“中國制造2025”戰略下的工業機器人技術人才分析及培養路徑創新研究

王哲祿

（溫州職業技術學院，浙江 溫州 325035）

一、“中國制造2025”戰略背景下工業機器人行業發展

“中國制造2025”戰略是在工業4.0背景下，由于國際產業轉型升級的新形勢，我國提出全面提升制造業發展水平的重大戰略，“中國制造2025”戰略下的“互聯網+先進制造業+現代服務業”具有促進中國制造業快速發展的重大意義，將對中國經濟具有重大促進作用[1-3]。2015年3月25號，國務院常務會議決定部署“中國制造2025”戰略之后，緊密結合工業互聯網發展態勢，其中特別指出要重點發展機器人領域。根據我國工信部發布的《關于推進工業機器人產業發展的指導意見》文件，其中也特別提到要求到2020年我國的工業機器人裝機量要達到100萬臺，將機器人新技術應用實際生產中，滿足企業發展的需要[4]。

（一）工業機器人行業快速發展

目前中國已成為世界最大工業機器人市場，工業機器人使用量大幅攀升。我國工業機器人產量實現快速增長，工業機器人四大家族中,ABB將總部設置在上海，安川、發那科、庫卡等紛紛在中國投資設廠。同時我國工業機器人企業也發展迅速，如沈陽新松、安徽埃斯頓、上海新時達、江蘇匯博、廣州數控等都建有機器人公司。中國制造業正大量采用工業機器人，2017年我國工業機器人銷量達13.6萬臺，預計至2020年我國工業機器人銷量可達 20多萬臺。面對“中國制造2025”戰略中國市場的需求工業機器人生產企業仍在擴大產能，未來幾年中國工業機器人行業仍將保持持續快速增長。

（二）工業領域產業快速轉型升級

工業機器人是集機械、電氣控制等技術于一體的的高端裝備[5]。隨著全球制造業轉型升級，中國的制造業企業迫切需要轉變傳統的制造模式，降低企業運行成本，提高企業發展效率，由傳統的制造業向自動化機器換人和工業互聯網方向發展。同時，隨著我國社會進入老齡化階段，在我國東部，尤其是浙江及溫州勞動力的供需問題急需解決，企業面臨勞動力的嚴重缺失，企業急需轉型升級做大做強，這對工業互聯網下的工業機器人實現“機器換人”計劃提出了迫切的需求。

（三）工業機器人人才緊缺

目前，我國機器人市場快速發展，工業機器人企業和相關產業發展缺乏所需的工業機器人技術人才。如圖1所示，2017年主要國家工業機器人密度比，我國低于全球平均值，仍有很大提升空間。以浙江溫州為例，目前工業機器人崗位中需要的安裝、編程、維護、調試、系統集成等工業機器人應用人才，工業機器人技術人才嚴重緊缺。

圖1 2017年主要國家制造業工業機器人密度比

二、“中國制造2025”戰略對工業機器人人才能力要求

“中國制造2025”戰略背景下我國工業機器人行業快速發展，經過分析調研發現企業遇到的最大瓶頸問題不是缺少市場和政策驅動，也不是缺乏足夠的資金，而是符合工業機器人行業發展的高技能人才嚴重短缺。當前從事工業機器人行業的高技能人才需求包括工業機器人安裝調試、現場編程、集成開發、運行維護和檢修等[6-8]。在行業快速發展下，這些人員先前主要從事于機械電子、機電一體化、自動化、電氣控制等相關行業，然后通過培訓轉型到工業機器人技術領域來，沒有一個整體的知識構架和體系，難以達到機器人企業崗位要求，高職院校作為主要為企業輸送高技能技術人才基地，在為企業培養工業機器人技術應用人才方面的任務十分艱巨。

目前，在“中國制造2025”戰略背景下浙江及溫州制造業企業向自動化、信息化和智能化發展，大量的中小型企業急需轉型升級，實現機器換人。在浙南地區，溫州職業技術學院工業機器人技術專業需要根據地方區域產業和企業生產要求，為浙江和溫州制造業發展培養相應的工業機器人技術人才。通過浙江省和溫州相關行業和企業對工業機器人人才調查分析，同時對機器人行業潛力和智能制造工業互聯發展趨勢，工業機器人技術人才能力除了需要專業核心能力來發展工業機器人專項能力以外，如圖2所示，同時需要構建在工業互聯網下，具備需要和本行業相結合的核心能力，如專項工藝能力，機電集成設計、管理和運行維護的能力。故高職院校工業機器人技術人才能力要求定位，一定應該是1+X型，即工業機器人專項能力與工業互聯網、行業核心專項技能、機電設備管理和維修技能相結合的應用能力。

圖 2 工業互聯網技術下的工業機器人專項和行業核心能力

（一）“工業互聯網技術”+機器人能力

隨著“中國制造2025”戰略的實施和推進，我們不難發現其最核心的內容是工業4.0智能工廠的數字化和工業機器人規模化生產。工業互聯網技術不僅代表著新技術新生產力方向，將帶來產業的大變革，同時傳統制造業行業也將在工業互聯網的帶動下實現產業快速發展。高職院校工業機器人人才必須具備工業互聯網技術思維，從單個工業機器人的技術應用到多個工業機器人工業互聯集成應用，從底層應用層，到MES管理層，最后到工業服務器和大數據分析，從而不斷地將自己的知識面縱向拓寬，具備從單個機器人集成應用到智能工廠思維人才培養的突破。

（二）“專項工藝技術”+機器人能力

隨著制造業轉型升級和自動化需求的不斷提升,工業機器人市場得到了更大拓展，在各行各業都有工業機器人的應用，如機械、電氣、化工、航天等領域，因此工業機器人的應用必須和行業技術、工藝要求緊密結合，使工業機器人與工藝技術集成應用，才能達到良好的應用效果，如焊接工業機器人、拋光打磨工業機器人、切削工業機器人、機床上下料機器人等。因此高職院校工業機器人人才能力的培養，必須跟行業和企業的專項工業技術相結合，從機器人專項技術出發，結合專項工藝技術，使工業機器人知識面橫向拓寬，成長為某個領域的專業人才。

（三）“機電設備維護管理”+機器人能力

現代化先進制造企業是建立在先進的機電一體化設備基礎之上的，工業機器人屬于機電中的高端設備。隨著工業4.0和智能工廠的發展，工業機器人在產業發展中需要專門人員進行運行、維護和保養，這在一定程度上對工業機器人技術人才提出了更高的要求，保證工業機器人的安全、正常運行、降低機器人和生產線在運行發生過程中的故障機率，也是增強企業生產能力，提升企業經濟效益的有效措施。因而高職院校工業機器人技術專業應培養具有從事現代服務行業能力，有機電設備維護管理服務的技術人才。

三、工業機器人技術人才培養存在的問題分析

隨著“中國制造2025”戰略的實施，對工業機器人技術人才培養提出了多方面的能力要求，目前高職院校工業技術人才培養方案多樣，但主要存在三個方面問題需解決和完善。

（一）人才培養體系不健全

目前我國高職工業機器人技術專業是新興專業，國內針對工業機器人職業教育正處于起步階段，還未形成指導標準和樣板工程，工業機器人人才培養模式主要由機電類專業的培養方向發展而來，人才培養過程中是各自院校系專業課程的稍微調整，主要偏向機電類技能人才，培養以電控或者機械為核心的技術人才。而有的院校以機器人為主體，整個專業以工業機器人本體為單一核心，缺乏與產業和行業的結合，整個人才培養體系不健全。“中國制造2025”戰略的實施要求，工業機器人人才的培養不僅僅是工業機器人技術的單項能力，以此作為核心顯然不能完全滿足制造業轉型升級。對于現有的人才培養體系，缺乏工業互聯、專項工藝技術、機電設備維修管理方面的結合能力，現有的培養目標和課程體系仍不能滿足需求，而為“中國制造2025”戰略轉型升級的工業機器人技術培養方案急需增加工業互聯、行業工藝技術和機電設備維修管理等方面的課程建設，增加綜合知識來完善培養體系。

（二）實訓基地缺乏，實踐能力不足問題

工業機器人技術課程強調動手實踐能力，先進制造業轉型升級對工業機器人人才的動手能力要求較高，無論是操作、編程，還是安裝調試，都需要以學生為中心，分組討論和實踐，讓課堂動起來。然而目前的人才培養模式設置中教師授課比較側重理論部分，教學的實踐應用環節設置相對薄弱，主要是由于缺乏先進的工業機器人實訓基地和實訓室，教師只能以講授為主，言之無物，學生只能了解大概，缺乏動手實踐操作，教學形式單一，導致學生缺乏興趣，上課積極性不高，對知識點理解不夠深刻，最終就業后會導致對于企業的機器人根本無從下手，從而導致工業機器人技術人才培養效果不佳和質量下降。

（三）專業較新，師資隊伍和教學資源不足問題

工業機器人技術發展非常迅速，是一門新興學科，集成了機械、電氣、控制技術、自動化和工業互聯等技術，近兩年很多高職院校紛紛開設此專業，但是大部分的任課教師都不具備工業機器人的實操經驗，在講授過程中偏向講解機器人的機械結構和控制理論知識。教學資源也較匱乏，工業機器人的價格非常昂貴，以ABB工業機器人為例，目前教學機型用得比較多的3 kg輕量型機器人IRB120單臺價格也在十幾萬以上，這還不包括與機器人相配套的外圍集成設備，而且機器人占用場地比較大，對于場地的要求也比較高，這給實操教學帶來了很大的困難。

四、“中國制造2025”戰略下的工業機器人技術人才培養路徑

根據工業機器人人才的能力要求和工業機器人技術人才培養過程中的問題分析，在“中國制造 2025”戰略下應著重對工業機器人技術人才的培養路徑進行探索與實踐，來滿足浙江及溫州地區制造業轉型升級過程中對于工業機器人技術人才的技能技術需求。

（一）完善人才培養方案和創新培養模式

為了符合“中國制造2025”戰略對先進制造業高技能人才的需求，針對現有的工業機器人人才培養體系，高職院校工業機器人技術專業應構建以工業機器人為核心、融合工業互聯網、行業和企業工藝專項技術和機電設備管理維修能力的人才培養方案，完善工業機器人校企合作、產教融合、訓研創一體化的創新人才培養模式，采用多渠道多層次人才培養模式，如工業機器人技能大師工作室、工業機器人現代學徒制、工業機器人創新工作室，分層次培養具有工業互聯網技術思維、具有行業企業專項工業技術和具有機電設備維修管理能力，同時掌握工業機器人安裝與調試技術、操作與編程技術、集成應用開發技術和維修管理技術等方面的專業知識和操作技能，能從事服務區域產業轉型升級的工業機器人高素質技術技能人才，全面提升工業機器人技術水平，使專業走向工業機器人深度產教融合的道路上來。

（二）專業核心課程重構

根據浙江省及溫州區域產業、行業和企業人才需求，對工業機器人專業核心課程進行重構，根據“中國制造2025”戰略技能要求，融入互聯網思維，以工業機器人技術人才培養的職業技能技術崗位出發構建課程體系，建設《工業互聯網+機器人技術基礎》、《工業機器人典型工藝工作站應用》、《工業機器人工作站安裝、調試與維修管理》、《工業機器人系統虛擬仿真》專業核心課程，以真實實踐項目為載體，多任務驅動進行課程教學素材開發，建設工業機器人技術精品課程、工業機器人教學資源庫、新形態一體化工業機器人教材。

（三）構建雙師型師資隊伍

通過引進、培養建立一支能理論和實踐兼備的雙師型隊伍，優秀的教師隊伍是培養“中國制造2025”戰略環境下工業機器人技術人才的保證。通過工業機器人新技術的學習，技能大師工作室，科研競賽、師生創業團隊、密切和企業合作，開展競賽和科研活動，研發反哺教學，提高教師自身的教學實踐能力。同時校企合作、產教融合納入教師專業考核體系中，鼓勵青年教師多參與企業活動、下企業鍛煉，在實踐中不斷提升教師科研能力。同時通過柔型人才引進，讓企業的高級技術人才和專家來學校授課，提升專業教師整體綜合素質。

（四）校內外實訓基地建設

根據“中國制造2025”戰略的智能車間工作，以市場需求為導向，建立校內實訓基地，根據高職機器人專業的能力培養要求，分別建立培養機器人技術基礎的工業機器人基礎實訓室、以虛擬仿真技術為中心的工業機器人仿真實訓室，以工業互聯網為中心培養集成技術人才的工業機器人智能柔性工作站，其中在智能柔性工作站的基礎上揉進工業機器人集成技術、互聯網技術、自動化控制技術等。同時與國內外工業領域的龍頭企業共建校外實訓基地，以企業真實項目帶動課程建設和人才培養，工業機器人實訓基地的建設成為工業機器人人才培養的落腳點，積極與ABB、Funac、三菱、匯川等知名機器人企業聯合開展教學活動。

五、小結

隨著“中國制造2025”戰略的實施，工業機器人技術將在產業轉型升級工作中的優勢明顯。但是行業面臨工業機器人技術人才短缺，因此本文提出了將工業互聯網、專項工藝技能和機電維修管理能力融入高職院校工業機器人技術人才培養中，根據人才需求分析，研究“中國制造2025”戰略下的工業機器人技術人才培養路徑，通過完善人才培養方案和創新人才培養模式、重構專業核心課程、構教學和實踐能力兼備的雙師型教師團隊和建設新技術機器人實訓基地等路徑，為浙江省及溫州區域產業轉型升級，實現“中國制造2025”培養高素質、復合型的工業機器人新技術人才。