周 建,潘如如,王 蕾,郭明瑞,高衛(wèi)東
(江南大學(xué)紡織科學(xué)與工程學(xué)院,江蘇無錫 214122)
紡織產(chǎn)業(yè)是我國的傳統(tǒng)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè),其規(guī)模已躍居全球首位并擁有門類完整產(chǎn)業(yè)鏈?,F(xiàn)階段我國紡織產(chǎn)業(yè)正處于由傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、勞動密集型產(chǎn)業(yè)向科技、時尚、先進(jìn)制造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時期。隨著勞動力成本上漲及環(huán)境約束等因素,在《紡織工業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》指引下,近年來我國部分紡織龍頭企業(yè)已經(jīng)開展了生產(chǎn)流程智能化的改造升級。智能制造作為紡織工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要抓手,是引領(lǐng)我國建設(shè)紡織強(qiáng)國,實現(xiàn)科技、時尚、綠色紡織新定位的重要途徑,也是推動我國制造強(qiáng)國戰(zhàn)略的重要舉措[1]。
但目前紡織工程專業(yè)研究生培養(yǎng)方案及教學(xué)內(nèi)容明顯滯后于紡織企業(yè)自動化、數(shù)控化及智能化的需求,因此,在“新工科”理念的指引下,充分利用學(xué)科交叉優(yōu)勢,對現(xiàn)有培養(yǎng)模式進(jìn)行改革,建立面向紡織智能制造紡織類研究生培養(yǎng)模式,培養(yǎng)具有學(xué)科交叉性與綜合性的高層次紡織類專業(yè)人才[2]。我院(江南大學(xué)紡織科學(xué)與工程學(xué)院)現(xiàn)設(shè)團(tuán)隊中包括紡織研究所、針織研究所、紡紗工程研究室等在紡織智能制造方向研究生的培養(yǎng)方面都進(jìn)行了探索,包括紡織裝備智能化改造、紡織ERP/MES系統(tǒng)開發(fā)、紡織產(chǎn)品仿真等方面,目前已經(jīng)畢業(yè)了一批研究生,部分研究生已經(jīng)成長為企業(yè)骨干?,F(xiàn)結(jié)合近年來我校在紡織智能制造方向?qū)I(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)實踐,探討紡織類研究生的培養(yǎng)模式,以應(yīng)對智能制造發(fā)展對相關(guān)人才的需求。
與傳統(tǒng)制造業(yè)不同,智能制造強(qiáng)調(diào)數(shù)字化設(shè)計和制造、智能機(jī)器人、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等關(guān)鍵技術(shù)的集成,是一種貫穿整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的制造方式,涉及計算機(jī)、自動化及機(jī)械工程等多個學(xué)科,具有明顯的多學(xué)科深度融合和交叉屬性。紡織類研究生培養(yǎng)作為紡織科學(xué)與工程學(xué)科的最高層次的教育,是培養(yǎng)紡織高端技術(shù)人才和我國實施人才強(qiáng)國戰(zhàn)略、建設(shè)紡織強(qiáng)國的重要保障。
近些年,隨著在各級政府的大力扶持下,各地的紡織企業(yè)紛紛開展了智能制造的改造升級,包括裝備、軟件等,建設(shè)智能制造車間、智能制造工廠,據(jù)統(tǒng)計在2016~2018年期間,共有27家企業(yè)入選國家工信部智能制造新模式及標(biāo)準(zhǔn)項目,智能化升級改造初見成效。然而在高投入的情況下,企業(yè)在生產(chǎn)管理和運(yùn)作上明顯缺乏相關(guān)的專業(yè)人才,目前企業(yè)信息化中心大部分技術(shù)人員來自于計算機(jī)或自動化專業(yè),對紡織生產(chǎn)不夠熟悉,導(dǎo)致人員流動性也較大。此外,我校與國內(nèi)龍頭紡織企業(yè)產(chǎn)學(xué)研合作交流中,各企業(yè)均表達(dá)對車間進(jìn)行信息化、智能化改造的意愿,同時在紡織人才培養(yǎng)上,將紡織智能制造方向作為重點(diǎn)培養(yǎng)方向之一。
在智能制造大力推動下,雖然高校根據(jù)實際情況,開設(shè)了相關(guān)智能制造方向的研究生培養(yǎng)計劃,但仍存在以下不足。
現(xiàn)階段紡織類研究生人才的培養(yǎng)目標(biāo)與我國當(dāng)下紡織行業(yè)及產(chǎn)業(yè)的人才需求存在明顯的方向差異和脫節(jié)現(xiàn)象,例如,各類紡織高校的培養(yǎng)方案整體偏向材料與化工類,尤其是在紡織工程專業(yè)學(xué)位劃分到材料與化工類以后。我國紡織企業(yè)目前緊缺的人才是智能制造類,偏向機(jī)電類,并沒有建立較完善的將新一代信息技術(shù)與紡織加工相互融通的課程體系。
受科研成果導(dǎo)向的影響,紡織類高校人才引進(jìn)以35歲以下科研能力強(qiáng)的博士生研究生為主,其研究方向多偏向材料類,很少引進(jìn)具有紡織工程與信息科學(xué)交叉的人才。而原本的紡織機(jī)電專業(yè)教學(xué)內(nèi)容陳舊,難以勝任前沿理論與先進(jìn)技術(shù)如人工智能、大數(shù)據(jù)等課程的授課。
結(jié)合社會發(fā)展需求,以科研項目為依托,是現(xiàn)階段產(chǎn)學(xué)研人才培養(yǎng)模式主要途徑,但當(dāng)下紡織類高校擁有的科研平臺是以紡織新材料和新工藝為主,相關(guān)智能制造平臺主要集中在信息學(xué)科,為此,作為實踐性研究方向,紡織智能制造難以形成通過產(chǎn)學(xué)研模型下的研究生人才培養(yǎng)模式的良性循環(huán)。
紡織智能制造是一個多學(xué)科深度交叉性且前沿的技術(shù)集成,其課程建設(shè)既要體現(xiàn)學(xué)科交叉又要融入前沿的理論知識和相關(guān)應(yīng)用案例。結(jié)合我院的科研強(qiáng)項和學(xué)科發(fā)展實際情況,在新版的研究生培養(yǎng)方案中增設(shè)了:《傳感器原理及應(yīng)用》(32學(xué)時)《紡織物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》(32學(xué)時)《紡織信息管理》(32學(xué)時)《紡織機(jī)器視覺技術(shù)》(32學(xué)時)及《紡織CAD》(32學(xué)時)共計5門支撐紡織智能制造方向的課程。該5門課程系統(tǒng)性地覆蓋了智能控制底層的感知器件、組網(wǎng)互聯(lián)互通的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、ERP/MES信息管理系統(tǒng)、生產(chǎn)過程中質(zhì)量監(jiān)測以及智能制造數(shù)字化設(shè)計的CAD系統(tǒng)。
考慮到智能制造是一種新興的前沿技術(shù),處于不斷發(fā)展中,所以在相關(guān)課程教學(xué)內(nèi)容中應(yīng)突出紡織企業(yè)真實在用案例的講解,例如通過遠(yuǎn)程訪問合作企業(yè)在用的經(jīng)編CAD系統(tǒng)和織造MES系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)。同時注重相關(guān)專業(yè)技術(shù)知識需貼近研究生課題研究實際應(yīng)用,培養(yǎng)其運(yùn)用智能技術(shù)解決紡織生產(chǎn)實際相關(guān)問題的能力,做到學(xué)以致用。
研究生培養(yǎng)是高層次人才培養(yǎng)的主要渠道,同時又是科研工作的重要組成部分,把研究生教育與科研項目有機(jī)的融合是培養(yǎng)工科研究生的有效途徑[3]。我校紡織科學(xué)與工程學(xué)院在科研工作上,企業(yè)橫向合作項目優(yōu)勢明顯,其科研團(tuán)隊組織形式采用研究所(10人以上)和課題組(5人以上)組成,主要研究分紡織、針織和紡紗3大方向。我院在研究生論文選題上長期堅持與行業(yè)發(fā)展需求緊密結(jié)合,充分發(fā)揮校企合作優(yōu)勢,專業(yè)型碩士選題100%與產(chǎn)學(xué)研項目結(jié)合,其中智能制造方向課題比例每年超35%,例如針織方向課題以經(jīng)編的設(shè)計與仿真為主,紡織方向課題側(cè)重織機(jī)生產(chǎn)計劃排程,紡紗方向課程側(cè)重細(xì)紗斷頭監(jiān)測及控制。通過研究生全程參與,將科研項目實施貫穿研究生培養(yǎng)的全過程,形成了人才培養(yǎng)與行業(yè)發(fā)展的有機(jī)結(jié)合模式。
為保證研究生論文水平和質(zhì)量,我院在研究生選題方面除了以科研項目為導(dǎo)向驅(qū)動,還同時考慮論文的獨(dú)立性、繼承性和創(chuàng)新性3個要素進(jìn)行綜合考量,政策上實行答辯前全盲審,從而保證了研究生論文選題的合理性,避免了將部分不適宜作為研究生論文選題的企業(yè)委托項目直接當(dāng)作學(xué)生論文題目。
科研項目為研究生培養(yǎng)提供了資源保證,而人才的成長離不開良好環(huán)境,創(chuàng)新同時也需要以實踐為土壤,智能制造科研平臺建設(shè)不僅為實驗開展和自由探索提供硬件支撐條件,同時在研究生培養(yǎng)過程中創(chuàng)建良好的學(xué)術(shù)氛圍,營造高起點(diǎn)成果產(chǎn)出的良性循環(huán)[4]。目前,依托于我校與無錫市政府共建的“智能制造協(xié)同創(chuàng)新中心”,我院在該創(chuàng)新平臺成立“面向輕工紡織業(yè)”創(chuàng)新團(tuán)隊,新籌建近2000m2的實驗室,從而為紡織智能制造方向研究生培養(yǎng)提供了校內(nèi)的實驗基地保障。此外,國家工信部智能制造試點(diǎn)示范項目江蘇大生集團(tuán)的“數(shù)字化紡紗車間”和全國紡織工業(yè)兩化融合示范企業(yè)無錫一棉紡織集團(tuán)是我院在實踐培養(yǎng)環(huán)節(jié)人才培養(yǎng)的實踐基地,該平臺不僅改變了傳統(tǒng)紡織技術(shù)和裝備落后現(xiàn)狀,同時為紡織智能制造人才培養(yǎng)起著示范引領(lǐng)的作用,為研究生開展科研實踐提供了良好的現(xiàn)場支持。
紡織行業(yè)龍頭企業(yè)對區(qū)域產(chǎn)業(yè)及同行業(yè)的發(fā)展趨勢起著示范和引領(lǐng)作用,尤其是在智能制造轉(zhuǎn)型升級過程中,更是擔(dān)當(dāng)著標(biāo)桿作用。我院結(jié)合學(xué)科實際情況,在人才培養(yǎng)和科學(xué)研究等方面,與國內(nèi)棉紡織龍頭企業(yè)都建立了長期緊密的聯(lián)系,例如:百年企業(yè)無錫一棉、江蘇大生,色織行業(yè)的山東魯泰、江蘇聯(lián)發(fā),色紡行業(yè)的紹興華孚、寧波百隆。在人才培養(yǎng)上,聘請龍頭企業(yè)知名專家擔(dān)任我院的產(chǎn)業(yè)教授,并直接參與人才培養(yǎng)方案的修訂和教學(xué)過程,在優(yōu)化了人才供需關(guān)系的同時加深了校企人才和科研層面的交流,保證了校企合作的可持續(xù)性。在科研工作上,我校通過與龍頭企業(yè)申報產(chǎn)學(xué)研項目和成立企業(yè)研究院的方式建立密切聯(lián)系。
智能制造方向?qū)W科交叉性強(qiáng),師資隊伍建設(shè)在人才培養(yǎng)方面起到了十分關(guān)鍵的作用。面向紡織智能制造的師資培養(yǎng)主要采用如下途徑。
3.5.1 紡織智能織造創(chuàng)新團(tuán)隊建立
依托于我?!爸悄苤圃靺f(xié)同創(chuàng)新中心”平臺,以我院為主導(dǎo)與物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)械工程學(xué)院合作建立一支由老中青相結(jié)合的創(chuàng)新團(tuán)隊,主攻紡織智能裝備、紡織智能檢測及紡織CAD方向,使得專業(yè)領(lǐng)域覆蓋智能制造必要的“感、聯(lián)、知、控、執(zhí)”五個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
3.5.2 校企培養(yǎng),提升工程實踐能力
“實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”,智能制造側(cè)重于工業(yè)化現(xiàn)場應(yīng)用,而我國在智能制造領(lǐng)域無論是裝備還是軟件其關(guān)鍵技術(shù)還一定程度上依賴于進(jìn)口,加上企業(yè)缺少相關(guān)技術(shù)人才,遇到問題難以短時間內(nèi)解決。為此,應(yīng)組織相關(guān)專業(yè)導(dǎo)師尤其是青年教師積極投身參與到紡織企業(yè)智能制造改造實施過程中,在實踐中鍛煉工程實踐能力,豐富自身智能制造實踐經(jīng)驗,協(xié)助企業(yè)解決實踐中的問題。
隨著我國紡織行業(yè)向智能制造轉(zhuǎn)型升級的啟動,行業(yè)兩化融合和智能化改造取得顯著成果,大大提升了行業(yè)生產(chǎn)力水平。本文結(jié)合我校近年來在紡織智能制造研究生培養(yǎng)的實踐經(jīng)驗,分析了當(dāng)前紡織智能造人才培養(yǎng)的現(xiàn)狀,探討了面向紡織智能制造研究生的培養(yǎng)模式和途徑。并認(rèn)為,智能制造是未來紡織發(fā)展必要方向之一,應(yīng)加大紡織智能方向的人才培養(yǎng)力度,以滿足行業(yè)發(fā)展需要。