何 暢

（福州大學(xué)至誠學(xué)院，福建 福州 350002）

機械被稱為“工程之母”，機械設(shè)計制造及其自動化是以機械設(shè)計與制造技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合計算機科學(xué)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)等相關(guān)技術(shù)專業(yè)，為解決現(xiàn)代工程領(lǐng)域中日益復(fù)雜化的技術(shù)問題，從而實現(xiàn)智能化設(shè)計與制造[1]。如今，先進的機械設(shè)計制造技術(shù)不僅為時代發(fā)展、經(jīng)濟發(fā)展和人民生活追求方方面面提供技術(shù)支撐，更為當(dāng)今國防現(xiàn)代化建設(shè)和高技術(shù)發(fā)展提供支撐，還是企業(yè)屹立于激烈市場競爭中的核心技術(shù)所在。

1 機械設(shè)計制造及自動化行業(yè)現(xiàn)狀分析

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計算等技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代到來，德國提出了“工業(yè) 4.0”戰(zhàn)略，即在信息技術(shù)與工業(yè)技術(shù)的高度融合下，更加深入地實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、軟件與自動化技術(shù)的高度交織后產(chǎn)生的新的智能化、個性化虛擬網(wǎng)絡(luò)——實體物理系統(tǒng)。美國發(fā)布了諸如《先進制造業(yè)伙伴計劃》、《制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)計劃》等一系列計劃；日本和韓國生產(chǎn)的工業(yè)機器人智能化，普及化程度不斷刷新。在我國，提出被稱為中國版工業(yè)4.0戰(zhàn)略指導(dǎo)的“中國制造2025”。但由于我國處于工業(yè)進程中，機械設(shè)計制造及自動化行業(yè)未來的任務(wù)艱巨而緊迫[2]。

1.1 自主創(chuàng)新能力弱，產(chǎn)品競爭力不強

2016年，國家知識產(chǎn)權(quán)局共授權(quán)發(fā)明專利40.4萬件，連續(xù)6年位居世界首位。其中，國內(nèi)發(fā)明專利授權(quán)30.2萬件，較2015年增長了3.9萬件，同比增長14.5%.但關(guān)鍵核心技術(shù)受制的局面仍然未突破，關(guān)鍵零部件、系統(tǒng)軟件和高端裝備的大量需求基本都依賴于進口。另外，基礎(chǔ)研究投入不足導(dǎo)致我國制造企業(yè)開展技術(shù)創(chuàng)新的動力不足。據(jù)國家工信部的相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，我國在基礎(chǔ)研究的投入比例嚴重不足，僅為發(fā)達國家比例的25%，導(dǎo)致創(chuàng)新滯后[3]。另外，國產(chǎn)品牌缺乏世界競爭力，相對落后的產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)標準水平，導(dǎo)致出口商品長期處于國外通報召回問題產(chǎn)品數(shù)量首位，也造成“中國制造”成為了一些國家和地區(qū)質(zhì)量低劣產(chǎn)品的代名詞，嚴重損害了國家信譽和形象。

1.2 環(huán)境污染問題突出，資源利用率低

重化工業(yè)為主的工業(yè)結(jié)構(gòu)以及一味獲取經(jīng)濟增長速度和經(jīng)濟效益的發(fā)展模式，導(dǎo)致能源資源利用率普遍偏低、環(huán)境污染問題突出[4]。而誘發(fā)環(huán)境問題的另一個重要原因在于過去的環(huán)境監(jiān)管執(zhí)法不力、違法擔(dān)責(zé)成本偏低?！?016中國環(huán)境狀況公報》指出：全國338個地級及以上城市中，僅有84個城市環(huán)境空氣質(zhì)量達標，254個城市環(huán)境空氣質(zhì)量超標，占75.1%，如圖1所示。因此致力于研發(fā)先進的節(jié)能環(huán)保技術(shù)、工藝和裝備一體化，加快制造業(yè)綠色改造升級，提高資源利用率迫在眉睫，如何進一步建成高效、清潔、低碳、循環(huán)的綠色制造體系，推進資源利用方式向綠色低碳轉(zhuǎn)變，是實現(xiàn)綠色發(fā)展，可持續(xù)發(fā)展的重要方向。

圖1 2016年城市環(huán)境空氣質(zhì)量

1.3 信息化水平較低，與工業(yè)化融合深度不夠

建設(shè)制造強國、走新型工業(yè)化道路和轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，有賴于兩化的深度融合，信息化和工業(yè)化的深度融合是建設(shè)的重要推動力，是工業(yè)國際化競爭的新優(yōu)勢，是向工業(yè)化邁進過程中的先決條件。如表1所示，為國家工信部統(tǒng)計的2010～2014年期間各國寬帶人口普及率水平，我國的信息化水平仍然不高，基礎(chǔ)信息設(shè)施的建設(shè)和應(yīng)用仍然滯后于發(fā)達國家。數(shù)據(jù)顯示企業(yè)在對傳統(tǒng)生產(chǎn)方式和工藝流程改造過程中利用信息技術(shù)升級意愿偏低[5]。因此，要全面推動信息技術(shù)與設(shè)計制造技術(shù)的融合發(fā)展，尤其主攻智能制造方向，在企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、管理和服務(wù)過程中全面提高智能化水平，進一步實現(xiàn)我國從“中國制造”向“中國智造”的制造模式轉(zhuǎn)變。

表1 相關(guān)國家寬帶人口普及率水平

1.4 國際化程度不高，全球化經(jīng)營不力

產(chǎn)業(yè)國際化程度作為我國制造業(yè)發(fā)展國際化戰(zhàn)略，是實現(xiàn)“一帶一路”的重要舉措，是全面建設(shè)制造強國的重要途徑。面對產(chǎn)業(yè)國際化程度不高、全球化經(jīng)營能力不足，制造強國的發(fā)展任重道遠。首先，從投資規(guī)?？矗覈鴮ν馔顿Y的存量明顯不足，僅相當(dāng)于美國的10%，為世界總份額的2.5%，而中國的海外凈資產(chǎn)僅為日本的50%左右。其次，從產(chǎn)業(yè)類型看，目前我國的產(chǎn)業(yè)主要集中于勞動密集型產(chǎn)業(yè)及能源資源行業(yè)，如煤炭、鋼鐵、有色金屬、石油等；而缺乏電子信息、高端裝備制造、新能源等高新技術(shù)領(lǐng)域的全球合作發(fā)展。另外，對外投資的發(fā)展戰(zhàn)略的長期性、高精尖領(lǐng)域人才的培養(yǎng)、國際化投資及運作管理等方面的經(jīng)驗匱乏，面對國際市場的響應(yīng)也缺乏積極性。

2 機械設(shè)計制造其自動化行業(yè)發(fā)展趨勢

2.1 發(fā)展智能化技術(shù)

《智能制造發(fā)展規(guī)劃（2016－2020年）》指出：要將發(fā)展智能制造作為長期堅持的戰(zhàn)略任務(wù)，以實施智能制造工程為重要抓手，為建設(shè)制造強國奠定扎實基礎(chǔ)。研發(fā)一批智能制造關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備，突破創(chuàng)新一批智能制造關(guān)鍵共性技術(shù)[6]。建設(shè)形成智能制造生態(tài)及標準體系，從而進一步推動智能轉(zhuǎn)型，推進智能制造協(xié)同發(fā)展，打造智能制造人才隊伍，為實現(xiàn)“中國制造2025”提供強勁的技術(shù)支撐。

工業(yè)是國民經(jīng)濟的主體，但也是能源消耗和環(huán)境污染的主要來源，因此，持續(xù)發(fā)展、制造強國過程中推進工業(yè)節(jié)能減排責(zé)無旁貸，綠色化生產(chǎn)將成為工業(yè)產(chǎn)業(yè)的必然趨勢。通過設(shè)計制造技術(shù)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的雙向驅(qū)動，改變傳統(tǒng)的工業(yè)發(fā)展模式，積極推進綠色清潔可持續(xù)發(fā)展的工業(yè)化發(fā)展方式，從而達到經(jīng)濟飛躍、持續(xù)發(fā)展、節(jié)約能源、環(huán)境保護的多重實現(xiàn)[7]。另外，積極發(fā)展綠色技術(shù)，不僅是推進工業(yè)節(jié)能，還要實現(xiàn)關(guān)鍵裝備產(chǎn)業(yè)化示范，節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，進而為實現(xiàn)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的建設(shè)提供強有力的支撐。

2.2 發(fā)展綠色化技術(shù)

2.3 發(fā)展虛擬化技術(shù)

基于計算機技術(shù)的發(fā)展，機械設(shè)計制造過程中運用虛擬化技術(shù)對生產(chǎn)和設(shè)計過程進行虛擬化的演練，并通過演練和分析，找到演練過程中出現(xiàn)的問題，針對問題一一破解，為實際操作中做好預(yù)案。虛擬化技術(shù)的發(fā)展不僅能夠規(guī)避實際生產(chǎn)過程中問題的出現(xiàn)對資源造成的不必要損失，進而保證了機械制造工藝及其產(chǎn)品的效益與質(zhì)量，真正實現(xiàn)機械設(shè)計制造及其自動化生產(chǎn)對人力、物力和資源的節(jié)約，優(yōu)化資源配置[8]。

2.4 發(fā)展網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)

產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代到來，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的變化與發(fā)展，預(yù)示著企業(yè)未來發(fā)展趨勢將是實體產(chǎn)業(yè)逐步走向與互聯(lián)網(wǎng)融合的大方向，然而目前，機械設(shè)計制造自動化與網(wǎng)絡(luò)化融合的深度廣度均仍處于初級階段。網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的發(fā)展是我國工業(yè)設(shè)計制造的重要方向，也是一體化未來發(fā)展的主要方向。而網(wǎng)絡(luò)未來發(fā)展又基于網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)和監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，因而，對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及監(jiān)控技術(shù)的投入，將為機械設(shè)計制造帶來更多的發(fā)展機遇。

2.5 模塊化方向發(fā)展

我國的機械設(shè)計制造及其自動化行業(yè)產(chǎn)品種類多，研發(fā)需求復(fù)雜，而新產(chǎn)品研發(fā)都離不開標準單元的支撐。因此在機械制造中發(fā)展使用計算機集成技術(shù)，是機械制造重要生產(chǎn)方式。信息自動化集成系統(tǒng)是通過多個相互聯(lián)系的子系統(tǒng)所構(gòu)成的整體，實現(xiàn)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)集約集聚發(fā)展，使產(chǎn)業(yè)空間布局不斷優(yōu)化。

2.6 微型化方向發(fā)展

未來的時代將是一個微時代，機械設(shè)計制造自動化產(chǎn)品都有著操作簡便、體積小的優(yōu)點，這些特點使其成為占據(jù)經(jīng)濟市場的主要工具。我國機械設(shè)計制造及其自動化行業(yè)的產(chǎn)品應(yīng)該向體型小的商品，同時慢慢的向微米級、納米級方向推進，進而提升產(chǎn)品的市場競爭力。

3 機械設(shè)計制造其自動化行業(yè)人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新

3.1 明確人才培養(yǎng)基本要求

在2016年世界各國制造業(yè)崛起研究報告中指出制造業(yè)有關(guān)的職業(yè)教育領(lǐng)域的創(chuàng)新實踐是中國制造業(yè)崛起并屹立世界之林的重要因素之一，機械設(shè)計制造其自動化專業(yè)人才的培養(yǎng)有利于行業(yè)持續(xù)發(fā)展，有利于改革的深化。新形勢下，制造業(yè)專業(yè)人才的需求及其技能水平都提出了新的要求。除了應(yīng)具有基礎(chǔ)的自然、人文、藝術(shù)、社會科學(xué)等學(xué)識外，還應(yīng)較系統(tǒng)地掌握技術(shù)理論知識，掌握制圖、計算、實驗、測試、文獻檢索和工藝操作等專業(yè)技能，不僅要及時了解學(xué)科的前沿發(fā)展，還應(yīng)具備較強的自學(xué)能力和創(chuàng)新意識，為真正實現(xiàn)制造強國提供豐富的人才儲備。

3.2 建立專業(yè)人才培養(yǎng)課程體系

建立專業(yè)人才培養(yǎng)課程體系體現(xiàn)于課程設(shè)置的優(yōu)化及教學(xué)資源的豐富，人才培養(yǎng)方案的核心是課程體系的建立[9]。課程體系應(yīng)隨著時代和社會的發(fā)展不斷改進，有效的增減、整合優(yōu)化課程設(shè)置，合理構(gòu)建有助于符合當(dāng)下機械設(shè)計制造專業(yè)人才培養(yǎng)要求、培養(yǎng)目標的課程體系。首先課程應(yīng)分為主干課程和重點課程，課程設(shè)置應(yīng)覆蓋面廣，知識結(jié)構(gòu)完整為主。其次，人才質(zhì)量觀和教育理念的革新也將是建立專業(yè)人才培養(yǎng)課程體系的一個重要側(cè)重點。專業(yè)人才培養(yǎng)模式的不斷改革和創(chuàng)新，人才培養(yǎng)課程體系的不斷優(yōu)化，也是當(dāng)下教育改革內(nèi)容的不斷深化和對專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量不斷提高的要求。

4 結(jié)束語

從中國制造到中國智造，是未來的主導(dǎo)方向。在“工業(yè)4.0”、“智能制造”、“互聯(lián)網(wǎng)＋”等概念普遍的環(huán)境下機械設(shè)計制造及其自動化行業(yè)必須高瞻遠矚，為實現(xiàn)中國制造2025的目標，中國制造機械設(shè)計制造及自動化行業(yè)要向著更加智能、綠色、微型的方向發(fā)展。只有這樣，機械設(shè)計制造自動化技術(shù)才會增強生產(chǎn)技術(shù)，從而提高生產(chǎn)率。同時，建設(shè)制造強國的任務(wù)還有賴于機械設(shè)計制造自動化技術(shù)專業(yè)人才的儲備，從而推動科學(xué)技術(shù)不斷進步，進而推動國民經(jīng)濟不斷發(fā)展。

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