(渤海船舶職業(yè)學(xué)院 信息工程系，遼寧 葫蘆島 125000)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是新時(shí)期最先進(jìn)的信息技術(shù)手段之一，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)市場的迅猛發(fā)展，船舶行業(yè)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的認(rèn)知度也越來越高[1]，國際海事組織對(duì)船舶新概念“智慧船舶”也越來越重視。渤海船舶職業(yè)學(xué)院作為我國北方惟一的一所以培養(yǎng)造船專業(yè)技術(shù)型人才為主的高職院校，考慮在課程設(shè)置過程中引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

1 概述

1.1 船舶物聯(lián)網(wǎng)

船舶物聯(lián)網(wǎng)(The Ship of Things)是指通過移動(dòng)通信、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無線射頻識(shí)別技術(shù)、衛(wèi)星通信等技術(shù)把各種感應(yīng)器裝載在船舶設(shè)備載體上實(shí)現(xiàn)物和物的連接，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建船舶物聯(lián)網(wǎng)體系。通過該體系可以實(shí)現(xiàn)多種業(yè)務(wù)活動(dòng)，比如港口與船只、船只與船只之間的通信對(duì)話，通過彼此對(duì)話連接可以完成設(shè)備咨詢、故障診斷維護(hù)與船舶管理等方面的問題。甚至可以通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)船舶智能化操作無人駕駛的功能，從而促使船舶航行過程中的安全性、可行性和經(jīng)濟(jì)性得到了最大限度地提高。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)

基于物聯(lián)網(wǎng)的概念，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以從如圖1所示感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三方面來闡述，其中感知層是由傳感器、執(zhí)行器、無線通信射頻識(shí)別等多種感應(yīng)器構(gòu)成的，主要是用于對(duì)物體進(jìn)行識(shí)別，捕獲采集相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，并對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行初步的整合；網(wǎng)絡(luò)層是通過電信或移動(dòng)部門將相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組合在一起，主要用于對(duì)感知層獲取的信息進(jìn)行傳輸或交換處理，此平臺(tái)除了依托電信互聯(lián)網(wǎng)以外還可以依托專用網(wǎng)絡(luò)對(duì)海量的信息進(jìn)程全面地感知；應(yīng)用層是人機(jī)對(duì)話的接口，主要用于實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的前臺(tái)操作和智能應(yīng)用。通過三層的相互作用，物聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)物理世界與人類世界各種需求的連接。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)

2 船舶設(shè)計(jì)專業(yè)課程設(shè)置

2.1 人才培養(yǎng)方案

2.1.1 專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的船舶設(shè)計(jì)專業(yè)培養(yǎng)適合社會(huì)主義現(xiàn)代化需求的德、智、體、美全面發(fā)展的，具有創(chuàng)新精神的，能牢固扎實(shí)地掌握船舶理論知識(shí)和物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)所涉及的專業(yè)知識(shí)以外，同時(shí)還要具備在船舶設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域所需的基本能力和實(shí)際動(dòng)手操作能力的復(fù)合型工程技術(shù)人才。該類人員應(yīng)能勝任船舶高技術(shù)設(shè)備產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)計(jì)、船舶建造、維修與管理工作等。

2.1.2 專業(yè)培養(yǎng)規(guī)格

除了具有本專業(yè)必須的船舶設(shè)計(jì)方面基礎(chǔ)理論知識(shí)和基本技能以外，還要具備用物聯(lián)網(wǎng)傳感信息處理技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行標(biāo)識(shí)、獲取、傳輸、處理、識(shí)別和控制能力，能適應(yīng)各種規(guī)模的造船企業(yè)，并能從事相應(yīng)的技術(shù)工作如船舶設(shè)計(jì)、維修與管理等，除了要具有一定的計(jì)算機(jī)等級(jí)水平以外，還要具備一定的外語水平，能進(jìn)行船舶系統(tǒng)集成開發(fā)及相關(guān)技術(shù)應(yīng)用推廣的高級(jí)技術(shù)應(yīng)用性專門人才。

2.2 知識(shí)結(jié)構(gòu)體系

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的船舶設(shè)計(jì)專業(yè)綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、船舶設(shè)計(jì)技術(shù)、通信技術(shù)以及控制技術(shù)等多個(gè)學(xué)科技術(shù) ，如果要在本專業(yè)內(nèi)把所有與物聯(lián)網(wǎng)和船舶設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)學(xué)完是不可能的，因此根據(jù)本專業(yè)的專業(yè)特點(diǎn)將專業(yè)知識(shí)進(jìn)行統(tǒng)籌劃分為公共基礎(chǔ)課、專業(yè)必修課和專業(yè)選修課三個(gè)層次[4]。

2.2.1 公共基礎(chǔ)課

公共基礎(chǔ)課主要分為公共基礎(chǔ)和公共專業(yè)基礎(chǔ)兩方面。公共基礎(chǔ)課主要開設(shè)思想道德修養(yǎng)、毛澤東思想、形勢(shì)與政策、體育和就業(yè)指導(dǎo)等基礎(chǔ)學(xué)科；公共專業(yè)基礎(chǔ)主要開設(shè)大學(xué)英語、計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)、高等數(shù)學(xué)、機(jī)械制圖、工程力學(xué)和機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等學(xué)科。通過公共基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)讓大學(xué)生除了具有較高素養(yǎng)的政治理論基礎(chǔ)以外還要具有省計(jì)算機(jī)等級(jí)考試水平和全國英語能力考試A或B級(jí)水平。

2.2.2 專業(yè)必修課

專業(yè)必修課主要分為物聯(lián)網(wǎng)和船舶設(shè)計(jì)兩方面。與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的專業(yè)知識(shí)有：物聯(lián)網(wǎng)概論、計(jì)算機(jī)高級(jí)語言、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、傳感器原理及應(yīng)用、射頻識(shí)別技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理等；與船舶設(shè)計(jì)相關(guān)的主要知識(shí)有船舶電工基礎(chǔ)、船舶結(jié)構(gòu)與制圖、船舶設(shè)計(jì)原理、船舶焊接工藝和船舶CAD/CAM等學(xué)科。通過專業(yè)必修課的學(xué)習(xí)使學(xué)生具備了運(yùn)用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行船舶輔助設(shè)計(jì)和輔助制造的能力以及運(yùn)用AutoCAD進(jìn)行平面繪圖及三維繪圖的基本操作能力。

2.2.3 專業(yè)選修課

專業(yè)選修課也分為物聯(lián)網(wǎng)和船舶設(shè)計(jì)兩方面，主要開設(shè)操作系統(tǒng)、信息安全基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用、現(xiàn)代造船技術(shù)、造船經(jīng)濟(jì)與企業(yè)管理和專業(yè)英語等學(xué)科。學(xué)生可以利用業(yè)余時(shí)間自主選

修各門課程，通過課程的學(xué)習(xí)可以進(jìn)一步提高學(xué)生的船舶建造、造船生產(chǎn)設(shè)計(jì)等能力。

3 面臨的問題

3.1 師資

本專業(yè)融合了物聯(lián)網(wǎng)和船舶設(shè)計(jì)兩門專業(yè)領(lǐng)域的知識(shí)，精通于此的專業(yè)教師少之又少，單一的專業(yè)教師還不能滿足專業(yè)發(fā)展的需要，目前普遍缺少高素質(zhì)、全面了解物聯(lián)網(wǎng)船舶設(shè)計(jì)運(yùn)行與管理等方面的復(fù)合型專業(yè)教師。

3.2 教材

目前，國內(nèi)許多出版社都在積極出版與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的書籍，但大多數(shù)教材存在內(nèi)容不夠深入，實(shí)際應(yīng)用案例比較缺乏。綜合了物聯(lián)網(wǎng)與船舶設(shè)計(jì)兩門專業(yè)知識(shí)的教材寥寥無幾。

3.3 實(shí)訓(xùn)

除了師資和教材等軟實(shí)力缺少以外，船舶物聯(lián)網(wǎng)整套完整的硬件設(shè)施幾乎沒有。雖然船舶設(shè)計(jì)專業(yè)已經(jīng)有了自己一套完整的實(shí)驗(yàn)室，但是與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)施還不夠健全，比如物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究中的核心部件RFID費(fèi)用昂貴，大多高職院校購買力有限，目前國內(nèi)只有清華大學(xué)、上海交通大學(xué)等少數(shù)家高校具備。

3.4 基礎(chǔ)設(shè)施

要想構(gòu)建船舶物聯(lián)網(wǎng)，就是要保證各種基礎(chǔ)設(shè)備的統(tǒng)一，也就是各種硬件接口標(biāo)準(zhǔn)化問題[2]，即在造船的使用的各種設(shè)備都應(yīng)符合物聯(lián)網(wǎng)傳感器與終端設(shè)備之間的接口規(guī)范和通訊規(guī)范，滿足不同廠商設(shè)備之間硬件互聯(lián)的需求。

3.5 校企合作

船舶物聯(lián)網(wǎng)是一門全新的學(xué)科，內(nèi)容涉及廣泛，學(xué)院只能利用校企合作彌補(bǔ)學(xué)院設(shè)施有限的問題，但是目前校企合作還是停留在表面層次，并沒有深入達(dá)到校企融合的地步，因此學(xué)院要結(jié)合自身的特點(diǎn)與船廠、電子科技有限公司等企業(yè)合作，改進(jìn)辦學(xué)模式。

[1] 于修和,王 沖.基于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用研究[J].通信管理與技術(shù),2010(3):28-30.

[2] 李海鳳,李 妍.談工學(xué)結(jié)合的船舶通訊專業(yè)核心課程教學(xué)改革[J].遼寧高職學(xué)報(bào)，2010(9):76-78.