智能制造背景下地方本科院校機械工程應用型人才培養研究

梅華平，李玉梅，李 濤

（湖北工程學院機械工程學院，湖北 孝感432000）

0 引言

隨著《中國制造2025》規劃的深入實施，智能制造已提升為國家主攻戰略方向，伴隨著國家智能制造示范區和和制造業創新中心的建設，應加大智能制造需要的智力投入和人才培養[1]。而培養大量適應智能制造的技術技能人才正是應用型本科院校的機械工程專業應承擔的人才培養任務。本文系統分析了機械行業智能制造技術技能人才培養特點和素質要求，研究了產教融合、校企合作培養滿足智能制造要求的技術技能人才的實施思路。

1 智能制造人才的能力需求分析

機械行業智能制造分為五大領域，即智能裝備制造、智能控制系統、智能工業網絡、智能制造技術和智能管理，是集成了制造技術創新、管理模式創新和組織方式創新的先進制造技術，是數字化制造、精益生產、網絡化制造、虛擬制造、敏捷制造和綠色制造等多種先進制造系統和模式的結合體[1]；智能制造技術的核心是將新型傳感器、智能控制系統、工業機器人、自動化成套設備通過互聯網技術形成一個“智慧工廠”[2]。智能制造的關鍵技術主要包括：現代傳感技術、裝備制造技術、自動化與控制技術、網絡技術、工業機器人技術和物聯網技術、數控編程技術、數字化制造技術、虛擬現實與擬人化智能技術等。是裝備制造技術與智能技術、信息技術的集成與融合。因此，智能制造對機械工程專業大學畢業生提出了如下新技術技能要求[3]：（1）具有數字化設計和制造的知識技能如CAD、CAM、CAE等以及相關的實踐經驗。（2）需要掌握更多的傳感技術、信息技術、智能技術和網絡技術。（3）需要更多地關注工藝布局、工藝實施、工藝優化，掌握CAPP、PDM、加工過程動態仿真這些新技能。（4）需要具備智能管理的知識和能力，如生產過程執行管理系統（MES）、企業資源計劃（ERP）等工具的運用。

2 應用型本科機械工程專業人才培養存在的問題

地方本科院校在應用型人才培養的過程中，仍有許多不足之處，無法適應智能制造業的人才所要求的知識、能力和素質需求。首先，危機意識不足，推進力度參差不齊，各校普遍認為智能制造還遠未開始。我國制造業大多處于工業2.0水平，部分接近或達到工業3.0水平，因此，我國制造業普及工業2.0的路還沒有完成、補齊工業3.0的基礎還沒有夯實，在如此低水平的基礎上推行工業4.0，瞻前顧后并止步不前。因此，對接智能制造、調整人才培養模式，進行卓有成效的改革與建設，任務十分艱巨。其次，一些新設立的地方本科院校不愿放下身段，無視其應用型、地方型、技術技能型的特色定位，將學科體系片面傾向于學術型和研究性人才培養，與企業合作的廣度、深度不夠。由于雙師型師資缺乏和實習實踐基地建設薄弱，學生的工程實踐能力、實操技能和創新創業能力得不到有效培養。另一些學校雖然開辦了針對智能制造的專業方向，或在專業選修課上增加了若干智能制造的相關課程，但由于目標崗位能力需求不明確，無法充分對接地方和區域經濟發展和產業轉型升級需求。最后，智能制造涉及機械、電子、信息、人工智能和系統管理等新知識與新技術，學科的綜合性廣、跨度大，而各校工科各專業普遍以教學學院為單位分設，盡管一些學校建立了跨學科的教學與實踐大平臺，但教學學院的傳統建制造成了師資、技術和資源的割裂，不利于復合型智能制造人才的培養。教師參與地方企業的科研活動少，實踐經驗不足，對地方智能制造關鍵技術缺少了解，造成很多專業的課程教學、實踐與企業的人才需求嚴重脫節。

3 面向智能制造的人才培養方案實施建議

3.1 開展校企合作，創新應用型人才培養模式

在近年的辦學過程中，大部分地方本科院校的地方型、應用型和技術技能的定位逐漸清晰，但與用人單位對于畢業生的知識、能力和素質的需求之間仍然存在較大的差距，對于高等學校來說解決這一問題的的有效措施在于人才培養模式的改革和創新。首先，應借鑒國外人才培養的有效實踐，建立能力導向的教學目標、開設應用導向的課程[1]、注重實踐的教學過程、開展形式多樣的校企合作。其次，地方本科院校應調整與轉變校企合作思路，打破校企合作壁壘，拓展多邊協作，將產業的理念、技術、資源整合到高校的課程、實訓以及師資中，從機制、理念、課程體系、培養路徑、質量評價標準、企業參與程度等多方面，對人才培養體系進行創新升級和深度變革。同時將高校培養的畢業生、科研成果以及雙創成果帶給產業，滿足其對人才和創新的需求。

3.2 統籌通與專的關系，優化專業人才培養方案

首先，夯實機械類學科的專業基礎，拓展智能制造相關技術知識。應用型本科機械類專業要圍繞應用型人才成長必備的學科、專業基礎理論知識，整合教學內容，在傳統機械設計理論和機械制造技術的基礎上，適度增加計算機技術、數字化技術、人工智能技術和信息技術基礎知識，構建適合智能制造發展方向的機械類專業學科、專業大平臺。其次，以智能制造對應用型人才能力的需求為導向，細分專業方向。智能制造涉及的技術面廣、跨度大，面面俱到、全面學習與掌握智能制造的知識和技術是不可能的。因此，學校應著力于面向區域和地方智能制造企業對應用型人才的需求開展針對性和適應性培養，抓住核心技術，明確能力培養目標，優化培養方案；正確處理好“通與專”教學內容，既要保證所有學生對智能制造有一個全面的初步了解，又要細分智能制造領域應用型人才的目標崗位群，針對關鍵技術應用開設不同專業方向。

3.3 改革教學方法和手段，提升教育教學質量。

首先，教育應以學生為中心，圍繞應用型人才培養特點，積極探索PBL、項目教學法等。讓教師從“知識傳播者”向“知識引領者、技能培訓者、人才開發者、職業教練和心靈導師”轉變，實現“以學習者為中心”的新型教學模式[4]；其次，利用現代化信息技術，采用網絡在線課程和虛擬現實等數字化教學方式，為專業基礎課程和面向智能制造的專業課程教學的融合搭建平臺，如MOOC、SPOC、微格教學等；最后，鼓勵學生充分利用網絡資源自學，通過輔導、引導最后考核，提高學生自我管理和學習能力，變被動學習為主動學習。

3.4 圍繞關鍵技術，構建互聯網+智能制造實訓平臺

應用型人才培養強調“應用性和實踐性”，應構建知識、能力、素質協調的育人模式和理論教學與實踐教學協同的培養過程，強化智能制造關鍵技術應用，重構實踐教學能力培養目標，構建以能力培養為主線并持續全部培養過程的實踐教學體系[5]。通過產教融合計劃，與知名智能制造企業如SIEMENS、ABB、GE和FANUC等建設并利用互聯網+智能制造實訓平臺，開展工業機器人示教編程、數據采集與監視控制系統（SCADA)、邏輯控制系統（PLC)、離散控制系統（DCS)、生產過程執行管理系統（MES）等智能制造相關項目的實訓[6]，實現智能制造、機器人、自動化、信息與通信的技術的融合應用和學生機械設計能力、開發編程能力和實踐動手能力的綜合提升[7]。

4 結語

智能制造是制造業轉型升級的必然趨勢，對人才的培養模式和知識能力結構提出了新要求。地方本科高校機械專業教育應準確把握應用型、地方型、技術技能型的特色定位，主動適應智能制造產業的新變化、滿足智能制造人才知識能力的新需求。為此，本文針對智能制造的技術特征和關鍵技術，通過分析應用型本科機械工程專業人才培養存在的問題，提出了創新校企合作模式，統籌通與專的關系，改革教學方法和手段，開展產教融合，構建互聯網+智能制造實訓平臺等改革思路，以培養出滿足智能制造產業發展的復合型專業技術人才。