高职院校开设工业机器人技术专业的探讨

何 苗

武汉交通职业学院 湖北 武汉 430065

政府工作报告中指出,要实施“中国制造2025”,加快从制造大国转向制造强国。“中国制造2025”被称为中国版的工业4.0规划,工业机器人的使用是实现中国制造业转型升级的强力技术手段。国务院印发的《中国制造2025》通过“三步走”实现我国制造强国的战略目标,智能制造成为工业制造转型的重中之重,在智能化的大势下,智能装备下游应用领域加快拓展,工业机器人发展可期,而工业机器人人才需求旺盛促使工业机器人专业的建立和发展。

一、工业机器人技术行业发展现状

工业机器人指的是能在人的控制下智能工作,并能完美替代人力在生产线上工作的多关节机械手或多自由度的机器装置。与人力相比,工业机器人具有低成本、高效率以及24小时工作的特点。

根据统计,我国工业机器人销量2010年至2016年复合增长率为34.07%,2017年销量更是骤增50%。保持高速增长,标志我国工业机器人行业进入成长期。从2016年以来,我国工业机器人产量及同比增速如图1所示。

图1 我国工业机器人产量及同比增速

工业机器人在汽车、船舶、电子等制造业中应用较为广泛,如图2所示为2019年全球工业机器人在各生产领域的占比,在各行业中工业机器人执行的工作任务分布如图3所示。发展以机器人为代表的智能装备,实现“制造”向“智造”转变,蕴含对工业机器人旺盛的需求。

图2 2019年全球工业机器人在各生产领域的占比

图3 工业机器人执行的工作任务分布

中国制造行业、企业大量研发、引进、使用智能机器人和自动化生产线的趋势,对工业机器人技术专业人才提出了相关要求,各企业职业岗位及各岗位要求的专业知识、技能等发生了根本性的变化。

二、工业机器人技术人才现状

1、行业发展对本专业人才需求的趋势。近两年,我国购入工业机器人的台套数量占全球第一,但相比于发达国家,我国制造业机器人密度(即每万个工人对应的工业机器人安装数量)还非常低,在2016年时还远低于全球55的平均水平,在去年基本达到了人均密度的平均值,然而相对于我们制造大国而言,未来仍有大幅提升空间,如图4所示为制造业工业机器人密度分布图。

图4 制造业工业机器人密度分布图

全国在响应“智能制造”的浪潮中,2017年迎来了大范围的设备改造,制造类规模生产企业将有一半实现全自动化生产,同时由于劳动力成本增加,招工困难,促使企业采取机器代替人。按照工信部的发展规划,到2020年,工业机器人装机量将达到100万台,大概需要20万工业机器人应用相关从业人员。

目前,这些岗位人员主要是企业自身再培养以及机电、数控、电气自动化专业的技术人员转行。与此同时,机器人制造厂商及其集成商(制造和销售方)需要大量制造、设计集成、安装调试、销售及技术服务工程师和技术员,使用工业机器人的客户(购买方)也需要大量操作与维护、编程与调试、维修与保养等应用工程师。因此广大企业对高校针对性专业培养的专门人才需求迫切。在国家积极推动下,为了响应国家各级政府围绕《中国制造2025》产生的新政策,适应给中国制造行业、企业发展的新趋势和新变革,全国各高校陆续开设了工业机器人技术专业,制定工业机器人技术专业的培养目标,全面提高人才培养质量,培养适应生产、建设、服务第一线需要的适合工业机器人操作的全面发展技能型人才,如图5所示为高职院校开设工业机器人专业的数量对比。

图5 高职院校工业机器人技术专业数

2、企业对本专业人才需求情况。由于大量优质企业在引进、研发、使用自动化生产线、智能机器人等先进设备进行加工制造,企业对工业机器人技术专业人才的需求量很大,而且对专业人才的职业素质、知识技能等要求也很高。企业不仅需要一大批技术岗位能力强、综合素质高的生产一线操作型高技能人才,也需要一大批掌握先进的工艺实施能力、具有多岗适应能力的生产一线技术、管理型高技能人才,并在职业操守、人文修养等方面对毕业生提出了更高的期望。

3、岗位技能需求分析。根据前期调研,在最新发布的《自动化类——工业机器人技术专业教学标准560309》中,本专业的定位为面向通用设备制造业、专用设备制造业的自动控制工程技术人员、电工电器工程技术人员等职业群,能够从事工业机器人应用系统的设计编程、调试、运行、维护、销售及技术服务等工作的高素质技术技能人才。

目前高职院校培养的工业机器人技术专业毕业生就业领域主要是两大类,一是机器人制造厂商和系统集成商；二是使用工业机器人应用企业。前者需求的是机器人和相应工作站的开发、组装、调试、销售、售后支持的技术和营销人才,后者需要的是从事自动化生产线上工业机器人及其辅具系统、检测装置、机电设备系统的安装、运行、操作编程、维修、维护、管理等综合素质较强的技术人才。

三、关于工业机器人技术专业建设的思考

在2019年发布的《工业机器人技术专业教学标准560309》中,明确指出本专业培养目标和职业面向岗位群,对高职院校建立本专业也从师资和实验实训基地建设方面提出了具体要求。

1、师资队伍建设。目前开设该专业的院校大多都是近两年新增加的,新专业缺乏机器人本专业的有经验的高职教师,特别是缺乏有企业相关实践经验的专技实验实训老师,因此在教学过程中还存在自学习和教学方法的摸索过程。为了使专业更好的可持续发展,必须要加强师资队伍建设。专任教师必须具有扎实的工业机器人相关理论和实践能力,具有较强信息化教学能力,具有本专业领域有关证书；专业带头人能够较好把握国内外工业机器人行业、专业发展,了解行业企业对本专业人才实际需求,整个专业教师队伍要保证合理的职称和年龄梯队结构。加强机器人专业师资的引入和师资培训,深入到相关企业去锻炼学习,并且加强与企业合作,寻找多家机器人校企合作企业或者订单企业,聘请企业专家来进行教学指导。

2、实验实训室和实习基地建设。工业机器人技术专业实验实训室建设投资较大,可以充分利用学院现有实验实训设备,逐步逐年合理计划来增加、完善,秉持建设的总原则“总体规划、分布实施”。在“教学标准”中指出实验实训室包括工业机器人技术基础实训室、仿真实训室、操作编程实训室、工业控制实训室以及系统集成实训室等,分为基础、仿真、工作站、集成系统几个方面。

专业的校外学生实习基本应该能提供工业机器人应用系统集成、系统运行维护、自动化控制系统安装调试、销售与技术支持等相关实习岗位,涵盖当前工业机器人产业发展的主流技术,可接纳一定规模的学生实习。

四、结语

随着我国智能制造的推进,工业机器人的投入应用促使机器人人才需求仍会上升,而现有毕业生从人数上和质量上仍然满足不了急速增长的机器人市场的需求,所以工业机器人技术专业建设仍然任重道远。