何 暢

（福州大學(xué)至誠(chéng)學(xué)院，福建 福州 350002）

機(jī)械被稱為“工程之母”，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化是以機(jī)械設(shè)計(jì)與制造技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等相關(guān)技術(shù)專業(yè)，為解決現(xiàn)代工程領(lǐng)域中日益復(fù)雜化的技術(shù)問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)智能化設(shè)計(jì)與制造[1]。如今，先進(jìn)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)不僅為時(shí)代發(fā)展、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活追求方方面面提供技術(shù)支撐，更為當(dāng)今國(guó)防現(xiàn)代化建設(shè)和高技術(shù)發(fā)展提供支撐，還是企業(yè)屹立于激烈市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的核心技術(shù)所在。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化行業(yè)現(xiàn)狀分析

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代到來(lái)，德國(guó)提出了“工業(yè) 4.0”戰(zhàn)略，即在信息技術(shù)與工業(yè)技術(shù)的高度融合下，更加深入地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、軟件與自動(dòng)化技術(shù)的高度交織后產(chǎn)生的新的智能化、個(gè)性化虛擬網(wǎng)絡(luò)——實(shí)體物理系統(tǒng)。美國(guó)發(fā)布了諸如《先進(jìn)制造業(yè)伙伴計(jì)劃》、《制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃》等一系列計(jì)劃；日本和韓國(guó)生產(chǎn)的工業(yè)機(jī)器人智能化，普及化程度不斷刷新。在我國(guó)，提出被稱為中國(guó)版工業(yè)4.0戰(zhàn)略指導(dǎo)的“中國(guó)制造2025”。但由于我國(guó)處于工業(yè)進(jìn)程中，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化行業(yè)未來(lái)的任務(wù)艱巨而緊迫[2]。

1.1 自主創(chuàng)新能力弱，產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)

2016年，國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局共授權(quán)發(fā)明專利40.4萬(wàn)件，連續(xù)6年位居世界首位。其中，國(guó)內(nèi)發(fā)明專利授權(quán)30.2萬(wàn)件，較2015年增長(zhǎng)了3.9萬(wàn)件，同比增長(zhǎng)14.5%.但關(guān)鍵核心技術(shù)受制的局面仍然未突破，關(guān)鍵零部件、系統(tǒng)軟件和高端裝備的大量需求基本都依賴于進(jìn)口。另外，基礎(chǔ)研究投入不足導(dǎo)致我國(guó)制造企業(yè)開展技術(shù)創(chuàng)新的動(dòng)力不足。據(jù)國(guó)家工信部的相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)在基礎(chǔ)研究的投入比例嚴(yán)重不足，僅為發(fā)達(dá)國(guó)家比例的25%，導(dǎo)致創(chuàng)新滯后[3]。另外，國(guó)產(chǎn)品牌缺乏世界競(jìng)爭(zhēng)力，相對(duì)落后的產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)水平，導(dǎo)致出口商品長(zhǎng)期處于國(guó)外通報(bào)召回問(wèn)題產(chǎn)品數(shù)量首位，也造成“中國(guó)制造”成為了一些國(guó)家和地區(qū)質(zhì)量低劣產(chǎn)品的代名詞，嚴(yán)重?fù)p害了國(guó)家信譽(yù)和形象。

1.2 環(huán)境污染問(wèn)題突出，資源利用率低

重化工業(yè)為主的工業(yè)結(jié)構(gòu)以及一味獲取經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度和經(jīng)濟(jì)效益的發(fā)展模式，導(dǎo)致能源資源利用率普遍偏低、環(huán)境污染問(wèn)題突出[4]。而誘發(fā)環(huán)境問(wèn)題的另一個(gè)重要原因在于過(guò)去的環(huán)境監(jiān)管執(zhí)法不力、違法擔(dān)責(zé)成本偏低?！?016中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)》指出：全國(guó)338個(gè)地級(jí)及以上城市中，僅有84個(gè)城市環(huán)境空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)，254個(gè)城市環(huán)境空氣質(zhì)量超標(biāo)，占75.1%，如圖1所示。因此致力于研發(fā)先進(jìn)的節(jié)能環(huán)保技術(shù)、工藝和裝備一體化，加快制造業(yè)綠色改造升級(jí)，提高資源利用率迫在眉睫，如何進(jìn)一步建成高效、清潔、低碳、循環(huán)的綠色制造體系，推進(jìn)資源利用方式向綠色低碳轉(zhuǎn)變，是實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展，可持續(xù)發(fā)展的重要方向。

圖1 2016年城市環(huán)境空氣質(zhì)量

1.3 信息化水平較低，與工業(yè)化融合深度不夠

建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)、走新型工業(yè)化道路和轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，有賴于兩化的深度融合，信息化和工業(yè)化的深度融合是建設(shè)的重要推動(dòng)力，是工業(yè)國(guó)際化競(jìng)爭(zhēng)的新優(yōu)勢(shì)，是向工業(yè)化邁進(jìn)過(guò)程中的先決條件。如表1所示，為國(guó)家工信部統(tǒng)計(jì)的2010～2014年期間各國(guó)寬帶人口普及率水平，我國(guó)的信息化水平仍然不高，基礎(chǔ)信息設(shè)施的建設(shè)和應(yīng)用仍然滯后于發(fā)達(dá)國(guó)家。數(shù)據(jù)顯示企業(yè)在對(duì)傳統(tǒng)生產(chǎn)方式和工藝流程改造過(guò)程中利用信息技術(shù)升級(jí)意愿偏低[5]。因此，要全面推動(dòng)信息技術(shù)與設(shè)計(jì)制造技術(shù)的融合發(fā)展，尤其主攻智能制造方向，在企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、管理和服務(wù)過(guò)程中全面提高智能化水平，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)我國(guó)從“中國(guó)制造”向“中國(guó)智造”的制造模式轉(zhuǎn)變。

表1 相關(guān)國(guó)家寬帶人口普及率水平

1.4 國(guó)際化程度不高，全球化經(jīng)營(yíng)不力

產(chǎn)業(yè)國(guó)際化程度作為我國(guó)制造業(yè)發(fā)展國(guó)際化戰(zhàn)略，是實(shí)現(xiàn)“一帶一路”的重要舉措，是全面建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)的重要途徑。面對(duì)產(chǎn)業(yè)國(guó)際化程度不高、全球化經(jīng)營(yíng)能力不足，制造強(qiáng)國(guó)的發(fā)展任重道遠(yuǎn)。首先，從投資規(guī)?？矗覈?guó)對(duì)外投資的存量明顯不足，僅相當(dāng)于美國(guó)的10%，為世界總份額的2.5%，而中國(guó)的海外凈資產(chǎn)僅為日本的50%左右。其次，從產(chǎn)業(yè)類型看，目前我國(guó)的產(chǎn)業(yè)主要集中于勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)及能源資源行業(yè)，如煤炭、鋼鐵、有色金屬、石油等；而缺乏電子信息、高端裝備制造、新能源等高新技術(shù)領(lǐng)域的全球合作發(fā)展。另外，對(duì)外投資的發(fā)展戰(zhàn)略的長(zhǎng)期性、高精尖領(lǐng)域人才的培養(yǎng)、國(guó)際化投資及運(yùn)作管理等方面的經(jīng)驗(yàn)匱乏，面對(duì)國(guó)際市場(chǎng)的響應(yīng)也缺乏積極性。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造其自動(dòng)化行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

2.1 發(fā)展智能化技術(shù)

《智能制造發(fā)展規(guī)劃（2016－2020年）》指出：要將發(fā)展智能制造作為長(zhǎng)期堅(jiān)持的戰(zhàn)略任務(wù)，以實(shí)施智能制造工程為重要抓手，為建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。研發(fā)一批智能制造關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備，突破創(chuàng)新一批智能制造關(guān)鍵共性技術(shù)[6]。建設(shè)形成智能制造生態(tài)及標(biāo)準(zhǔn)體系，從而進(jìn)一步推動(dòng)智能轉(zhuǎn)型，推進(jìn)智能制造協(xié)同發(fā)展，打造智能制造人才隊(duì)伍，為實(shí)現(xiàn)“中國(guó)制造2025”提供強(qiáng)勁的技術(shù)支撐。

工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主體，但也是能源消耗和環(huán)境污染的主要來(lái)源，因此，持續(xù)發(fā)展、制造強(qiáng)國(guó)過(guò)程中推進(jìn)工業(yè)節(jié)能減排責(zé)無(wú)旁貸，綠色化生產(chǎn)將成為工業(yè)產(chǎn)業(yè)的必然趨勢(shì)。通過(guò)設(shè)計(jì)制造技術(shù)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的雙向驅(qū)動(dòng)，改變傳統(tǒng)的工業(yè)發(fā)展模式，積極推進(jìn)綠色清潔可持續(xù)發(fā)展的工業(yè)化發(fā)展方式，從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)飛躍、持續(xù)發(fā)展、節(jié)約能源、環(huán)境保護(hù)的多重實(shí)現(xiàn)[7]。另外，積極發(fā)展綠色技術(shù)，不僅是推進(jìn)工業(yè)節(jié)能，還要實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵裝備產(chǎn)業(yè)化示范，節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，進(jìn)而為實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)的建設(shè)提供強(qiáng)有力的支撐。

2.2 發(fā)展綠色化技術(shù)

2.3 發(fā)展虛擬化技術(shù)

基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程中運(yùn)用虛擬化技術(shù)對(duì)生產(chǎn)和設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行虛擬化的演練，并通過(guò)演練和分析，找到演練過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，針對(duì)問(wèn)題一一破解，為實(shí)際操作中做好預(yù)案。虛擬化技術(shù)的發(fā)展不僅能夠規(guī)避實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中問(wèn)題的出現(xiàn)對(duì)資源造成的不必要損失，進(jìn)而保證了機(jī)械制造工藝及其產(chǎn)品的效益與質(zhì)量，真正實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化生產(chǎn)對(duì)人力、物力和資源的節(jié)約，優(yōu)化資源配置[8]。

2.4 發(fā)展網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)

產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代到來(lái)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的變化與發(fā)展，預(yù)示著企業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)將是實(shí)體產(chǎn)業(yè)逐步走向與互聯(lián)網(wǎng)融合的大方向，然而目前，機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化與網(wǎng)絡(luò)化融合的深度廣度均仍處于初級(jí)階段。網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的發(fā)展是我國(guó)工業(yè)設(shè)計(jì)制造的重要方向，也是一體化未來(lái)發(fā)展的主要方向。而網(wǎng)絡(luò)未來(lái)發(fā)展又基于網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)和監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，因而，對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及監(jiān)控技術(shù)的投入，將為機(jī)械設(shè)計(jì)制造帶來(lái)更多的發(fā)展機(jī)遇。

2.5 模塊化方向發(fā)展

我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化行業(yè)產(chǎn)品種類多，研發(fā)需求復(fù)雜，而新產(chǎn)品研發(fā)都離不開標(biāo)準(zhǔn)單元的支撐。因此在機(jī)械制造中發(fā)展使用計(jì)算機(jī)集成技術(shù)，是機(jī)械制造重要生產(chǎn)方式。信息自動(dòng)化集成系統(tǒng)是通過(guò)多個(gè)相互聯(lián)系的子系統(tǒng)所構(gòu)成的整體，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)集約集聚發(fā)展，使產(chǎn)業(yè)空間布局不斷優(yōu)化。

2.6 微型化方向發(fā)展

未來(lái)的時(shí)代將是一個(gè)微時(shí)代，機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化產(chǎn)品都有著操作簡(jiǎn)便、體積小的優(yōu)點(diǎn)，這些特點(diǎn)使其成為占據(jù)經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)的主要工具。我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化行業(yè)的產(chǎn)品應(yīng)該向體型小的商品，同時(shí)慢慢的向微米級(jí)、納米級(jí)方向推進(jìn)，進(jìn)而提升產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

3 機(jī)械設(shè)計(jì)制造其自動(dòng)化行業(yè)人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新

3.1 明確人才培養(yǎng)基本要求

在2016年世界各國(guó)制造業(yè)崛起研究報(bào)告中指出制造業(yè)有關(guān)的職業(yè)教育領(lǐng)域的創(chuàng)新實(shí)踐是中國(guó)制造業(yè)崛起并屹立世界之林的重要因素之一，機(jī)械設(shè)計(jì)制造其自動(dòng)化專業(yè)人才的培養(yǎng)有利于行業(yè)持續(xù)發(fā)展，有利于改革的深化。新形勢(shì)下，制造業(yè)專業(yè)人才的需求及其技能水平都提出了新的要求。除了應(yīng)具有基礎(chǔ)的自然、人文、藝術(shù)、社會(huì)科學(xué)等學(xué)識(shí)外，還應(yīng)較系統(tǒng)地掌握技術(shù)理論知識(shí)，掌握制圖、計(jì)算、實(shí)驗(yàn)、測(cè)試、文獻(xiàn)檢索和工藝操作等專業(yè)技能，不僅要及時(shí)了解學(xué)科的前沿發(fā)展，還應(yīng)具備較強(qiáng)的自學(xué)能力和創(chuàng)新意識(shí)，為真正實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國(guó)提供豐富的人才儲(chǔ)備。

3.2 建立專業(yè)人才培養(yǎng)課程體系

建立專業(yè)人才培養(yǎng)課程體系體現(xiàn)于課程設(shè)置的優(yōu)化及教學(xué)資源的豐富，人才培養(yǎng)方案的核心是課程體系的建立[9]。課程體系應(yīng)隨著時(shí)代和社會(huì)的發(fā)展不斷改進(jìn)，有效的增減、整合優(yōu)化課程設(shè)置，合理構(gòu)建有助于符合當(dāng)下機(jī)械設(shè)計(jì)制造專業(yè)人才培養(yǎng)要求、培養(yǎng)目標(biāo)的課程體系。首先課程應(yīng)分為主干課程和重點(diǎn)課程，課程設(shè)置應(yīng)覆蓋面廣，知識(shí)結(jié)構(gòu)完整為主。其次，人才質(zhì)量觀和教育理念的革新也將是建立專業(yè)人才培養(yǎng)課程體系的一個(gè)重要側(cè)重點(diǎn)。專業(yè)人才培養(yǎng)模式的不斷改革和創(chuàng)新，人才培養(yǎng)課程體系的不斷優(yōu)化，也是當(dāng)下教育改革內(nèi)容的不斷深化和對(duì)專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量不斷提高的要求。

4 結(jié)束語(yǔ)

從中國(guó)制造到中國(guó)智造，是未來(lái)的主導(dǎo)方向。在“工業(yè)4.0”、“智能制造”、“互聯(lián)網(wǎng)＋”等概念普遍的環(huán)境下機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化行業(yè)必須高瞻遠(yuǎn)矚，為實(shí)現(xiàn)中國(guó)制造2025的目標(biāo)，中國(guó)制造機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化行業(yè)要向著更加智能、綠色、微型的方向發(fā)展。只有這樣，機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)才會(huì)增強(qiáng)生產(chǎn)技術(shù)，從而提高生產(chǎn)率。同時(shí)，建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)的任務(wù)還有賴于機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)人才的儲(chǔ)備，從而推動(dòng)科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，進(jìn)而推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展。

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