[摘 要] 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)和制造業(yè)融合的產(chǎn)物,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)人才的培養(yǎng)成為保障產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的先決條件。根據(jù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和技術(shù)多層次演進(jìn)的路線,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)的關(guān)鍵在于四個方面:(1)構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)框架下分層次分領(lǐng)域人才培養(yǎng)思路;(2)量化人才培養(yǎng),分學(xué)位在高校設(shè)立數(shù)字化能力證書項目;(3)生態(tài)集聚,形成多方資源聯(lián)動的人才培養(yǎng)生態(tài),構(gòu)建校企師資雙向流動機制;(4)地方可引入“燈塔工廠”等項目,打造區(qū)域創(chuàng)新綜合體,培養(yǎng)國際人才。
[關(guān)鍵詞] 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng);分層次培養(yǎng);實踐教學(xué);燈塔工廠;數(shù)字化能力
[基金項目] 2021—2023年度清華大學(xué)本科教改基金項目“基于信息電子產(chǎn)品和汽車零部件的雙產(chǎn)線協(xié)作式智能制造實踐教學(xué)”(534139003)
[作者簡介] 朱 峰(1979—),男,重慶人,博士,清華大學(xué)基礎(chǔ)工業(yè)訓(xùn)練中心講師,主要從事工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與智能制造研究;戎 珂(1985—),男,浙江杭州人,博士,清華大學(xué)社會科學(xué)學(xué)院教授,主要從事商業(yè)、創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)研究。
[中圖分類號] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1674-9324(2024)11-0005-04 [收稿日期] 2023-02-27
自2018年以來,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)連續(xù)五年都在政府工作報告中被提及。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是新一代信息通信技術(shù)與工業(yè)經(jīng)濟(jì)深度融合的全新工業(yè)生態(tài)、關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施和新型應(yīng)用模式,通過人、機、物的全面互聯(lián),實現(xiàn)全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價值鏈的連接,從而形成全新的工業(yè)生產(chǎn)制造和服務(wù)體系[1]。高校工程教育要保持課程建設(shè)的與時俱進(jìn),應(yīng)以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展為契機,實現(xiàn)人才培養(yǎng)與社會科技需求的協(xié)同發(fā)展[2-3]。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)體系建設(shè)對于填補人才需求缺口及保持工程教育先進(jìn)性具有重要戰(zhàn)略意義[4]。
一、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)現(xiàn)狀
中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐步提升。中國工業(yè)手機應(yīng)用程序(App)市場雖處于起步階段,但作為工業(yè)門類最多最全的國家,中國工業(yè)應(yīng)用場景豐富、市場空間巨大。預(yù)計2021年,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)增加值規(guī)模達(dá)到4.13萬億元,對比2020年的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)增加值3.57萬億元,名義增速為15.6%;在2021年的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)增加值中,直接產(chǎn)業(yè)增加值規(guī)模為1.09萬億元,名義增速為14.4%。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)成為促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的重要力量。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)跨層次跨領(lǐng)域特征明顯,平臺效應(yīng)逐漸發(fā)揮作用。如圖1所示,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在技術(shù)層面涵蓋了傳統(tǒng)供應(yīng)鏈或者工業(yè)運營技術(shù)OT(Operation Technology)、數(shù)字信息技術(shù)IT(Information Technology)以及實現(xiàn)兩者融合的應(yīng)用技術(shù)AT(Application Technology),具體可大致分為設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺層、軟件層和應(yīng)用層。設(shè)備層包括生產(chǎn)設(shè)備、智能終端和服務(wù)器等。網(wǎng)絡(luò)層包括企業(yè)內(nèi)部用于制造生產(chǎn)的工業(yè)內(nèi)網(wǎng)和企業(yè)外部的工業(yè)外網(wǎng)。平臺層包含承載多家生產(chǎn)制造企業(yè)的協(xié)同研發(fā)與制造子平臺、進(jìn)行資源交易的電商子平臺、提供綜合數(shù)據(jù)分析的業(yè)務(wù)子平臺。軟件層則包含支撐平臺層運行的業(yè)務(wù)基礎(chǔ)軟件,包括研發(fā)設(shè)計軟件、信息管理軟件和生產(chǎn)控制軟件。應(yīng)用層是根據(jù)行業(yè)客戶的需要提供的定制化的專業(yè)服務(wù)功能,是面向工業(yè)場景中的特定問題提供具體的工業(yè)解決方案,比如利用人工智能等技術(shù)實現(xiàn)設(shè)備監(jiān)測、能耗分析、智能分析。應(yīng)用技術(shù)(AT)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為新工科在制造業(yè)領(lǐng)域的引領(lǐng)性跨界技術(shù),是新一代信息技術(shù)(物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算和人工智能)在制造業(yè)全流程中面向特定需求應(yīng)用的融合技術(shù)。在涉及領(lǐng)域方面,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)包含了從研發(fā)、設(shè)計一直到生產(chǎn)和售后的全流程、全產(chǎn)業(yè)鏈和全價值鏈的全連接。正是由于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了跨層次技術(shù)支持、跨領(lǐng)域流程協(xié)同,從而發(fā)揮了傳統(tǒng)制造業(yè)無法比擬的平臺網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)。
雖然AT層工業(yè)App成果顯著,但缺乏系統(tǒng)人才培養(yǎng)機制,發(fā)展難以為繼。根據(jù)工信部估算,2020年僅有39.5萬畢業(yè)生從事工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)工作,但是相關(guān)就業(yè)崗位的需求達(dá)到255萬,同時傳統(tǒng)制造業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)人才比例不足15%,復(fù)合型人才短缺的問題越來越嚴(yán)重。復(fù)合型人才的培養(yǎng)周期長,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)人才標(biāo)準(zhǔn)還在制定中,但是國家發(fā)展方向和產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢需要尋求一條有的放矢的人才培養(yǎng)道路。根據(jù)2022年6月14日工信部介紹的黨的十八大以來工業(yè)和信息化發(fā)展成就中的最新數(shù)據(jù),我國工業(yè)App數(shù)量突破60萬個。AT層作為OT層與IT層的融合體現(xiàn),旨在降低數(shù)字化技能門檻,賦能傳統(tǒng)供應(yīng)鏈員工,實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。工業(yè)App面向全生命周期相關(guān)業(yè)務(wù)的場景需求,把全流程中的知識、最佳實踐封裝于應(yīng)用軟件中,是實現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺價值的最終出口。正由于AT層的上述重要性,AT層技術(shù)研發(fā)人員的培養(yǎng)以及圍繞AT層操作的全流程人才培養(yǎng)成為制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。
二、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)的問題:缺乏分層次分領(lǐng)域的專業(yè)人才培養(yǎng)機制
(一)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不僅欠缺系統(tǒng)性人才培養(yǎng)機制,還在關(guān)鍵技術(shù)人才(AT層復(fù)合型人才)上匱乏
截至2021年,普通高校尚未設(shè)立專門的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”專業(yè),缺乏工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)專門教材。在普通高校中,雖然當(dāng)前有29個??茖I(yè)、40個本科專業(yè)、13個研究生一級學(xué)科專業(yè)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān),但工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)需要掌握多維度相關(guān)技術(shù)的OT(工業(yè)制造技術(shù))和IT(信息技術(shù))復(fù)合型人才,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的AT層應(yīng)用技術(shù)人才是多學(xué)科交叉融合培養(yǎng)的結(jié)果。雖然少數(shù)職業(yè)院校和高校開始面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)方向開展教學(xué)改革和探索,但是由于AT層相關(guān)信息技術(shù)迭代更新較快,受師資匱乏、缺乏配套課程和現(xiàn)代實驗設(shè)備等教學(xué)資源等諸多因素制約,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)教學(xué)過程面臨很大困難。
(二)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)學(xué)研聯(lián)動生態(tài)不明晰,國際化學(xué)習(xí)交流薄弱
一方面,相較于發(fā)達(dá)工業(yè)國家,中國缺乏牽頭的本地化產(chǎn)學(xué)研組織來匯聚高??蒲袡C構(gòu)、工業(yè)企業(yè)、平臺運營商等各方資源,生態(tài)聯(lián)動不完善,也制約了人才培養(yǎng)交流。另一方面,從國際優(yōu)秀經(jīng)驗來看,“燈塔工廠”是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成功應(yīng)用的主陣地之一,擁有相關(guān)建設(shè)和應(yīng)用的經(jīng)驗,但我國目前更多還是依靠本地化行業(yè)的力量來進(jìn)行工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)建設(shè)工作,缺少引進(jìn)國際“燈塔工廠”進(jìn)行全方位交流學(xué)習(xí)的機制。
三、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)發(fā)展建議
(一)戰(zhàn)略支點:構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)框架下分層次分領(lǐng)域人才培養(yǎng)思路
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)涉及多學(xué)科知識,其研發(fā)和創(chuàng)新需要大量同時精通現(xiàn)代信息技術(shù)、工業(yè)技術(shù)以及企業(yè)管理的復(fù)合型人才。因此,應(yīng)鑒于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)在框架(見圖1),將分層次分領(lǐng)域建立人才培養(yǎng)路徑作為人才培養(yǎng)的戰(zhàn)略支點(見圖2),有的放矢,從而使復(fù)合型人才培養(yǎng)有法可依。
具體而言,一方面可以從技術(shù)角度出發(fā),專門在某一流程環(huán)節(jié)深入鉆研OT與IT的技術(shù)融合思路,完善AT層多場景需求的人才培養(yǎng)。當(dāng)前云原生和低代碼編程技術(shù)正在快速推廣與發(fā)展完善,例如IT技術(shù)平臺騰訊云推出的微搭服務(wù)和OT技術(shù)公司西門子的Mendix低代碼編程平臺,極大地降低了工業(yè)領(lǐng)域一線操作工人在企業(yè)內(nèi)部參與數(shù)字化轉(zhuǎn)型的難度。AT人才的培養(yǎng)應(yīng)該抓住這樣的技術(shù)發(fā)展機遇,普及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用。另一方面,也可以從全流程通鏈視角深挖某一技術(shù)層次下的痛點、難點,培養(yǎng)一批打通從研發(fā)到售后全流程、全鏈路的創(chuàng)新人才。高??砂凑丈鲜鏊悸罚⑵鹜晟频膹?fù)合型人才培養(yǎng)模式。
(二)基礎(chǔ)導(dǎo)向:量化人才培養(yǎng),分學(xué)位在高校設(shè)立數(shù)字化能力證書項目
我國工科高校普遍都設(shè)置有工程訓(xùn)練中心,該中心是面向全校工科各個專業(yè)進(jìn)行工程訓(xùn)練的組織機構(gòu),具備基于校內(nèi)外跨學(xué)科教學(xué)資源的組織與協(xié)作能力,能迅速開展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字化能力培訓(xùn)工作,并與學(xué)生所在專業(yè)結(jié)合進(jìn)行產(chǎn)業(yè)數(shù)字化能力的實踐培訓(xùn)。
在確定分層次分領(lǐng)域人才培養(yǎng)思路后,應(yīng)進(jìn)一步量化人才培養(yǎng)機制,著力于基礎(chǔ)研究人才的培養(yǎng)。在高校設(shè)立數(shù)字化能力證書項目,依托工程訓(xùn)練中心培養(yǎng)各專業(yè)的產(chǎn)業(yè)數(shù)字化能力,建立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)人才培養(yǎng)體系。高校工科各個專業(yè)中具備產(chǎn)業(yè)數(shù)字化能力的畢業(yè)生將會成為傳統(tǒng)行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的生力軍。同時結(jié)合高校學(xué)位培養(yǎng)的體系,結(jié)合“三位一體”(價值塑造、能力培養(yǎng)、知識傳授)的人才培養(yǎng)模型,提出不同的數(shù)字化能力要求,如表1。
(三)生態(tài)集聚:形成多方資源聯(lián)動的人才培養(yǎng)生態(tài),構(gòu)建校企師資雙向流動機制
構(gòu)建優(yōu)質(zhì)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)生態(tài),要有效整合政產(chǎn)學(xué)研各方資源,建立政府、企業(yè)、聯(lián)盟協(xié)同工作體系和工業(yè)發(fā)展咨詢評估服務(wù)體系。建立工業(yè)App交易配套制度、信用評價體系、知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)制度及知識成果認(rèn)定機制,保障App交易生態(tài)的順利運行。
當(dāng)前工業(yè)App的數(shù)量雖然多,但是復(fù)用性并不高,造成大部分App應(yīng)用的范圍較窄,經(jīng)濟(jì)效益不明顯。究其原因在于產(chǎn)學(xué)研結(jié)合仍然不緊密,產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界并沒有研究建立出通用性較強的工業(yè)機理模型,所以開發(fā)出的App服務(wù)產(chǎn)品應(yīng)用的范圍小。應(yīng)建立優(yōu)質(zhì)的人才培養(yǎng)生態(tài)(例如校企合作的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)制度和技術(shù)成果轉(zhuǎn)移制度)來可持續(xù)地牽引高校科研機構(gòu)和企業(yè)聯(lián)合去做更基礎(chǔ)的工業(yè)機理模型研究和面向市場的產(chǎn)品研發(fā)工作,而不是簡單的預(yù)研性質(zhì)的項目開發(fā)工作,應(yīng)發(fā)揮高校社會服務(wù)的功能和創(chuàng)新資源優(yōu)勢,與龍頭企業(yè)和行業(yè)協(xié)會深入數(shù)字化轉(zhuǎn)型需求,創(chuàng)新三大技術(shù)層成果;形成以高校、龍頭企業(yè)、行業(yè)協(xié)會為主體,全流程協(xié)作培訓(xùn)的產(chǎn)教融合科研訓(xùn)練中心,以行業(yè)競賽和科研項目為依托拉動培訓(xùn)與實踐水平,構(gòu)建良好的校企師資雙向流動機制。如依托高校的智力資源,構(gòu)建開源的開發(fā)者社區(qū)以及項目聯(lián)動、競賽機制;注重通過雙向流動的校企師資進(jìn)行培訓(xùn)與交流,著力打造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)高端交流、融合創(chuàng)新、合作共贏的平臺。
(四)雁陣格局:地方可引入“燈塔工廠”等項目,打造區(qū)域創(chuàng)新綜合體,培養(yǎng)國際人才
因地緣政治等外部因素,高端制造等數(shù)字化技術(shù)國際交流受到一定限制和影響。以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為代表的高端數(shù)字化技術(shù)在實際應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)推廣中需要充分借鑒國內(nèi)外成功與失敗的經(jīng)驗,政府和政策制定者應(yīng)尊重企業(yè)所在行業(yè)的經(jīng)濟(jì)規(guī)律與產(chǎn)業(yè)規(guī)律,避免技術(shù)先行者和商業(yè)模式創(chuàng)新者可能遇見的“產(chǎn)業(yè)陷阱”,做好在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的守正出奇。地方應(yīng)引入具有國際視野的“燈塔工廠”和“無人工廠”等標(biāo)桿數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目,以地方高校社會服務(wù)體系為基礎(chǔ),建設(shè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型促進(jìn)中心,提供數(shù)字化轉(zhuǎn)型公共服務(wù),銜接集聚各類資源條件,打造區(qū)域產(chǎn)業(yè)數(shù)字化創(chuàng)新綜合體,培養(yǎng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的國際人才。以行業(yè)所在的“燈塔工廠”和“無人工廠”等標(biāo)桿企業(yè)為基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè)帶集群數(shù)字化轉(zhuǎn)型促進(jìn)中心,將會“由點帶面”以標(biāo)桿企業(yè)優(yōu)質(zhì)人才資源帶動行業(yè)和地區(qū)產(chǎn)業(yè)帶人才之間的交流、進(jìn)修、培訓(xùn)和流動,提高行業(yè)整體技術(shù)水平和人才實力。
建議高校根據(jù)所在地域產(chǎn)業(yè)集群情況及當(dāng)?shù)財?shù)字化發(fā)展需求,與政府和行業(yè)機構(gòu)一起引進(jìn)合適的全球“燈塔工廠”進(jìn)行全面交流與合作,形成不同梯次的人才雁陣格局。重點在于兩個方面:一方面,發(fā)展多元化的人才體系,推動國際產(chǎn)學(xué)研的人才流動;另一方面,加強國際國內(nèi)產(chǎn)業(yè)聯(lián)動,制定高校與科研機構(gòu)的創(chuàng)新計劃,為未來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)數(shù)字化技術(shù)的出海奠定基礎(chǔ)。
結(jié)語
綜上所述,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模應(yīng)用創(chuàng)新、數(shù)字化經(jīng)濟(jì)和實體經(jīng)濟(jì)的融合發(fā)展的核心競爭力與高校的多元化數(shù)字人才培養(yǎng)體系和創(chuàng)新體系有直接關(guān)系。要調(diào)動好高校和企業(yè)的積極性,實現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研深度融合。
參考文獻(xiàn)
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Research on Talents Cultivation of Industrial Internet
ZHU Fenga, RONG Keb
(a. The Fundamental Industrial Training Center, b. School of Social Sciences, Tsinghua University,
Beijing 100084," China)
Abstract: The Industrial Internet is the product of the integration of a new generation of information technology and manufacturing, and the cultivation of Industrial Internet talents has become a prerequisite for ensuring the rapid development of the industry. Based on the development status of the Industrial Internet and the route of multi-level evolution of technology, the key to the cultivation of Industrial Internet talents has 4 factors: (1) Construct the idea of talent training in different levels and fields under the framework of Industrial Internet.(2) Set up digital competency certificate programs in universities by degree.(3)Aggregate ecology: form a talent training ecology with multi-party resource linkage, and build a two-way flow mechanism for teachers between enterprise and university.(4)Localities can introduce projects such as “Lighthouse Factory” to create regional innovation complexes and cultivate international talents.
Key words: Industrial Internet; Multi-level Training; Practical Teaching; Lighthouse Factory; digitalization capability