智能制造背景下地方本科院校機(jī)械工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)研究

梅華平，李玉梅，李 濤

（湖北工程學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，湖北 孝感432000）

0 引言

隨著《中國(guó)制造2025》規(guī)劃的深入實(shí)施，智能制造已提升為國(guó)家主攻戰(zhàn)略方向，伴隨著國(guó)家智能制造示范區(qū)和和制造業(yè)創(chuàng)新中心的建設(shè)，應(yīng)加大智能制造需要的智力投入和人才培養(yǎng)[1]。而培養(yǎng)大量適應(yīng)智能制造的技術(shù)技能人才正是應(yīng)用型本科院校的機(jī)械工程專業(yè)應(yīng)承擔(dān)的人才培養(yǎng)任務(wù)。本文系統(tǒng)分析了機(jī)械行業(yè)智能制造技術(shù)技能人才培養(yǎng)特點(diǎn)和素質(zhì)要求，研究了產(chǎn)教融合、校企合作培養(yǎng)滿足智能制造要求的技術(shù)技能人才的實(shí)施思路。

1 智能制造人才的能力需求分析

機(jī)械行業(yè)智能制造分為五大領(lǐng)域，即智能裝備制造、智能控制系統(tǒng)、智能工業(yè)網(wǎng)絡(luò)、智能制造技術(shù)和智能管理，是集成了制造技術(shù)創(chuàng)新、管理模式創(chuàng)新和組織方式創(chuàng)新的先進(jìn)制造技術(shù)，是數(shù)字化制造、精益生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)化制造、虛擬制造、敏捷制造和綠色制造等多種先進(jìn)制造系統(tǒng)和模式的結(jié)合體[1]；智能制造技術(shù)的核心是將新型傳感器、智能控制系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人、自動(dòng)化成套設(shè)備通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)形成一個(gè)“智慧工廠”[2]。智能制造的關(guān)鍵技術(shù)主要包括：現(xiàn)代傳感技術(shù)、裝備制造技術(shù)、自動(dòng)化與控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、數(shù)控編程技術(shù)、數(shù)字化制造技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)與擬人化智能技術(shù)等。是裝備制造技術(shù)與智能技術(shù)、信息技術(shù)的集成與融合。因此，智能制造對(duì)機(jī)械工程專業(yè)大學(xué)畢業(yè)生提出了如下新技術(shù)技能要求[3]：（1）具有數(shù)字化設(shè)計(jì)和制造的知識(shí)技能如CAD、CAM、CAE等以及相關(guān)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。（2）需要掌握更多的傳感技術(shù)、信息技術(shù)、智能技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。（3）需要更多地關(guān)注工藝布局、工藝實(shí)施、工藝優(yōu)化，掌握CAPP、PDM、加工過(guò)程動(dòng)態(tài)仿真這些新技能。（4）需要具備智能管理的知識(shí)和能力，如生產(chǎn)過(guò)程執(zhí)行管理系統(tǒng)（MES）、企業(yè)資源計(jì)劃（ERP）等工具的運(yùn)用。

2 應(yīng)用型本科機(jī)械工程專業(yè)人才培養(yǎng)存在的問(wèn)題

地方本科院校在應(yīng)用型人才培養(yǎng)的過(guò)程中，仍有許多不足之處，無(wú)法適應(yīng)智能制造業(yè)的人才所要求的知識(shí)、能力和素質(zhì)需求。首先，危機(jī)意識(shí)不足，推進(jìn)力度參差不齊，各校普遍認(rèn)為智能制造還遠(yuǎn)未開(kāi)始。我國(guó)制造業(yè)大多處于工業(yè)2.0水平，部分接近或達(dá)到工業(yè)3.0水平，因此，我國(guó)制造業(yè)普及工業(yè)2.0的路還沒(méi)有完成、補(bǔ)齊工業(yè)3.0的基礎(chǔ)還沒(méi)有夯實(shí)，在如此低水平的基礎(chǔ)上推行工業(yè)4.0，瞻前顧后并止步不前。因此，對(duì)接智能制造、調(diào)整人才培養(yǎng)模式，進(jìn)行卓有成效的改革與建設(shè)，任務(wù)十分艱巨。其次，一些新設(shè)立的地方本科院校不愿放下身段，無(wú)視其應(yīng)用型、地方型、技術(shù)技能型的特色定位，將學(xué)科體系片面傾向于學(xué)術(shù)型和研究性人才培養(yǎng)，與企業(yè)合作的廣度、深度不夠。由于雙師型師資缺乏和實(shí)習(xí)實(shí)踐基地建設(shè)薄弱，學(xué)生的工程實(shí)踐能力、實(shí)操技能和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力得不到有效培養(yǎng)。另一些學(xué)校雖然開(kāi)辦了針對(duì)智能制造的專業(yè)方向，或在專業(yè)選修課上增加了若干智能制造的相關(guān)課程，但由于目標(biāo)崗位能力需求不明確，無(wú)法充分對(duì)接地方和區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)需求。最后，智能制造涉及機(jī)械、電子、信息、人工智能和系統(tǒng)管理等新知識(shí)與新技術(shù)，學(xué)科的綜合性廣、跨度大，而各校工科各專業(yè)普遍以教學(xué)學(xué)院為單位分設(shè)，盡管一些學(xué)校建立了跨學(xué)科的教學(xué)與實(shí)踐大平臺(tái)，但教學(xué)學(xué)院的傳統(tǒng)建制造成了師資、技術(shù)和資源的割裂，不利于復(fù)合型智能制造人才的培養(yǎng)。教師參與地方企業(yè)的科研活動(dòng)少，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，對(duì)地方智能制造關(guān)鍵技術(shù)缺少了解，造成很多專業(yè)的課程教學(xué)、實(shí)踐與企業(yè)的人才需求嚴(yán)重脫節(jié)。

3 面向智能制造的人才培養(yǎng)方案實(shí)施建議

3.1 開(kāi)展校企合作，創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式

在近年的辦學(xué)過(guò)程中，大部分地方本科院校的地方型、應(yīng)用型和技術(shù)技能的定位逐漸清晰，但與用人單位對(duì)于畢業(yè)生的知識(shí)、能力和素質(zhì)的需求之間仍然存在較大的差距，對(duì)于高等學(xué)校來(lái)說(shuō)解決這一問(wèn)題的的有效措施在于人才培養(yǎng)模式的改革和創(chuàng)新。首先，應(yīng)借鑒國(guó)外人才培養(yǎng)的有效實(shí)踐，建立能力導(dǎo)向的教學(xué)目標(biāo)、開(kāi)設(shè)應(yīng)用導(dǎo)向的課程[1]、注重實(shí)踐的教學(xué)過(guò)程、開(kāi)展形式多樣的校企合作。其次，地方本科院校應(yīng)調(diào)整與轉(zhuǎn)變校企合作思路，打破校企合作壁壘，拓展多邊協(xié)作，將產(chǎn)業(yè)的理念、技術(shù)、資源整合到高校的課程、實(shí)訓(xùn)以及師資中，從機(jī)制、理念、課程體系、培養(yǎng)路徑、質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)參與程度等多方面，對(duì)人才培養(yǎng)體系進(jìn)行創(chuàng)新升級(jí)和深度變革。同時(shí)將高校培養(yǎng)的畢業(yè)生、科研成果以及雙創(chuàng)成果帶給產(chǎn)業(yè)，滿足其對(duì)人才和創(chuàng)新的需求。

3.2 統(tǒng)籌通與專的關(guān)系，優(yōu)化專業(yè)人才培養(yǎng)方案

首先，夯實(shí)機(jī)械類學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)，拓展智能制造相關(guān)技術(shù)知識(shí)。應(yīng)用型本科機(jī)械類專業(yè)要圍繞應(yīng)用型人才成長(zhǎng)必備的學(xué)科、專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)，整合教學(xué)內(nèi)容，在傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)理論和機(jī)械制造技術(shù)的基礎(chǔ)上，適度增加計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)、人工智能技術(shù)和信息技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)，構(gòu)建適合智能制造發(fā)展方向的機(jī)械類專業(yè)學(xué)科、專業(yè)大平臺(tái)。其次，以智能制造對(duì)應(yīng)用型人才能力的需求為導(dǎo)向，細(xì)分專業(yè)方向。智能制造涉及的技術(shù)面廣、跨度大，面面俱到、全面學(xué)習(xí)與掌握智能制造的知識(shí)和技術(shù)是不可能的。因此，學(xué)校應(yīng)著力于面向區(qū)域和地方智能制造企業(yè)對(duì)應(yīng)用型人才的需求開(kāi)展針對(duì)性和適應(yīng)性培養(yǎng)，抓住核心技術(shù)，明確能力培養(yǎng)目標(biāo)，優(yōu)化培養(yǎng)方案；正確處理好“通與專”教學(xué)內(nèi)容，既要保證所有學(xué)生對(duì)智能制造有一個(gè)全面的初步了解，又要細(xì)分智能制造領(lǐng)域應(yīng)用型人才的目標(biāo)崗位群，針對(duì)關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用開(kāi)設(shè)不同專業(yè)方向。

3.3 改革教學(xué)方法和手段，提升教育教學(xué)質(zhì)量。

首先，教育應(yīng)以學(xué)生為中心，圍繞應(yīng)用型人才培養(yǎng)特點(diǎn)，積極探索PBL、項(xiàng)目教學(xué)法等。讓教師從“知識(shí)傳播者”向“知識(shí)引領(lǐng)者、技能培訓(xùn)者、人才開(kāi)發(fā)者、職業(yè)教練和心靈導(dǎo)師”轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)“以學(xué)習(xí)者為中心”的新型教學(xué)模式[4]；其次，利用現(xiàn)代化信息技術(shù)，采用網(wǎng)絡(luò)在線課程和虛擬現(xiàn)實(shí)等數(shù)字化教學(xué)方式，為專業(yè)基礎(chǔ)課程和面向智能制造的專業(yè)課程教學(xué)的融合搭建平臺(tái)，如MOOC、SPOC、微格教學(xué)等；最后，鼓勵(lì)學(xué)生充分利用網(wǎng)絡(luò)資源自學(xué)，通過(guò)輔導(dǎo)、引導(dǎo)最后考核，提高學(xué)生自我管理和學(xué)習(xí)能力，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。

3.4 圍繞關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建互聯(lián)網(wǎng)+智能制造實(shí)訓(xùn)平臺(tái)

應(yīng)用型人才培養(yǎng)強(qiáng)調(diào)“應(yīng)用性和實(shí)踐性”，應(yīng)構(gòu)建知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)的育人模式和理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)協(xié)同的培養(yǎng)過(guò)程，強(qiáng)化智能制造關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用，重構(gòu)實(shí)踐教學(xué)能力培養(yǎng)目標(biāo)，構(gòu)建以能力培養(yǎng)為主線并持續(xù)全部培養(yǎng)過(guò)程的實(shí)踐教學(xué)體系[5]。通過(guò)產(chǎn)教融合計(jì)劃，與知名智能制造企業(yè)如SIEMENS、ABB、GE和FANUC等建設(shè)并利用互聯(lián)網(wǎng)+智能制造實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，開(kāi)展工業(yè)機(jī)器人示教編程、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（SCADA)、邏輯控制系統(tǒng)（PLC)、離散控制系統(tǒng)（DCS)、生產(chǎn)過(guò)程執(zhí)行管理系統(tǒng)（MES）等智能制造相關(guān)項(xiàng)目的實(shí)訓(xùn)[6]，實(shí)現(xiàn)智能制造、機(jī)器人、自動(dòng)化、信息與通信的技術(shù)的融合應(yīng)用和學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)能力、開(kāi)發(fā)編程能力和實(shí)踐動(dòng)手能力的綜合提升[7]。

4 結(jié)語(yǔ)

智能制造是制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的必然趨勢(shì)，對(duì)人才的培養(yǎng)模式和知識(shí)能力結(jié)構(gòu)提出了新要求。地方本科高校機(jī)械專業(yè)教育應(yīng)準(zhǔn)確把握應(yīng)用型、地方型、技術(shù)技能型的特色定位，主動(dòng)適應(yīng)智能制造產(chǎn)業(yè)的新變化、滿足智能制造人才知識(shí)能力的新需求。為此，本文針對(duì)智能制造的技術(shù)特征和關(guān)鍵技術(shù)，通過(guò)分析應(yīng)用型本科機(jī)械工程專業(yè)人才培養(yǎng)存在的問(wèn)題，提出了創(chuàng)新校企合作模式，統(tǒng)籌通與專的關(guān)系，改革教學(xué)方法和手段，開(kāi)展產(chǎn)教融合，構(gòu)建互聯(lián)網(wǎng)+智能制造實(shí)訓(xùn)平臺(tái)等改革思路，以培養(yǎng)出滿足智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的復(fù)合型專業(yè)技術(shù)人才。