这未能满足全部的专业发展的需求。

同时，要形成专业标准与职业标准联动的机制。

（三）有必要针对技术技能人才新要求，重构专业课程体系

工业4.0背景下，对人的新要求，核心是人的综合素质提升。新的人才要求特别注重跨学科视野和思维，个性化的差异发展，知识的学习和自主学习能力，不断积累并应用实践经验，创新的意识、合作的意识、发展的意识和服务的意识。

这些的习得，对制造类课程体系提出了“新技术、新知识、新素养”要求，必须根据人才的新要求，重构专业课程体系。

一方面，在制造类专业课程体系中引入智能控制、M2M、物联网等新技术，特别是系统工程相关的课程。如课程包括：概率统计、离散信号及系统、嵌入式系统设计、工业软件应用、信息融合、智能技术系统。

另一方面，开发技术规划与技术开发、沟通与协调、预测与决策等职业素质培养的新课程，增加科学方法和写作、管理技术、工商管理、创新和发展战略等。

（四）在人才培养方案的执行过程中，需要更多地考虑企业的实际诉求

一是需要更多地注重人的综合素质培养，而不仅仅是技能的提升。现在职业教育，非常注重技能的提升，在实验实训场所的建设，信息化技术的应用方面，花了大量的精力和财力。但企业感觉满意的员工越来越难找。一方面固然有时代和环境的原因，另一方面，企业希望职业教育比以往任何时候都要注重人的综合素养的提高。否则，员工动辄跳槽、辞职，不但难以胜任一般的工作，更何况工业4.0背景下的新要求。

二是职业教育需要更多地重视非课堂教育。一方面，在工业4.0时代背景下，教育本身面临更多非传统领域的挑战，例如，可以通过在线教育平台视频授课等模式，以网络教育、游戏化学习、虚拟化学习与校中厂、厂中校等现实课堂有机结合的新型教育模式，实现超时空学习和超时空互动学习。另一方面，企业总是不太赞成员工的进修影响到正常的工作，希望员工更多通过短期的培训或线下的授课，提高能力。因此，人才培养不能仅仅局限于学校教育，而应拓展为社会培训、企业内训、社区教育，以及非学历培训；对企业员工，可以更多采用虚拟课堂、实践教学、网上课堂、在线学习等。特别是需要强化终身学习的理念。

（五）在探索人才培养方法和途径改革过程中，需要更多地注重校企合作的有效性

现在对于技术技能人才的培养，职业教育部门提出了很多的设想，无论是师资培训、实训场所、学生培养，方式方法多样化等方面，在一定程度上，确实是帮助了学生的培养。但是，有效性仍然有待提高。

特别是在工业背景发生大转变背景下，企业自顾不暇，希望院校能够主动帮助企业，共同应对。

企业的生存、发展，都需要赢利、利润作支撑。企业需要的是合格的人，如果企业需要花费太多的成本去培养人，那么一定希望培养的人是留得住的。但事实上，现在很难做到。这里有企业的文化因素，也有员工忠诚度因素。因此，在校企合作有效性提高的途径之一，更需要注重文化的熏陶和传承。

此外，校企合作过程中，如何把握住双方融合的度，也是一大难点。企业参与学校的活动，哪些方面，参与的深度如何？企业一般会做评估。但是，因为企业本身的生产任务需要，这种参与，如果是被动的，效果一般不会太理想。因此，校企合作有效性提高的途径之二，是需要提高企业主动参与的积极性。

第三，企业更希望和职业院校在科技研发、设备改造、员工培养和培训等方面合作。因此，校企如何共建高新产品与优质服务产品研发体系、管理创新咨询服务体系、文化创新服务体系、优质人力资源配置与开发等，就显得尤为有意义。

综上，本文站在企业的角度，对工业4.0背景下，企业生产组织方式的转变、专业人才需求结构的变化，提出了高职制造类专业人才培养过程中需要注意的几个问题，既是对现在的制造类专业人才培养的一点感悟，也是一点思考。

［1］乌尔里希·森德勒．工业4.0即将来袭的第四次工业革命［M］.北京：机械工业出版社，2014：3-10．

［2］朱引福，钟勇，黄玉璟，等．向德国职业教育学什么［J］.上海教育，2014（6）:14-27．

［3］顾明远．中国教育的文化基础［M］.太原：山西教育出版社，2004:1．

［4］李晓阳．职业标准建设：发达国家的经验与我国的路径选择［J］.教育理论与实践，2011（7）:13-15．

责任编辑蔡久评

温贻芳（1975-），女，四川资中人，苏州工业职业技术学院教授，博士，研究方向为高等职业教育、机电一体化技术；江建春（1959-），男，浙江宁波人，江苏省机械行业协会高级工程师，研究方向为机械工程。

第二期江苏省职业教育教学改革研究重点课题“职业院校制造类专业建设服务区域产业升级的问题与对策研究”（编号：CZ38），主持人：温贻芳；江苏省高教学会“十二五”高等教育科学研究重点资助课题（编号：KT2011564），主持人：刘慧；2013年苏州工业职业技术学院教育教学改革专项课题（编号2013XYJG01），主持人：温贻芳；江苏省“青蓝工程”中青年学术带头人资助项目（文号：苏教师【2012】39号，带头人：温贻芳）

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