王哲祿
(溫州職業(yè)技術(shù)學(xué)院,浙江 溫州 325035)
“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略是在工業(yè)4.0背景下,由于國(guó)際產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的新形勢(shì),我國(guó)提出全面提升制造業(yè)發(fā)展水平的重大戰(zhàn)略,“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略下的“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)+現(xiàn)代服務(wù)業(yè)”具有促進(jìn)中國(guó)制造業(yè)快速發(fā)展的重大意義,將對(duì)中國(guó)經(jīng)濟(jì)具有重大促進(jìn)作用[1-3]。2015年3月25號(hào),國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議決定部署“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略之后,緊密結(jié)合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展態(tài)勢(shì),其中特別指出要重點(diǎn)發(fā)展機(jī)器人領(lǐng)域。根據(jù)我國(guó)工信部發(fā)布的《關(guān)于推進(jìn)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》文件,其中也特別提到要求到2020年我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人裝機(jī)量要達(dá)到100萬(wàn)臺(tái),將機(jī)器人新技術(shù)應(yīng)用實(shí)際生產(chǎn)中,滿足企業(yè)發(fā)展的需要[4]。
目前中國(guó)已成為世界最大工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng),工業(yè)機(jī)器人使用量大幅攀升。我國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)快速增長(zhǎng),工業(yè)機(jī)器人四大家族中,ABB將總部設(shè)置在上海,安川、發(fā)那科、庫(kù)卡等紛紛在中國(guó)投資設(shè)廠。同時(shí)我國(guó)工業(yè)機(jī)器人企業(yè)也發(fā)展迅速,如沈陽(yáng)新松、安徽埃斯頓、上海新時(shí)達(dá)、江蘇匯博、廣州數(shù)控等都建有機(jī)器人公司。中國(guó)制造業(yè)正大量采用工業(yè)機(jī)器人,2017年我國(guó)工業(yè)機(jī)器人銷量達(dá)13.6萬(wàn)臺(tái),預(yù)計(jì)至2020年我國(guó)工業(yè)機(jī)器人銷量可達(dá) 20多萬(wàn)臺(tái)。面對(duì)“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略中國(guó)市場(chǎng)的需求工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)企業(yè)仍在擴(kuò)大產(chǎn)能,未來(lái)幾年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人行業(yè)仍將保持持續(xù)快速增長(zhǎng)。
工業(yè)機(jī)器人是集機(jī)械、電氣控制等技術(shù)于一體的的高端裝備[5]。隨著全球制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),中國(guó)的制造業(yè)企業(yè)迫切需要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的制造模式,降低企業(yè)運(yùn)行成本,提高企業(yè)發(fā)展效率,由傳統(tǒng)的制造業(yè)向自動(dòng)化機(jī)器換人和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)方向發(fā)展。同時(shí),隨著我國(guó)社會(huì)進(jìn)入老齡化階段,在我國(guó)東部,尤其是浙江及溫州勞動(dòng)力的供需問(wèn)題急需解決,企業(yè)面臨勞動(dòng)力的嚴(yán)重缺失,企業(yè)急需轉(zhuǎn)型升級(jí)做大做強(qiáng),這對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)下的工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)“機(jī)器換人”計(jì)劃提出了迫切的需求。
目前,我國(guó)機(jī)器人市場(chǎng)快速發(fā)展,工業(yè)機(jī)器人企業(yè)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展缺乏所需的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)人才。如圖1所示,2017年主要國(guó)家工業(yè)機(jī)器人密度比,我國(guó)低于全球平均值,仍有很大提升空間。以浙江溫州為例,目前工業(yè)機(jī)器人崗位中需要的安裝、編程、維護(hù)、調(diào)試、系統(tǒng)集成等工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用人才,工業(yè)機(jī)器人技術(shù)人才嚴(yán)重緊缺。
圖1 2017年主要國(guó)家制造業(yè)工業(yè)機(jī)器人密度比
“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略背景下我國(guó)工業(yè)機(jī)器人行業(yè)快速發(fā)展,經(jīng)過(guò)分析調(diào)研發(fā)現(xiàn)企業(yè)遇到的最大瓶頸問(wèn)題不是缺少市場(chǎng)和政策驅(qū)動(dòng),也不是缺乏足夠的資金,而是符合工業(yè)機(jī)器人行業(yè)發(fā)展的高技能人才嚴(yán)重短缺。當(dāng)前從事工業(yè)機(jī)器人行業(yè)的高技能人才需求包括工業(yè)機(jī)器人安裝調(diào)試、現(xiàn)場(chǎng)編程、集成開(kāi)發(fā)、運(yùn)行維護(hù)和檢修等[6-8]。在行業(yè)快速發(fā)展下,這些人員先前主要從事于機(jī)械電子、機(jī)電一體化、自動(dòng)化、電氣控制等相關(guān)行業(yè),然后通過(guò)培訓(xùn)轉(zhuǎn)型到工業(yè)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域來(lái),沒(méi)有一個(gè)整體的知識(shí)構(gòu)架和體系,難以達(dá)到機(jī)器人企業(yè)崗位要求,高職院校作為主要為企業(yè)輸送高技能技術(shù)人才基地,在為企業(yè)培養(yǎng)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用人才方面的任務(wù)十分艱巨。
目前,在“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略背景下浙江及溫州制造業(yè)企業(yè)向自動(dòng)化、信息化和智能化發(fā)展,大量的中小型企業(yè)急需轉(zhuǎn)型升級(jí),實(shí)現(xiàn)機(jī)器換人。在浙南地區(qū),溫州職業(yè)技術(shù)學(xué)院工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)需要根據(jù)地方區(qū)域產(chǎn)業(yè)和企業(yè)生產(chǎn)要求,為浙江和溫州制造業(yè)發(fā)展培養(yǎng)相應(yīng)的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)人才。通過(guò)浙江省和溫州相關(guān)行業(yè)和企業(yè)對(duì)工業(yè)機(jī)器人人才調(diào)查分析,同時(shí)對(duì)機(jī)器人行業(yè)潛力和智能制造工業(yè)互聯(lián)發(fā)展趨勢(shì),工業(yè)機(jī)器人技術(shù)人才能力除了需要專業(yè)核心能力來(lái)發(fā)展工業(yè)機(jī)器人專項(xiàng)能力以外,如圖2所示,同時(shí)需要構(gòu)建在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)下,具備需要和本行業(yè)相結(jié)合的核心能力,如專項(xiàng)工藝能力,機(jī)電集成設(shè)計(jì)、管理和運(yùn)行維護(hù)的能力。故高職院校工業(yè)機(jī)器人技術(shù)人才能力要求定位,一定應(yīng)該是1+X型,即工業(yè)機(jī)器人專項(xiàng)能力與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、行業(yè)核心專項(xiàng)技能、機(jī)電設(shè)備管理和維修技能相結(jié)合的應(yīng)用能力。
圖 2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的工業(yè)機(jī)器人專項(xiàng)和行業(yè)核心能力
隨著“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略的實(shí)施和推進(jìn),我們不難發(fā)現(xiàn)其最核心的內(nèi)容是工業(yè)4.0智能工廠的數(shù)字化和工業(yè)機(jī)器人規(guī)?;a(chǎn)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不僅代表著新技術(shù)新生產(chǎn)力方向,將帶來(lái)產(chǎn)業(yè)的大變革,同時(shí)傳統(tǒng)制造業(yè)行業(yè)也將在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。高職院校工業(yè)機(jī)器人人才必須具備工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)思維,從單個(gè)工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)應(yīng)用到多個(gè)工業(yè)機(jī)器人工業(yè)互聯(lián)集成應(yīng)用,從底層應(yīng)用層,到MES管理層,最后到工業(yè)服務(wù)器和大數(shù)據(jù)分析,從而不斷地將自己的知識(shí)面縱向拓寬,具備從單個(gè)機(jī)器人集成應(yīng)用到智能工廠思維人才培養(yǎng)的突破。
隨著制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和自動(dòng)化需求的不斷提升,工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)得到了更大拓展,在各行各業(yè)都有工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用,如機(jī)械、電氣、化工、航天等領(lǐng)域,因此工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用必須和行業(yè)技術(shù)、工藝要求緊密結(jié)合,使工業(yè)機(jī)器人與工藝技術(shù)集成應(yīng)用,才能達(dá)到良好的應(yīng)用效果,如焊接工業(yè)機(jī)器人、拋光打磨工業(yè)機(jī)器人、切削工業(yè)機(jī)器人、機(jī)床上下料機(jī)器人等。因此高職院校工業(yè)機(jī)器人人才能力的培養(yǎng),必須跟行業(yè)和企業(yè)的專項(xiàng)工業(yè)技術(shù)相結(jié)合,從機(jī)器人專項(xiàng)技術(shù)出發(fā),結(jié)合專項(xiàng)工藝技術(shù),使工業(yè)機(jī)器人知識(shí)面橫向拓寬,成長(zhǎng)為某個(gè)領(lǐng)域的專業(yè)人才。
現(xiàn)代化先進(jìn)制造企業(yè)是建立在先進(jìn)的機(jī)電一體化設(shè)備基礎(chǔ)之上的,工業(yè)機(jī)器人屬于機(jī)電中的高端設(shè)備。隨著工業(yè)4.0和智能工廠的發(fā)展,工業(yè)機(jī)器人在產(chǎn)業(yè)發(fā)展中需要專門人員進(jìn)行運(yùn)行、維護(hù)和保養(yǎng),這在一定程度上對(duì)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)人才提出了更高的要求,保證工業(yè)機(jī)器人的安全、正常運(yùn)行、降低機(jī)器人和生產(chǎn)線在運(yùn)行發(fā)生過(guò)程中的故障機(jī)率,也是增強(qiáng)企業(yè)生產(chǎn)能力,提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的有效措施。因而高職院校工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)應(yīng)培養(yǎng)具有從事現(xiàn)代服務(wù)行業(yè)能力,有機(jī)電設(shè)備維護(hù)管理服務(wù)的技術(shù)人才。
隨著“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略的實(shí)施,對(duì)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)人才培養(yǎng)提出了多方面的能力要求,目前高職院校工業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)方案多樣,但主要存在三個(gè)方面問(wèn)題需解決和完善。
目前我國(guó)高職工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)是新興專業(yè),國(guó)內(nèi)針對(duì)工業(yè)機(jī)器人職業(yè)教育正處于起步階段,還未形成指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)和樣板工程,工業(yè)機(jī)器人人才培養(yǎng)模式主要由機(jī)電類專業(yè)的培養(yǎng)方向發(fā)展而來(lái),人才培養(yǎng)過(guò)程中是各自院校系專業(yè)課程的稍微調(diào)整,主要偏向機(jī)電類技能人才,培養(yǎng)以電控或者機(jī)械為核心的技術(shù)人才。而有的院校以機(jī)器人為主體,整個(gè)專業(yè)以工業(yè)機(jī)器人本體為單一核心,缺乏與產(chǎn)業(yè)和行業(yè)的結(jié)合,整個(gè)人才培養(yǎng)體系不健全?!爸袊?guó)制造2025”戰(zhàn)略的實(shí)施要求,工業(yè)機(jī)器人人才的培養(yǎng)不僅僅是工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的單項(xiàng)能力,以此作為核心顯然不能完全滿足制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。對(duì)于現(xiàn)有的人才培養(yǎng)體系,缺乏工業(yè)互聯(lián)、專項(xiàng)工藝技術(shù)、機(jī)電設(shè)備維修管理方面的結(jié)合能力,現(xiàn)有的培養(yǎng)目標(biāo)和課程體系仍不能滿足需求,而為“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型升級(jí)的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)培養(yǎng)方案急需增加工業(yè)互聯(lián)、行業(yè)工藝技術(shù)和機(jī)電設(shè)備維修管理等方面的課程建設(shè),增加綜合知識(shí)來(lái)完善培養(yǎng)體系。
工業(yè)機(jī)器人技術(shù)課程強(qiáng)調(diào)動(dòng)手實(shí)踐能力,先進(jìn)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)對(duì)工業(yè)機(jī)器人人才的動(dòng)手能力要求較高,無(wú)論是操作、編程,還是安裝調(diào)試,都需要以學(xué)生為中心,分組討論和實(shí)踐,讓課堂動(dòng)起來(lái)。然而目前的人才培養(yǎng)模式設(shè)置中教師授課比較側(cè)重理論部分,教學(xué)的實(shí)踐應(yīng)用環(huán)節(jié)設(shè)置相對(duì)薄弱,主要是由于缺乏先進(jìn)的工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)基地和實(shí)訓(xùn)室,教師只能以講授為主,言之無(wú)物,學(xué)生只能了解大概,缺乏動(dòng)手實(shí)踐操作,教學(xué)形式單一,導(dǎo)致學(xué)生缺乏興趣,上課積極性不高,對(duì)知識(shí)點(diǎn)理解不夠深刻,最終就業(yè)后會(huì)導(dǎo)致對(duì)于企業(yè)的機(jī)器人根本無(wú)從下手,從而導(dǎo)致工業(yè)機(jī)器人技術(shù)人才培養(yǎng)效果不佳和質(zhì)量下降。
工業(yè)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展非常迅速,是一門新興學(xué)科,集成了機(jī)械、電氣、控制技術(shù)、自動(dòng)化和工業(yè)互聯(lián)等技術(shù),近兩年很多高職院校紛紛開(kāi)設(shè)此專業(yè),但是大部分的任課教師都不具備工業(yè)機(jī)器人的實(shí)操經(jīng)驗(yàn),在講授過(guò)程中偏向講解機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制理論知識(shí)。教學(xué)資源也較匱乏,工業(yè)機(jī)器人的價(jià)格非常昂貴,以ABB工業(yè)機(jī)器人為例,目前教學(xué)機(jī)型用得比較多的3 kg輕量型機(jī)器人IRB120單臺(tái)價(jià)格也在十幾萬(wàn)以上,這還不包括與機(jī)器人相配套的外圍集成設(shè)備,而且機(jī)器人占用場(chǎng)地比較大,對(duì)于場(chǎng)地的要求也比較高,這給實(shí)操教學(xué)帶來(lái)了很大的困難。
根據(jù)工業(yè)機(jī)器人人才的能力要求和工業(yè)機(jī)器人技術(shù)人才培養(yǎng)過(guò)程中的問(wèn)題分析,在“中國(guó)制造 2025”戰(zhàn)略下應(yīng)著重對(duì)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)人才的培養(yǎng)路徑進(jìn)行探索與實(shí)踐,來(lái)滿足浙江及溫州地區(qū)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)過(guò)程中對(duì)于工業(yè)機(jī)器人技術(shù)人才的技能技術(shù)需求。
為了符合“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略對(duì)先進(jìn)制造業(yè)高技能人才的需求,針對(duì)現(xiàn)有的工業(yè)機(jī)器人人才培養(yǎng)體系,高職院校工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)應(yīng)構(gòu)建以工業(yè)機(jī)器人為核心、融合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、行業(yè)和企業(yè)工藝專項(xiàng)技術(shù)和機(jī)電設(shè)備管理維修能力的人才培養(yǎng)方案,完善工業(yè)機(jī)器人校企合作、產(chǎn)教融合、訓(xùn)研創(chuàng)一體化的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,采用多渠道多層次人才培養(yǎng)模式,如工業(yè)機(jī)器人技能大師工作室、工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)代學(xué)徒制、工業(yè)機(jī)器人創(chuàng)新工作室,分層次培養(yǎng)具有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)思維、具有行業(yè)企業(yè)專項(xiàng)工業(yè)技術(shù)和具有機(jī)電設(shè)備維修管理能力,同時(shí)掌握工業(yè)機(jī)器人安裝與調(diào)試技術(shù)、操作與編程技術(shù)、集成應(yīng)用開(kāi)發(fā)技術(shù)和維修管理技術(shù)等方面的專業(yè)知識(shí)和操作技能,能從事服務(wù)區(qū)域產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的工業(yè)機(jī)器人高素質(zhì)技術(shù)技能人才,全面提升工業(yè)機(jī)器人技術(shù)水平,使專業(yè)走向工業(yè)機(jī)器人深度產(chǎn)教融合的道路上來(lái)。
根據(jù)浙江省及溫州區(qū)域產(chǎn)業(yè)、行業(yè)和企業(yè)人才需求,對(duì)工業(yè)機(jī)器人專業(yè)核心課程進(jìn)行重構(gòu),根據(jù)“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略技能要求,融入互聯(lián)網(wǎng)思維,以工業(yè)機(jī)器人技術(shù)人才培養(yǎng)的職業(yè)技能技術(shù)崗位出發(fā)構(gòu)建課程體系,建設(shè)《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)》、《工業(yè)機(jī)器人典型工藝工作站應(yīng)用》、《工業(yè)機(jī)器人工作站安裝、調(diào)試與維修管理》、《工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)虛擬仿真》專業(yè)核心課程,以真實(shí)實(shí)踐項(xiàng)目為載體,多任務(wù)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行課程教學(xué)素材開(kāi)發(fā),建設(shè)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)精品課程、工業(yè)機(jī)器人教學(xué)資源庫(kù)、新形態(tài)一體化工業(yè)機(jī)器人教材。
通過(guò)引進(jìn)、培養(yǎng)建立一支能理論和實(shí)踐兼?zhèn)涞碾p師型隊(duì)伍,優(yōu)秀的教師隊(duì)伍是培養(yǎng)“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略環(huán)境下工業(yè)機(jī)器人技術(shù)人才的保證。通過(guò)工業(yè)機(jī)器人新技術(shù)的學(xué)習(xí),技能大師工作室,科研競(jìng)賽、師生創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)、密切和企業(yè)合作,開(kāi)展競(jìng)賽和科研活動(dòng),研發(fā)反哺教學(xué),提高教師自身的教學(xué)實(shí)踐能力。同時(shí)校企合作、產(chǎn)教融合納入教師專業(yè)考核體系中,鼓勵(lì)青年教師多參與企業(yè)活動(dòng)、下企業(yè)鍛煉,在實(shí)踐中不斷提升教師科研能力。同時(shí)通過(guò)柔型人才引進(jìn),讓企業(yè)的高級(jí)技術(shù)人才和專家來(lái)學(xué)校授課,提升專業(yè)教師整體綜合素質(zhì)。
根據(jù)“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略的智能車間工作,以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向,建立校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地,根據(jù)高職機(jī)器人專業(yè)的能力培養(yǎng)要求,分別建立培養(yǎng)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)的工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)室、以虛擬仿真技術(shù)為中心的工業(yè)機(jī)器人仿真實(shí)訓(xùn)室,以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為中心培養(yǎng)集成技術(shù)人才的工業(yè)機(jī)器人智能柔性工作站,其中在智能柔性工作站的基礎(chǔ)上揉進(jìn)工業(yè)機(jī)器人集成技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)等。同時(shí)與國(guó)內(nèi)外工業(yè)領(lǐng)域的龍頭企業(yè)共建校外實(shí)訓(xùn)基地,以企業(yè)真實(shí)項(xiàng)目帶動(dòng)課程建設(shè)和人才培養(yǎng),工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)成為工業(yè)機(jī)器人人才培養(yǎng)的落腳點(diǎn),積極與ABB、Funac、三菱、匯川等知名機(jī)器人企業(yè)聯(lián)合開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)。
隨著“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略的實(shí)施,工業(yè)機(jī)器人技術(shù)將在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)工作中的優(yōu)勢(shì)明顯。但是行業(yè)面臨工業(yè)機(jī)器人技術(shù)人才短缺,因此本文提出了將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、專項(xiàng)工藝技能和機(jī)電維修管理能力融入高職院校工業(yè)機(jī)器人技術(shù)人才培養(yǎng)中,根據(jù)人才需求分析,研究“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略下的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)人才培養(yǎng)路徑,通過(guò)完善人才培養(yǎng)方案和創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式、重構(gòu)專業(yè)核心課程、構(gòu)教學(xué)和實(shí)踐能力兼?zhèn)涞碾p師型教師團(tuán)隊(duì)和建設(shè)新技術(shù)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)基地等路徑,為浙江省及溫州區(qū)域產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),實(shí)現(xiàn)“中國(guó)制造2025”培養(yǎng)高素質(zhì)、復(fù)合型的工業(yè)機(jī)器人新技術(shù)人才。