智能制造背景下模具设计与制造专业人才培养研究＊

杨素华

（武汉城市职业学院机电工程学院，湖北武汉430064）

1 引言

随着互联网的快速发展，人与物、物与物、乃至万物互联，使得数据、信息、知识汇聚到网络，并在网络空间快速传递，网络所具有的规模连带化、组织系统化、分工精细化、产业协同化、操作专业化、利益链条化等特点，使得数据驱动下的新业态对人才的需求不仅仅是知识和技能，更注重拥有自我学习、快速适应环境和变化、应对挑战、解决问题的思维模式，拓展能力疆界。《中国制造2025》为制造业提供了战略性、建设性指引，加快大数据、云计算、物联网应用，以新技术新业态新模式推动模具产业生产、管理和营销模式变革，推进模具智能制造示范区，推动中国制造向中高端迈进。

2 中国模具制造业发展现状与趋势

模具企业内部质量管控，设计、工艺数据库建设，知识巩固、企业标准建设已成为模具企业的提升核心。

模具数字化、智能化、模块化、标准化是当今模具行业的一大发展趋势。模具制造方案载有智能化排程系统、智能化执行系统、智能化控制系统和智能化决策系统，能够对包括电极加工、钢料加工、电火花加工以及检测系统和智能物流系统在内的生产车间实现现实虚拟一体化、设计制造一体化、过程管控一体化、生产协同一体化的数字化集成管控[1]。数字化为核心，模块化、标准化为改进思路，通过机床制造经验与IT技术高度融合形成精准管控、稳定制造。其模块化应用程序能够将企业各要素进行优化整合，以最优产能目标进行高质量运作，提供从生产规划、设备监控与分析、加工过程可视化到维修保养的全方位数字化解决方案[2]。

模具的智能化水平反映在模具搭载传感器实现对成型设备温度场、压力场、合模时间场、工件导向和定位自控制、运动干涉检查、自修复、自适应的智能化能力及二维码档案的建立；模具制造的智能化则反映在单台模具制造设备的自检测、自修复、自适应、自对刀等方面。智能模具Intelligente Werkzeug的研究，能保证零件生产质量的稳定性，如图1所示。

图1 模具制造智能化

在模具设计制造中用机器人循环扫描测量、激光堆焊、打磨研配来实现零件的尺寸和表面质量的改善，可以缩短质量优化时间。

3 湖北省模具企业从业人员基本情况

在强大的市场需求推动下，湖北省模具企业已着手调研，商量应对措施。在这种新机遇新背景情形下，模具行业正处于资源重新组合、分工协作、提高创新能力和核心竞争力的最佳时机。展望未来，湖北省模具企业将在很长一段时间内继续快速发展。模具企业对模具设计、模具成型工艺（调模师）、模具制造技术交叉融合的跨界通才（模具软件开发师）、标准化建立、模具装配与维修、数控编程等岗位的专业人才需求量逐年上升。智能产线上的模具设计、开发、维修、装调、CAM/CNC、数控编程与加工等是模具企业招聘需求最多的岗位。

通过对武汉益模科技股份有限公司、湖北鄂丰模具有限公司、格力精密模具（武汉）有限公司等区域内不同类型、不同规模的模具制造企业的走访调研，发现湖北省模具行业中存在以下3种情形：

（1）企业从业人员规模中等且普遍较年轻，说明模具行业的迅速发展对人才的需求旺盛。

（2）模具智能产线的从业人员在企业中需求量非常大。

（3）不同学历、技术等级层次人员的工资收入相差较大，说明模具企业对复合型高层次人才的依赖性较强；先进模具制造业须体现高技能、高知识含量，拥有较高技能、较高知识水平的复合型人才收入较高。

4 智能制造背景下模具设计与制造专业对应的职业岗位分析

2018年的《政府工作报告》再次强调深入实施《中国制造2025》，其中的核心关键是创新驱动、“数字化”和“智能化”两化融合[3]。模具制造更加聚焦“数字互联”和“精准高效”，精准高效制造既是当前世界制造业变革的主流与大势，也是机遇和挑战。装备的精良要实现精细化和高效化广博的内涵就要搭载数字化、互联互通才能实现模具产业的新纪元。模具制造方案载有智能化排程系统、智能化执行系统、智能化控制系统和智能化决策系统，能够对包括电极加工、钢料加工、电火花加工以及检测系统和智能物流系统在内的生产车间实现现实虚拟一体化、设计制造一体化、过程管控一体化、生产协同一体化的数字化集成管控[4]。模具制造2025技术发展时间轴如图2所示（该图摘自武汉益模科技股份有限公司）。

图2 模具制造2025技术发展时间轴

为顺应模具技术发展的潮流，模具设计与制造专业在人才培养上应加强在校生基于新一代信息技术、新材料等新兴技术的通识教育与快速适应环境和变化、应对挑战、如何解决问题的思维模式的培养；让学生在学习计算机编程的基础上学习大数据分析、工业软件二次开发、信息技术安全、网络技术、信息检索等，综合业界和学界最佳实践，提升生产效能方面的思维学习，加速数字技术相关研发和应用人才的培养。通过调研，模具设计与制造专业的职业范围主要涉及各类模具制造企业以下职业岗位，如表1所示。

5 智能制造背景下模具设计与制造专业人才培养的路径和方式

当今正是智能制造新时代，中国制造业目前处于数据互联盛行、制造技术不断推陈出新的时代，会产生翻天覆地地变革，其中的核心关键是创新驱动、“数字化”和“智能化”两化融合。目前模具专业没有智能生产线，要满足日新月异的市场需求，贴近工作实际，最好能够建一条模具智能生产线，为人才培养提供更有力的保障[5～7]。

学生培养要以市场需求、技术发展为导向，走校企合作之路，把提高学生的职业能力放在首要位置，要以能力为本位构建培养方案，全面开展技能型紧缺人才的培养，才能不仅仅解决高职学生的就业问题，而且满足社会对人才的需要，需从以下几个方面进行调整[8～9]。

（1）专业课程的调整。以现代职业教育相关政策为导向，以当今模具制造业发展趋势和湖北省模具相关企业的需求为依据，分析职业工作过程，确立职业核心能力，增设《岗位认知实习》、《模具生产信息化管理》、《机械创新设计与实践》、《智能生产线的运营与维护》等专业课程，培养适应智能制造时代特征的专业人才。

表1 模具设计与制造专业对应的职业岗位分析

（2）教学目标的调整。根据职业岗位的知识、能力、职业素养要求，着眼于学生的职业生涯和可持续发展，分析职业工作过程，确立职业核心能力的课程体系,体现并确保知识、技能、态度、规格与目标定位相一致。教学目标可以确定为：面向模具企业生产一线，培养具有创新意识和较强的工作能力，掌握模具专业技术知识，能够用电脑、专业软件等辅助工具完成模具产品工艺分析、模具结构设计、模具零件制造工艺的编制、模具设备操作、模具生成信息化管理、适应冲压模具数字化、智能化、标准化发展的高技能应用型人才。

（3）教材内容的调整。编写与企业需求相关的著作或教材。通过调研湖北省模具企业职业工作过程和职业能力要求，分析判断要适应这些企业，学生应具备哪些专业知识和业务能力。由此选择企业典型的工作案例进行教学方面的优化，获得贴近企业实例的教学项目，实现从职业行动领域到课程学习领域的转换。将这些教学案例编写在教材中，用模具行业种的典型案例作为教学项目进行讲授，培养符合模具行业职业能力要求的专门型人才。

（4）注重学生非智力因素的培养。企业用人标准是责任感强、品德高、能力强、勤奋用功、业绩好等方面的人才。然而当前高职教育中对上述非智力因素和人文素养能力的培养重视不够，面向学生的综合发展、面向学生的可持续发展。因此，课程教学也必须加强学生非智力因素的培养。

（5）改变终极教育的旧观念，养成“活到老，学到老”的新观念。要养成“活到老，学到老”的新观念，全面提高学生的素质，特别是培养学生的自主学习和不断更新知识的能力，让学生掌握继续学习的能力和就业技能，培养具有综合职业能力，能直接在生产、服务、技术和管理等一线工作的技能型、应用型人才。

6 结束语

将知识传授与企业需求的能力培养融合在模具专业的人才培养方案中，融合到专业课程教育教学过程和实施中，将智能制造相关知识融入的专业课程教学种，用当今乃至以后所需的模具智能制造专业知识武装学生的头脑，提高学生的职业素养、职业能力和创新能力，为学生融入社会打下良好的基础，也为高职模具专业教育健康、长远发展提供保障。