劉澤祥,張 斌,李衛(wèi)民,盧 意
(泰州職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇泰州225300)
新的一輪技術(shù)革命正在席卷而來(lái),大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興技術(shù)大量涌現(xiàn),這為智能制造提供了很好的基礎(chǔ),智能制造的發(fā)展也成為工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的主要競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)域。德國(guó)、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家都已在先進(jìn)制造技術(shù)方面進(jìn)行了全方位研究和戰(zhàn)略布局,具有明顯的優(yōu)勢(shì)[1-2]。在人口紅利缺失,勞動(dòng)力成本不斷攀升的背景下,2015年5月國(guó)家發(fā)布《中國(guó)制造2025》,以推進(jìn)智能制造為制造業(yè)重要發(fā)展方向,構(gòu)建以智能制造為重點(diǎn)的新興制造體系。為響應(yīng)國(guó)家制造業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略,培養(yǎng)智能制造技術(shù)人才,國(guó)內(nèi)高校圍繞智能制造裝備、智能制造技術(shù)等開(kāi)展了多方面的研究和人才培養(yǎng)。部分院校建立了智能制造學(xué)院,智能制造相關(guān)專業(yè)也如雨后春筍般涌現(xiàn),而工業(yè)機(jī)器人作為智能制造的執(zhí)行終端,在智能制造領(lǐng)域是不可或缺的,工業(yè)機(jī)器人技術(shù)研究、應(yīng)用研究領(lǐng)域人才在未來(lái)10年缺口極大。國(guó)內(nèi)高職院校將人才培養(yǎng)定位在工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域,開(kāi)設(shè)了工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)。2019年,全國(guó)職業(yè)院校新增工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)89家,目前共有594所高職院校開(kāi)設(shè)了工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè),其中還不包括將工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)作為機(jī)電一體化技術(shù)、電氣自動(dòng)化技術(shù)等傳統(tǒng)專業(yè)的一個(gè)分支方向的高職院校[3]。為促進(jìn)職業(yè)院校相關(guān)專業(yè)創(chuàng)新技術(shù)技能人才培養(yǎng)模式,提高專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)水平,提升教師科研及技術(shù)服務(wù)能力,2016年6月,學(xué)院開(kāi)展教育部工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域職業(yè)教育合作項(xiàng)目,成為全國(guó)15個(gè)教育部工業(yè)機(jī)器人開(kāi)放式公共實(shí)訓(xùn)基地之一[4]。本文結(jié)合項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容與成果,探討智能制造背景下工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)的建設(shè)思路。
泰州職業(yè)技術(shù)學(xué)院是一所市屬高職院校,學(xué)校自開(kāi)辦以來(lái),以服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)、為地區(qū)培養(yǎng)高素質(zhì)技能人才為己任。在泰州地區(qū),使用工業(yè)機(jī)器人的規(guī)模企業(yè)越來(lái)越多,使用工業(yè)機(jī)器人的企業(yè)數(shù)百家,可勝科技(泰州)有限公司2015年ABB工業(yè)機(jī)器人2 000臺(tái),到2018年,企業(yè)共投入工業(yè)機(jī)器人12 000臺(tái),其中ABB工業(yè)機(jī)器人8 000臺(tái)。更多的中小型企業(yè)正在著手或計(jì)劃進(jìn)行應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行生產(chǎn)線的智能化改造,泰州地區(qū)急需一大批工業(yè)機(jī)器人技術(shù)技能型人才。但是由于區(qū)域位置的限制,泰州本地企業(yè)對(duì)高技能人才的吸引力不強(qiáng),造成本地企業(yè)無(wú)法招聘到適合的智能制造高技能人才,這就急需建設(shè)一個(gè)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)教融合實(shí)訓(xùn)平臺(tái),為本地企業(yè)培養(yǎng)、培訓(xùn)急需人才。
學(xué)院于2016年開(kāi)設(shè)工業(yè)機(jī)器人專業(yè),開(kāi)始工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室的建設(shè),借助工業(yè)機(jī)器人開(kāi)放式公共實(shí)訓(xùn)基地這一“春風(fēng)”,學(xué)院規(guī)劃了實(shí)訓(xùn)室建設(shè)內(nèi)容,包含工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)認(rèn)知實(shí)訓(xùn)室、工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真實(shí)訓(xùn)室、工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)操作實(shí)訓(xùn)室、工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)操作實(shí)訓(xùn)室、工業(yè)機(jī)器人工藝應(yīng)用實(shí)訓(xùn)室、智能制造綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn)室以及機(jī)器人創(chuàng)客空間等,并于2018年12月基地通過(guò)驗(yàn)收,圍繞基地建設(shè)及運(yùn)行,開(kāi)展了一系列教學(xué)活動(dòng)與人才培養(yǎng)方案優(yōu)化、全國(guó)職業(yè)院校工業(yè)機(jī)器人專業(yè)師資培訓(xùn)、產(chǎn)教融合,極大地提高了學(xué)院知名度以及師資隊(duì)伍,更好地服務(wù)學(xué)生、服務(wù)泰州經(jīng)濟(jì),取得了很好的社會(huì)效應(yīng)[5]。
目前,在本科院校、高職院校相繼成立了智能制造學(xué)院,與智能制造相關(guān)的專業(yè)建設(shè)也已經(jīng)啟動(dòng),與智能制造相關(guān)的大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新興專業(yè)也已誕生。因此,打破傳統(tǒng)專業(yè)的設(shè)置界線,結(jié)合智能制造相關(guān)技術(shù),借助智能制造企業(yè)進(jìn)行傳統(tǒng)專業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí),培養(yǎng)跨學(xué)科復(fù)合型人才勢(shì)在必行[6]。
企業(yè)智能制造的第一步就是“機(jī)器人換人”,實(shí)現(xiàn)企業(yè)的“無(wú)人化”工廠,生產(chǎn)過(guò)程中簡(jiǎn)單重復(fù)性的崗位逐漸為工業(yè)機(jī)器人所替代。為了更好地適應(yīng)未來(lái)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、工作崗位的變化,學(xué)院針對(duì)“中國(guó)制造2025”之智能制造,聚焦智能制造核心崗位,將高職院校機(jī)電裝備制造專業(yè)群技術(shù)人才培養(yǎng)定位在“智能制造設(shè)備設(shè)計(jì)、加工、裝調(diào)、操作、維護(hù)、系統(tǒng)集成及應(yīng)用”,立足專業(yè)群平臺(tái),結(jié)合合作企業(yè)需求,以傳統(tǒng)專業(yè)為基礎(chǔ),對(duì)專業(yè)進(jìn)行重新布局,提出“工業(yè)機(jī)器人技術(shù)+傳統(tǒng)專業(yè)技術(shù)”專業(yè)建設(shè)方案,對(duì)傳統(tǒng)專業(yè)的人才培養(yǎng)方案、課程設(shè)置、實(shí)訓(xùn)等方面進(jìn)行了基于智能制造技術(shù)的優(yōu)化調(diào)整,如圖1所示,工業(yè)機(jī)器人作為先進(jìn)生產(chǎn)工具,圍繞智能制造新技術(shù)逐步進(jìn)行傳統(tǒng)專業(yè)升級(jí),以適應(yīng)未來(lái)智能制造技術(shù)發(fā)展的要求,提出“專業(yè)能力+專業(yè)拓展能力+通用能力”的培養(yǎng)模式。專業(yè)能力將作為傳統(tǒng)專業(yè)的一種基本能力,根據(jù)崗位工作任務(wù)的需求,培養(yǎng)應(yīng)對(duì)高端裝備的操作、維護(hù)、集成應(yīng)用等方面的能力;通用能力泛指培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)、創(chuàng)新、溝通、協(xié)作等方面的能力;而專業(yè)拓展能力,將作為一種競(jìng)爭(zhēng)核心能力,在未來(lái)職業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中具有顯著優(yōu)勢(shì)的能力。因此,根據(jù)智能制造相關(guān)技術(shù),結(jié)合傳統(tǒng)專業(yè)就業(yè)特點(diǎn),將工業(yè)機(jī)器人技術(shù)相關(guān)課程納入新的課程體系和培養(yǎng)方案,為職業(yè)發(fā)展打下基礎(chǔ)。
依托工業(yè)機(jī)器人開(kāi)放式公共實(shí)訓(xùn)基地,學(xué)院加強(qiáng)教學(xué)資源和實(shí)訓(xùn)教材的開(kāi)發(fā),面向工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)的學(xué)生,開(kāi)設(shè)“工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)”“工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)編程”“工業(yè)機(jī)器人離線編程與仿真”“工業(yè)機(jī)器人工藝應(yīng)用”“工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成與應(yīng)用”等教學(xué)做一體化實(shí)訓(xùn)課程,使學(xué)生除了具備工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)知識(shí)、基本操作與編程能力外,側(cè)重提高學(xué)生的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成能力,滿足高素質(zhì)人才培養(yǎng)要求。面向機(jī)電一體化專業(yè)、數(shù)控技術(shù)專業(yè)、電氣自動(dòng)化專業(yè)所有學(xué)生,結(jié)合基地現(xiàn)有設(shè)備量身打造了“工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用”教學(xué)做一體化實(shí)訓(xùn)課程,課程內(nèi)容涉及工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)、虛擬仿真與離線編程、機(jī)器人基本操作等內(nèi)容,使學(xué)生熟知工業(yè)機(jī)器人基本原理、結(jié)構(gòu)、掌握工業(yè)機(jī)器人的基本操作及編程,適應(yīng)未來(lái)智能制造技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用要求。
圖1 基于工業(yè)機(jī)器人開(kāi)放式公共實(shí)訓(xùn)基地,提升專業(yè)群各專業(yè)技能培養(yǎng)內(nèi)容
基于教育部工業(yè)機(jī)器人開(kāi)放式公共實(shí)訓(xùn)基地,成功申報(bào)了江蘇省智能制造產(chǎn)教融合實(shí)訓(xùn)平臺(tái),拓展了更多的合作企業(yè)資源,實(shí)現(xiàn)了深度校企合作模式,建設(shè)智能技術(shù)促進(jìn)中心,建立了校中廠、智能制造產(chǎn)業(yè)學(xué)院,學(xué)生在校期間積極參與企業(yè)項(xiàng)目,參加以企業(yè)為主導(dǎo)的各類培訓(xùn),提升了專業(yè)技能,拓展了知識(shí)面,與建立廠中校相比,學(xué)生通過(guò)頂崗實(shí)習(xí)等方式深入企業(yè)實(shí)踐,將理論與實(shí)踐相結(jié)合,極大地提升了專業(yè)技能,拓展了視野,同時(shí)校企緊密合作,共同開(kāi)發(fā)教學(xué)資源,提升師資團(tuán)隊(duì)能力,形成了智能制造產(chǎn)教融合實(shí)踐平臺(tái),如圖2所示,為培養(yǎng)復(fù)合型技能人才打下良好的基礎(chǔ)。
圖2 智能制造產(chǎn)教融合實(shí)踐平臺(tái)
基于智能制造產(chǎn)教融合實(shí)踐平臺(tái),學(xué)院建立了豐富的教學(xué)資源庫(kù)、虛擬仿真網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)、教學(xué)就創(chuàng)業(yè)平臺(tái)和創(chuàng)客空間等,成了全國(guó)職業(yè)院校工業(yè)機(jī)器人師資培養(yǎng)基地、ABB/新時(shí)代工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用研發(fā)中心以及ABB工業(yè)機(jī)器人工程師認(rèn)證中心,實(shí)現(xiàn)了從基本技能培養(yǎng)、專項(xiàng)技能培養(yǎng)到復(fù)合技能培養(yǎng)的復(fù)合型人才培養(yǎng)模式。
基于智能制造產(chǎn)教融合實(shí)踐平臺(tái),優(yōu)化了學(xué)院課程體系,提升了師資團(tuán)隊(duì)能力,豐富了師資團(tuán)隊(duì)成果,為高端技能人才的培養(yǎng)探索提供了基礎(chǔ),卓越人才班的改革,高效地開(kāi)展了技能競(jìng)賽,有效地開(kāi)展了科研、教研和科技服務(wù)等工作,在社會(huì)服務(wù)、人員培訓(xùn)、校-校對(duì)接合作等方面,取得了較好的成效。以企業(yè)真實(shí)
項(xiàng)目推進(jìn)基地建設(shè),其作用表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。(1)校企合作開(kāi)發(fā)特色課程。
根據(jù)區(qū)域產(chǎn)業(yè)需求,合理設(shè)置工業(yè)機(jī)器人及智能制造模塊課程群,在課程教學(xué)內(nèi)容選取上堅(jiān)持課程項(xiàng)目“來(lái)源企業(yè)、服務(wù)教學(xué)”,充分利用企業(yè)的真實(shí)工程案例,輔以各類教學(xué)方法,重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容,提高教學(xué)效果。由校企共同制訂課程標(biāo)準(zhǔn)、共同完成教材的編寫(xiě)和教學(xué)項(xiàng)目實(shí)施,同時(shí)加強(qiáng)骨干教師專業(yè)技能、職教理念的培訓(xùn),鼓勵(lì)教師深入行業(yè)企業(yè)一線,及時(shí)將新知識(shí)、新技術(shù)、新工藝、新方法融入傳統(tǒng)課程教學(xué)內(nèi)容,積極開(kāi)展項(xiàng)目化特色教材建設(shè),以優(yōu)質(zhì)核心課程建設(shè)為龍頭,帶動(dòng)項(xiàng)目化特色教材建設(shè)。項(xiàng)目開(kāi)展以來(lái),與企業(yè)共同開(kāi)發(fā)3門(mén)項(xiàng)目化特色課程:“工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用基礎(chǔ)-基于KUKA機(jī)器人”“工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成與應(yīng)用”“工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真與離線編程”。
(2)校企共同開(kāi)發(fā)教學(xué)資源。
校企共同組建教學(xué)資源開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì),校企共同開(kāi)發(fā)包括工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)教材、實(shí)訓(xùn)教材、PPT、視頻、微課、三維模型、三維虛擬仿真動(dòng)畫(huà)、圖片等教學(xué)資源,將數(shù)字“碎片化”資源與教學(xué)知識(shí)技能點(diǎn)有機(jī)整合為一體,豐富教學(xué)素材,更新虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái),滿足教與學(xué)的新要求。
通過(guò)校企共同開(kāi)發(fā)相關(guān)資源,案例的選取、內(nèi)容的安排等方面都得到了優(yōu)化,所編著的教材和資源具有以下特點(diǎn):
①主題鮮明,內(nèi)容豐富,知識(shí)點(diǎn)突出,真實(shí)案例與教學(xué)方法相結(jié)合,通過(guò)真實(shí)的案例讓學(xué)生從枯燥乏味的書(shū)本中解放出來(lái),增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性及探究性。
②以企業(yè)真實(shí)案例為項(xiàng)目?jī)?nèi)容,少去了一些冗余的知識(shí),使得教學(xué)內(nèi)容精簡(jiǎn),典型案例化的教與學(xué)情景,使學(xué)生們能夠快速掌握專業(yè)知識(shí),有效地完成學(xué)習(xí)任務(wù)。
③校企聯(lián)合開(kāi)發(fā)教材的編寫(xiě),教學(xué)資源的準(zhǔn)備,規(guī)范了學(xué)生在實(shí)訓(xùn)中的各種操作要領(lǐng),枯草知識(shí)案例化,使學(xué)生能夠通俗易懂地掌握專業(yè)知識(shí),理解技能操作的步驟和要領(lǐng)。
④企業(yè)工程師根據(jù)實(shí)際工廠作業(yè)特點(diǎn),準(zhǔn)備素材和習(xí)題,能夠使學(xué)生幫助學(xué)生查漏補(bǔ)缺,有效地提升學(xué)習(xí)水平,高效地掌握知識(shí)點(diǎn)和技能。
⑤真實(shí)案例豐富,為工業(yè)機(jī)器人離線編程與仿真準(zhǔn)備了大量的素材,使學(xué)生在課余時(shí)間有目的、有思路地進(jìn)行建模、工作站布局、仿真和離線編程等方面的學(xué)習(xí)。
(3)提升師資團(tuán)隊(duì)能力和社會(huì)服務(wù)能力。
依托智能制造產(chǎn)教融合實(shí)踐平臺(tái),建設(shè)專業(yè)的教學(xué)團(tuán)隊(duì),教師參與企業(yè)項(xiàng)目,提升實(shí)踐能力和教學(xué)能力,同時(shí)聘請(qǐng)行業(yè)企業(yè)專家10名擔(dān)任兼職教師。專業(yè)團(tuán)隊(duì)建設(shè)成效明顯,在項(xiàng)目申報(bào)、教學(xué)團(tuán)隊(duì)培養(yǎng)、教學(xué)成果、科研服務(wù)等方面都取得了一定的成果。
適應(yīng)區(qū)域高端裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)需要,依托智能制造產(chǎn)教融合實(shí)踐平臺(tái),江蘇省及周邊地區(qū)的企業(yè)、培訓(xùn)機(jī)構(gòu)、社會(huì)團(tuán)體提供工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)相關(guān)的專業(yè)技能培訓(xùn)。為泰州地區(qū)高端裝備制造業(yè)的設(shè)備維護(hù)及設(shè)備智能化改造提供技術(shù)服務(wù),重點(diǎn)為企業(yè)開(kāi)展工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)服務(wù)、生產(chǎn)線智能化改造、產(chǎn)品研發(fā)等技術(shù)服務(wù),幫助企業(yè)解決技術(shù)難題,推動(dòng)校企合作辦學(xué)、合作育人、合作發(fā)展。充分利用學(xué)院的智力資源和門(mén)類齊全、技術(shù)先進(jìn)的各種儀器設(shè)備,使實(shí)訓(xùn)平臺(tái)成為科技成果轉(zhuǎn)化基地,技術(shù)推廣、技術(shù)服務(wù)、技術(shù)咨詢基地。
為期2年的教育部工業(yè)機(jī)器人開(kāi)放式公共實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)已經(jīng)完成,并于2018年12月1日順利通過(guò)答辯驗(yàn)收。通過(guò)這個(gè)項(xiàng)目,學(xué)院無(wú)論在硬件還是軟件方面都得到了很大的提升,主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn):
(1)通過(guò)簽約大會(huì)、全國(guó)職業(yè)院校工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)骨干教師培訓(xùn)等方式,擴(kuò)大了我校在國(guó)內(nèi)的影響力,拓展了更多的合作資源,基地將成為ABB機(jī)器人專業(yè)講師認(rèn)證中心。
(2)開(kāi)設(shè)了工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的相關(guān)專業(yè)課程,優(yōu)化了專業(yè)群的課程體系,豐富了課程資源,進(jìn)行了“工業(yè)機(jī)器人技術(shù)+傳統(tǒng)專業(yè)”的升級(jí),實(shí)現(xiàn)專業(yè)群人才培養(yǎng)的優(yōu)化提升。
(3)基于教育部工業(yè)機(jī)器人開(kāi)放式公共實(shí)訓(xùn)基地產(chǎn)教融合建立的智能制造產(chǎn)教融合實(shí)踐平臺(tái),共同開(kāi)發(fā)教學(xué)資源,提升了學(xué)院師資團(tuán)隊(duì)能力,豐富了師資團(tuán)隊(duì)成果,有效地開(kāi)展了科研、教研和科技服務(wù)等工作。
總結(jié)過(guò)去方能更好地展望未來(lái)?;诂F(xiàn)有的成果,繼續(xù)挖掘其中的潛能,有關(guān)建議主要有以下幾點(diǎn):
(1)更好地發(fā)揮基地的作用,加強(qiáng)教學(xué)資源的開(kāi)發(fā),更好地服務(wù)于教學(xué)。
(2)加強(qiáng)師資團(tuán)隊(duì)建設(shè),提高行業(yè)影響力,爭(zhēng)取更多的優(yōu)秀資源,以滿足基地后期建設(shè)。
(3)加強(qiáng)校企合作,借助企業(yè)設(shè)備,加強(qiáng)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)多方位教學(xué),豐富教學(xué)資源,加強(qiáng)社會(huì)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)工作,解決企業(yè)真實(shí)需求,打響“泰州市機(jī)器人公共技術(shù)服務(wù)平臺(tái)”。