譚華 付小全 張玉勛 劉延星

摘要粵臺產(chǎn)業(yè)科技學(xué)院作為產(chǎn)教融合的探路者，為順應(yīng)高新科技發(fā)展的需求，2019年將“機械設(shè)計制造及其自動化”專業(yè)順利轉(zhuǎn)型為“智能制造”專業(yè)，并實施了招生。本研究基于新工科建設(shè)的大環(huán)境，以東莞理工學(xué)院粵臺產(chǎn)業(yè)科技學(xué)院為先行示范樣本，從培養(yǎng)方案轉(zhuǎn)型、軟硬件設(shè)施配套和產(chǎn)教融合度提升3個方面闡明了兩種專業(yè)的柔性轉(zhuǎn)型和優(yōu)化建設(shè)。

關(guān)鍵詞 智能制造 新工科建設(shè) 產(chǎn)業(yè)學(xué)院 轉(zhuǎn)型 傳統(tǒng)機械制造

中圖分類號：G647文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.20.010

The Transformation from Traditional Mechanical Manufacture to Intelligent ManufacturingofIndustrialCollegeintheModelConstructionofNewEngineering

TAN Hua， FU Xiaoquan， ZHANG Yuxun， LIU Yanxing

（Dongguan University of Technology Dongguan， Guangdong 523808）

AbstractTo conform the requirements of high-tech development， Guangdong-Taiwan College of Industrial Science & Technology has becoming a path-breaker of theintegration of education with industry. In2019，the Industrial Collegehad implemented the major transformation from“traditional mechanical manufacture”to“intelligent manufacturing”and enrolled students. The research was based on the environment of New Engineering construction， and took“GuangdongTaiwan College of Industrial Science & Technology--Dongguan University of Technology”as a sample， illustrated the flexible transition and optimum construction of two majors from three aspects： the transition of training program， the supports of soft and hard facilities， the integration degree of education with industry.

KeywordsIntelligent Manufacturing； New Engineering Construction； Industrial College； Transformation； Traditional Mechanical Manufacture

0引言

隨著新工科概念的普及和推廣，產(chǎn)業(yè)界人工智能和大數(shù)據(jù)得到了迅猛發(fā)展，“智能制造”已成為全國制造業(yè)的核心主軸。2015年工信部啟動實施“智能制造試點示范專項行動”，部長苗圩指出“智能制造”將日益成為未來制造業(yè)發(fā)展的重大趨勢和核心內(nèi)容，不僅是加快發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，促進工業(yè)向中高端邁進、建設(shè)制造強國的重要舉措，也是新常態(tài)下打造新的國際競爭優(yōu)勢的必然選擇。同時，應(yīng)“中國制造2025”戰(zhàn)略文件的部署要求，近年高校已將新興“智能制造”專業(yè)的核心任務(wù)確定為培養(yǎng)學(xué)術(shù)與應(yīng)用交織，理論與實踐交替的為企業(yè)、社會所用的中高端人才。產(chǎn)業(yè)學(xué)院作為深化產(chǎn)教融合辦學(xué)模式下的特色學(xué)院，承載著教育發(fā)展史的特殊歷史使命。

新工科建設(shè)作為主動應(yīng)對新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的戰(zhàn)略行動，[1，2]從服務(wù)國家政策、滿足教育需求[3-7]和面向未來發(fā)展的高度上對產(chǎn)學(xué)結(jié)合核心專業(yè)“機械設(shè)計制造及其自動化”提出了可持續(xù)良性發(fā)展的更高要求。近半個世紀前，“機械設(shè)計制造及其自動化”一直由“傳統(tǒng)機械制造”占據(jù)核心地位，但隨著信息技術(shù)和人工智能的出現(xiàn)，“傳統(tǒng)機械制造”已不能滿足制造領(lǐng)域高新技術(shù)發(fā)展的要求，“智能”概念時被提及，為適應(yīng)時代趨勢和滿足機械人才培育的可持續(xù)發(fā)展性，[8，9]“智能制造”替代“傳統(tǒng)機械制造”將成為“機械設(shè)計制造及其自動化”專業(yè)轉(zhuǎn)型的趨勢。日本于1990年4月發(fā)起“智能制造系統(tǒng)IMS”，倡導(dǎo)展開國際合作與研究計劃，同時吸引了美國、加拿大、澳大利亞等發(fā)達國家參加了此項計劃。1992年“智能制造技術(shù)”作為美國新技術(shù)政策的關(guān)鍵重大技術(shù)的理念被大力推廣，美國政府希望通過此項技術(shù)的宣傳和普及打破傳統(tǒng)工業(yè)的停滯局部，開啟新型產(chǎn)業(yè)模式。1994年歐盟啟動的新興信息39項核心技術(shù)項目中，有3項技術(shù)——信息技術(shù)、分子生物技術(shù)和先進制造技術(shù)突出了智能制造的位置。隨后，加拿大制定的“1994—1998年發(fā)展戰(zhàn)略計劃”中提出了發(fā)展和應(yīng)用智能系統(tǒng)至關(guān)重要。我國涉及“智能制造”的研究始于20世紀80年代末期，國家將“智能模擬”列為科技發(fā)展規(guī)劃的主要課題，同時國家科技部正式提出了將“工業(yè)智能工程”作為技術(shù)創(chuàng)新計劃中創(chuàng)新能力建設(shè)的重要組成部分。2015年9月10日，國家工信部公布了46個智能制造試點示范項目名單。2018年，中發(fā)智造搭建了全國首家集區(qū)域化、國際化、行業(yè)化和生命周期生態(tài)服務(wù)化于一體的智能制造平臺，打造了一個全新的智能制造研究院，其作用主要有分享智造頭條、提供智造方案、對接國際供需、解讀制造政策，全方位助力中國制造企業(yè)朝著智能制造的方向奮力轉(zhuǎn)型，不斷升級。[10-23]總之，隨著信息化技術(shù)和人工智能席卷全球，“智能制造”將成為現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展趨勢新的風(fēng)向標。

除了企業(yè)界對“智能制造”的探索和追求，高校也在不斷開拓智能制造的教學(xué)培育空間，實現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研的無縫對接，最為明顯的措施是部分高校近年開始增設(shè)了“智能制造”專業(yè)。[24-26]

粵臺產(chǎn)業(yè)科技學(xué)院作為產(chǎn)業(yè)學(xué)院的新秀成員，正在以蓬勃的朝氣茁壯成長，逐漸成為產(chǎn)業(yè)學(xué)院不可或缺的主力軍。同時，在新工科教學(xué)理念不斷深入專業(yè)課堂的大背景下，為順應(yīng)時代發(fā)展和開拓學(xué)生就業(yè)前景，實現(xiàn)粵臺產(chǎn)業(yè)科技學(xué)院機械工程系重點專業(yè)——“機械設(shè)計制造及其自動化”從“傳統(tǒng)機械制造”到“智能制造”的柔性轉(zhuǎn)變勢在必行。因此，本文以東莞理工學(xué)院粵臺產(chǎn)業(yè)科技學(xué)院為標本，研究了產(chǎn)業(yè)學(xué)院從“傳統(tǒng)機械制造”到“智能制造”轉(zhuǎn)型的新工科模式建設(shè)，探索其發(fā)展趨勢和規(guī)律，為新工科和各類產(chǎn)業(yè)學(xué)院產(chǎn)教融合的規(guī)劃和建設(shè)提供了范本和借鑒。

1培養(yǎng)方案轉(zhuǎn)型

基于產(chǎn)業(yè)學(xué)院師生對“機械設(shè)計制造及其自動化”專業(yè)從“傳統(tǒng)機械制造”到“智能制造”轉(zhuǎn)型規(guī)劃初期的措施從兩個方面執(zhí)行：首先，提升了師生對轉(zhuǎn)型的認知度；然后，從培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求、培養(yǎng)計劃、課程設(shè)置、教學(xué)進程、學(xué)制與學(xué)位6個要素制定了合理的培養(yǎng)方案。

6個要素相輔相成，融為一體。具體培養(yǎng)了學(xué)生在智能制造工程領(lǐng)域獨立思考的能力；培養(yǎng)了學(xué)生軟件編程和人工智能基礎(chǔ)知識實操的動手能力；提升了學(xué)生人文素養(yǎng)，培養(yǎng)了學(xué)生良好的職業(yè)道德和社會責(zé)任感；培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新力、團隊力、專業(yè)力、跨界力和服務(wù)力。

2軟硬件設(shè)施配套

高校實驗室是產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合的重要基地，是學(xué)校培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，實現(xiàn)高水平教學(xué)、產(chǎn)出科研成果及服務(wù)經(jīng)濟建設(shè)的主要場所，因此，在產(chǎn)業(yè)學(xué)院“智能制造”專業(yè)轉(zhuǎn)型建設(shè)中的作用顯得尤為重要。由于“智能制造”專業(yè)為高新科技信息時代的新興專業(yè)，對實驗設(shè)備的科技化和利用率要求較高，因此智能實驗室進行了硬件設(shè)備的科學(xué)、合理配置。設(shè)施配套另一不可忽視的關(guān)鍵點為師資持續(xù)引進、教師知識更新和教師政策激勵等軟性指標。在專業(yè)轉(zhuǎn)型的模式建設(shè)中，十分重視人才的培養(yǎng)和師資的引進。軟硬配套兩方面同時進行，相互支撐促進，具體細節(jié)如下。

粵臺產(chǎn)業(yè)科技學(xué)院每年可支配實驗室建設(shè)經(jīng)費高達400萬元，項目負責(zé)人及團隊成員對“智能制造”專業(yè)需配備的新型智能實驗設(shè)備進行了合理申報和定期采購，做到實驗為理論服務(wù)、理論和實驗不脫節(jié)，采用“模塊化分區(qū)”和“優(yōu)化整合利用”相結(jié)合的方式進行。同時，軟智力方面，針對“智能制造”專業(yè)，不斷引進了大陸、臺灣、海外三方中青年優(yōu)秀教師，督促和并獎勵了教師更新“智能制造”相關(guān)的前沿知識和創(chuàng)造應(yīng)用成果。

3產(chǎn)教融合度提升

產(chǎn)教融合是產(chǎn)業(yè)與教育的深度合作，是高校，尤其是產(chǎn)業(yè)學(xué)院為提高人才培養(yǎng)質(zhì)量而與企業(yè)開展的深度合作，產(chǎn)教融合度的高低可作為“智能制造”專業(yè)轉(zhuǎn)型和未來發(fā)展的關(guān)鍵考量指標之一。

通過前期培養(yǎng)方案的制定，結(jié)合中期軟硬件設(shè)施的配套，后期執(zhí)行重點為產(chǎn)教融合度提升及拓展，通過融合結(jié)果獲得反饋效果，反饋效果進一步指導(dǎo)了產(chǎn)教結(jié)合的兼容性和科學(xué)性，并不斷改良、提升、拓展，多次循環(huán)，獲得了團隊滿意的優(yōu)化結(jié)果。

4具體實施方案

基于上述培養(yǎng)方案轉(zhuǎn)型、軟硬件設(shè)施配套和產(chǎn)教融合度提升3個方面的研究內(nèi)容，以理念培育、產(chǎn)教實施、反饋推廣為主線，探索和構(gòu)建產(chǎn)業(yè)學(xué)院從“傳統(tǒng)機械制造”到“智能制造”轉(zhuǎn)型的新工科模式，其具體實施方案如下：

4.1實施方法

（1）成立了教改研究小組，以教改團隊成員為主力，結(jié)合教學(xué)實際情況，制定了科學(xué)合理的教改實施方案；（2）組織了相關(guān)專業(yè)教師討論、分析，并根據(jù)2019級智能制造班的教學(xué)效果反饋，調(diào)整、優(yōu)化、制定并完善了教學(xué)計劃大綱；（3）基于教學(xué)周期的不同階段，對實施教改的學(xué)生進行了興趣問卷調(diào)查，根據(jù)學(xué)生意向和基礎(chǔ)進行了分組排課教學(xué)。（4）教師提前完成了每節(jié)課的備課任務(wù)，做到能良好處理可能出現(xiàn)的突發(fā)事件。在教師上課期間教改研究小組不定時間進行了教學(xué)觀摩與考察。課后教師記錄了課堂出現(xiàn)的及以后可能出現(xiàn)的問題，且每半個月進行了一次教學(xué)歸納總結(jié)。教改研究小組定期查看了教師課堂記錄和課程總結(jié)，并召開了研討會討論交流是否達到了預(yù)期教學(xué)效果，做到計劃與實施同步，實時了解了教師與學(xué)生教與學(xué)的實際情況。（5）教改研究小組進行了階段性總結(jié)，做出了階段性成果的科學(xué)分析與統(tǒng)計，并作了總結(jié)報告?？偨Y(jié)已有的經(jīng)驗、反思存在的問題，實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)學(xué)院從“傳統(tǒng)機械制造”到“智能制造”的柔性轉(zhuǎn)型，打造了具有我校特色的“智能制造”新工科模式，形成了完善有效的教學(xué)管理體系，推動了教學(xué)活動的創(chuàng)新發(fā)展。同時開設(shè)了教師學(xué)生office hours，讓廣大教師學(xué)生暢所欲言。通過教師學(xué)生間的交流，探討了教改的成效及存在的問題，繼續(xù)推動著我?！爸悄苤圃臁苯虒W(xué)改革向縱深方向發(fā)展。

4.2關(guān)鍵問題

師生對“智能制造”認知度的提升。在研究規(guī)劃和初期實施過程中，我院機械專業(yè)教師認識到高新技術(shù)為“機械設(shè)計制造及其自動化”專業(yè)轉(zhuǎn)型的驅(qū)動力，教師主動做到了及時更新知識，讓學(xué)生更好地吸收了“智能制造”的前沿知識，認識到“智能制造”將成為未來制造業(yè)發(fā)展的主流。

多學(xué)科交叉課程增設(shè)和施教。相對于“傳統(tǒng)機械制造”，“智能制造”更加注重高新技術(shù)的融合、其學(xué)科除機械工程外，亦會涉及生物工程、信息技術(shù)、計算機科學(xué)等，因此在新培養(yǎng)方案首次編制和反饋改進過程中，融入了多學(xué)科交叉課程的增設(shè)和施教。

4.3技術(shù)路線

本研究以理念培育、產(chǎn)教實施、反饋推廣為主線，其技術(shù)路線如圖1所示。

5結(jié)論

本研究構(gòu)建了粵臺產(chǎn)業(yè)科技學(xué)院“機械設(shè)計制造及其自動化”專業(yè)從“傳統(tǒng)機械制造”到“智能制造”轉(zhuǎn)型的新工科模式。首先，從師生的意識形態(tài)——認知度著手，制定和完善了培養(yǎng)方案；然后，優(yōu)化實驗、師資配套設(shè)施，制定了相應(yīng)的管理和激勵措施；最后，以產(chǎn)學(xué)融合度為衡量標準，反饋、改良、提升、拓展為一體，構(gòu)建了良性的優(yōu)化循環(huán)體系。具體優(yōu)勢歸納如下：（1）有效的使學(xué)生自然融入轉(zhuǎn)型的學(xué)習(xí)模式，為高層次國際化“智能制造”工程師及高端開發(fā)人才的培養(yǎng)提供了切實可行的方案。（2）從意識形態(tài)上把關(guān)，讓師生深刻認識到“智能制造”專業(yè)教與學(xué)的重要性，一定程度上激發(fā)了教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。（3）以產(chǎn)教融合度推廣為考量標準，真正意義上將企業(yè)納入到了教學(xué)模式中。

在新工科建設(shè)持續(xù)深化工程教育改革的重大行動計劃指引下，本研究通過“理念培育——產(chǎn)教實施——反饋推廣”3步走的方式實現(xiàn)了粵臺產(chǎn)業(yè)科技學(xué)院從“傳統(tǒng)機械制造”到“智能制造”的柔性轉(zhuǎn)型，培養(yǎng)出了產(chǎn)業(yè)學(xué)院“機械設(shè)計制造及其自動化”專業(yè)符合時代特色、有效服務(wù)社會的中高端“智能制造”人才，形成了可供全國產(chǎn)業(yè)學(xué)院參考和借鑒的新工科模式建設(shè)范本。

資助項目：本研究獲東莞理工學(xué)院2019年校級質(zhì)量工程項目——教學(xué)改革項目（綜合類）資助（項目名稱：產(chǎn)業(yè)學(xué)院從“傳統(tǒng)機械制造”到“智能制造”轉(zhuǎn)型的新工科模式建設(shè)；立項編號：201902032）；獲東莞理工學(xué)院2018年校級質(zhì)量工程項目——教學(xué)改革項目（一般類）資助（項目名稱：工業(yè)機器人雙語模塊化系統(tǒng)教學(xué)研究；立項編號：201802026）；獲2020年廣東省高等教育教學(xué)研究和改革項目——教學(xué)改革項目（一般類）資助（項目名稱：工業(yè)機器人雙語模塊化系統(tǒng)教學(xué)研究；立項編號：粵教高函[2020]20號，序號566）

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