中外合作工業(yè)機(jī)器人專業(yè)職業(yè)教育培養(yǎng)方向探索
——以“中羅絲路工匠學(xué)院”為例

何元峰 高婷婷

（浙江紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電與軌道交通學(xué)院，浙江 寧波 315211）

1 引言

羅馬尼亞位于東南歐巴爾干半島東北部，是“一帶一路”沿線國家之一，也是歐盟成員國之一，在過去幾十年中與我國建立了良好的國際關(guān)系[1]。制造業(yè)是羅馬尼亞就業(yè)崗位的主力，尤其是汽車制造業(yè)，如達(dá)契亞-雷諾特（Dacia-Renault）汽車廠，其出口汽車數(shù)量逐年遞增。羅馬尼亞是歐盟國家中工業(yè)占GDP份額最大的國家之一，工業(yè)部門勞動(dòng)力占比遠(yuǎn)高于歐盟平均水平。機(jī)械制造業(yè)直接影響工業(yè)附加值，工業(yè)附加值與羅馬尼亞汽車及相關(guān)設(shè)備生產(chǎn)狀況密切相關(guān)，為羅馬尼亞人民提供了大量就業(yè)機(jī)會。近年來，為了提高生產(chǎn)效率，羅馬尼亞在生產(chǎn)線中越來越多地引入自動(dòng)化機(jī)械，用工結(jié)構(gòu)也慢慢地從低技能人才轉(zhuǎn)向?qū)I(yè)化人才。

工業(yè)機(jī)器人是柔性生產(chǎn)線的重要元素，在汽車工業(yè)中應(yīng)用較多。隨著工業(yè)機(jī)器人在汽車等大型設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)中的普及，相關(guān)崗位需求日益增大，崗位細(xì)分逐漸明晰。工業(yè)機(jī)器人雖然在一定程度上取代了部分人工崗位，但也提供了一系列新的崗位，為了令工業(yè)機(jī)器人滿足企業(yè)要求，需要編程工程師為之編寫控制程序，需要維保工程師為之提供維護(hù)和保養(yǎng)，需要維修工程師完成維修任務(wù)。

崗位技能需求的轉(zhuǎn)變，對職業(yè)教育的專業(yè)設(shè)置提出了新的要求。羅馬尼亞教育由國家教育部安排和管理，在國家發(fā)展進(jìn)程中多次根據(jù)發(fā)展需求修訂教育法。羅馬尼亞于1973年對中等教育進(jìn)行了全面改革，學(xué)生在中學(xué)階段就需要選擇專業(yè)方向，在學(xué)習(xí)通識課程的同時(shí)學(xué)習(xí)相應(yīng)的專業(yè)技能。因此，與我國相比，在羅馬尼亞教育體系中，學(xué)生未來職業(yè)方向的確定時(shí)間從大學(xué)提前至中學(xué)。

羅馬尼亞教育法指出，中學(xué)教育不僅方便學(xué)生畢業(yè)后成為專業(yè)技術(shù)人員，也為學(xué)生進(jìn)入大學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)提供必備知識[2]。中羅絲路工匠學(xué)院的設(shè)立拓展了楊庫學(xué)校的專業(yè)方向，為楊庫學(xué)校的學(xué)生提供了更多可選專業(yè)，工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的設(shè)置與羅馬尼亞制造業(yè)的新興崗位需求相契合。

2 中羅合作辦學(xué)概況

2.1 工業(yè)機(jī)器人專業(yè)

浙江紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院（以下簡稱浙紡院）作為職業(yè)技能型高校，積極響應(yīng)國家“一帶一路”建設(shè)號召，從課程設(shè)置、人才培養(yǎng)方案等方面著手，為國際交流提供強(qiáng)有力的人才支持。浙紡院機(jī)電與軌道交通學(xué)院是寧波市首個(gè)開設(shè)工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的高職院校，也是浙江省前兩家擁有工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的省級示范院校之一。

浙紡院工業(yè)機(jī)器人專業(yè)在寧波市乃至全國的社會影響力不斷擴(kuò)大，先后接待了來自英國、泰國、羅馬尼亞等國家的參觀團(tuán)以及臺州職業(yè)技術(shù)學(xué)院、湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院等院校參觀團(tuán)的參觀學(xué)習(xí)和交流。現(xiàn)有教育和教改成果體現(xiàn)了本專業(yè)制定教學(xué)計(jì)劃、實(shí)施教學(xué)改革、培養(yǎng)人才方面的成效，國際交流證明了本專業(yè)的跨地區(qū)教育能力。

2.2 楊庫學(xué)校機(jī)器人教學(xué)基礎(chǔ)

楊庫學(xué)校是羅馬尼亞國立中等教育學(xué)校，位于羅馬尼亞西部的胡內(nèi)多阿拉省，目前在校學(xué)生約1300名，開設(shè)美容、美發(fā)、護(hù)理等專業(yè)。楊庫學(xué)校是個(gè)綜合教育體，覆蓋小學(xué)、中學(xué)和職教等。經(jīng)過與浙紡院深入研究討論，在綜合考慮浙紡院特色專業(yè)建設(shè)情況的基礎(chǔ)上，結(jié)合羅馬尼亞當(dāng)?shù)仄髽I(yè)崗位需求與職業(yè)教育水平，決定將服裝設(shè)計(jì)、人物形象設(shè)計(jì)、工業(yè)機(jī)器人3個(gè)專業(yè)作為“中羅絲路工匠學(xué)院”首批建設(shè)專業(yè)。近年來，楊庫學(xué)校在機(jī)器人專業(yè)方向上進(jìn)行了一定探索，鼓勵(lì)高年級學(xué)生參加FIRST（FIRST Robotics Competition）機(jī)器人競賽，在培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)制作競賽機(jī)器人方面積累了教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。

2.3 絲路工匠學(xué)院建設(shè)進(jìn)展

中國（寧波）中東歐教育交流平臺建立了我國與中東歐國家的橋梁，提升了我國各大院校的國際知名度。羅馬尼亞奉行友好和平的外交政策，實(shí)行廣泛的對外開放[3]，胡內(nèi)多阿拉省教育廳借助這座橋梁，指導(dǎo)國立楊庫學(xué)校與浙紡院進(jìn)行對接，于2018年6月達(dá)成中羅合作辦學(xué)意愿，于2019年3月派遣2位專業(yè)教師前往國立楊庫學(xué)校授課，并在2019年3月底正式成立“中羅絲路工匠學(xué)院”。

國內(nèi)院校與羅馬尼亞院校合作較少?！爸辛_絲路工匠學(xué)院”是羅馬尼亞首家羅中高職教育國際合作辦學(xué)機(jī)構(gòu)，也是中國高職院校在海外成立的第一家“絲路工匠學(xué)院”。2019年10月，羅方派遣5位教師與領(lǐng)導(dǎo)來浙紡院訪問，對中羅合作辦學(xué)事宜展開了深入研討。討論決定，浙紡院將定期選派優(yōu)秀專業(yè)教師赴楊庫學(xué)校承擔(dān)40%以上專業(yè)課程授課任務(wù)；“中羅絲路工匠學(xué)院”學(xué)生在學(xué)期間可選擇到浙江紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院進(jìn)行為期6至12個(gè)月的學(xué)習(xí)；符合畢業(yè)考核條件的學(xué)生可分別獲得中羅兩校畢業(yè)證書。

在浙紡院教師赴羅執(zhí)教期間，當(dāng)?shù)厥≌?、教育廳、市政府主要負(fù)責(zé)人多次接見執(zhí)教老師，對中羅職教合作成效表示高度肯定。在2020年新冠疫情期間，楊庫學(xué)校校長和副校長多次來信問候和鼓勵(lì)，加深了兩校友誼。目前，中羅絲路工匠學(xué)院已開設(shè)4個(gè)班級，接收當(dāng)?shù)貙W(xué)生開展教育活動(dòng)[4]。由于疫情影響，原定派遣教師計(jì)劃及當(dāng)?shù)仄髽I(yè)走訪計(jì)劃在不得已下予以延遲，兩校近期就遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)授課事宜開展討論，以期用網(wǎng)絡(luò)授課方式降低疫情對絲路工匠學(xué)院建設(shè)造成的影響。

3 專業(yè)方向論證

3.1 專業(yè)建設(shè)基礎(chǔ)

浙紡院工業(yè)機(jī)器人專業(yè)于2015年開始建設(shè)，在機(jī)電一體化專業(yè)建設(shè)基礎(chǔ)上，充分吸收機(jī)電一體化專業(yè)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合工業(yè)機(jī)器人行業(yè)需求，不斷完善培養(yǎng)機(jī)制，引進(jìn)專業(yè)教師，現(xiàn)已建成擁有6位專任教師、20臺套工業(yè)機(jī)器人的成熟專業(yè)。

根據(jù)浙紡院工業(yè)機(jī)器人專業(yè)建設(shè)、實(shí)訓(xùn)設(shè)備購置、師資隊(duì)伍構(gòu)建等方面的工作經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合機(jī)電大類專業(yè)特色，針對國立楊庫學(xué)校學(xué)情與絲路工匠學(xué)院教學(xué)定位，本文提出可供選擇的兩個(gè)建設(shè)方向，分別是以工業(yè)機(jī)械臂應(yīng)用為主的工業(yè)機(jī)器人（機(jī)械臂）方向和以包括AGV在內(nèi)的工業(yè)現(xiàn)場自動(dòng)化智能機(jī)械為對象的工業(yè)機(jī)器人（通用型）方向。兩個(gè)方向的基礎(chǔ)課程相同，均接受機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、工程制圖、三維建模等課程教學(xué)，形成對機(jī)電一體化大方向的總體把握，但在專業(yè)課程體系中有所區(qū)分。

3.2 工業(yè)機(jī)器人（機(jī)械臂）方向

工業(yè)機(jī)器人（機(jī)械臂）培養(yǎng)方向以工業(yè)機(jī)械臂的認(rèn)知和應(yīng)用為核心，圍繞核心構(gòu)建包括工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)、工業(yè)機(jī)器人離線編程、工業(yè)機(jī)器人在線編程、工業(yè)機(jī)器人集成實(shí)訓(xùn)等課程的專業(yè)課程體系。

工業(yè)機(jī)器人（機(jī)械臂）培養(yǎng)方向的專業(yè)核心課程體系如圖1，學(xué)生通過機(jī)械臂工業(yè)機(jī)器人專業(yè)培養(yǎng)，能學(xué)到機(jī)械臂結(jié)構(gòu)、分類、維護(hù)保養(yǎng)、離線編程、在線編程等專業(yè)技術(shù)，對應(yīng)工業(yè)機(jī)器人操作員、工業(yè)機(jī)器人維護(hù)員、工業(yè)機(jī)器人編程工程師等崗位。浙紡院工業(yè)機(jī)器人專業(yè)目前擁有的機(jī)械臂覆蓋ABB、三菱、KUKA等著名品牌，學(xué)生在通過學(xué)業(yè)實(shí)操考核后，稍經(jīng)培訓(xùn)即可上崗工作。

圖1 工業(yè)機(jī)器人（機(jī)械臂）專業(yè)核心課程體系

3.3 工業(yè)機(jī)器人（通用型）方向

工業(yè)機(jī)器人，字面意思就是工業(yè)現(xiàn)場中使用的機(jī)器人。機(jī)器人的定義雖然各有不同，但都趨向于一種能夠自動(dòng)控制，可重復(fù)編程的自動(dòng)化機(jī)器。因此，工業(yè)機(jī)器人方向也能以通用的工業(yè)機(jī)器人為對象，對象包括AGV、直角坐標(biāo)機(jī)器人等自動(dòng)化生產(chǎn)機(jī)械。

通用型工業(yè)機(jī)器人培養(yǎng)方向的專業(yè)核心課程體系如圖2，課程體系將由包括電機(jī)控制、單片機(jī)應(yīng)用及實(shí)訓(xùn)、傳感器技術(shù)、機(jī)器人控制等專業(yè)課程構(gòu)成。學(xué)生在經(jīng)過專業(yè)培養(yǎng)后，能學(xué)到電機(jī)控制原理、PLC編程、單片機(jī)程序設(shè)計(jì)、傳感器原理及選型、移動(dòng)機(jī)器人組裝與測試等專業(yè)技術(shù)，對應(yīng)通用機(jī)器人操作、通用機(jī)器人維保員、非標(biāo)機(jī)器人設(shè)計(jì)師等崗位。浙紡院的工業(yè)機(jī)器人專業(yè)與機(jī)電一體化專業(yè)擁有通用機(jī)器人專業(yè)必備的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)與師資力量，同時(shí)機(jī)電與軌道交通學(xué)院常年參加以非標(biāo)機(jī)器人為平臺的Robomaster全國機(jī)器人競賽，在教學(xué)和競賽中積累了豐富的理論教學(xué)與實(shí)踐指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)。

圖2 工業(yè)機(jī)器人（通用型）專業(yè)核心課程體系

3.4 專業(yè)培養(yǎng)方向比較、討論與選擇

專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)：培養(yǎng)理想信念堅(jiān)定，德智體美勞全面發(fā)展，具備一定科學(xué)文化水平、人文素養(yǎng)良好、具備職業(yè)道德和創(chuàng)新意識、掌握本專業(yè)知識和專業(yè)技能的復(fù)合型人才。畢業(yè)學(xué)生能夠從事面向通用/專用設(shè)備制造業(yè)、電工電氣工程、設(shè)備工程技術(shù)等職位，尤其能夠從事工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成、工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)、自動(dòng)化控制系統(tǒng)安裝調(diào)試、面向工業(yè)機(jī)器人的銷售與技術(shù)支持等工作。

工業(yè)機(jī)器人技術(shù)是集機(jī)械、電子、控制、傳感器和人工智能的跨學(xué)科綜合技術(shù)[5]，專業(yè)培養(yǎng)方案涵蓋機(jī)械工程、電子技術(shù)等多個(gè)學(xué)科。工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的教學(xué)環(huán)境是順利開展教學(xué)活動(dòng)的重要因素之一。比如，工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場編程需要學(xué)生在實(shí)際的機(jī)械臂上完成程序設(shè)計(jì)與調(diào)試，工業(yè)機(jī)器人離線編程則訓(xùn)練學(xué)生熟悉工業(yè)機(jī)器人離線編程軟件，在計(jì)算機(jī)上完成控制程序設(shè)計(jì)；工業(yè)機(jī)器人維修保養(yǎng)訓(xùn)練學(xué)生在實(shí)驗(yàn)設(shè)備上完成機(jī)器人拆裝、清理、保養(yǎng)等工作任務(wù)。這些實(shí)踐活動(dòng)需要相應(yīng)的機(jī)械臂作為實(shí)踐平臺，沒有硬件或者硬件臺套數(shù)過少都會直接影響教學(xué)效果。

羅馬尼亞國家質(zhì)量保證框架對絲路工匠學(xué)院專業(yè)建設(shè)實(shí)施有著指導(dǎo)意義，以歐盟職業(yè)教育與培訓(xùn)框架為基礎(chǔ)，對教育的方方面面都出臺了各種規(guī)定[6]，其中在資源管理方面的物力部分指出，教育提供者應(yīng)當(dāng)提供安全的環(huán)境，教育提供者所擁有的教學(xué)資源、教學(xué)方法和場所應(yīng)允許所有學(xué)生使用。結(jié)合這一規(guī)定，辦學(xué)機(jī)構(gòu)需要采購硬件設(shè)備，確保每位學(xué)生能夠在設(shè)備上得到規(guī)定課時(shí)的實(shí)操訓(xùn)練。

對于工業(yè)機(jī)器人（機(jī)械臂）培養(yǎng)方向，其硬件設(shè)備以四大機(jī)械臂廠商產(chǎn)品居多，若要熟悉常見型號機(jī)械臂的操作與運(yùn)維，就需采購多種機(jī)械臂。每臺工業(yè)機(jī)械臂在安裝時(shí)需考慮安全回轉(zhuǎn)半徑，因此工業(yè)機(jī)器人（機(jī)械臂）培養(yǎng)方向?qū)I(yè)建設(shè)場地與經(jīng)費(fèi)提出了更高要求。

對于工業(yè)機(jī)器人（通用型）培養(yǎng)方向，由于側(cè)重點(diǎn)在于系統(tǒng)設(shè)計(jì)、程序編寫和系統(tǒng)調(diào)試，其硬件是以單片機(jī)為控制核心的移動(dòng)小車和三軸運(yùn)動(dòng)臺等小型設(shè)備。移動(dòng)小車由小電機(jī)、輪子、小電機(jī)控制模塊、傳感器模塊、單片機(jī)主控板等部件組成，三軸運(yùn)動(dòng)臺則由3個(gè)小型運(yùn)動(dòng)平移臺、步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)控制器、單片機(jī)主控板組成，采購成本較低，容易實(shí)現(xiàn)多臺套要求。

目前，絲路工匠學(xué)院尚處于建設(shè)初期，設(shè)備采購經(jīng)費(fèi)和設(shè)備擺放場地較為有限，采購一臺套小型工業(yè)機(jī)械臂所需經(jīng)費(fèi)足以采購上百套移動(dòng)小車或數(shù)十套小型三軸運(yùn)動(dòng)臺。同時(shí)，相比于工業(yè)機(jī)械臂對場地需求，擺放一臺工業(yè)機(jī)械臂所需場地也足以放下大量移動(dòng)小車及小型三軸平臺。因此，在工業(yè)機(jī)器人（機(jī)械臂）和工業(yè)機(jī)器人（通用型）培養(yǎng)方向中，現(xiàn)階段選擇工業(yè)機(jī)器人（通用型）方向更合適。

3.5 專業(yè)建設(shè)方向

結(jié)合浙紡院的工業(yè)機(jī)器人專業(yè)與機(jī)電一體化專業(yè)培養(yǎng)方案，工業(yè)機(jī)器人（機(jī)械臂）專業(yè)培養(yǎng)方向與工業(yè)機(jī)器人（通用型）專業(yè)培養(yǎng)方向在專業(yè)基礎(chǔ)課方面沒有區(qū)別，都需要完成高等數(shù)學(xué)、機(jī)械基礎(chǔ)、工程制圖、電工技術(shù)等機(jī)械行業(yè)基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)，在專業(yè)課程上出現(xiàn)了專業(yè)方向分化，通用型工業(yè)機(jī)器人專業(yè)將以單片機(jī)、PLC、電機(jī)控制為主體，而機(jī)械臂工業(yè)機(jī)器人專業(yè)將以工業(yè)機(jī)械臂使用、維保、編程為主體，而這些課程又恰恰需要機(jī)械臂作為實(shí)操載體。

中羅絲路工匠學(xué)院工業(yè)機(jī)器人專業(yè)培養(yǎng)方向可采用如圖3的分步走方案實(shí)施。

圖3 工業(yè)機(jī)器人專業(yè)建設(shè)分步走方案

（1）現(xiàn)階段：考慮專業(yè)建設(shè)經(jīng)費(fèi)與場地，優(yōu)先選擇工業(yè)機(jī)器人（通用型）專業(yè)培養(yǎng)方向，結(jié)合浙紡院機(jī)電一體化與工業(yè)機(jī)器人專業(yè)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)及競賽經(jīng)驗(yàn)，制定以移動(dòng)小車或小型三軸運(yùn)動(dòng)臺為硬件平臺的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與培養(yǎng)計(jì)劃并編寫相關(guān)指導(dǎo)書；

（2）成長期：在工業(yè)機(jī)器人（通用型）專業(yè)建設(shè)起來、正式開展教學(xué)活動(dòng)后，在一到兩年時(shí)間里廣泛接受學(xué)生與家長的反饋意見，不斷完善與提高教學(xué)方法；以絲路工匠學(xué)院羅馬尼亞教師隊(duì)伍為媒介，加強(qiáng)與羅馬尼亞當(dāng)?shù)卦盒＜捌髽I(yè)聯(lián)系，明確當(dāng)?shù)厝瞬湃笨谂c專業(yè)需求，結(jié)合人才需求與建設(shè)經(jīng)費(fèi)情況討論決定是否需要向機(jī)械臂方向轉(zhuǎn)變。

（3）成熟期：繼續(xù)建設(shè)在成長期決定的工業(yè)機(jī)器人專業(yè)培養(yǎng)方向，使絲路工匠學(xué)院真正擁有具備中羅教學(xué)特色、繼承浙紡院工業(yè)機(jī)器人與機(jī)電一體化專業(yè)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)的工業(yè)機(jī)器人專業(yè)，不斷優(yōu)化課程體系，為羅馬尼亞當(dāng)?shù)厝嗣裉峁┩陚涞墓I(yè)機(jī)器人技術(shù)培養(yǎng)途徑，為當(dāng)?shù)仄髽I(yè)輸送高質(zhì)量工業(yè)機(jī)器人專業(yè)人才。

同時(shí)，為了推進(jìn)工業(yè)機(jī)器人專業(yè)建設(shè)進(jìn)程，可從兩方面同步推進(jìn)：一是與楊庫學(xué)校及羅馬尼亞當(dāng)?shù)匦袠I(yè)協(xié)會進(jìn)一步溝通，確定兩個(gè)方向中的哪一個(gè)更符合當(dāng)?shù)匦枨?，若需轉(zhuǎn)換到機(jī)械臂方向，則需確認(rèn)當(dāng)前急需的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)人才及其對應(yīng)的設(shè)備型號；二是與羅方確認(rèn)專業(yè)課程標(biāo)準(zhǔn)，按優(yōu)先級逐步開設(shè)專業(yè)課的遠(yuǎn)程教育課程，推進(jìn)工業(yè)機(jī)器人專業(yè)建設(shè)進(jìn)程，降低疫情對絲路工匠學(xué)院建設(shè)的影響。

4 總結(jié)

本文以浙紡院與羅馬尼亞國立楊庫學(xué)校共建的“中羅絲路工匠學(xué)院”工業(yè)機(jī)器人專業(yè)培養(yǎng)方向?yàn)檠芯繉ο?，通過分析浙紡院工業(yè)機(jī)器人專業(yè)建設(shè)基礎(chǔ)與楊庫學(xué)校概況，提出工業(yè)機(jī)器人（通用型）和工業(yè)機(jī)器人（機(jī)械臂）兩種可選的專業(yè)培養(yǎng)方向。結(jié)合浙紡院工業(yè)機(jī)器人建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，綜合考慮中羅合作辦學(xué)的可行性方案，在分析了兩種專業(yè)培養(yǎng)方向中課程體系、建設(shè)投入等特征后，本文提出工業(yè)機(jī)器人專業(yè)培養(yǎng)方向?qū)嵤┓植阶叩姆桨?，即在建設(shè)初期選擇工業(yè)機(jī)器人（通用型）培養(yǎng)方向；在專業(yè)漸趨成熟的過程中，根據(jù)教學(xué)成效和當(dāng)?shù)貚徫恍枨?，決定是否逐漸向工業(yè)機(jī)器人（機(jī)械臂）培養(yǎng)方向過渡；在專業(yè)建設(shè)成熟后，根據(jù)羅馬尼亞教育法規(guī)應(yīng)考慮職業(yè)教育授權(quán)和認(rèn)證[7]。