“雙高”背景下智能控制技術(shù)專業(yè)群實訓(xùn)室建設(shè)創(chuàng)新與實踐
——以工業(yè)視覺檢測實訓(xùn)室為例

張淑紅，王熙雛

（蘇州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 蘇州 215104）

1 前言

2021 年政府工作報告指出，增強職業(yè)教育適應(yīng)性，深化產(chǎn)教融合、校企合作, 深入實施職業(yè)技能等級證書制度。2021 年“1+X 證書制度試點工作培訓(xùn)會”指出，1 與X 相互促進、相得益彰。其中，1 是根本，是學(xué)生可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)；X 是補充，是為學(xué)生增強就業(yè)創(chuàng)業(yè)本領(lǐng)賦能，目前高職院校爭相實施1+X 證書，根據(jù)人才培養(yǎng)方向選取培養(yǎng)復(fù)合型人才的對口的X 專門證書。

自“1+X”證書制度試點工作啟動以來，教育部先后于2019 年4 月、9 月和2020 年1 月、12 月先后公布了4 批447 個職業(yè)技能等級證書作為試點。首批職業(yè)技能等級證書試點共6 個，第二批是10 個，第三批是76 個，第四批是355 個,工業(yè)視覺應(yīng)行業(yè)企業(yè)發(fā)展需求作為第四批次進行試點建設(shè)。

目前，針對視覺檢測相關(guān)的X 證書有機器視覺系統(tǒng)應(yīng)用和工業(yè)視覺系統(tǒng)運維，從教育部1+X 職業(yè)技能等級證書信息管理服務(wù)平臺提供的證書標準和后續(xù)調(diào)研，我們可以看出，X 證書對高職院校在校學(xué)生或從事機器視覺相關(guān)工作1 年以上的行業(yè)從業(yè)者都有很大幫助，X 證書是依據(jù)國家相關(guān)職業(yè)工種培養(yǎng)及鑒定標準，結(jié)合中國當(dāng)前工業(yè)視覺相關(guān)崗位需求開發(fā)設(shè)計而成，為滿足雙高建設(shè)要求，在智能控制技術(shù)專業(yè)群實訓(xùn)室建設(shè)中將進行調(diào)研、論證和實施，開發(fā)出與職業(yè)技能等級X證書互相銜接與融通的“課證融通”實訓(xùn)室，培養(yǎng)符合企業(yè)轉(zhuǎn)型升級和發(fā)展需要的工業(yè)視覺相關(guān)的高技術(shù)技能人才，勢必滿足未來5 年我國工業(yè)視覺領(lǐng)域應(yīng)用技術(shù)人才缺口需求。

2 工業(yè)視覺檢測實訓(xùn)室調(diào)研與建設(shè)目標

2.1 智能控制技術(shù)專業(yè)群現(xiàn)狀

我校作為2019 年國家首批“雙高計劃”建設(shè)單位，其中雙高建設(shè)專業(yè)群——智能控制技術(shù)專業(yè)群整合了智能控制技術(shù)、機電一體化技術(shù)、工業(yè)機器人技術(shù)和數(shù)控技術(shù)四個專業(yè)，該智控控制技術(shù)專用群依據(jù)智能車間裝備系統(tǒng)集成應(yīng)用技術(shù)鏈與崗位群復(fù)合型技術(shù)技能的需求組建的，智能控制專業(yè)群歸屬裝備制造大類，是寬口徑的專業(yè)群，與該專業(yè)群相關(guān)的企事業(yè)單位數(shù)量多、地域分布廣,且規(guī)模、層次各異。隨著長三角區(qū)域制造業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，蘇州作為國家智能制造示范區(qū)和千億人工智能產(chǎn)業(yè)高地，實施智能制造“十百千萬”工程，以“智能制造”為主攻方向，建設(shè)智能工廠和智能車間，高端裝備制造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級以智能產(chǎn)品－智能生產(chǎn)－智能服務(wù)為技術(shù)鏈，涉及到關(guān)鍵零部件大規(guī)模定制化智能生產(chǎn)，智能控制技術(shù)專業(yè)群培養(yǎng)學(xué)生具備高端裝備制造中所具備的各制造單元的運行、生產(chǎn)、交互控制，視覺檢測等映射企業(yè)真實場景的職業(yè)能力。智能控制技術(shù)專業(yè)群技術(shù)服務(wù)領(lǐng)域：以智能產(chǎn)線和智能裝備為主，主要面向智能制造和智能產(chǎn)線行業(yè)、標準設(shè)備制造行業(yè)，將新型技術(shù)：機器視覺技術(shù)、激光應(yīng)用技術(shù)和機器人技術(shù)融入專業(yè)建設(shè)中。根據(jù)雙高建設(shè)方案，重點打造工業(yè)視覺識別系統(tǒng)和智能視覺系統(tǒng)。

2.2 工業(yè)視覺發(fā)展現(xiàn)狀

根據(jù)工業(yè)視覺檢測市場增長趨勢調(diào)研，目前全球工業(yè)視覺產(chǎn)業(yè)規(guī)模在70 億美元左右，年均增速接近14%。產(chǎn)生了德國巴斯勒(BASLER)、美國康耐視（COGNEX）、日本基恩士（KEYENCE）等國際巨頭，占據(jù)復(fù)合工業(yè)視覺市場份額的87%左右。中國正成為全球工業(yè)視覺應(yīng)用規(guī)模最大的地區(qū)，尤其在3C、汽車、光伏、半導(dǎo)體等行業(yè)普遍應(yīng)用，近年來，特別是5G+工業(yè)視覺相組合，推動工業(yè)視覺相關(guān)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的規(guī)?；l(fā)展，近五年復(fù)合增長率高達34%，是全球平均水平的2 倍，2021 年市場超過134 億元。目前“工業(yè)視覺”領(lǐng)域全國從業(yè)人數(shù)不少于20 萬人，未來5 年需求人數(shù)年均增長率不低于30%。主要就業(yè)地在長三角、珠三角、環(huán)渤海和中西部地區(qū)。中國智能制造私董會聯(lián)盟（CIMPCA）統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，目前全國工業(yè)視覺系統(tǒng)維護、調(diào)試以及開發(fā)工程師的平均月薪分別為7000 元、11000 元和18500 元。未來5 年，我國工業(yè)視覺領(lǐng)域應(yīng)用技術(shù)人才缺口大約為15萬～30 萬人。

當(dāng)前各個高職院校均以“1+X”證書制度試點為契機，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式和評價模式，我校作為第一批為適應(yīng)雙高建設(shè)專業(yè)群——智能控制技術(shù)專業(yè)群區(qū)域產(chǎn)業(yè)的調(diào)整和變化帶來的“新企業(yè)”“新技能”“新崗位”，及時地滿足企業(yè)的人才需求,實時跟蹤教育部“1+X”職業(yè)技能等級證書培訓(xùn)認證項目，從教育部1+X 職業(yè)技能等級證書信息管理服務(wù)平臺提供的證書標準，工業(yè)視覺相關(guān)的X 證書作為第四批次試點建設(shè)，目前對應(yīng)的有機器視覺系統(tǒng)應(yīng)用和工業(yè)視覺系統(tǒng)運維兩種X 證書的考核標準。

據(jù)調(diào)研，目前江蘇省已建立工業(yè)視覺實訓(xùn)室及人才培養(yǎng)基地的高職院校有無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院、蘇州園區(qū)工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院、常熟濱江職業(yè)技術(shù)學(xué)校，這些建設(shè)院校建設(shè)工業(yè)視覺實訓(xùn)室并開設(shè)課證融通課程，學(xué)生在獲得畢業(yè)證書的同時同步考取工業(yè)視覺X 證書，專業(yè)教師開展視覺技術(shù)應(yīng)用專業(yè)類教師教學(xué)能力提升國家級和省級培訓(xùn)項目，根據(jù)走訪開設(shè)工業(yè)視覺實訓(xùn)室的院校在產(chǎn)教融合、校企雙元育人方面融合度更加深入，對學(xué)生的培養(yǎng)方案更靈活，在促進教師課程建設(shè)、科研能力等方面的能力都有所提升。

2.3 工業(yè)視覺實驗室建設(shè)目標

為適應(yīng)智能控制技術(shù)專業(yè)群區(qū)域產(chǎn)業(yè)的調(diào)整和變化帶來的“新企業(yè)”“新技能”“新崗位”，及時地滿足企業(yè)的人才需求，建設(shè)智能線集成與應(yīng)用于一體的工業(yè)視覺檢測實訓(xùn)室，引入工業(yè)視覺X 技能認證項目，校企共建工業(yè)視覺檢測實訓(xùn)室，工業(yè)視覺檢測實訓(xùn)室與工業(yè)視覺X 職業(yè)技能等級證書相吻合，工業(yè)視覺“1+X”職業(yè)技能等級證書依據(jù)國家相關(guān)職業(yè)工種培養(yǎng)及鑒定標準，結(jié)合中國當(dāng)前工業(yè)視覺相關(guān)崗位需求開發(fā)設(shè)計而成，與智能制造控制技術(shù)專業(yè)群服務(wù)行業(yè)和崗位相吻合，及時地滿足企業(yè)的人才需求，

工業(yè)視覺檢測實訓(xùn)室依據(jù)國家相關(guān)職業(yè)工種培養(yǎng)及鑒定標準，結(jié)合中國當(dāng)前工業(yè)視覺相關(guān)崗位需求開發(fā)設(shè)計。主要面向非標自動化設(shè)備行業(yè)、標準設(shè)備制造行業(yè)、半導(dǎo)體及電子制造行業(yè)、汽車制造行業(yè)、包裝印刷行業(yè)、醫(yī)藥制造行業(yè)、紡織制造行業(yè)、食品加工行業(yè)及相關(guān)行業(yè)，主要從事視覺系統(tǒng)的現(xiàn)場安裝、調(diào)試、維護、編寫異常分析報告等工作崗位，如視覺系統(tǒng)集成與技術(shù)支持工程師、視覺系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)與調(diào)試工程師等。同時，為了滿足市場發(fā)展和技術(shù)更新迭代提升需要，工業(yè)視覺檢測實訓(xùn)室設(shè)備以模塊方式自由組合為便，提升部分設(shè)備配置開發(fā)拓展模塊，可根據(jù)工業(yè)應(yīng)用場景進行二次開發(fā)，操作者可以在實訓(xùn)中訓(xùn)練工業(yè)視覺多種應(yīng)用方向的檢測技能，例如，測量、檢測、識別、引導(dǎo)定位、精確組裝、3D 應(yīng)用等。除此以外，還可以學(xué)習(xí)機械裝調(diào)、電氣管路連接、程序設(shè)計、傳感器應(yīng)用、計算機應(yīng)用、檢修排故、觸摸屏組態(tài)、伺服驅(qū)動控制等機電專業(yè)技能。

建設(shè)工業(yè)視覺檢測實訓(xùn)室，通過工業(yè)視覺相關(guān)的“X”職業(yè)等級證書考核和認證打通學(xué)校教育與產(chǎn)業(yè)需求的最后一公里，將工業(yè)視覺檢測實訓(xùn)室打造技能成“X”職業(yè)資格證書認證及人才培養(yǎng)基地。

3 工業(yè)視覺檢測實訓(xùn)室崗課證融通

3.1 崗課證課程體系

工業(yè)視覺檢測實訓(xùn)室相對應(yīng)的X 證書有機器視覺系統(tǒng)應(yīng)用和工業(yè)視覺系統(tǒng)運維兩種，無論哪種X 證書其職業(yè)技能等級都分為三個等級：初級、中級和高級，且三個級別依次遞進，高級別涵蓋低級別職業(yè)技能要求。根據(jù)X 證書職業(yè)技能等級標準面向的工作崗位與智能控制技術(shù)專業(yè)群人才培養(yǎng)目標的契合度，結(jié)合雙高建設(shè)目標將新型技術(shù)視覺檢測技術(shù)融入實驗室建設(shè)中，綜合PLC、智能傳感、人機界面、可視化仿真、視覺、通訊等核心技術(shù)，確定工業(yè)視覺系統(tǒng)運維中級證書作為學(xué)生技能考證目標，工業(yè)視覺系統(tǒng)運維中級崗位主要從事工業(yè)視覺設(shè)備現(xiàn)場安裝、調(diào)試，為視覺設(shè)備開展日常設(shè)備維護，異常處理維護、編寫異常分析報告等工作，其對應(yīng)的工作崗位有工業(yè)視覺維護工程師、工業(yè)視覺調(diào)試工程師、工業(yè)視覺開發(fā)工程師，工業(yè)視覺檢測實訓(xùn)室。智能控制技術(shù)專業(yè)群中智能控制技術(shù)專業(yè)和電氣自動化技術(shù)專業(yè)在人才培養(yǎng)方案中融入工業(yè)視覺系統(tǒng)運維X 證書，其對應(yīng)的崗課證融通課程體系，如圖1 所示。

圖1

3.2 實訓(xùn)室硬件建設(shè)

學(xué)院在雙高院校建設(shè)期間,根據(jù)智能車間智能控制新技術(shù)新崗位技能要求，依據(jù)智能車間核心零部件生產(chǎn)流程的技術(shù)鏈和人才培養(yǎng)能力遞進的邏輯鏈，全面規(guī)劃了智能線集成與應(yīng)用生產(chǎn)實訓(xùn)基地的建設(shè)。作為智能控制檢測核心技術(shù)的工業(yè)視覺檢測實訓(xùn)室，校企共建10套工業(yè)視覺實訓(xùn)設(shè)備，同步智能控制技術(shù)人才培養(yǎng)方案中開設(shè)64 課時專業(yè)核心課程《工業(yè)視覺檢測》，探索課證融通考核認證，對接“X”中級證書。工業(yè)視覺系統(tǒng)運維中級職業(yè)技能等級要求，根據(jù)檢測目標和工藝流程，編制視覺檢測方案，達到視覺檢測速度、精度要求；使用視覺軟件編寫視覺方案流程程序，進行通信設(shè)置實現(xiàn)視覺系統(tǒng)與上位機以及終端設(shè)備的通信，具備工業(yè)視覺設(shè)備現(xiàn)場安裝、識別、測量和檢測、調(diào)試、維護、編寫異常分析報告等能力。

3.3 實訓(xùn)室?guī)熧Y隊伍建設(shè)

根據(jù)學(xué)校雙高建設(shè)目標，鼓勵教師積極帶領(lǐng)學(xué)生參與企業(yè)項目，實時追蹤企業(yè)的先進技術(shù)，開發(fā)涵蓋新技術(shù)、新工藝、新規(guī)范的融合化拓展課程，形成企業(yè)真實項目的課程資源，形成職業(yè)素養(yǎng)與能力素養(yǎng)并重、勞動教育和價值引領(lǐng)貫穿全過程的專業(yè)群課程標準。

在進行實訓(xùn)室建設(shè)調(diào)研期間，智能控制技術(shù)專業(yè)群選派教師利用暑假參加企業(yè)1+X 工業(yè)視覺系統(tǒng)運維培訓(xùn)，并考取高級培訓(xùn)師和考評員證書，本身這批教師就具有高級技師證和“雙師型”教師資格,具有較強的學(xué)習(xí)新技術(shù)和新技能的欲望，通過學(xué)習(xí)提高教師對機器視覺硬件方案的選型和方案搭建能力，對視覺軟件、工業(yè)相機、鏡頭、光源及標定板等進行應(yīng)用研究能力，并具有一定的工業(yè)級別視覺項目的開發(fā)應(yīng)用能力，課程建設(shè)同步聘請校外實習(xí)基地的工程師、技師作為課程組成員參與課程建設(shè)。課程建設(shè)時進行了工學(xué)結(jié)合的項目化重整,將現(xiàn)代智能傳感激光和視覺傳感融入教學(xué)中，選取工業(yè)生產(chǎn)上的真實項目，為學(xué)生提供更貼近工廠實際更具有新穎性，讓學(xué)生提前適應(yīng)真實的工程項目設(shè)計。形成一支能階段性隨企業(yè)技術(shù)提升和設(shè)備更新的，理論、實踐能力強，能滿足高技能型人才培養(yǎng)需要的雙師結(jié)構(gòu)素質(zhì)的教師隊伍。

3.4 實訓(xùn)項目開發(fā)與教材建設(shè)

圍繞工業(yè)視覺系統(tǒng)運維中級設(shè)備以模塊方式自由組合，學(xué)生可以在實訓(xùn)中訓(xùn)練工業(yè)視覺多種應(yīng)用方向的檢測技能，如測量，檢測、識別、引導(dǎo)定位、精確組裝、3D 應(yīng)用等。同時，還可以將機械裝調(diào)、電氣管路連接、程序設(shè)計、傳感器應(yīng)用、計算機應(yīng)用、檢修排故、觸摸屏組態(tài)、伺服驅(qū)動控制知識融入教學(xué)實踐中，開拓學(xué)生技能的同時提升學(xué)生自我學(xué)習(xí)能力。實訓(xùn)項目開發(fā)實施與企業(yè)真實項目相融合，同時根據(jù)學(xué)生的可接受能力逐步提升，如先開展螺母或書簽的分揀，再進行工件顏色和劃痕的檢測，最后提升到飛拍物體和拼圖游戲等，每個項目都會有相應(yīng)的光源、相機和鏡頭的選型和設(shè)置；產(chǎn)品定位和被測對象的讀取和分析；系統(tǒng)通訊設(shè)置和聯(lián)調(diào)測試；運行過程中出現(xiàn)故障的排故等知識技能，同時為了提升設(shè)備的二次開發(fā)，為了更換方便，整套設(shè)備的設(shè)計遵循模塊化方式，單元模塊之間可以根據(jù)場景需要自由組合，開展多種應(yīng)用訓(xùn)練，提升拓展模塊以拼圖游戲完成，學(xué)生根據(jù)自己愛好進行設(shè)計拼接，課程項目的設(shè)計根據(jù)學(xué)生喜好，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和動力，讓學(xué)生在做中學(xué)，學(xué)中練，練中提升知識和技能。

《工業(yè)視覺檢測》作為智能控制技術(shù)人才培養(yǎng)方案中開設(shè)的專業(yè)核心課程，教學(xué)實施中校內(nèi)外專兼教師協(xié)同綜合實踐項目化教學(xué)模式，采用線上+線下+課程項目相融合課堂教學(xué)，很好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的自發(fā)性，培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成探究創(chuàng)新的心理，學(xué)生課前通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)下次課所學(xué)內(nèi)容，并在授課中根據(jù)所學(xué)提出疑問，課中進行分析解決問題，課后對知識進行鞏固提升。該課程實施以項目為載體，選取工業(yè)生產(chǎn)上的真實項目，為學(xué)生提供更貼近工廠實際更具有新穎性，讓學(xué)生提前適應(yīng)真實的工程項目設(shè)計。根據(jù)雙高建設(shè)要求，建設(shè)一批國家精品在線開放課程和國家級重點規(guī)劃教材，本課程作為“工程項目模塊化”進行開發(fā)，預(yù)計在2023 年年底以模塊化新形態(tài)教材出版。

4 工業(yè)視覺檢測實訓(xùn)室對接X 證書

根據(jù)我們配置的10 套實訓(xùn)設(shè)備可開展智能控制技術(shù)專業(yè)群學(xué)生實訓(xùn)場所，同時該課程作為電氣自動化技術(shù)專業(yè)和智能控制技術(shù)的專業(yè)核心課程，專業(yè)學(xué)生每級180人左右完成工業(yè)視覺職業(yè)技能等級中級證書，學(xué)生在獲得學(xué)歷證書的同時，同時取得工業(yè)視覺系統(tǒng)運維“1+X”職業(yè)技能等級中級證書考核。同時該實訓(xùn)室作為合作企業(yè)訂單培養(yǎng)實訓(xùn)場所，校企合作開展現(xiàn)代學(xué)徒制班、訂單班培養(yǎng),預(yù)計開設(shè)工業(yè)視覺檢測企業(yè)培訓(xùn)每期20 人。

工業(yè)視覺系統(tǒng)運維作為江蘇省和全國職業(yè)院校技能大賽項目，后續(xù)開展學(xué)生訓(xùn)練并參加職業(yè)院校技能大賽項目，通過工業(yè)視覺職業(yè)技能等級證書資格認證和競賽，學(xué)生專業(yè)技能水平和職業(yè)綜合素養(yǎng)得到有效提升，實現(xiàn)了與企業(yè)需求的無縫對接。

工業(yè)視覺檢測實訓(xùn)室作為教師實踐能力提高的場所，教師可與合作企業(yè)開展技術(shù)開發(fā)、技術(shù)服務(wù)等科研項目，將工業(yè)視覺檢測實訓(xùn)室打造成企業(yè)工業(yè)視覺技術(shù)服務(wù)基地和師生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的實踐場所。

5 結(jié)語

課程建設(shè)和實訓(xùn)室建設(shè)是專業(yè)建設(shè)的重要組成部分，也是“雙高計劃”建設(shè)中的核心內(nèi)容，二者是相互依托、相輔相成的關(guān)系。在“雙高”背景下智能控制技術(shù)專業(yè)群深入挖掘課程建設(shè)和實訓(xùn)室建設(shè)的共融性和互促性，在實訓(xùn)室建設(shè)和課程建設(shè)中融入“X”職業(yè)技能等級證書，為學(xué)生增強就業(yè)創(chuàng)業(yè)本領(lǐng)賦能，同時對促進學(xué)院高水平專業(yè)建設(shè)、師資隊伍建設(shè)、產(chǎn)教融合建設(shè)及培養(yǎng)復(fù)合型人才等方面具有重要的支撐作用。