基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)校企工業(yè)機(jī)器人實訓(xùn)基地合作機(jī)制的創(chuàng)新研究與對策

吳雪穎 唐滿賓 徐覃萍

[摘? ? ? ? ? ?要]? 隨著智能制造技術(shù)不斷創(chuàng)新，具有“自動化、安全化、高效率”優(yōu)勢的工業(yè)機(jī)器人已廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域，使企業(yè)的生產(chǎn)效率及自動化程度不斷提升。這意味著工業(yè)機(jī)器人的操作、安裝與調(diào)試、運(yùn)行與維修等綜合素質(zhì)技能人才需求量不斷加大，人才缺失問題會嚴(yán)重影響工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)進(jìn)度。高校作為企業(yè)人才的供給側(cè)，企業(yè)作為工業(yè)機(jī)器人和高校人才對接的核心紐帶，創(chuàng)新“校企合作”辦學(xué)機(jī)制，實現(xiàn)校企合作共建、共管，利用物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)建立校企工業(yè)機(jī)器人拆裝實訓(xùn)基地和培養(yǎng)符合市場要求的應(yīng)用型人才，轉(zhuǎn)變教師的教育觀念，改變學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境和學(xué)習(xí)方式，共享整合優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 物聯(lián)網(wǎng);工業(yè)機(jī)器人;校企合作;實訓(xùn)基地

[中圖分類號]? G717? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2019）11-0026-02

改革開放以來，我國制造業(yè)持續(xù)快速發(fā)展，已建立了較為全面的產(chǎn)業(yè)體系，不斷推動產(chǎn)業(yè)的工業(yè)化和現(xiàn)代化的發(fā)展，不斷增強(qiáng)我國的綜合國力。但與世界各國相比，我國的制造業(yè)仍不夠強(qiáng)大，其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)水平、信息化程度和自主創(chuàng)新能力、質(zhì)量效益等與發(fā)達(dá)國家仍有一定差距，要實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級則要實施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略。2015年，國務(wù)院印發(fā)《中國制造2025》指出我國實施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略的行動綱領(lǐng)，表明了“創(chuàng)新驅(qū)動、質(zhì)量為先、綠色發(fā)展、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、人才為本”的基本方針，堅持“市場主導(dǎo)、政府引導(dǎo)，立足當(dāng)前、著眼長遠(yuǎn)，整體推進(jìn)、重點突破，自主發(fā)展、開放合作”的基本原則。通過“三步走”實現(xiàn)制造強(qiáng)國的戰(zhàn)略目標(biāo)：第一步，到2025年邁入制造強(qiáng)國行列;第二步，到2035年中國制造業(yè)整體達(dá)到世界制造強(qiáng)國陣營中等水平;第三步，到新中國成立一百年時，綜合實力進(jìn)入世界制造強(qiáng)國前列。故發(fā)展工業(yè)機(jī)器人刻不容緩，工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)更不能等，應(yīng)通過政產(chǎn)學(xué)研通力配合，突破機(jī)器人關(guān)鍵核心技術(shù)的研究。

一、工業(yè)機(jī)器人專業(yè)人才需求與培養(yǎng)現(xiàn)狀

在《中國制造2025》《機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016—2020）》等相關(guān)國家政策支持下，國內(nèi)各企業(yè)抓住發(fā)展機(jī)遇，加快對工業(yè)機(jī)器人的研究。當(dāng)前我國生產(chǎn)制造智能化改革成績?nèi)找嫱癸@，根據(jù)IFR統(tǒng)計，2017年我國工業(yè)機(jī)器人的銷售量達(dá)到13.8萬臺，預(yù)計2018年將超過15萬臺，市場規(guī)模將達(dá)到62.3億美元，2020年，其規(guī)模將突破93.5億美元。工業(yè)機(jī)器人的投入量飛快增長，其應(yīng)用領(lǐng)域也不斷創(chuàng)新，現(xiàn)研究特種機(jī)器人替代人類從事消防、救災(zāi)、安防等復(fù)雜環(huán)境工作，不斷提高機(jī)器人在軍事、極限作業(yè)、應(yīng)急救援等領(lǐng)域的應(yīng)用。

目前，國家級高新區(qū)近40家規(guī)劃了機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園區(qū)，有36個城市將機(jī)器人產(chǎn)業(yè)列為重點發(fā)展對象，國內(nèi)機(jī)器人企業(yè)接近400家（工業(yè)機(jī)器人企業(yè)353家），間接從事機(jī)器人的企業(yè)約4000家。預(yù)計未來8年內(nèi)機(jī)器人相關(guān)行業(yè)崗位需求在200萬人左右，按照工信部的發(fā)展規(guī)劃，2020年，工業(yè)機(jī)器人裝機(jī)量將達(dá)到100萬臺，大概需要20萬工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用相關(guān)從業(yè)人員。然而目前開設(shè)機(jī)器人專業(yè)的高校較少，且缺少相應(yīng)的教師隊伍以及實訓(xùn)基地，巨大的人才缺口會拖慢機(jī)器人的發(fā)展進(jìn)度，也會導(dǎo)致機(jī)器人研發(fā)無人才補(bǔ)給。

高職院校開設(shè)的工業(yè)機(jī)器人專業(yè)剛起步，其專業(yè)的師資力量、課程建設(shè)體系、工業(yè)機(jī)器人的類型和設(shè)備、實訓(xùn)基地的建設(shè)還存在一定的欠缺，其專業(yè)不僅需要了解機(jī)器人的工作原理、還需理解機(jī)器人的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、機(jī)器人間的協(xié)調(diào)工作以及如何編程讓機(jī)器人按我們所需的路線完成一定的任務(wù)等。由于專業(yè)的特殊性，所培養(yǎng)相應(yīng)的綜合素質(zhì)人才的速度和質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上工業(yè)機(jī)器人的步伐。故需尋找更有效的方法，加深相關(guān)專業(yè)的建設(shè)以及課程改革，培養(yǎng)出滿足市場需求的應(yīng)用型人才。

二、基于“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”的校企合作機(jī)制創(chuàng)新研究與對策

（一）“基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”創(chuàng)新校企合作的辦學(xué)機(jī)制

工業(yè)機(jī)器人是典型的多學(xué)科交叉融合的新興行業(yè)，具有“三高一低”的特點，即技術(shù)要求高、人才要求高、資金投入高、人才輸出低。目前，機(jī)器人人才需求領(lǐng)域與高校培養(yǎng)人才產(chǎn)出嚴(yán)重不平衡，主要原因是工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用普及導(dǎo)致人才需求飆升，此外，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用及高端技術(shù)人才的人才培養(yǎng)質(zhì)量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，高校的人才培養(yǎng)模式跟不上行業(yè)的發(fā)展步伐。這就要求高校的職業(yè)教育和培訓(xùn)方案及機(jī)制以市場需求為導(dǎo)向，企業(yè)作為中間紐帶，靈敏洞察到市場所需的人才，故需改變高校辦學(xué)機(jī)制，與企業(yè)親密合作，運(yùn)用“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”，企業(yè)與高校協(xié)調(diào)管控，應(yīng)用先進(jìn)的前沿技術(shù)理論，優(yōu)化辦學(xué)機(jī)制，實時更新人才培養(yǎng)模式、產(chǎn)業(yè)專業(yè)建設(shè)、在線教育模式、實習(xí)實訓(xùn)模式以及職業(yè)發(fā)展路徑的全方位研究發(fā)展。

（二）“校企共建、優(yōu)質(zhì)共享”，建設(shè)“多種載體”的專業(yè)教學(xué)資源

工業(yè)機(jī)器人專業(yè)是新興專業(yè)，眾多本科、高職院校關(guān)于機(jī)器人專業(yè)的建設(shè)還處于摸索階段，關(guān)于工業(yè)機(jī)器人的教科書以及課程資源、實訓(xùn)模式等都很稀缺，關(guān)于工業(yè)機(jī)器人的專業(yè)人才培養(yǎng)也不是很全面，甚至有可能培養(yǎng)出的學(xué)生所掌握的技能落后于當(dāng)前的機(jī)器人前線技能要求水平。企業(yè)的優(yōu)勢在于研發(fā)前沿、熟知機(jī)器人的結(jié)構(gòu)、電氣控制與調(diào)試及了解市場需求等，這正是高校的短板。因此，校企合作可以利用各自優(yōu)勢，建設(shè)國家精品課程，豐富教學(xué)資源庫以及相關(guān)職師培訓(xùn)資源，開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)空間教學(xué)模式，轉(zhuǎn)換學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境及學(xué)習(xí)方式，應(yīng)用“在線指導(dǎo)”和“遠(yuǎn)程教室”教學(xué)等模式。

（三）“與工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)對接”，優(yōu)化“訂單式”課程體系

物聯(lián)網(wǎng)以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，其應(yīng)用的延拓和業(yè)務(wù)擴(kuò)展，物聯(lián)網(wǎng)的組成和運(yùn)作與互聯(lián)網(wǎng)相聯(lián)結(jié)。物聯(lián)網(wǎng)可以分為傳感層、傳輸層和應(yīng)用層。感知層相當(dāng)于人體感知器官，通過企業(yè)獲知市場對專業(yè)人才的需求;網(wǎng)絡(luò)層相當(dāng)于人體的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，基于互聯(lián)網(wǎng)把市場需求和技術(shù)傳達(dá)給學(xué)校;應(yīng)用層相當(dāng)于人的社會分工，學(xué)校針對具體要求更新相關(guān)的培養(yǎng)計劃，具體完善每個模塊的課程體系，優(yōu)化課程內(nèi)容遴選機(jī)制和課程結(jié)構(gòu)，為實時培養(yǎng)滿足市場需求的應(yīng)用型人才做好基礎(chǔ)。此外，教師根據(jù)目前的技術(shù)發(fā)展水平，不斷更新教學(xué)方法和手段，改變學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境，為打造精品課程、精品專業(yè)，為自身職業(yè)發(fā)展做好準(zhǔn)備。

（四）“運(yùn)用VR先進(jìn)技術(shù)，虛實結(jié)合”，建成融合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的“開放式”工業(yè)機(jī)器人實訓(xùn)基地

虛擬現(xiàn)實技術(shù)簡稱VR，它能夠在多維信息空間上創(chuàng)建虛擬仿真環(huán)境，學(xué)生可以沉浸在仿真環(huán)境中，與環(huán)境交互操作，有助于學(xué)生對其復(fù)雜原理及結(jié)構(gòu)進(jìn)一步了解，也有助于思維啟發(fā)。工業(yè)機(jī)器人設(shè)備建設(shè)成本高、投入大，其專業(yè)建設(shè)成為了許多高職院校面臨的難題，工業(yè)機(jī)器人涉及多方面專業(yè)知識的融合，其結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，如沒有專門的機(jī)器人實訓(xùn)基地，教學(xué)開展比較困難。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以構(gòu)建與實際工業(yè)機(jī)器人實訓(xùn)平臺全真的仿真系統(tǒng)，通過該平臺，學(xué)生可以多次試驗完成工業(yè)機(jī)器人實訓(xùn)平臺的設(shè)計、拆裝或安裝、編程與調(diào)試，實驗成功后可進(jìn)行真正實操，加深理論學(xué)習(xí)的印象，虛擬實驗室與真實實驗室相結(jié)合，會使課堂組織更加靈活。此外，可以建立多種類型的工業(yè)機(jī)器人，滿足機(jī)器人技術(shù)更新進(jìn)度，在不需要大幅增加投入的情況下，保證教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)效果。這不僅可以作為企業(yè)員工培養(yǎng)，也可作為中職院校的培訓(xùn)基地。

三、結(jié)束語

在我國強(qiáng)國制造戰(zhàn)略不斷深入推進(jìn)的過程中，為了適應(yīng)新技術(shù)、新變化、新趨勢，對高校的工業(yè)機(jī)器人專業(yè)技能培養(yǎng)要求提出了新挑戰(zhàn)。高校作為專業(yè)技能人才的供給側(cè)，如何利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以校企深度合作為切入點，創(chuàng)新校企合作機(jī)制，探索實訓(xùn)體系、教學(xué)資源等方面將工業(yè)機(jī)器人技能人才培育與制造過程全方位對接，是實現(xiàn)技能與職業(yè)素養(yǎng)培育同步行業(yè)發(fā)展的有效措施，也為工業(yè)機(jī)器人技能人才培養(yǎng)從供給側(cè)實現(xiàn)轉(zhuǎn)變提供了有效支撐。校企的合作機(jī)制創(chuàng)新，建立高效的合作運(yùn)行機(jī)制，將企業(yè)先進(jìn)管理文化和校方的思想建設(shè)融為一體，培養(yǎng)具有工匠精神的新時代技術(shù)人員。

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