朱林 宋愛平 周建華 戴敏

摘 要 以機(jī)械工程專業(yè)為例，提出本專業(yè)內(nèi)基于“3T”模式的智能制造方向人才培養(yǎng)方案，從構(gòu)建培養(yǎng)方案、搭建實(shí)踐實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)、導(dǎo)師制等方面闡述了人才培養(yǎng)的基本路徑，以達(dá)到在機(jī)械工程專業(yè)內(nèi)全面培養(yǎng)智能制造方向人才的目的。

關(guān)鍵詞 機(jī)械工程專業(yè) 應(yīng)用型 技能型 智能制造人才

中圖分類號(hào)：G642 ??????????????????????????????????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ???DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2019.07.023

Personnel?Training?in?Intelligent?Manufacturing?Orientation?Based?on?"3T"?Model

ZHU?Lin，?SONG?Aiping，?ZHOU?Jianhua，?DAI?Ming

（College?of?Mechanical?Engineering，?Yangzhou?University，?Yangzhou，?Jiangsu?225007）

Abstract Taking?mechanical?engineering?specialty?as?an?example，?the?personnel?training?plan?for?intelligent?manufacturing?orientation?based?on?"3T"?mode?is?put?forward，?and?the?basic?path?of?personnel?training?is?expounded?from?the?aspects?of?constructing?training?plan，?setting?up?practical?experiment?platform，?project?training?and?tutorial?system，?so?as?to?achieve?the?goal?of?training?intelligent?manufacturing?personnel?in?Mechanical?Engineering?specialty?in?an?all-round?way.

Keywords mechanical?engineering;?application-oriented;?skill-oriented;?intelligent?manufacturing?personnel

1?學(xué)科方向的人才需求

目前，《中國(guó)制造2025》作為中國(guó)實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的一項(xiàng)重要綱領(lǐng)已得到國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注與認(rèn)可。這個(gè)中心性綱領(lǐng)對(duì)我國(guó)在現(xiàn)代制造業(yè)領(lǐng)域的目標(biāo)與任務(wù)有了較為清晰的描繪，該中心性綱領(lǐng)以“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、質(zhì)量為先、綠色發(fā)展、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、人才為本”為基本方針，以“市場(chǎng)主導(dǎo)、政府引導(dǎo)，立足當(dāng)前、著眼長(zhǎng)遠(yuǎn)，整體推進(jìn)、重點(diǎn)突破，自主發(fā)展、開放合作”為運(yùn)行基本原則，試圖通過變革來使得中國(guó)制造業(yè)插上翅膀，以便其在與世界豪強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得優(yōu)勢(shì)。目前，伴隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展與改革的進(jìn)一步深入，中國(guó)的勞動(dòng)力成本已逐漸成為新興國(guó)家中最高的一員，且在一段時(shí)間內(nèi)仍保持有持續(xù)增長(zhǎng)的可能。[1]同時(shí)，制造業(yè)也面臨著用工荒、勞動(dòng)力成本急劇上升、產(chǎn)能過剩等諸多棘手難題。因此，為了變革制造業(yè)的傳統(tǒng)模式，以便搶占新一輪發(fā)展的制高點(diǎn)，提出了中國(guó)制造2025。為了進(jìn)一步響應(yīng)國(guó)家的方針政策，作為社會(huì)重要組成部分的高校更應(yīng)該從實(shí)際出發(fā)，加強(qiáng)高校的智能制造方向建設(shè)并培養(yǎng)相適應(yīng)的技能型人才。

伴隨著國(guó)家智能制造技術(shù)的全面展開，智能制造領(lǐng)域的人才越來越受到社會(huì)與企業(yè)的歡迎，人才需求迅猛增加。智能制造的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)是網(wǎng)絡(luò)化、信息化、自動(dòng)化的互聯(lián)互通，尤其運(yùn)用于具有較大規(guī)模生產(chǎn)線的集聚型企業(yè)。伴隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代制造業(yè)的制造形態(tài)也出現(xiàn)明顯變革，對(duì)工作人員提出了更高的要求，需要工作人員運(yùn)用新知識(shí)與新技能來和機(jī)器協(xié)同完成生產(chǎn)制造的整個(gè)過程。[2]為了進(jìn)一步促進(jìn)中國(guó)智能制造業(yè)的快速穩(wěn)定發(fā)展，培養(yǎng)與產(chǎn)業(yè)升級(jí)所匹配的技能人才，并在此基礎(chǔ)上創(chuàng)造學(xué)習(xí)型生產(chǎn)系統(tǒng)是必要的，且這一出發(fā)點(diǎn)與智能制造領(lǐng)域的發(fā)展需求是相適應(yīng)的。一方面，智能制造領(lǐng)域的人才必須在熟悉網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與信息化技術(shù)的基礎(chǔ)上充分掌握更多機(jī)電一體化操作經(jīng)驗(yàn)，隨時(shí)處理可能出現(xiàn)的設(shè)備問題。另一方面，智能制造技術(shù)人員需要在具備設(shè)備操作能力的基礎(chǔ)上與軟件工程師進(jìn)一步加強(qiáng)交流與合作，防止智能機(jī)電平臺(tái)中發(fā)生隱蔽的軟件陷阱問題，避免智能制造過程中“盲點(diǎn)”的出現(xiàn)。面對(duì)這樣的人才現(xiàn)實(shí)需求，需要?jiǎng)?chuàng)新智能制造領(lǐng)域人才的培養(yǎng)模式，將原有技術(shù)操作人員的基本定位變革為現(xiàn)代制造業(yè)中的協(xié)調(diào)者、決策者與中堅(jiān)力量。

2?“3T”模式的構(gòu)建

“3T”培養(yǎng)模式是指由理論體系（theory）、驗(yàn)證體系（test）、實(shí)踐創(chuàng)新體系（try）這三大體系構(gòu)成的一種人才培養(yǎng)模式。理論體系是指理論知識(shí)的儲(chǔ)備，由公共基礎(chǔ)、學(xué)科基礎(chǔ)、專業(yè)教育和方向教育4?個(gè)教學(xué)模塊構(gòu)成。驗(yàn)證體系是指對(duì)在學(xué)和已學(xué)理論知識(shí)進(jìn)行的科學(xué)驗(yàn)證和綜合實(shí)訓(xùn)，主要包括課程實(shí)驗(yàn)、課程綜合實(shí)訓(xùn)、專業(yè)實(shí)習(xí)等。實(shí)踐創(chuàng)新體系是指綜合實(shí)踐能力的訓(xùn)練、創(chuàng)新意識(shí)和能力的培養(yǎng)，主要包括學(xué)科競(jìng)賽、項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)、企業(yè)實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等。在現(xiàn)代教育教學(xué)中，培養(yǎng)模式中的三大體系緊密結(jié)合，相互滲透，從而實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)方案的優(yōu)化?！?T”模式以應(yīng)用型高級(jí)技能人才培養(yǎng)為目標(biāo)，注重學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展，即在重視傳授知識(shí)的基礎(chǔ)上加強(qiáng)學(xué)生獲取知識(shí)、提出問題、分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生綜合素質(zhì)的全面提高。

3?機(jī)械工程專業(yè)智能制造人才培養(yǎng)方案

3.1?機(jī)械工程專業(yè)智能制造方向簡(jiǎn)介

機(jī)械工程專業(yè)作為一門融合自然科學(xué)與技術(shù)科學(xué)的應(yīng)用型學(xué)科，其設(shè)立的基本出發(fā)點(diǎn)是在充分結(jié)合生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上來解決產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、安裝及修理等各類機(jī)械問題。隨著時(shí)代的發(fā)展，機(jī)械工程專業(yè)已被賦予了新的含義，實(shí)踐性、綜合性、創(chuàng)新性及人文化的現(xiàn)代工程理念在這一傳統(tǒng)專業(yè)中愈加凸顯。考慮到機(jī)械人才需要滿足現(xiàn)代機(jī)械制造理論和技術(shù)手段相結(jié)合的現(xiàn)實(shí)要求，培養(yǎng)兼?zhèn)淙宋暮涂茖W(xué)精神的人才已成為該專業(yè)人才培養(yǎng)的核心。

智能制造方向是機(jī)械工程專業(yè)下的一個(gè)寬口徑方向，以傳統(tǒng)制造與人工智能的融合為學(xué)習(xí)和研究對(duì)象。它要求學(xué)生在系統(tǒng)學(xué)習(xí)機(jī)械科學(xué)、信息科學(xué)與自動(dòng)化技術(shù)的基本理論與知識(shí)的基礎(chǔ)上，接受嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練與初步科學(xué)研究訓(xùn)練，具有從事與機(jī)器協(xié)同完成生產(chǎn)制造的整個(gè)過程的基本能力，成為高級(jí)專業(yè)化人才。

3.2?實(shí)施方案

（1）智能制造培養(yǎng)方向設(shè)置。目前全國(guó)高等學(xué)校共計(jì)2914?所，但就全國(guó)范圍內(nèi)而言開設(shè)智能制造相關(guān)專業(yè)方向的學(xué)校還較少，[3]其中開設(shè)智能制造方向的本科院校更是少數(shù)。高校的機(jī)械工程專業(yè)有基礎(chǔ)來增設(shè)一個(gè)智能制造方向，這樣通過機(jī)械工程專業(yè)基礎(chǔ)課與智能制造方向課的融合學(xué)習(xí)，可以便于大規(guī)模培養(yǎng)智能制造領(lǐng)域的人才。同時(shí)，專業(yè)方向的設(shè)置也不能與社會(huì)發(fā)展與經(jīng)濟(jì)建設(shè)相脫鉤，其設(shè)立過程要充分考慮到社會(huì)及企業(yè)的需求。為了全面實(shí)現(xiàn)智能制造方向人才的培養(yǎng)目標(biāo)，應(yīng)堅(jiān)持國(guó)家對(duì)人工智能領(lǐng)域人才需求的導(dǎo)向，全面契合人工智能產(chǎn)業(yè)的布局及其突出特點(diǎn)，確定以專業(yè)建設(shè)、學(xué)科建設(shè)為基礎(chǔ)的基本方針，樹立正確合適的人才培養(yǎng)思想，從而建設(shè)出新時(shí)代智能制造領(lǐng)域的專業(yè)性人才隊(duì)伍。

（2）構(gòu)建培養(yǎng)方案。機(jī)械工程專業(yè)智能制造方向需要應(yīng)用型高級(jí)技能人才，是機(jī)械化、信息化、自動(dòng)化三者之間的深度融合。[4]智能制造方向?qū)W生的培養(yǎng)體系主要由公共基礎(chǔ)教育科目、學(xué)科基礎(chǔ)教育科目、專業(yè)教育科目和智能制造方向教育科目共四個(gè)部分組成。公共基礎(chǔ)教育科目主要由大學(xué)英語、大學(xué)物理等基礎(chǔ)課程組成，學(xué)科基礎(chǔ)教育科目主要由機(jī)械工程基礎(chǔ)、控制工程基礎(chǔ)、電工與電子技術(shù)、人工智能技術(shù)及應(yīng)用等組成，專業(yè)教育科目主要由計(jì)算機(jī)智能控制系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)與應(yīng)用、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用、電氣控制與PLC應(yīng)用等組成，智能制造方向教育科目主要由智能裝備故障診斷與維修、智能儀器技術(shù)、數(shù)字化制造技術(shù)、智能生產(chǎn)計(jì)劃管理（MES/ERP）、智能工廠集成技術(shù)、智能生產(chǎn)系統(tǒng)與CPS建模等組成。大學(xué)第1學(xué)期至第2學(xué)期，學(xué)生主要進(jìn)行公共基礎(chǔ)科目的學(xué)習(xí);在第3學(xué)期至第4學(xué)期，學(xué)生主要進(jìn)行學(xué)科基礎(chǔ)科目的學(xué)習(xí)，并通過報(bào)名和學(xué)院選拔來確定學(xué)生的專業(yè)方向;從第5至第7學(xué)期，學(xué)生進(jìn)行專業(yè)教育科目和方向教育科目的學(xué)習(xí);第8學(xué)期，學(xué)生進(jìn)入企業(yè)進(jìn)行實(shí)踐學(xué)習(xí)并完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。

（3）構(gòu)建智能制造實(shí)驗(yàn)條件。智能制造技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)充分借鑒國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀試驗(yàn)平臺(tái)的經(jīng)驗(yàn)，以工業(yè)4.0為該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)基礎(chǔ)。在工業(yè)4.0?關(guān)鍵技術(shù)的支撐下，對(duì)管理、信息、機(jī)械等專業(yè)進(jìn)行深層次融合及配置屬性優(yōu)化。并在此基礎(chǔ)上，針對(duì)實(shí)訓(xùn)、實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐、實(shí)習(xí)等多功能教學(xué)的目標(biāo)，建立了高效率資源共享平臺(tái)，以充分滿足實(shí)驗(yàn)中智能化、信息化、擴(kuò)展化、分層化的基本要求。[5]同時(shí)，為了充分模擬企業(yè)運(yùn)用的實(shí)際工況，引入現(xiàn)實(shí)工廠的產(chǎn)品運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，建立專業(yè)化的智能工程試驗(yàn)系統(tǒng)。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式方面，為了充分避免傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式造成學(xué)生多學(xué)科交叉能力不足、創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力差等弊端，采用全生命周期管理的模式。全生命周期管理模式的使用可以進(jìn)一步提升學(xué)生對(duì)智能制造方向下管理、信息、機(jī)械等多交叉學(xué)科的理解掌握，并在此基礎(chǔ)上促進(jìn)學(xué)生經(jīng)營(yíng)管理、信息技術(shù)與創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力的提升。同時(shí)，考慮到不同年級(jí)的實(shí)際教學(xué)需要，全面拓展智能制造領(lǐng)域?qū)嵺`課程的內(nèi)容，通過將分段式實(shí)踐基礎(chǔ)訓(xùn)練和創(chuàng)新性、優(yōu)化設(shè)計(jì)及綜合能力提升課程相結(jié)合的方式來進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

（4）項(xiàng)目化實(shí)訓(xùn)。針對(duì)傳統(tǒng)培養(yǎng)模式中課程界限無法打破的瓶頸性問題，采用項(xiàng)目化實(shí)訓(xùn)的方式來強(qiáng)化知識(shí)的綜合運(yùn)用與能力的全面培養(yǎng)，從而達(dá)到更好的實(shí)訓(xùn)化效果。但往往同一實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目組中成員之間的基礎(chǔ)理論與實(shí)踐能力會(huì)存在一些差異，加之組員對(duì)待項(xiàng)目的期望與目標(biāo)也不相同，所以這個(gè)指導(dǎo)老師在內(nèi)容選擇和設(shè)計(jì)上帶來了困難。為了讓不同實(shí)踐能力的學(xué)生都在項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)過程中得到培養(yǎng)鍛煉，在實(shí)訓(xùn)前對(duì)學(xué)生們進(jìn)行等級(jí)測(cè)試，然后學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)際情況參加不同等級(jí)（初級(jí)、中級(jí)）的項(xiàng)目化實(shí)訓(xùn)。分級(jí)化項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)過程不僅可以幫助學(xué)生們正確選擇合適的實(shí)訓(xùn)級(jí)別，也是對(duì)其工程應(yīng)用能力培養(yǎng)的一種實(shí)踐與探索。

（5）導(dǎo)師制。在機(jī)械工程專業(yè)中，導(dǎo)師制對(duì)大學(xué)生學(xué)習(xí)適應(yīng)性的提高與成長(zhǎng)大有益處。導(dǎo)師可以根據(jù)自己多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和科研成果積累，為學(xué)生的知識(shí)累積、個(gè)性化發(fā)展及后續(xù)就業(yè)提供必要的建議和指導(dǎo)。當(dāng)學(xué)生的專業(yè)方向確定完畢后，直接運(yùn)用導(dǎo)師制的培養(yǎng)模式，并在余下的大學(xué)生涯中根據(jù)每個(gè)學(xué)生的自身?xiàng)l件來制定一份個(gè)性化的培養(yǎng)方案。

4?結(jié)語

智能制造是實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的一項(xiàng)重要舉措，也是制造業(yè)變革的重要路徑。為了實(shí)現(xiàn)從原有技術(shù)操作者到現(xiàn)代制造業(yè)中的協(xié)調(diào)者、決策者與中堅(jiān)力量的人才變革，在對(duì)智能制造方向人才的培養(yǎng)過程中需要兼顧智能制造技術(shù)特點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。在實(shí)際操作中，在明確培養(yǎng)方案的基礎(chǔ)上，合理設(shè)置智能制造實(shí)驗(yàn)條件，并根據(jù)社會(huì)與企業(yè)的實(shí)際需要來開展了項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)與導(dǎo)師制工作，以便更好滿足智能制造方向人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

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