智慧工廠場景下的職業人才培養策略思考

張守勤 高霞 楊濟軍

摘 要：本文分析了智慧工廠的建設現狀、場景特征，職業技術人才培養模式的轉型方向，提出打破傳統批量化、標準化、固定化的培養理念，培養具備系統化思維、數字化技術與寬廣的專業技術技能、創新意識和創新創意能力，具備應對智能制造設備進行技術維護、咨詢、現場管理的知識和能力，同時具有國際視野和人文素養、更多領導能力的創新型跨界復合技能人才，對人才培養帶來了巨大的挑戰。

關鍵詞：智能制造;智慧工廠;復合技能人才;培養模式

中圖分類號：G710 文獻標識碼：A

工業4.0時代的智能化轉型變革浪潮正在全球興起，對傳統大規模生產方式造成巨大的沖擊，制造企業只有具備實現“大規模定制化”的能力，才能在工業4.0的轉型變革浪潮中脫穎而出。在此背景下，我國提出“中國制造2025”，加快新一代信息技術與制造業的深度融合，推進生產過程智能化。智慧工廠作為智能制造重要的實踐領域，將智能技術與傳統制造業相融合將對分工格局、產業發展帶來深遠的影響，進而形成高效的、健康的、創新的新型業務模式[1]。

1 智慧工廠建設國內外的現狀分析

智慧工廠（Smart Factory）最先是由IBM提出的。自動化與信息化兩者結合呈現出智慧工廠，說到智慧工廠就要提到智慧化生產，什么是智慧化生產。近幾年實踐表明，人工智能如今被各大企業、產業應用到開發拓展中，人工智能與通訊信息技術、自動化裝備已經能夠實現生產自動化，而且已經不單單是簡單的自動化操作，已經可以通過運用參與各種數據采集裝置，利用通訊網絡，把這些數據連接到智能一體化的控制平臺，并且應用于企業數據整理管控系統，從而實現工廠車間管控方便，并有利于企業其他不便操作部分相聯通，從而提供最優化的生產方案、個性化定制、協同制造和設計，最終實現智能化生產。德國、美國、日本等制造業強國在構建智慧工廠的理論和實踐方面已進行了大量探索。德國最先提出工業4.0概念，當下智慧工廠作為美國“工業互聯網”戰略重要的實踐領域得以實施[2]。

中國科技自動化聯盟提出“智慧工廠1.0”概念。相比“工業4.0”，“智慧工廠1.0”更具中國意義。以海爾為代表的中國“智造”，其互聯工廠模式助力中國制造，并實現全球引領，開創物聯網時代的商業模式。

根據德勤調查，中國工業企業智能制造五大部署重點依次為：數字化工廠（63%）、設備及用戶價值深挖（62%）、工業物聯網（48%）、重構商業模式（36%）以及人工智能（21%）。傳統制造企業向智能制造的轉型過程中，呈現多樣化格局。同時，我國制造企業在推進智慧工廠建設方面，還存在諸多問題與誤區，比如：一是對智慧工廠建設的認知存在偏差;二是智慧工廠建設的全面性和系統性較為不足，全生命周期特征仍不明顯;三是生產設備沒有得到充分利用，設備績效不高;四是依然存在大量信息化孤島和自動化孤島。

總體而言，智慧工廠作為繼自動化工廠、信息化工廠、智能化工廠之后一種更加高級的工廠運作模式。

2 智慧工廠的智能場景

智慧工廠的基本架構化分五個層次，即支撐層、過程層、執行層、運營層和企業層，這些層次通過利用各種生產管理工具/軟件/系統和智能設備，在產品全生命周期中的各個場景中實現互聯化、數字化、信息化、智能化和智慧化。

2.1 美國ARC總結智慧工廠的典型智能場景

2.1.1 設計/制造一體化的智能場景

設計/制造一體化是指選定的產品完成計算機輔助設計/計算機輔助生產工藝/計算機輔助制造的集成;實現柔性的工裝設計制造和拼裝系統;采用一定模式的柔性制造技術形成一體化工程。目前以MBD為關鍵技術的設計/制造一體化得到廣泛應用。

2.1.2 供應鏈的智能場景

智慧工廠的智能、自我感知及自我決策的實現需要智能供應鏈引導和支撐。智能供應鏈的發展，依賴物聯網、云計算、大數據、人工智能等一系列前沿信息技術，想要實現人性化的技術管理，就得注重人與機器的協同發展。目前，智能制造中的智能供應鏈生態發展趨勢有三種：一是端到端的供應鏈整合;二是需求驅動為價值導向;三是物流與信息流協同互動。

2.1.3 質量管理的智能場景

智能的質量管理場景就是利用質量管理系統聚合產品生命周期管理系統、制造執行系統、企業資源計劃系統等系統平臺實現在線質量控制。實時的數據監控;多樣式的數據統計分析;可視化過程監控;異常實時提醒和預警方法，及時有效發現產品質量問題。此外，根據產品唯一標識（條形碼、二維碼、電子標簽），可以以文字、圖片和視頻等方式實現雙向質量追溯，從而提高產品質量水平。

2.1.4 能耗管理的智能場景

智能的能耗管理是指采用智能物聯網架構，使用制造執行系統或能源管理系統采集關鍵制造裝備、生產過程、能源供給等環節的能源利用情況相關數據，對能源生產和能源利用狀況進行實時監控、可視化管理，數據分析，風險管理、實時診斷等，及時發現能源生產和能源利用過程中的波動和異常，在保證安全生產的前提下，及時對制造裝備、生產過程、能源供給及人員做出相應調整，全面提升能源生產和能源利用效率和智能化水平。智慧能源管理不但可協助企業降低成本，同時也有助于自然環境的保護，對社會和產業來說是雙贏。

3 智慧工廠智能場景下人才培養

3.1 智慧工廠智能場景下人才特征

智慧工廠的智能是供應鏈各個層次的智能化，智慧工廠的建設充分融合了信息技術、先進制造技術、自動化技術、通信技術和人工智能技術這五大領域的新興技術。大數據技術根據智慧工廠構架體系中不同層次提供數據采集、數據融合、數據分析、數據應用、數據交易等諸多功能，使智慧工廠發揮智能的作用。智慧工廠對人才的需求會引起兩個層次的巨大變化：第一是勞動力的替代，第二是人才結構的巨大變化，現有勞動力培訓和分析智能制造人才結構顯得尤為迫切。

智慧工廠人才的全部活動需要從工程技術、生產制造、供應鏈這三個維度來描述。智能制造過程具有強大的自組織能力，每個人既是生產者也是管理者。技術技能人才應具備系統化思維、數字化技術與寬廣的專業技術技能、創新意識和創新創意能力;具備對智能制造設備進行技術維護、咨詢、現場管理的知識和能力;同時，還應該具有國際視野和人文素養、更多領導能力。由此可見，未來智慧工廠將成為一項綜合應用各學科門類的前沿領域，并且對專業人才的需求將是創新型跨界復合技能人才。

3.2 智慧工廠智能場景下人才培養模式

在“中國制造2025”戰略指引下，智慧工廠場景下職業技術人才培養模式必將進行相應調整，培養具備系統化思維、數字化技術與寬廣的專業技術技能、創新意識和創新創意能力;具備對智能制造設備進行技術維護、咨詢、現場管理的知識和能力;同時，還應該具有國際視野和人文素養、更多領導能力的創新型跨界復合技能人才，以適應需求。

2019年2月13日，國務院印發了《國務院關于印發國家職業教育改革實施方案的通知》，提出對職業教育進行全方位改革。強調在人才培養過程中，建立以場需求為導向、智能制造企業參與的“雙元”育人模式，增加數字化基礎通識教育與寬廣的專業知識專業教育，推動在校學生領會智慧工廠職場下對人才能力的多種需求的認識。學校可建立“學院+智能制造園區”、“專業+大型制造企業”、“專業+智能制造企業聯盟”和“專業+智能制造行業協會”等幾種典型產學研合作模式，強化校企聯合進行育人。此外，通過國家級和省級創新創業項目等各種學習形式，使學生積累更多的關于智慧工廠職場下智能制造所必需的能力和技能。

4 結語

中國要想實現從制造大國到制造強國的轉變，人才的培養是根本。智慧工廠作為智能制造重要的實踐領域，智慧工廠智能場景下需求的專業人才必將是創新型復合人才。職業教育要不斷提升質量水平，培養智能制造需要的合格人才，助力中國制造的高質量發展。

參考文獻

[1] 劉旭東.“互聯網+”時代下自動化專業職業教育的新形式：嵌入式網校[J].科技廣場，2015（6）：172-177.

[2] 蘇學滿，孫麗麗.“中國制造2025”背景下制造業人才的新需求[J].科教文匯，2016（2）：64-65.