智能制造背景下地方本科院校机械工程应用型人才培养研究

梅华平，李玉梅，李 涛

（湖北工程学院机械工程学院，湖北 孝感432000）

0 引言

随着《中国制造2025》规划的深入实施，智能制造已提升为国家主攻战略方向，伴随着国家智能制造示范区和和制造业创新中心的建设，应加大智能制造需要的智力投入和人才培养[1]。而培养大量适应智能制造的技术技能人才正是应用型本科院校的机械工程专业应承担的人才培养任务。本文系统分析了机械行业智能制造技术技能人才培养特点和素质要求，研究了产教融合、校企合作培养满足智能制造要求的技术技能人才的实施思路。

1 智能制造人才的能力需求分析

机械行业智能制造分为五大领域，即智能装备制造、智能控制系统、智能工业网络、智能制造技术和智能管理，是集成了制造技术创新、管理模式创新和组织方式创新的先进制造技术，是数字化制造、精益生产、网络化制造、虚拟制造、敏捷制造和绿色制造等多种先进制造系统和模式的结合体[1]；智能制造技术的核心是将新型传感器、智能控制系统、工业机器人、自动化成套设备通过互联网技术形成一个“智慧工厂”[2]。智能制造的关键技术主要包括：现代传感技术、装备制造技术、自动化与控制技术、网络技术、工业机器人技术和物联网技术、数控编程技术、数字化制造技术、虚拟现实与拟人化智能技术等。是装备制造技术与智能技术、信息技术的集成与融合。因此，智能制造对机械工程专业大学毕业生提出了如下新技术技能要求[3]：（1）具有数字化设计和制造的知识技能如CAD、CAM、CAE等以及相关的实践经验。（2）需要掌握更多的传感技术、信息技术、智能技术和网络技术。（3）需要更多地关注工艺布局、工艺实施、工艺优化，掌握CAPP、PDM、加工过程动态仿真这些新技能。（4）需要具备智能管理的知识和能力，如生产过程执行管理系统（MES）、企业资源计划（ERP）等工具的运用。

2 应用型本科机械工程专业人才培养存在的问题

地方本科院校在应用型人才培养的过程中，仍有许多不足之处，无法适应智能制造业的人才所要求的知识、能力和素质需求。首先，危机意识不足，推进力度参差不齐，各校普遍认为智能制造还远未开始。我国制造业大多处于工业2.0水平，部分接近或达到工业3.0水平，因此，我国制造业普及工业2.0的路还没有完成、补齐工业3.0的基础还没有夯实，在如此低水平的基础上推行工业4.0，瞻前顾后并止步不前。因此，对接智能制造、调整人才培养模式，进行卓有成效的改革与建设，任务十分艰巨。其次，一些新设立的地方本科院校不愿放下身段，无视其应用型、地方型、技术技能型的特色定位，将学科体系片面倾向于学术型和研究性人才培养，与企业合作的广度、深度不够。由于双师型师资缺乏和实习实践基地建设薄弱，学生的工程实践能力、实操技能和创新创业能力得不到有效培养。另一些学校虽然开办了针对智能制造的专业方向，或在专业选修课上增加了若干智能制造的相关课程，但由于目标岗位能力需求不明确，无法充分对接地方和区域经济发展和产业转型升级需求。最后，智能制造涉及机械、电子、信息、人工智能和系统管理等新知识与新技术，学科的综合性广、跨度大，而各校工科各专业普遍以教学学院为单位分设，尽管一些学校建立了跨学科的教学与实践大平台，但教学学院的传统建制造成了师资、技术和资源的割裂，不利于复合型智能制造人才的培养。教师参与地方企业的科研活动少，实践经验不足，对地方智能制造关键技术缺少了解，造成很多专业的课程教学、实践与企业的人才需求严重脱节。

3 面向智能制造的人才培养方案实施建议

3.1 开展校企合作，创新应用型人才培养模式

在近年的办学过程中，大部分地方本科院校的地方型、应用型和技术技能的定位逐渐清晰，但与用人单位对于毕业生的知识、能力和素质的需求之间仍然存在较大的差距，对于高等学校来说解决这一问题的的有效措施在于人才培养模式的改革和创新。首先，应借鉴国外人才培养的有效实践，建立能力导向的教学目标、开设应用导向的课程[1]、注重实践的教学过程、开展形式多样的校企合作。其次，地方本科院校应调整与转变校企合作思路，打破校企合作壁垒，拓展多边协作，将产业的理念、技术、资源整合到高校的课程、实训以及师资中，从机制、理念、课程体系、培养路径、质量评价标准、企业参与程度等多方面，对人才培养体系进行创新升级和深度变革。同时将高校培养的毕业生、科研成果以及双创成果带给产业，满足其对人才和创新的需求。

3.2 统筹通与专的关系，优化专业人才培养方案

首先，夯实机械类学科的专业基础，拓展智能制造相关技术知识。应用型本科机械类专业要围绕应用型人才成长必备的学科、专业基础理论知识，整合教学内容，在传统机械设计理论和机械制造技术的基础上，适度增加计算机技术、数字化技术、人工智能技术和信息技术基础知识，构建适合智能制造发展方向的机械类专业学科、专业大平台。其次，以智能制造对应用型人才能力的需求为导向，细分专业方向。智能制造涉及的技术面广、跨度大，面面俱到、全面学习与掌握智能制造的知识和技术是不可能的。因此，学校应着力于面向区域和地方智能制造企业对应用型人才的需求开展针对性和适应性培养，抓住核心技术，明确能力培养目标，优化培养方案；正确处理好“通与专”教学内容，既要保证所有学生对智能制造有一个全面的初步了解，又要细分智能制造领域应用型人才的目标岗位群，针对关键技术应用开设不同专业方向。

3.3 改革教学方法和手段，提升教育教学质量。

首先，教育应以学生为中心，围绕应用型人才培养特点，积极探索PBL、项目教学法等。让教师从“知识传播者”向“知识引领者、技能培训者、人才开发者、职业教练和心灵导师”转变，实现“以学习者为中心”的新型教学模式[4]；其次，利用现代化信息技术，采用网络在线课程和虚拟现实等数字化教学方式，为专业基础课程和面向智能制造的专业课程教学的融合搭建平台，如MOOC、SPOC、微格教学等；最后，鼓励学生充分利用网络资源自学，通过辅导、引导最后考核，提高学生自我管理和学习能力，变被动学习为主动学习。

3.4 围绕关键技术，构建互联网+智能制造实训平台

应用型人才培养强调“应用性和实践性”，应构建知识、能力、素质协调的育人模式和理论教学与实践教学协同的培养过程，强化智能制造关键技术应用，重构实践教学能力培养目标，构建以能力培养为主线并持续全部培养过程的实践教学体系[5]。通过产教融合计划，与知名智能制造企业如SIEMENS、ABB、GE和FANUC等建设并利用互联网+智能制造实训平台，开展工业机器人示教编程、数据采集与监视控制系统（SCADA)、逻辑控制系统（PLC)、离散控制系统（DCS)、生产过程执行管理系统（MES）等智能制造相关项目的实训[6]，实现智能制造、机器人、自动化、信息与通信的技术的融合应用和学生机械设计能力、开发编程能力和实践动手能力的综合提升[7]。

4 结语

智能制造是制造业转型升级的必然趋势，对人才的培养模式和知识能力结构提出了新要求。地方本科高校机械专业教育应准确把握应用型、地方型、技术技能型的特色定位，主动适应智能制造产业的新变化、满足智能制造人才知识能力的新需求。为此，本文针对智能制造的技术特征和关键技术，通过分析应用型本科机械工程专业人才培养存在的问题，提出了创新校企合作模式，统筹通与专的关系，改革教学方法和手段，开展产教融合，构建互联网+智能制造实训平台等改革思路，以培养出满足智能制造产业发展的复合型专业技术人才。