智能制造背景下“數(shù)字工匠”的三維數(shù)字化創(chuàng)新能力需求研究

文/王偉平

為推動(dòng)智能制造行業(yè)發(fā)展，儲(chǔ)備更多人才助力制造業(yè)的數(shù)字化建設(shè)，本文基于智能制造背景，就“數(shù)字工匠”對(duì)三維數(shù)字化創(chuàng)新能力需求展開研究。在明確智能制造產(chǎn)業(yè)具有各階段工作劃分不清晰、操作技術(shù)高端化特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，從通用能力與基礎(chǔ)技能、專業(yè)與核心制造能力、技術(shù)融合應(yīng)用能力等三個(gè)方面出發(fā)，提出智能制造產(chǎn)業(yè)對(duì)“數(shù)字工匠”創(chuàng)新能力的具體需求，旨在助力實(shí)現(xiàn)智能制造行業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。

當(dāng)前，“數(shù)字工匠”廣泛存在于我國工業(yè)生產(chǎn)制造加工企業(yè)，其通常是從事某一專業(yè)領(lǐng)域，具有扎實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)、高超技藝以及創(chuàng)新能力的復(fù)合型人才。“數(shù)字工匠”應(yīng)具備的創(chuàng)新能力包括技術(shù)創(chuàng)新能力和自主研發(fā)能力。但就現(xiàn)狀來看，仍有不少“數(shù)字工匠”的創(chuàng)新能力存在短板。[1]隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)、工業(yè)機(jī)器人及其他智能產(chǎn)品等新一代技術(shù)的快速發(fā)展，工業(yè)云數(shù)據(jù)服務(wù)性能日益增強(qiáng)，制造行業(yè)對(duì)智能制造創(chuàng)新的需求日益提升，3D模擬設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)集成軟件、三維數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件等智能制造工程軟件，勢(shì)必會(huì)發(fā)展成推動(dòng)智能制造行業(yè)高速、綠色、智能化發(fā)展的核心技術(shù)。為全面發(fā)揮此類現(xiàn)代化技術(shù)的價(jià)值與效能，下文圍繞智能制造背景下“數(shù)字工匠”的三維數(shù)字化創(chuàng)新能力需求展開研究，旨在助力我國智能制造行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

一、智能制造產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)

傳統(tǒng)生產(chǎn)制造產(chǎn)業(yè)通常將制造過程劃分為工程、技術(shù)與技能這三個(gè)階段。其中，工程階段以制造前端的設(shè)計(jì)與策劃為主要內(nèi)容；技術(shù)階段以工藝制造為主要內(nèi)容；技能階段則以產(chǎn)出成品的精細(xì)化制作為主要內(nèi)容。[2]各階段層次分明、相互獨(dú)立。近些年來，隨著智能化技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與智能制造產(chǎn)業(yè)的不斷融合，原本相互獨(dú)立的環(huán)節(jié)逐漸融合，智能制造產(chǎn)業(yè)整體向著扁平化趨勢(shì)發(fā)展。因此，現(xiàn)階段,智能制造產(chǎn)業(yè)具有各階段工作劃分不清晰的特點(diǎn)。

此外，相較于傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造產(chǎn)業(yè)，智能制造產(chǎn)業(yè)還具有操作技術(shù)高端化的特點(diǎn)。為達(dá)成生產(chǎn)制造全過程數(shù)字化的目標(biāo)，智能制造企業(yè)大量購入自動(dòng)化操作設(shè)備輔助智能生產(chǎn)。但由于此類智能制造機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)昂貴，因此，相關(guān)操作人員必須具有較高的專業(yè)水準(zhǔn)，可以熟練操作終端計(jì)算機(jī)設(shè)備，靈活運(yùn)用各類工業(yè)軟件與三維技術(shù)來輔助完成柔性化制造生產(chǎn)工作。

二、智能制造背景下制造企業(yè)對(duì)三維數(shù)字化技術(shù)等的應(yīng)用情況

為滿足生產(chǎn)制造產(chǎn)業(yè)智能化發(fā)展的需求，國內(nèi)制造企業(yè)紛紛投入資金，加大建設(shè)智能生產(chǎn)線。以國內(nèi)某集團(tuán)為例，為加快智能化建設(shè)，該集團(tuán)斥資67億元打造了智能制造生產(chǎn)基地。[3]在優(yōu)化生產(chǎn)基地后，該集團(tuán)生產(chǎn)制造效率提升了40%。筆者通過對(duì)制造領(lǐng)域深入研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前能夠引領(lǐng)生產(chǎn)制造企業(yè)向智能化建設(shè)方向發(fā)展的技術(shù)相對(duì)較多。其中，三維數(shù)字化（3D）技術(shù)是助力制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)智能化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵技術(shù)之一?；诖?，下文就企業(yè)智能化建設(shè)過程中，三維數(shù)字化技術(shù)與其他智能技術(shù)的應(yīng)用情況展開分析（見表1）。

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由表1可知，現(xiàn)階段，三維數(shù)字化技術(shù)在制造企業(yè)的智能化建設(shè)中，覆蓋率仍處于較低水平，但此項(xiàng)技術(shù)依舊是現(xiàn)代產(chǎn)品研制中不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)，更是深化中國制造業(yè)變革最主要的智能技術(shù)之一。筆者結(jié)合實(shí)際推測(cè)，出現(xiàn)上述現(xiàn)象的主要原因是，可熟練使用三維數(shù)字化技術(shù)的人才相對(duì)較少，或者此類專業(yè)人才尚未能在實(shí)際應(yīng)用中全面發(fā)揮該智能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)作用。

三、“數(shù)字工匠”的三維數(shù)字化創(chuàng)新能力需求

（一）通用能力與基礎(chǔ)技能

智能化生產(chǎn)制造將改變傳統(tǒng)的制造業(yè)生產(chǎn)模式，并對(duì)位于核心崗位的“數(shù)字工匠”提出專業(yè)性、能動(dòng)性、靈活性等方面的能力需求。[4]在“數(shù)字工匠”運(yùn)用三維數(shù)字化技術(shù)設(shè)計(jì)和制造產(chǎn)品時(shí)，大部分“低技術(shù)含量”的勞動(dòng)力崗位已經(jīng)被智能機(jī)器人取代，但是三維數(shù)字化技術(shù)的指揮、操作仍需要實(shí)踐者靈活運(yùn)用自身積累的理論知識(shí)與專業(yè)技能，及時(shí)、準(zhǔn)確地處理自動(dòng)化與智能化制造生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的各種故障。

智能化制造需要快速提高自身與產(chǎn)品的適配度，以滿足市場(chǎng)需要。新型合作工廠使虛擬、移動(dòng)作業(yè)成為現(xiàn)實(shí)。與此同時(shí)，“數(shù)字工匠”需要具備更強(qiáng)的應(yīng)變能力，并且能夠更加積極、靈活地操作數(shù)字化設(shè)備以完成相關(guān)生產(chǎn)制造工作。

此外，基礎(chǔ)技能也是“數(shù)字工匠”必須掌握的技能。基礎(chǔ)技能通常包括熟練運(yùn)用計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行設(shè)計(jì)與建模，靈活運(yùn)用軟件工程專業(yè)知識(shí)實(shí)現(xiàn)軟件開發(fā)、辦公自動(dòng)化等。[5]總而言之，現(xiàn)階段，制造企業(yè)更注重“數(shù)字工匠”對(duì)信息技術(shù)與通用技能的掌握情況。

（二）專業(yè)與核心制造能力

“數(shù)字工匠”還應(yīng)具備較強(qiáng)的專業(yè)與核心制造能力，可以熟練使用C#（編程語言）、Java（計(jì)算機(jī)語言）、Office辦公軟件、CAD制圖軟件、Mes系統(tǒng)等工業(yè)化圖形操作類軟件。對(duì)于就職于智能制造企業(yè)核心崗位或一線技術(shù)崗位的人員，除具備上述能力外，其還應(yīng)主動(dòng)學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)編程、三維設(shè)計(jì)等工業(yè)化軟件，如Flash、Solidworks、PhotoShop、3D Max、Dreamweaver等。

此外，位于生產(chǎn)制造一線的技術(shù)人員，也應(yīng)學(xué)會(huì)操作使用MES、EPR等輔助系統(tǒng)，以便提高機(jī)械零件的組裝、安裝效率；使用機(jī)械輔助設(shè)備操作終端，執(zhí)行加壓、沖擊、焊接等操作命令。至于自動(dòng)化與創(chuàng)新設(shè)計(jì)崗位的智能制造人才，應(yīng)當(dāng)在具備上述能力的基礎(chǔ)上，主動(dòng)對(duì)接數(shù)據(jù)采集作業(yè)與制造機(jī)器控制作業(yè)。如有必要，智能制造企業(yè)也可以要求“數(shù)字工匠”學(xué)習(xí)使用PLCopen等編程軟件，以便集成多種數(shù)字化技術(shù)以實(shí)現(xiàn)某項(xiàng)工作的驅(qū)動(dòng)執(zhí)行。

（三）技術(shù)融合應(yīng)用能力

技術(shù)融合應(yīng)用能力是智能制造企業(yè)在社會(huì)運(yùn)營與發(fā)展過程中，對(duì)“數(shù)字工匠”三維數(shù)字化創(chuàng)新提出的最核心的需求。換言之，“數(shù)字工匠”應(yīng)當(dāng)具備一定的全局意識(shí)，能夠站在產(chǎn)業(yè)發(fā)展前沿角度，融合多種數(shù)字化與智能化技術(shù)，統(tǒng)籌生產(chǎn)制造工作。為此，“數(shù)字工匠”在使用三維數(shù)字化技術(shù)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)具備一定的資源整合能力，能夠協(xié)調(diào)好內(nèi)部與外部工作，基于結(jié)構(gòu)化思維，創(chuàng)新解決設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)遇到的戰(zhàn)略性問題。除此之外，“數(shù)字工匠”還應(yīng)不斷學(xué)習(xí)與自動(dòng)化控制相關(guān)的理論知識(shí)，并積極實(shí)踐，直至在實(shí)際工作中能夠靈活運(yùn)用多項(xiàng)技術(shù)以更好地完成工作。綜合上述分析，現(xiàn)階段，我國智能制造行業(yè)的發(fā)展仍處于初步階段，而要想進(jìn)一步推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，相關(guān)企業(yè)和高校就需要加大培養(yǎng)“數(shù)字工匠”，做好專業(yè)人才的儲(chǔ)備工作。

四、結(jié)語

我國曾明確指出要大力推動(dòng)智能制造與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展，以提升制造業(yè)發(fā)展的整體質(zhì)量和效率。但如何通過智能制造工程技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)制造企業(yè)的三維數(shù)字化轉(zhuǎn)型，已經(jīng)成為制約制造業(yè)發(fā)展的瓶頸?；诖?，本文從通用能力與基礎(chǔ)技能、專業(yè)與核心制造能力、技術(shù)融合應(yīng)用能力等三個(gè)方面出發(fā)，簡要分析了智能制造背景下“數(shù)字工匠”的三維數(shù)字化創(chuàng)新能力需求，進(jìn)而明確了制造行業(yè)與相關(guān)企業(yè)在發(fā)展建設(shè)過程中對(duì)不同崗位人才的具體需求，以及智能制造產(chǎn)業(yè)的核心發(fā)展趨勢(shì)，希望能為制造企業(yè)引進(jìn)人才提供方向。