新基建背景下工业互联网工程专业应用型人才培养方案制订的思考

周显春 沈 涛 邹琴琴 肖 衡 高华玲

（三亚学院信息与智能工程学院，海南 三亚 572022）

0 引言

2020年，工业和信息化部在《关于推动工业互联网加快发展的通知》（工信厅信管〔2020〕8号）提出工业互联网新基建主要包括工业互联网、标识解析体系、工业互联网平台、安全态势感知平台、工业互联网大数据中心等[1]。目前，我国工业互联网人才缺口很大。据2017年《制造业人才发展规划指南》分析数据显示，到2025年，十大重点领域中的工业互联网产业相关人才缺口预测达到1400万。工业互联网发展涉及工业技术、信息技术、物联网通信技术，尤其在制造业领域，对技术人才提出了更高的要求：既要懂工业操作技术（OT），又懂计算机信息技（IT）。

社会需求决定高校人才培养的方向。随着“新基建”的加速，国务院、工业和信息化部在2016年、2017年、2020年分别印发《关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》（国发〔2016〕28号）、《关于深化产教融合的若干意见》（国办发〔2017〕95号）、《关于推动工业互联网加快发展的通知》（工信厅信管〔2020〕8号），通过国家政策引导企业和其他社会力量与高校深度融合，以产学研用方式培养发展工业互联网网络、平台、安全所需要的创新复合型工程技术人才。

1 新基建背景工业互联网发展的重要意义

当前，第四次工业革命兴起，产业格局面临重组，企业竞争日趋激烈。大部分企业都面临管理不精细、生产资源没有合理利用、企业生产效率偏低、科技原始创新能力不足等问题，借助新一代信息技术的力量破解眼前困局已经成为行业共识。工业互联网通过供、产、销一体化管理，产品驱动升级为数据驱动，基于工业互联网大数据的采集与集成、传输、分析与预测、决策优化，破解行业痛点，优化工业产业链效率，塑造新一代的智能制造和柔性化服务体系。

2 培养方案设计思路

在人才培养方案制订过程中，严格落实《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》要求[2]，分析工业互联网2020版人才岗位能力要求，立足培养特色，主要考虑如何确保人才培养效果达到企业需求，如何融合“1+X”标准，如何提升人才SAP ERP应用能力，如何实现人才培养过程的持续改进4个问题

2.1 基于新工科的“OBE”理念

以专业职业能力为发力点，以学生为中心，全方位育人，明确专业定位与培养特色，遵循“反向设计与正向实施”原则[3]，通过构建以学习者为中心的教学体系，夯实教学支撑条件，创新培养模式，持续改进，全面提高人才培养质量，设计思路如图1所示[4]。

图1 基于OBE方案设计思路

2.2 融入“1+X”证书体系

截至2012年12月，教育部先后公布了4批共有446个职业技能参与“1+X”证书制度试点。“1”为学历证书，充分体现了学生的理论知识、能力；“X”为若干职业技能等级证书，反映持有人从事职业活动和未来职业发展的综合能力[5]。《国家职业教育改革实施方案》（国发〔2019〕4号）明确指出，在新基建背景下，为了培养更多的合格产业技术技能人才，助力产业结构更新换代，应用型本科院校应逐步扩大学历+若干职业技能等级证书，旨在推进应用型高校建设与创新创业人才培养，提高产业技术技能人才的质量，强力缓解人才供求不平衡矛盾。因此方案的制订应该以2020年版《工业互联网产业人才岗位能力要求》为依据，构建“三体五层”架构，立足学校办学定位和学科建设前期成果，主要聚焦了8个岗位中的网络、工业大数据、边缘、应用4个方向，在课程内容制定过程充分吸收了物联网技术、工业大数据、工业App、边缘计算应用、智能机器人的开发与应用、产品营销等10多项职业证书考核标准要求和内容设计。

2.3 嵌入SAP ERP培养

SAP ERP是由德国企业开发的企业资源计划系统，以工业数据驱动为主线，吸收供应、生产、销售一体化思想，为企业提供原材料供应、产品生产、销售与个性化服务过程的分析与预测、决策优化管理平台，优化工业要素配置，提高资源利用率，增加企业的利润。为了满足个性化功能需求，还可以组织技术人员进行再次开发[6]。随着工业行业数字化业务白热化，企业转型加快，快速发展的国内外的大中型企业、大型跨国公司都对SAP ERP相关技能人才需求激增。大型企业，尤其是制造、建筑、能源行业，为了避免在工作中自己培养的SAP人才培养周期过长和雇佣员工流失率大，与应用型高校的工业互联网专业通过产学研模式的定向培养及国家创新的教育模式完成SAP数字化人才培养。在人才培养方案中，结合高校学科基础和企业对人才能力基本要求，从大一暑假开始引入SAP ERP的课程内容，包括ERP基础课程SAP S/4HANA、基础编程实践SAP ABAP、会计信息系统SAP AIS、大数据分析SAP HANA、商务智能分析SAP BO等十二部分的前六个部分，大四上半年导师制轮岗实习，大四下半年进行认证考试和转正，可以培养符合企业培养要求的专业SAP ERP人才。此外，该合作方式还通过开展师资培训与能力培养、课程体系和课件联合开发、定期举行学术会议和交流研讨会，考核合格可以颁发课程培训证书，企业和高校发挥各自优势，联合培养一支优秀的、由企业和高校组成的ERP教师团队。

3 基于O B E的人才培养方案制订

3.1 专业定位

坚持应用型教育定位，培养工业互联网技术技能型人才。立足学院的学科定位和办学特色，紧扣培养应用型人才，坚守“让学生更好地走向社会”的办学使命，引导学生践行“走进校园的目的是为了更好地走向社会”育人理念[7]，以国家、社会、行业、家长、学生的需求为导向，以培养职业就业能力为抓手，以培养创新、创业、工程实践能力为切入点，以培养工业互联网工程实践能力为重点，厘清工业互联网人才的分类，分析2020年版《工业互联网产业人才岗位能力要求》，融合“1+X”职业技能标准，培养复合型工程技术人才队伍。

3.2 专业培养目标

培养具有良好的人文科学素养、职业道德、工程素质、社会责任感、创新意识和精益求精的工匠精神[8]，熟练掌握物联网、大数据领域的基础知识和技术，具备工业互联网技术领域中的感知层信息采集、工业数据安全传输、边缘网关计算、工业现场数据上云、数据分析、工业App开发、平台运维和可持续发展的能力，能够在工业企业、工业互联网平台企业、网络运营商部门从事工业互联网网络运维与应用、智能感知、分析预测、决策优化、应用开发、产品营销与服务等工作，培养满足工业企业技术创新与转型升级发展需求的复合高级应用型人才。

3.3 方案制订的流程

通过对杭州、宁波、成都、重庆、北京等多家企业和工业互联网实验室进行实地考察、座谈、问卷调查，了解企业对人才的需求，梳理了制造企业对人才的知识、能力、素质要求；借鉴了兄弟院校已有的自动化、智能制造等专业人才培养方案和经验，初步确定专业培养目标、毕业达成度和专业定位，构建了完成毕业达成度的通识课+专业基础课+专业核心课+专业方向课四位一体课程体系，建立了实训实践虚拟实验室的建立。围绕知识、能力、素质3条线逐步细化了课程内容的设计。第1～2学期以上公共课+数学类课为主；第3～6学期的5个学期的教学内容以工业实际场景项目为主，课程前后顺序满足工程知识、能力衔接要求；在第6学期学生可以根据兴趣、职业期望、专业教师的建议选择一个职业发展方向；大四，进入企业顶岗实习，对学生实习采用集中+分散方式，在大四上学期要求学生开始毕业设计，企业、学校教师双指导和监督，毕业前后4周进行毕业答辩。暑假、寒假短周期进行专业认知、专业实习、企业实践。方案制订流程如图2所示[9]。

图2 方案制定流程

3.4 人才培养方向

专业有工业互联网边缘计算、软件应用开发两个培养方向，工业大数据处理和SAP ERP是学生必备的知识与技能，其中工业大数据处理技能包括智能网关技术应用、工业大数据分析与应用、工业智能技术与应用，完成了工业数据获取、传输、挖掘与分析、智能决策。大三下学期开始安排3门不同方向的课程，边缘计算开设了机电一体化技术与应用、现场总线及工业控制网络技术、边缘分析应用企业实训，工业App开发开设了工业App设计与开发、工业数字孪生建模与应用、工业应用开发企业实训。基于工业互联网平台，以Java、C语言为开发基础，以物联网通信技术为桥梁，把边缘智能计算、运动控制技术、传感器与自动检测技术、工业智能技术与应用作为方向课的专业课基础和专业核心。

4 结语

随着技术、市场越来越成熟，工业互联网缺人才短板已经制约了企业数字化、信息化、智能化，培养符合工业互联网产业需要的新型人才成为高校的责任。在新工科的背景下，以2020年版《工业互联网产业人才岗位能力要求》为依据，基于OBE理念制订融入“1+X”证书的特色鲜明工业互联网工程专业应用型人才培养方案。围绕“中国制造2025”，借助制造业发展的机遇期，满足工业互联网行业发展和人才日益紧迫需求，立足学校定位，逆行设计，科学、合理规划人才培养目标和毕业达成度，制定完备的课程体系和全方位的毕业要求达成度评价体系，加强工业互联网师资队伍建设，着力培养特色，精心打造“金课”，精准培养复合型工程技术人才队伍，实现中国工业制造大国向中国智能制造强国、中国速度向中国质量、中国产品向中国名片转变。