“機(jī)器換人”背景下的工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)建設(shè)

楊暉++++張佑青+++歐陽(yáng)元東

摘 要：東莞“機(jī)器換人”使制造業(yè)大步向“智能制造”邁進(jìn)，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)對(duì)職業(yè)教育提出新要求。本文以東莞理工學(xué)校為例，闡述“機(jī)器換人”背景下的工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)建設(shè)。東莞理工學(xué)校針對(duì)工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)建設(shè)進(jìn)行實(shí)踐探索，試圖從知識(shí)結(jié)構(gòu)和崗位能力、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式、校企合作等方面探索職業(yè)教育如何適應(yīng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的要求。

關(guān)鍵詞：機(jī)器換人 職業(yè)教育 工業(yè)機(jī)器人

高度依賴(lài)國(guó)際市場(chǎng)的東莞經(jīng)濟(jì)隨著勞動(dòng)力價(jià)格的上漲，制造業(yè)的“人口紅利”消失，東莞制造業(yè)發(fā)展遇到瓶頸。以現(xiàn)代化的裝備提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，使生產(chǎn)線(xiàn)自動(dòng)化、智能化，已成為東莞產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)和經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)的必然趨勢(shì)。

一、 “機(jī)器換人” 推動(dòng)?xùn)|莞制造業(yè)升級(jí)

1.傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)逐步升級(jí)為自動(dòng)化甚至智能化

東莞市政府連續(xù)三年安排預(yù)算，對(duì)企業(yè) “機(jī)器換人”設(shè)備和技術(shù)，按照投入的一定比例給予事后獎(jiǎng)勵(lì)，大力推進(jìn)傳統(tǒng)制造業(yè)加速“機(jī)器換人”。2014年9月以來(lái)，全市共申報(bào)“機(jī)器換人”項(xiàng)目2698個(gè)，總投資約386億元。這些“機(jī)器換人”項(xiàng)目，真正達(dá)到了“減員、增效、提質(zhì)、保安全”的產(chǎn)業(yè)升級(jí)目標(biāo)。

通過(guò)“機(jī)器換人”，很多企業(yè)生產(chǎn)方式發(fā)生了根本變化。例如，唯美陶瓷工業(yè)園有限公司，近年來(lái)先后投入約3億元，階段性完成“機(jī)器換人”技術(shù)改造，節(jié)約用工2200人。從原材料預(yù)制，到?jīng)_壓、燒窯、印花、檢測(cè)、打包的各條生產(chǎn)線(xiàn)，基本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制，設(shè)備檢測(cè)費(fèi)用減少了50%。

2.工業(yè)機(jī)器人和智能裝備產(chǎn)業(yè)聚集引領(lǐng)制造業(yè)向“智造”業(yè)邁進(jìn)

“機(jī)器換人”，帶動(dòng)了工業(yè)機(jī)器人和智能裝備產(chǎn)業(yè)的聚集和發(fā)展，使得工業(yè)機(jī)器人和智能裝備產(chǎn)業(yè)成為東莞制造業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的支點(diǎn)。

政府加大了工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)培育力度，建立了松山湖國(guó)際機(jī)器人產(chǎn)業(yè)基地，聚集相關(guān)企業(yè)近200家，且逐步形成規(guī)模和影響力。截止到目前，東莞市工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用約為10000臺(tái)，其中五軸以上機(jī)器人約有2000臺(tái)。

“機(jī)器換人”項(xiàng)目在推動(dòng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、邁向智能制造的同時(shí)，也為智能裝備制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展打開(kāi)市場(chǎng)、拓展空間添加了動(dòng)力。目前智能裝備制造企業(yè)已達(dá)400多家，總產(chǎn)值超過(guò)350億元，預(yù)計(jì)年均增長(zhǎng)20%左右，到2020年，全市智能裝備產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值可達(dá)到700億元，東莞將打造成珠三角乃至全國(guó)獨(dú)具特色的智能裝備產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)和智能制造示范城市。

3.“機(jī)器換人”促進(jìn)工業(yè)研發(fā)水平全面提升

“機(jī)器換人”計(jì)劃，帶動(dòng)了全市工業(yè)研發(fā)水平全面提升。東莞成立了機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、機(jī)器人產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)等一批社會(huì)組織，通過(guò)發(fā)揮社會(huì)組織的橋梁紐帶作用，在行業(yè)咨詢(xún)、信息共享、交流合作等方面，打造了一批公共平臺(tái)，為企業(yè)實(shí)施“機(jī)器換人”提供全方位的行業(yè)服務(wù)。

“機(jī)器換人”，促進(jìn)企業(yè)改進(jìn)生產(chǎn)工藝流程，加大信息化投入，打造智能制造生產(chǎn)系統(tǒng)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，個(gè)性定制、柔性化生產(chǎn)已成為新的生產(chǎn)模式，推動(dòng)服裝、制鞋、家具等企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，“東莞定制”必將形成新的潮流品牌。

4.工業(yè)化與信息化深入融合帶動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新

信息化和工業(yè)化相互交融，促進(jìn)了新技術(shù)的產(chǎn)生與應(yīng)用。產(chǎn)業(yè)升級(jí)不僅表現(xiàn)在設(shè)備、工藝技術(shù)的提升，更體現(xiàn)在以“兩化融合”為核心的自主創(chuàng)新能力提升。信息技術(shù)應(yīng)用到企業(yè)研發(fā)、制造、管理、營(yíng)銷(xiāo)等各個(gè)環(huán)節(jié)，推動(dòng)企業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新和管理升級(jí)。

生產(chǎn)自動(dòng)化、管理精細(xì)化、產(chǎn)業(yè)先進(jìn)化，制造業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。“兩化融合”，將更深層次地推動(dòng)信息技術(shù)和其他產(chǎn)業(yè)的融合，引領(lǐng)顛覆性創(chuàng)新技術(shù)的研發(fā)，成功實(shí)現(xiàn)東莞制造向東莞智造轉(zhuǎn)型。

二、“機(jī)器換人”背景下東莞中職工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)建設(shè)實(shí)踐探索

1.開(kāi)設(shè)工業(yè)機(jī)器人教育通識(shí)課程

一是在工科專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)工業(yè)機(jī)器人通識(shí)課程。“機(jī)器換人”推動(dòng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，工業(yè)機(jī)器人以及相關(guān)智能裝備的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛。對(duì)進(jìn)入制造業(yè)崗位的工科類(lèi)學(xué)生進(jìn)行機(jī)器人通用知識(shí)教育十分必要。學(xué)校所有工科專(zhuān)業(yè)都開(kāi)設(shè)工業(yè)機(jī)器人通識(shí)課程，使學(xué)生對(duì)將來(lái)從事機(jī)器人職業(yè)崗位相關(guān)知識(shí)有所了解，通過(guò)機(jī)器人課程培養(yǎng)學(xué)生良好的職業(yè)素質(zhì)、創(chuàng)新精神。通識(shí)課程內(nèi)容包括：工程識(shí)圖、機(jī)器人應(yīng)用、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)等。

二是與企業(yè)合作開(kāi)設(shè)工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)選修課程。對(duì)于工業(yè)機(jī)器人的愛(ài)好者，提供必要的機(jī)器人專(zhuān)業(yè)選修課。與相關(guān)企業(yè)合作開(kāi)發(fā)項(xiàng)目式機(jī)器人教材，并邀請(qǐng)企業(yè)工程師來(lái)校講座，擴(kuò)展工科學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)，為畢業(yè)后從事相關(guān)專(zhuān)業(yè)打下一定的基礎(chǔ)。

筆者學(xué)校與李群自動(dòng)化公司開(kāi)發(fā)的“月餅自動(dòng)包裝線(xiàn)”培訓(xùn)課程，該課程主要展現(xiàn)多個(gè)并聯(lián)機(jī)器人的支臂高速揮動(dòng)，將傳送帶輸送而至的月餅分揀到包裝盒中。視覺(jué)檢測(cè)儀器檢查包裝盒是否漏裝、錯(cuò)裝。在傳送帶終端，一盒盒檢測(cè)合格的月餅被機(jī)器人裝入精美的外包裝袋。筆者將這些過(guò)程拍成視頻給學(xué)生觀看，并帶領(lǐng)學(xué)生到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行觀摩教學(xué)，大大激發(fā)了學(xué)生對(duì)工業(yè)機(jī)器人的興趣。

三是建立“機(jī)器人興趣中心”，開(kāi)展工業(yè)機(jī)器人第二課堂活動(dòng)。學(xué)校通過(guò)與東莞的一些高新技術(shù)企業(yè)建立聯(lián)系，建立“機(jī)器人興趣中心”，招聘對(duì)機(jī)器人有著濃厚興趣的學(xué)生進(jìn)入“機(jī)器人興趣中心”，進(jìn)行第二課堂活動(dòng)，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中的個(gè)性問(wèn)題進(jìn)行專(zhuān)門(mén)研究，盡可能把一些想法產(chǎn)品化，從而滿(mǎn)足學(xué)生探究科技的積極性和成就感。

2.開(kāi)發(fā)工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)

一是開(kāi)設(shè)工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)。筆者學(xué)校從2015年開(kāi)始，開(kāi)設(shè)工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)。工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)將涉及機(jī)器人、機(jī)械手、智能裝備等設(shè)備。按照本專(zhuān)業(yè)所面向的崗位及崗位群對(duì)從業(yè)者知識(shí)、能力和素質(zhì)要求，確定人才培養(yǎng)目標(biāo)及人才培養(yǎng)規(guī)格，設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)方案。

工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案突出校企合作、工學(xué)結(jié)合，聘請(qǐng)企業(yè)技術(shù)人員與學(xué)校專(zhuān)業(yè)教師共同成立機(jī)器人專(zhuān)業(yè)建設(shè)指導(dǎo)委員會(huì)；建立穩(wěn)定的校外實(shí)習(xí)基地，利用企業(yè)的智能裝備、生產(chǎn)、場(chǎng)地和專(zhuān)業(yè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)；為企業(yè)“訂單”培養(yǎng)急需的機(jī)器人技能型人才，并為相關(guān)企業(yè)進(jìn)行職工培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)。

二是構(gòu)建“工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)”主干課程體系。工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)，以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的運(yùn)行和維護(hù)崗位的職業(yè)能力培養(yǎng)為切入點(diǎn)，依據(jù)典型工作任務(wù)，按照以工作過(guò)程為導(dǎo)向，進(jìn)行課程解析與重構(gòu)。打破傳統(tǒng)學(xué)科課程的束縛，將課程內(nèi)容項(xiàng)目化。同時(shí)依據(jù)國(guó)家統(tǒng)一的職業(yè)資格證書(shū)制度，將課程內(nèi)容與職業(yè)技能有效銜接。

經(jīng)過(guò)企業(yè)調(diào)研和論證，確定機(jī)器人專(zhuān)業(yè)主要核心課程包括：機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)、機(jī)器人視覺(jué)與傳感技術(shù)、PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)建與運(yùn)行、機(jī)器人控制技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人操作與編程、工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)單元安裝調(diào)試與運(yùn)行等課程。

三是校企共建“工業(yè)機(jī)器人車(chē)間課堂”。工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)的建設(shè)，企業(yè)的有效參與是關(guān)鍵，特別是如何充分利用企業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)和機(jī)器人的工作環(huán)境進(jìn)行教學(xué)是十分重要的。為了辦好工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)，學(xué)校與東莞華美食品有限公司、 廣東茵茵股份有限公司、 玖龍紙業(yè)有限公司、臺(tái)達(dá)電子電源有限公司、東莞三峰精密模具有限公司等10家企業(yè)進(jìn)行合作，在企業(yè)建立“工業(yè)機(jī)器人車(chē)間課堂”，根據(jù)東莞市政府2016年頒布的《東莞市職業(yè)教育校企合作促進(jìn)辦法（試行）》的規(guī)定，由市政府提供專(zhuān)項(xiàng)資金補(bǔ)助，對(duì)每個(gè)“車(chē)間課堂”一次性補(bǔ)助10萬(wàn)元。

四是校企共同開(kāi)發(fā)以機(jī)器人應(yīng)用和自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)為素材的教材。共建“車(chē)間課堂”的企業(yè)，有先進(jìn)自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)，以及工業(yè)機(jī)器人和機(jī)械手等智能裝備。為了“車(chē)間課堂”的有效教學(xué)，專(zhuān)業(yè)教師和企業(yè)工程師選取典型的機(jī)器人應(yīng)用的生產(chǎn)線(xiàn)，共同編寫(xiě)《機(jī)器人與自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)的運(yùn)行原理與保養(yǎng)維修指導(dǎo)教程》，教程內(nèi)容包括：產(chǎn)品工藝流程、生產(chǎn)線(xiàn)工作過(guò)程、生產(chǎn)線(xiàn)構(gòu)成原理、生產(chǎn)線(xiàn)保養(yǎng)與維修、產(chǎn)品裝夾定位、產(chǎn)品檢測(cè)、機(jī)器人作用等七個(gè)方面。如《嬰兒拉拉褲生產(chǎn)線(xiàn)運(yùn)行原理與保養(yǎng)維修指導(dǎo)教程》《全自動(dòng)多工位智能手機(jī)裝配線(xiàn)運(yùn)行原理與保養(yǎng)維修指導(dǎo)教程》《高效安全全自動(dòng)餅干生產(chǎn)線(xiàn)運(yùn)行原理與保養(yǎng)維修指導(dǎo)教程》《汽車(chē)配件自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)運(yùn)行原理與保養(yǎng)維修指導(dǎo)教程》等。

3.為企業(yè)外來(lái)工培訓(xùn)機(jī)器人應(yīng)用專(zhuān)業(yè)技能

“機(jī)器換人”后，出現(xiàn)了企業(yè)難以招到掌握機(jī)器人應(yīng)用的員工，同時(shí)外來(lái)務(wù)工人員存在專(zhuān)業(yè)技能不足，已有的技能跟不上產(chǎn)業(yè)升級(jí)的要求，在職場(chǎng)中處于被機(jī)器替代的狀態(tài)。為了解決這一矛盾，筆者學(xué)校和東莞百順紙品有限公司、智通人才網(wǎng)等企業(yè)合作，對(duì)外來(lái)務(wù)工人員進(jìn)行短期培訓(xùn)，使他們初步掌握智能設(shè)備操作與維修技能。近兩年累計(jì)開(kāi)班12個(gè)，培訓(xùn)員工520人，受惠企業(yè)36家。

培訓(xùn)主要采用業(yè)余授課和現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)相結(jié)合的方式進(jìn)行。先學(xué)習(xí)機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)、視覺(jué)與傳感技術(shù)、PLC控制系統(tǒng)等內(nèi)容，然后到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行機(jī)器人技術(shù)綜合訓(xùn)練、自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)保養(yǎng)維修訓(xùn)練教學(xué)。

4.建立教育部合作項(xiàng)目“工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用人才培養(yǎng)中心”

教育部啟動(dòng)了華航唯實(shí)、ABB、新時(shí)達(dá)工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域職業(yè)教育項(xiàng)目，在2017年2月公布的115所入圍院校名單中，筆者學(xué)校列入榜單。根據(jù)教育部要求，合作學(xué)校要建設(shè)“工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用人才培養(yǎng)中心”。該中心將獲得項(xiàng)目實(shí)施方贈(zèng)送價(jià)值約300萬(wàn)元的實(shí)訓(xùn)設(shè)備、教學(xué)資源、軟件平臺(tái)以及師資培訓(xùn)服務(wù)。

借助培養(yǎng)中心平臺(tái)，與實(shí)施方協(xié)商細(xì)化合作內(nèi)容，履行協(xié)議規(guī)定職責(zé)。該中心的建設(shè)周期為三年，第一年和第二年開(kāi)展實(shí)訓(xùn)場(chǎng)所建設(shè)、課程建設(shè)和師資培訓(xùn)，第三年開(kāi)展學(xué)生崗前培訓(xùn)及技能認(rèn)證。該中心將以推動(dòng)人才培養(yǎng)與崗位需求銜接為目標(biāo)，對(duì)接最新職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和崗位實(shí)際工作過(guò)程，實(shí)現(xiàn)校企協(xié)同育人，并推薦到華航唯實(shí)、ABB、新時(shí)達(dá)所覆蓋的全國(guó)20000家合作企業(yè)進(jìn)行實(shí)習(xí)和就業(yè)。

（作者單位：東莞理工學(xué)校）