制造业转型升级背景下高职院校智能制造人才培养的探索

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  摘要:制造业转型升级,智能制造成为制造业的核心,对应用型技术人才提出了更高的要求。文章对借助智能制造产线平台,优化人才培养方案,加强师资培训,改进教学方法,深化校企合作等方式,提高高职学生培养质量进行了探讨,为智能制造人才的培养提供了参考。
  关键词:制造业;高职院校;智能制造
  中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1001-5922(2019)12-0155-04
  长期以来,我国制造业是依靠人口红利以及资源禀赋等比较优势,依靠低成本优势,通过参与国际化分工获取技术能力以及管理能力,实现规模扩张与经济增长[1]。而对于制造业的核心技术、关键基础材料、先进工艺等没有掌握,关键技术与装备长期依赖进口[2]。同时,我国制造业受到新兴经济体和发达国家的双重挑战,外部日益激烈的竞争环境促使我国制造业转型升级[3]。制造业的转型升级已成为衡量国家核心竞争力的重要指标。世界各国纷纷提出自己的发展战略,如美国2012年颁布实施的“先进制造业国家战略计划”;德国政府于2013年正式颁布实施“工业4.0”国家战略;日本提出“科技工业联盟”战略;英国颁布实施“工业2025”战略[4]。这些国家战略发展目标的共同特点是工业智能化、数字化、网络化。
  因此,我国在2015年颁布了《中国制造2025》,其为我国制造业的发展指明了方向,数字化、网络化、智能化是制造业的发展目标。要实现我国从制造大国向强国转变,生产一线高素质的技术技能型人才不可或缺。笔者以西安航空职业技术学院机械制造与自动化专业为例,以智能制造生产线为平台,重构课程体系,更新教学内容,改进教学方法,实现智能制造人才培养目标。
  1 制造业转型升级背景下对智能制造人才的要求
  为了更深入解企业智能化生产状况,项目组对宝鸡机床厂、宝鸡一机数控装备有限公司、西安亚太菁英股份有限公司、西安真空开关厂等企业进行了调研,设计了智能制造相关的题目,如贵单位目前智能制造建设情况、对于员工学历、职业素养的要求等。调研结果显示智能制造已成为机械制造企业发展的必然趋势,智能化柔性生产、智能化管理平台均需要具有能够掌握与运用现代信息技术和智能设备技术,独立完成智能化目标和任务的高素质技术技能人才。
  1.1具有正确的价值观
  2014年5月4日,习近平在北京大学师生座谈会上提到:“青年的价值取向决定了未来整个社会的价值取向,而青年又处在价值观形成和确立的时期,抓好这一时期的价值观养成十分重要”[5]。价值观是人认定事物、辩定是非的一种思维或取向,对个人自身行为的定向和调节起着非常重要的作用。正确的价值观能够使人对待事物乐观、积极。
  在调研过程中发现,企业对于学生价值观的取向非常重视,因为,学生的价值观影响其在工作过程中的态度、生活中的处事方式。特别是“90”后学生,在父辈的溺爱、网络世界之中长大,大多数性格比较孤僻,沟通能力较弱,工作后对自己没有准确的定位,期望值较高,贪图安逸,缺乏奉献精神[6]。因此,需要通过更新育人理念、健全教育体系、利用课堂教学、注重实践育人等多种方式、各种环境帮助学生树立正确的价值观,为其以后的职业生涯打下基础。
  1.2具有扎实的综合理论知识和操作能力
  传统的机械制造企业,生产过程一般为设计、制造、装配、检测、入库,每个生产环节是相对独立的。信息化、网络化、智能化的生产过程改变了生产环节之间的节奏,对操作人员提出了更高的要求。理论上,操作人员必须具有信息技术、工业机器人、传感器、高档数控机床、网络技术、物联网等智能制造方面的知识;实践上,操作人员必须能够熟练操作数控机床、工业机器人等设备。因此,智能制造产线需要既具有坚实的多学科技术理论知识,又能够熟练操作多种先进设备的复合型技能人才。
  1.3具有良好的职业素养
  技能人才职业素养的好坏直接决定产品的质量。为了更清楚的了解企业对技能人才职业素养的要求,项目组设计了关于职业素养的相关题目,其中包括专业技能、沟通能力、创新能力、学历水平、工作经历、吃苦耐劳精神、计算机水平、外语能力、团队精神等方面,统计结果如下图1所示。从图中可看出企业对于学生的学历水平、计算机水平、外语水平要求不高,更注重学生的团队精神、接受新事物、创新、改革的能力。李克强总理在2016年政府工作报告中强调“要鼓励企业开展个性化定制、柔性化生产,培育精益求精的工匠精神”。在制造业转型升级背景下,智造强国的梦想的实现更需要具有敬业、专注、精益、创新工匠精神的技术人员[7]。
  2 高职院校智能制造人才培养现状
  2.1课程结构不合理、课程内容与行业技术应用脱节
  课程设置是否科学直接影响学生的专业知识结构、职业发展。我院机械制造与自动化专业开办较早,在人才培养方案中,偏机械的课程较多,涉及自动化方面的专业课程只有智能制造控制系统、液压与气动,而产业升级转型后智能制造产线、机器人、传感器、MES系统、智能工厂数字化仿真等智能制造课程人才培養方案中未涉及,与行业现状严重脱节,影响学生的就业质量和职业生涯发展[8]。
  2.2实训设备落后,与产业现状不匹配
  目前,与我院机械制造与自动化专业有关的自动化方面的实训室主要有智能制造控制系统实训室、液压与气动实训室,这两个实训室不仅从数量而且从功能上远远不能满足本专业学生学习的要求。机械制造企业正在转型升级,智能化生产线已成为趋势,越来越多的企业已开始“机器换人”。若我院没有相应的实训设备,学生的就业机会和就业面将会受到严重的影响。
  2.3教学方法陈旧
  在教学过程中,机械制造与自动化专业课程仍然采用“满堂灌”的授课方式,没有体现先进的教学理念和教学方式,没有形成与智能制造相匹配的教学模式。学生在学习过程中没有学习兴趣,不能主动参与课堂,难以培养学生良好的团队精神、职业素养,走向工作岗位后很难适应企业发展的需求[9]。   2.4师资素质不适应制造业發展要求
  随着制造业不断向智能制造方向发展,教师原有的知识结构和实践能力已不能满足教学要求。制造企业中先进的管理模式和制造技术教师接触较少,正如现在大力推广的智能制造产线,不仅包括机器人、数控加工中心、AGV小车、立体仓库等设备,而且还有MES控制系统、PLC编程等内容,要使整套产线正常工作,不仅要求教师具有扎实的理论基础,而且还要具有较强的实践能力和处理现场问题的能力,因此,师资素质急需提高。
  3 提高高职院校智能制造人才培养质量的途径
  3.1构建与企业生产接轨的智能制造产线平台
  通过对多家大中型机械制造企业进行调研,智能制造已成为制造业的发展趋势,绝大部分企业对设备进行了升级换代,机器人、AGV小车、MES控制系统等智能制造设备相继登场。为了紧跟企业发展的步伐,我院购置了三套华中智能制造产线平台,每个平台包括HSR-JR605六轴机器人、AGV小车、数控车削中心、数控铣削中心、立体仓库、RFID读写设备、MES控制系统等设备,这些智能产线平台使生产与教学紧密的联系在一起,有效的保障了智能制造人才的培养。
  3.2优化人才培养方案,以适应产业转型升级需要
  随着制造业向智能制造转型升级,高职院校的人才培养目标、课程体系也要做相应的调整。智能制造技术综合了多个学科,多门课程,学生将面对比较复杂的信息化操作系统,因此,学生需具有坚实的理论知识和熟练的操作技能。这促使我院机械制造与自动化专业人才培养方案的课程结构进行有层次的调整。根据企业生产设备状况,人才培养方案中增加了《机器人技术》《智能制造生产单元》《自动化生产线》等课程,课程结构调整依据智能制造生产单元的特点,如下图2所示。根据智能制造生产单元的组成模块,将每一个模块要实现的功能转化为对应的课程,重新构建课程体系,使每一门课程所讲授的知识具有针对性,学生学习具有目标性、实用性,学生在学校上课就如同在工厂实习,毕业即可上岗,很快适应企业岗位要求。
  3.3加强教师培训,提升教学能力
  要培养优秀的高端技能型人才,实现制造强国的梦想,离不开优秀的智能制造产线教师团队。教师团队的培养主要从以下两方面入手,一是企业生产环境培训,注重实效。企业真实的生产环境具有学校实训所不具备的氛围,能够培养教师的企业文化精神,质量管理意识,同时,在培养过程中要制定合理的学习计划、制度,确保培训不走形式,不走过程,保质保量的完成培训内容,切实提高教师教学能力。二是组建教师团队。高职院校教师具有较好的理论知识,实践能力较弱,企业技术人员恰恰相反[10]。因此,可以组建由学校教师和企业人员组成专兼结合的教学团队,实现相互学习,优势互补,提高教学能力。
  3.4改进教学方法,提高教学质量
  良好的教学方法能够提高学生学习的主动性,积极性,从而保证学习目标的实现。在教学过程中,借助智能制造产线平台,采用探究式、项目式教学法,智能制造产线平台要实现零件的加工、检测、传送、入库,小组成员之间要分工明确,团结合作才能实现。课堂实施过程如下:首先,学生需明确学习任务,做好预习工作。按照自愿原则进行分组,每组推选组长。其次,课中践行“以学生为主,教师为辅”的教学理念。课堂上,每名学生都要陈述自己对本节课知识目标的理解,任务完成情况,组长做总结发言,学生之间、小组之间互评,教师点评。遇到问题,小组内部先查阅资料、讨论,自行解决,然后再请教老师。在整个课堂中学生是运动员,教师是教练员。
  最后,学生之间进行互评打分,做好笔记、总结,课后完成下一节课的预习[11]。借助智能制造产线平台的项目教学、探究式教学方式激发了学生的学习兴趣,有效的提高了学生学习的主动性、积极性,良好的学习习惯逐渐形成。学生分析问题、解决问题、沟通能力、团队精神得到了提高,有效的提高了学生的综合素质。
  3.5深化校企合作,培育优秀人才
  校企合作是培养优秀技能人才的重要方式。我院购置的智能制造产线平台和企业生产设备一致,具有较强的生产能力,同时,加强与企业的深度合作,如同西安亚太菁英股份有限公司合作进行校企合作。
  首先,校企共同制定教学内容。在授课过程中机械制造与自动化专业的教师与亚太菁英工程师共同制定教学计划,确定教学内容,安排教学时间,以企业真实产品为载体,使学生学习具有针对性,提高学生学习兴趣,使学生学习过程具有成就感[12]。教学内容包括UG绘图、VERICUT仿真、高档数控机床操作等,这些内容都是实际生产中经常用到,并且和学校人才培养方案密切联系,实现了学生学有所用。
  其次,校企共同授课。在授课过程中,由实践经验丰富的企业工程师为学生授课,所讲内容贴合实际生产比教师讲解更生动,更具有趣味性,考核方式按照讲授模块进行考核,每个学生每个模块学习结束均有考核成绩,最后进行总评。考核过程中,工程师要求严格,上课过程中,态度和蔼,让学生感受到了企业工作过程的严谨、专注、精益的态度,同时学生主动学习的习惯得到了很好的培养,为终身学习奠定了基础。
  最后,授课过程中融入企业文化。无论是理论课程还是实践课程均按照企业制度管理学生,授课过程中贯穿企业文化、6S标准等各项制度,使学生熟知企业生产流程和各项管理制度,实训环节按照企业产品质量标准检验零件,使学生具有质量意识,为以后走向工作岗位做好准备。
  4 结语
  制造业转型升级对高职院校智能制造人才的培养提出了更高的要求,本文结合学校实际,对于通过借助智能制造产线平台,优化机械制造与自动化专业的人才培养方案,加强师资培训,改进教学方法,深化校企合作等方式,提高高职学生培养质量进行了探讨,为机械制造与自动化专业建设提供了参考。面对不断发展的智能制造人才的需求,我们必须结合区域优势,加强校企合作,深化产教融合,全面整合资源,培养出更多高端技能型智能制造人才,助力制造业升级转型,更好的服务区域经济发展。
  参考文献
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