張守勤 高霞 楊濟(jì)軍

摘 要：本文分析了智慧工廠的建設(shè)現(xiàn)狀、場(chǎng)景特征，職業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)模式的轉(zhuǎn)型方向，提出打破傳統(tǒng)批量化、標(biāo)準(zhǔn)化、固定化的培養(yǎng)理念，培養(yǎng)具備系統(tǒng)化思維、數(shù)字化技術(shù)與寬廣的專業(yè)技術(shù)技能、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新創(chuàng)意能力，具備應(yīng)對(duì)智能制造設(shè)備進(jìn)行技術(shù)維護(hù)、咨詢、現(xiàn)場(chǎng)管理的知識(shí)和能力，同時(shí)具有國(guó)際視野和人文素養(yǎng)、更多領(lǐng)導(dǎo)能力的創(chuàng)新型跨界復(fù)合技能人才，對(duì)人才培養(yǎng)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。

關(guān)鍵詞：智能制造;智慧工廠;復(fù)合技能人才;培養(yǎng)模式

中圖分類號(hào)：G710 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

工業(yè)4.0時(shí)代的智能化轉(zhuǎn)型變革浪潮正在全球興起，對(duì)傳統(tǒng)大規(guī)模生產(chǎn)方式造成巨大的沖擊，制造企業(yè)只有具備實(shí)現(xiàn)“大規(guī)模定制化”的能力，才能在工業(yè)4.0的轉(zhuǎn)型變革浪潮中脫穎而出。在此背景下，我國(guó)提出“中國(guó)制造2025”，加快新一代信息技術(shù)與制造業(yè)的深度融合，推進(jìn)生產(chǎn)過(guò)程智能化。智慧工廠作為智能制造重要的實(shí)踐領(lǐng)域，將智能技術(shù)與傳統(tǒng)制造業(yè)相融合將對(duì)分工格局、產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來(lái)深遠(yuǎn)的影響，進(jìn)而形成高效的、健康的、創(chuàng)新的新型業(yè)務(wù)模式[1]。

1 智慧工廠建設(shè)國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)狀分析

智慧工廠（Smart Factory）最先是由IBM提出的。自動(dòng)化與信息化兩者結(jié)合呈現(xiàn)出智慧工廠，說(shuō)到智慧工廠就要提到智慧化生產(chǎn)，什么是智慧化生產(chǎn)。近幾年實(shí)踐表明，人工智能如今被各大企業(yè)、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用到開(kāi)發(fā)拓展中，人工智能與通訊信息技術(shù)、自動(dòng)化裝備已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化，而且已經(jīng)不單單是簡(jiǎn)單的自動(dòng)化操作，已經(jīng)可以通過(guò)運(yùn)用參與各種數(shù)據(jù)采集裝置，利用通訊網(wǎng)絡(luò)，把這些數(shù)據(jù)連接到智能一體化的控制平臺(tái)，并且應(yīng)用于企業(yè)數(shù)據(jù)整理管控系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)工廠車間管控方便，并有利于企業(yè)其他不便操作部分相聯(lián)通，從而提供最優(yōu)化的生產(chǎn)方案、個(gè)性化定制、協(xié)同制造和設(shè)計(jì)，最終實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)。德國(guó)、美國(guó)、日本等制造業(yè)強(qiáng)國(guó)在構(gòu)建智慧工廠的理論和實(shí)踐方面已進(jìn)行了大量探索。德國(guó)最先提出工業(yè)4.0概念，當(dāng)下智慧工廠作為美國(guó)“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”戰(zhàn)略重要的實(shí)踐領(lǐng)域得以實(shí)施[2]。

中國(guó)科技自動(dòng)化聯(lián)盟提出“智慧工廠1.0”概念。相比“工業(yè)4.0”，“智慧工廠1.0”更具中國(guó)意義。以海爾為代表的中國(guó)“智造”，其互聯(lián)工廠模式助力中國(guó)制造，并實(shí)現(xiàn)全球引領(lǐng)，開(kāi)創(chuàng)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的商業(yè)模式。

根據(jù)德勤調(diào)查，中國(guó)工業(yè)企業(yè)智能制造五大部署重點(diǎn)依次為：數(shù)字化工廠（63%）、設(shè)備及用戶價(jià)值深挖（62%）、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（48%）、重構(gòu)商業(yè)模式（36%）以及人工智能（21%）。傳統(tǒng)制造企業(yè)向智能制造的轉(zhuǎn)型過(guò)程中，呈現(xiàn)多樣化格局。同時(shí)，我國(guó)制造企業(yè)在推進(jìn)智慧工廠建設(shè)方面，還存在諸多問(wèn)題與誤區(qū)，比如：一是對(duì)智慧工廠建設(shè)的認(rèn)知存在偏差;二是智慧工廠建設(shè)的全面性和系統(tǒng)性較為不足，全生命周期特征仍不明顯;三是生產(chǎn)設(shè)備沒(méi)有得到充分利用，設(shè)備績(jī)效不高;四是依然存在大量信息化孤島和自動(dòng)化孤島。

總體而言，智慧工廠作為繼自動(dòng)化工廠、信息化工廠、智能化工廠之后一種更加高級(jí)的工廠運(yùn)作模式。

2 智慧工廠的智能場(chǎng)景

智慧工廠的基本架構(gòu)化分五個(gè)層次，即支撐層、過(guò)程層、執(zhí)行層、運(yùn)營(yíng)層和企業(yè)層，這些層次通過(guò)利用各種生產(chǎn)管理工具/軟件/系統(tǒng)和智能設(shè)備，在產(chǎn)品全生命周期中的各個(gè)場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)互聯(lián)化、數(shù)字化、信息化、智能化和智慧化。

2.1 美國(guó)ARC總結(jié)智慧工廠的典型智能場(chǎng)景

2.1.1 設(shè)計(jì)/制造一體化的智能場(chǎng)景

設(shè)計(jì)/制造一體化是指選定的產(chǎn)品完成計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)工藝/計(jì)算機(jī)輔助制造的集成;實(shí)現(xiàn)柔性的工裝設(shè)計(jì)制造和拼裝系統(tǒng);采用一定模式的柔性制造技術(shù)形成一體化工程。目前以MBD為關(guān)鍵技術(shù)的設(shè)計(jì)/制造一體化得到廣泛應(yīng)用。

2.1.2 供應(yīng)鏈的智能場(chǎng)景

智慧工廠的智能、自我感知及自我決策的實(shí)現(xiàn)需要智能供應(yīng)鏈引導(dǎo)和支撐。智能供應(yīng)鏈的發(fā)展，依賴物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等一系列前沿信息技術(shù)，想要實(shí)現(xiàn)人性化的技術(shù)管理，就得注重人與機(jī)器的協(xié)同發(fā)展。目前，智能制造中的智能供應(yīng)鏈生態(tài)發(fā)展趨勢(shì)有三種：一是端到端的供應(yīng)鏈整合;二是需求驅(qū)動(dòng)為價(jià)值導(dǎo)向;三是物流與信息流協(xié)同互動(dòng)。

2.1.3 質(zhì)量管理的智能場(chǎng)景

智能的質(zhì)量管理場(chǎng)景就是利用質(zhì)量管理系統(tǒng)聚合產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)、企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)等系統(tǒng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)在線質(zhì)量控制。實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)監(jiān)控;多樣式的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析;可視化過(guò)程監(jiān)控;異常實(shí)時(shí)提醒和預(yù)警方法，及時(shí)有效發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題。此外，根據(jù)產(chǎn)品唯一標(biāo)識(shí)（條形碼、二維碼、電子標(biāo)簽），可以以文字、圖片和視頻等方式實(shí)現(xiàn)雙向質(zhì)量追溯，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量水平。

2.1.4 能耗管理的智能場(chǎng)景

智能的能耗管理是指采用智能物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，使用制造執(zhí)行系統(tǒng)或能源管理系統(tǒng)采集關(guān)鍵制造裝備、生產(chǎn)過(guò)程、能源供給等環(huán)節(jié)的能源利用情況相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)能源生產(chǎn)和能源利用狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、可視化管理，數(shù)據(jù)分析，風(fēng)險(xiǎn)管理、實(shí)時(shí)診斷等，及時(shí)發(fā)現(xiàn)能源生產(chǎn)和能源利用過(guò)程中的波動(dòng)和異常，在保證安全生產(chǎn)的前提下，及時(shí)對(duì)制造裝備、生產(chǎn)過(guò)程、能源供給及人員做出相應(yīng)調(diào)整，全面提升能源生產(chǎn)和能源利用效率和智能化水平。智慧能源管理不但可協(xié)助企業(yè)降低成本，同時(shí)也有助于自然環(huán)境的保護(hù)，對(duì)社會(huì)和產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)是雙贏。

3 智慧工廠智能場(chǎng)景下人才培養(yǎng)

3.1 智慧工廠智能場(chǎng)景下人才特征

智慧工廠的智能是供應(yīng)鏈各個(gè)層次的智能化，智慧工廠的建設(shè)充分融合了信息技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、通信技術(shù)和人工智能技術(shù)這五大領(lǐng)域的新興技術(shù)。大數(shù)據(jù)技術(shù)根據(jù)智慧工廠構(gòu)架體系中不同層次提供數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)應(yīng)用、數(shù)據(jù)交易等諸多功能，使智慧工廠發(fā)揮智能的作用。智慧工廠對(duì)人才的需求會(huì)引起兩個(gè)層次的巨大變化：第一是勞動(dòng)力的替代，第二是人才結(jié)構(gòu)的巨大變化，現(xiàn)有勞動(dòng)力培訓(xùn)和分析智能制造人才結(jié)構(gòu)顯得尤為迫切。

智慧工廠人才的全部活動(dòng)需要從工程技術(shù)、生產(chǎn)制造、供應(yīng)鏈這三個(gè)維度來(lái)描述。智能制造過(guò)程具有強(qiáng)大的自組織能力，每個(gè)人既是生產(chǎn)者也是管理者。技術(shù)技能人才應(yīng)具備系統(tǒng)化思維、數(shù)字化技術(shù)與寬廣的專業(yè)技術(shù)技能、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新創(chuàng)意能力;具備對(duì)智能制造設(shè)備進(jìn)行技術(shù)維護(hù)、咨詢、現(xiàn)場(chǎng)管理的知識(shí)和能力;同時(shí)，還應(yīng)該具有國(guó)際視野和人文素養(yǎng)、更多領(lǐng)導(dǎo)能力。由此可見(jiàn)，未來(lái)智慧工廠將成為一項(xiàng)綜合應(yīng)用各學(xué)科門(mén)類的前沿領(lǐng)域，并且對(duì)專業(yè)人才的需求將是創(chuàng)新型跨界復(fù)合技能人才。

3.2 智慧工廠智能場(chǎng)景下人才培養(yǎng)模式

在“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略指引下，智慧工廠場(chǎng)景下職業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)模式必將進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，培養(yǎng)具備系統(tǒng)化思維、數(shù)字化技術(shù)與寬廣的專業(yè)技術(shù)技能、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新創(chuàng)意能力;具備對(duì)智能制造設(shè)備進(jìn)行技術(shù)維護(hù)、咨詢、現(xiàn)場(chǎng)管理的知識(shí)和能力;同時(shí)，還應(yīng)該具有國(guó)際視野和人文素養(yǎng)、更多領(lǐng)導(dǎo)能力的創(chuàng)新型跨界復(fù)合技能人才，以適應(yīng)需求。

2019年2月13日，國(guó)務(wù)院印發(fā)了《國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)國(guó)家職業(yè)教育改革實(shí)施方案的通知》，提出對(duì)職業(yè)教育進(jìn)行全方位改革。強(qiáng)調(diào)在人才培養(yǎng)過(guò)程中，建立以場(chǎng)需求為導(dǎo)向、智能制造企業(yè)參與的“雙元”育人模式，增加數(shù)字化基礎(chǔ)通識(shí)教育與寬廣的專業(yè)知識(shí)專業(yè)教育，推動(dòng)在校學(xué)生領(lǐng)會(huì)智慧工廠職場(chǎng)下對(duì)人才能力的多種需求的認(rèn)識(shí)。學(xué)校可建立“學(xué)院+智能制造園區(qū)”、“專業(yè)+大型制造企業(yè)”、“專業(yè)+智能制造企業(yè)聯(lián)盟”和“專業(yè)+智能制造行業(yè)協(xié)會(huì)”等幾種典型產(chǎn)學(xué)研合作模式，強(qiáng)化校企聯(lián)合進(jìn)行育人。此外，通過(guò)國(guó)家級(jí)和省級(jí)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目等各種學(xué)習(xí)形式，使學(xué)生積累更多的關(guān)于智慧工廠職場(chǎng)下智能制造所必需的能力和技能。

4 結(jié)語(yǔ)

中國(guó)要想實(shí)現(xiàn)從制造大國(guó)到制造強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變，人才的培養(yǎng)是根本。智慧工廠作為智能制造重要的實(shí)踐領(lǐng)域，智慧工廠智能場(chǎng)景下需求的專業(yè)人才必將是創(chuàng)新型復(fù)合人才。職業(yè)教育要不斷提升質(zhì)量水平，培養(yǎng)智能制造需要的合格人才，助力中國(guó)制造的高質(zhì)量發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉旭東.“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代下自動(dòng)化專業(yè)職業(yè)教育的新形式：嵌入式網(wǎng)校[J].科技廣場(chǎng)，2015（6）：172-177.

[2] 蘇學(xué)滿，孫麗麗.“中國(guó)制造2025”背景下制造業(yè)人才的新需求[J].科教文匯，2016（2）：64-65.