张福荣 章 勇
沙洲职业工学院 江苏张家港 215600
随着智能制造和《中国制造2025》的实施,传统制造业将升级换代,张家港的先进制造企业逐渐向智能制造方向转型升级。沙洲职业工学院的办学理念:根植张家港,融合张家港,服务张家港,走职业教育可持续发展的道路。伴随着张家港地方制造企业的转型升级,沙洲职业工学院及时修订制造类人才培养方案,使培养的学生能够更好地服务地方企业。
智能制造的核心是制造技术的先进性,智能制造的目标是产品占领市场和赢得市场竞争,智能制造的关键是信息化实现信息集成和共享。其中,智能制造企业最大的特点是网络化生产,其网络化生产主要概括为三大特征:纵向集成、横向集成和端到端集成[1]。
纵向集成是企业内部通过信息网络实现所有环节信息的无缝链接,设备之间通过网络互联,相互之间具有通信功能。这与传统制造模式有很大的区别,产品的生产、物流和研发等各个环节的数据信息被实时保存在企业内部的数据平台中,不同级别的人员有不同的权限。一方面产品的数据信息被传入数据平台,另一方面向生产线传递加工的信息。就这样智能制造企业内部通过信息网络,实现环环相扣,各部门根据数据平台信息完成各自工作任务。
横向集成是智能制造企业之间利用信息网络根据价值链实现资源整合。智能制造企业有关产品研发的关键核心技术自己把握,其余部分根据信息价值链相关企业的完成能力,适当地外包给其他相关企业。通过企业间资源的整合及信息的共享,实现产、供、销全流程的业务对接。横向集成在不同企业间通过信息网络达到信息共享和业务协同,能实现企业产品的开发、生产制造、经营管理和售后服务等。就这样智能制造企业间通过横向集成实施和实现,并行生产模式,大大缩短生产周期并使产品的质量整体得到优化[2]。
端到端集成就是依据产品全生命周期,将生产企业、生产供应商、生产经销商以及用户等都作为端点互联,流程从一个端点到另外一个端点,没有断点,中间是连贯的,不会出现局部流程、片段流程。端对端集成是贯穿整个价值链的工程化数字集成,智能制造企业之间通过价值链上不同资源的整合,实现从产品研发、产品生产到产品相关的物流配送和产品生产的管理和服务的整合。端对端集成是在所有智能制造企业之间终端数字化的前提下实现的基于价值链的一种产品全生命周期的整合,尤其是用户也可参与到产品设计中,能最大限度地实现个性化定制。
张家港市近年来坚持“传统支柱产业智能化升级”以及“发展高端智能装备”战略,推进当地制造类企业网络化生产的纵向集成、横向集成和端到端集成,向智能设计、智能生产、智能装备、智能管理、智能营销方向发展。笔者调研的企业:爱康集团、东熙汽车配件(张家港)有限公司、苏州市康力骨科器械有限公司和华芳集团金田纺织,2015~2017年已迎来大范围的设备改造。张家港当地先进制造类企业人才岗位需求已经出现了明显的变化。
智能制造生产线上现场操作层的工作将逐步由机器人替代,现场操作层技术人员的操作内容需要逐步转向解读复杂数据信息、对系统生产设备进行维修和维护等方面[3]。智能制造类企业对员工的专业基础知识(机械制图及计算机辅助制造的应用能力)要求越来越高,因此,现场操作层技术人员对机械、电气等基础知识的要求越来越广,如电工电子技术、精度检测与公差配合、液压与气动技术应用、编程等将成为必备技能。可见,现场操作层的技术人员,既要有制造类企业相关的专业基础知识和熟练的现场操作技能,更要具备解决系统设备出现复杂问题的综合岗位能力。
智能制造企业通过数控化、工业机器人、3D打印等智能装备的普及,设备在网络化大环境中连接后,不需要经过漫长的调试就必须实现“即连即用”,这就要求制造设备执行层的工作人员具备熟练的设备调试能力、编排能力和快速掌握设备控制软件知识的能力。此外,制造设备执行层岗位的员工还要具备对制造设备的布局优化、对制造设备生产过程的跟踪分析和对制造设备的物化管理等综合能力;智能制造类企业设备执行层岗位员工也需要对人机工程、CAPP、加工过程动态仿真、物联网、云计算、大数据等新技术知识有所涉足和了解。
智能制造与传统制造模式不同,要求产品研发人员不但要把产品设计出来,还要对产品进行模拟加工,这又对产品研发人员岗位能力提出了进一步的要求。传统制造中的单一知识已不能满足智能制造的需求,产品研发人员需要掌握CAD,CAM,CAE,ERP等数字化建模能力和逆向造型等软件的应用能力。显然,智能制造企业的产品研发人员,不能只停留在知会的层面,而必须是了解产品全生命周期、掌握智能制造类企业生产的全面知识、具备研发知识储备量的高技能人才。
智能制造时代高职院校要实现可持续发展,需要重新审视职业教育,高职制造类人才培养要从关注制造类企业技能人才岗位能力内涵的变化着手,必须在课程体系、教学实践和育人理念、教育形式、人才培养模式等方面做出改革和调整。
以企业岗位的技术标准来规范学生应用专业知识的能力,重组制造类各专业实训内容,把部分专业课与实训课进行合并,建设完善的智能制造专业群实践教学体系,通过重构“三结合”内容,实现“强能力、复合型”的培养目标。
3.1.1 理实结合
理论和实践结合是职业教育行之有效的教学方法,制造类专业的优良传统就是理论课程和实验课程有机结合。针对智能制造企业的人才能力需求现状与专业知识结构,需要夯实传统技能,强化专业素质,如机床、画图、设计的基本常识和基本的工艺知识;更要注重传统技术与现代技术培训的衔接过渡,注重新知识、新技术的学习[4]。例如:对于常识和技巧如科技论文写作、制图方法等可以制作成微课,发放到学生微信群供学生随时学习。结合地方企业的转型升级的发展趋势,改进理论课与实训课的整合,完善各专业理论课为岗位实践课服务的课程体系[5]。
3.1.2 虚实结合
完善多种虚拟仿真实验设施建设,尽量实现在校园里就可以感受智能制造的生产环境。以虚拟仿真方式教中做、做中练和做中学,使学生尽可能多地在可视化的环境中体验所学知识[6]。也能以可视化的形式实现产品的制造工艺方案的优化,如数控机床的拆装软件、数控加工仿真软件等,在虚实结合的学习过程中让学生感受并掌握数字化设计、制造的方法。对于复杂的零件采用多个同学基于模块的协同设计方式完成,在进行实物拆装和加工前进行仿真训练,既可以极大地提高实践教学效率,又能为学生下厂实习打下基础,还能培养学生团队意识和创新能力[7]。
3.1.3 校企结合
通过校企合作使理论与实践深度融合、深度互动。实训内容更要贴近企业需求,实训教师也可以通过外聘企业部分工程师进行指导。在与企业合作过程中发现问题,例如有些工程师技术高超,但讲解乏味,缺少教学方法;再如,企业的某一工种的技术单一,单纯的定岗实习达不到真正的训练目的。这样可以使教师深入企业一线,参与企业具体工作,把企业的新技术、新经验、新工艺等循序渐进地整合到课程体系中,不断充实实践教学内容,这样,既促进企业发展又提升教学质量。
根据当地智能制造企业发展现状及趋势,强化学生岗位能力的培养,有针对性地培养能对接先进制造类的高端制造技术人才。企业与学院共同组建师徒班,企业与学院共同设计岗位群[8]。基于生产流程和生产维修开发专业的实习模块课程与企业接轨,结合岗位生产实训内容完善顶岗实训指导书,在指导书中列出岗位职责、岗位能力、顶岗完成对应任务的时间等信息。践行现代学徒制“师徒结对”实训模式,明确师傅与学徒的资格要求、职责、师徒结对实施方法[9]。完善“师徒结对”考核鉴定方案,严格规范顶岗实习学生的考核标准,师傅要按企业员工的标准严格要求徒弟,顶岗实习完成的产品,师傅严格按照企业的质量标准检测。“学院+企业”双方参与对顶岗学生的培养能为学生逐渐成长为企业员工打好坚实的基础。
智能制造企业对教师自身的知识结构、能力、素养提出了更高的要求,高职院校也明确智能制造时代对教师队伍“双师型”素质提升的责任。首先,秉承“送出去、请进来”的理念以增强教师自身的能力,每年轮派教师直接参与企业一线生产,教师与企业一线人员面对面交流,对青年教师进行沉浸式培养;同时,聘请企业技术人员在“校中厂”和“厂中校”做技术讲座和专项辅导,深度了解企业发展趋势和行业标准,培养一批既有扎实的专业理论知识又有熟练的岗位工作能力的高素质“双师型”师资人员。其次,结合智能制造企业生产用人需求,修订和完善学生是否达到了阶段性学习的考核目标。由以前的知识目标转变为知识与岗位能力相结合的能力目标,并且教师还要对课程的模块知识设计好评价指标。在微观上,教师对课程的教学结构设计以企业的产品为教学实例,使学生熟悉企业产品特征[10]。在宏观上,教师结合企业生产设计好顶岗实习学生的评估体系,为毕业后更好地为地方企业保驾护航。
智能制造企业高技能人才岗位需求发生着变化,高职院校只有打造对接行业标准的“双师型”师资队伍,结合企业的生产流程及岗位能力需求,有的放矢地进行教学改革,完善人才培养方案,才能为地方企业提供有效员工以实现高职办学的可持续发展。