工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)背景下高職教育專業(yè)鏈與產(chǎn)業(yè)鏈對(duì)接研究

張慶鑫 張作川 劉增運(yùn)

（菏澤職業(yè)學(xué)院，山東 菏澤 274000）

當(dāng)前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展處于新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵時(shí)期，由于各種因素影響，經(jīng)濟(jì)下行壓力增大，作為在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)絕對(duì)主體地位的工業(yè)經(jīng)濟(jì)同樣面臨著全新的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。在此背景下，我國(guó)將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)納入新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)范疇，以希望把握住新一輪的科技革命和產(chǎn)業(yè)革命，推進(jìn)工業(yè)領(lǐng)域?qū)嶓w經(jīng)濟(jì)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型，賦能中國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。隨著我國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)規(guī)模的擴(kuò)張，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也將迎來(lái)提速，同樣的，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的推進(jìn)也將進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)規(guī)模的增長(zhǎng)。

一、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

2012年通用電氣公司首次提出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念，自此，各國(guó)制造業(yè)迎來(lái)了智能化轉(zhuǎn)型的浪潮。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展應(yīng)用方面，最具代表性和影響力的主要是中國(guó)、美國(guó)、日本和德國(guó)。這四個(gè)國(guó)家的制造業(yè)規(guī)模最大，而且均在積極推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)賦能制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型，其各自在智能制造、數(shù)字經(jīng)濟(jì)、互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)等領(lǐng)域具有各自的優(yōu)勢(shì)。

2014年美國(guó)成立“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”聯(lián)盟，以期通過(guò)主導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)立來(lái)引領(lǐng)技術(shù)創(chuàng)新、互聯(lián)互通、系統(tǒng)安全和產(chǎn)業(yè)提升。2012年提出“工業(yè)4.0”的概念并將其作為面向未來(lái)的十大項(xiàng)目之一。所謂“工業(yè)4.0”是延續(xù)第一次工業(yè)革命、第二次工業(yè)革命的概念，意指第四次工業(yè)革命?！肮I(yè)4.0”的核心主要是利用網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)機(jī)器設(shè)備、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、運(yùn)行服務(wù)、生產(chǎn)管理、運(yùn)營(yíng)分析、售前售后服務(wù)、上下游供應(yīng)鏈等互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的全生命周期管理?；ヂ?lián)工業(yè)聚焦于智慧生活、工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施管理、智能制造、自動(dòng)駕駛、醫(yī)療健康等領(lǐng)域。2015年7月我國(guó)首次提出推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與制造業(yè)融合，大力發(fā)展智能制造，加速制造業(yè)服務(wù)化轉(zhuǎn)型[1]。至“十四五”規(guī)劃發(fā)布，在國(guó)家政策推動(dòng)下，我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)從探索起步階段進(jìn)入產(chǎn)業(yè)深耕、賦能發(fā)展新階段。目前已培育較大型工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)超過(guò)150家，平臺(tái)服務(wù)的工業(yè)企業(yè)超過(guò)了160萬(wàn)家，接入設(shè)備總量超過(guò)7600萬(wàn)臺(tái)套，全國(guó)在建“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”項(xiàng)目超過(guò)2000個(gè)。我國(guó)規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)關(guān)鍵工序數(shù)控化率已經(jīng)達(dá)到55.3%，數(shù)字化研發(fā)工具的普及率達(dá)到了74.7%，開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同和服務(wù)型制造的企業(yè)比例分別達(dá)到了38.8%和29.6%，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)帶動(dòng)制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的作用明顯。

二、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈及人才需求分析

1.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)下的產(chǎn)業(yè)鏈分析

2020年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟研究制定了《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)（版本2.0）》，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)2.0包括業(yè)務(wù)視圖、功能架構(gòu)、實(shí)施框架三大板塊，形成以商業(yè)目標(biāo)和業(yè)務(wù)需求為牽引，進(jìn)而明確系統(tǒng)功能定義與實(shí)施部署方式的設(shè)計(jì)思路，自上向下層層細(xì)化和深入。業(yè)務(wù)視圖明確了企業(yè)應(yīng)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的目標(biāo)、方向、業(yè)務(wù)場(chǎng)景及相應(yīng)的數(shù)字化能力。業(yè)務(wù)視圖包括產(chǎn)業(yè)層、商業(yè)層、應(yīng)用層、能力層四個(gè)層次。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)視圖如圖1所示。

“產(chǎn)業(yè)層”主要闡釋了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面的主要目標(biāo)、實(shí)現(xiàn)路徑與支撐基礎(chǔ)?！吧虡I(yè)層”主要明確了企業(yè)應(yīng)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建數(shù)字化轉(zhuǎn)型競(jìng)爭(zhēng)力的愿景理念、戰(zhàn)略方向和具體目標(biāo)?！皯?yīng)用層”主要明確了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)賦能于企業(yè)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型的重點(diǎn)領(lǐng)域和具體場(chǎng)景?！澳芰印泵枋隽似髽I(yè)通過(guò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)發(fā)展目標(biāo)所需構(gòu)建的核心數(shù)字化能力[2]。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)主要由設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)層、軟件層、平臺(tái)層、應(yīng)用層和安全體系六大部分構(gòu)成。其中設(shè)備層和網(wǎng)絡(luò)層屬于產(chǎn)業(yè)鏈上游；平臺(tái)層和軟件層處于產(chǎn)業(yè)鏈中游；應(yīng)用層處于產(chǎn)業(yè)鏈下游。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈如圖2所示。

設(shè)備層主要包括智能終端，如傳感器、控制芯片、監(jiān)測(cè)終端、RFID等；生產(chǎn)設(shè)備，如工業(yè)機(jī)器人、3D打印機(jī)、智能機(jī)床及其他智能設(shè)備等；嵌入式軟件，如：PLC、DSP、FPGA等；工業(yè)IDC，如工業(yè)服務(wù)器、工業(yè)存儲(chǔ)器、配套電源等。網(wǎng)絡(luò)層主要包括工廠內(nèi)、外網(wǎng)，如互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)、工業(yè)以太網(wǎng)、現(xiàn)場(chǎng)總線等。平臺(tái)層主要包括協(xié)同研發(fā)平臺(tái)、協(xié)同制造平臺(tái)、信息交易平臺(tái)、數(shù)據(jù)集成平臺(tái)等。軟件成主要包括研發(fā)設(shè)計(jì)、信息管理、生產(chǎn)控制等。應(yīng)用層主要包括工業(yè)APP、工業(yè)大數(shù)據(jù)分析、垂直行業(yè)應(yīng)用等。

2.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈對(duì)應(yīng)人才需求分析

2020年工業(yè)和信息化部人才交流中心發(fā)布《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)人才崗位能力要求》（以下簡(jiǎn)稱“標(biāo)準(zhǔn)”），該標(biāo)準(zhǔn)聚焦工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)8個(gè)方向主要崗位，分別是網(wǎng)絡(luò)、標(biāo)識(shí)、平臺(tái)、工業(yè)大數(shù)據(jù)、安全、邊緣、應(yīng)用、運(yùn)營(yíng)。給定了不同方向不同崗位的崗位職責(zé)以及需要具備的崗位能力要求。標(biāo)準(zhǔn)指出經(jīng)過(guò)近幾年的建設(shè)和發(fā)展，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的短板逐漸從缺市場(chǎng)、缺技術(shù)、缺政策轉(zhuǎn)移到了缺人才。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為一個(gè)跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的綜合性技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)，目前缺乏涵蓋IT、工業(yè)、制造等多領(lǐng)域的復(fù)合型人才[3]，主要表現(xiàn)在兩方面。一是對(duì)于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)提供者而言，缺少大量懂工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研發(fā)、服務(wù)、管理的人才。二是對(duì)于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用者而言，同樣缺少懂工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)使用、維護(hù)、管理的人才。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)人才缺乏帶來(lái)的直接影響：一是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)縱深發(fā)展和橫向復(fù)制遇到瓶頸。二是嚴(yán)重影響了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的深化。解決工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)人才需求缺口問(wèn)題主要依靠人才引進(jìn)與人才培養(yǎng)兩種方式[4]。人才引進(jìn)解決的是核心高端人才需求，但全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)都處于起步階段，技術(shù)路線、商業(yè)模式等都處于探索階段，引進(jìn)人才還存在對(duì)現(xiàn)狀環(huán)境的適應(yīng)性問(wèn)題。因此，解決人才問(wèn)題關(guān)鍵是依靠人才培養(yǎng)。教育和培訓(xùn)是人才培養(yǎng)的兩個(gè)主要手段，教育主要是培養(yǎng)未來(lái)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)工作人員，而培訓(xùn)則針對(duì)現(xiàn)有從業(yè)人員提供服務(wù)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)關(guān)鍵要實(shí)現(xiàn)多領(lǐng)域、多學(xué)科的協(xié)同，需要將工業(yè)行業(yè)各類經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為有用的知識(shí)，能夠從標(biāo)準(zhǔn)化的角度為人才培養(yǎng)提供指導(dǎo)。

三、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)背景下高職院校智能制造專業(yè)鏈轉(zhuǎn)型升級(jí)

從現(xiàn)有高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程設(shè)置會(huì)發(fā)現(xiàn)以下問(wèn)題。第一，高校基本上以《電子技術(shù)》《計(jì)算機(jī)技術(shù)》《信息化技術(shù)》《測(cè)控技術(shù)》《通信技術(shù)》《傳感技術(shù)》《物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)理論》等為基礎(chǔ)構(gòu)建專業(yè)。第二，數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)化控制、是目前工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)主要技術(shù)支撐技術(shù)，而各個(gè)高校設(shè)置甚少，出現(xiàn)數(shù)據(jù)斷層培養(yǎng)的學(xué)生也就無(wú)法為企業(yè)賦能。第三，拼盤(pán)效應(yīng)明顯，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的拼接，必須改造課程內(nèi)容，把各個(gè)專業(yè)賦能到物聯(lián)網(wǎng)。第四，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)要賦能在工業(yè)上。也就具備了工業(yè)特征特色。各個(gè)高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)看不出來(lái)任何工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)特征。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是支撐智能制造的一套使能技術(shù)體系。設(shè)備的互聯(lián)，數(shù)據(jù)采集，邊緣系統(tǒng)的搭建成為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)企業(yè)智能制造轉(zhuǎn)型的重要支撐。智能制造專業(yè)群培養(yǎng)的人才側(cè)重于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)側(cè)的設(shè)備操作和技術(shù)應(yīng)用，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的設(shè)立必將極大地提升和豐富學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)，更好地貼近企業(yè)側(cè)技術(shù)需求，賦能企業(yè)。

智能制造專業(yè)鏈的轉(zhuǎn)型升級(jí)需從四個(gè)方面進(jìn)行，一是升級(jí)方向要貼合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景應(yīng)用，做到學(xué)以致用，為用而學(xué)。二是升級(jí)內(nèi)容要對(duì)準(zhǔn)國(guó)家要求的專業(yè)群建設(shè)。三是升級(jí)方面主要是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)要求側(cè)，如邊緣計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等。四是升級(jí)方法要注意避免不對(duì)稱性，避免遲滯。智能制造專業(yè)鏈轉(zhuǎn)型升級(jí)模型如圖3所示。

智能制造專業(yè)鏈轉(zhuǎn)型升級(jí)后需具備三個(gè)層次的課程內(nèi)容，首先是基礎(chǔ)層級(jí)的課程，如中國(guó)特色社會(huì)主義理論體系概論、思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)、形勢(shì)與政策、大學(xué)生心理健康等，幫助學(xué)生解決為什么學(xué)，學(xué)什么的問(wèn)題。其次是專業(yè)層級(jí)課程，需包含專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)核心課、專業(yè)互選課等，面向多行業(yè)，縱深教學(xué)，形成標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的教學(xué)資源池。最后是實(shí)踐課程，打造校企平臺(tái)命運(yùn)共同體，充分利用企業(yè)師資，深化現(xiàn)代學(xué)徒制人才培養(yǎng)模式。

分析工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈，可以明顯看出，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的課程設(shè)計(jì)不是幾門(mén)課可以解決的，而是對(duì)應(yīng)產(chǎn)業(yè)鏈呈現(xiàn)一定的層級(jí)，每一個(gè)功能結(jié)構(gòu)都需要相應(yīng)的課程去支撐，分析總結(jié)之后，設(shè)計(jì)課程如圖4所示。

根據(jù)課程層級(jí)，我們可以很容易的設(shè)計(jì)各層級(jí)對(duì)應(yīng)的課程，如邊緣層，如圖5所示。

如通訊層，如圖6所示。

結(jié)語(yǔ)

“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”概念自提出以來(lái)，在全球范圍內(nèi)迅速得到認(rèn)可，并成為工業(yè)企業(yè)特別是制造企業(yè)進(jìn)行新一代科技變革和業(yè)務(wù)創(chuàng)新的重要利器。過(guò)去六年里，我國(guó)企業(yè)不斷加快工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的探索和實(shí)踐，使之逐漸發(fā)展為重要的基礎(chǔ)設(shè)施、關(guān)鍵的生產(chǎn)要素和持續(xù)的價(jià)值源泉。相信在不久的將來(lái)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)會(huì)在高職院校開(kāi)花結(jié)果，使高職院校成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的人才培育基地，實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈與專業(yè)鏈的無(wú)縫對(duì)接。