面向智能制造的信息類人才培養模式思考與探索

張銀南，羅朝盛

（浙江科技學院 信息與電子工程學院，浙江 杭州 310023）

0 引 言

我國是全球的制造業大國，但還遠不是制造業強國，特別是裝備制造業發展嚴重滯后，制造業信息化、智能化的水平與發達國家相比還存在較大差距，從事制造業智能化所需的軟硬件開發與服務人才嚴重缺失。制造業必須要建立在有競爭力的軟硬件人才培養能力與成長環境的基礎之上[1]。

信息類專業人才是智能制造產業的主力軍。信息類專業人才的培養，可以為新一代信息技術與工業融合、促進傳統制造業向智能制造轉型升級提供強大的人才支持。為適應制造業的轉型升級，在智能制造背景下，智能制造業需要大批既懂制造、又懂智能的高層次創新型復合人才，因此，推進信息類專業與制造業深度整合的教學進行改革，構建和改革教學體系具有重要的產業和社會價值。

1 推進智能制造發展的背景

1.1 中國制造2025

新一代信息技術和新一代人工智能與制造業的深度融合，正在引發深遠的變革。為了在世界制造業格局變化中占據有利地位，德國提出“工業4.0”、美國提出“工業互聯網”，我國提出了“中國制造2025”，主攻方向就是智能制造。

1.2 智能制造

智能制造是把傳統的制造技術和智能技術、數字技術、網絡技術相互融合，應用于產品設計、生產、管理、服務等制造全過程，在制造過程中進行感知、分析、推理、決策、控制，實現產品需求的動態響應、產品快速開發與優化的制造活動。

智能制造作為一個系統工程，強調數字化設計與制造、智能裝備、智能機器人、工業互聯網、人工智能、大數據、云計算等關鍵技術的集成，涉及機械工程、控制科學與工程、計算機科學等多個學科，而信息技術是智能制造的重要支撐。

2 智能制造產業對人才的需求

2.1 制造業現狀

綜合智能制造相關范式，結合信息化與制造業在不同階段的融合特征，可以總結、歸納和提升出3個智能制造的基本范式：數字化制造、數字化網絡化制造、數字化網絡化智能化制造——新一代智能制造[2]。由于我國制造業整體仍處于工業2.0、3.0和4.0并行發展期，當前正處于從信息化、自動化逐步向智能化過渡的階段。

經過調研，筆者認為，由于經濟發展的不均衡，我國不同地區、不同企業的發展也不平衡。國家重點支持的企業智能制造發展水平高，可以起到示范作用，但數量不多；中小型企業數量眾多，發展相對較慢，但部分企業發展比較強勁，有代表性。浙江省2018年制造業企業目前所處的階段如圖1所示。

圖1 浙江省制造業目前所處的階段

從圖1可以看出，制造業距離智能化還有較大差距，任重道遠，迫切要求全面增強從業人員的信息技術應用能力。

2.2 智能制造產業需求

（1）2017年，教育部、人力資源社會保障部、工業和信息化部聯合發布了《制造業人才發展規劃指南》（以下簡稱《指南》）。根據《指南》預測的數據，十大重點領域將面臨大量的人才缺口，整個智能制造領域孕育著強大的人才需求潛力。在十大重點領域中，尤其新一代信息技術產業需求最多，缺口量最大（如圖2所示）。

圖2 新一代信息技術產業需求預測

（2）2017年隨著3C、高端裝備、新能源汽車等產業的快速成長，信息行業也一片繁榮，但也暴露出很多問題，不僅僅是技術、研發，且更多的延伸到了生產運營、供應鏈、銷售預測等問題上，人才的缺乏使得企業在處理諸多事宜時出現大的問題。

（3）走訪產業園區、企業，多數企業認為行業專業人才在數量上的匱乏和質量上的短板是急需解決的普遍問題。筆者所在課題組2018年暑假的調研統計得出，企業在推進智能制造方面存在的最多困難是人才不足，比例達 72.37%。《人民日報》對三省六市100家企業的問卷調查結果顯示，制造業吸引人才正面臨“三難”（找不到、招不來、留不住）。高達 73.08% 的企業認為：企業邁向高質量發展的過程中最主要困難就是“技術人才缺乏”[3]。

2.3 信息技術人才要求

制造業各環節都離不開信息技術，新一代信息技術產業包括集成電路及專用裝備、信息通信設備、操作系統及工業軟件三個大類。智能制造對信息類專業人才的需求提出新的要求。智能制造從業者必須具備網絡技術、信息技術、工業機器人技術、智能感知技術、物聯網技術等智能技術，是具備人機交互工作能力、高端設備制造與操作能力、智能化生產過程處理能力的交叉復合型“智能人才”。

3 高校信息人才培養存在的問題

隨著智能制造產業的不斷發展，相應的學生培養目標和定位，給高校提出了新要求。目前，智能制造發展對人才的迫切需求與高校的人才培養之間，確實存在著一些脫節，高端技能人才培養與企業需求存在差距。然而，高校人才培養也存在一些問題[4]。

（1）當前工科高校人才培養方案和課程體系大多以傳統的學科知識架構為主，跨學科的課程體系相對缺乏，數字化、網絡化、智能化與先進制造技術兼通的人才匱乏，跟不上智能制造產業發展的需求。由于課時有限，如何在現有培養體系中有效融合智能制造各方面的主要內容，兼顧工業技術課程和信息化技術課程，需要我們探討。

（2）人才培養質量需要進一步提高。目前，普通高校培養的畢業生距離企業的要求還有差距，工科教育的教學內容還遠不能滿足學生學習新技術的需求，迫切需要對現有的教學內容進行更新。

（3）由于行業的差別，導致計算機、電子與信息類的專業技術和能力要求的多樣性，且當前師資隊伍建設不完善，缺乏高素質“雙師型”教師隊伍。

（4）實踐機制、實訓條件、實驗設備跟不上產業發展的要求。課程及實踐項目涉及的類型比較多，如何總結出比較規范的、通用的評價方法，也是比較困難的。

（5）產教融合力度和深度不夠，如何構建產教融合、校企合作新機制，需要我們進一步摸索。

4 信息人才培養的思考與探索

4.1 健全融合發展人才培養體系

浙江科技學院信息學院設有計算機科學與技術、軟件工程、電子信息工程、物聯網工程、數字媒體技術等信息專業，多年來一直沿用“學以致用”的應用型培養模式。根據《中國制造2025》需要，按新工科建設要求，圍繞“強能力、高素質、國際化、應用型”人才培養目標，緊密對接移動互聯網、大數據、智能制造、電子商務等新興產業，開設理論課程，設置實踐教學環節，構建智能制造特色明顯的專業課程模塊，培養面向信息技術領域開發的卓越工程師。

為適應智能化對信息化人才需求的變化，適時改進培養方案，開拓新方向。作為探索多元化創新人才培養的新舉措，學院設立“人工智能特色班”，實施招生、培養聯動改革，打造寬口徑、重交叉、復合型的創新人才培養模式。

“人工智能特色班”模式是浙江科技學院進行新專業、新方向建設、復合人才培養的試點，在實踐實訓環節中，引入企業（如百度公司）深度參與培養全程。通過“人工智能特色班”的開展，快速凝聚資源、培養師資、積累經驗，積極探索人工智能專業及相關復合人才的培養；同時也為全校各專業學生提供人工智能知識和實踐培訓，助力浙江科技學院“人工智能+X”的新工科建設與改革，提升人才培養質量與層次。

4.2 建立以培養創新能力為目標的課程體系

課程建設的目標是為適應產業發展的需求，構建以應用型為舵，工科素養、應用技能、專業知識為槳的“一舵三槳”課程體系，促進學生知識、能力和素質協調發展，培養能滿足未來智能制造技術發展要求的創新型應用人才。

（1）強調個性化優勢。采用“專業基礎課+主要專業課+方向選修課＂的課程體系，形成專業方向，設置智能制造相關領域的課程模塊,學生可依據自身興趣選擇某一方向進行深度學習，以形成自身個性化優勢。

（2）專業定位。以模塊化設置為方向的選修課程，將保持靈活性，并適時動態調整，以最大限度地貼近產業發展需求。

（3）課程內容改革。根據課程體系規劃的課程，將涉及的傳統課程進行改造，圍繞相關智能制造新工科要求，更新教學內容，完善相關教學資料。

4.3 探索“互聯網+”模式的創新教學手段

為適應新工科的需要，利用信息技術創新教學的模式與方法，塑造教育教學新形態。高校教師應熟練掌握多種智能教學模式，利用慕課和各種數字化資源手段，注重知識傳授與技能培養的有機結合，發揮學生的特長和潛力。

創新線上線下相結合的混合式人才培養培訓模式。將現代信息技術全面融入教學改革和管理，推動信息化教學、虛擬現實技術、數字仿真實驗、在線知識支持、在線教學監測等廣泛應用。

4.4 構建多元化的實踐教學體系

（1）根據知識培養體系和專業培養目標，建設相關實驗室和實訓平臺。充分利用現有教學資源，挖掘拓展實踐訓練教學的內涵和外延。可采取組建校企合作的聯合實驗室，加強校企合作的校內實訓基地建設，開展校外實習示范基地建設等方式。

（2）圍繞智能制造新型產業背景，構建以智能制造關鍵技術為代表的實踐課程體系改革。以培養智能制造人才為培養特色,以“學中做，做促學”的實踐培養，完成將人工智能技術應用于制造過程的創新項目,實現具有行業特征智能化人才的培養。

4.5 進一步深化產教融合、校企合作的人才培養模式

（1）深化產教融合深度與維度，營造互利共贏的協同育人局面,面向產業需求切實提高工程應用型人才培養質量。通過各種改革措施，強化與業界合作深度、拓展維度，開展教師科研立項為企業解決技術難題，服務于企業；推薦畢業生就業服務于企業，并被企業重點培養；以畢業生為紐帶再次加強與企業的互動合作。

（2）創新校企聯合人才培養機制。探索建立高校和企業、標準化科研機構聯合培養機制，加快培養掌握智能關鍵技術的專業人才。拓展校企合作的廣度與深度，吸納行業、科研院所、企業的優秀專業技術人才參與學科建設。利用優秀企業的資源優勢為學校專業建設提供強有力保障。

（3）加強各種形式的國際交流，加強學生創新實踐能力培養。通過引進在國際上企業認可度較高的職業認證體系（如智能制造系統工程師認證）和課程，加強學生面向應用能力的培養，提升學生職場競爭力。

5 結 語

當今中國迫切需要教育體制改革，需要大量基礎人才的培養，中國實業界需要培養大量軟硬件技術人才。實現《中國制造2025》規劃目標,離不開高等教育的有力支撐。智能制造對我國制造產業的變革帶來了深遠的影響，對信息技術人才的需求提出了新的要求。信息類專業在這場技術變革中機遇與挑戰并存，如何培養符合智能制造領域產業發展需求的高水平應用型人才，需要開展更深入的研究，需要高校在培養體系、育人、教學、實踐、科研、產教融合、校企合作等各環節進行認真探討和實踐，為高質量創新型復合人才培養做出更大的貢獻。