工业机器人专业的开发现状分析与实践

程良

摘 要：一方面传统的制造业受到较为严重的冲击，另外一方面则是新兴的制造业异军突起，以工业机器人应用为背景的制造业企业取得了较好的效益。本文从技工院校对于开设工业机器人专业的不同态度着手，剖析了当前开发工业机器人专业的必要性并结合本院工业机器人开发实践，提出了一些开发工业机器人专业的方法与途径。

关键词：工业机器人；专业开发；实践

当前职业院校培养人才正面临着制造业转型升级的新情况：一方面传统的制造业受到较为严重的冲击，这些传统的制造业企业步履维坚，单一的加工类人才需求不断萎缩，同时这对于以制造业加工类人才为培养目标的技工院校造成了不小的冲击，这些技工院校对应培养人才的规模不断减少；另外一方面则是新兴的制造业异军突起，以工业机器人应用为背景的制造业企业取得了较好的效益，这些企业对于以工业机器人专业背景的应用型人才需求日益增多。然而目前全国各地技工院校只有少部分职业院校开设了工业机器人专业，且基于目前制造业调整的现状，高职院校对于开发工业机器人专业缺乏必要的信心。

一、工业机器人专业开发现状及实质

工业机器人技术是计算机技术、控制工程技术、运动机构学、传感与检测技术、人工智能、仿生学等多学科相互融合而形成的高新技术。因此，工业机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。

但为什么当前各职业院校对于开设工业机器人专业的态度出现了较大的分歧呢？主要原因是在去产能为背景的宏观经济调整下，对于传统制造业的冲击较大，以某工程机械制造企业为例，据该企业年报，在2014年的经济效益较2013年出现了-17%的下滑，而2015年经济效益较2014年出现了-34%的更大下滑趋势，该企业对于传统的制造业人才需要大幅萎缩，其下属的职业学校办学规模受大较大的冲击，年招生生源由2013年的1300余人下降到2015年的300余人。同时，其他技工院校的同类制造业专业的生源也出现了大幅萎缩，所以大多数技工院校对于制造业的前景有了一定忧虑，对工业机器人等新兴专业开设缺乏信心与热情。此外，各技工院校大多认为用工业机器人代替制造业技能人才，会使企业对于各职业院校培养的制造类加工人才更难有所作为，其最终结果是由于开设工业机器人专业，会加剧制造业技能人才就业规模的缩减。其实，这些方面的忧虑是片面的。国家制定十三五规划及中国制造2025，其实质是制造业产业升级与调整，是通过去产能使制造业进行优化升级的一个过程，从过去粗放型、讲求多层次、数量型的制造业发展布局逐渐向高层次、高水平制造业调整升级，即从以往的单纯依靠制造产品的数量到更多依靠先进制造技术、制造理念向制造产品的质量转变过程，工业机器人应用在某些制造性流程中就起到非常重要的一环。

工业机器人在制造业转型中显著作用体现在以下三个方面：一是在高强度、密集型的工作场合下，替代产业工人的高强度劳动，并体现了产品制造过程的高质量、高效性与可靠性；二是在一些环境恶劣的环境下如在高热、高温、辐射、化学等条件下由工业机器人代替产业工人的劳动，等体现了更多是以人为本理念；三是，对于一些材料较贵的场合，如汽车的喷漆等作业过程，如采用工业机器人进行喷漆代替工人喷漆可以大大节约用漆成本。由此可见，工业机器人应用技术在制造业中所起作用与传统制造业是相辅相成的，是国家由制造大国向制造强国转变的必要途径之一，也是各职业院校发展该新兴专业的根本出发点。

二、工业机器人人才需求趋势分析

中国制造业快速发展，已经具备一定的技术基础与规模优势，随着我国人口红利的逐渐衰退，企业用工成本的快速上升，迫切需要用工业机器人代替人工生产，而我国目前机器人保有量为20万台，但机器人密度约为26台/万人，低于世界平均水平90台/万人，远低于日本360台/万人，2015年全球工业机器人销量比上年增长12%，达到24.8万台，连续3年创出历史新高。并且我国目前机器人年需求量却有极大的增长，比上年增长了17%，2015年全年我国工业机器人应用台数占全世界工业机器人应用总台数的四分之一，达6.7万台，目前超过了日本成为世界工业机器人第一消费国，但是职业院校所培养的工业机器人方面高级技能型专门人才，因开发该专业的职业院校较少，导致这方面的人才严重不足，工业机器人应用方面的人才短缺已经成为制造业升级调整的瓶颈。

目前从事工业机器人安装、工业机器人编程、机器人自动线维护等岗位的人员主要来自对机电一体化技术、数控技术等专业毕业生的二次培训，而且短期培训难以达到岗位要求。因此，未来工业机器人将在各个行业广泛应用，工业机器人方面的人才需求将出现大量缺口。

三、各技工院校工业机器人专业的开发实践与探索

现在国内沿海发达城市相继出现了工业机器人安装与应用专业。广州机电技师学院、广州工贸技师学院、广东省技师学院等多所院校都开设了工业机器人专业，尤其是广州机电技师学院的机器人专业已经发展到校企合作、共同研发，投入使用阶段。这些职业院校在工业机器人应用的不同阶段进行了论证分析，开展了工业机器人操作与应用、工业机器人安装与调试、国产工业机器人制造、工业机器人维护四个方面相关教学课题进行调研，目前主要对于前两个课题进行开发与建设。

近些年来，我校也积极开展工业机器人专业方面的论证，并做了一些专业建设方面的工作，初步形成一些对于工业机器人建设行之有效的方法。

（一）优化现有教学资源，完善人才培养模式

依托现有设备资源优势，在学院与校企合作机制下，探索与实践“项目教学，岗位实境”的工学结合人才培养模式，完善“核心任务驱动，工作能力提高”的专业课程体系，校企共建工业机器人技术应用中心。目前主要有汽车搬运、汽车喷漆、车窗涂胶、汽车焊接等以工业机器人为核心技术的模拟应用中心。

（二）以工业机器人专业建设为契机，对传统制造业教学模式改革

1）以典型的工业机器人工作内容为导向，以项目教学原则组织实施教学。通过对不同工业机器人工作环境进行分类及组合，形成典型工业机器人工作任务，作为学生进行模拟与操作的基本内容，同时以项目教学为基本的教学组织模式，强化学生对于工业机器人在不同工作环境中的操作技能。2）根据工业机器人专业特点，采用一体化教学、岗位实践、专业案例分析等教学方法灵活的组合实施教学过程。如在一体化教学中，通过多媒体，先播放某类型工业机器人的实际工作过程，让学生思考工业机器人的动作过程，对工业机器人的基本动作内容与动作过程有一个初步认识；再通过岗位实践模块让学生完成相应的工业机器人实际操作，做到如何控制机器人；最后通过一些与此相关的工业机器人的介绍，让学生做到举一反三、触类旁通。3）发挥学生在学习活动中的主观能动性，老师作为辅导者、引导者组织教学活动。教师布置相关学习任务，学生在教师引导下完成“接受任务、收集资料、制定方案、维修作业、质量检验、总结经验”等各个环节的任务。

（三）依托行业特色，开发相关工业机器人专业课程

目前我校开设有建筑、汽车、机械制造等专业，依据这些专业为基础，开展相关工业机器人专业研究与建设。例如在建筑学院已开设省级特色专业焊接专业的基础上与汽车工程学院汽车制造专业进行相关论证，积极调研市场，开展汽车焊接工业机器人方面的研究，并建立了焊接机器人生产线，进行教学资源整合，并且在工学结合情境下组织教学。以堆垛、焊接、装配三种典型工业机器人生产线项目贯穿于专业核心课程，在实训课堂、一体化教室、企业生产车间组织教学。通过这三种典型任务，建立学生对工业机器人应用岗位进行工作任务初步分析，从工业机器人使用等基础能力，到现场编程、人机界面开发等专项能力，再到故障诊断、自动线维护等综合能力，构建基于工作任务的能力递进的专业课程体系。同时，也可最大限度节约人力资源，将学校的原有师资力量进行整合与提升，如通过一定的师资培训或教师到企业顶岗，从事工业机器人相关工作，从而建立与完善工业机器人专业所急要的师资队伍。

四、结语

因此，在高职院校开发与建设工业机器人专业势在必行，同时培养国内工业机器人技术应用方面的专业人才具有重要意义，也是适应目前中国制造业调整升级的必由之路。

参考文献：

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