羅素保

(鄭州市科技工業(yè)學(xué)校 機(jī)械電子部，河南 鄭州 450000)

0 引言

工業(yè)機(jī)器人指的是應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手、多自由度機(jī)器人，該機(jī)器可依靠自身動(dòng)力及控制能力自動(dòng)執(zhí)行任務(wù).作為智能制造業(yè)的重要領(lǐng)域，工業(yè)機(jī)器人受到了各大院校的重視，成為一門(mén)備受青睞的新興專(zhuān)業(yè).在IEEE對(duì)未來(lái)科技重點(diǎn)發(fā)展方向的預(yù)測(cè)中，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)赫然在列.為了適應(yīng)以智能制造為主導(dǎo)的“工業(yè)4.0”時(shí)代，我國(guó)各大職業(yè)院校紛紛順應(yīng)形勢(shì)，增設(shè)了工業(yè)機(jī)器人這一新興專(zhuān)業(yè)，但由于政策條令頒布的滯后性，各院校還未正式將該專(zhuān)業(yè)劃歸到現(xiàn)行中職招生專(zhuān)業(yè)目錄中，也未構(gòu)建起完善的實(shí)訓(xùn)體系，這無(wú)益于工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展.

鄭州市科技工業(yè)學(xué)校于2016年設(shè)立工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)，2020年設(shè)立工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用專(zhuān)業(yè)和鄭州市工業(yè)機(jī)器人工作室，與北京華航唯實(shí)機(jī)器人科技股份有限公司、上海ABB工程有限公司、亞龍智能裝備集團(tuán)股份有限公司開(kāi)展深度校企合作，共同構(gòu)建工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)體系.本文以鄭州市科技工業(yè)學(xué)校為例，立足校企合作背景探討中職工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)體系的構(gòu)建策略，以適應(yīng)時(shí)代發(fā)展要求.

1 工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的人才培養(yǎng)定位

從國(guó)內(nèi)上下游產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)看，工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域主要涉及如下幾類(lèi)企業(yè)：一是工業(yè)機(jī)器人制造類(lèi)企業(yè)，此類(lèi)企業(yè)負(fù)責(zé)工業(yè)機(jī)器人本體、零部件等的組裝、制造、開(kāi)發(fā)等；二是工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用類(lèi)企業(yè)，此類(lèi)企業(yè)覆蓋領(lǐng)域廣，在全球范圍內(nèi)主要集中在汽車(chē)、電氣電子行業(yè)，金屬機(jī)械、橡膠、餐飲、制藥等行業(yè)工業(yè)機(jī)器人的裝機(jī)量也持續(xù)增加；三是工業(yè)機(jī)器人集成類(lèi)企業(yè)，此類(lèi)企業(yè)負(fù)責(zé)解決應(yīng)用類(lèi)企業(yè)需求，為其提供相應(yīng)的集成本體及配套設(shè)施，部分企業(yè)具備工業(yè)機(jī)器人二次開(kāi)發(fā)能力.

為了了解行業(yè)需求，明確工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)定位，教育部聯(lián)合多家院校、行業(yè)龍頭企業(yè)等共建課題小組，針對(duì)84家企業(yè)、82所職業(yè)院校及相關(guān)部門(mén)、行業(yè)協(xié)會(huì)展開(kāi)調(diào)研得出結(jié)論：本體制造類(lèi)企業(yè)中，專(zhuān)職人才與工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量比例約1∶47，本體制造業(yè)人才需求預(yù)測(cè)，2020年約0.17萬(wàn)人，2025年則增長(zhǎng)為0.41萬(wàn)人；工業(yè)機(jī)器人集成類(lèi)企業(yè)中，專(zhuān)職人才與集成工業(yè)機(jī)器人比例約1∶4，2020年所需專(zhuān)職人才2.04萬(wàn)人，2025年預(yù)計(jì)需4.79萬(wàn)人；對(duì)于工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用類(lèi)企業(yè)而言，行業(yè)間的人才需求差距較大，如汽車(chē)行業(yè)人機(jī)比約1∶9，3C領(lǐng)域人機(jī)比則為1∶6，其他行業(yè)為1∶3.5，由預(yù)測(cè)結(jié)果可知，2020～2025年企業(yè)對(duì)專(zhuān)職人才的需求量迅速增長(zhǎng)，2020年所需專(zhuān)職人才9.57萬(wàn)人，2025年預(yù)計(jì)所需人才26.18萬(wàn)人.可見(jiàn)，職業(yè)院校工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)主要面向的領(lǐng)域是應(yīng)用類(lèi)及集成類(lèi)企業(yè)，主要就業(yè)崗位包括工業(yè)機(jī)器人的編程、操作、維護(hù)保養(yǎng)、系統(tǒng)集成、售后服務(wù)等.

2 工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)體系構(gòu)建策略

中職學(xué)校要圍繞“認(rèn)知、仿真、基礎(chǔ)技能、綜合項(xiàng)目、系統(tǒng)集成、頂崗實(shí)習(xí)”，全面規(guī)劃構(gòu)建工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)體系，完善專(zhuān)業(yè)課程體系，全面推進(jìn)實(shí)訓(xùn)師資隊(duì)伍、實(shí)訓(xùn)環(huán)境配置建設(shè)[1].為實(shí)現(xiàn)學(xué)生“零距離”就業(yè)目的，鄭州市科技工業(yè)學(xué)校采取現(xiàn)代學(xué)徒制，通過(guò)工學(xué)交替的模式幫助學(xué)生在三年時(shí)間中，完成從學(xué)生到學(xué)徒，再到學(xué)生，最終到員工的身份轉(zhuǎn)變.具體操作中，校方和合作企業(yè)共同投資一條生產(chǎn)線，相關(guān)技術(shù)問(wèn)題由企業(yè)負(fù)責(zé)，管理、學(xué)生實(shí)訓(xùn)及教師掛職等均由學(xué)校負(fù)責(zé).這種訓(xùn)練體系能夠幫助基礎(chǔ)相對(duì)較差的中職學(xué)生循序漸進(jìn)，通過(guò)先進(jìn)入工廠參觀，繼而在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬訓(xùn)練，最后走向真正的企業(yè)生產(chǎn)線進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，使學(xué)生從理論知識(shí)、模擬性質(zhì)，逐步親身感受真實(shí)企業(yè)的生產(chǎn)流程、管理制度和工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)的行業(yè)發(fā)展.實(shí)訓(xùn)體系架構(gòu)如圖1所示.

2.1 實(shí)訓(xùn)課程體系的構(gòu)建

隨著校企合作的深入，鄭州市科技工業(yè)學(xué)校聯(lián)合企業(yè)共同探索工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)課程體系構(gòu)建.首先，為了轉(zhuǎn)變過(guò)去在教學(xué)中由于能力本位觀導(dǎo)致的技能相互獨(dú)立、課程內(nèi)容與實(shí)際工作崗位任務(wù)脫節(jié)的問(wèn)題，以企業(yè)崗位調(diào)研為基礎(chǔ)，結(jié)合中等職業(yè)教育人才培養(yǎng)目標(biāo)，設(shè)定了工作崗位——典型工作任務(wù)——課程體系構(gòu)建的整體思路，繼而采用學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程開(kāi)發(fā)思想，借鑒姜大源教授為代表的工作過(guò)程系統(tǒng)化課程開(kāi)發(fā)步驟，構(gòu)建出鄭州市科技工業(yè)學(xué)校的工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)課程體系流程，即工作崗位調(diào)研——典型工作任務(wù)分析——行動(dòng)領(lǐng)域歸納——學(xué)習(xí)領(lǐng)域轉(zhuǎn)化——實(shí)訓(xùn)課程體系結(jié)構(gòu)優(yōu)化——實(shí)訓(xùn)課程內(nèi)容與教學(xué)設(shè)計(jì).

在確立了工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)課程體系構(gòu)建流程后，首先，確立中職工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)是以具有相關(guān)電氣識(shí)圖、機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)、液壓、傳感器應(yīng)用等基本知識(shí)，具備工業(yè)機(jī)器人安裝調(diào)試、操作維護(hù)等技能，同時(shí)具備較高職業(yè)素養(yǎng)的一線加工制造技能型人才.之后，通過(guò)對(duì)企業(yè)崗位調(diào)研，得出鄭州市主要需要的中職工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)崗位分別為機(jī)器人操作編程員、機(jī)器人維修保養(yǎng)員以及維修電工，其對(duì)應(yīng)的典型工作任務(wù)則分別包括機(jī)器人開(kāi)關(guān)機(jī)、軌跡調(diào)整，程序的導(dǎo)入，聯(lián)機(jī)調(diào)試；機(jī)器人機(jī)械部件檢修、電器柜檢修、故障處理；電氣線路安裝調(diào)試、設(shè)備安裝調(diào)試、機(jī)床操控等.最后，細(xì)化行動(dòng)領(lǐng)域并進(jìn)行分類(lèi)，分別對(duì)應(yīng)電氣控制技術(shù)、C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、工業(yè)機(jī)器人編程與操作、機(jī)械基礎(chǔ)、機(jī)械識(shí)圖、制圖、電氣CAD、傳感器原理與檢測(cè)、機(jī)電一體化設(shè)備安裝與維修等學(xué)習(xí)領(lǐng)域.

鄭州市科技工業(yè)學(xué)校從課程設(shè)置等方面進(jìn)行體系結(jié)構(gòu)的優(yōu)化：一方面在現(xiàn)有基礎(chǔ)課基礎(chǔ)上，進(jìn)一步凸顯工業(yè)機(jī)器人操作編程、維修保養(yǎng)，工作站安裝調(diào)試等內(nèi)容模塊，整合原有的電工基礎(chǔ)、電子技術(shù)為電工電子技術(shù)；另一方面相較大專(zhuān)生，中職學(xué)生文化基礎(chǔ)較弱，但對(duì)實(shí)訓(xùn)課程有較高期望，因此在結(jié)合企業(yè)崗位需求和典型任務(wù)基礎(chǔ)上，先為學(xué)生開(kāi)展《工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)》等基本課程，幫助學(xué)生打下良好的理論基礎(chǔ)，繼而優(yōu)化課程理論和實(shí)踐占比，如以理實(shí)3∶7的比例開(kāi)展《工業(yè)機(jī)器人操作》《工業(yè)機(jī)器人維修保養(yǎng)》等，開(kāi)展校企共同授課，強(qiáng)化實(shí)踐引領(lǐng)，保證人才培養(yǎng)質(zhì)量[2]，詳見(jiàn)表1.

表1 中職工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)課程體系

2.2 實(shí)訓(xùn)師資隊(duì)伍的建設(shè)

對(duì)于中職工業(yè)機(jī)器人這一新興專(zhuān)業(yè)，建立一支專(zhuān)業(yè)技能過(guò)硬、教學(xué)素質(zhì)完備的“雙師型”師資隊(duì)伍是構(gòu)建實(shí)訓(xùn)體系的重要組成部分.焊工實(shí)訓(xùn)、電工綜合實(shí)訓(xùn)、PLC綜合實(shí)訓(xùn)等課程對(duì)于教師操作技能要求較高，而現(xiàn)有的教師隊(duì)伍多是由電子自動(dòng)化、機(jī)械制造等專(zhuān)業(yè)教師轉(zhuǎn)崗而來(lái)，理論和實(shí)踐操作能力都有所欠缺.因此，在校企合作中，應(yīng)組織教師定期深入企業(yè)進(jìn)行參觀和實(shí)際生產(chǎn)的實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)，并定期開(kāi)展校企合作形式的教師培訓(xùn)和專(zhuān)業(yè)講座，對(duì)于“雙師型”教師，學(xué)校和企業(yè)給予職稱(chēng)晉升政策和其他福利待遇的傾斜.同時(shí)，也應(yīng)引進(jìn)企業(yè)中的高級(jí)專(zhuān)業(yè)人才進(jìn)校，開(kāi)展專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)，從而提高學(xué)生的工業(yè)機(jī)器人本體設(shè)計(jì)、通訊設(shè)計(jì)、編程設(shè)計(jì)及機(jī)械加工方面的實(shí)踐能力[3].

2.3 實(shí)訓(xùn)環(huán)境的配置建設(shè)

校企合作背景下，中職學(xué)校要與企業(yè)合作共建集實(shí)踐教學(xué)、社會(huì)實(shí)訓(xùn)、企業(yè)生產(chǎn)于一體的實(shí)訓(xùn)基地，實(shí)訓(xùn)環(huán)境配置要參照生產(chǎn)車(chē)間布局，最大程度地還原真實(shí)生產(chǎn)環(huán)境.

(1)機(jī)器人認(rèn)知實(shí)訓(xùn)基地.引進(jìn)模塊化機(jī)器人設(shè)備、機(jī)器人本體及控制系統(tǒng)等，使學(xué)生對(duì)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)有一個(gè)全面的認(rèn)知，深化學(xué)生對(duì)原理等相關(guān)知識(shí)的理解.

(2)機(jī)器人虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地.該基地要與實(shí)訓(xùn)內(nèi)容相匹配，全面配置工業(yè)機(jī)器人本體及傳送帶、自動(dòng)裝置、變位機(jī)等外圍設(shè)備，對(duì)于缺乏操作基礎(chǔ)的學(xué)生而言，可在該環(huán)境中深化對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，熟悉基本操作過(guò)程，認(rèn)識(shí)并掌握示教器，為后續(xù)現(xiàn)場(chǎng)編程夯實(shí)基礎(chǔ).

(3)機(jī)器人基礎(chǔ)操作實(shí)訓(xùn)基地.為使學(xué)生掌握工業(yè)機(jī)器人基本操作技能，實(shí)訓(xùn)任務(wù)對(duì)應(yīng)的是工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)編程、系統(tǒng)集成與應(yīng)用等課程，逐步深入安排實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，以提高實(shí)訓(xùn)效果.

(4)機(jī)器人工作站工藝應(yīng)用實(shí)訓(xùn)基地.該基地涉及焊接、雕刻、打磨、噴涂、分揀等5類(lèi)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)與工藝的有機(jī)結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生機(jī)器人應(yīng)用能力的提升.

(5)機(jī)器人創(chuàng)客空間.中職學(xué)校要響應(yīng)國(guó)家“雙創(chuàng)”號(hào)召，構(gòu)建工業(yè)機(jī)器人創(chuàng)客空間，以連桿套件、傳動(dòng)套件等套件為主，通過(guò)項(xiàng)目化教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生組建機(jī)器人，提升創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)造力，熟悉編程技術(shù)，掌握先進(jìn)傳感器技術(shù).

(6)智能制造綜合實(shí)訓(xùn)基地.該基地提供的是比賽設(shè)備，主要涵蓋數(shù)控加工、PLC編程等設(shè)備，通過(guò)以賽促學(xué)，以具體項(xiàng)目引領(lǐng)成員備賽，有目的、有重點(diǎn)地開(kāi)展實(shí)訓(xùn)操作[4].

3 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)智能制造發(fā)展戰(zhàn)略的逐步推進(jìn)，各大院校紛紛開(kāi)設(shè)了工業(yè)機(jī)器人技術(shù)等相關(guān)專(zhuān)業(yè).應(yīng)注意的是，當(dāng)前中職學(xué)校工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)仍處于起步階段，實(shí)訓(xùn)體系建設(shè)未突出以職業(yè)能力發(fā)展為基礎(chǔ)、以工作過(guò)程知識(shí)為核心的理念，專(zhuān)業(yè)課程體系與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相脫節(jié)，無(wú)法適應(yīng)校企合作的要求.因此，中職學(xué)校要加快建立健全工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)體系，通過(guò)課程體系、師資隊(duì)伍、實(shí)訓(xùn)環(huán)境等建設(shè)，推動(dòng)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)與崗位需求的精準(zhǔn)銜接.