□溫貽芳 江建春
企業(yè)視角:工業(yè)4.0背景下高職制造類專業(yè)人才的新需求與培養(yǎng)
□溫貽芳江建春
工業(yè)4.0背景下,高職制造類專業(yè)人才培養(yǎng)應該如何應對,站在企業(yè)角度,從工業(yè)4.0變革對企業(yè)組織方式帶來的挑戰(zhàn)入手,分析了新一代生產組織方式帶來的專業(yè)人才需求結構的重大變化,深入探討人才培養(yǎng)方案的制定與執(zhí)行過程中的關鍵問題,提出高職制造類專業(yè)人才培養(yǎng)的新途徑與新方法。
高職教育;企業(yè);工業(yè)4.0;生產組織方式;人才需求;人才培養(yǎng)
在德國企業(yè)界談到工業(yè)4.0未來面臨的挑戰(zhàn)時,無論是傳統(tǒng)制造業(yè)企業(yè),還是ICT企業(yè),都把人才問題看作他們面臨的共同挑戰(zhàn)。德國企業(yè)普遍認為,工業(yè)4.0導致了對優(yōu)秀員工標準的轉變,工業(yè)4.0建立在一個開放、虛擬化的工作平臺之上,重復性的熟練體力和腦力工作不斷被智能機器所替代,人機交互以及機器之間的對話將會越來越普遍,員工從服務者、操作者轉變?yōu)橐粋€規(guī)劃者、協(xié)調者、評估者、決策者[1]。
本文試圖站在企業(yè)的角度,對工業(yè)4.0背景下,制造類企業(yè)在生產組織方式上所發(fā)生的轉變、這種轉變對專業(yè)人才需求結構產生的影響,結合目前高職制造類專業(yè)人才培養(yǎng)的企業(yè)關注問題,進行了一點思考,得到了一點感悟。
2013年,德國政府宣布工業(yè)4.0為其高科技戰(zhàn)略之核心部分,以確保德國未來的工業(yè)生產基地的地位。變革的核心在于工業(yè)、工業(yè)產品和服務的全面交叉滲透,具體說來,是通過系統(tǒng)生命周期管理來控制工業(yè)的復雜性。與之相適,嵌入式系統(tǒng)向信息物理融合系統(tǒng)演化,即嵌入式軟件不再僅僅是為了控制儀器或執(zhí)行某體的工作程序而編寫,也不再僅僅被嵌入產品和生產系統(tǒng)里。產品和服務借助于互聯(lián)網和其他網絡服務,通過軟件、電子及環(huán)境的結合,生產出全新的產品和服務[2]。
隨之帶來的歷史性變革,就是越來越多的產品功能無需操作人員介入。因此,物理信息的融合,需要做到“物與服務聯(lián)網”、“機器對機器的通信”。這對現(xiàn)代企業(yè)提出了四大挑戰(zhàn)。
挑戰(zhàn)一:對企業(yè)戰(zhàn)略及商業(yè)模式的挑戰(zhàn)。管理層必須應該要的產品類別和服務。而產品戰(zhàn)略又依賴于軟件的開發(fā)。測試和嘗試設計顧客喜歡的東西,建造虛擬原型,成為趨勢。
挑戰(zhàn)二:對企業(yè)組織的挑戰(zhàn)。必須改變目前開發(fā)、實驗、生產規(guī)劃、制造和服務相分離的局面。而轉件和網絡化可以有效解決這個問題,其關鍵在實現(xiàn)數(shù)據的流通。
挑戰(zhàn)三:對企業(yè)工具和方法的挑戰(zhàn)。一方面,越來越多的專業(yè)領域需要基于模型的工具,如,軟件和系統(tǒng)工程的過程建模,硬件和機械的三維建模,電子和系統(tǒng)的功能和邏輯建模等。另一方面,必須在現(xiàn)有的機械產品開發(fā)中,將需求、產品和系統(tǒng)列入系統(tǒng)數(shù)據進行管理。
挑戰(zhàn)四:對企業(yè)過程管理的挑戰(zhàn)。越來越多的產品需要通過自身IP地址和互聯(lián)網或其它產品聯(lián)網,形成包括整個產品生命周期的鏈條。因此,過程管理必須更加靈活,適應每種轉變。
德國企業(yè)普遍認為,工業(yè)4.0下企業(yè)組織方式的轉變直接導致了專業(yè)人才需求結構的重大改變。工業(yè)4.0建立在開放、虛擬化的工作平臺之上,重復性的熟練體力和腦力工作不斷被智能機器所替代,人機交互以及機器之間的對話將會越來越普遍,員工正從服務者、操作者轉變?yōu)橐?guī)劃者、協(xié)調者、評估者、決策者。
(一)迫切需要對軟件的應用具有高度敏感的人才
傳統(tǒng)意義上的制造業(yè)的自動化,從產品零部件生產、傳輸、安裝、調試等,每一個環(huán)節(jié)都配備有傳感器和通信設備,進行數(shù)據交換和業(yè)務溝通。新的工業(yè)背景下,還需要不斷改進工業(yè)流程:產品設計、生產規(guī)劃、生產工程、生產實施、產品維修維護、節(jié)能環(huán)保服務等。這些需要全新的軟件系統(tǒng),覆蓋整個產品生命周期。
因此,制造類專業(yè)的人員必須清晰地認識到:無論功能多么強大的硬件,必須依靠新興工業(yè)軟件作為支撐,全面的產品研發(fā)數(shù)字化需要包括工業(yè)生產的全流程。軟件對產品設計、生產規(guī)劃、生產工藝、自動化生產、在線和遠程服務等具有重要的地位和作用。
因此,迫切需要的專業(yè)人才包括:應用產品生命周期管理軟件(PLM)和自動化軟件技術,應用工業(yè)軟件與自動化技術、生產技術相互協(xié)同的生產方式,應用數(shù)字化仿真與虛擬裝配,采用集成自動化與驅動解決方案,通過遠程監(jiān)控對設備實施預防性檢測與維護,應用軟件進行系統(tǒng)產品開發(fā)和生產過程等。
(二)迫切需要具有協(xié)調與合作能力人才
全球范圍內制造商、合作伙伴、供應商之間的合作非常普遍,這些供應商和合作伙伴在供應零部件的同時,還要提供工程技術服務。工程技術服務包括了零部件服務,機械和設備服務,功能服務。
必須采用跨學科跨專業(yè)的復雜技術系統(tǒng)設計的系統(tǒng)化方法,應用在所有產品和系統(tǒng)開發(fā)上。系統(tǒng)化包括,系統(tǒng)設計并定制方案,定義機器及軟件模塊及功能,確定基礎自動化框架,制訂工藝方案,包括傳動系統(tǒng)的設計,傳動和控制零部件、軟件模塊的選擇,制造機器并安裝調試軟件,試車、運轉、在線狀態(tài)監(jiān)控、優(yōu)化和緊急修理、維護等。如上系統(tǒng)功能的保證,要求做到如下三方面的相互協(xié)調:沿生命周期的工程設計工具、包括應用軟件在內的產品組合、開發(fā)機器時的合作。這三方面的相互協(xié)調,對技術人員提出了較高的要求。
此外,機械的開發(fā)和運轉,越來越需要跨專業(yè)的合作:機械工程師、電氣工程師、軟件工程師、機械及設備制造工藝師之間的合作。
開發(fā)和建立一個技術系統(tǒng)需要在工程的每個階段都有全身心投入的人,而更重要的是,每個人都必須參與制定系統(tǒng)開發(fā)方法,為此必須具有大局觀和系統(tǒng)觀。在這里有用的不是個人的特殊專業(yè)能力,而是在一個來自不同領域、具有不同經驗的專業(yè)人員組成的團隊里,在開發(fā)階段早期就能制訂出可行性方案的能力,而這些,需要更多的系統(tǒng)規(guī)劃能力。
在制造領域的高科技產品,都具備一定的系統(tǒng)特征。系統(tǒng)呈現(xiàn)出跨學科的技術設計、復雜多樣的表現(xiàn)形式、內外部緊密依存的關系。一致性系統(tǒng)生命周期管理(SysLM)系統(tǒng),可以控制單獨的模塊元件組裝,更能夠靈活掌握集成子系統(tǒng),具有高度系統(tǒng)化和一致性的研發(fā)過程,明確系統(tǒng)開發(fā)中跟蹤的不同目標和要求的重點。
系統(tǒng)開發(fā)最重要的,是要有一個合理統(tǒng)一的系統(tǒng)概念。因為系統(tǒng)不是孤立地運行的,而是各個系統(tǒng)相互集成在一起,并因此而彼此間相互作用。同時,一個系統(tǒng)并不是僅由一家企業(yè)制作而成,而是由整個企業(yè)圈共同參與制作的。因此,統(tǒng)一的系統(tǒng)概念具有決定性意義。
(四)迫切需要具有自主學習和創(chuàng)新能力的人才
德國的機械制造業(yè)在國際市場上倍受推崇,公認的原因之一是德國機械制造業(yè)的中小型結構以及隨之而來的較短的決策過程。未來,機械制造業(yè)是否能在市場上取得成功將越來越取決于能否更快地設計、開發(fā)和生產出有革新性、高性能的機械。同時,制造效率更高、性能更好以及更加具有靈活的機械所需要的技術越來越復雜。特別是,開發(fā)過程中的增值必須轉移到新的方面,即創(chuàng)造獨特賣點和機械的高性能。即,傳動和控制技術越來越復雜,靈活的、基于標準化部件的變化式生產越來越重要,生產工藝過程越來越短,企業(yè)必須應付產品和生產過程的高度個性化[3]。
所有這些,導致增值鏈條上的供應商的責任增加。因此,必須在項目的不同階段,提供量身定制的工具,即工具是按照不同的項目參與者,如機械設計師、電氣設計師、程序設計師、通信設計師、維護技師等的不同任務和工作方式予以定制的。
The influence on the Q factor from scattering is mainly due to the surface roughness. It can be expressed as:
所有這些,都需要技術人員具有足夠的自主學習和創(chuàng)新能力。因此,可以說,數(shù)字化技術使得資本不再是稀缺資源,創(chuàng)新型人才是最稀缺的資源,那些具有創(chuàng)新精神并創(chuàng)造出新產品、新技術和新服務的人才是工業(yè)革命的主要支配力量。創(chuàng)新性人才比以往任何時候都重要。
(一)工業(yè)4.0背景下,需要對職業(yè)標準進行修訂或擬定,但誰來做?
工業(yè)4.0背景下,企業(yè)組織方式發(fā)生重大變化,隨之而來,已有的職業(yè)標準需要進行及時修訂,沒有的職業(yè)標準必須及時擬訂。
職業(yè)標準框架體系主要包括國家職業(yè)標準、行業(yè)企業(yè)崗位工作標準和工作標準。后兩類職業(yè)標準以具體的代表性行業(yè)的職業(yè)崗位及典型工作任務所需能力分析為基礎,旨在為企業(yè)人才績效考核提供依據,又為國家職業(yè)標準建設提供補充,還為教育教學的人才培養(yǎng)標準的制定提供方向。
職業(yè)標準確實需要修訂或制訂,但誰來做?德國由工商行會牽頭制訂職業(yè)標準,這是所有從業(yè)人員上崗都必須達到的最基本標準,也是企業(yè)用人標準。這從源頭上保證了“德國品質”的高標準。同時,職業(yè)標準在穩(wěn)定的基礎上,會定期修訂。
但在中國,現(xiàn)行的職業(yè)標準源于計劃經濟體制下制定的工人技術等級標準。國家職業(yè)標準由政府勞動與人事部門掌控,企業(yè)用人標準由各層各類企業(yè)制定,學校根據國家職業(yè)標準和企業(yè)用人標準(崗位標準)所制定的人才培養(yǎng)標準則由教育部門掌控,導致“職業(yè)標準在相當嚴重的程度上脫離了經濟、生產和生產者的要求,無法適應產業(yè)、行業(yè)、職業(yè)和實際生產技術技能飛速發(fā)展變化的形勢,難以滿足企業(yè)發(fā)展和勞動力市場建設的需要”[4]。
那么,誰來做呢?單純依靠企業(yè)、政府或行業(yè)來做,都是不太現(xiàn)實的。產教聯(lián)盟或職教集團可以嘗試承擔這個職能,有效地把政府、企業(yè)、行業(yè)的最優(yōu)資源整合在一起,切切實實做企業(yè)歡迎的事。
(二)有了新形式下的職業(yè)標準,需要對專業(yè)標準進行及時修訂
職業(yè)標準從技術和知識兩個方面描述職業(yè)功能、工作內容、技術要求、相關知識。規(guī)范從事相應崗位所需的技能證書、職業(yè)道德、職業(yè)態(tài)度、行為規(guī)范、有關法律知識、安全衛(wèi)生、環(huán)境保護知識等。
在職業(yè)標準基礎上,分析專業(yè)能力、方法能力、社會能力目標,準確定位區(qū)域制造類專業(yè)人才培養(yǎng)目標。并對達成人才培養(yǎng)目標的課程體系、核心課程標準、師資條件、實訓條件、職業(yè)技能等級或職業(yè)資格證書、教學管理、質量評價標準等方面,進行規(guī)范。形成專業(yè)標準。
教育主管部門已經在全國范圍內,對部分專業(yè)標準進行了制訂,這未能滿足全部的專業(yè)發(fā)展的需求。
同時,要形成專業(yè)標準與職業(yè)標準聯(lián)動的機制。
(三)有必要針對技術技能人才新要求,重構專業(yè)課程體系
工業(yè)4.0背景下,對人的新要求,核心是人的綜合素質提升。新的人才要求特別注重跨學科視野和思維,個性化的差異發(fā)展,知識的學習和自主學習能力,不斷積累并應用實踐經驗,創(chuàng)新的意識、合作的意識、發(fā)展的意識和服務的意識。
這些的習得,對制造類課程體系提出了“新技術、新知識、新素養(yǎng)”要求,必須根據人才的新要求,重構專業(yè)課程體系。
一方面,在制造類專業(yè)課程體系中引入智能控制、M2M、物聯(lián)網等新技術,特別是系統(tǒng)工程相關的課程。如課程包括:概率統(tǒng)計、離散信號及系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)設計、工業(yè)軟件應用、信息融合、智能技術系統(tǒng)。
另一方面,開發(fā)技術規(guī)劃與技術開發(fā)、溝通與協(xié)調、預測與決策等職業(yè)素質培養(yǎng)的新課程,增加科學方法和寫作、管理技術、工商管理、創(chuàng)新和發(fā)展戰(zhàn)略等。
(四)在人才培養(yǎng)方案的執(zhí)行過程中,需要更多地考慮企業(yè)的實際訴求
一是需要更多地注重人的綜合素質培養(yǎng),而不僅僅是技能的提升?,F(xiàn)在職業(yè)教育,非常注重技能的提升,在實驗實訓場所的建設,信息化技術的應用方面,花了大量的精力和財力。但企業(yè)感覺滿意的員工越來越難找。一方面固然有時代和環(huán)境的原因,另一方面,企業(yè)希望職業(yè)教育比以往任何時候都要注重人的綜合素養(yǎng)的提高。否則,員工動輒跳槽、辭職,不但難以勝任一般的工作,更何況工業(yè)4.0背景下的新要求。
二是職業(yè)教育需要更多地重視非課堂教育。一方面,在工業(yè)4.0時代背景下,教育本身面臨更多非傳統(tǒng)領域的挑戰(zhàn),例如,可以通過在線教育平臺視頻授課等模式,以網絡教育、游戲化學習、虛擬化學習與校中廠、廠中校等現(xiàn)實課堂有機結合的新型教育模式,實現(xiàn)超時空學習和超時空互動學習。另一方面,企業(yè)總是不太贊成員工的進修影響到正常的工作,希望員工更多通過短期的培訓或線下的授課,提高能力。因此,人才培養(yǎng)不能僅僅局限于學校教育,而應拓展為社會培訓、企業(yè)內訓、社區(qū)教育,以及非學歷培訓;對企業(yè)員工,可以更多采用虛擬課堂、實踐教學、網上課堂、在線學習等。特別是需要強化終身學習的理念。
(五)在探索人才培養(yǎng)方法和途徑改革過程中,需要更多地注重校企合作的有效性
現(xiàn)在對于技術技能人才的培養(yǎng),職業(yè)教育部門提出了很多的設想,無論是師資培訓、實訓場所、學生培養(yǎng),方式方法多樣化等方面,在一定程度上,確實是幫助了學生的培養(yǎng)。但是,有效性仍然有待提高。
特別是在工業(yè)背景發(fā)生大轉變背景下,企業(yè)自顧不暇,希望院校能夠主動幫助企業(yè),共同應對。
企業(yè)的生存、發(fā)展,都需要贏利、利潤作支撐。企業(yè)需要的是合格的人,如果企業(yè)需要花費太多的成本去培養(yǎng)人,那么一定希望培養(yǎng)的人是留得住的。但事實上,現(xiàn)在很難做到。這里有企業(yè)的文化因素,也有員工忠誠度因素。因此,在校企合作有效性提高的途徑之一,更需要注重文化的熏陶和傳承。
此外,校企合作過程中,如何把握住雙方融合的度,也是一大難點。企業(yè)參與學校的活動,哪些方面,參與的深度如何?企業(yè)一般會做評估。但是,因為企業(yè)本身的生產任務需要,這種參與,如果是被動的,效果一般不會太理想。因此,校企合作有效性提高的途徑之二,是需要提高企業(yè)主動參與的積極性。
第三,企業(yè)更希望和職業(yè)院校在科技研發(fā)、設備改造、員工培養(yǎng)和培訓等方面合作。因此,校企如何共建高新產品與優(yōu)質服務產品研發(fā)體系、管理創(chuàng)新咨詢服務體系、文化創(chuàng)新服務體系、優(yōu)質人力資源配置與開發(fā)等,就顯得尤為有意義。
綜上,本文站在企業(yè)的角度,對工業(yè)4.0背景下,企業(yè)生產組織方式的轉變、專業(yè)人才需求結構的變化,提出了高職制造類專業(yè)人才培養(yǎng)過程中需要注意的幾個問題,既是對現(xiàn)在的制造類專業(yè)人才培養(yǎng)的一點感悟,也是一點思考。
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[3]顧明遠.中國教育的文化基礎[M].太原:山西教育出版社,2004:1.
[4]李曉陽.職業(yè)標準建設:發(fā)達國家的經驗與我國的路徑選擇[J].教育理論與實踐,2011(7):13-15.
責任編輯蔡久評
溫貽芳(1975-),女,四川資中人,蘇州工業(yè)職業(yè)技術學院教授,博士,研究方向為高等職業(yè)教育、機電一體化技術;江建春(1959-),男,浙江寧波人,江蘇省機械行業(yè)協(xié)會高級工程師,研究方向為機械工程。
第二期江蘇省職業(yè)教育教學改革研究重點課題“職業(yè)院校制造類專業(yè)建設服務區(qū)域產業(yè)升級的問題與對策研究”(編號:CZ38),主持人:溫貽芳;江蘇省高教學會“十二五”高等教育科學研究重點資助課題(編號:KT2011564),主持人:劉慧;2013年蘇州工業(yè)職業(yè)技術學院教育教學改革專項課題(編號2013XYJG01),主持人:溫貽芳;江蘇省“青藍工程”中青年學術帶頭人資助項目(文號:蘇教師【2012】39號,帶頭人:溫貽芳)
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