應(yīng)用型本科高校設(shè)置機器人工程專業(yè)的前景

王剛 馮鈞

摘 ?要：在“中國制造2025”的國家戰(zhàn)略大背景下，隨著傳統(tǒng)制造業(yè)的改造提升、人工成本的快速提高，促使企業(yè)不得不考慮用更多的機器人來代替人工，自2013年以來，中國已經(jīng)成為全球規(guī)模最大的工業(yè)機器人市場，亟需懂機器人原理，又會維修、維護的技術(shù)人才。

關(guān)鍵詞：機器人;應(yīng)用型本科;自動化

中圖分類號：G640 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2019）11-0056-03

Abstract： Under the background of the national strategy of "Made in China 2025"， with the improvement of traditional manufacturing and the rapid increase of labor costs， enterprises have to consider using more robots instead of labor. Since 2013， China has become the world's largest industrial robot market， there is no need to understand the robot principle， but also to repair and maintain the technical personnel.

Keywords： robotics; application-based undergraduate; automation

前言

機器人是各個學(xué)科高度集成、綜合交叉的一個學(xué)科，涉及到機械、控制、儀器、計算機，甚至還有電氣工程，因為涉及面較廣，自己沒有一個單個的專業(yè)，所以，國內(nèi)外開展機器人工程教學(xué)和研究的高校，其專業(yè)所屬院系比較多樣。國際上比方說美國，獨立設(shè)置機器人專業(yè)的高校也就是一所：卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)，其他諸如麻省理工、伯克利、哈佛等，要么設(shè)置在機械工程系，要么設(shè)置在電子電氣系，計算機與工程系或者機械工程系等等。國內(nèi)高校也是如此，有的將其設(shè)置在機械學(xué)院，有的在自動化學(xué)院，有的在儀器學(xué)院，有的在電氣學(xué)院，還有的在計算機學(xué)院。

一、國內(nèi)院校開設(shè)機器人專業(yè)基本情況

截止目前，全國開設(shè)機器人工程專業(yè)高校還遠遠無法滿足市場對機器人方面人才的需求。其中，東北大學(xué)成為全國第一個開設(shè)了機器人學(xué)院的高校。在江蘇高校中，東南大學(xué)率先在本科設(shè)立了“機器人工程”專業(yè)，納入自動化學(xué)院，并將于2016年招生。省內(nèi)其它高校包括南京理工大學(xué)、南京郵電大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、南京工程學(xué)院都只是開設(shè)與機器人相關(guān)的專業(yè)課程和研究方向，但都沒有獨立的機器人工程專業(yè)。

和本科高校不同，不少職業(yè)院校近幾年陸續(xù)開辦了機器人相關(guān)專業(yè)。到2014年，江蘇省有多所職業(yè)院校開設(shè)工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)，以這一專業(yè)進行獨立招生，包括蘇州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院、無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院、及常州機電、常州紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院等。2015年又新增南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院、蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)院、淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院、江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院、江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院等。目前，江蘇省開辦工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)的高職院校超過10所。

二、機器人方向人才市場需求

根據(jù)《機器人產(chǎn)業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》，到“十三五”末期，中國工業(yè)機器人市場需求量將達到15萬臺，保有量超過80萬臺。國家工業(yè)和信息化部曾發(fā)布《關(guān)于推進工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》，意見其中提出機器人發(fā)展產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標是：到2020年，工業(yè)機器人裝機量將達到100萬臺，形成較為完善的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)體系，培育8-10個配套產(chǎn)業(yè)集群，大概需要20萬工業(yè)機器人應(yīng)用相關(guān)從業(yè)人員。意見要求，到2020年，工業(yè)機器人行業(yè)和企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力和國際競爭能力明顯增強，高端產(chǎn)品市場占有率提高到45%以上，機器人密度（每萬名員工使用機器人臺數(shù)）達到100以上，基本滿足國防建設(shè)、國民經(jīng)濟和社會發(fā)展需要。

以下為中國未來的機器人工程專業(yè)就業(yè)基地：

上海：浦東，寶山——機器人產(chǎn)業(yè)園（ABB、FANAC、KUKA、HYUNDAI）;

哈爾濱：哈南工業(yè)新城——工業(yè)機器人、服務(wù)機器人（哈工大）;

沈陽：沈撫新城機器人產(chǎn)業(yè)基地——機器人及智能裝備（沈自所）;

蘇州：（高新區(qū)川崎、張家港NACHI）：工業(yè)機器人、智能機器人;

常州：高新區(qū)的機器人及智能裝備產(chǎn)業(yè)園——機器人及智能裝備（安川）;

天津：濱海新區(qū)——數(shù)控及自動化技術(shù);

唐山：高新區(qū)——焊接（松下）、礦山搶險機器人;

重慶：璧山機器人與智能裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟——特種機器人;

青島：國際機器人產(chǎn)業(yè)園——工業(yè)機器人;

徐州：經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)機器人產(chǎn)業(yè)園——焊接、包裝、高空作業(yè)機器人。

在人力成本上升的背景下，工業(yè)機器人前景誘人，進入了一個大發(fā)展的時代。機器人正在代替人工完成勞動強度大、勞動環(huán)境惡劣的生產(chǎn)過程，如，富士康啟動了“百萬機器人”上崗計劃，而大規(guī)模工業(yè)機器人的應(yīng)用也催生了大量新崗位，包括工業(yè)機器人的安裝、調(diào)試及維護、維修等。同時，機器人制造商需求大量制造、編程與調(diào)試、安裝與維護、銷售等技術(shù)服務(wù)人員。

針對培養(yǎng)方向，我們對工業(yè)機器人控制領(lǐng)域的社會需求現(xiàn)狀和相關(guān)高?，F(xiàn)有招生數(shù)量和辦學(xué)現(xiàn)狀展開調(diào)研，樣本數(shù)據(jù)如下：

（1）通過大型人才招聘網(wǎng)調(diào)研和不完全統(tǒng)計，獲得工業(yè)機器人方向工作崗位需求樣本情況，以江蘇地區(qū)為例，相關(guān)數(shù)據(jù)如表1。

（2）通過網(wǎng)絡(luò)和相關(guān)高校實地調(diào)研和不完全統(tǒng)計，獲得近三年工業(yè)機器人控制領(lǐng)域的，高校招生數(shù)量和培養(yǎng)現(xiàn)狀，以長三角地區(qū)的江蘇省高校為例，相關(guān)數(shù)據(jù)如表2。

由上述兩張表可以看出，從社會需求總量和高校招生現(xiàn)狀的人才總量對比來看，工業(yè)機器人控制方向的工作崗位呈現(xiàn)出供不應(yīng)求的局面，教研組通過企業(yè)走訪、集體調(diào)研、分析和討論，分析得出勝任這一領(lǐng)域的相關(guān)崗位需要學(xué)生具備以下相應(yīng)的工作崗位技能：

（1）能勝任從事機器人研發(fā)、工程設(shè)計、機器人控制系統(tǒng)的裝配與調(diào)試等相關(guān)工作;

（2）能勝任從事機器人工作站及自動化生產(chǎn)線系統(tǒng)集成、安裝、編程、調(diào)試以及運行維護等相關(guān)工作;

（3）能勝任從事工業(yè)機器人系統(tǒng)集成與故障診斷等相關(guān)工作;

（4）能勝任從事操縱機器人進行生產(chǎn)工程自動化的工業(yè)控制等相關(guān)工作;

（5）能勝任從事機器人銷售及售后服務(wù)等相關(guān)工作。

眾多企業(yè)迫切需要從勞動密集型向自動化生產(chǎn)過渡升級，急需大量更新自動化設(shè)備，同時需要大量設(shè)備設(shè)計、集成、安裝調(diào)試、使用維護人員。

機器人市場在以每年30%的速度遞減，而相應(yīng)的人才儲備數(shù)量和質(zhì)量卻捉襟見肘。目前應(yīng)屆畢業(yè)生的能力普遍不能直接上崗，無法滿足企業(yè)的用人需求，經(jīng)常會出現(xiàn)大量人員求職，企業(yè)卻感嘆招聘不到人的情況（相對的人工荒）。

三、機器人專業(yè)方向產(chǎn)業(yè)依托

近年來，國家相繼出臺實施“中國制造2025”、“工業(yè)4.0”等一批國家重大戰(zhàn)略計劃，標志著“十三五”時期是我國社會經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略機遇期，面臨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、社會結(jié)構(gòu)、需求結(jié)構(gòu)的“三重轉(zhuǎn)型”，經(jīng)濟結(jié)構(gòu)和增長動力將發(fā)生深刻變化，新型工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化同步推進，高端裝備制造業(yè)快速發(fā)展，新一代信息技術(shù)與傳統(tǒng)制造業(yè)深度融合，中國將全面進入貫徹實施智能制造強國戰(zhàn)略階段，這些都為高校專業(yè)建設(shè)提供了重要依據(jù)。

江蘇省處于中國經(jīng)濟最具活力的長江三角洲地區(qū)，其先進制造業(yè)和戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)在國家經(jīng)濟發(fā)展中具有舉足輕重的地位，面臨著中國制造的全面升級，傳統(tǒng)工業(yè)從3.0邁向4.0的時代已經(jīng)到來，勢必對江蘇高校專業(yè)定位調(diào)整、人才培養(yǎng)的數(shù)量、質(zhì)量、知識結(jié)構(gòu)、綜合素質(zhì)等都提出了新的要求。江蘇較好的經(jīng)濟社會環(huán)境、較為先進的工業(yè)基礎(chǔ)，為工業(yè)機器人奠定了堅實基礎(chǔ)，也為加快推進工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了有利條件。江蘇省將以“高端化、集聚化、特色化、智能化”為思路，通過工業(yè)機器人建設(shè)帶動自動控制、信息技術(shù)等產(chǎn)業(yè)的規(guī)模發(fā)展，達到降低人力成本、提高生產(chǎn)效率、改善工業(yè)產(chǎn)量的目的。通過產(chǎn)業(yè)集聚和工業(yè)園區(qū)建設(shè)，形成以沿江地區(qū)為核心、覆蓋全省的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)集群。在這樣的背景下，專業(yè)發(fā)展規(guī)劃必須不斷研究、分析相關(guān)江蘇省產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢，明確人才培養(yǎng)規(guī)格，優(yōu)化人才培養(yǎng)方案，提升專業(yè)與地方產(chǎn)業(yè)的對接度，培養(yǎng)符合地方社會需求的“現(xiàn)場工程師”。

四、機器人教育的必要性

長期以來，我國依靠低廉的勞動力成本和相對簡陋的勞動保障條件來生產(chǎn)著具有價格競爭力的產(chǎn)品，隨著國內(nèi)勞動力成本的急劇上升，這一優(yōu)勢將不復(fù)存在。工業(yè)機器人作為一種新型勞動力，正悄然改變著制造業(yè)的用工模式，以人為主的生產(chǎn)模式正逐漸向以機器人為主的模式轉(zhuǎn)變;機器人生產(chǎn)的高效率和低成本優(yōu)勢正逐漸被廣大生產(chǎn)企業(yè)接受;機器人（自動化）代替人工成為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與升級的催化劑;工業(yè)化進程本身就是一個“機器替代人”的過程;用“機器人”打敗“人”，是美國“再工業(yè)化”戰(zhàn)略的方法之一。在世界范圍內(nèi)，現(xiàn)代制造業(yè)正向數(shù)字化工廠的方向發(fā)展，而數(shù)字化工廠的核心裝備正向基于機器人的自動化柔性制造系統(tǒng)（工業(yè)自動化流水線）方向發(fā)展。美國、歐盟、日本、韓國等都制定了本國的機器人發(fā)展戰(zhàn)略，這些發(fā)達國家看好機器人教育對未來高科技社會的作用和影響，他們在高等院校都不同程度地對學(xué)生進行機器人教育。在這樣的大背景下，為了進一步與國際接軌，迎接即將到來的機器人時代，我們必須大力發(fā)展機器人教育。

美國、日本等一些發(fā)達國家都看好機器人教育對未來高科技社會的作用和影響，他們在高職類院校乃至中小學(xué)信息技術(shù)教育中都不同程度地對學(xué)生進行機器人教育。為了與國際接軌，為了迎接即將到來的機器人時代，我們必須大力發(fā)展機器人教育。目前，國內(nèi)高等學(xué)府及職業(yè)類院校先后開展了機器人教育。隨著機器人技術(shù)的進一步發(fā)展，機器人將會走進越來越多的學(xué)校，越來越多的學(xué)生將與機器人成為伙伴。面對機器人教育的快速發(fā)展，如果院校不及時采取措施，不在相關(guān)技術(shù)教育專業(yè)的師生中開展機器人教育，那么必將會出現(xiàn)機器人人才及教師隊伍嚴重缺乏的情況。

機器人是典型機電一體化設(shè)備，集機械設(shè)計、伺服控制、電子電氣、控制方法、傳感器等技術(shù)于一體，可作為很好的實踐教學(xué)項目。同時機器人及自動化生產(chǎn)線動作復(fù)雜，模塊化、可重構(gòu)，可組線，運用靈活，可實現(xiàn)多種教學(xué)實踐，比一般的教學(xué)設(shè)備性價比更高。

五、結(jié)束語

開設(shè)機器人工程本科專業(yè)，不僅可以拓寬高校畢業(yè)生的就業(yè)渠道，而且可以積極融入地方，滿足區(qū)域經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展對人才的需要。

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