摘要:面向成渝雙城經濟圈制造業(yè)智能化人才和制造企業(yè)智能化改造的需求,本文提出具有商工融合特色的智能制造工程專業(yè)建設方案。專業(yè)建設方案從培養(yǎng)目標定位、課程體系建立、虛擬仿真實驗平臺建設、智能制造學習型工廠規(guī)劃和專業(yè)建設措施等方面論述了如何打造具有商工融合特色的智能制造工程專業(yè),旨在探索培養(yǎng)懂經營管理、精智造技術,能適應不同智能化程度企業(yè)的不同崗位要求的人才,更好地滿足企業(yè)全面智能化對智能制造專業(yè)人才的高階要求。
關鍵詞:智能制造;專業(yè)特色;商工融合;專業(yè)建設
ResearchontheConstructionofIntelligentManufacturingEngineering
SpecialtywiththeCharacteristicsofBusinessIndustryIntegration
ChenPeng*WangYinjun
SchoolofMechanicalEngineering,ChongqingTechnologyandBusinessUniversityChongqing400067
Abstract:InresponsetothedemandforintelligenttalentsinthemanufacturingindustryandintelligenttransformationofmanufacturingenterprisesintheChengduChongqingeconomiccircle,aprofessionalconstructionplanforintelligentmanufacturingengineeringwiththecharacteristicsofcommercialandindustrialintegrationisproposed.Theprofessionalconstructionplandiscusseshowtocreateanintelligentmanufacturingengineeringmajorwithcommercialandindustrialintegrationcharacteristicsfromtheaspectsoftrainingtargetpositioning,curriculumsystemestablishment,virtualsimulationexperimentplatformconstruction,intelligentmanufacturinglearningfactoryplanning,andprofessionalconstructionmeasures.Theaimistoexplorethecultivationoftalentswhounderstandbusinessmanagement,fineintelligentmanufacturingtechnology,andcanadapttodifferentjobrequirementsofenterpriseswithdifferentlevelsofintelligence,andbettermeetthehighlevelrequirementsofcomprehensiveintelligenceforintelligentmanufacturingprofessionalsinenterprises.
Keywords:intelligentmanufacturing;Professionalcharacteristics;Integrationofcommerceandindustry;ProfessionalConstruction
一、商工融合是智能制造工程專業(yè)的“高階”要求
智能制造是制造業(yè)升級和突破的方向,專業(yè)人才短缺迫使高校加快新工科專業(yè)建設[1]。培養(yǎng)大批適應國家工業(yè)化戰(zhàn)略發(fā)展需要的智能制造創(chuàng)新人才,是我國高等教育的重要歷史使命、責任和挑戰(zhàn)[2]。智能制造標準體系結構由全生命周期、系統(tǒng)層級和智能特征三個維度及其對應的五個層級組成。其中,系統(tǒng)層級有設備、單元、車間、企業(yè)和協(xié)同五個層級,智能制造的最高級應該是實現(xiàn)企業(yè)協(xié)同層的智能化,即實現(xiàn)從企業(yè)生產經營管理決策—企業(yè)資源計劃ERP—制造執(zhí)行系統(tǒng)MES—加工單元及設備運行等縱向貫通的企業(yè)全面智能化,涉及商科和工科的交叉學科專業(yè)知識[3],因此,只有具備商工融合知識結構的專業(yè)技術人員才能更好地滿足企業(yè)全面智能化的“高階”要求。企業(yè)本身就是一個商工融合體,需要工程技術人員和經營管理人員的協(xié)同,傳統(tǒng)的專業(yè)人才培養(yǎng)容易出現(xiàn)工程技術人員缺乏企業(yè)管理知識,經營管理人員不清楚實際生產過程和制造技術的情況,常造成對彼此工作的理解認識不夠,工作中溝通成本增加,企業(yè)的精準高效運行受到影響。這種情況通常需要通過多年的工作經驗積累和企業(yè)后期針對性的培訓才能得到改善,對于個人來說會影響自己盡快熟悉企業(yè)經營和適應工作崗位的成長進度;對企業(yè)來說會影響工作效率和質量,增加企業(yè)的人才培養(yǎng)成本。因此,企業(yè)希望高校能培養(yǎng)精技術、懂管理,綜合素質高、適應能力強的“商工融合”人才,滿足企業(yè)實現(xiàn)全面智能化的人才需要。
二、智能制造工程專業(yè)的培養(yǎng)目標
面向區(qū)域制造業(yè)智能化升級需要,聚焦綠色智能裝備研發(fā)及新能源汽車行業(yè)智能制造系統(tǒng)構建的人才需求,培養(yǎng)掌握機械、自動控制、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網與大數據、計算機信息管理、企業(yè)管理等方面基礎理論和專業(yè)知識;初步具備高端裝備設計、智能控制、工藝規(guī)劃及智能制造系統(tǒng)集成開發(fā)等方面的專業(yè)技能;能在智能制造相關領域從事綠色智能裝備研發(fā)、工藝流程優(yōu)化及智能產線設計、智能制造系統(tǒng)集成及運維管理、智能生態(tài)工廠規(guī)劃等崗位工作;具有團隊精神、國際視野、終身學習和商工融合創(chuàng)新能力,具備社會主義核心價值觀和人文科學素養(yǎng),德智體美勞全面發(fā)展的復合型、創(chuàng)新型、應用型高級工程技術人才。
培養(yǎng)目標1:商工融合全面發(fā)展。能較快適應企業(yè)文化和專業(yè)技術的要求,能將機械、自動控制、人工智能、工業(yè)互聯(lián)與大數據、技術經濟和企業(yè)管理領域涉及的數學、自然科學、工程基礎專業(yè)知識應用于智能制造工程實踐中,具有獨立進行復雜工程問題分析的能力,并能制訂有效解決方案、參與效果評價和提出改進措施。
培養(yǎng)目標2:具有扎實專業(yè)技能和團隊協(xié)作及組織管理能力。能在智能制造工程領域以團隊骨干和項目負責人角色從事高端裝備研發(fā)、智能產線設計及智能生態(tài)工廠規(guī)劃、生產組織與智能運維管理等工作,分析并解決智能制造領域的復雜工程sT9XsyUzm1I0tCD+pEaYZlCg+l+AUrsUjFTXvQThOD8=技術問題,積累工程經驗,提升專業(yè)技能,成為企業(yè)技術管理和生產管理的中堅力量。
培養(yǎng)目標3:具有國際視野和終身學習能力。能夠跟蹤智能制造領域國際前沿技術發(fā)展,解決方案綜合考慮社會、法律、健康、安全、文化、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展等因素;能主動適應企業(yè)和社會發(fā)展需要,不斷學習提升,獲得自身持續(xù)發(fā)展。
培養(yǎng)目標4:具有職業(yè)道德、工匠精神和創(chuàng)新意識。具備社會主義核心價值觀和人文科學素養(yǎng),堅守職業(yè)道德和工匠精神,能綜合應用學科知識交叉研究手段,創(chuàng)新解決智能制造領域的復雜工程技術問題,成為復合創(chuàng)新應用型高級工程技術人才。
三、培養(yǎng)方案與課程體系建立
企業(yè)智能化的最高層級應該是實現(xiàn)整個生產系統(tǒng)的智能化,包括經營決策、計劃管理和制造系統(tǒng)的全面智能化[4]。智能制造就是以企業(yè)生產經營整體最優(yōu)為目標,實現(xiàn)企業(yè)的管理決策系統(tǒng)、生產制造系統(tǒng)和工藝系統(tǒng)全方位智能化。傳統(tǒng)機械制造專業(yè)的知識構建和能力培養(yǎng)主要聚焦在由工件、刀具、夾具和機床組成的工藝系統(tǒng),培養(yǎng)方案中課程體系設置和能力培養(yǎng)也主要在工藝裝備層級,缺乏企業(yè)經營決策、計劃管理和制造系統(tǒng)方面的相關專業(yè)知識。然而,企業(yè)全面智能化需要培養(yǎng)學生能站在更高的層面來思考和解決制造過程問題的能力,要對企業(yè)的管理決策、企業(yè)資源計劃的制定下發(fā)、制造過程的調度和工藝系統(tǒng)的執(zhí)行等生產制造全過程有所了解,這樣就需要在傳統(tǒng)的工科知識結構中交叉融入包括經管商科的知識和思維,這也是商工融合特色智能制造工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案中需要補足的內容。因此,我們在智能制造工程專業(yè)的課程體系設置中,增加智能制造技術體系課程、制造系統(tǒng)及生產系統(tǒng)相關知識的課程。課程體系涵蓋智能裝備(工藝系統(tǒng))、智能工廠(制造系統(tǒng))和智能企業(yè)(生產系統(tǒng))三大層級的專業(yè)知識,其中“智能制造技術基礎”“嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應用”“工業(yè)互聯(lián)網與大數據技術”“制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)”“智能產線數字孿生虛擬仿真實驗”“機器學習”為專業(yè)核心課程;“智能運維與健康管理”“綠色智能裝備與生產線”“數據庫原理與應用”“機器視覺及應用”“智能生態(tài)工廠建構與仿真”等為專業(yè)拓展課程;“工業(yè)互聯(lián)與大數據綜合實訓”“嵌入式系統(tǒng)開發(fā)應用實踐”“智能制造系統(tǒng)綜合設計”等為專業(yè)實踐課程;“智能財務共享實驗”“項目管理”“工程經濟學”“基于企業(yè)價值流優(yōu)化的智能產線虛擬仿真調試”等為管理增強課程。
四、智能制造工程專業(yè)實驗、實踐環(huán)節(jié)建設
企業(yè)作為一個生產系統(tǒng),由決策層、計劃管理層和生產技術層三個層級組成[5],滿足企業(yè)智能制造“高階”要求的商工融合特色智能制造工程專業(yè),具有涵蓋智能裝備(工藝系統(tǒng))、智能工廠(制造系統(tǒng))和智能企業(yè)(生產系統(tǒng))三個模塊的課程體系設置和相應的實驗實訓環(huán)節(jié)。開發(fā)建立商工融合特色智能制造虛擬仿真實驗教學平臺是支撐專業(yè)實踐實驗環(huán)節(jié)建設最為經濟有效的實現(xiàn)方案。新建專業(yè)以綠色智能裝備及智能生產線設計為能力培養(yǎng)重點,以智能生產線設計數字孿生虛擬仿真為學習實踐平臺。產教融合開發(fā)“商工融合”的教學實踐環(huán)節(jié),試圖將企業(yè)智能決策的ERP計劃,分解下放給制造執(zhí)行系統(tǒng)MES,再由MES系統(tǒng)控制智能產線和設備運行,構建從企業(yè)生產經營管理決策—企業(yè)資源計劃ERP—制造執(zhí)行系統(tǒng)MES—智能產線設備運行等縱向貫通的智能制造工廠仿真軟件和實驗平臺。
以企業(yè)智能制造工廠總體優(yōu)化為目標,將“企業(yè)戰(zhàn)略管理決策及企業(yè)資源計劃仿真平臺”的決策層輸出作為技術執(zhí)行層“智能產線數字孿生虛擬仿真實驗平臺”的設計輸入,無縫集成兩個虛擬仿真實驗平臺,分階段開發(fā)構建基于企業(yè)整體智能化的“企業(yè)智能制造數字孿生虛擬仿真實驗平臺”。制造過程中,智能化的知識應用和能力培養(yǎng)可以通過建設“智能產線設計數字孿生虛擬仿真調試實驗平臺”來承接實現(xiàn);企業(yè)經營管理決策的智能化實踐培訓可以通過經管專業(yè)建設的“企業(yè)運營模擬和企業(yè)資源計劃虛擬仿真實驗平臺”來承接實現(xiàn);課程實驗輸入(ERP計劃)主要由經管商科學生完成;智能制造系統(tǒng)規(guī)劃設計主要由智能制造專業(yè)學生完成,完整實現(xiàn)從企業(yè)生產經營管理決策—企業(yè)資源計劃—制造執(zhí)行系統(tǒng)MES—智能產線設備運行縱向貫通的智能制造工廠的構建和虛擬仿真全過程。
依托該平臺,學習實驗訓練從企業(yè)生產經營管理決策—企業(yè)資源計劃—制造執(zhí)行系統(tǒng)MES—智能產線設備運行縱向貫通的智能制造工廠的構建過程,了解仿真結果并進行調試優(yōu)化。通過理論實踐教學,培養(yǎng)學生的“商+工”知識和能力,學生能夠系統(tǒng)了解企業(yè)智能制造體系構架,具備綠色智能裝備設計、工藝規(guī)劃和智能產線設計搭建能力;著力培養(yǎng)懂經營管理,精智造技術,能快速了解企業(yè)的經營管理和生產制造過程,適應不同智能化程度企業(yè)的不同崗位要求,具有商工融合特色的智能制造專業(yè)人才,更好地滿足區(qū)域企業(yè)智能化升級對智能制造專業(yè)人才的高階要求。
五、專業(yè)主要建設措施
(一)不忘立德樹人初心,牢記為黨育人使命
立德樹人,服務國家戰(zhàn)略,堅定專業(yè)發(fā)展方向。堅守立德樹人初心,牢記為黨育人、為國育才的歷史使命;緊跟國家戰(zhàn)略,服務區(qū)域經濟;做好“三全育人”和課程思政工作,培養(yǎng)具有團隊精神、國際視野、終身學習和商工融合創(chuàng)新能力,具備社會主義核心價值觀和人文科學素養(yǎng),德智體美勞全面發(fā)展的復合型、創(chuàng)新型、應用研究型高級工程技術人才。
(二)“外引內培”優(yōu)化師資隊伍結構,提升師資隊伍水平
加強高層次人才引進及“雙師型”教師培養(yǎng);聘請巴渝學者和國際知名大學教授作為學科專業(yè)的指導顧問;持續(xù)引進博士人才,優(yōu)化師資隊伍的專業(yè)結構、年齡結構和職稱結構;制定教師職業(yè)生涯規(guī)劃,按特長分類管理考核;開展教師繼續(xù)教育培訓,更新知識結構、提升教學科研能力,逐步建成一支以高端人才為核心、中青年學術骨干為主體,教學經驗豐富、科研能力強、工程背景深厚、學歷職稱結構合理的“雙師型”專業(yè)師資隊伍。
(三)工程專業(yè)認證促進教學質量提升
以工程專業(yè)認證為抓手,建設制度規(guī)范,提升教學質量。以工程專業(yè)認證要求規(guī)范培養(yǎng)過程,建立一套行之有效的教學運行質量保障與監(jiān)控體系,規(guī)范教學管理,強化責任與質量意識,明確責任范圍與質量標準,規(guī)范教學、實驗、實習實踐和畢業(yè)論文等環(huán)節(jié),保證工程專業(yè)教育質量。
(四)校企合作共建產業(yè)學院
堅持“產業(yè)導向、學科融合、資源共享、系統(tǒng)整合”的理念,構建智能制造產業(yè)學院。面向區(qū)域經濟,聚焦綠色智能裝備設計、新能源汽車制造行業(yè)智能產線設計及系統(tǒng)集成人才培養(yǎng)需要,主動聯(lián)系行業(yè)典型代表企業(yè),建立校企合作關系、構建產教融合協(xié)同育人模式,以共建智能制造產業(yè)學院為目標,打造智能制造新工科專業(yè)的行業(yè)特色。
結語
隨著全球制造業(yè)的轉型升級,智能制造工程專業(yè)在培養(yǎng)新時代工程技術人才方面發(fā)揮著日益重要的作用。本研究圍繞商工融合特色,對智能制造工程專業(yè)的建設進行了深入探討,旨在構建一個既符合產業(yè)發(fā)展需求,又具備商工融合特色的專業(yè)教育模式。本研究深入分析了當前智能制造工程專業(yè)的教育現(xiàn)狀,梳理了商工融合的教育理念和實施路徑,提出了具體的建設策略和措施。
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基金項目:重慶工商大學校級教育教學改革研究項目(2022144,2024040);教育部產學合作協(xié)同育人項目(220901329191512);重慶市高等教育教學改革研究項目(223223)
*通訊作者:陳鵬(1969—),男,漢族,重慶人,博士,重慶工商大學機械工程學院教授,主要從事智能制造課程建設與人才培養(yǎng)。