精密模具行业职教本科高层次技术技能人才培养研究与实践

2024-04-07马绪鹏王宝龙杨国星

模具工业 2024年3期

马绪鹏，王宝龙，李扬，杨国星，周京

（天津轻工职业技术学院机械工程学院，天津 300350）

0 引言

模具作为工业生产基础工艺装备及制造业“效益放大器”，其精密程度已成为衡量产品制造水平的一个重要标志。《模具行业“十四五”发展纲要》明确提出加快我国模具工业向模具产品高水平、高质量、高效率的“三高”方向及模具产业制造系统化、服务定制化、工艺替代化的“三化”方向发展。随着精密与超精密加工、工业机器人、工业互联网、信息与数字技术等方面快速发展，精密模具行业智能制造转型升级加快，行业发展呈现高精密化、自动化与智能化、新型化、融合化的发展趋势，同时，从模具产业需求来看，以大型、精密、复杂、多功能模具为主要代表的高技术含量精密模具成为模具行业发展的主攻方向。高职院校基于模具设计、数控加工、装配与维护等岗位需求所进行的专业技能人才培养已无法满足企业优质制造、精益制造、高端制造的高层次复合型模具专业人才的需求[1]。

职教本科是构建现代职业教育体系的重要组成部分，是搭建职业教育立交桥的重要桥梁。习近平总书记在全国职业教育大会强调，要稳步发展职业本科教育、推进普职融通、增强职业教育适应性、加快构建现代职业教育体系，培养更多高素质技术技能人才、能工巧匠、大国工匠。国家“十四五”规划纲要中明确要稳步发展职业本科教育，《国家职业教育改革实施方案》中强调，完善高层次应用型人才培养体系，开展本科层次职业教育试点，着力培养高素质劳动者和技术技能人才，服务建设现代化经济体系。由此可以看出，发展高层次职业教育已成为党中央和国务院的重大战略决策，是落实新时代建设高质量职业教育体系的重要任务。

1 精密模具行业人才需求分析

随着数字化、人工智能、工业互联网等技术的应用，转型升级后的精密模具企业生产流程具有如下特点[2-3]。

（1）生产过程自动化。伴随着计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、热流道技术、级进冲压技术及计算机辅助工程（CAE）技术在精密模具企业的普及，慢走丝线切割、AFM 研磨流体抛光、工业机械手臂、五轴联动加工中心、电火花、线切割等自动化设备在企业得到广泛应用，通过自动化生产线将离散工序进行集成，减少装夹次数，提高定位精度，如一些企业将高速铣工序、放电工序、检测工序进行集成，提升了生产效率和模具精度。

（2）生产过程智能化。随着5G通信技术和工业互联网在企业中的应用，实现生产全过程数据互通，可进行物料监控、设备监控以及模具生产的各个环节监控，配套MES 系统，实现数字化的工厂管理，如模具内部热流道系统标准件的生产过程已呈现高度的智能化。

（3）生产过程精益化。管理的信息化与科学化是精密模具技术发展的重要方向，推动模具企业不断地向准时制造和精益生产的方向发展。随着企业资源管理系统ERP、制造执行系统MES、计算机辅助工艺过程设计CAPP、产品生命周期管理PLM等先进的信息化管理工具在模具企业不断得到应用，通过流程优化、资源的高效利用和执行强化，提高模具生产效率和企业管理效率，使生产更加精准高效。

精密模具企业新一轮技术变革对用人需求提出了新要求，具体如下[4-5]。

（1）高端自动化设备操作岗位需求增多，技能要求凸显“精深性”。一些精密模具关键尺寸的精度可达到0.1～1 µm，表面粗糙度为Ra0.01～0.1 µm，为满足模具精度和提升生产效率，高端自动化设备操作岗位需求逐渐增多，如精密注射行业对五轴联动加工中心、三坐标测量机高水平操作人员的需求逐年增多。以五轴加工中心操作岗位为例，除要求能够操作设备外，还要求熟练掌握POWERMILL、HYPERMILL、MASTERCAM 等仿真软件，借助仿真软件优化加工过程，同时降低设备损坏的风险。

（2）单一技能岗位减少，复合型技能岗位增多，技能要求凸显“复合型”。智能设备和工具的广泛应用改变了传统制造过程和管理方式。单一技能的工作岗位逐步减少，以“机”代“工”成为趋势，如天津立中集团股份有限公司汽车轮毂生产线上数控操作岗位基本被工业机器人替代。制造过程的智能化提升了岗位技能的复合型需求，如一些模具企业建立了数字化仓库，通过工业机器手臂、AGV运输车、物资设备身份识别技术改变了传统物资出入库的形式，仓库管理员除掌握传统专业技能外，还需掌握一定的工业机器人编程、RFID等技术。

（3）精益管理岗位人才急需明显，技能要求凸显“创新性”。在调研的15家精密模具企业中，11家企业急需精益管理人员，占比达到73.3%。随着市场对产品多样化、个性化的需求越来越明显，企业自动化生产线设备集成度越来越高，生产工艺流程优化，生产效率的提高对企业效益至关重要。精益管理人才除掌握模具零件加工技术外还要掌握生产计划与管理、生产线工艺流程优化等相关知识。目前企业采取2 种方式满足精益管理岗位人员需求，一种是从生产一线选拔优秀班组长进行专业培训，考核合格后上岗；另一种是从社会招聘相关技术人才，但2种途径均无法满足企业需求。

（4）职业素养侧重“吃苦耐劳”与“学习能力强”。成为一名优秀的模具设计工程师需要熟悉模具加工流程，同时需要大量的项目积累经验和技术储备，工作强度大，工作环境相对艰苦，因此，吃苦耐劳是成为优秀模具人才的必要条件。同时，随着精密模具企业自动化设备、智能化设备占比越来越高，新技术、新设备、新工艺更新迭代加快，这就需要员工具有较强的学习能力，能通过专业培训和自主学习不断提升专业技能来满足岗位需求。

目前，我国高职院校培养的模具专业人才仍侧重于模具常规设计、普通加工机床操作、装配与维护等技能的培养，普通本科偏重学术性知识的传授，侧重培养学生模具设计能力及新技术研发能力，而能够在数字化智能模具生产制造现场，开展自动化生产线调试、智能化设备操作、工艺流程优化、精密检测等工作的高层次技术技能人才是精密模具企业急需的人才，这些人才同时需要具备吃苦耐劳、精操作、懂工艺、会管理、善协作、能创新、可塑性强的典型特征。

2 精密模具行业高层次技术技能人才培养探索与实践

2.1 校企合作多元并举和资源共享夯实专业建设基础

职教本科要主动服务产业基础高级化、产业链现代化，产教融合要贯穿人才培养全过程。天津轻工职业技术学院（以下简称“学院”）在高层次精密模具专业技能人才培养过程中，依托校企合作董事会、执行委员会和专业建设委员会“三级贯通式”体制机制，牵头成立产业学院、职教集团开展校企合作，使产教和校企合作更加紧密。

学院牵头成立由65 家行业企业组成的京津冀模具现代职业教育集团，采取项目共担、资源共享、教培一体、人才共育的模式，获批国家示范性职教集团。学院与中国模具工业协会、瑞士GF 加工方案、天津汽车模具股份有限公司、深圳市银宝山新科技股份有限公司建立了混合所有制模具产业学院。中国模具工业协会发挥行业引领作用，整合国内外模具行业优质教育资源，及时向学院提供模具产业最新标准和数据。模具制造装备领域国际龙头企业与国内模具行业领军企业提供先进技术与工艺，共同投入建设国际一流的“虚实一体”校内虚拟仿真实训基地，共建国内高职院校首个精密模具智能制造生产线并成立协同创新中心，共建国内首个由高职学院牵头建立的国家级工程技术研究中心——中国轻工业精密模具工程技术研究中心。学院多次获得中国模具行业最高奖项“精模奖”[6-7]，与天津汽车模具股份有限公司申报天津职业教育首批产教融合专业。

2.2 精密模具行业“四位一体”高层次技术技能人才培养模式研究

精密模具行业岗位具有场景综合性、技术复合性、加工工艺集成性和智能化设备操作复杂性的特点，人才培养以职业岗位能力需求为逻辑出发点，在人才培养过程中，夯实专业理论基础、充实精密模具产业完整知识体系，注重复合性专业能力培养及符合产业发展需求的技术技能积累，提升学生可持续发展能力，培养“模具基础理论高于专科层次人才，技术技能高于普通本科人才”的高层次技术技能人才[1]。

学院在人才培养的过程中，从专业能力、方法能力和社会能力3 个层面分析岗位技能需求，构建“四位一体”人才培养模式，即：在知识探究、技能提升、素质培养、人格养成4 个方面进行一体化设计，培养“工程实践应用能力优，工程实践创新能力强”的高层次人才。

在专业理论知识培养过程中秉持“知行合一”与“理实一体”，专业知识教学过程中依托企业真实案例，面向岗位真实需求，开展工程化、项目化教学，借真实工程教，依真实工程学，在真实工程做，用真实工程考，着重培养学生分析问题时的工程视角及将产品设计思路、成形技术、模具设计理念转换成工艺实施方案的能力。

依托“校中厂，厂中校”，工学交替，确保学生专业技能对应企业岗位能力需求。学院与企业共建兼具专业实训教学与真实生产功能的精密模具智能制造生产基地，即“校中厂”，开展理实一体化教学与专业基础项目教学；“厂中校”从企业高技能人才需求出发，依托企业真实生产项目转化实习实训教学项目，提升学生的专业知识综合应用能力与创新能力。

职教本科人才培养定位于服务生产一线的现场工程师，其面临的现场问题具有复杂性、紧迫性、综合性及不确定性等特点，对学生造成较大的压力，因此优秀的职业素养和健康的人格对学生成长至关重要。学生素质培养依托工程项目教学、工匠大讲堂、企业实践、社团活动开展，将知识积累向素质内化转变，培养学生的家国情怀与使命担当，提升学生工程伦理与科学分析意识，培养学生精益求精的工匠精神；培养学生“自信、自立、自尊、自强”的健全人格。

“四位一体”的人才培养模式主动适应学生个性化、多样化需求，注重从知识灌输向知识探究转变、从知识学习向知识应用转变、从知识积累向素质内化转变、从专业教育向全人教育转变的理念，夯实学生全面发展、终身发展基础。培养“素质高，技术精、技能强、上手快、可塑性强”的卓越人才，如图1所示。

图1 “四位一体”人才培养模式

3 基于职业导向构建职教本科工程实践课程体系

基于职业导向建设职教本科工程实践课程体系，构建由“公共基础课+职业教育公共课+专业理论课+专业技能课+实习实训课”等模块组成的课程体系[8]，实现知识传授、能力培养、价值塑造3个主要功能。

公共基础课程具有普适性，以自然科学、社会科学、人文科学内容的学习为主，培养学生认识世界、改造世界的方法和能力，注重健全人格的塑造和科学思维方法的训练，提高职业综合素养。

职业教育公共课针对模具行业发展趋势及岗位特点，依托工匠大讲堂、技能大师进校园、企业参观实习等形式讲授产业发展新业态、行业前沿技术、企业生产新模式，通过典型案例与大国工匠事例培养学生的家国情怀和使命担当。

专业理论课和专业技能课以京津冀模具龙头企业典型岗位核心能力为主线，将工业机器人技术、智能制造生产管理、汽车覆盖件模具技术、精密塑料模具技术、CAE 分析等内容融入课程体系；学院专业骨干教师与企业技术专家组成混编教学团队，引入企业实际生产产品，基于学生学情及学生认知规律，按照精密模具真实开发流程，设计具有综合实训项目特征的专项能力培训课程。

实习实训课程注重培养学生精密模具设计与生产所必须的综合能力。依托企业典型任务，进行案例的设计与开发；工学交替的教学模式，实现学生与就业岗位的“零距离”接触，提升学生综合运用专业理论知识及工程技术解决实际问题的能力。

工程实践课程体系着重培养职业本科生的“五种技能”，即精密模具设计、工艺过程优化、智能设备操作与维保、精益生产和质量控制技能，提升毕业生的就业竞争力，如图2所示。

4 基于校企融合发展建设专业技能与职业素养优良的教师团队

师风师德优良、专业理论深厚、工程实践能力扎实、具有研究意识的专业师资团队是培养优秀职教本科人才的基石。学院构建了一支以专业带头人为引领、专业骨干教师为核心、专兼职教师相结合的“结构优化、校企互聘”的专业教学团队。

（1）跳出“舒适区”，提升教育教学和理论研究水平。相对于高职专科教育，本科层次人才的培养对教师教学水平提出了更高的要求，这就要求教师要跳出高职教育的“舒适区”。学院每周组织教师开展教学研讨，针对学生开展学情分析，设计教学方案，甄选教学方法，深化教育教学改革，通过科学理论研究反哺教育教学，满足本科层次人才培养对教师教学能力提升迁移的新要求。

（2）落实企业实践，依托项目提升教师团队运用工程思维、工程方法解决实际问题的能力。模具专业教师团队采取全员轮训制度，与企业技术骨干组成项目开发团队，学习企业新技术、新工艺、新规范，完成考核任务。

（3）“外部引进+内部培训”，优化教师团队梯队结构，提升团队内生力。聘请国际模具专家与国家技能大师担任客座教授，解析模具发展前沿技术；引进模具领军企业实践能力技术型专家，提升团队成员解决一线复杂问题的能力；通过技能竞赛、科研项目、专项培训，激发年轻教师的主动性和创造性。目前学院教师团队有1名国际专家、2名国家技能大师，同时，通过“内部培训”，2 名教师获批天津市技术能手，提升了团队的内生力。