■摘 要:智能制造是傳統(tǒng)制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能技術(shù)等深度融合的產(chǎn)物,發(fā)展智能制造也是《中國制造2025》行動綱領(lǐng)的戰(zhàn)略目標。智能制造專業(yè)是焦作技師學院(以下簡稱學院)的省重點專業(yè),也是新興的優(yōu)勢精品專業(yè)。本文針對學院開設(shè)智能制造專業(yè)的現(xiàn)狀,從專業(yè)課程體系建設(shè)、專業(yè)教學理念轉(zhuǎn)變、智能制造專業(yè)發(fā)展遇到的困難、專業(yè)未來發(fā)展方向等方面進行探討,綜合闡述智能制造專業(yè)建設(shè)的發(fā)展思路,以期促進學院整體辦學質(zhì)量的提高。
■關(guān)鍵詞:中職院校;智能制造專業(yè);課程體系;專業(yè)建設(shè)
制造業(yè)轉(zhuǎn)型,人才需先行,智能制造人才強調(diào)從單一熟練操作型向智能交叉復(fù)合應(yīng)用型轉(zhuǎn)變。河北省焦作技師學院(以下簡稱學院)于2020年成立智能制造專業(yè),該專業(yè)是由傳統(tǒng)的數(shù)控加工、鉗工、機械設(shè)備維修、激光及3D打印應(yīng)用技術(shù)等相關(guān)專業(yè)進行專業(yè)合并轉(zhuǎn)型而來。智能制造專業(yè)培養(yǎng)跨專業(yè)、跨學科的復(fù)合型人才,涉及的專業(yè)學科有機械工程、電氣自動化控制、大數(shù)據(jù)與云計算、人工智能技術(shù)等。
(一)智能制造專業(yè)課程體系
智能制造專業(yè)課程體系要能夠反映本專業(yè)人才培養(yǎng)的具體目標。為了更好地適應(yīng)本地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,學院智能制造專業(yè)領(lǐng)導(dǎo)聯(lián)合本專業(yè)骨干、行業(yè)專家、科研技術(shù)人員、部分企業(yè)骨干等成立智能制造專業(yè)建設(shè)小組,深入多家制造業(yè)領(lǐng)域先進企業(yè)進行調(diào)研、交流和研討,以智能制造為研究對象,以工業(yè)機器人為主要核心裝備,以現(xiàn)有教學資源為基礎(chǔ),弱化專業(yè)概念,強化崗位方向,將崗位能力要求融入課程設(shè)置中,優(yōu)化課程設(shè)計,將新知識、新技能、新技術(shù)融入課程內(nèi)容,建設(shè)“基礎(chǔ)課程共享、核心課程分流、拓展課程任選”的課程體系。結(jié)合智能制造專業(yè)學習者的認知規(guī)律,制定以機械制圖、機械基礎(chǔ)、液壓與氣壓傳動、公差測量與極限配合、互換性測量技術(shù)、電子電工技術(shù)、機械工程材料、機械制造技術(shù)、CAD/CAM、工業(yè)機器人基礎(chǔ)、工業(yè)機器人應(yīng)用技術(shù)、電氣控制及PLC、鑄造工藝設(shè)計及應(yīng)用、傳感器檢測技術(shù)、智能設(shè)備故障診斷與維修、智能制造基礎(chǔ)與應(yīng)用等為專業(yè)核心課程的課程體系。
(二)智能制造專業(yè)教學特色
學院智能制造專業(yè)教學改變了以往教學內(nèi)容和知識體系陳舊的教學風格,突破了原有的理實分開的教學模式,采用“學中做,做中學”的工學交替的教學模式,以智能智造職業(yè)核心能力培養(yǎng)為目標,以焊接機器人、碼垛機器人、搬運機器人等典型工作任務(wù)為載體,堅持能力本位,重視機器人操作、維護、維修等實踐能力的培養(yǎng)。在課程教材的選擇上注重體現(xiàn)新材料、新工藝、新技術(shù)、新方法“四新”技術(shù),在講授課程內(nèi)容時注重體現(xiàn)知識的科學性、先進性、實用性以及普適性。在教學過程中注重根據(jù)《工業(yè)機器人繪圖筆示教》典型工作任務(wù)和工作過程設(shè)計要求,按照智能制造一般過程順序和學生的認知規(guī)律要求進行教學設(shè)計并安排教學活動。
(三)智能制造專業(yè)人才培養(yǎng)目標
學院智能制造專業(yè)的人才培養(yǎng)目標主要有:研發(fā)智能制造專業(yè)技術(shù)的人員,設(shè)計和安裝智能制造裝備、生產(chǎn)線的人員,研發(fā)和應(yīng)用智能制造仿真技術(shù)的人員,設(shè)計和操作智能檢測系統(tǒng)的人員,設(shè)計與開發(fā)智能生產(chǎn)管理系統(tǒng)的人員,安裝與調(diào)試智能制造裝備、生產(chǎn)線等的人員,操作與應(yīng)用工控軟件進行數(shù)字化設(shè)計與制造的人員,操作、編程、應(yīng)用智能制造裝備、生產(chǎn)線進行智能加工的人員,提供智能制造技術(shù)咨詢和服務(wù)的人員等。
(四)智能制造專業(yè)群建設(shè)
學科專業(yè)群是以一個或幾個優(yōu)勢重點專業(yè)為核心,由核心專業(yè)與多個工程技術(shù)領(lǐng)域相同或?qū)I(yè)學科背景相近的相關(guān)專業(yè)組成的,組建專業(yè)群是專業(yè)融合的新模式。學院智能制造系為適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟轉(zhuǎn)型,精準對接區(qū)域產(chǎn)業(yè)需求,按照智能制造領(lǐng)域發(fā)展方向和要求,建立了以數(shù)控技術(shù)、鉗工、機械維修、模具制造、機電一體化、激光及3D打印、智能制造等專業(yè)為核心的智能制造專業(yè)群。
(五)智能制造專業(yè)教學理念的轉(zhuǎn)變
隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)的快速發(fā)展,智能化、信息化的快速變革改變了人們的思維方式,學院智能制造專業(yè)不再墨守成規(guī),摒棄了傳統(tǒng)的固化的教學模式,配合新一輪產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級帶來的機遇和挑戰(zhàn),揚長避短,探索真正緊隨新興產(chǎn)業(yè)的智能制造發(fā)展方向,精準對接智造產(chǎn)業(yè)、行業(yè)和企業(yè)需求的新的教學模式。新的教學模式主要有以下特點。
1.轉(zhuǎn)變培養(yǎng)目標
由傳統(tǒng)的只專注培養(yǎng)學生的專業(yè)知識和專業(yè)技能轉(zhuǎn)變?yōu)椴粌H要培養(yǎng)學生的綜合職業(yè)能力,還要培養(yǎng)學生的專業(yè)能力、社會能力、個人能力和方法能力。
2.改革學習方法
通過頭腦風暴法等教學形式,將傳統(tǒng)的以教師為主體的教學模式改為以教師為主導(dǎo)、學生為主體的教學模式,突出學生自主學習,實現(xiàn)在工作過程中學習、在職業(yè)標準中學習,在行為導(dǎo)向中學習,邊做邊學,邊學邊教,做中學,學中做。
3.深化推動校企合作辦學
將實訓(xùn)教室搬到生產(chǎn)車間,實現(xiàn)教學行為與生產(chǎn)行為合一、學生與工人合一、教師與師傅合一、作業(yè)與產(chǎn)品合一等。
4.調(diào)整教學內(nèi)容和改革教材
各專業(yè)轉(zhuǎn)型后教師所用的教材和學生學習用書都發(fā)生了顛覆性的變化,由傳統(tǒng)的學科教材變成了學習領(lǐng)域、學習情境、任務(wù)書、工作頁等形式的教材,這樣更有利于引導(dǎo)學生自主地學習。
目前學院智能智造專業(yè)培養(yǎng)的技能人才與智能制造相關(guān)企業(yè)所急需的智能制造高技能人才是有差距的。在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、智能設(shè)備普及應(yīng)用的大背景下,學院作為豫北地區(qū)高技能人才培養(yǎng)基地,培養(yǎng)適應(yīng)新時代復(fù)合型智能制造技能人才的工作任重而道遠。學院智能制造專業(yè)下一步發(fā)展的重點將放在以下幾個方面。
(一)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)
將設(shè)備、傳感器和生產(chǎn)線連接到互聯(lián)網(wǎng)上,實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)收集和遠程監(jiān)控。這有助于提高生產(chǎn)效率,減少停機時間,實現(xiàn)遠程維護和診斷。
(二)物聯(lián)網(wǎng)(IoT)
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使物理設(shè)備能夠相互通信和協(xié)作。在制造業(yè)中,IoT可以用于改善監(jiān)控設(shè)備、優(yōu)化供應(yīng)鏈、實現(xiàn)預(yù)測性維護和提高能源效率。
(三)大數(shù)據(jù)分析
大數(shù)據(jù)分析可以幫助制造商從海量數(shù)據(jù)中提取有效數(shù)據(jù),優(yōu)化生產(chǎn)流程,改進產(chǎn)品設(shè)計,提高質(zhì)量控制和供應(yīng)鏈管理水平。
(四)人工智能(AI)和機器學習
AI和機器學習技術(shù)用于預(yù)測生產(chǎn)線故障、優(yōu)化生產(chǎn)調(diào)度、控制自動化任務(wù)和機器人。它們也用于自適應(yīng)制造,以滿足制造業(yè)需求的變化。
(五)自動化和協(xié)作機器人
自動化技術(shù)和協(xié)作機器人的使用正在擴大,以執(zhí)行重復(fù)性任務(wù)、提高工人生產(chǎn)效率和降低勞動成本。
(六)數(shù)字孿生
數(shù)字孿生是在虛擬環(huán)境中模擬和測試產(chǎn)品、生產(chǎn)線或工廠的概念。掌握和運用數(shù)字孿生技術(shù)有助于在現(xiàn)實世界中減少試驗和原型開發(fā)的時間和成本。
(七)3D打印
3D打印技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛,包括原型制作、小批量生產(chǎn)和個性化定制產(chǎn)品制造。
(八)可持續(xù)制造
可持續(xù)性和環(huán)保意識越來越重要,制造業(yè)對減少廢物、能源效率和材料回收要予以重視。
(九)智能供應(yīng)鏈
智能制造需要智能供應(yīng)鏈,以實現(xiàn)即時庫存管理、快速交貨和供應(yīng)鏈可視化。
(十)自主制造
自主制造技術(shù)可能對某些行業(yè),如醫(yī)療器械和消費品生產(chǎn)產(chǎn)生重大影響。
為促進制造業(yè)朝著更高效、可持續(xù)和智能化的方向發(fā)展,學院智能制造專業(yè)通過構(gòu)建和完善智能制造專業(yè)群的課程體系、建立校企協(xié)同的育人機制、搭建產(chǎn)教融合的平臺、打造智能制造實訓(xùn)中心、強化“雙師型”智造師資隊伍建設(shè)等,滿足不斷變化的市場需求。
在新一輪工業(yè)革命和產(chǎn)業(yè)變革中,智能制造已成為世界各國搶占優(yōu)先發(fā)展機遇的主攻方向。學院智能制造系緊跟工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的腳步,以高質(zhì)量發(fā)展為核心,將校企合作縱深推進,通過整合智能制造專業(yè)、構(gòu)建智能制造專業(yè)群來應(yīng)對產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級,優(yōu)化人才的培養(yǎng)模式,提高人才的培養(yǎng)質(zhì)量,不斷為中國高端制造業(yè)培養(yǎng)和輸送智能制造方向應(yīng)用型技能人才。
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(作者:吳中雷,河南省焦作技師學院教師)