《中国制造2025》背景下自动化专业人才培养模式改革与发展研究

邢广成 董燕飞

摘 要：中国制造2025的核心主线是智能制造，是自动化、信息化和网络化的高度融合，智能制造的发展对应用型本科高校自动化专业人才的培养提出的新的挑战和要求。围绕应用型能力人才培养的需求，应用型本科高校自动化专业需要对人才培养方案进行优化，改革人才培养的模式，加大校企联合培养力度，改革教学方式，完善教学内容，利用多种手段方法，培养高质量符合《中国制造2025》发展需求的自动化专业人才。

关键词：中国制造2025；智能制造；自动化专业；人才培养

中图分类号：C961 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2018）23-0005-03

Abstract： The core of China Manufacturing 2025 is intelligent manufacturing， which is a high degree of integration of automation， informatization and networking. The development of intelligent manufacturing poses new challenges and requirements for the cultivation of automation professionals in applied undergraduate colleges. Focusing on the needs of application-oriented talent training， the application-oriented undergraduate automation major needs to optimize the talent training program， reform the mode of talent training， increase the joint training of schools and enterprises， reform the teaching methods， improve the teaching content， and use various methods. To cultivate high-quality automation professionals who meet the development needs of "Made in China 2025".

Keywords： Made in China 2025； intelligent manufacturing； automation； talent cultivation

2015年国务院正式发布的《中国制造2025》规划，是中国版“工业4.0 计划”，也是我国实施制造强国战略第一个十年行动纲领。《中国制造2025》的核心是创新驱动、智能制造、智能工厂和产业集成，它的发展将促使我国制造业向自动化、无人化、高精度、高效率迈进，智能制造是其发展主线。[1]自动化专业是工业自动化为基础，是控制技术、计算机技术、通信与网络技术、电子和传感技术的融合，其知识体系与智能制造所涵盖的内容密切相关。而目前自动化专业人才的培养体系所涉及的教学内容和課程设置，难以培养出智能制造所需要的集信息化、网络化、物联网、机器人等高度集合的优秀人才；现有的自动化人才培养模式对于控制理论的分析、系统设计以及简单控制任务的设计是符合的，但是对于智能制造中复杂任务的集成控制实现是不足的；智能制造需要培养的自动化人才具有较强的应用实践能力及一定的创新能力。[2]因此，应用型本科高校自动化专业人才培养必须要努力变革，抓住发展机遇，培养出适应时代发展的高素质人才。

一、《中国制造2025》对应用型本科自动化人才的新挑战

大力推进智能制造是中国制造2025五大工程之一，目标是带动各个产业提高数字化水平和智能化水平。智能制造是新一轮科技革命的核心，也是制造业数字化、网络化、智能化的主攻方向。其建设目标是满足经济社会发展和国防建设对重大技术装备的需求，主要内容为强化工业基础能力，提高综合集成水平，完善多层次人才体系[3]。将智能制造的建设内容和目标与应用型本科院校自动化人才培养方案相结合，对人才培养的模式提出了新的要求和挑战。

1. 对工业软件应用能力的挑战。智能制造核心在于现代信息通信技术和制造技术深度融合，其中涉及硬件、软件、网络、计算等多种技术和制造技术的融合，而工业软件是其中最为关键的技术，无论是硬件、网络、计算等技术和制造工艺融合，都离不开软件定义、编码和封装。企业研发设计、生产控制、组装测试、售后运维、远程服务等各环节信息化建设都离不开工业软件的支撑[4]。自动化专业除了应该掌握基本的AUTOCAD、Protell、计算机高级语言C等以外，还应该掌握仿真设计软件Matlab、计算机辅助制造CAM、工控软件PLC以及HMI组态，还有智能工程制造信息管理等相关软件。

2. 对多学科交叉复合型人才培养的挑战。中国机械工业联合会教育发展中心主任陈晓明认为，制造业变革中最紧缺的是装备制造关键基础领域、高端装备制造领域、绿色制造领域、现代制造服务领域、工业工程与经济管理领域等装备制造领域的各类创新型应用技术技能人才。高端制造业发展的日益复杂化和综合化趋势，必然对智能制造应用型人才提出更高的知识、能力和素质要求，要求智能制造应用型人才不仅要具备更加全面、更加宽广的知识背景，如自动化、信息技术、机械专业等多学科背景知识。

3. 对具有工匠品质应用型人才能力培养的挑战。应用型本科高校的目的是为了教书育人，为社会培养工程人才，工科院校培养的是具有高素养工程精神的应用型高级人才。因此，工匠精神的回归与重塑在工程教育中至关重要，成为工程教育改革的现实需求。推动智能制造的关键在于技术的改进和发展，比如精密数控、传感器技术、集成芯片技术等，离不开拥有工匠精神的技术技能型人才。

4. 对高新技术人才的培养的挑战。在自动化学科领域，机器人技术、智能控制技术、传感器技术、智能检测、无人机等各种高新技术，都在智能制造领域中发挥重要的作用，因此对于此类高新技术高素质人才的需求非常大。工业机器人技术方面，工业机器人本体机械机构与创新、精密减速器、伺服控制技术和电机、传感器技术、控制系统、路径规划、机器人编程与操作等相关关键技术是机器人的核心技术，此类技术的教学与训练是目前传统自动化专业培养所欠缺的，因此对高新技术的掌握，也是高新教师所面临的挑战。

二、现阶段人才培养方案存在的问题

应用型本科高校现在正处于转型关键期，目标是培养具有应用实践能力强的技术人才，对于自动化专业来讲，要紧紧抓住中国先进制造业发展的机遇，在人才培养模式及方法方面进行大胆革新和试验。

目前本科高校自动化专业培养法案比较通用的版本课程内容体系基本一致，内容相对陈旧，有的版本几乎十几年没有变化。核心课程结构未变，内容不变，理论学时比重大，新的课程知识和内容滞后，课程知识内容必须面临更新和变革；增加实验、实践学时的比例，理论课程体系必须重新构建，去除交叉重复部分，在保留核心课程基础上，还需要增加符合智能制造技术的新课程；实验及实践环节方面，之前课程实验以验证性实验为主，主要目的是为了验证理论结果，缺少实践性和创造性，新的培养方案需要增加实践环节的学时，同时必须考虑如何提高实践环节的实际作用；教学方法方面，目前理论教学采用多媒体方式，老师讲的内容较多，而学生参与较少，不能引起学生学习兴趣，因此学生对知识的理解不够，很难将抽象的理论与具体的系统联系起来，授课效果不好，需要新颖多样化的教学方式，让学生参与到课堂中去，调动学生的积极性。

智能制造是《中国制造2025》的核心，其中新一代信息技术产业、高档数控机床和机器人技术是《中国制造2025》发展的重点工程项目，这些正是应用型自动化专业培养人才和专业发展的方向。特别是机器人产业，今年来发展快速，我国已经成为全球最大的工业机器人市场，将工业机器人引入生产线上取代人力已是势不可挡趋势，国内“机器换人”规模逐渐辐射到全国各个产业集聚群，机器人产业时代已经来临。

自动化专业机器人方向专业人才缺口大，需求量最大的是基础的操作及维护人员、掌握基本工业机器人应用技术的调试工程师及就更高应用层次的应用工程师。中国机械工业联合会的统计数据表明，目前当前机器人应用人才缺口20万，并且以每年20%-30%的速度持续递增[6]。因此，工业机器人专业人才的培养，需要更加着力于应用型人才的培养。应用型本科高校应该着力于工业机器人技术与应用方面的相关培养，为中国智能制造培养更多的合格人才。

三、《中国制造2025》背景下自动化专业人才培养模式改革与发展策略

本文以河南城建学院电气与控制工程学院自动化专业人才培养改革为案例进行阐述。

（一）结合智能制造制定新版人才培养方案，增加工业机器人技术与应用专业方向

随着智能制造技术的发展，2017版人才培养方案制定以《中国制造2025》为纲领，着力制定完整性、系统性和实用性的课程体系，将“工业4.0”所涵盖的新知识、新技术、新方法等纳入的新版人才培养方案中，培养能够解决复杂系统、具备研究设计自动化系统新装备的新型应用型合格本科人才。深入分析研究《中国制造2025》所确定的五大工程十大领域，从学科交叉融合角度出发，对自动化专业类涉及的技术问题进行分类，增设若干与之对应的新课程，重构课程体系[5]。新版人才培养方案增加了机器人技术及应用方向，增加了新的课程内容，合并删减了部分课程，将传感器新技术、机器人技术、先进控制技术、系统仿真等课程纳入到课程体系当中。新版人才培养方案更切合智能制造背景下对技术的需求，符合自动化人才培养目标。

（二）深化校企合作，共建课程及培训平台

与美国通用电气共建了GE智能制造和自动化技术实验室，在平顶山市工业和信息化委员会指导下成立了“平顶山市豫信工业和信息技术研究院”，先后与深圳信盈达电子有限公司、中选自控有限公司、平高集团智能电气有限公司等30家企业先后建立了工程实训、实习基地，推动“产学研教”结合，全面提高学生的实践能力。通過大学生创新创业训练计划、挑战杯、大学科技园等项目和平台积极推进学生双创能力培养，不断提升学生就业能力和就业质量。控制教研室教师积极申请产学合作协同育人项目，2017年控制教研室老师与北京华清远见教育集团、深圳信盈达电子有限公司等合作开展课程共建、师资培训、学生实训平台项目5项，自动化专业学生获得了较好的实践锻炼效果。

（三）大力建设网络课程及在线课程

利用“学在城建”的学习通网络课程平台和爱课程网在线开放课程平台，计划2年内专业课程全部建成网络课和在线开放课程，目前专业核心课程《自动控制原理》《计算机控制技术》《微机原理及接口技术》等课程已经建设过程中。把学生作为服务的主体，实现优化教学资源共享，建设全民终身学习课程平台，专业课程的教学内容、视频资源、课程测验等实现共建共享，促进高校转变传统的教育教学观念，改革教学内容，更新教学模式，改变课程评价考核机制，提高应用型人才培养质量。精品在线开放课程的建设推动了优质教学资源整合及共享，推动信息技术下的教学建设和教学改革，使学习者的学习不再受空间和时间的限制，在线开放的网络平台不仅为学生，更为广大的社会学习者提供了优质的教学资源和拓展资源。

（四）加强实践教学

以省级示范教学中心“电气与电子实验中心”为平台，建立并实施了“实践教学、工程实训、校企合作、科研训练”相融合递进的新型实践教学体系。以综合实验及专业课程设计等技能训练为基础，工程实训环节提升能力，结合基于企业项目驱动的实训，鼓励学生参与科研训练（电子设计大赛、挑战杯、恩智浦杯智能车竞赛、GE自动化及西门子智能制造挑战赛等），提升学生的创新能力。

（五）提升教师的工程实践能力

目前高校的年轻教师大多是从高校毕业进入高校工作，没有企业背景，工程实践能力有限，而智能制造的发展要求应用型本科院校必须注重培养学生的应用及实践能力。控制教研室每年寒假、暑假安排专业课教师深入企业进行工程实践学习锻炼，通过参与企业的项目及实际工业流程的运作，提高教师的工程实践能力。

四、结束语

总之，为了实现《中国制造2025》规划目标，实现我国成为自动化强国的梦想，应用型本科高校自动化专业面临着机遇与挑战。围绕应用型能力人才培养的需求，自动化专业必须开展更深入的研究，变革人才培养模式，改进教学方法，加大校企联合力度，这样才能适应时代发展的要求，才能为高质量应用型、创新型人才培养做出更大的贡献。

参考文献：

[1]国务院关于印发《中国制造2025》的通知（国发〔2015〕28号）[Z].2015-5-19.

[2]吴晓蓓.《中国制造2025》与自动化专业人才培养[J].中国大学教育，2015（8）：9-11.

[3]特约记者.“互联网企业”：通往智能制造之路-访罗克韦尔自动化（中国）有限公司大中华区市场总监程杰先生[J].中国仪器仪表，2016（9）：19-21.

[4]张拓，李丹丹.《中国制造2025》背景下自动化专业改革与发展研究[J].教育探索，2016（6）：70-72.

[5]刘燕，徐惠刚，等.面向智能制造的自动化专业课程体系的重构[J].电气电子教学学报，2016（8）：51-53.

[6]韩建海.工业机器人关键技术与创新.河南科技大学机器人产业与智能技术应用高级研修班报告[R].2018-8-14.