陳帆　葉志娟

摘 要： 目前“中國制造2025”所需的高素質(zhì)復合型技能人才相對匱乏，德國在職業(yè)教育工作上經(jīng)驗豐富，成果顯著，經(jīng)過多年耕耘，“德國工業(yè)4.0”中智能制造技術(shù)得到快速發(fā)展，并且已在企業(yè)經(jīng)營生產(chǎn)中被廣泛應用，在職業(yè)教育培訓中逐步滲透到各個專業(yè)教學領域，通過考察、學習其相關經(jīng)驗，對提升師資水平，提高辦學質(zhì)量，為“中國制造2025”培養(yǎng)合格的高素質(zhì)復合型技能人才具有很強的借鑒及指導作用。

關鍵詞： 德國工業(yè)4.0 智能制造 職業(yè)教育

一、德國工業(yè)4.0的內(nèi)涵

2013年4月，在漢諾威工業(yè)博覽會上，德國正式推出了“德國工業(yè)4.0”，德國工業(yè)4.0的實質(zhì)是在機械化、自動化和信息化的基礎上，建立智能化的新型生產(chǎn)模式與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。由集中式控制向分散式增強型控制的基本模式轉(zhuǎn)變，目標是建立一個高度靈活的個性化和數(shù)字化的產(chǎn)品與服務的生產(chǎn)模式。

工業(yè)4.0主要內(nèi)容包括一個核心、兩重戰(zhàn)略、三大集成、八項舉措：

1.一個核心。

“智能+網(wǎng)絡化”，即通過CPS系統(tǒng)構(gòu)建智能工廠，達到智能制造的目的。

2.雙重策略。

（1）領先的供應商策略：德國要成為智能制造技術(shù)的主要供應商。

（2）領先的市場策略：有必要為CPS技術(shù)及產(chǎn)品建立和培育新的主導市場。

3.三大集成。

（1）智能工廠：研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程，以及網(wǎng)絡化分布生產(chǎn)設施的實現(xiàn)。

（2）智能生產(chǎn)：涉及企業(yè)產(chǎn)品的設計、生產(chǎn)、管理、物流等過程，關注產(chǎn)品在整個生命周期不同階段的信息，使其信息共享，以實現(xiàn)工程數(shù)字化集成。

（3）智能物流：互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、物流網(wǎng)三網(wǎng)融合，整合整個社會價值網(wǎng)絡。

4.八項措施。

標準化和參考架構(gòu)、管理復雜系統(tǒng)、為工業(yè)建立全面寬頻的基礎設施、安全和保障、工作的組織和設計、培訓和持續(xù)的職業(yè)發(fā)展、規(guī)章制度、資源利用效率。

二、工業(yè)4.0智能制造技術(shù)的實際應用

自德國工業(yè)4.0概念提出以來，德國工業(yè)界大力推行，知名企業(yè)努力推進智能生產(chǎn)系統(tǒng)在實際生產(chǎn)中的應用，以使整個生產(chǎn)流程智能化。

西門子公司以物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、工業(yè)以太網(wǎng)等技術(shù)為突破口，開發(fā)設計了產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)PLM，PLM管理系統(tǒng)軟件從產(chǎn)品設計、生產(chǎn)規(guī)劃、生產(chǎn)工程、生產(chǎn)物流、售后服務等全程控制和管理，實現(xiàn)了產(chǎn)品數(shù)字化生產(chǎn)和銷售。未來公司的發(fā)展戰(zhàn)略，目前正在實施的，是將產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)PLM、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、物流管理系統(tǒng)ERP整合在一起，虛擬世界將與現(xiàn)實世界高度融合，通過信息物理系統(tǒng)實現(xiàn)人、機器和信息互相連接，融為一體。西門子在德國安貝格和中國成都所建的數(shù)字化工廠都已具有很高的智能制造水平。

中國汽車公司已有很高的自動化程度，通過藍牙傳輸實現(xiàn)人、機、物的信息互通的部分覆蓋。整個生產(chǎn)線的狀態(tài)監(jiān)控信息無線聯(lián)網(wǎng)由天花板上的路由器上傳至中控室，可由調(diào)研發(fā)、生產(chǎn)管理等各部門共享，采用自動機器人配送物料，基本實現(xiàn)智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程，以及網(wǎng)絡化分布式生產(chǎn)設施。

德馬吉公司的數(shù)控機床已應用于軍工、航空航天、汽車制造等先進領域，物聯(lián)信息程度很高，將智能制造技術(shù)中數(shù)字化、虛擬仿真技術(shù)和真實生產(chǎn)控制流程高度融合。

德國曼商用車公司是一家歷史悠久的著名商用車制造企業(yè)，利用工業(yè)4.0智能制造技術(shù)完成不同車型在同一條生產(chǎn)線上裝配，生產(chǎn)線上零配件裝配采用信息化管理，每個工位上配備一套生產(chǎn)流程監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)屏幕上顯示當前的工作進度，每個工位五分鐘的裝配時間，然后裝備車輛進入下一個工位上，工作流程精確到了秒，系統(tǒng)屏幕上也顯示當前工位上詳細的裝配圖紙，指導工人完成當前工位的安裝任務。每個工位上工人裝配質(zhì)量都可以通過各工位的監(jiān)控記錄系統(tǒng)查詢，真正做到了有問題找源頭，可鎖定安裝時間、批次及安裝工人。其中部分汽車組件的安裝，已采用自動機器人，積極朝著工業(yè)4.0方向推進。

信息技術(shù)公司GEMAKON采用德國數(shù)字化工廠設計軟件“taraVRbuilder”進行生產(chǎn)流程整體規(guī)劃，該軟件是由數(shù)字化模型、方法和工具構(gòu)成的綜合網(wǎng)絡，包含仿真和3D/虛擬現(xiàn)實可視化，通過連續(xù)的沒有中斷的數(shù)據(jù)管理集成，能仿真各種設備，精度很高，且能模擬整個工廠的生產(chǎn)流程。通過這種軟件進行生產(chǎn)流程規(guī)劃，提供了制造全過程管理，在仿真環(huán)境下完成了工廠虛擬建設過程，并加以驗證、生成實際生產(chǎn)所需的各種工藝數(shù)據(jù)和文檔。

三、工業(yè)4.0對德國職業(yè)教育的影響

隨著德國工業(yè)4.0的計劃實施，工業(yè)4.0所引發(fā)的以信息化、智能化、數(shù)字化等為特征的生產(chǎn)方式的改變，生產(chǎn)系統(tǒng)如同“社會機器”，以類似于社交網(wǎng)絡的方式運轉(zhuǎn)，這對技術(shù)人才培養(yǎng)的能力、要素、過程、平臺和網(wǎng)絡提出了全新的要求，德國的職業(yè)教育必須從過去“單一技術(shù)”培訓走向“多元技術(shù)”培訓，學生畢業(yè)后不僅能做工人，還能做管理層。

為了跟上工業(yè)4.0前進的步伐，德國職業(yè)教育體系圍繞信息化進行更新，一是針對職業(yè)信息化需求的專業(yè)更新。聯(lián)邦職業(yè)教育研究所對四個雙元制信息技術(shù)職業(yè)進行優(yōu)化更新，分別是信息技術(shù)（IT）專員、IT系統(tǒng)電子工程師、IT系統(tǒng)銷售員和信息技術(shù)銷售員。IT職業(yè)的地位得到迅速提升，IT人才的重要性可想而知。二是教育培訓內(nèi)容突出信息化內(nèi)容。如西門子公司為迎接工業(yè)4.0的挑戰(zhàn)，開發(fā)PLM產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)，面向社會和學校開展數(shù)字化的產(chǎn)品設計、生產(chǎn)規(guī)劃、生產(chǎn)工程、物流管理、售后服務等子系統(tǒng)運用和操作的培訓。三是加強數(shù)字化學習方式與環(huán)境的建設。比如Lucas Noelle集團同德國及世界其他地區(qū)高校合作，采用數(shù)字化的多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)，開發(fā)教學設備及教學資源，將工業(yè)4.0的理念和技術(shù)融入學過程中，同時幫助培訓機構(gòu)、職業(yè)學校、企業(yè)培訓中心將傳統(tǒng)培訓設備向數(shù)字化、網(wǎng)絡化設備進行升級。

四、德國工業(yè)4.0對高職院校人才培養(yǎng)的啟示

在“中國制造2025”戰(zhàn)略構(gòu)想中，未來的制造企業(yè)，部分人員崗位可能會被機器人取代，同時制造過程智能化，人機智能交互、工業(yè)機器人、智能物流管理等技術(shù)的大量應用，這就需要高職院校培養(yǎng)更多的跨專業(yè)的復合型人才，中國的職業(yè)教育和人才培養(yǎng)如何適應“中國制造2025”戰(zhàn)略要求？

1.以市場需求為導向，明確辦學目標。

高質(zhì)量的職業(yè)教育能夠為“中國制造2025”提供高質(zhì)量高素質(zhì)技能型人才，是國家實現(xiàn)“中國制造2025”的重要基礎之一。高職院校要結(jié)合這十大領域，對于傳統(tǒng)專業(yè)，在保持原有專業(yè)特色的基礎上，積極融入互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云技術(shù)，使傳統(tǒng)專業(yè)內(nèi)涵得到進一步提升。結(jié)合“中國制造2025”戰(zhàn)略目標及地方經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，進行深入調(diào)研，多方考慮，全面論證，設置科學合理的專業(yè)課程體系，加快推動新一代信息技術(shù)與制造技術(shù)融合發(fā)展，把智能制造作為兩化深度融合的主攻方向。同時，要及時整合或裁撤市場需求較少的專業(yè)，分析市場經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢，掌握制造行業(yè)和技術(shù)最新發(fā)展動態(tài)，在設置新專業(yè)時，與之相適應，并制訂科學合理的專業(yè)教育規(guī)劃，使得培養(yǎng)出來的人才真正滿足市場需求。為了與職業(yè)標準對接融合，職業(yè)院校應該采用彈性學制設置，模塊化教學內(nèi)容，融入終身學習的理念，將“中國制造2025”中的規(guī)定落到實處，保證學生學到新技術(shù)新技能，提高素養(yǎng)，增強創(chuàng)新能力。

2.加強“雙師型”教師隊伍建設。

為了培養(yǎng)滿足“中國制造2025”實施計劃所需要的高素質(zhì)高技能人才，教師隊伍建設至關重要，首先，根據(jù)教師隊伍現(xiàn)狀及專業(yè)分析，重點引進具有豐富企業(yè)經(jīng)驗的技能人才，使師資隊伍結(jié)構(gòu)合理化，增強師資隊伍的實踐能力。其次，運用“傳幫帶”、“專家指導”等模式，快速、有效地實現(xiàn)師資隊伍的成長，提高團隊的整體素質(zhì)。

鼓勵教師去企業(yè)長時間實踐，采取輪換制，教師交替到企業(yè)頂崗實習，每個專業(yè)教師至少有半年以上甚至更長時間在企業(yè)鍛煉，讓教師在企業(yè)一線學習研究最新的技術(shù)、工藝、設備操作，理論實踐相結(jié)合。鼓勵教師參加各種類型師資技術(shù)培訓，如專家指導、行業(yè)培訓、國家級培訓、海外培訓等。通過走出去學習，增強教師的業(yè)務能力，了解發(fā)達國家職業(yè)教育的理念、教學方法。

聘請企業(yè)有豐富實踐經(jīng)驗的技術(shù)人員為兼職教師，如在其工作領域，成果頗豐，甚至可以引進成為正式在編教師，將企業(yè)前沿的技術(shù)和管理引入課堂。利用兼職教師提高學校的實踐教學能力，建立穩(wěn)定的兼職教師資源庫，提升兼職教師的待遇，建立相應的獎懲制度，讓兼職教師真正融入高職院校日常教學活動中，并對兼職教師傳授教學理論，把現(xiàn)代生產(chǎn)、管理一線的最新理論引入課堂，促進學生對于專業(yè)技能的掌握。

3.加強校企合作，推行現(xiàn)代學徒制。

借鑒德國“雙元制”職教模式，結(jié)合中國實際情況，現(xiàn)代學徒制是在繼承傳統(tǒng)學徒制優(yōu)點的基礎上，融合現(xiàn)代職業(yè)教育而發(fā)展起來的，在現(xiàn)代學徒制制度下，應建立校企一體化的培養(yǎng)模式：實現(xiàn)招生即招工，招工即招生，學生實行交替式培訓和學習，一般用2/3的時間在企業(yè)接受培訓，約1/3的時間在學校學習理論知識，將職業(yè)學校中的理論學習與企業(yè)中的實踐鍛煉相結(jié)合，突出對學生實踐操作能力的培養(yǎng)。

為了保證現(xiàn)代學徒制的實施，需要校企共同研究制訂人才培養(yǎng)方案，確定相應的教學內(nèi)容和合作形式，按照企業(yè)用人需求和崗位資格標準設置課程。從德國企業(yè)與學校、工商協(xié)會的校企合作模式來看，企業(yè)在人才技術(shù)技能培養(yǎng)過程中發(fā)揮著關鍵作用，有企業(yè)參與培養(yǎng)的技能型人才能更好地適應職場，要給予企業(yè)在制訂人才培養(yǎng)方案過程中一定的話語權(quán)，這樣才能保證將教育與產(chǎn)業(yè)緊密聯(lián)系，學校圍繞企業(yè)用人標準，以培養(yǎng)學生技能為核心，加速職業(yè)院校與企業(yè)的融合。學校要從企業(yè)的利益出發(fā)，以企業(yè)實際的需求為導向，這樣才能主動適應企業(yè)需求，按照市場規(guī)律優(yōu)化專業(yè)設置，使理論課程與企業(yè)崗位需求相銜接。

4.加強實訓基地建設。

高職學校現(xiàn)有實訓設備智能化、數(shù)字化方面的科技含量不高，管理手段相對落后，智能化、信息化的實訓設備有待開發(fā)。引企入校，校企聯(lián)合開發(fā)智能化、數(shù)字化的實訓設備，請企業(yè)參與設計和建設校內(nèi)實訓基地，將學校的教學活動與企業(yè)的生產(chǎn)過程緊密結(jié)合。

加強與行業(yè)骨干企業(yè)的合作，逐步向優(yōu)質(zhì)企業(yè)集中，聯(lián)合有社會責任感、企業(yè)文化建設好、技術(shù)管理先進規(guī)范的企業(yè)，合作建設集實習實訓及就業(yè)一體的校外實訓基地。

圍繞地方產(chǎn)業(yè)特色和需求，建立和完善教研科研合作機制，鼓勵各專業(yè)與企業(yè)共建實訓基地、實驗室。鼓勵專職教師參與企業(yè)的技術(shù)服務、技術(shù)研究、技術(shù)升級等活動。通過校企合作，建設集實習實訓、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、技術(shù)研發(fā)、社會培訓于一體的合作基地。

五、結(jié)語

通過對德國高校、企業(yè)、協(xié)會的深入考察，重新認識了工業(yè)4.0的內(nèi)涵，了解了工業(yè)4.0對德國職業(yè)教育產(chǎn)生的影響，學習了企業(yè)先進制造技術(shù)、自動化技術(shù)、信息技術(shù)和智能技術(shù)的發(fā)展與應用趨勢。職業(yè)院校應借鑒德國職業(yè)教育的經(jīng)驗，對照“中國制造2025”的要求，積極開展人才培養(yǎng)模式改革，及時調(diào)整專業(yè)定位，更新教學內(nèi)容，引入先進的教學手段，與企業(yè)建立深層次的合作關系，滿足人才培養(yǎng)需要。

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基金項目：湖北省教育廳教學研究項目（B2015376）；武漢市教育局重點教研項目（2015029）。