工業4.0背景下實訓基地建設模式的探索

王召鵬, 徐通泉, 周巧軍

(浙江機電職業技術學院 資產設備處, 浙江 杭州 310053)

實習基地建設

工業4.0背景下實訓基地建設模式的探索

王召鵬, 徐通泉, 周巧軍

(浙江機電職業技術學院 資產設備處, 浙江 杭州 310053)

全球正處于以工業4.0為代表的先進制造業發展階段,為我國制造業實現轉型升級、成為制造業強國提供了新機遇。高技能人才是實現我國先進制造業發展的重要組成部分,實訓基地是職業教育培養高技能人才的重要條件,建設適應工業4.0發展的實訓基地成為了當前的首要課題。

實訓基地； 工業4.0； 職業教育； 人才培養

2013年初,德國提出了工業4.0計劃,認為當前世界正處在“信息網絡世界與物理世界的結合”,也就是第4次工業革命的進程中,重點發展“智能工廠”和“智能制造”這兩大方向,鞏固和提升其在制造業的領先地位。德國工業 4.0為中國的工業生產提供了一種全新思路,中國工信部也制定了“中國制造 2025”,即中國版“工業4.0”。

隨著工業自動化和信息化的推進,作為世界制造工廠的中國,應積極采取措施應對工業4.0的挑戰[1],實現產業升級,由中國制造升級為中國智造。作為制造業大國的中國,要在這一輪工業革命中占有一席之地,決勝之計在于提高勞動力的知識和技術水平。要趕上工業4.0時代,我國迫切需要加強現代職業技術教育,培養適應工業4.0時代所需要的高技能人才。其中,實訓基地是現代職業技術教育培養高技能人才的重要保障,是教學、科研、培訓、生產等多功能的實訓場所[2]。當前,實訓基地建設模式應積極適應工業4.0需求,從制度建設、校企合作、師資隊伍建設,重點突出智能制造等方面,創新實訓基地建設模式與內涵。

1 工業4.0的背景與內涵

工業4.0是2011年在德國漢諾威工業博覽會上首次提出,其最初目的是提高德國制造業水平,加強德國制造業的國際競爭力。工業4.0是以智能制造、智能工廠為主導的第4次工業革命,以信息物理融合系統為基礎,實現信息化、網絡化、智能化技術與制造技術的深度融合,從而快速實現人們的個性化需求,實現商業與生產的動態互動,提高企業生產率,為創造價值與新的商業模式開辟新模式。工業4.0通過傳感器、嵌入式終端系統、智能控制系統、通信系統形成智能網絡,把生產設備、制造工廠、供應商、產品、客戶緊密地連為一體,從而建立一個高度靈活的個性化和數字化的產品與服務的生產模式。智能工廠和智能生產是工業4.0的主要發展方向,智能工廠是工業4.0的基礎設施,是通過利用網絡空間虛擬系統與信息通訊技術相結合的手段,從傳統的制造業轉型至智能化工廠[3]；智能生產是將人機互動、智能物流管理、工業機器人等先進制造技術應用于整個工業生產過程[4],最終形成高度靈活、個性化、數字化的智能制造系統。

2 工業4.0的高技能人才需求

在德國企業界談到工業4.0未來面臨的挑戰時,無論是傳統制造業企業,還是信息化新興企業,都把人才問題看作他們共同面臨的挑戰。在推進工業 4.0 的進程中,眾多傳統行業界線將被逐一打破,產業鏈將被重新構建,從而改變制造業領域工作人員的資質要求。對高技能人才的需求將會極大增強,而從事重復性勞動或低水平的工作人員將會被機器人替代。據麥肯錫調查報告顯示,到2020年,我國將需要1.4億高技能人才,如果職業教育不能適應先進制造業發展,培養出更多高技能人才,我國到時將面臨2000多萬的高技能人才缺口。工業4.0是將傳統工業生產與現代信息技術相結合[5],涉及數字化技術、互聯網技術、智能化技術和制造技術,高技能人才應注重綜合能力和創新能力的培養,突出行業特色,體現先進性和引領性,掌握先進制造技術,增強先進制造業適應性,滿足智能工廠和智能生產的需求。

3 實訓基地建設模式

3.1 建設開放創新實訓平臺

工業4.0是信息技術與制造技術的深度融合,涉及信息技術、自動化技術、數字化技術、物聯網技術、大數據、云平臺等眾多領域,跨越了多學科多領域,融合了各門新興技術。而當前高職院校傳統的實訓基地運行模式是封閉式的,各學科與專業之間的實訓室相對獨立,無法滿足工業4.0對高技能人才培養的要求。建設開放式創新實訓平臺,是提升高技能人才培養水平的迫切需要,是創新以就業為導向、以職業技能為核心的人才培養模式的需要,是全面增強高職院校服務我國制造業升級轉型的需要。

建設面向工業4.0的開放創新實訓平臺,優化實訓課程體系,確立高技能人才培養模式,完成平臺的師資隊伍建設、專業建設、教學條件建設、教學管理建設等任務[6],滿足我國智能制造對高技能人才的培養要求?；谄脚_開展創新項目實訓教學,通過思考問題、解決問題、設計解決方案、實訓操作、質量檢測等環節,培養學生自主設計、自主分析、自主制造、自主操作,提高學生動手、動腦、解決問題的實踐能力。例如建設以高端數控機床為基礎的先進制造實訓平臺,緊密結合信息化技術和先進制造技術,通過信息化技術將CAD實訓室、CAM實訓室、數控設備實訓室、質檢工作站聯接到同一平臺上,形成產品設計、數控程序編程、機床加工仿真、零部件數控機床加工、產品質量檢測、數控機床維護一體化的教學模式,打破課程界限,適應先進制造發展趨勢。

3.2 校企合作共建實訓基地

目前,以學校為主體的教育體系中,教學內容和課程設置往往較為滯后,與我國的產業發展脫節,培養出的技能人才大多屬于“半成品”,與制造企業的崗位技能需求不匹配。

以雙軌制為核心的職業教育,為德國制造提供了源源不斷的高技能人才,使德國成為全球制造業強國。雙軌制職業教育是指接受職業教育的學生,要在學校進行理論學習的同時,在企業作為學徒接受技能培養。德國政府和企業正在推行的“工業4.0”戰略中,更是強調企業和教育部門在課程設置、教學方法、教學內容等方面需要繼續創新,以應對市場波動帶來的挑戰。

充分借鑒德國雙軌制教育體系的運行模式,明確企業在技能人才培養的主體地位,逐步建立以企業為主導、政府監督、學校和企業聯合培養的制造業技能人才培養體系,創新技能人才培養模式。

校企共建實訓基地是高職院校利用企業的教學資源和教學環境,以培養企業需要的并達到崗位能力要求的高技能人才為根本目的的一種實踐教學模式[7]。也就是學校與企業合作,共同制定人才培養方案,充分利用學校和企業不同的教育環境與資源,將課堂教學與實踐實習有機結合,從而培養適應企業發展的高技能人才。利益機制是推動校企合作發展的根本動力和良性運轉的必要紐帶,要建立校企合作利益驅動機制,進行機制創新[8]。

校企合作實訓基地運作模式主要有以企業為主的“企業主導模式”、以學校為主的“學校主導模式”和以學校為主導,校企雙方共同建設、管理的“校企合作管理模式”[9]。以上3種運行模式各有特點,高職院校可根據實際情況及需求,建設不同模式的校企合作實訓基地。選擇合作企業,應充分考慮以下因素:

(1) 合作企業是否具有工業4.0時代特點,是否具有智能制造先進性；

(2) 合作企業是否能夠正確處理生產效益與教育效益之間的關系,學生的技能培訓是否能夠得到保障；

(3) 合作企業利益是否得到保障,企業與學校是否能夠實現雙贏,校企合作是否能夠可持續發展。

校企合作不僅可以共建實訓基地,還可以與企業共建技術工藝和產品開發中心、技能大師工作室等,打通教師和學生參與企業產品研發、專利申請、技術改造等技術技能積累和創新的渠道。

3.3 推進智能制造實訓基地建設

智能制造是工業4.0的核心,是可持續發展的制造模式[10],是中國制造未來的主攻方向。射頻識別、物聯網、傳感器、機器視覺、智能機床、云計算、3D打印、可穿戴設備、汽車電子等9大行業則是中國制造未來的關鍵。

先進制造技術的發展日新月異,深刻改變了制造業的發展模式、管理模式、企業組織模式,從而導致對高技能人才需求的巨大變化。而當前我國高職院校實訓基地仍以傳統制造實訓室為主,嚴重缺少以智能制造為特色的先進制造實訓室,難以培養出先進制造業發展所需的高技能人才,成為我國先進制造業快速發展的重要制約。以數控機床為例,我國高職院校實訓基地仍以普通數控機床為主,只能滿足經濟型或初、中級水平數控機床操作人員的需要,難以滿足高端數控技能人才的培養,導致掌握多軸聯動數控設備和數控多軸加工技術的數控高端技能人才嚴重匱乏,企業難以找到適用的技能人才[11],嚴重影響了我國先進制造業的發展和轉型升級。

智能制造實訓基地應重點建設以下實訓室:工業機器人實訓室、3D打印機實訓室、高端數控設備實訓室、軌道交通實訓室、物聯網實訓室、云計算平臺實訓室等。其中,工業機器人的應用是未來智能制造的重要組成部分,屬于新興領域,人才缺口巨大。廣東省、江蘇省、浙江省等紛紛提出工業轉型升級行動計劃,全面推進“機器換人”戰略。隨著我國產業升級的不斷推進,我國工業機器人發展空間巨大[12],而在推進工業機器人戰略中,會用機器人的技能人才是最大的瓶頸。建設工業機器人實訓室,培養會編程、會操作、維護機器人的高技能人才,為我國智能制造業發展彌補人才缺口。

3.4 提高師資隊伍建設水平

目前,我國職業教育院校的教師多為不具有行業一線工作經驗和實際專業技能的高校畢業生,難以教授專業技能,難以有效提高學生學習職業技能的積極性,更加難以根據工業4.0的時代要求培養出合格的高技能人才。結合職業院校的教育目標,要求師資隊伍既要懂專業技術知識,又要能示范、講解、指導具體的實訓操作,要大力培養既有理論教學經驗,又有實踐工作經驗的“雙師型”教師[13]。

為適應工業4.0發展要求,提高職業院校師資隊伍建設水平,應從以下幾個方面著手解決:

(1) 加強師資隊伍培訓力度,建立中外創新創業教育交流機制,聘請國內外知名大學教授、企業專家來學院授課,安排教師到企業掛職鍛煉,鼓勵教師參與社會行業的創新創業實踐。

(2) 引進企業高技能專家作為兼職教師,參與課程開發、實訓基地建設、專業建設等教學環節,建立企業高技能人才與職業院校長效合作機制,校企合作共建“雙師型”教師。

(3) 完善師資隊伍考核評價體系,對技術水平高、創新意識強的骨干教師進行重點培養,鼓勵教師參加各類國家技能比賽,以比賽促進技能水平的提高,以大賽名次作為考核依據之一。

通過以上3種途徑,不斷提高師資隊伍教學水平,建立一支技術水平高、創新意識強、結構合理、具有國際先進水準的“雙師型”師資隊伍,為培養面向工業4.0的高技能人才提供保障。

4 結束語

工業4.0是未來制造業的發展趨勢,作為制造業大國的中國具有重要意義,應抓住機遇迎接挑戰,采取措施積極推進工業4.0的發展。工業4.0將對未來制造業技術水平、運行模式產生日新月異的變化,對培養高技能人才的職業教育提出了更高挑戰與要求。

References)

[1] 程曉蕾,張平華.智能制造工業4.0體系下的高層次人才培養模式分析[J].科教文匯,2015(7):50-51.

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[13] 孫興民,趙蘭庚.高職高專院校實訓室建設的探討[J].實驗技術與管理,2005,22(6):120-123.

Exploration on construction mode of training base under background of Industry 4.0

Wang Zhaopeng, Xu Tongquan, Zhou Qiaojun

(Asset Administration Office,Zhejiang Vocational Institute of Mechanical & Electrical Engineering, Hangzhou 310053， China)

The world is in the advanced manufacturing industry development stage as the representative of the industry 4.0. It is a new opportunity for China’s manufacturing industry to achieve the transformation and upgrading and become a manufacturing powerful country. The high skilled talent is an important factor to realize the development of China’s manufacturing industry, the training base is an important guarantee for cultivating high skilled talents of vocational education. It is the primary task of constructing training base to adapt industry 4.0 developing at present.

training base； industry 4.0； vocational education； talent cultivation

2015- 05- 18 修改日期：2015- 07- 13

浙江省人力資源和社會保障科學研究課題(2015B002)；中國高等職業技術學會立項課題(GZYLX1213161)；浙江省高等教育學會立項課題(YB201455)

王召鵬(1977—),男,山東萊州,碩士,副研究員,研究方向為職業教育,主要從事實訓基地建設、實驗室與實訓教學管理等工作.

E-mail：353517446@qq.com

G710

A

1002-4956(2015)12- 0222- 03