淺談智能制造背景下高職院校專業(yè)建設(shè)方案

董文波

職業(yè)教育是為適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展的需要和個人就業(yè)的要求，對受過一定教育的人進行職業(yè)素養(yǎng)特別是職業(yè)能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練，為其提供從事某種職業(yè)必需的實踐經(jīng)驗，并能迅速適應(yīng)職業(yè)崗位需要的一種教育[1]。那么要適應(yīng)時代的發(fā)展，職業(yè)教育就必須時刻在變。中國制造2025，是我國緊追德國工業(yè)4.0、美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，進一步發(fā)展我國制造業(yè)，使我國在創(chuàng)新創(chuàng)造能力上進一步提升，把我國建設(shè)成為引領(lǐng)世界制造業(yè)發(fā)展的制造強國，為實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國夢打下堅實基礎(chǔ)。為此，天津工業(yè)職業(yè)學(xué)院天鐵校區(qū)（以下簡稱天鐵校區(qū)）為適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展，有意增設(shè)智能制造技術(shù)專業(yè)。本文結(jié)合宜科（天津）電子有限公司在智能制造方面的發(fā)展，針對天鐵校區(qū)的實際情況，對專業(yè)建設(shè)方面涉及的教師團隊建設(shè)，專業(yè)課程建設(shè)，校內(nèi)實訓(xùn)平臺搭建及校外實訓(xùn)基地建設(shè)方面進行了探索與研究。

1 智能制造核心技術(shù)淺談

首先，我們來看下工業(yè)的發(fā)展：工業(yè)1.0 即機械化，以蒸汽機為標(biāo)志，用蒸汽動力驅(qū)動機器取代人力，從此手工業(yè)從農(nóng)業(yè)分離出來，正式進化為工業(yè)。這個時期產(chǎn)品和技術(shù)都沒有標(biāo)準(zhǔn)化；工業(yè)2.0 即電氣化，以電力的廣泛應(yīng)用為標(biāo)志，用電力驅(qū)動機器取代蒸汽動力，從此零部件生產(chǎn)與產(chǎn)品裝配實現(xiàn)分工，工業(yè)進入大規(guī)模生產(chǎn)時代。標(biāo)準(zhǔn)化時代來臨；工業(yè)3.0 即自動化，以PLC（可編程邏輯控制器）和PC（個人計算機）的應(yīng)用為標(biāo)志，從此機器不但接管了人的大部分體力勞動，同時也接管了一部分腦力勞動，工業(yè)生產(chǎn)能力也自此超越了人類的消費能力，人類進入了產(chǎn)能過剩時代。為解決工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)帶來的問題，提出了大規(guī)模定制化，即工業(yè)4.0。工業(yè)4.0 還有兩個別名：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和中國制造2025。德國制造業(yè)發(fā)達因此提出“工業(yè)4.0”，希望先從自動化層升格到信息化層。美國的互聯(lián)網(wǎng)世界第一，所以美國人希望從信息化層降維到自動化層，于是提出了“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”。中國兩手抓兩手都要硬，就提出了兩化融合的“中國制造2025”。因此，簡單認為工業(yè)4.0 即自動化+ 信息化[2]。

既然智能制造結(jié)合了自動化和信息化，那么自動化和信息化中相應(yīng)的技術(shù)都在智能制造中加以體現(xiàn)，尤其是兩種技術(shù)中的核心要素在智能制造核心技術(shù)中加以轉(zhuǎn)換。由于目前沒有對工業(yè)4.0 的相關(guān)技術(shù)進行一個明確的定義，都是各自結(jié)合各自的特點來進行命名，但總體技術(shù)上的差異不大，本文結(jié)合在宜科（天津）電子有限公司的學(xué)習(xí)，采用宜科（天津）電子有限公司所闡述的九大技術(shù)來對智能制造核心技術(shù)進行淺談。

在宜科（天津）電子有限公司智能制造九大技術(shù)中：物聯(lián)網(wǎng)是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)，其核心在于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在實物中的應(yīng)用連接，互聯(lián)網(wǎng)和嵌入式技術(shù)相關(guān)；云計算是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交付模式，通常涉及通過互聯(lián)網(wǎng)來提供動態(tài)易擴展且經(jīng)常是虛擬化的資源；大數(shù)據(jù)指無法在一定時間范圍內(nèi)用常規(guī)軟件工具進行捕捉、管理和處理的數(shù)據(jù)集合，是需要新處理模式才能具有更強的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產(chǎn)；仿真是指在實際系統(tǒng)尚不存在的情況下對于系統(tǒng)或活動本質(zhì)的實現(xiàn)；增強現(xiàn)實是一種實時地計算攝影機影像的位置及角度并加上相應(yīng)圖像、視頻、3D 模型的技術(shù)，這種技術(shù)的目標(biāo)是在屏幕上把虛擬世界套在現(xiàn)實世界并進行互動；工業(yè)機器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機械手或多自由度的機器裝置，它能自動執(zhí)行工作，是靠自身動力和控制能力來實現(xiàn)各種功能的一種機器；增材制造即俗稱3D 打印，結(jié)合了多種高技術(shù)的優(yōu)勢，是一種三維實體快速自由成形制造新技術(shù)；橫向和縱向集成以及網(wǎng)絡(luò)安全是面向未來的兩大牽引技術(shù)[2][3]。

根據(jù)智能制造相關(guān)核心技術(shù)的了解，要增設(shè)相關(guān)專業(yè)，分析該專業(yè)的專業(yè)建設(shè)，必須以這些相關(guān)技術(shù)為基礎(chǔ)，進行專業(yè)課程建設(shè)、師資隊伍建設(shè)和實訓(xùn)條件建設(shè)。并且在探索實踐過程中，通過校企合作不斷完善，不斷提出真正可行的專業(yè)建設(shè)方案，力爭打造出服務(wù)區(qū)域發(fā)展的優(yōu)勢特色專業(yè)，從而更好地實現(xiàn)“立德樹人”的根本任務(wù)。

2 智能制造專業(yè)課程建設(shè)

智能制造和傳統(tǒng)機械制造不同，它糅合了自動化技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，既有底層現(xiàn)場設(shè)備，如數(shù)控機床、機器人和智能終端，又包含了制造管理層，如現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集（DNC／SCADA／工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)／IOT）和制造運行管理（MOM）等。目前，隨著時代的進步智能制造也在不斷地快速發(fā)展，逐漸引領(lǐng)世界改變，自動化+信息化混合型人才的缺乏，使新的人才需求在不斷增大。因此，根據(jù)企業(yè)崗位需求，提煉出所需要的專業(yè)知識，進一步通過專業(yè)課程實現(xiàn)人才培養(yǎng)，職業(yè)教育不僅僅是培養(yǎng)工匠，更是要培養(yǎng)有頭腦的工匠。

對比學(xué)院19 級智能控制技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案與天鐵校區(qū)19 級電氣自動化技術(shù)（電氣工程技術(shù)方向）專業(yè)人才培養(yǎng)方案，分析兩個人才培養(yǎng)方案中教學(xué)進程安排表，可以看出，19 門的公共基礎(chǔ)課是一樣的，專業(yè)（技能）課必修課情況如表1 所示。

那么，天鐵校區(qū)可以在原有自動化課程設(shè)計的基礎(chǔ)上，增設(shè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)課程：工業(yè)APP 課程、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)課程、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信（配置西門子PLC 與相應(yīng)的總線產(chǎn)品及各終端傳感器與執(zhí)行器，組成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信實訓(xùn)系統(tǒng)）、工業(yè)機器人、物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)、智能樓宇等專業(yè)課程。但在專業(yè)課程選取的過程中，因遵循服務(wù)地方經(jīng)濟發(fā)展的原則，根據(jù)天鐵校區(qū)所在區(qū)域的特點，結(jié)合新天鐵公司所需要的人才崗位設(shè)置為基礎(chǔ)，通過調(diào)研、專家論證等方式進一步確定適合的相關(guān)專業(yè)課程設(shè)置。

3 智能制造專業(yè)教師團隊建設(shè)

根據(jù)天津工業(yè)職業(yè)學(xué)院天鐵校區(qū)電氣工程專業(yè)所在教師和機械專業(yè)方面所在教師，以及實訓(xùn)中心相關(guān)專業(yè)教師情況分析，教師在自動化專業(yè)水平方面已初步具備，在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方面需要進一步提升，因此，可以參照天津工業(yè)職業(yè)學(xué)院現(xiàn)有師資力量，有針對性地對天鐵校區(qū)部分教師進行智能制造專業(yè)能力提升，加強骨干教師隊伍建設(shè)。同時，依據(jù)天鐵校區(qū)現(xiàn)有的實際條件，積極爭取國培項目，提升教師的專業(yè)能力，構(gòu)建專業(yè)群使教師在互幫互助中成長，并組織教師到相關(guān)企業(yè)中實踐，工學(xué)結(jié)合，在實踐中提升自身專業(yè)技能，做好智能制造專業(yè)教師團隊的建設(shè)。

在專業(yè)教師師資隊伍的建設(shè)方面，因遵循循序漸進的原則。新時代師德師風(fēng)的建設(shè)，包括學(xué)習(xí)教師道德規(guī)范、高等教育學(xué)和教育心理學(xué)等規(guī)范文件，學(xué)習(xí)在習(xí)近平新時代中國特色社會主義思想引導(dǎo)下鑄魂育人，形成自覺立德修身的不斷內(nèi)化；教師基礎(chǔ)教學(xué)能力的發(fā)展，包括教學(xué)基本功、課堂的整體情況把握、善于對相關(guān)專業(yè)學(xué)生情況進行針對性地分析等；專業(yè)實踐水平的提高，包括組織教學(xué)能力的提升培訓(xùn)、專業(yè)實作技能的能力提升培訓(xùn)、專業(yè)技能比武競賽、相關(guān)職業(yè)資格證書的進修培訓(xùn)等；信息化能力的提高，包括對智能控制技術(shù)專業(yè)中物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用、利用虛擬仿真和增強現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)對線上教學(xué)和線下教學(xué)的不斷創(chuàng)新與嘗試；專業(yè)科研能力的進步，主要是創(chuàng)新能力的提升和校企協(xié)同發(fā)展的實際應(yīng)用，如在天鐵熱軋廠區(qū)負責(zé)批注熱軋板卷編號的多自由度機器人是現(xiàn)時代的產(chǎn)品，不僅能運用于企業(yè)廠區(qū)的生產(chǎn)工藝當(dāng)中，也能用于餐飲、打掃衛(wèi)生等實際生活。而在實驗室中的六自由度機器人就是這個多自由度的教科研作品。這個作品的運作，需要電氣、機械、物理、數(shù)學(xué)等多方面的學(xué)科綜合而成，這就為教師的創(chuàng)新能力提供了來源（由企業(yè)需求和生活需要提出目標(biāo)，運用綜合知識來實現(xiàn)，這就是創(chuàng)新的來源）。作為校企合作的相關(guān)院校，要充分發(fā)揮與企業(yè)合作的特點，依照企業(yè)的實際需求，將理論用于實踐，發(fā)揮教師的主觀能動性，多動、多想、多實踐，積極參與企業(yè)的項目，將教育教學(xué)成果能轉(zhuǎn)化成服務(wù)企業(yè)發(fā)展和服務(wù)地方經(jīng)濟發(fā)展的內(nèi)驅(qū)力。

4 智能制造專業(yè)實訓(xùn)平臺建設(shè)

根據(jù)天津工業(yè)職業(yè)學(xué)院天鐵校區(qū)現(xiàn)有的實訓(xùn)室條件，在自動化基礎(chǔ)上重點添加工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)機器人應(yīng)用相關(guān)方面的校內(nèi)實訓(xùn)條件?？梢栽谠谢A(chǔ)上增加工業(yè)APP 實訓(xùn)平臺、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)平臺、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信實訓(xùn)平臺和工業(yè)機器人實訓(xùn)平臺?，F(xiàn)以工業(yè)機器人實訓(xùn)平臺為例，說明實訓(xùn)平臺的硬件搭建及意義。

天鐵校區(qū)可在已有的PLC 實訓(xùn)室中添置一臺機器人實訓(xùn)平臺作為機器人實訓(xùn)的展示和學(xué)習(xí)，為將來增添智能控制專業(yè)提供支撐。如參考宜科（天津）電子有限公司為大學(xué)院校、職業(yè)教育培訓(xùn)機構(gòu)而研制出的一種模塊化機器人實訓(xùn)產(chǎn)品，適合機電一體化、電氣自動化等相關(guān)專業(yè)的教學(xué)和培訓(xùn)。該產(chǎn)品由IRB120 機器人、機器人循跡畫板、碼垛實訓(xùn)單元、搬運實訓(xùn)單元、分揀實訓(xùn)單元組成。采用開放式和拆裝式結(jié)構(gòu)設(shè)計，使整個裝置能夠靈活的按實訓(xùn)教學(xué)需要使用，滿足實訓(xùn)教學(xué)或技能競賽需求。整個校內(nèi)實訓(xùn)平臺的搭建，不僅僅是專業(yè)建設(shè)過程中不可缺少的一環(huán)，它涉及專業(yè)課程的開展和實訓(xùn)環(huán)節(jié)的完成程度，更是讓學(xué)生能夠理實結(jié)合，在動手實踐中培養(yǎng)出自身的興趣愛好，從而確立未來的職業(yè)面向。

針對校外實訓(xùn)基地，也需要對專業(yè)建設(shè)的需求進行分析。如電氣自動化技術(shù)專業(yè)原有的校外實訓(xùn)基地——天鐵熱軋板有限責(zé)任公司、崇利制鋼有限公司、金牛天鐵煤焦化有限公司等，承擔(dān)了該專業(yè)可編程序控制器、電機與電氣控制、過程儀表、傳感器、頂崗實習(xí)相關(guān)實踐教學(xué)任務(wù)。那么，這些校外實訓(xùn)基地可以根據(jù)智能控制技術(shù)專業(yè)的崗位設(shè)置，承擔(dān)部分專業(yè)實踐教學(xué)任務(wù)。同時，充分發(fā)揮天津工業(yè)職業(yè)學(xué)院天鐵校區(qū)就在新天鐵公司區(qū)域內(nèi)部的地理優(yōu)勢，加強同新天鐵公司的合作，充分發(fā)揮“校企合作”優(yōu)勢，結(jié)合公司政策，建設(shè)一批具有典型性專業(yè)化的智能制造校外培訓(xùn)基地，打造具有自身特色的專業(yè)實訓(xùn)基地。

5 結(jié)語

中國制造2025 的提出，對新時代人才的需求的專業(yè)能力提高，促使高等職業(yè)院校在專業(yè)建設(shè)上不斷提高以適應(yīng)時代的需求。高等職業(yè)院校要緊密結(jié)合中國制造2025 戰(zhàn)略對于復(fù)合型人才的需求，結(jié)合國家的頂層設(shè)計，注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合性能力。本文結(jié)合在宜科（天津）電子有限公司的學(xué)習(xí)和天津工業(yè)職業(yè)學(xué)院天鐵校區(qū)的實際情況，針對智能技術(shù)專業(yè)課程建設(shè)、師資建設(shè)、校內(nèi)外的實訓(xùn)室建設(shè)提出了一些探索，但在專業(yè)建設(shè)實踐過程中仍需要不斷完善，從而提出真正可行的、具有可操作性的專業(yè)建設(shè)方案。