丁雷
(江阴职业技术学院电子信息工程系,江苏 无锡214405)
随着新工业革命的到来,中国政府于2015年发布了实施制造强国战略行动计划《中国制造2025》,促进工业化与信息化的进一步深度整合,优化调整制造业产业格局,加强工业基础设施建设,全面提升制造业发展水平和创新能力。产业发展,人才优先,健全保障多层次产业人才培养体系是实施制造强国的根本,为配合该计划的实施,教育部于2015年同年发布了《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》和《高等职业教育创新发展行动计划》,2017年发布了《制造业人才发展规划指南》,2020年又发布了《职业教育提质培优行动计划》,旨在进一步提升制造产业人才的综合素质,为中国制造强国战略目标的实现提供人才保障。
中国工信部对智能制造的定义是:基于新一代信息技术,贯穿制造活动的设计、生产、管理、服务等各个环节,具备深度信息自感知、智能优化决策、精准自控执行的先进制造系统、模式及过程。因此,随着智能制造的智能化、精密化、高效化、集成化、系统化的不断发展及产业链的延伸,企业原有的设计、工艺、制造较为分散的生产模式发生了巨大变化,先前固定、重复单一的人工操作岗位被工业机器人所取代,对从业人员的能力和素养也有了更高的要求,企业不再需要大量流水生产的操作工人,急需的是要掌握电子信息、自动化、机械制造等专业知识,能够集操作、调试、生产、维护于一体的多元化、综合型技术人才。这类人才要求具备扎实的专业知识和岗位技能,一定的创新思维和多岗位的应用转换能力。因此,高职院校在为智能制造行业人才培养过程中要往两个方向发展:①综合化,要结合智能制造在科技和经济发展上的综合应用,培养学生跨学科的知识体系、思维方式和工程实践能力;②专业化,要在智能制造领域深入探讨知识、技能、创新、发展的专业化方向,提升学生岗位能力的专业化程度[1]。
智能制造是近几年才开始出现的概念,但行业发展比较迅速,许多企业都开始进行智能化、自动化生产系统的升级、改造、更新。部分高职院校智能制造相关专业是从其他专业转型而来,专业教学也还处于探索阶段,涉及到机械、机器人、自动化、信息技术、辅助设计、软件编程等多方面知识,课程体系并不健全,有些课程只是将相近专业的内容移植过来,课程知识存在老化现象,和生产脱节,缺乏对智能制造工作岗位所需专业知识和技能具有针对性的科学分析和论证,课程知识基本只能满足智能制造企业部分单一工作岗位的能力要求,学生的知识结构还达不到智能制造系统级的人才需求。
高职院校大部分教师都没有智能制造的行业背景,也没有系统性地学习过智能制造的相关内容,没有深入参与过智能制造的生产过程,因此教学大都也只是从理论走向理论,缺乏实际的工程经验。而高职学生在智能制造行业中更多的属于应用型人才,要求掌握实际的操作应用能力,如果教师自身都缺乏此类能力,知识更新不及时,学生的能力培养也就无从谈起了。虽然高校也要求教师下企业锻炼,聘请企业工程师担任教学任务,但很多时候还是处于自发零散状态,没有形成系统和规模。
智能制造相关专业对实践教学的场地和设备要求都很高,智能制造已不是单一设备或技术的简单应用,而是要将数字化、智能化、自动化技术和装备应用在产品的设计、生产、管理、服务等各个环节与整个流程,使信息化技术深度融合进制造业,可以满足用户个性化的生产要求。智能制造需要规模化、系统化的生产设备和生产线。考虑到资金来源、投入成本和产出效益,大部分高职院校在短期内还无法投入相应的实训设备,部分引入的设备大都也是教仪类的模拟系统,与真实的生产存在着一定的差距,因此在智能制造专业实践能力培养这方面,高职院校还存在着不足,急需提升。
近年来,伴随着产业结构调整和经济文化发展变革,制造业受到了一定的冲击,一些年轻人不愿意从事面向企业生产一线的工作,而且随着招生人数的逐步下滑,部分高职院校出现了生源不足的情况,尤其是造成了一些涉及制造业的专业学生数减少,甚至满足不了行业对人力资源的要求。在这种情况下,这些毕业生反成了稀缺的资源,用人单位对他们也无法提出过高的要求,只能让他们先进厂入岗,再逐步培养他们的职业能力,这样无形中加大了企业的成本,降低了企业生产效益。对于高职院校来讲,毕业生由于不存在就业困难,其精力和资源更偏向用于招生上,而在教学环节,由于资金、人员、设备等多因素的约束,也缺乏进行实质性改革的动力和条件,积极性和紧迫感都不高[2]。
现阶段,许多高职院校都在积极响应政府号召,大力推进产教融合,将院校专业教学目标与行业生产要求紧密结合在一起,创新人才培养模式,提升人才培养质量。随着中国智能制造产业的深入持续发展,行业对人才的需求也在不断增加,深化产教融合,对推动高职院校教育教学改革和地方经济发展均具有重要的意义。
从对部分制造企业的调研来看,一些还没有完成智能化生产线改造或建设的企业,仍然需要部分技术人员掌握一定的设备操作能力,但单纯的加工技能已不是重要的岗位能力,随着自动化、智能化生产,柔性制造等不断推进,企业更加注重的是工程技术人员的程序编制、生产线调试等有关智能制造的能力。因此传统生产制造中单工作岗位、单机器设备操作的“单一工种”将逐步被淘汰,企业需要的是能够掌控整条生产线甚至是整个生产过程的系统集成技术人才[3]。
因此,企业一线生产操作人员在减少,但对产品设计工程师、现场生产工程师、设备维护工程师、质量管理工程师等岗位需求大量增加。针对企业用人需求结构的变化,高职院校智能制造相关专业就要对人才培养体系重新审视和构建,对应智能生产线安装与调试,智能设备运行、检测与维护,生产数据应用与服务等新型岗位职业能力要求,以智能制造产品的生产过程和服务过程所需知识能力作为入手点,联合行业企业,围绕自动化控制、机械加工、数字制造、工业机器人、现代检测等技术,面向智能制造的设计加工、装配调试、生产维护、项目管理等过程进行复合型人才培养方案设计,遵循人才成才规律,构建通用及专业能力结构体系,强化学生工程实践能力与综合素质,推动教学方法与教学内容的改革,增加电气与机械维修、制造系统、数字设计与仿真、高级语言和组态软件、物联网技术等课程,在专业教学中融入更多的智能制造岗位能力核心要素,如图1所示。
图1 智能制造人才培养构思
高职院校智能制造相关专业多数为近几年刚刚成立,处于起步发展阶段,需要对多种资源进行整合,服务其教学活动。首先是需要加快校内教学资源的整合工作,因为智能制造涉及到机械、电气、计算机、机器人等多学科知识,而这些学科专业一般分散于多个二级院系中,存在协调上的问题。因此要通过专业群建设,促进与智能制造相关的多专业知识交叉渗透、融合贯通、协调发展,对师资、设备、场地等教学资源进行优化配置,提升教学效果。
高校还要借助和整合行业企业等产业资源来服务教学活动,由于智能制造相关技术科技含量高,投入规模大,许多高校也无力承担专业建设工作,而通过产教融合等形式,聘请行业经验丰富,具备扎实理论实践知识的工程技术人员担任一定的教学工作,建立校内外专业实践基地,将人才、设备等产业资源引入校园,从专业设置、课程开发、技术创新等方面入手,共同对学生展开联合培养,不仅有助于解决高校办学资源匮乏的问题,还可以把产业发展趋势和行业动态带给师生,帮助企业缩短人才培养周期,提高人才培养的有效性。
要提高智能制造人才培养质量,就必须要加大实验实训条件建设力度,完善实践教学条件,让学生在真实的生产制造场景中学习专业知识,锻炼职业技能。高校一方面可以建设智能制造虚拟仿真实训室,通过TH-CAPP集成化智能工艺设计管理平台、PLC工业控制编程软件、数字控制虚拟加工平台等信息化教学方式,确保线上线下有充足的时间来培养学生的智能制造基本技能。另一方面,高校可以联合企业建设集教学、生产、科研、培训、服务等功能为一体的智能制造中心,中心内的设备可以让学生充分地进行训练和操作,让学生体验真实生产岗位对职业能力和素养的需求,明白企业对人员的考核要求与学校之间的差异,更早地让学生接触企业文化和职场要求,有助于学生的成长更符合企业的预期[4]。
高职院校对智能制造专业的人才培养,要以社会行业需求及学生的成长发展作为导向,将专业教学与劳动生产、技术研究创新结合在一起,在实践与思考中提升学生解决问题的工程能力。智能制造对学生的能力要求已不是单一的生产操作,而是能够掌握自动化生产线,机电设备的安装、调试、运行、检测、维护、改造等综合能力,因此智能制造相关专业的学生一定要了解专业领域的发展动态和前沿技术,具备良好的学习能力、工程实践基础和一定的管理能力,成为高素质的复合型技术人才。
高职院校与相关企业要深化产教融合,充分利用智能制造行业的产业资源,让教师在做中教,学生在做中学,在实践中掌握智能制造的专业技能,在协作沟通中寻找技术方案,在感悟中理解岗位能力的需求要素,形成学习→实践→学习的良性循环,找到学习的获得感与成就感,学以致用,进一步建立学生成长为高素质复合型人才的信心[5]。
中国现在正在进入工业制造转型升级的关键时期,急需大批一线高素质工程技术人员。高职院校作为中国技术技能人才的主要培养场所,要在政府及相关机构的指导配合下,创新校企合作机制,整合产业资源,激发企业参与教育教学的动力,通过深度产教融合,培养更多适应地方经济发展的智能制造行业人才。