浅谈智能制造背景下高职院校专业建设方案

董文波

职业教育是为适应经济社会发展的需要和个人就业的要求，对受过一定教育的人进行职业素养特别是职业能力的培养和训练，为其提供从事某种职业必需的实践经验，并能迅速适应职业岗位需要的一种教育[1]。那么要适应时代的发展，职业教育就必须时刻在变。中国制造2025，是我国紧追德国工业4.0、美国工业互联网，进一步发展我国制造业，使我国在创新创造能力上进一步提升，把我国建设成为引领世界制造业发展的制造强国，为实现中华民族伟大复兴的中国梦打下坚实基础。为此，天津工业职业学院天铁校区（以下简称天铁校区）为适应区域经济发展，有意增设智能制造技术专业。本文结合宜科（天津）电子有限公司在智能制造方面的发展，针对天铁校区的实际情况，对专业建设方面涉及的教师团队建设，专业课程建设，校内实训平台搭建及校外实训基地建设方面进行了探索与研究。

1 智能制造核心技术浅谈

首先，我们来看下工业的发展：工业1.0 即机械化，以蒸汽机为标志，用蒸汽动力驱动机器取代人力，从此手工业从农业分离出来，正式进化为工业。这个时期产品和技术都没有标准化；工业2.0 即电气化，以电力的广泛应用为标志，用电力驱动机器取代蒸汽动力，从此零部件生产与产品装配实现分工，工业进入大规模生产时代。标准化时代来临；工业3.0 即自动化，以PLC（可编程逻辑控制器）和PC（个人计算机）的应用为标志，从此机器不但接管了人的大部分体力劳动，同时也接管了一部分脑力劳动，工业生产能力也自此超越了人类的消费能力，人类进入了产能过剩时代。为解决工业大规模生产带来的问题，提出了大规模定制化，即工业4.0。工业4.0 还有两个别名：工业互联网和中国制造2025。德国制造业发达因此提出“工业4.0”，希望先从自动化层升格到信息化层。美国的互联网世界第一，所以美国人希望从信息化层降维到自动化层，于是提出了“工业互联网”。中国两手抓两手都要硬，就提出了两化融合的“中国制造2025”。因此，简单认为工业4.0 即自动化+ 信息化[2]。

既然智能制造结合了自动化和信息化，那么自动化和信息化中相应的技术都在智能制造中加以体现，尤其是两种技术中的核心要素在智能制造核心技术中加以转换。由于目前没有对工业4.0 的相关技术进行一个明确的定义，都是各自结合各自的特点来进行命名，但总体技术上的差异不大，本文结合在宜科（天津）电子有限公司的学习，采用宜科（天津）电子有限公司所阐述的九大技术来对智能制造核心技术进行浅谈。

在宜科（天津）电子有限公司智能制造九大技术中：物联网是物物相连的互联网，其核心在于互联网技术在实物中的应用连接，互联网和嵌入式技术相关；云计算是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源；大数据指无法在一定时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合，是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产；仿真是指在实际系统尚不存在的情况下对于系统或活动本质的实现；增强现实是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像、视频、3D 模型的技术，这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动；工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器；增材制造即俗称3D 打印，结合了多种高技术的优势，是一种三维实体快速自由成形制造新技术；横向和纵向集成以及网络安全是面向未来的两大牵引技术[2][3]。

根据智能制造相关核心技术的了解，要增设相关专业，分析该专业的专业建设，必须以这些相关技术为基础，进行专业课程建设、师资队伍建设和实训条件建设。并且在探索实践过程中，通过校企合作不断完善，不断提出真正可行的专业建设方案，力争打造出服务区域发展的优势特色专业，从而更好地实现“立德树人”的根本任务。

2 智能制造专业课程建设

智能制造和传统机械制造不同，它糅合了自动化技术和互联网技术，既有底层现场设备，如数控机床、机器人和智能终端，又包含了制造管理层，如现场数据采集（DNC／SCADA／工业互联网／IOT）和制造运行管理（MOM）等。目前，随着时代的进步智能制造也在不断地快速发展，逐渐引领世界改变，自动化+信息化混合型人才的缺乏，使新的人才需求在不断增大。因此，根据企业岗位需求，提炼出所需要的专业知识，进一步通过专业课程实现人才培养，职业教育不仅仅是培养工匠，更是要培养有头脑的工匠。

对比学院19 级智能控制技术专业人才培养方案与天铁校区19 级电气自动化技术（电气工程技术方向）专业人才培养方案，分析两个人才培养方案中教学进程安排表，可以看出，19 门的公共基础课是一样的，专业（技能）课必修课情况如表1 所示。

那么，天铁校区可以在原有自动化课程设计的基础上，增设工业互联网技术相关课程：工业APP 课程、工业物联网课程、工业网络通信（配置西门子PLC 与相应的总线产品及各终端传感器与执行器，组成工业网络通信实训系统）、工业机器人、物联网实训、智能楼宇等专业课程。但在专业课程选取的过程中，因遵循服务地方经济发展的原则，根据天铁校区所在区域的特点，结合新天铁公司所需要的人才岗位设置为基础，通过调研、专家论证等方式进一步确定适合的相关专业课程设置。

3 智能制造专业教师团队建设

根据天津工业职业学院天铁校区电气工程专业所在教师和机械专业方面所在教师，以及实训中心相关专业教师情况分析，教师在自动化专业水平方面已初步具备，在互联网技术方面需要进一步提升，因此，可以参照天津工业职业学院现有师资力量，有针对性地对天铁校区部分教师进行智能制造专业能力提升，加强骨干教师队伍建设。同时，依据天铁校区现有的实际条件，积极争取国培项目，提升教师的专业能力，构建专业群使教师在互帮互助中成长，并组织教师到相关企业中实践，工学结合，在实践中提升自身专业技能，做好智能制造专业教师团队的建设。

在专业教师师资队伍的建设方面，因遵循循序渐进的原则。新时代师德师风的建设，包括学习教师道德规范、高等教育学和教育心理学等规范文件，学习在习近平新时代中国特色社会主义思想引导下铸魂育人，形成自觉立德修身的不断内化；教师基础教学能力的发展，包括教学基本功、课堂的整体情况把握、善于对相关专业学生情况进行针对性地分析等；专业实践水平的提高，包括组织教学能力的提升培训、专业实作技能的能力提升培训、专业技能比武竞赛、相关职业资格证书的进修培训等；信息化能力的提高，包括对智能控制技术专业中物联网的应用、利用虚拟仿真和增强现实技术实现对线上教学和线下教学的不断创新与尝试；专业科研能力的进步，主要是创新能力的提升和校企协同发展的实际应用，如在天铁热轧厂区负责批注热轧板卷编号的多自由度机器人是现时代的产品，不仅能运用于企业厂区的生产工艺当中，也能用于餐饮、打扫卫生等实际生活。而在实验室中的六自由度机器人就是这个多自由度的教科研作品。这个作品的运作，需要电气、机械、物理、数学等多方面的学科综合而成，这就为教师的创新能力提供了来源（由企业需求和生活需要提出目标，运用综合知识来实现，这就是创新的来源）。作为校企合作的相关院校，要充分发挥与企业合作的特点，依照企业的实际需求，将理论用于实践，发挥教师的主观能动性，多动、多想、多实践，积极参与企业的项目，将教育教学成果能转化成服务企业发展和服务地方经济发展的内驱力。

4 智能制造专业实训平台建设

根据天津工业职业学院天铁校区现有的实训室条件，在自动化基础上重点添加工业互联网和工业机器人应用相关方面的校内实训条件。可以在原有基础上增加工业APP 实训平台、工业物联网实训平台、工业网络通信实训平台和工业机器人实训平台。现以工业机器人实训平台为例，说明实训平台的硬件搭建及意义。

天铁校区可在已有的PLC 实训室中添置一台机器人实训平台作为机器人实训的展示和学习，为将来增添智能控制专业提供支撑。如参考宜科（天津）电子有限公司为大学院校、职业教育培训机构而研制出的一种模块化机器人实训产品，适合机电一体化、电气自动化等相关专业的教学和培训。该产品由IRB120 机器人、机器人循迹画板、码垛实训单元、搬运实训单元、分拣实训单元组成。采用开放式和拆装式结构设计，使整个装置能够灵活的按实训教学需要使用，满足实训教学或技能竞赛需求。整个校内实训平台的搭建，不仅仅是专业建设过程中不可缺少的一环，它涉及专业课程的开展和实训环节的完成程度，更是让学生能够理实结合，在动手实践中培养出自身的兴趣爱好，从而确立未来的职业面向。

针对校外实训基地，也需要对专业建设的需求进行分析。如电气自动化技术专业原有的校外实训基地——天铁热轧板有限责任公司、崇利制钢有限公司、金牛天铁煤焦化有限公司等，承担了该专业可编程序控制器、电机与电气控制、过程仪表、传感器、顶岗实习相关实践教学任务。那么，这些校外实训基地可以根据智能控制技术专业的岗位设置，承担部分专业实践教学任务。同时，充分发挥天津工业职业学院天铁校区就在新天铁公司区域内部的地理优势，加强同新天铁公司的合作，充分发挥“校企合作”优势，结合公司政策，建设一批具有典型性专业化的智能制造校外培训基地，打造具有自身特色的专业实训基地。

5 结语

中国制造2025 的提出，对新时代人才的需求的专业能力提高，促使高等职业院校在专业建设上不断提高以适应时代的需求。高等职业院校要紧密结合中国制造2025 战略对于复合型人才的需求，结合国家的顶层设计，注重培养学生的创新能力和综合性能力。本文结合在宜科（天津）电子有限公司的学习和天津工业职业学院天铁校区的实际情况，针对智能技术专业课程建设、师资建设、校内外的实训室建设提出了一些探索，但在专业建设实践过程中仍需要不断完善，从而提出真正可行的、具有可操作性的专业建设方案。