陳文泉
摘 要:《中國(guó)制造2025》指出,以信息化與工業(yè)化融合為主攻方向的智能制造,是我國(guó)實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的第一個(gè)十年行動(dòng)綱領(lǐng)。智能制造是基于新一代信息技術(shù),貫穿設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動(dòng)各個(gè)環(huán)節(jié),具有信息深度自感知、智慧優(yōu)化自決策、精準(zhǔn)控制自執(zhí)行等功能的先進(jìn)制造過(guò)程、系統(tǒng)與模式,能較好地解決勞動(dòng)力供需矛盾,滿足企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的需要。
關(guān)鍵詞:智能制造 區(qū)域產(chǎn)業(yè) 信息化 工業(yè)化
2017年,廈門(mén)市機(jī)械、電子兩大支柱產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值為4031.27億元,軟件和信息服務(wù)業(yè)產(chǎn)值為921.47億元,共同構(gòu)成廈門(mén)市智能制造的‘硬軟雙輪驅(qū)動(dòng)?!稄B門(mén)市智能制造十三五規(guī)劃》指出“廈門(mén)市發(fā)展智能制造主要用于機(jī)器換工和提高生產(chǎn)率,制約廈門(mén)市智能制造發(fā)展的因素有核心技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備缺乏、進(jìn)一步開(kāi)發(fā)研制智能裝備和產(chǎn)品、復(fù)合型智能制造人才不足等?!蓖瑫r(shí)提到,“廈門(mén)市本市區(qū)域企業(yè)沒(méi)能充分利用廈門(mén)市集美職業(yè)技術(shù)學(xué)校等學(xué)校的智能制造人才培訓(xùn)資源”和支持集美職業(yè)技術(shù)學(xué)校等開(kāi)展智能制造學(xué)科體系和人才培養(yǎng)體系的建設(shè)工作。
一、建設(shè)背景
調(diào)研發(fā)現(xiàn),廈門(mén)市的智能制造系統(tǒng)是基于企業(yè)生產(chǎn)流程建設(shè)而成,用來(lái)解決消費(fèi)者對(duì)商品多樣化的需求,是一種多品種小批量零庫(kù)存短生命周期的制造商品生產(chǎn)方式。智能制造系統(tǒng)主要由三個(gè)層次組成:一是以加工生產(chǎn)設(shè)備為中心的產(chǎn)品設(shè)計(jì)加工制造過(guò)程,二是包括工業(yè)機(jī)器人在內(nèi)的物料保管、輸送和交換過(guò)程,三是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的多級(jí)控制系統(tǒng)。在智能制造工廠中,把人從繁瑣重復(fù)的生產(chǎn)勞動(dòng)中解放出來(lái),主要監(jiān)控智能制造系統(tǒng)的生產(chǎn)運(yùn)行,或在需要借助人工參與的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中輔助工作。
從中職學(xué)校人才培養(yǎng)角度來(lái)看,廈門(mén)市智能制造的發(fā)展對(duì)人才需求有兩種,一種是在少人或無(wú)人值守的情況下照顧、參與智能制造系統(tǒng)的生產(chǎn)過(guò)程;另一種是對(duì)智能制造系統(tǒng)的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行基本維護(hù)。
然而,智能制造是新興產(chǎn)業(yè),涉及智能制造各個(gè)方面的人才培養(yǎng),單純依靠學(xué)校的力量顯得薄弱;因此,必須采取校企聯(lián)合、合作共建的模式,將智能制造產(chǎn)業(yè)實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)、研發(fā)經(jīng)驗(yàn)與學(xué)校教學(xué)模式相結(jié)合,共同推進(jìn)智能制造專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)。
二、建設(shè)智能制造專(zhuān)業(yè)群的思路與做法
筆者學(xué)校在參與國(guó)家改革發(fā)展示范學(xué)校和福建省示范性現(xiàn)代職業(yè)院校的建設(shè)工程,提出“把學(xué)校建設(shè)成領(lǐng)先全國(guó)一流的中職學(xué)校,確?,F(xiàn)代制造技術(shù)和節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域引領(lǐng)福建走在全國(guó)前列”的發(fā)展目標(biāo)。筆者學(xué)校作為廈門(mén)市技能型人才培養(yǎng)的重要組成環(huán)節(jié),緊緊抓住智能制造的發(fā)展機(jī)會(huì),在政府和行業(yè)的指導(dǎo)下對(duì)接產(chǎn)業(yè)發(fā)展自主設(shè)置專(zhuān)業(yè),培養(yǎng)掌握新技術(shù)、新工藝的技能型人才。筆者學(xué)校利用機(jī)電LED實(shí)訓(xùn)中心坐落在廈門(mén)市機(jī)械工業(yè)園區(qū)的優(yōu)勢(shì),與金龍客車(chē)、廈工股份、廈門(mén)航天思爾特工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)開(kāi)發(fā)公司等形成戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系,融合智能制造系統(tǒng)所涉綜合數(shù)控加工技術(shù)、焊接技術(shù)應(yīng)用與機(jī)器人、機(jī)電技術(shù)應(yīng)用、計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用與物聯(lián)網(wǎng)等資源,提前布局做好智能制造人才培養(yǎng)的準(zhǔn)備。
對(duì)接廈門(mén)市支柱產(chǎn)業(yè),筆者學(xué)校將上述中職院校專(zhuān)業(yè)融合成智能制造專(zhuān)業(yè)群,作為福建省示范性現(xiàn)代職業(yè)院校的重點(diǎn)建設(shè)專(zhuān)業(yè)群。智能制造專(zhuān)業(yè)群以數(shù)控加工技術(shù)作為骨干專(zhuān)業(yè),焊接技術(shù)應(yīng)用與機(jī)器人、機(jī)電技術(shù)控制和計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用為主干專(zhuān)業(yè),學(xué)校從專(zhuān)業(yè)群設(shè)置、實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)、教學(xué)與課程改革、師資隊(duì)伍建設(shè)等方面入手,集中資源重點(diǎn)建設(shè)特色專(zhuān)業(yè),按“專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)相通、技術(shù)領(lǐng)域相近、職業(yè)崗位相關(guān)、教學(xué)資源共享”的原則,融合專(zhuān)業(yè)群資源,實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)的集聚效應(yīng)和全覆蓋。筆者學(xué)校提出中等職業(yè)學(xué)校智能制造專(zhuān)業(yè)群的人才培養(yǎng)目標(biāo)是掌握機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工、管理、設(shè)備維護(hù)的基本知識(shí)與技能,智能制造過(guò)程控制技術(shù)和維護(hù)技術(shù),了解智能系統(tǒng)的控制模式和決策知識(shí),滿足廈門(mén)市智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)技術(shù)技能型的人才需求。
1.緊扣產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行智能制造專(zhuān)業(yè)群設(shè)置
筆者學(xué)校緊扣現(xiàn)有的辦學(xué)基礎(chǔ),按照教育與產(chǎn)業(yè)、學(xué)校與企業(yè)、專(zhuān)業(yè)設(shè)置與職業(yè)崗位的對(duì)接原則,制定學(xué)?!丁笆濉睂?zhuān)業(yè)建設(shè)規(guī)劃》(簡(jiǎn)稱(chēng)《規(guī)劃》),《規(guī)劃》主動(dòng)適應(yīng)廈門(mén)區(qū)域產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步需要,將智能制造專(zhuān)業(yè)群定位為學(xué)校的品牌專(zhuān)業(yè)群。教師與全國(guó)模具行業(yè)協(xié)會(huì)、廈門(mén)市工業(yè)設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)、智能制造方面專(zhuān)家一起調(diào)研分析,明確智能制造系統(tǒng)至少包括信息控制、物料儲(chǔ)運(yùn)控制和一組生產(chǎn)加工設(shè)備;認(rèn)為智能制造專(zhuān)業(yè)是基于機(jī)械制造過(guò)程的智能活動(dòng),確定人在制造系統(tǒng)中的輔助地位,使人機(jī)之間表現(xiàn)出一種平等共事、相互“理解”、相互協(xié)作的關(guān)系,一起確定人才培養(yǎng)的各種需求。
中職學(xué)校智能制造專(zhuān)業(yè)群的人才素養(yǎng)要求是具有良好的職業(yè)素養(yǎng),能自覺(jué)遵守行業(yè)法規(guī)、規(guī)范和企業(yè)規(guī)章制度,安全文明生產(chǎn),遵守操作規(guī)程,有嚴(yán)格的質(zhì)量安全和環(huán)保意識(shí)、良好的責(zé)任心和社會(huì)責(zé)任感,有較好的團(tuán)隊(duì)合作精神和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。還要有與中職學(xué)校匹配的文化基礎(chǔ)知識(shí),有健康的身體和心理,熟悉計(jì)算機(jī)操作,獲取信息與學(xué)習(xí)新知識(shí)的能力。專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)是指具備識(shí)讀與繪制零件圖、裝配圖、掌握機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能,懂得機(jī)械工作原理,了解電工電子技術(shù)基礎(chǔ)。核心專(zhuān)業(yè)技能要求有掌握機(jī)械基本加工(車(chē)鉗焊銑)設(shè)備的基本操作方法,熟練使用專(zhuān)用軟件設(shè)計(jì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu),熟悉3D打印設(shè)備的使用技術(shù);掌握PLC控制技術(shù)、液壓與氣動(dòng)技術(shù),智能制造系統(tǒng)的機(jī)械、電氣、控制的安裝與檢修技術(shù),智能制造基本控制技術(shù)、加工過(guò)程、物料儲(chǔ)運(yùn)等專(zhuān)業(yè)技能。
由于智能制造專(zhuān)業(yè)群涉及知識(shí)結(jié)構(gòu)廣,筆者學(xué)校安排人才培養(yǎng)模式有模具制造技術(shù)為主的“3+2”五年大專(zhuān)班和數(shù)控技術(shù)應(yīng)用等的“2.5+0.5”中專(zhuān)班。在學(xué)習(xí)共同的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課后,學(xué)生按特長(zhǎng)與自愿原則選擇專(zhuān)業(yè)方向,專(zhuān)業(yè)方向一是智能生產(chǎn),主要是掌握工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工制造與檢測(cè)、無(wú)人生產(chǎn)過(guò)程與原理;專(zhuān)業(yè)方向二是智能控制,主要是掌握自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程、無(wú)人生產(chǎn)過(guò)程控制原理與維護(hù)技能。根據(jù)2018年《福建省職業(yè)技能鑒定職業(yè)目錄》,中職智能制造專(zhuān)業(yè)群相關(guān)專(zhuān)業(yè)對(duì)應(yīng)的技能等級(jí)鑒定工種有車(chē)工、銑工、鉗工、電工等職業(yè)資格證書(shū),每位學(xué)生至少參加1個(gè)工種的中級(jí)職業(yè)技能等級(jí)鑒定。
2.加強(qiáng)校企合作建設(shè)智能制造實(shí)訓(xùn)基地
為了配套智能制造專(zhuān)業(yè)群培訓(xùn)需要,筆者學(xué)校整合現(xiàn)代制造技術(shù)實(shí)訓(xùn)資源,緊密聯(lián)系全國(guó)模具行業(yè)協(xié)會(huì),與3D打印的新興企業(yè)等一起,整合智能制造專(zhuān)業(yè)群資源,建設(shè)校內(nèi)智能制造實(shí)訓(xùn)基地。其中,筆者學(xué)校與浙江大學(xué)現(xiàn)代工程研究所合作,在學(xué)校內(nèi)部建設(shè)了浙江大學(xué)機(jī)械工程研究所福建轉(zhuǎn)移分中心,建設(shè)了3D打印、水晶內(nèi)雕、精密檢測(cè)等三個(gè)實(shí)驗(yàn)室,重點(diǎn)提升模具制造技術(shù)方面的新興產(chǎn)業(yè)技能實(shí)訓(xùn);與集美區(qū)政府、廈門(mén)智能制造產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)、廈門(mén)航天思爾特機(jī)器人系統(tǒng)股份公司共同建設(shè)“機(jī)器人超市”暨“海峽智能制造協(xié)創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園”,添置柔性制造單元等,對(duì)接機(jī)器人控制的系統(tǒng)集成培訓(xùn)。校內(nèi)智能制造實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)涵蓋工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、精密數(shù)控加工與精密檢測(cè)、機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用、智能物流儲(chǔ)運(yùn)與智能制造系統(tǒng)控制等模塊;涵蓋了設(shè)計(jì)、加工、焊接、打磨等基本機(jī)械加工過(guò)程,堆垛、立體倉(cāng)庫(kù)、機(jī)器人參與的物料保存、搬運(yùn)、交換、刀具更換等物料管理過(guò)程,中央控制與顯示系統(tǒng)、微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、PLC控制、液壓與氣動(dòng)等管理技術(shù)對(duì)應(yīng)專(zhuān)業(yè)群內(nèi)三個(gè)骨干專(zhuān)業(yè)的核心技能課程。智能制造實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)配套專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和培訓(xùn)方案,初步滿足了智能制造技能型人才培養(yǎng)的
需求。
3.對(duì)接職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)搞好課程建設(shè)與教學(xué)改革
筆者學(xué)校的專(zhuān)業(yè)建設(shè)始終走在福建省職業(yè)院校前沿,2017年9月,全國(guó)只有30所院校開(kāi)設(shè)智能制造專(zhuān)業(yè);2018年9月,超過(guò)100所各級(jí)院校開(kāi)設(shè)智能制造專(zhuān)業(yè)。根據(jù)福建省教育廳關(guān)于《中等職業(yè)學(xué)校學(xué)生綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)實(shí)施辦法》的規(guī)劃,中職學(xué)校按課程設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)必須開(kāi)足文化基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課、核心專(zhuān)業(yè)技能課,保證學(xué)生能通過(guò)學(xué)業(yè)水平測(cè)試;學(xué)生的綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)成績(jī)是學(xué)生畢業(yè)、就業(yè)推薦、升入高職院校的重要依據(jù)。筆者學(xué)校以服務(wù)學(xué)生終身教育理念,盡量保證學(xué)生學(xué)習(xí)領(lǐng)域足夠?qū)挿海?jīng)過(guò)反復(fù)研究確定包括計(jì)算機(jī)應(yīng)用等指定的公共基礎(chǔ)課的課程體系,設(shè)置機(jī)械制圖基礎(chǔ)、電子電工技術(shù)、機(jī)器人基礎(chǔ)、智能制造系統(tǒng)控制技術(shù)等專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課;專(zhuān)業(yè)方向一,設(shè)置工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、數(shù)控加工技術(shù)、精密檢測(cè)技術(shù)、機(jī)器人焊接技術(shù)等;專(zhuān)業(yè)方向二,設(shè)置PLC技術(shù)與應(yīng)用、液壓與氣動(dòng)、智能物流分撿與倉(cāng)儲(chǔ)等專(zhuān)業(yè)技能課。
筆者學(xué)校歷來(lái)注重“職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接課程結(jié)構(gòu)”等“三對(duì)接”的教學(xué)改革,及時(shí)把新技術(shù)、新工藝應(yīng)用在教學(xué)中。在現(xiàn)有實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)的基礎(chǔ)上將教學(xué)內(nèi)容項(xiàng)目化,編制“做學(xué)教”一體化課程,做好課程建設(shè)與教學(xué)改革。如筆者學(xué)校在中職學(xué)校率先開(kāi)展機(jī)器人在焊接技術(shù)的應(yīng)用教學(xué)改革,聘請(qǐng)?jiān)上拢ㄉ虾#┖附訖C(jī)器人工程技術(shù)應(yīng)用中心所長(zhǎng)、高級(jí)工程師劉偉擔(dān)任學(xué)校的機(jī)器人焊接的專(zhuān)業(yè)帶頭人,改建焊接技術(shù)應(yīng)用及機(jī)器人專(zhuān)業(yè),開(kāi)發(fā)《機(jī)器人焊接基礎(chǔ)》《中厚板機(jī)器人焊接》等五本焊接方面教材。在工業(yè)設(shè)計(jì)方面,與杭州博洋科技有限公司合作開(kāi)發(fā)《3D打印技術(shù)應(yīng)用》教材,教材編制適合廈門(mén)市智能制造技術(shù)發(fā)展水平。如工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)課程,筆者學(xué)校添置了各種3D打印設(shè)備,采用做學(xué)教一體化的項(xiàng)目教學(xué),學(xué)生從自己最喜愛(ài)的玩具小工藝品入手,設(shè)計(jì)了如北京奧運(yùn)吉祥物、奧特曼,或?qū)W生自己喜歡的卡通人物,熟悉工業(yè)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到3D打印的制作全過(guò)程,了解3D打印的相關(guān)理論知識(shí)。從玩具到機(jī)械模型、零配件,這種寓教于樂(lè)的學(xué)習(xí)方式,一邊操作一邊接受教師指導(dǎo),滿足學(xué)生的好奇心,學(xué)生能愉快地主動(dòng)接受3D打印知識(shí),教師能輕松愉快的完成教學(xué)任務(wù)。
4.外引內(nèi)聯(lián)建設(shè)高水平的師資隊(duì)伍
專(zhuān)業(yè)建設(shè)水平取決于師資隊(duì)伍水平,筆者學(xué)校整合現(xiàn)有數(shù)控技術(shù)應(yīng)用、機(jī)電技術(shù)應(yīng)用、計(jì)算機(jī)與物聯(lián)網(wǎng)方面的師資資源,并通過(guò)“送出去、引進(jìn)來(lái)”的方法,成立智能制造教研組,建設(shè)高水平的智能制造專(zhuān)業(yè)師資隊(duì)伍。學(xué)校引進(jìn)原松下(上海)焊接機(jī)器人工程技術(shù)應(yīng)用中心、杭州博洋科技有限公司等智能制造企業(yè)的工程師擔(dān)任專(zhuān)職教師,他們帶來(lái)企業(yè)最前沿的專(zhuān)業(yè)技術(shù)與技能;邀請(qǐng)廈門(mén)工業(yè)設(shè)計(jì)企業(yè)、廈門(mén)大千振宇集團(tuán)有限公司等行業(yè)企業(yè)的工程師擔(dān)任兼職教師,到學(xué)校指導(dǎo)工業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn),給師生做培訓(xùn),增加實(shí)戰(zhàn)技術(shù)培養(yǎng)。學(xué)校與瑞士ABB、日本的發(fā)那科、華數(shù)等國(guó)內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人行業(yè)合作,通過(guò)全國(guó)模具行業(yè)協(xié)會(huì)等資源,安排超過(guò)15人次的專(zhuān)業(yè)教師,參加包括圖像識(shí)別技術(shù)等的智能制造方面的專(zhuān)業(yè)培訓(xùn),打造“專(zhuān)兼結(jié)合、雙師結(jié)構(gòu)”專(zhuān)業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì);學(xué)校與廈門(mén)理工學(xué)院及多家企業(yè)共同發(fā)起成立“廈門(mén)市智能制造產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)”,為廈門(mén)市打造多層次、寬領(lǐng)域的智能制造人才實(shí)訓(xùn)基地,培養(yǎng)能操作、懂調(diào)試、會(huì)研究的復(fù)合型和應(yīng)用型智能制造人才。
三、成效與展望
筆者學(xué)校的智能制造實(shí)訓(xùn)基地與企業(yè)共同開(kāi)展工藝研發(fā)和培養(yǎng)技能型人才,對(duì)內(nèi)滿足學(xué)生技能培訓(xùn)與素養(yǎng)培養(yǎng),對(duì)外為廈門(mén)大學(xué)等廈門(mén)區(qū)域高校智能制造方向的大學(xué)生開(kāi)展技能培訓(xùn)。2016年,福建省教育廳確認(rèn)學(xué)校為“福建省智能制造公共實(shí)訓(xùn)基地項(xiàng)目建設(shè)學(xué)?!?。
然而,廈門(mén)市的智能制造行業(yè)的人士坦言,廈門(mén)制造業(yè)的自動(dòng)化程度還不夠高,廈門(mén)市企業(yè)的智能制造正處于探索、研發(fā)階段,多數(shù)企業(yè)的智能制造本質(zhì)上是自動(dòng)化制造或者是智能制造單元;有部分企業(yè)正在走向智能制造系統(tǒng)的升級(jí)路上,還做不到閉環(huán)系統(tǒng);同時(shí)智能化升級(jí)、個(gè)性化定制的成本限制企業(yè)的投入。發(fā)展智能制造的企業(yè),出于技術(shù)保密等原因,還不能做到向職業(yè)院校開(kāi)放技術(shù)、工藝。職業(yè)學(xué)校的智能制造專(zhuān)業(yè)群是從相關(guān)專(zhuān)業(yè)融合發(fā)展,存在對(duì)智能制造的理解還不夠充分的現(xiàn)象,教師缺少企業(yè)實(shí)戰(zhàn)經(jīng)歷,將企業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化成教學(xué)資源,智能制造方向的人才培養(yǎng)還有較長(zhǎng)的探索。
開(kāi)門(mén)辦學(xué)理念是學(xué)校辦學(xué)的特色,智能制造專(zhuān)業(yè)群在運(yùn)行管理過(guò)程中,需要不斷借助制造企業(yè)工程師,行業(yè)與教育方面專(zhuān)家,以及教育主管部門(mén)的力量,使之不斷升級(jí)和完善,保持學(xué)校在智能制造領(lǐng)域的優(yōu)先地位。為此,學(xué)校一方面制定教師下企業(yè)參加實(shí)踐管理方案,加強(qiáng)與行業(yè)企業(yè)合作,參與實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程,促進(jìn)工藝技術(shù)研究、積累典型教學(xué)案例,提升教師專(zhuān)業(yè)水平,改善智能制造建設(shè)水平;一方面優(yōu)化實(shí)訓(xùn)基地建設(shè),加強(qiáng)學(xué)校智能制造專(zhuān)業(yè)群的人才培養(yǎng),加強(qiáng)對(duì)高校、企業(yè)的技能型人才培訓(xùn),提高對(duì)廈門(mén)市區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的貢獻(xiàn)率。
(作者單位:廈門(mén)市集美職業(yè)技術(shù)學(xué)校)