关于中职院校建设与发展智能制造专业的思考

2024-05-04吴中雷

职业 2024年6期

■摘要：智能制造是传统制造业与互联网技术、物联网技术、人工智能技术等深度融合的产物，发展智能制造也是《中国制造2025》行动纲领的战略目标。智能制造专业是焦作技师学院（以下简称学院）的省重点专业，也是新兴的优势精品专业。本文针对学院开设智能制造专业的现状，从专业课程体系建设、专业教学理念转变、智能制造专业发展遇到的困难、专业未来发展方向等方面进行探讨，综合阐述智能制造專业建设的发展思路，以期促进学院整体办学质量的提高。

■关键词：中职院校；智能制造专业；课程体系；专业建设

制造业转型，人才需先行，智能制造人才强调从单一熟练操作型向智能交叉复合应用型转变。河北省焦作技师学院（以下简称学院）于2020年成立智能制造专业，该专业是由传统的数控加工、钳工、机械设备维修、激光及3D打印应用技术等相关专业进行专业合并转型而来。智能制造专业培养跨专业、跨学科的复合型人才，涉及的专业学科有机械工程、电气自动化控制、大数据与云计算、人工智能技术等。

一、智能制造专业发展现状

（一）智能制造专业课程体系

智能制造专业课程体系要能够反映本专业人才培养的具体目标。为了更好地适应本地区产业结构调整，学院智能制造专业领导联合本专业骨干、行业专家、科研技术人员、部分企业骨干等成立智能制造专业建设小组，深入多家制造业领域先进企业进行调研、交流和研讨，以智能制造为研究对象，以工业机器人为主要核心装备，以现有教学资源为基础，弱化专业概念，强化岗位方向，将岗位能力要求融入课程设置中，优化课程设计，将新知识、新技能、新技术融入课程内容，建设“基础课程共享、核心课程分流、拓展课程任选”的课程体系。结合智能制造专业学习者的认知规律，制定以机械制图、机械基础、液压与气压传动、公差测量与极限配合、互换性测量技术、电子电工技术、机械工程材料、机械制造技术、CAD/CAM、工业机器人基础、工业机器人应用技术、电气控制及PLC、铸造工艺设计及应用、传感器检测技术、智能设备故障诊断与维修、智能制造基础与应用等为专业核心课程的课程体系。

（二）智能制造专业教学特色

学院智能制造专业教学改变了以往教学内容和知识体系陈旧的教学风格，突破了原有的理实分开的教学模式，采用“学中做，做中学”的工学交替的教学模式，以智能智造职业核心能力培养为目标，以焊接机器人、码垛机器人、搬运机器人等典型工作任务为载体，坚持能力本位，重视机器人操作、维护、维修等实践能力的培养。在课程教材的选择上注重体现新材料、新工艺、新技术、新方法“四新”技术，在讲授课程内容时注重体现知识的科学性、先进性、实用性以及普适性。在教学过程中注重根据《工业机器人绘图笔示教》典型工作任务和工作过程设计要求，按照智能制造一般过程顺序和学生的认知规律要求进行教学设计并安排教学活动。

（三）智能制造专业人才培养目标

学院智能制造专业的人才培养目标主要有：研发智能制造专业技术的人员，设计和安装智能制造装备、生产线的人员，研发和应用智能制造仿真技术的人员，设计和操作智能检测系统的人员，设计与开发智能生产管理系统的人员，安装与调试智能制造装备、生产线等的人员，操作与应用工控软件进行数字化设计与制造的人员，操作、编程、应用智能制造装备、生产线进行智能加工的人员，提供智能制造技术咨询和服务的人员等。

（四）智能制造专业群建设

学科专业群是以一个或几个优势重点专业为核心，由核心专业与多个工程技术领域相同或专业学科背景相近的相关专业组成的，组建专业群是专业融合的新模式。学院智能制造系为适应区域经济转型，精准对接区域产业需求，按照智能制造领域发展方向和要求，建立了以数控技术、钳工、机械维修、模具制造、机电一体化、激光及3D打印、智能制造等专业为核心的智能制造专业群。

（五）智能制造专业教学理念的转变

随着“互联网+”、人工智能、物联网、云计算等技术的快速发展，智能化、信息化的快速变革改变了人们的思维方式，学院智能制造专业不再墨守成规，摒弃了传统的固化的教学模式，配合新一轮产业转型升级带来的机遇和挑战，扬长避短，探索真正紧随新兴产业的智能制造发展方向，精准对接智造产业、行业和企业需求的新的教学模式。新的教学模式主要有以下特点。

1.转变培养目标

由传统的只专注培养学生的专业知识和专业技能转变为不仅要培养学生的综合职业能力，还要培养学生的专业能力、社会能力、个人能力和方法能力。

2.改革学习方法

通过头脑风暴法等教学形式，将传统的以教师为主体的教学模式改为以教师为主导、学生为主体的教学模式，突出学生自主学习，实现在工作过程中学习、在职业标准中学习，在行为导向中学习，边做边学，边学边教，做中学，学中做。

3.深化推动校企合作办学

将实训教室搬到生产车间，实现教学行为与生产行为合一、学生与工人合一、教师与师傅合一、作业与产品合一等。

4.调整教学内容和改革教材

各专业转型后教师所用的教材和学生学习用书都发生了颠覆性的变化，由传统的学科教材变成了学习领域、学习情境、任务书、工作页等形式的教材，这样更有利于引导学生自主地学习。

二、智能制造专业的发展方向

目前学院智能智造专业培养的技能人才与智能制造相关企业所急需的智能制造高技能人才是有差距的。在产业转型升级、智能设备普及应用的大背景下，学院作为豫北地区高技能人才培养基地，培养适应新时代复合型智能制造技能人才的工作任重而道远。学院智能制造专业下一步发展的重点将放在以下几个方面。

（一）工业互联网

将设备、传感器和生产线连接到互联网上，实现实时数据收集和远程监控。这有助于提高生产效率，减少停机时间，实现远程维护和诊断。

（二）物联网（IoT）

物联网技术使物理设备能够相互通信和协作。在制造业中，IoT可以用于改善监控设备、优化供应链、实现预测性维护和提高能源效率。

（三）大數据分析

大数据分析可以帮助制造商从海量数据中提取有效数据，优化生产流程，改进产品设计，提高质量控制和供应链管理水平。

（四）人工智能（AI）和机器学习

AI和机器学习技术用于预测生产线故障、优化生产调度、控制自动化任务和机器人。它们也用于自适应制造，以满足制造业需求的变化。

（五）自动化和协作机器人

自动化技术和协作机器人的使用正在扩大，以执行重复性任务、提高工人生产效率和降低劳动成本。

（六）数字孪生

数字孪生是在虚拟环境中模拟和测试产品、生产线或工厂的概念。掌握和运用数字孪生技术有助于在现实世界中减少试验和原型开发的时间和成本。

（七）3D打印

3D打印技术在制造业中的应用越来越广泛，包括原型制作、小批量生产和个性化定制产品制造。

（八）可持续制造

可持续性和环保意识越来越重要，制造业对减少废物、能源效率和材料回收要予以重视。

（九）智能供应链

智能制造需要智能供应链，以实现即时库存管理、快速交货和供应链可视化。

（十）自主制造

自主制造技术可能对某些行业，如医疗器械和消费品生产产生重大影响。

为促进制造业朝着更高效、可持续和智能化的方向发展，学院智能制造专业通过构建和完善智能制造专业群的课程体系、建立校企协同的育人机制、搭建产教融合的平台、打造智能制造实训中心、强化“双师型”智造师资队伍建设等，满足不断变化的市场需求。

三、结束语

在新一轮工业革命和产业变革中，智能制造已成为世界各国抢占优先发展机遇的主攻方向。学院智能制造系紧跟工业结构调整的脚步，以高质量发展为核心，将校企合作纵深推进，通过整合智能制造专业、构建智能制造专业群来应对产业的转型升级，优化人才的培养模式，提高人才的培养质量，不断为中国高端制造业培养和输送智能制造方向应用型技能人才。