工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的開發(fā)現(xiàn)狀分析與實(shí)踐

程良

摘 要：一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的制造業(yè)受到較為嚴(yán)重的沖擊，另外一方面則是新興的制造業(yè)異軍突起，以工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用為背景的制造業(yè)企業(yè)取得了較好的效益。本文從技工院校對(duì)于開設(shè)工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的不同態(tài)度著手，剖析了當(dāng)前開發(fā)工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的必要性并結(jié)合本院工業(yè)機(jī)器人開發(fā)實(shí)踐，提出了一些開發(fā)工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的方法與途徑。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人；專業(yè)開發(fā)；實(shí)踐

當(dāng)前職業(yè)院校培養(yǎng)人才正面臨著制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的新情況：一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的制造業(yè)受到較為嚴(yán)重的沖擊，這些傳統(tǒng)的制造業(yè)企業(yè)步履維堅(jiān)，單一的加工類人才需求不斷萎縮，同時(shí)這對(duì)于以制造業(yè)加工類人才為培養(yǎng)目標(biāo)的技工院校造成了不小的沖擊，這些技工院校對(duì)應(yīng)培養(yǎng)人才的規(guī)模不斷減少；另外一方面則是新興的制造業(yè)異軍突起，以工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用為背景的制造業(yè)企業(yè)取得了較好的效益，這些企業(yè)對(duì)于以工業(yè)機(jī)器人專業(yè)背景的應(yīng)用型人才需求日益增多。然而目前全國各地技工院校只有少部分職業(yè)院校開設(shè)了工業(yè)機(jī)器人專業(yè)，且基于目前制造業(yè)調(diào)整的現(xiàn)狀，高職院校對(duì)于開發(fā)工業(yè)機(jī)器人專業(yè)缺乏必要的信心。

一、工業(yè)機(jī)器人專業(yè)開發(fā)現(xiàn)狀及實(shí)質(zhì)

工業(yè)機(jī)器人技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制工程技術(shù)、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)學(xué)、傳感與檢測技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科相互融合而形成的高新技術(shù)。因此，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用情況，是一個(gè)國家工業(yè)自動(dòng)化水平的重要標(biāo)志。

但為什么當(dāng)前各職業(yè)院校對(duì)于開設(shè)工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的態(tài)度出現(xiàn)了較大的分歧呢？主要原因是在去產(chǎn)能為背景的宏觀經(jīng)濟(jì)調(diào)整下，對(duì)于傳統(tǒng)制造業(yè)的沖擊較大，以某工程機(jī)械制造企業(yè)為例，據(jù)該企業(yè)年報(bào)，在2014年的經(jīng)濟(jì)效益較2013年出現(xiàn)了-17%的下滑，而2015年經(jīng)濟(jì)效益較2014年出現(xiàn)了-34%的更大下滑趨勢，該企業(yè)對(duì)于傳統(tǒng)的制造業(yè)人才需要大幅萎縮，其下屬的職業(yè)學(xué)校辦學(xué)規(guī)模受大較大的沖擊，年招生生源由2013年的1300余人下降到2015年的300余人。同時(shí)，其他技工院校的同類制造業(yè)專業(yè)的生源也出現(xiàn)了大幅萎縮，所以大多數(shù)技工院校對(duì)于制造業(yè)的前景有了一定憂慮，對(duì)工業(yè)機(jī)器人等新興專業(yè)開設(shè)缺乏信心與熱情。此外，各技工院校大多認(rèn)為用工業(yè)機(jī)器人代替制造業(yè)技能人才，會(huì)使企業(yè)對(duì)于各職業(yè)院校培養(yǎng)的制造類加工人才更難有所作為，其最終結(jié)果是由于開設(shè)工業(yè)機(jī)器人專業(yè)，會(huì)加劇制造業(yè)技能人才就業(yè)規(guī)模的縮減。其實(shí)，這些方面的憂慮是片面的。國家制定十三五規(guī)劃及中國制造2025，其實(shí)質(zhì)是制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)與調(diào)整，是通過去產(chǎn)能使制造業(yè)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)的一個(gè)過程，從過去粗放型、講求多層次、數(shù)量型的制造業(yè)發(fā)展布局逐漸向高層次、高水平制造業(yè)調(diào)整升級(jí)，即從以往的單純依靠制造產(chǎn)品的數(shù)量到更多依靠先進(jìn)制造技術(shù)、制造理念向制造產(chǎn)品的質(zhì)量轉(zhuǎn)變過程，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用在某些制造性流程中就起到非常重要的一環(huán)。

工業(yè)機(jī)器人在制造業(yè)轉(zhuǎn)型中顯著作用體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：一是在高強(qiáng)度、密集型的工作場合下，替代產(chǎn)業(yè)工人的高強(qiáng)度勞動(dòng)，并體現(xiàn)了產(chǎn)品制造過程的高質(zhì)量、高效性與可靠性；二是在一些環(huán)境惡劣的環(huán)境下如在高熱、高溫、輻射、化學(xué)等條件下由工業(yè)機(jī)器人代替產(chǎn)業(yè)工人的勞動(dòng)，等體現(xiàn)了更多是以人為本理念；三是，對(duì)于一些材料較貴的場合，如汽車的噴漆等作業(yè)過程，如采用工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行噴漆代替工人噴漆可以大大節(jié)約用漆成本。由此可見，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)在制造業(yè)中所起作用與傳統(tǒng)制造業(yè)是相輔相成的，是國家由制造大國向制造強(qiáng)國轉(zhuǎn)變的必要途徑之一，也是各職業(yè)院校發(fā)展該新興專業(yè)的根本出發(fā)點(diǎn)。

二、工業(yè)機(jī)器人人才需求趨勢分析

中國制造業(yè)快速發(fā)展，已經(jīng)具備一定的技術(shù)基礎(chǔ)與規(guī)模優(yōu)勢，隨著我國人口紅利的逐漸衰退，企業(yè)用工成本的快速上升，迫切需要用工業(yè)機(jī)器人代替人工生產(chǎn)，而我國目前機(jī)器人保有量為20萬臺(tái)，但機(jī)器人密度約為26臺(tái)/萬人，低于世界平均水平90臺(tái)/萬人，遠(yuǎn)低于日本360臺(tái)/萬人，2015年全球工業(yè)機(jī)器人銷量比上年增長12%，達(dá)到24.8萬臺(tái)，連續(xù)3年創(chuàng)出歷史新高。并且我國目前機(jī)器人年需求量卻有極大的增長，比上年增長了17%，2015年全年我國工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用臺(tái)數(shù)占全世界工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用總臺(tái)數(shù)的四分之一，達(dá)6.7萬臺(tái)，目前超過了日本成為世界工業(yè)機(jī)器人第一消費(fèi)國，但是職業(yè)院校所培養(yǎng)的工業(yè)機(jī)器人方面高級(jí)技能型專門人才，因開發(fā)該專業(yè)的職業(yè)院校較少，導(dǎo)致這方面的人才嚴(yán)重不足，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用方面的人才短缺已經(jīng)成為制造業(yè)升級(jí)調(diào)整的瓶頸。

目前從事工業(yè)機(jī)器人安裝、工業(yè)機(jī)器人編程、機(jī)器人自動(dòng)線維護(hù)等崗位的人員主要來自對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)、數(shù)控技術(shù)等專業(yè)畢業(yè)生的二次培訓(xùn)，而且短期培訓(xùn)難以達(dá)到崗位要求。因此，未來工業(yè)機(jī)器人將在各個(gè)行業(yè)廣泛應(yīng)用，工業(yè)機(jī)器人方面的人才需求將出現(xiàn)大量缺口。

三、各技工院校工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的開發(fā)實(shí)踐與探索

現(xiàn)在國內(nèi)沿海發(fā)達(dá)城市相繼出現(xiàn)了工業(yè)機(jī)器人安裝與應(yīng)用專業(yè)。廣州機(jī)電技師學(xué)院、廣州工貿(mào)技師學(xué)院、廣東省技師學(xué)院等多所院校都開設(shè)了工業(yè)機(jī)器人專業(yè)，尤其是廣州機(jī)電技師學(xué)院的機(jī)器人專業(yè)已經(jīng)發(fā)展到校企合作、共同研發(fā)，投入使用階段。這些職業(yè)院校在工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用的不同階段進(jìn)行了論證分析，開展了工業(yè)機(jī)器人操作與應(yīng)用、工業(yè)機(jī)器人安裝與調(diào)試、國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人制造、工業(yè)機(jī)器人維護(hù)四個(gè)方面相關(guān)教學(xué)課題進(jìn)行調(diào)研，目前主要對(duì)于前兩個(gè)課題進(jìn)行開發(fā)與建設(shè)。

近些年來，我校也積極開展工業(yè)機(jī)器人專業(yè)方面的論證，并做了一些專業(yè)建設(shè)方面的工作，初步形成一些對(duì)于工業(yè)機(jī)器人建設(shè)行之有效的方法。

（一）優(yōu)化現(xiàn)有教學(xué)資源，完善人才培養(yǎng)模式

依托現(xiàn)有設(shè)備資源優(yōu)勢，在學(xué)院與校企合作機(jī)制下，探索與實(shí)踐“項(xiàng)目教學(xué)，崗位實(shí)境”的工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)模式，完善“核心任務(wù)驅(qū)動(dòng)，工作能力提高”的專業(yè)課程體系，校企共建工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用中心。目前主要有汽車搬運(yùn)、汽車噴漆、車窗涂膠、汽車焊接等以工業(yè)機(jī)器人為核心技術(shù)的模擬應(yīng)用中心。

（二）以工業(yè)機(jī)器人專業(yè)建設(shè)為契機(jī)，對(duì)傳統(tǒng)制造業(yè)教學(xué)模式改革

1）以典型的工業(yè)機(jī)器人工作內(nèi)容為導(dǎo)向，以項(xiàng)目教學(xué)原則組織實(shí)施教學(xué)。通過對(duì)不同工業(yè)機(jī)器人工作環(huán)境進(jìn)行分類及組合，形成典型工業(yè)機(jī)器人工作任務(wù)，作為學(xué)生進(jìn)行模擬與操作的基本內(nèi)容，同時(shí)以項(xiàng)目教學(xué)為基本的教學(xué)組織模式，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)于工業(yè)機(jī)器人在不同工作環(huán)境中的操作技能。2）根據(jù)工業(yè)機(jī)器人專業(yè)特點(diǎn)，采用一體化教學(xué)、崗位實(shí)踐、專業(yè)案例分析等教學(xué)方法靈活的組合實(shí)施教學(xué)過程。如在一體化教學(xué)中，通過多媒體，先播放某類型工業(yè)機(jī)器人的實(shí)際工作過程，讓學(xué)生思考工業(yè)機(jī)器人的動(dòng)作過程，對(duì)工業(yè)機(jī)器人的基本動(dòng)作內(nèi)容與動(dòng)作過程有一個(gè)初步認(rèn)識(shí)；再通過崗位實(shí)踐模塊讓學(xué)生完成相應(yīng)的工業(yè)機(jī)器人實(shí)際操作，做到如何控制機(jī)器人；最后通過一些與此相關(guān)的工業(yè)機(jī)器人的介紹，讓學(xué)生做到舉一反三、觸類旁通。3）發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中的主觀能動(dòng)性，老師作為輔導(dǎo)者、引導(dǎo)者組織教學(xué)活動(dòng)。教師布置相關(guān)學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生在教師引導(dǎo)下完成“接受任務(wù)、收集資料、制定方案、維修作業(yè)、質(zhì)量檢驗(yàn)、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)”等各個(gè)環(huán)節(jié)的任務(wù)。

（三）依托行業(yè)特色，開發(fā)相關(guān)工業(yè)機(jī)器人專業(yè)課程

目前我校開設(shè)有建筑、汽車、機(jī)械制造等專業(yè)，依據(jù)這些專業(yè)為基礎(chǔ)，開展相關(guān)工業(yè)機(jī)器人專業(yè)研究與建設(shè)。例如在建筑學(xué)院已開設(shè)省級(jí)特色專業(yè)焊接專業(yè)的基礎(chǔ)上與汽車工程學(xué)院汽車制造專業(yè)進(jìn)行相關(guān)論證，積極調(diào)研市場，開展汽車焊接工業(yè)機(jī)器人方面的研究，并建立了焊接機(jī)器人生產(chǎn)線，進(jìn)行教學(xué)資源整合，并且在工學(xué)結(jié)合情境下組織教學(xué)。以堆垛、焊接、裝配三種典型工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)線項(xiàng)目貫穿于專業(yè)核心課程，在實(shí)訓(xùn)課堂、一體化教室、企業(yè)生產(chǎn)車間組織教學(xué)。通過這三種典型任務(wù)，建立學(xué)生對(duì)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用崗位進(jìn)行工作任務(wù)初步分析，從工業(yè)機(jī)器人使用等基礎(chǔ)能力，到現(xiàn)場編程、人機(jī)界面開發(fā)等專項(xiàng)能力，再到故障診斷、自動(dòng)線維護(hù)等綜合能力，構(gòu)建基于工作任務(wù)的能力遞進(jìn)的專業(yè)課程體系。同時(shí)，也可最大限度節(jié)約人力資源，將學(xué)校的原有師資力量進(jìn)行整合與提升，如通過一定的師資培訓(xùn)或教師到企業(yè)頂崗，從事工業(yè)機(jī)器人相關(guān)工作，從而建立與完善工業(yè)機(jī)器人專業(yè)所急要的師資隊(duì)伍。

四、結(jié)語

因此，在高職院校開發(fā)與建設(shè)工業(yè)機(jī)器人專業(yè)勢在必行，同時(shí)培養(yǎng)國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用方面的專業(yè)人才具有重要意義，也是適應(yīng)目前中國制造業(yè)調(diào)整升級(jí)的必由之路。

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