智能制造背景下“數字工匠”的三維數字化創新能力需求研究

文/王偉平

為推動智能制造行業發展，儲備更多人才助力制造業的數字化建設，本文基于智能制造背景，就“數字工匠”對三維數字化創新能力需求展開研究。在明確智能制造產業具有各階段工作劃分不清晰、操作技術高端化特點的基礎上，從通用能力與基礎技能、專業與核心制造能力、技術融合應用能力等三個方面出發，提出智能制造產業對“數字工匠”創新能力的具體需求，旨在助力實現智能制造行業的長遠發展。

當前，“數字工匠”廣泛存在于我國工業生產制造加工企業，其通常是從事某一專業領域，具有扎實技術基礎、高超技藝以及創新能力的復合型人才。“數字工匠”應具備的創新能力包括技術創新能力和自主研發能力。但就現狀來看，仍有不少“數字工匠”的創新能力存在短板。[1]隨著工業互聯網平臺、工業機器人及其他智能產品等新一代技術的快速發展，工業云數據服務性能日益增強，制造行業對智能制造創新的需求日益提升，3D模擬設計數據集成軟件、三維數字化設計軟件等智能制造工程軟件，勢必會發展成推動智能制造行業高速、綠色、智能化發展的核心技術。為全面發揮此類現代化技術的價值與效能，下文圍繞智能制造背景下“數字工匠”的三維數字化創新能力需求展開研究，旨在助力我國智能制造行業的進一步發展。

一、智能制造產業的特點

傳統生產制造產業通常將制造過程劃分為工程、技術與技能這三個階段。其中，工程階段以制造前端的設計與策劃為主要內容；技術階段以工藝制造為主要內容；技能階段則以產出成品的精細化制作為主要內容。[2]各階段層次分明、相互獨立。近些年來，隨著智能化技術、數字化技術以及網絡技術與智能制造產業的不斷融合，原本相互獨立的環節逐漸融合，智能制造產業整體向著扁平化趨勢發展。因此，現階段,智能制造產業具有各階段工作劃分不清晰的特點。

此外，相較于傳統的生產制造產業，智能制造產業還具有操作技術高端化的特點。為達成生產制造全過程數字化的目標，智能制造企業大量購入自動化操作設備輔助智能生產。但由于此類智能制造機械結構復雜、造價昂貴，因此，相關操作人員必須具有較高的專業水準，可以熟練操作終端計算機設備，靈活運用各類工業軟件與三維技術來輔助完成柔性化制造生產工作。

二、智能制造背景下制造企業對三維數字化技術等的應用情況

為滿足生產制造產業智能化發展的需求，國內制造企業紛紛投入資金，加大建設智能生產線。以國內某集團為例，為加快智能化建設，該集團斥資67億元打造了智能制造生產基地。[3]在優化生產基地后，該集團生產制造效率提升了40%。筆者通過對制造領域深入研究發現，當前能夠引領生產制造企業向智能化建設方向發展的技術相對較多。其中，三維數字化（3D）技術是助力制造企業實現智能化轉型的關鍵技術之一。基于此，下文就企業智能化建設過程中，三維數字化技術與其他智能技術的應用情況展開分析（見表1）。

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由表1可知，現階段，三維數字化技術在制造企業的智能化建設中，覆蓋率仍處于較低水平，但此項技術依舊是現代產品研制中不可或缺的關鍵技術，更是深化中國制造業變革最主要的智能技術之一。筆者結合實際推測，出現上述現象的主要原因是，可熟練使用三維數字化技術的人才相對較少，或者此類專業人才尚未能在實際應用中全面發揮該智能技術的優勢作用。

三、“數字工匠”的三維數字化創新能力需求

（一）通用能力與基礎技能

智能化生產制造將改變傳統的制造業生產模式，并對位于核心崗位的“數字工匠”提出專業性、能動性、靈活性等方面的能力需求。[4]在“數字工匠”運用三維數字化技術設計和制造產品時，大部分“低技術含量”的勞動力崗位已經被智能機器人取代，但是三維數字化技術的指揮、操作仍需要實踐者靈活運用自身積累的理論知識與專業技能，及時、準確地處理自動化與智能化制造生產系統運行過程中出現的各種故障。

智能化制造需要快速提高自身與產品的適配度，以滿足市場需要。新型合作工廠使虛擬、移動作業成為現實。與此同時，“數字工匠”需要具備更強的應變能力，并且能夠更加積極、靈活地操作數字化設備以完成相關生產制造工作。

此外，基礎技能也是“數字工匠”必須掌握的技能。基礎技能通常包括熟練運用計算機程序進行設計與建模，靈活運用軟件工程專業知識實現軟件開發、辦公自動化等。[5]總而言之，現階段，制造企業更注重“數字工匠”對信息技術與通用技能的掌握情況。

（二）專業與核心制造能力

“數字工匠”還應具備較強的專業與核心制造能力，可以熟練使用C#（編程語言）、Java（計算機語言）、Office辦公軟件、CAD制圖軟件、Mes系統等工業化圖形操作類軟件。對于就職于智能制造企業核心崗位或一線技術崗位的人員，除具備上述能力外，其還應主動學習計算機編程、三維設計等工業化軟件，如Flash、Solidworks、PhotoShop、3D Max、Dreamweaver等。

此外，位于生產制造一線的技術人員，也應學會操作使用MES、EPR等輔助系統，以便提高機械零件的組裝、安裝效率；使用機械輔助設備操作終端，執行加壓、沖擊、焊接等操作命令。至于自動化與創新設計崗位的智能制造人才，應當在具備上述能力的基礎上，主動對接數據采集作業與制造機器控制作業。如有必要，智能制造企業也可以要求“數字工匠”學習使用PLCopen等編程軟件，以便集成多種數字化技術以實現某項工作的驅動執行。

（三）技術融合應用能力

技術融合應用能力是智能制造企業在社會運營與發展過程中，對“數字工匠”三維數字化創新提出的最核心的需求。換言之，“數字工匠”應當具備一定的全局意識，能夠站在產業發展前沿角度，融合多種數字化與智能化技術，統籌生產制造工作。為此，“數字工匠”在使用三維數字化技術設計、生產制造產品時，應具備一定的資源整合能力，能夠協調好內部與外部工作，基于結構化思維，創新解決設計環節遇到的戰略性問題。除此之外，“數字工匠”還應不斷學習與自動化控制相關的理論知識，并積極實踐，直至在實際工作中能夠靈活運用多項技術以更好地完成工作。綜合上述分析，現階段，我國智能制造行業的發展仍處于初步階段，而要想進一步推動產業發展，相關企業和高校就需要加大培養“數字工匠”，做好專業人才的儲備工作。

四、結語

我國曾明確指出要大力推動智能制造與工業互聯網融合發展，以提升制造業發展的整體質量和效率。但如何通過智能制造工程技術，實現工業制造企業的三維數字化轉型，已經成為制約制造業發展的瓶頸。基于此，本文從通用能力與基礎技能、專業與核心制造能力、技術融合應用能力等三個方面出發，簡要分析了智能制造背景下“數字工匠”的三維數字化創新能力需求，進而明確了制造行業與相關企業在發展建設過程中對不同崗位人才的具體需求，以及智能制造產業的核心發展趨勢，希望能為制造企業引進人才提供方向。