周曲珠 郭秀華

摘要：智能制造是“十三五”期間制造業(yè)改革的主攻方向，服務(wù)于區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要是職業(yè)技術(shù)教育的使命和立足之本，面向“中國(guó)制造2025”的機(jī)電一體化專業(yè)的建設(shè)與課程改革必定要緊隨蘇州產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的發(fā)展步伐，向智能制造領(lǐng)域拓展，在編寫人才培養(yǎng)方案之前需要根據(jù)企業(yè)已有的及潛在的崗位及其能力需求進(jìn)行知識(shí)和能力的架構(gòu)，科學(xué)合理的設(shè)置其學(xué)習(xí)領(lǐng)域，改革機(jī)電專業(yè)的人才培養(yǎng)模式和人才培養(yǎng)方案。本課題組提出在現(xiàn)有的機(jī)電一體化課程建設(shè)上嵌入機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)所需的知識(shí)模塊，安排學(xué)習(xí)的內(nèi)容，既保證了招生來源，也能滿足機(jī)器人產(chǎn)業(yè)對(duì)人才的需求。

Abstract： Intelligent manufacturing is the main direction of the reform of the manufacturing industry during the "13th Five-Year". It is the mission of vocational and technical education to serve the needs of regional economic development. Construction and curriculum reform of the Mechatronic Engineering oriented to "China made 2025" must follow the pace of development of industrial structure in Suzhou， to expand the field of intelligent manufacturing. Prior to the preparation of talent training programs， it needs to make the knowledge and ability structure according to the existing and potential position and ability requirement of the enterprise， scientific and reasonable set up its study field， reform the Mechatronic Engineering professional personnel training mode and personnel training programs. The research group proposes to embed knowledge module of robot application technology in the existing Mechatronic Engineering course， and arrange the learning content， to ensure the source of enrollment and meet the needs of the robot industry for talents.

關(guān)鍵詞：機(jī)器人產(chǎn)業(yè)；機(jī)電一體化；專業(yè)人才；培養(yǎng)研究

Key words： robot industry；mechatronic engineering；professional talents；training research

中圖分類號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）03-0249-03

0 引言

為應(yīng)對(duì)德國(guó)的工業(yè)4.0，我國(guó)工信部提出了“中國(guó)制造2025”，國(guó)務(wù)院在《中國(guó)制造2025》的通知中強(qiáng)調(diào)“制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主體，是立國(guó)之本、興國(guó)之器、強(qiáng)國(guó)之基”（國(guó)發(fā)〔2015〕28號(hào)[1]。《中國(guó)制造2025》的主攻方向是推進(jìn)智能制造，是基于信息物理系統(tǒng)的智能改造升級(jí)，以打造具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的制造業(yè)。面對(duì)已經(jīng)悄然來臨的第四次工業(yè)革命，高職院校的專業(yè)建設(shè)應(yīng)該快速響應(yīng)，為社會(huì)企業(yè)培養(yǎng)適應(yīng)工業(yè)變化所需要的人才，這是高職教育的使命，也是高職教育立足取勝的基礎(chǔ)。

1 中國(guó)制造2025的主要內(nèi)涵分析

智能系統(tǒng)包括“人本系統(tǒng)”和“人機(jī)系統(tǒng)”，“人體系統(tǒng)”是人類以其智能直接參與活動(dòng)的系統(tǒng)，如金融系統(tǒng)、保險(xiǎn)系統(tǒng)、體育系統(tǒng)等經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和社會(huì)系統(tǒng)； “人機(jī)系統(tǒng)”是指人與機(jī)器共同工作系統(tǒng)，實(shí)際上智能系統(tǒng)就是基于知識(shí)處理的信息系統(tǒng)。在《中國(guó)制造2025》引領(lǐng)下，中國(guó)正在大力推進(jìn)智能制造，主要是基于信息物理系統(tǒng)的智能改造升級(jí)，即以智能裝備、智能制造為主題，是基于數(shù)字信息以處理知識(shí)為己任的制造技術(shù)。

智能制造的核心是建立智能工廠和數(shù)字車間，發(fā)展智能裝備，實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)，走以機(jī)器換人的路。人機(jī)互動(dòng)、智能物流管理、3D打印等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)過程，通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)工廠與用戶、工廠與企業(yè)、工廠與零售等各相關(guān)節(jié)點(diǎn)的無(wú)縫互聯(lián)，使得大規(guī)模的個(gè)性化定制成為可能。這是我國(guó)為迎接世界科技的第四次革命提出的科技改革綱領(lǐng)。科技革命的成功是以創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)為先導(dǎo)，在發(fā)展過程中始終堅(jiān)持綠色的發(fā)展理念，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，減少浪費(fèi)，提高資源的回收利用率，在技術(shù)、工藝、裝備及其推廣應(yīng)用方面注意環(huán)保，減少污染和浪費(fèi)，還需要大家增強(qiáng)質(zhì)量意識(shí)，2016年5月19日國(guó)務(wù)院印發(fā)了“國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略綱要”強(qiáng)調(diào)科技創(chuàng)新是提高社會(huì)生產(chǎn)力和綜合國(guó)力的戰(zhàn)略支撐。

創(chuàng)新的主導(dǎo)著是人，因此，中國(guó)制造2025還提出了“人才為本”，人才是中國(guó)制造2025成功實(shí)現(xiàn)的重要保障。職業(yè)院校的使命是為社會(huì)培養(yǎng)具有一定技能的高素質(zhì)的技能型人才。

2 智能制造業(yè)企業(yè)崗位要求分析

在“十三五”期間中國(guó)為推進(jìn)智能制造大力發(fā)展機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，主要是推進(jìn)企業(yè)向智能裝備、智能工廠以及無(wú)人化工廠發(fā)展，未來的5～10年是機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的大好發(fā)展時(shí)機(jī)，用機(jī)器代替人工來降低用工成本，提高和穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，進(jìn)行產(chǎn)品的個(gè)性化定制。機(jī)器人的大量推廣勢(shì)必需要會(huì)維修和使用機(jī)器人的人，這些人才是高職院校培養(yǎng)的。目前雖然機(jī)器人很熱，機(jī)器人人才也很好就業(yè)，但似乎家長(zhǎng)和學(xué)生對(duì)機(jī)器人專業(yè)認(rèn)可度并不高，倒是大家對(duì)機(jī)電一體化專業(yè)的認(rèn)可程度非常高。其實(shí)，中國(guó)企業(yè)也還是處在“2.0補(bǔ)課、3.0普及、4.0示范”階段[3]，有不少企業(yè)還處在工業(yè)2.0或2.5階段，因此很多企業(yè)為解決招工難以及勞動(dòng)力成本高的問題，迫切地進(jìn)行生產(chǎn)線的自動(dòng)化改造，建造無(wú)人化的生產(chǎn)工廠的企業(yè)還是少數(shù)。自動(dòng)化的生產(chǎn)線的建成也是需要大量的懂得機(jī)電一體化技術(shù)的使用及維修人員。而且具有機(jī)電一體化技術(shù)基礎(chǔ)的技術(shù)人員向機(jī)器人領(lǐng)域轉(zhuǎn)型也容易得多。機(jī)器人的組裝、調(diào)試和維修人員是需要懂專業(yè)技術(shù)的人才能勝任，目前工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)人才缺口就達(dá)到20萬(wàn)，并且還以每年20%的速度增長(zhǎng)[3]。

機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)可以面對(duì)的崗位很多，主要面向的崗位如圖1所示。

3 機(jī)電一體化專業(yè)人才學(xué)習(xí)領(lǐng)域分析

人才崗位需求分析主要從制造廠商及產(chǎn)品的應(yīng)用企業(yè)需要來進(jìn)行分析，主要包括機(jī)器的組裝、銷售、售后的安裝調(diào)試、技術(shù)支持等專業(yè)人才，對(duì)于應(yīng)用企業(yè)需要懂得智能產(chǎn)品的調(diào)試維護(hù)、操作編程等綜合素質(zhì)較強(qiáng)的技術(shù)人才。特別是工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)編程調(diào)試人員更是缺口巨大。隨著企業(yè)數(shù)字化改造的深入，對(duì)一些工具軟件如CAD、CAM、CAE、CAPP、MES、ERP的應(yīng)用將成為基本能力要求，精益專員、逆向造型、3D打印、精密測(cè)量與檢驗(yàn)崗位越來越重要。

3.1 知識(shí)架構(gòu)分析

職業(yè)技術(shù)教育能得生存的基礎(chǔ)是培養(yǎng)出的人一定要能接地氣，要能符合企業(yè)和社會(huì)的需要，因此，在課程設(shè)計(jì)方面還是要緊跟形勢(shì)發(fā)展需要，更緊密地分析新形勢(shì)下的崗位需求和知識(shí)架構(gòu)。

崗位結(jié)構(gòu)的變化對(duì)人的職業(yè)能力提出了新要求，職業(yè)院校機(jī)電一體化專業(yè)培養(yǎng)的學(xué)生大多數(shù)是從事機(jī)電一體化產(chǎn)品的生產(chǎn)、管理、銷售、組裝、安裝調(diào)試等技術(shù)技能工作，能夠操作和組裝及調(diào)試機(jī)器人等智能設(shè)備的人才已經(jīng)算是比較優(yōu)秀的人才了。隨著流水生產(chǎn)線無(wú)人化的改造，重復(fù)性質(zhì)的操作崗位會(huì)被機(jī)械手或機(jī)械人代替，需要懂工藝的技術(shù)人員更多地關(guān)注工藝布局、工藝實(shí)施、工藝優(yōu)化，對(duì)技術(shù)人員能用軟件進(jìn)行編程的能力要求也越來越普遍，同時(shí)要求具備管理信息數(shù)據(jù)的能力，因此職業(yè)院校的相關(guān)專業(yè)在課程設(shè)置上既要兼顧到大部分學(xué)生的實(shí)際情況，還要估計(jì)少數(shù)優(yōu)秀學(xué)生要掌握的知識(shí)點(diǎn)及應(yīng)具備的職業(yè)能力，要盡可能與實(shí)際要求接軌。圖2為蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院的機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)的知識(shí)架構(gòu)，主要職業(yè)素質(zhì)類、職業(yè)知識(shí)類、職業(yè)能力類和職業(yè)拓展類。

3.2 學(xué)習(xí)領(lǐng)域分析

機(jī)電一體化是機(jī)械、電子、自動(dòng)控制及信息處理相結(jié)合的交叉學(xué)科，機(jī)電一體化系統(tǒng)是以微處理機(jī)為核心，把微機(jī)、數(shù)據(jù)通訊、工業(yè)控制機(jī)、數(shù)據(jù)顯示裝置、傳感原件等有機(jī)地結(jié)合在一起的具有一定智能的系統(tǒng)[4]。因此，機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)的學(xué)習(xí)領(lǐng)域自然是要涉及機(jī)械及電器方面，機(jī)械方面的基礎(chǔ)性內(nèi)容包括機(jī)械制圖、機(jī)械基礎(chǔ)及制造基礎(chǔ)方面自然需要掌握，在制造業(yè)對(duì)產(chǎn)品的檢測(cè)是質(zhì)量控制的基礎(chǔ)，因此精度檢測(cè)與公差配合的內(nèi)容也是必不可少；“十三五”期間大力發(fā)展機(jī)器人，機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是與機(jī)構(gòu)學(xué)相關(guān)，因此“機(jī)構(gòu)學(xué)”也是必需的內(nèi)容，通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)及制造是智能制造業(yè)的具體應(yīng)用形式之一，因此說CAD、CAM課程也是要設(shè)置的；電工電子技術(shù)、液壓與氣動(dòng)技術(shù)應(yīng)用等在自動(dòng)化生產(chǎn)領(lǐng)域司空見慣，應(yīng)用越來越普遍，因此關(guān)于這些電工電子的內(nèi)容及液壓氣動(dòng)技術(shù)的內(nèi)容也是要讓學(xué)生學(xué)習(xí)的；PLC、伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、傳感器、C語(yǔ)言等在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的核心技術(shù)及機(jī)器人領(lǐng)域所有崗位必備技能，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制、組態(tài)技術(shù)也成為普遍性要求。圖3是蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院的機(jī)電一體化專業(yè)（機(jī)器人方向）的課程設(shè)置狀況，在原機(jī)電一體化課程的基礎(chǔ)上新增了“機(jī)器視覺系統(tǒng)”和“工程測(cè)試技術(shù)”及“CAD/CAM”課程。

3.3 關(guān)于課程建設(shè)

機(jī)電一體化技術(shù)本身就是多門學(xué)科的綜合，基于“中國(guó)制造2025”的機(jī)電一體化技術(shù)還要顧及智能化系統(tǒng)所涉及的技術(shù)，因此其涉及的知識(shí)面廣，學(xué)科式的課程設(shè)置是對(duì)于職業(yè)院校三年制的學(xué)生來說不僅時(shí)間上不合適，而且要在這么短的時(shí)間內(nèi)（其實(shí)學(xué)生在校的學(xué)習(xí)時(shí)間也就兩年多半個(gè)學(xué)期）要使學(xué)生的技能發(fā)展起來，只有通過項(xiàng)目把這些知識(shí)串起來進(jìn)行教學(xué)，因此，在課程建設(shè)上一定要基于項(xiàng)目進(jìn)行知識(shí)的構(gòu)建，在現(xiàn)有的機(jī)電一體化課程建設(shè)上嵌入機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)所需的知識(shí)模塊，安排學(xué)習(xí)的內(nèi)容。

例如可以以一臺(tái)學(xué)生耳熟能詳?shù)娜詣?dòng)洗衣機(jī)為項(xiàng)目，通過介紹其結(jié)構(gòu)、工作原理、控制等內(nèi)容編排機(jī)械、電器控制、PLC、變頻控制技術(shù)、電磁閥等內(nèi)容。

4 教學(xué)模式探討

在“中國(guó)制造2025”時(shí)代，把創(chuàng)新能力、質(zhì)量效益、兩化融合、綠色發(fā)展作為主攻方向，將帶來產(chǎn)業(yè)的全面升級(jí)，這對(duì)技術(shù)技能人才的培養(yǎng)也提出了新的要求，要培養(yǎng)學(xué)生勇于探索未知領(lǐng)域的精神，具備探索未知領(lǐng)域的沖動(dòng)和學(xué)習(xí)未知知識(shí)的能力，更要注重培養(yǎng)學(xué)生的行為習(xí)慣和思維方式，勇于探索未知領(lǐng)域的勇氣和團(tuán)隊(duì)合作精神，現(xiàn)代社會(huì)與人合作講究“人品第一、態(tài)度第二、能力第三”。職業(yè)技術(shù)教育如何能使培養(yǎng)的人才更切合社會(huì)和企業(yè)的要求，在培養(yǎng)模式上要改革，既要培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，也需要給學(xué)生普及基本的理論基礎(chǔ)。其實(shí)目前國(guó)內(nèi)的職業(yè)教育大搞“以賽促學(xué)”，各個(gè)學(xué)校為了能在國(guó)家級(jí)競(jìng)賽中獲獎(jiǎng)不惜一切的支持，以提高學(xué)校的知名度，本人認(rèn)為這種“以賽促學(xué)”其實(shí)惠及的學(xué)生只是極少數(shù)同學(xué)，每個(gè)競(jìng)賽項(xiàng)目每個(gè)學(xué)校也就送三至四個(gè)學(xué)生參加而已。我們需要的是大部分的學(xué)生能得到優(yōu)質(zhì)的教育和投入，可以以建立興趣小組，以項(xiàng)目化來進(jìn)行引導(dǎo)多數(shù)學(xué)生的學(xué)習(xí)。

項(xiàng)目化的教學(xué)給老師提出了更高的要求，需要老師們首先提高自身的水平，老師既要懂機(jī)還得懂電，對(duì)編程及繪圖軟件要能應(yīng)用，這需要老師們不斷地學(xué)習(xí)新知識(shí)，拓廣自身的知識(shí)面。因此如果可以應(yīng)該建設(shè)師資，提高老師的水平，以往所說的校企合作主要是共同培養(yǎng)學(xué)生，其實(shí)首先要通過校企合作先把老師的水平提高，然后通過學(xué)校、企業(yè)二元主體共同培養(yǎng)出“中國(guó)制造2025”的機(jī)電一體化技術(shù)人才。

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