职教本科院校开设智能机器人应用工程专业探析

李书阁 赵鹏举 谢光辉 孙文成

[摘要]  智能机器人已经成为当今世界各国科技发展的战略重点之一，2019年教育部开展了本科层次高等职业教育试点，将智能机器人应用工程专业作为新专业试点，具有重要的战略和实践意义。通过分析行业需求及人才供给，分析智能机器人行业需求岗位及能力要求，提出了本科层次高等职业教育试点中开设智能机器人应用工程专业，并给出了专业设置定位与内涵、人才培养目标、主要职业能力、就業岗位等，为各个职业教育本科试点学院提供参考。

[关键词]  职教本科;智能机器人;专业开设

[中图分类号]  G712                   [文献标志码]  A                      [文章编号]  2096-0603（2021）30-0174-02

一、引言

近年来，教育部开展了本科层次高等职业教育试点，第一批15所院校已经于2019年招收了第一届学生，第二批试点6所院校于2020年9月招生，其中公办职业院校南京工业职业技术学院将成为国内第一所公办职业教育本科试点。开展本科层次高等职业教育试点，实现专业设置与产业需求对接，是落实《国家职业教育改革实施方案》的重要举措，对加快培养服务经济社会发展的高素质劳动者和技术技能人才具有重要意义。

二、开设智能机器人应用工程专业的分析

（一）国家对智能机器人的高度重视和支持

截至2019年上半年，全国共计有36个城市把智能机器人产业作为当地重点发展方向。以2020年为限，其中深圳预计智能机器人产业增加值将达到2000亿元，广州、重庆、南京、湖北将产业规模目标定在1000亿元以上，上海、东莞等地则是超过500亿元[1]。

（二）智能机器人产业发展与人才需求

由于智能机器人产业涉及与物联网、人工智能以及大数据等技术的融合，应用范围广泛，需要既懂工业设计、心理又会技术的复合型人才，因此更加需要有标准人才培养体系来培养人才。在成渝地区双城经济圈乃至全国机器人及人工智能产业发展最具活力的其他区域，都存在核心技术短缺、产业发展低端、复合人才短缺等问题，一定程度上制约了机器人产业的快速发展，亟须建立机器人技术型高端人才培养体系，开展职教本科层次的机器人人才培养教育，推动机器人产业科技创新能力的提升和产业的转型升级。

（三）机器人相关专业在我国教育行业的发展

截至2020年3月，全国高等职业院校中开设工业机器人技术专业的学校有600多所，同样定位机器人工作站系统集成与改造的方向[2]。

2019年教育部研究确定增补《中等职业学校专业目录》外46个新专业，其中信息技术类下增加服务机器人装调与维护专业，在加工制造类下增补工业机器人技术应用专业。

基于以上分析，全国在智能机器人应用方面的需求大，但是目前没有相对应的技术专业开设。

三、智能机器人应用工程专业设置

（一）岗位职业能力分析

智能机器人是较为复杂的机电一体化设备，集机械设计、伺服控制、轨迹规划、控制算法、传感器技术等于一身，在使用过程中其研发、设计、制造、安装、调试、操作、维护等工作需要大量的专业技术人员，随着机器人应用的日益广泛和装机容量的直线上升，对这类技术人员的需求也变得越来越迫切[3][4]。机器人各类企业在招聘员工时对本岗位能力需求如表1所示。

（二）专业定位

本专业培养德、智、体、美、劳全面发展，具备良好的科学文化素养、职业道德和现代工程师的基本素质，掌握机械、电子、控制、人工智能等机器人相关基础理论知识，具备机器人编程、安装、调试、操作和维护的专业知识和专业技能，具有较强的创新意识、工程规范意识和实践动手能力，能从事智能机器人相关的产品研发、系统集成设计、编程调试、操作应用、系统维护、产品销售等工作的高端发展型、复合型和创新型的高层次技术技能人才。

（三）主要职业能力

1.掌握与机器人相关的机械、电子电气、控制、嵌入式系统、软件、传感器、人工智能等专业知识和技能。

2.掌握ROS下编程开发能力，精通C++/Python语言等编程语言。

3.掌握感知、决策、控制等某领域的基础算法，如Bayes，Yolo，A*，PID等算法。

4.掌握图像、模式识别、视觉、机器学习、神经网络等算法的应用。

5.掌握AutoCAD、Solidworks、Protel、Labview、RobotStudio等专业软件的使用方法，具有较好的专业英语应用能力。

6.具有机器人及其应用系统的方案设计、安装调试、检测、运行维护的能力。

7.具有分析问题、提出方案并解决实际问题的能力，具有一定的工程规范意识和创新能力。

（四）就业面向

初始岗位：机器人测试工程师、机器人集成应用工程师、机器人软件工程师、机器人ROS开发工程师、Python应用开发工程师、机器人系统平台运维工程师。

提升岗位：机器人设计研发岗位、机器人本体研发工程师、机器人硬件工程师、机器视觉应用开发岗位、智能穿戴应用开发岗位、无人/自动驾驶研发岗位、SLAM应用开发岗位。

（五）核心课程与实习实训

智能机器人应用工程专业开设的核心课程有机械设计及仿真、单片机原理与应用、电机及控制技术、传感器与检测技术、人工智能技术、机器人集成应用、ROS原理及编程。

在实习实训方面，在校内进行程序设计、ROS实训、人工智能技术实训、机器人仿真实训;在机器人本体制造企业、系统集成设计和安装调试企业以及机器人系统应用企业进行机器人集成应用实训和顶岗实习。

四、结论

综上所述，我们在职业教育本科试点学校开设智能机器人应用工程专业，既可以适应社会对智能机器人技术专业人才需求的变化，又可以解决机器人产业的飞速发展与机器人人才供给不均衡的矛盾。该专业的开设既可以优化智能机器人技术专业人才结构，提升职业教育毕业生综合素质，弥补行业人才缺口，又可以提升职业学院的办学层次。因此，对于高职院校开设智能机器人应用工程专业并进行相关专业人才的培养，既是机遇也是挑战。

参考文献：

[1]佚名.智能机器人必须告别“大跃进”模式[J].新潮电子，2016（6）：98-103.

[2]张艳霞，王登峰.智能制造背景下工业机器人技术专业培养方案探析[J].管理工程师，2016，21（1）：68-71.

[3]李国栋，吴春富，谢煌生.应用型本科院校机器人实验室建设方案研究[J].龙岩学院学报，2015（2）：115-118.

[4]乔贵方，刘娣，张颖，等.工业机器人控制技术课程实践教学递进式项目化教学设计[J].中国教育技术装备，2019（6）.