(岳阳职业技术学院 科研处,湖南 岳阳 414006)
高端装备制造业主要包括高档数控机床装备、增材制造装备、等材制造装备、农业装备、食品装备、纺织机械、医疗机械等。世界各个大国就高端装备制造产业做出了相应的变革,2013 年,德国率先提出了“工业4.0”规划,而后,美国、英国、韩国相继提出“先进制造业国家战略计划”“因果制造2050”“制造业革新3.0”等战略,这一系列变革预示着世界将步入智能化时代。中国政府2015 年5 月8 日发布实施制造强国战略第一个十年的行动计划《中国制造2025》,实行“创新驱动,质量第一,绿色发展,结构优化,人才导向”基本政策,目标是到2025 年进入制造强国的行列。2020年9月16日,教育部等九部门印发《职业教育提质培优行动计划(2020—2023 年)》(教职成〔2020〕7 号)提出“深化职业教育供给侧结构性改革,指导优化职业学校和专业布局,重点服务现代制造业、现代服务业和现代农业”。高职院校作为技术技能型人才培养基地,应主动作为,为高端装备制造产业发展做出应有的贡献。
创新能力、质量效益、绿色发展是“中国制造2025”主要发展方向,将带来产业的全面升级。智能化装备逐渐取代了人工操作,劳动者也从低水平的操作者变成了具有较高知识水平的脑力劳动者。装备产业的人机交互和机器人替代了许多人力劳动,设备的智能化极大地提高了工作的效率和准确度,智能制造有力促进了智能化产品的研发、智能装备等新业态的产生以及商业模式的创新,满足了个性化和多样化的消费者需求[1]。因此,高端装备制造产业对从业人员提出更高要求。
1.1.1 高端装备智能制造产业发展需要复合型人才
随着智能化时代的来临,数字化建模、精益专员、逆向造型、3D 打印、精密测量与检验等新兴岗位不断兴起,传统产业也逐渐走向数字化改造之路,新的业态的出现使设计者与制造者的界线变得日益模糊,具备跨学科能力成为适应高端装备制造产业岗位的人才特征。因此,用人单位对员工的要求越来越高,不仅需要员工熟练掌握设备操作、工具使用和工艺编制,还应掌握常用的办公软件、工具类CAD/CAM/CAPP 软件。高端装备制造产业不再需要简单的操作工,而迫切需求掌握产品的设计、智能生产系统的管理和高端智能制造设备技术领域的维护的复合型人才。
1.1.2 高端装备制造产业发展需要大量机器人应用人才
我国高端装备制造产业急需雄厚的人才后备力量,国内制造类企业技术技能型专业人才紧缺,在我国机器人产业发展领域中,领军人才、技术研发人才、操作及维修人员等人才缺口已经开始显现。一是我国缺乏机器人技术领域复合型、高技术的研发人才。技术研发人才是机器人产业发展的领头羊和中坚力量,是企业为主体自主创新的核心和根本,我国现在最需要的是能研发高端的复合型机器人、创新型机器人的技术研发人才。二是缺少机器维护人员。我国缺乏工业机器人、高精尖设备的操作和智能化设备维护人员,目前我国现有的劳动力结构,急需加快人才培养以满足大批企业进行“机器换人”所带来的技术人员缺口。近几年来,大量的制造类企业工厂逐渐形成了自动化生产模式,智能装备的系统化集成、工业机器人的现场编程调试等相关技术人员已然在市场上形成了缺口,亟待填补空缺。
1.1.3 高端装备制造产业需要传统发展型的人才
由于我国的制造业处于工业2.0、3.0甚至是4.0并存发展的状态,传统发展型人才在今后相当长的一段时间内仍是需要的人才类型。即使我国的制造业已经在向高层次逐渐转变,但对于传统发展型人才仍然具有较大的需求。
技术创新能力薄弱始终是制约我国制造业国际竞争力的最大短板。从产业层面上看,我国多数企业长期从事加工制造,技术创新动力和能力不足,这导致制造业长期处于全球价值链中低端,生产工艺落后,缺乏核心技术的研发投入,关键零部件严重依赖进口,出口产品附加值低,缺少自主品牌。国内装备制造企业还不具备将核心技术、经验知识封装为模块的标准组件、高档装备和成套软件的能力。我国智能制造装备产业关键功能部件对外依存度达到40%,其中高端产品对外依存度更是达70%。企业对这些高端产品在前期的投入过于深重,可产品的见效周期却很长,导致在后期研发核心的关于智能的部件时,无力再有更大的投入,投入不足便让自身的发展长久落后于国外先进水平,我国仍然无法自主研发和生产相关的高端核心产品。关键功能部件技术水平的高低、性能的优劣,以及整体的社会配套水平,直接决定和影响着高端制造装备整机的技术水平和性能,也制约着产业的发展速度。数控系统走向智能化,缺少核心软件及大数据支撑,尤其是缺乏软件企业及商业化的智能软件[2]。
目前高职院校制造类专业建设与发展准备不足,一是我国职业教育人才培养结构性失调,培养模式与制造业发展实践脱节,培养体系缺乏开放性等,与高端装备制造产业发展不相适应。如专业设置中专业口径较窄,而制造类专业界限过于明显,滞后于制造类产业的转型升级,未能及时跟踪市场需求的变化和区域经济发展需要来调整专业设置,无法满足制造业转型发展的需求。另外,职业院校存在片面追求“大而全”的专业设置思想,盲目开设专业,导致知识结构不完整,技能单一,毕业生就业竞争力不强,不利于复合人才培养。二是高职院校对接高端智能制造新兴产业岗位发展开设新兴专业课程比例不高,尚未建立面向高端制造装备产业的专业发展规划、专业标准、课程标准。
一是企业的教育功能缺失。在一些发达国家,校企合作能最大地促进学生实践水平的提升,如德国的“双元制”、美国的社区学院、英国的现代学徒制、澳大利亚的TAFFE 学院等,这些国家校企合作的企业,承担了学生另一半的教学任务,校企通力合作,培养专业人才,实现共赢。而我国校企合作的制度仍不够完善,更多的企业认为自身没有培养人才的义务。
二是工学结合不够紧密。工学结合是培养技术技能型人才的有效教学模式,在工作中学习,学习任务便是工作内容,能更快地培养与提升技能型人才的工作能力。目前职业教育工学结合的教学模式仍然不够普遍。
三是创新思维训练缺乏。“中国制造2025”需要职业院校教育学生创新思维训练,培养复合型人才。但目前职业院校注重单一的专业技能训练,对创新思维和创新能力的培养较为欠缺,导致学生缺乏创新思维和创新能力,难以适应高端装备产业岗位需求。
工业4.0 时代让制造类专业教师迎来了新的挑战,对学生实训基地也有着较高要求,目前高职院校更适应于工业2.0、3.0的时代,面对工业4.0,许多教师的知识储备对新智能化技能认知不足。许多高职院校仍继续沿用工业2.0 或者3.0 的设备,不能满足专业发展需求[1]。
3.1.1 开展人才需求预测,动态调整专业设置
2015 年7 月29 日,教育部《关于深化职业教育教学改革全面提高人才培养质量的若干意见》提出了完善专业结构和布局的必要性。引导职业院校科学设置专业,必须适应“互联网+”行动、《中国制造2025》等要求,要学会如何适应新时代的新兴产业发展,避免专业重复建设和盲目建设,应由高职院校牵头,联合区域内高端装备制造行业企业、科研院所组成职业教育发展集团,搭建相关的信息平台,发布相关产业发展动态和人才需求信息。专业是高等职业教育适应产教融合、创新自身发展方式的基础与载体,高职院校应进一步健全需求导向的专业动态调整机制。政府相关部门要定期发布区域产业人才供需状态数据,为高职院校及时调整专业结构提供可参考的信息,避免专业重复建设。对人才培养不适应产业需求、就业率较低的专业,要减少招生计划或停办;把就业率、人才培养质量、专业对产业升级发展的贡献作为专业调整的依据。同时,高职院校要善于总结自身优势,打造特色专业(群),对接地方战略性新兴产业,发现产业的新技术、新需求,做好充分调研和资源配置,建设一批适应战略性新兴产业发展的专业(群)[3]。
3.1.2 适当拓宽专业口径,提高学生岗位(群)的适应力
高职制造类专业的设置以及发展要满足高端装备制造产业转型升级的要求,对接“中国制造2025”的发展方向。一是改造传统专业,构建新的课程体系,增设3D 打印技术、机器人方向等新兴专业,面向智能工厂、数字化车间培养设计、工艺、编程等高端装备制造产业技术人才,服务产业转型升级。二是优化制造类专业群。调整或整合数控技术、模具和机械设计与制造技术专业,强化工艺、编程等专业核心技术学习,使学生适应多岗位技术领域。三是开展制造类专业人才需求预测,优化人才培养目标,对接高端装备制造行业企业发展需求,深化产教融合,推进对接“中国制造2025”的人才培养模式改革。
3.1.3 细化岗位职业标准,构建培养方案
一是构建以行业企业专家为主体的产教融合理事会,在行业企业的主导下,对高端装备制造业岗位职业标准进行优化和补充。二是构建以学校为中心的专业建设指导委员会,按照岗位职业标准,结合学生全面成长以及发展的需要,打造更加科学的课程体系以及人才培养方案,使岗位职业标准更好地对接人才培养规格。
3.1.4 工程案例纳入教学,及时更新教学内容
教学应针对企业工艺流程展开全面剖析,挑出具有代表性的工艺环节,提取其中的专业技能和专业知识,使其作为案例纳入教学课程体系,实现课程内容与新工艺、新技术完美对接。
随着“中国制造2025”战略的持续推进,我国逐渐形成了较为完整的智能制造装备产业体系,高端装备制造产业生产方式不断优化和升级,对一线生产者的业务水平和职业素养要求越来越高。目前,高职制造类专业校内实训基地设备仍以工业3.0 或者2.0 设备居多,工业4.0 设备较为缺乏,优化实训基地建设迫在眉睫。面向“中国制造2025”发展战略,一是要打造工业4.0 实训(验)室。二是要普及数字化校内实训基地设备,推进数控实训中心数字化和网络化改革。三是加强工业机器人实训条件建设。深化产教融合,与高端装备制造产业企业共同推进工业自动化实训室的建设,提高教师对数字化工具的操作水平。四是要借助创新创业平台,优化实训实习条件。
师资队伍是高职教育教学的设计者和实施者,直接影响高职教育教学质量。“中国制造2025”以及工业4.0 的推进,给高职教师特别是制造类专业教师带来了前所未有的挑战,建设高水平师资队伍成为当下高职院校亟待解决的问题。就高职制造类专业教师而言,一是要充分贯彻“中国制造2025”战略的新要求和新理念,提升专业技能实践水平,落实新工艺新技术教师定岗实践活动,周期为5 年一轮,优化考核和管理认证机制,实施校企共管、分层考核模式。二是构建以“理论”(研究)型队伍为基础、“双师型”队伍为主体、“技能型”队伍为辅助,协调发展的教师队伍,对其进行分类考核、评价以及培养,以培养高水平师资队伍。
一是落实辅导员+班级导师制。在每个班级配备辅导员的基础上,再为其配备一个班级导师,挑选有经验的企业专家来任职班级导师,为学生开展行业企业操作法规及职业生涯规划指导,进行就业创业指导,帮助学生顺利完成作业和掌握教学内容,找寻合理的人生目标,促进学生身心的健康发展[4]。二是搭建专业大师实验室。聘请大师进校园,组建“技能大师工作室”,开展“大师讲故事、故事进教材”专业教育,编写实训教材,让大师参与到实践教学体系中来,起到带头的榜样作用。三是举行学生专业技能比拼活动。通过比赛来挑选出专业知识过硬、动手能力极强的高素质复合型人才,并广泛宣传和表扬,使其起到模范带头作用,为学校教学环境树立积极进取的良好风气。
高职院校应对接高端装备产业发展需求,和企业共同建设工程实验中心、高素质工程技术人才中心、先进材料检测实验室等科研平台。一是提高自动化系统与智能化设备的研发。比如运用机电一体化控制技术所要求的高层次信息技术来提升工业机器臂和高精密数控车床的深度感知能力和智能决策能力。二是开展信息化末端设备的研发。AI 和VR 等先进技术能极快地提升信息化家居、可穿戴器材、服务型机器人等新兴信息化末端产物的研发进程[3]。