摘要:近年來,工業(yè)機器人在汽車、電子、制造等行業(yè)得到了越來越廣泛的運用。人才鏈和技術鏈是高職專業(yè)設置科學對接產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要紐帶。文章首先分析了國內(nèi)工業(yè)機器人的產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和專業(yè)建設實踐,認為有必要建構與產(chǎn)業(yè)發(fā)展相適應的高職專業(yè)集群,以突破我國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)技術人才瓶頸。其次,通過明晰人才鏈和技術鏈在產(chǎn)業(yè)鏈對接產(chǎn)業(yè)集群中的地位與作用,基于工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)人才鏈和技術鏈構建了高職專業(yè)集群。最后,對機電類相關專業(yè)率先開展了集群建設的探索實踐,為高職專業(yè)集群內(nèi)涵建設提供了新的視角。
關鍵詞:工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈;高職專業(yè)集群;人才鏈;技術鏈;協(xié)同建設
中圖分類號:G710 文獻標識碼:A 文章編號:1672-5727(2017)11-0031-05
工業(yè)機器人是制造業(yè)皇冠頂端的明珠。為搶占新一輪工業(yè)革命的先機,西方發(fā)達國家紛紛將新興的機器人產(chǎn)業(yè)上升為國家戰(zhàn)略[1]。我國政府的“中國制造2025”也將機器人明確列入今后重點發(fā)展的十大產(chǎn)業(yè)。作為新興的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè),工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈對不同規(guī)格的技術技能人才有大量需求。國內(nèi)高職院校抓住這一機遇,大力發(fā)展工業(yè)機器人技術專業(yè)。高職專業(yè)建設研究結果表明,以專業(yè)集群服務產(chǎn)業(yè)發(fā)展,是新常態(tài)下高職教育提質(zhì)增效的重要抓手[2-3]。然而,對于技術密集型工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)而言,在工業(yè)機器人技術專業(yè)人才培養(yǎng)模式和專業(yè)建設還有待建設完善的條件下,架構與其對應的專業(yè)集群并非易事,尤其是建設區(qū)域內(nèi)校際專業(yè)集群。對此,筆者擬依托校內(nèi)的專業(yè)群體,借鑒群體發(fā)展的思想,通過高職專業(yè)自身的協(xié)同建設,探討理性建構高職專業(yè)集群,以期實現(xiàn)我國高職教育與工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的有效對接。
一、 適應我國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的高職專業(yè)集群提出的背景
(一)我國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展的需要
自20世紀70年代起,我國工業(yè)機器人事業(yè)在863高技術發(fā)展計劃等技術攻關項目的支持下,在理論研究、產(chǎn)品開發(fā)與應用方面取得顯著成果,相繼建立了9個機器人產(chǎn)業(yè)化基地和7個科研基地。近期,隨著我國產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級對工業(yè)機器人的需求不斷攀升,國內(nèi)工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)邁入發(fā)展快車道,涌現(xiàn)了一大批從事工業(yè)機器人研制和生產(chǎn)的骨干企業(yè)(如沈陽新松、廣州數(shù)控、南京埃斯頓、安徽埃夫特、哈工大機器人、上海新時達等),并已形成珠三角、長三角、環(huán)渤海和中西部四大產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。
縱觀我國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程,與西方工業(yè)發(fā)達國家相比還存在較大差距,且遍布于整個產(chǎn)業(yè)鏈的關鍵節(jié)點。主要表現(xiàn)在:高精度的減速器、伺服電機和控制器等核心零部件依賴進口;核心技術創(chuàng)新能力薄弱,高端產(chǎn)品質(zhì)量可靠性低;機器人推廣應用難,市場占有率亟待提高;企業(yè)“小、散、弱”問題突出,產(chǎn)業(yè)競爭力缺乏;機器人標準、檢測認證等體系亟待健全。
為了縮小上述差距,甚至實現(xiàn)彎道超車,我國《機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016—2020)》(以下簡稱《規(guī)劃》)要求,到2020年力爭培育具有國際競爭力的龍頭企業(yè)3~5家和配套產(chǎn)業(yè)集群8~10個,形成較為完善的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)體系。發(fā)展區(qū)域工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)要素的集聚、集約、創(chuàng)新與專業(yè)化,利于區(qū)域產(chǎn)業(yè)的協(xié)同創(chuàng)新。然而,僅以工業(yè)機器人技術專業(yè)(高職)、工業(yè)機器人應用維護專業(yè)(中職)、機器人工程專業(yè)(本科)來帶動我國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康快速發(fā)展,顯然難以滿足該產(chǎn)業(yè)鏈對知識、技術、人才的需求。產(chǎn)業(yè)集群的發(fā)展、空間集聚和技術創(chuàng)新等要求,更期待高職教育能設置多個相關專業(yè)與其進行有效對接。
(二)我國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)的需要
《規(guī)劃》要求到2020年我國工業(yè)機器人裝機量達到100萬臺以上。據(jù)此推測,國內(nèi)屆時大約需要20萬從事工業(yè)機器人系統(tǒng)的運維、設計、集成、編程、安裝、調(diào)試等相關技術人員。因此,高職院校圍繞新生的工業(yè)機器人技術專業(yè),積極開展專業(yè)建設、人才培養(yǎng)、課程建設、實訓基地建設等方面的探索與實踐。
蔣慶斌等人基于產(chǎn)業(yè)鏈對不同層次人才的需求,將高職工業(yè)機器人教育鎖定于系統(tǒng)集成與應用崗位,構建了該崗位所需的課程體系[4]。姚剛將高職工業(yè)機器人專業(yè)課程體系具體策劃為公共基礎課程模塊、基本技能課程模塊、專業(yè)方向課程模塊[5]。羅庚興等人提出了“校企結合、課崗融通、項目引領”的高職工業(yè)機器人人才培養(yǎng)模式[6]。宋云艷運用CBE教學模式構建了高職工業(yè)機器人技術專業(yè)人才培養(yǎng)方案和教學系統(tǒng)[7]。牛志斌探討了高職工業(yè)機器人技術專業(yè)建設[8]。單以才等人從教學資源、師資隊伍、服務能力等方面,建立校企共建高職工業(yè)機器人專業(yè)教學質(zhì)量保障機制[9]。常州機電職業(yè)技術學院還聯(lián)合國內(nèi)多家職業(yè)院校和知名企業(yè),進行了工業(yè)機器人技術國家教學資源庫建設。
跟蹤國內(nèi)服務工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的高職專業(yè)建設現(xiàn)狀發(fā)現(xiàn),當前大多院校主要聚焦于工業(yè)機器人技術專業(yè)。然而,要突破我國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展所面臨的瓶頸,除了涉及工業(yè)機器人技術專業(yè),還需要機電一體化技術、數(shù)控技術、機械制造及自動化、機械設計、自動化等相關專業(yè)?!兑?guī)劃》也明確要求從教育入手,從科學研究、技術攻關、工程應用等方面培養(yǎng)面向機器人產(chǎn)業(yè)鏈的專門人才。因此,根據(jù)工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈的類型、特點,調(diào)整、革新高職教育專業(yè)設置,形成與工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈配套的專業(yè)集群,將是高職教育服務機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路。
(三)高職院校專業(yè)轉(zhuǎn)型升級的需要
“中國制造2025”對技術技能人才的大量需求,要求高職專業(yè)教育必須由傳統(tǒng)技能向技術技能轉(zhuǎn)變。加速專業(yè)轉(zhuǎn)型升級,將是近期高職教育提質(zhì)增效的重點突破口。
與研究型或應用型本科相比,高職專業(yè)教育擁有大量的實驗實訓設備。由于對接工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈的專業(yè)涉及面較廣,對各專業(yè)教學資源和教學實施進行革新和增補,將是一筆巨額的開支?;谝幌盗袑I(yè)具有相同的通識課程和基礎課程,專業(yè)師資隊伍也具有一定交叉性的現(xiàn)狀,推行專業(yè)集群建設將是一種行之有效的選擇。實施專業(yè)集群建設,不僅有利于整個學校的教學資源建設和教學實施,節(jié)省專業(yè)建設成本,也有利于形成專業(yè)聯(lián)盟,增強學校整體實力,凝聚育人特色,同時也更合乎產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展對專業(yè)集群的期待。endprint
二、構建與我國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展相適應的高職專業(yè)集群的依據(jù)與思路
(一)基于技術鏈和人才鏈的產(chǎn)業(yè)鏈對接專業(yè)集群的可行性分析
產(chǎn)業(yè)鏈和專業(yè)集群,是隸屬兩個領域的不同概念。產(chǎn)業(yè)鏈是產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟學中的一個概念,指同一企業(yè)或不同產(chǎn)業(yè)的企業(yè),以產(chǎn)品為對象,以專業(yè)化分工為基礎,以投入產(chǎn)出為紐帶,以價值增值為導向,以滿足用戶需求為目標,依據(jù)特定的協(xié)作關系和時空布局形成上下關聯(lián)的動態(tài)的鏈式組織。而專業(yè)集群是教育學中的一個概念,指對應區(qū)域中某一個支柱產(chǎn)業(yè)鏈,依托一個或多個學科優(yōu)勢明顯的核心專業(yè),由若干相關專業(yè)共同組成,并能涵蓋某一服務領域的專業(yè)或?qū)I(yè)方向組成的專業(yè)集合。由于產(chǎn)業(yè)發(fā)展可引領高職教育革新,高職教育需服務產(chǎn)業(yè)發(fā)展,這使產(chǎn)業(yè)鏈與專業(yè)集群產(chǎn)生了內(nèi)在的必然聯(lián)系。
人才鏈和技術鏈是產(chǎn)業(yè)鏈與專業(yè)集群之間產(chǎn)生必然聯(lián)系的表現(xiàn)之一。其中,人才鏈是指職業(yè)教育的人才培養(yǎng)規(guī)格系列與產(chǎn)業(yè)鏈由低到高的人才技術能力要求具有正相關性,人才鏈中每個“節(jié)點”對應的人才培養(yǎng)規(guī)格都應該適應產(chǎn)業(yè)鏈相同層次的崗位技術能力要求。而技術鏈是指物化于上下游企業(yè)中的各種技術依據(jù)產(chǎn)品的鏈接關系形成了一種聯(lián)系,技術鏈與產(chǎn)業(yè)鏈中不同“節(jié)點”對應的技術要求也具有正相關性。
綜合上述分析發(fā)現(xiàn),人才鏈和技術鏈都是依托產(chǎn)業(yè)鏈而生,與產(chǎn)業(yè)鏈都具有一定的對應關系。而對于專業(yè)集群而言,人才鏈就是各專業(yè)的人才培養(yǎng)目標,而技術鏈可作為高職專業(yè)設置課程體系的依據(jù)?;谌瞬沛満图夹g鏈的產(chǎn)業(yè)鏈與專業(yè)集群的對接關系見圖1。若能基于產(chǎn)業(yè)鏈科學建構對應的人才鏈和技術鏈,通過對人才鏈、技術鏈的聚類分析,便能科學指導高職專業(yè)集群配置,使產(chǎn)業(yè)鏈與專業(yè)集群實現(xiàn)有效對接。
(二)基于技術鏈和人才鏈的高職專業(yè)集群對接工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈的配置設想
工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈主要包括核心零部件制造企業(yè)、本體制造企業(yè)、系統(tǒng)集成企業(yè)和應用企業(yè)。具體各類企業(yè)所產(chǎn)生的附加值如圖2所示。其中,核心零部件制造企業(yè),如工業(yè)機器人減速器、伺服電機、控制器等,由于技術含量較高,其產(chǎn)業(yè)附加值也較高。本體制造企業(yè)由于主要從事本體制造、裝配、調(diào)試等工作,其產(chǎn)業(yè)附加值較低。系統(tǒng)集成企業(yè)主要根據(jù)工業(yè)機器人應用企業(yè)的需要,將機器人集成為工作站或自動線,需涉及系統(tǒng)總體方案設計、編程、安裝調(diào)試、維修維護等,其產(chǎn)業(yè)附加值相當高。工業(yè)機器人應用企業(yè)是通過工業(yè)機器人的應用帶來產(chǎn)業(yè)附加值的。
通過調(diào)查分析工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈的四類企業(yè),發(fā)現(xiàn)每類企業(yè)對高職生的技術技能要求是不一樣的。根據(jù)各類企業(yè)對技術人才的需求,建立表1所示的基于技術鏈和人才鏈的高職專業(yè)集群與工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈對接情況一覽表。如工業(yè)機器人本體制造企業(yè)主要與工業(yè)機器人技術專業(yè)對接;系統(tǒng)集成企業(yè)主要與機電一體化技術專業(yè)對接,適當配以自動化、機械設計、機械制造及自動化或工業(yè)機器人技術等專業(yè)。由于工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)具有技術密集型、人員復合型的特點,產(chǎn)業(yè)鏈中各企業(yè)往往需要多個專業(yè)提供相應的技術和人才支撐。
三、 適應我國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機電類專業(yè)集群建設的探索實踐
(一)專業(yè)集群的總體規(guī)劃
我院機電類專業(yè)群是由機電一體化技術、工業(yè)機器人技術、自動化、數(shù)控技術、模具設計與制造、電子設備制造技術等專業(yè)組成的。機電類專業(yè)群針對當前我國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈所存在的技術和人才瓶頸,秉持“協(xié)同、共享、融合、創(chuàng)新”的專業(yè)建設思路,積極推進專業(yè)集群建設(見下頁圖3)。
該專業(yè)集群建設是以機電一體化技術品牌省級專業(yè)、電子設備制造與技術特色專業(yè)以及工業(yè)機器人技術新生專業(yè)為核心,聯(lián)合數(shù)控技術、模具設計與制造、自動化等專業(yè),共同對接工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈。圖3為明確示意專業(yè)集群與產(chǎn)業(yè)鏈的對接情形,未畫出技術鏈、人才鏈。用粗實線連接的專業(yè)和企業(yè),表示該專業(yè)對企業(yè)是主要支撐;用細實線相連的專業(yè)和企業(yè),表示此專業(yè)對企業(yè)是輔助支撐。還采用“機器人+”的專業(yè)建設思路,推動老專業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。
(二)專業(yè)集群的協(xié)同教學
針對原專業(yè)群課程體系及課程教學無法適應專業(yè)集群的協(xié)同教學,需調(diào)整教學運行機制,采取有針對性的教學模式。根據(jù)集群專業(yè)的通識課程相似性和專業(yè)課程差異性,按照底層共享、中層分立、高層互選的原則,構建了包含基礎平臺課、專業(yè)方向模塊課、專業(yè)拓展模塊課的專業(yè)群課程體系。通過廣泛深入的調(diào)查研究,在基礎平臺課中增設“智能制造概論”“智能制造實訓”等智能制造相關課程;在專業(yè)方向模塊課引入機器人技術元素,推進專業(yè)課程教學改革;在專業(yè)拓展模塊課中增設了“工業(yè)機器人技術”和“工業(yè)機器人典型工程應用”。還以信息技術為手段,開展翻轉(zhuǎn)課堂教學、項目式教學、行動導向教學等形式多樣的課程教學改革。
(三)共享開放型實訓基地的協(xié)同建設
針對配套某一具體專業(yè)的現(xiàn)有實訓設備與教學無法滿足專業(yè)集群的實訓教學要求,需由學院做好統(tǒng)一規(guī)劃與安排,在現(xiàn)有實訓設備轉(zhuǎn)型升級的基礎上,創(chuàng)建共享開放型實訓基地,以實現(xiàn)實訓資源全面共享。在建設過程中,聚集集群專業(yè)的現(xiàn)有實訓教學資源,按系列化開展實驗實訓建設,不斷完善專業(yè)集群的實訓體系。各專業(yè)實施具體實訓時,根據(jù)專業(yè)的自身需求,設置相關的案例和實訓,突出對技術技能型人才的培養(yǎng)。
我院機電類專業(yè)集群通過與南京埃斯頓合作,共建了江蘇省工業(yè)機器人4S中心(見圖4)。該中心主要包括現(xiàn)有專業(yè)平臺轉(zhuǎn)型升級區(qū)、工業(yè)機器人典型工作站群和智能制造車間三部分。其中,專業(yè)平臺轉(zhuǎn)型升級區(qū)通過在已有的專業(yè)實訓平臺基礎加入機器人平臺技術,如面向數(shù)控技術的機床上下料機器人工作站,面向電子設備制造技術的PCB上下料機器人工作站和異形元件插裝、焊接機器人工作站,實現(xiàn)了實訓平臺的轉(zhuǎn)型升級。而機器人典型工作站群和智能制造車間都開設綜合性實訓項目,各專業(yè)可根據(jù)需要自行選擇。
(四)專業(yè)集群的師資團隊協(xié)同建設
工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)是一種技術密集型產(chǎn)業(yè),與其對接的專業(yè)集群需涉及多個專業(yè),需要建立一支專業(yè)結構優(yōu)化、學歷層次合理、綜合能力水平較高的師資團隊。通過與合作企業(yè)聯(lián)合開展技術研發(fā)、技術服務和社會培訓、學歷晉升、業(yè)務進修、企業(yè)實踐等多種途徑,健全教師培養(yǎng)機制。依托專業(yè)課程和科研項目,聯(lián)合不同專業(yè)的相關教師,分別建立課程教學團隊和科技創(chuàng)新團隊。如“工業(yè)機器人典型工程應用”課程,教學團隊以工業(yè)機器人技術專業(yè)為主體,聯(lián)合機電一體化、自動化等相關專業(yè),組建了課程教學團隊??蒲蟹矫?,依靠專業(yè)群體師資優(yōu)勢,先后成功申報校級的先進制造技術科技創(chuàng)新團隊、工業(yè)機器人技術科技創(chuàng)新團隊、智能制造技術創(chuàng)新團隊。近三年來,團隊入選江蘇省“青藍工程”中青年學術帶頭人1名、優(yōu)秀青年骨干教師4名、江蘇省“333人才培養(yǎng)工程”第三層次培養(yǎng)對象1名,還獲得市廳級教學研究課題立項8項、申請發(fā)明專利40余項,發(fā)表論文60余篇,橫向課題經(jīng)費到賬300多萬元。endprint
(五)共享型教學資源庫的協(xié)同建設
面向?qū)I(yè)集群的共享型教學資源庫,與現(xiàn)有的共享型專業(yè)教學資源庫不同。它除了能為教師提供專業(yè)教學服務、為學生課外學習提供自學幫助和服務外,還要面對不同專業(yè)群體。這給專業(yè)集群的共享型教學資源庫選題內(nèi)容、主題方式等增加了很大難度。但大數(shù)據(jù)和云計算兩種技術在教育領域的成功運用,給建立面向?qū)I(yè)群的共享型教學資源云平臺提供了可能。在云平臺上,不斷聚集群體專業(yè)的教材、教學方案、多媒體科技、專業(yè)課程的教學視頻等系列的教學資源。至今完成了優(yōu)質(zhì)核心課程建設14門,新增優(yōu)質(zhì)核心課程建設立項6門、課堂教學改革項目7個,新增國家級精品資源共享課1門,獲江蘇省精品教材立項2項、國家“十二五”規(guī)劃教材5種。
在推行適應新興工業(yè)機器人戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)發(fā)展的高職專業(yè)集群建設過程中,在專業(yè)集群、人才培養(yǎng)模式、專業(yè)課程、實訓基地、師資隊伍等方面存在許多具體問題。南京信息職業(yè)技術學院率先開展機電類專業(yè)集群建設探索與實踐,通過新老專業(yè)協(xié)同創(chuàng)新,實現(xiàn)了群體專業(yè)的全面升級。期間,圍繞專業(yè)集群的教學、實訓基地、師資隊伍、教學資源等方面,運用“機器人+”的專業(yè)轉(zhuǎn)型升級模式,取得了許多建設性成果。
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Research on Constructing Higher Vocational Professional Cluster for Adapting to Chinese Industrial Robot Industry Development
SHAN Yi-cai
(Nanjing College of Information Technology,Nanjing Jiangsu 210023,China)
Abstract: In the past few years, industrial robots have been widely usrd in automibles, electronics and manufactuing ect. Talent and technique chains are important links of docking higher vocational specialties with industry development. First, this paper analyzes domestic industry development present situation and industrial robot professional construction practice, and thinks it is necessary to correspondly construct higher vocational professional cluster to adapt to industrial development, to break through technical and talent bottleneck of developing industrial robot. Second, by clearing the position and role of talent chain and technique chain during docking industrial chain with professional cluster, higher vocational professional cluster was set up according to the talent chain and technique chain of industrial robot industry. Finally, the exploration and practice of the cluster construction of our mechanical and electrical department of related professional was carried out. It vigorously strengthens the connotation construction of higher vocational specialty cluster and provides a new perspective of construction.
Key words: industrial robot industry chain;higher vocational professional cluster;talent chain;technology chain;collaborative constructionendprint