数字经济背景下机电一体化专业人才培养职业面向研究*

沈孟锋 羊荣金,2 董虹星 陈敏捷

1.杭州科技职业技术学院浙江省模具协同创新中心 杭州 311402 2.浙江大学 机械工程学院 杭州 310027

1 研究背景

《中国制造2025浙江行动纲要》发布后,杭州市政府制定了《中国制造2025杭州行动纲要》,明确指出加快智能制造模式的推广应用,实现生产制造智能化、数字化、柔性化,建设智能工厂和数字化车间样板,争创国家智能制造示范区。之后,杭州市政府又印发了《杭州市全面推进“三化融合”打造全国数字经济第一城行动计划(2018—2022年)》,强调加快制造业数字化转型,打造无人车间和智能工厂。可见,杭州市将全面提升智能制造发展水平,为全市乃至全省制造业在未来10 a完成转型升级,实现智能制造总蓝图和行动纲领起引领作用[1-2]。

智能制造对机电复合型人才有巨大需求。随着全国有计划地实施智能化改造,高端数控中心、工业机器人、增材制造等智能制造装备将普及应用,从而需要大量操作、调试、维护、维修、管控方面的专业人才[3-4]。

以培养一线生产和管理技能型岗位人才为目标的高职院校,应关注职业需求的变化趋势,明确本专业的职业面向、人才规格、培养体系等,进而培养出更多的智能制造应用型技能人才[5]。笔者在数字经济背景下对机电一体化专业人才培养职业面向进行研究。

2 研究思路

在研究国家及地方政策与规划的基础上,笔者对杭州及周边地区的32家制造业企业开展调研,分析企业的岗位需求和对高职技术人才的职业素养需求等。同时对浙江省内27所高职院校开展调研,分析现行高职机电一体化专业的招生规模,了解机电一体化专业的开设方向和培养方案等。在此基础上,对毕业生和在职企业员工所从事的典型岗位与发展岗位开展调研,分析岗位的主要工作任务和对应的能力要求,从而明确机电一体化专业的人才培养职业面向,为确定专业课程结构和内容提供依据。笔者的研究思路如图1所示。

图1 研究思路

3 调研样本

调研共涉及32家制造业企业,其中国营2家、民营30家。这些企业主要分布在杭州及周边地区。调研浙江省内招收机电一体化专业的高职院校总计27所。参与调研的毕业生和企业员工共323人。在调研的制造业企业中:金属制品企业6家,占18.75%;通用设备和专用设备制造企业7家,占21.88%;交通运输设备制造企业7家,占21.88%;电气机械及器材制造企业4家,占12.50%;通信设备及电子设备制造企业3家,占9.38%;机器人设备制造企业3家,占9.38%;交通服务业企业2家,占6.25%。接受调研的企业100%涉及机电产品制造领域和机电技术服务领域。

4 高职调研分析

对浙江省高职机电一体化专业和工业机器人专业的招生规模进行了分析。其中:浙江省内有13所高职院校设置工业机器人专业,共招收971人;有24所高职院校设置机电一体化专业,共招收3 429人。以上统计涵盖普高、单考单招、高职扩招、中外合作等三年制招生人数,不含五年一贯制招生人数。

在参与调研的27个高职院校机电一体化专业中,33.33%为自动线装调方向,22.22%为机电设备维修方向,18.52%为机器人技术应用方向,11.11%为智能制造系统运行与维护相关方向,11.11%为数控技术应用方向,还有3.70%为其它。

5 企业调研分析

对被调研企业所设置的机电类岗位进行了分析统计,结果表明,企业设置最多的岗位为设备操作生产员、现场技术员和智能管控技术员。机电一体化专业学生从事机电类产品生产制造的比例较以往有所下降,但仍为最高。智能管控技术员和现场技术员需求比例上升较快,其中大部分是数字经济和新制造业计划所催生的新岗位[6-7]。企业表示,更希望将机电一体化专业人才培养为现场维护、技术支持、智能管控等技术含量较高的岗位人员。接受调研的32家制造业企业中,65.6%表示急需机电类高级复合人才,25.0%表示在3 a内需要机电类高级复合人才。

通过对机电类岗位职业素养重要程度进行调研,发现企业对员工的职业忠诚、吃苦耐劳、团队精神最为看重,与以往相比,员工的职业忠诚度越来越重要。

6 岗位职业能力调研分析

6.1 设备操作生产员

通过对企业员工和毕业生进行调研发现,设备操作生产员的主要工作中,选择机电设备操作选项占80.50%,选择产品生产与检测选项占53.56%,选择设备运行与维护选项占47.68%。说明日常工作中操作时间较长,设备保养所用时间较短,符合企业生产实际。设备操作生产员主要岗位能力选项占比见表1。由表1可知,所列的职业能力都十分重要,尤其是能读懂设备说明书,会操作常用机电设备,掌握机电设备保养常识最为重要,是设备操作生产员的必备能力。

表1 设备操作生产员主要岗位能力选项占比

综合考虑设备操作生产员的能力要求,建议增加机电一体化专业基础课程的课时,以扎实学生的机械与机电专业基础。

6.2 现场技术员

现场技术员主要工作选项占比见表2,主要为工业机器人操作与运维和工业机器人应用编程。工业机器人安装调试和工业机器人工作站集成选项占比偏低,原因是企业中工业机器人工作站集成项目多由专业的工业机器人集成商实施,毕业生接触较少。

现场技术员主要岗位能力选项占比见表3,包括掌握编程、现场操作,对机器人本体和工作站有相应认识,能进行可编程序控制系统联调等。

表3 现场技术员主要岗位能力选项占比

2019年,教育部发布两项1+X工业机器人证书试点[8-9],需要结合1+X工业机器人证书的能力要求,开设编程、仿真、操作、运维等方面的综合实践课程,建立完整的证书培训库。

6.3 智能管控技术员

制造业的快速推进,制造业企业自动化程度的加速提升,使智能管控技术员的市场需求不断增大,工作也更为明确,主要包括智能制造系统运维、检测和管理等。智能管控技术员主要工作选项占比见表4。

表4 智能管控技术员主要工作选项占比

智能制造系统运维职业能力偏向于智能制造系统的控制,需要掌握通信技术、计算机语言,熟知系统生产节拍,能进行组态应用调试等。智能制造系统检测职业能力偏向于智能制造系统的监测,需要掌握现场总线技术,运用数据库编程,熟知车间网络,了解制造执行系统等。智能制造系统管理职业能力偏向于智能制造系统的管理,需要掌握智能制造系统仿真软件,了解生产运作管理和车间物流技术,掌握系统建模仿真等。智能管控技术员主要岗位能力选项占比见表5。

表5 智能管控技术员主要岗位能力选项占比

在智能管控技术员工作中,对数据库编程、复杂传感器应用、柔性制造技术、复杂机电设备控制系统调试等能力的要求总体偏低,主要原因是任务难、从事人员较少,但这些确实是职业发展岗位要求的重要能力。设备间通信技术、可编程序控制器通信、系统仿真、制造执行系统、制造系统建模与仿真等新技术是未来智能管控的发展趋势,可以适当增加课时。

7 对策

7.1 职业面向调整

根据调研设定对应的职业主岗位,设备操作生产员是机电一体化专业就业面向最多的基础岗位,现场技术员是基于机电一体化专业为1+X工业机器人证书试点设置的岗位,智能管控技术员是数字经济和新制造业计划所催生的新岗位,在未来的制造业中需求将越来越大,知识储备和核心能力的要求也最高。因此,建议将机电一体化专业职业面向调整为智能管控技术员,着重培养学生的智能制造系统运维、检测与管理能力。

机电一体化专业需大力培养学生的工业机器人和智能单元编程操作技能,利用好实训基地的工业机器人标准工作站及各类智能制造单元,培养高技能人才。

7.2 课程体系调整

基于调研,对机电一体化专业的课程体系进行调整,积极将产教融合,实现校企双元育人,建设多元办学格局[10],着力激发企业参与教学,实行现代学徒制。大量引入1+X工业机器人证书和无人车间智能管控相关课程,从概念原理、基本操作、编程运算、产线控制、维护维修等方面设置专业核心课程,为智慧工厂培养所需的操作维护技师、工程师。调整专业平台课程,合并机械制图与计算机辅助设计,增加大数据技术、工业物联网等课程。

如图2所示,重新划分专业核心课程四大模块,增加1+X工业机器人证书相关课程和智能管控课程。从加深专业技能、增强国际合作、融入创新创业、结合思政课程的角度,重新梳理专业拓展课程,形成四个模块,如图3所示。

图2 专业核心课程模块

图3 专业拓展课程模块

7.3 课程标准调整

建议充分运用国家教学资源库“自动化生产设备应用”中的证书培训库,开展线上线下混合式课堂教学方法创新研究。将专业课堂教学和证书培训课堂融合贯通,开辟个性化课程。针对学生的弱点,设计合理的线上线下混合式课堂教学,将普及性知识点放至线上使学生实现自主知识获取,在线下的实践操作过程中对知识进行消化,引导学生实现线上知识的线下实际操作和消化理解。

对于课程成绩认定方式,将研究1+X工业机器人证书、学科竞赛、技能大赛成绩、职业技能等级证书、现代学徒制等的学分互换认定[11-12]。课程考核与学分互换认定关系如图4所示。专业课程在未来的教学中将以1+X工业机器人证书及现代学徒制等为重点进行评价。

图4 课程考核与学分互换认定关系

8 结束语

笔者对数字经济背景下机电一体化专业人才培养职业面向进行研究。作为培养一线生产和管理人才的高职院校,应明确专业的职业面向,培养出更多的智能制造应用型技能人才。