面向智能制造的研究生人才培養(yǎng)研究

唐向紅　劉國(guó)凱

【摘要】伴隨著《中國(guó)制造2025》的制定與實(shí)施，社會(huì)和政府對(duì)智能制造高層人才需求劇增。為了滿足智能制造高層次人才的需求，解決現(xiàn)有的制造類研究生培養(yǎng)計(jì)劃的不足，從智能制造對(duì)研究生的要求、學(xué)科能力建設(shè)、創(chuàng)新能力培養(yǎng)和師資能力培養(yǎng)四個(gè)方面展開(kāi)研究，提出解決方案，為提高我國(guó)智能制造研究生的培養(yǎng)質(zhì)量做出貢獻(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】中國(guó)制造2025 智能制造 研究生 模式培養(yǎng)

【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2016）06-0005-02

現(xiàn)階段，智能制造工程作為《中國(guó)制造2025》的五大工程之一，與制造業(yè)創(chuàng)新中心建設(shè)工程、工業(yè)強(qiáng)基工程、綠色制造工程以及高端裝備創(chuàng)新工程一同對(duì)整個(gè)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)起到引領(lǐng)作用。[1][2]其工程目標(biāo)在于：到2020年，制造業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域智能化水平顯著提升；到2025年，制造業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域全面實(shí)現(xiàn)智能化，試點(diǎn)示范項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)成本降低50%，產(chǎn)品生命周期縮短50%，不良率降低50%。人才為本是《中國(guó)制造2025》的五項(xiàng)基本方針之一，“健全多層次人才培養(yǎng)體系”也是其扶持政策之一。面對(duì)當(dāng)前社會(huì)與國(guó)家的需要，培養(yǎng)出社會(huì)與國(guó)家所需要的智能制造方向的人才的重任自然而然地也就落到了各大高校的肩上。雖然目前各大高校為響應(yīng)時(shí)代的號(hào)召及社會(huì)的需要，開(kāi)設(shè)了智能制造方向的研究生培養(yǎng)計(jì)劃，但觀其模式及現(xiàn)狀，不難發(fā)現(xiàn)有如下不足之處：第一，缺乏高端融合型的培養(yǎng)人才，很難符合當(dāng)前制造業(yè)所需的能將制造技術(shù)和信息技術(shù)相互融通的需求。第二，師資配置難以滿足人才培養(yǎng)的內(nèi)在需求。第三，產(chǎn)學(xué)研模式的水土不服，企業(yè)與研究單位仍需進(jìn)一步加強(qiáng)解決現(xiàn)階段雙方在合作層面出現(xiàn)的問(wèn)題。為此，文章結(jié)合社會(huì)需求，針對(duì)現(xiàn)階段面對(duì)智能制造方向的研究生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式，提出若干建議。

一、智能制造對(duì)研究人才的要求

智能制造從其組成來(lái)看可包含一“大”一“小”兩個(gè)概念?！按蟆敝傅氖侵悄苤圃煜到y(tǒng)，“小”指的是智能制造技術(shù)。智能制造的核心是“智能系統(tǒng)”，智能制造的基礎(chǔ)則是智能技術(shù)。[3]智能制造專業(yè)研究人員需要具備如下三方面的規(guī)格要求：知識(shí)規(guī)格要求、能力規(guī)格要求、素質(zhì)規(guī)格要求。[4]

從知識(shí)規(guī)格上來(lái)看，研究生首先應(yīng)具備完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)。智能制造是高度工業(yè)化與信息化的產(chǎn)物，由于面向智能制造的研究生培養(yǎng)在中國(guó)也處于剛起步階段，其本科多來(lái)源于機(jī)械工程、信息工程、計(jì)算機(jī)工程等相關(guān)專業(yè)，對(duì)各學(xué)科之間的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)有待補(bǔ)充以形成面向智能制造的完整的科學(xué)知識(shí)體系。其次，智能制造是在傳統(tǒng)制造業(yè)上進(jìn)行的一次信息化升級(jí)，對(duì)于各學(xué)科的學(xué)生來(lái)說(shuō)需要擁有適應(yīng)量化的深入融合的信息技術(shù)知識(shí)以制造業(yè)實(shí)際生產(chǎn)需要。

從能力規(guī)格上來(lái)看，研究生應(yīng)具備突出的工程實(shí)踐能力?，F(xiàn)階段的研究生培養(yǎng)多重理論，輕實(shí)踐，但智能制造的發(fā)展不論是從技術(shù)上來(lái)說(shuō)還是從系統(tǒng)上來(lái)說(shuō)，都離不開(kāi)人的實(shí)踐。脫離了實(shí)踐檢驗(yàn)的理論最終也難以產(chǎn)生知識(shí)價(jià)值的體現(xiàn)。其次，隨著制造業(yè)的全球化發(fā)展，任何國(guó)家都再難以獨(dú)自“閉門造車”，智能制造的高度是各學(xué)科知識(shí)的融合，該方向的研究生還需具備一定的國(guó)際交流能力與工程領(lǐng)導(dǎo)能力以適應(yīng)日后國(guó)際化交流合作的需要。

從素質(zhì)規(guī)格上來(lái)看，研究生需要具備強(qiáng)烈的改革創(chuàng)新意識(shí)。創(chuàng)新是推動(dòng)制造業(yè)發(fā)展的源泉，也是具體產(chǎn)品的核心價(jià)值所在，在智能制造中更是附加值最高的體現(xiàn)。愛(ài)國(guó)敬業(yè)與可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)責(zé)任感是當(dāng)今高素質(zhì)人才的內(nèi)在要求。同時(shí)，良好的質(zhì)量、安全與服務(wù)意識(shí)將更好地推動(dòng)智能制造的發(fā)展。

二、學(xué)科能力建設(shè)

當(dāng)前，智能制造的發(fā)展可以從智能制造的始端、智能制造的過(guò)程、智能制造的管理以及智能制造產(chǎn)業(yè)四個(gè)方向著手進(jìn)行學(xué)科能力建設(shè)。

第一，培養(yǎng)具備一定的專業(yè)軟件與工具的研發(fā)能力的人才，從智能制造始端推進(jìn)，讓研發(fā)設(shè)計(jì)為智能制造提供有力保證。智能制造系統(tǒng)（IMS）是基于各項(xiàng)智能制造技術(shù)（IMT）集成發(fā)展的系統(tǒng)。與智能制造系統(tǒng)相關(guān)的智能化軟件及工具也是當(dāng)今各工業(yè)國(guó)家所研究的重點(diǎn)。智能制造系統(tǒng)（IMS）也是一個(gè)動(dòng)態(tài)不斷發(fā)展的系統(tǒng)，這樣的發(fā)展伴隨著智能制造技術(shù)（IMT）的前進(jìn)而前進(jìn)的，具備智能化軟件和工具的研發(fā)能力，將為智能制造系統(tǒng)的產(chǎn)品升級(jí)換代起到驅(qū)動(dòng)作用。學(xué)校及科研單位在此方面，應(yīng)提供相關(guān)的培訓(xùn)，開(kāi)設(shè)相關(guān)的課程，聯(lián)系工程應(yīng)用給予研究生實(shí)踐機(jī)會(huì)。

第二，培養(yǎng)具備一定的實(shí)踐綜合應(yīng)用能力的人才，在智能制造的過(guò)程中推進(jìn)。現(xiàn)階段一個(gè)完整的IMS系統(tǒng)由各子專業(yè)智能制造單元組成，而智能制造的綜合應(yīng)用也是在子專業(yè)智能制造單元的實(shí)踐應(yīng)用后進(jìn)行有機(jī)的整合。研究生應(yīng)將現(xiàn)階段取得的理論結(jié)果應(yīng)用到工程實(shí)踐中，以便對(duì)現(xiàn)在所取得的階段性成果進(jìn)行反饋校正更新，進(jìn)而推動(dòng)智能制造的發(fā)展。學(xué)校及科研單位，應(yīng)主動(dòng)聯(lián)系相關(guān)企業(yè)或在政府的協(xié)調(diào)下，幫助企業(yè)進(jìn)行升級(jí)換代，在導(dǎo)師的帶領(lǐng)下，讓該方向的研究生主動(dòng)實(shí)踐，以提高這方面給的綜合應(yīng)用能力。

第三，培養(yǎng)具備一定的管理能力的人才，在智能制造中對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行控制。IMS系統(tǒng)是多個(gè)子單元集合，對(duì)于不同子單元進(jìn)行合理的管理控制，是保證產(chǎn)品生產(chǎn)與質(zhì)量控制的核心。該方向的研究生應(yīng)掌握一定的方法及相應(yīng)的研發(fā)能力，使企業(yè)資源計(jì)劃ERP（Enterprise Resource Planning ）與制造企業(yè)生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)MES（Manufacturing Execution System）擁有智能化控制的功能。學(xué)校及科研單位針對(duì)工科專業(yè)的學(xué)生，應(yīng)開(kāi)設(shè)相應(yīng)的管理類課程，以培養(yǎng)學(xué)生在這一方面的理論基礎(chǔ)。

三、創(chuàng)新能力培養(yǎng)

創(chuàng)新能力是智能制造發(fā)展的內(nèi)在核心動(dòng)力。創(chuàng)新的源泉在于知識(shí)體系的交叉、基于原本知識(shí)更深層的發(fā)現(xiàn)以及未知領(lǐng)域的開(kāi)拓?？v觀智能制造的發(fā)展可知，智能制造源自傳統(tǒng)制造業(yè)中的信息化應(yīng)用，因而在智能制造中的創(chuàng)新力主要還應(yīng)來(lái)源于知識(shí)體系的交叉融合以及更深層的知識(shí)發(fā)現(xiàn)。

第一，創(chuàng)新能力源自知識(shí)體系的交叉融合?，F(xiàn)階段的研究生培養(yǎng)的具體形式大致可分為：課程設(shè)置、導(dǎo)師指導(dǎo)、學(xué)生自學(xué)；校企合作、行業(yè)論壇、學(xué)術(shù)報(bào)告等六個(gè)方面。

課程設(shè)置、導(dǎo)師指導(dǎo)、學(xué)生自學(xué)：首先應(yīng)開(kāi)設(shè)基礎(chǔ)知識(shí)，保障該方向研究生具備一定的知識(shí)融合能力，作為儲(chǔ)備知識(shí)為創(chuàng)新提供保障。智能制造是工業(yè)化與信息化融合的整體，面向智能制造的研究生在本科階段受專業(yè)素質(zhì)所限，對(duì)于相關(guān)的知識(shí)領(lǐng)域缺少必備的知識(shí)儲(chǔ)備，難以達(dá)到智能制造業(yè)中對(duì)高度融合型人才的實(shí)際需求。故此，學(xué)校在這一方面應(yīng)給與其必要的指導(dǎo)及訓(xùn)練。其次，鑒于智能制造所涉及的范圍十分寬廣，而學(xué)生在其培養(yǎng)期內(nèi)的時(shí)間有限，導(dǎo)師應(yīng)盡早幫助學(xué)生明確在讀期間的研究方向并予以相應(yīng)能力的培養(yǎng)與指導(dǎo)。作為學(xué)生，應(yīng)結(jié)合導(dǎo)師指導(dǎo)，儲(chǔ)備并鞏固相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，豐富自己所在領(lǐng)域的知識(shí)，同時(shí)通過(guò)論文、學(xué)術(shù)報(bào)告、行業(yè)論壇等多種形式了解行業(yè)動(dòng)態(tài)，結(jié)合校企實(shí)踐，進(jìn)行科研創(chuàng)新。

第二，創(chuàng)新能力源自原本知識(shí)更深層的發(fā)現(xiàn)。

根據(jù)智能控制“智能增加精度降低”的原則，以知識(shí)集成、通訊、協(xié)調(diào)等為例的高層控制目標(biāo)，層次越高、智能化及其對(duì)應(yīng)的制造精度也就越低；反之，智能系統(tǒng)所處的層次越低，對(duì)制造精度、反應(yīng)速度以及信息處理的時(shí)間要求也就越高，其智能的難度也就越大。[5]因此，智能制造的創(chuàng)新能力可源自智能制造系統(tǒng)中的中低層探索。與之相關(guān)的校企合作、行業(yè)論壇、學(xué)術(shù)報(bào)告等相關(guān)方面的研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)可圍繞著這個(gè)方向進(jìn)行。學(xué)校與企業(yè)之間可聯(lián)合進(jìn)行相關(guān)項(xiàng)目的攻關(guān)創(chuàng)新，校企合作、行業(yè)論壇、學(xué)術(shù)報(bào)告可為該方向的研究生提供一定的理論及實(shí)踐機(jī)會(huì)、掌握行業(yè)動(dòng)態(tài)、了解智能制造相關(guān)方面的相關(guān)進(jìn)展，從而為其創(chuàng)新能力提供幫助。

四、師資能力培養(yǎng)

機(jī)器的智能是人賦予的，是人的智力的物化，只有人與機(jī)器有機(jī)高度結(jié)合。才能實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程的真正智能化。從耗散結(jié)構(gòu)理論和進(jìn)化論的觀點(diǎn)來(lái)看，要讓機(jī)器具有較高的智能行為，那么，首先是依靠人來(lái)向系統(tǒng)引入負(fù)殤流，即通過(guò)人工移植必要的基本知識(shí)，使系統(tǒng)具備主動(dòng)學(xué)習(xí)和積累新知識(shí)的基礎(chǔ)和能力，然后進(jìn)行自我主動(dòng)學(xué)習(xí)、積累與拓展。[6]師資能力的培養(yǎng)，在人才建設(shè)與智能制造領(lǐng)域中起到了十分關(guān)鍵的作用。對(duì)面向智能制造的研究生導(dǎo)師的培養(yǎng)，特有如下建議：

第一：校企聯(lián)培，掛職實(shí)踐，積極參與到智能制造的實(shí)際構(gòu)建中，提高導(dǎo)師自身理論聯(lián)系實(shí)踐的能力?！皩?shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”。學(xué)校或科研單位應(yīng)積極安排導(dǎo)師參與到企業(yè)智能制造的構(gòu)建之中，我國(guó)的智能制造一定程度上在核心關(guān)鍵技術(shù)和問(wèn)題上還長(zhǎng)期依賴于國(guó)外的引進(jìn)和套用，缺少屬于自己的專家人才與關(guān)鍵技術(shù)，企業(yè)在遇到技術(shù)難題或項(xiàng)目難關(guān)時(shí)也應(yīng)該積極與學(xué)?；蚩蒲袉挝坏南嚓P(guān)導(dǎo)師取的聯(lián)系，理論結(jié)合實(shí)踐性的探索智能制造在實(shí)踐中可能碰到的問(wèn)題，這不僅豐富了當(dāng)今以青年導(dǎo)師為主的師資隊(duì)伍，同時(shí)也減少了企業(yè)因技術(shù)依賴等問(wèn)題而產(chǎn)生的高額開(kāi)銷。

第二：伴隨著制造業(yè)的全球化發(fā)展，要努力提高導(dǎo)師雙語(yǔ)教學(xué)的能力與教育研究的能力。

《中國(guó)制造2025》緊跟美國(guó)在工業(yè)化、德國(guó)工業(yè)4.0等提出。在智能制造這一方向，伴隨著制造業(yè)的全球化發(fā)展，我們還有很多內(nèi)容及知識(shí)需要向國(guó)外借鑒。在培育這一方向的研究生人才時(shí)，導(dǎo)師應(yīng)加強(qiáng)自身的雙語(yǔ)教學(xué)能力。一方面，學(xué)?；蚩蒲袡C(jī)構(gòu)要加強(qiáng)對(duì)青年導(dǎo)師在基礎(chǔ)英語(yǔ)方面的培訓(xùn)與提高，借此來(lái)提升他們的口語(yǔ)表達(dá)與交際能力，另外也要注重他們對(duì)專業(yè)英語(yǔ)的培訓(xùn)以及應(yīng)用。做到能讀懂掌握專業(yè)范圍內(nèi)的文獻(xiàn)資料、把握專業(yè)國(guó)際趨勢(shì)，提升教學(xué)與國(guó)際同步的能力。

五、結(jié)論

面向智能制造研究生人才的培養(yǎng)首先要了解智能制造對(duì)研究人才的要求，應(yīng)包含知識(shí)規(guī)格、能力規(guī)格以及素質(zhì)規(guī)格三個(gè)方面。創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是研究生培養(yǎng)中最為關(guān)鍵的一部分，如果結(jié)合智能制造創(chuàng)新力的本源除法，可以從知識(shí)體系的交叉融合以及更深層的知識(shí)發(fā)現(xiàn)兩方面去提高創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。伴隨著導(dǎo)師隊(duì)伍逐漸年輕化，青年導(dǎo)師漸漸占據(jù)了導(dǎo)師的主體，因此，在青年導(dǎo)師的實(shí)踐能力建設(shè)、雙語(yǔ)能力建設(shè)以及教學(xué)工作建設(shè)上也應(yīng)該有相應(yīng)的改革。

參考文獻(xiàn)：

[1]Weiming Shen，An updated review：Applications of agent-based systems in intelligent manufacturing， Advanced Engineering Informatics， 20（2006）415-431

[2]《中國(guó)制造2025》.機(jī)械工業(yè)出版社.2015.10

[3]嚴(yán)英仕，楊愛(ài)民.智能制造技術(shù)與信息化技術(shù)的結(jié).2014中國(guó)家用電器技術(shù)大全.2014

[4]靳晨，適應(yīng)新型工業(yè)化發(fā)展需要的工程科技人才培養(yǎng)體系研究，哈爾濱理工大學(xué)，2015.3

[5]李圣怡，智能制造技術(shù)與智能制造系統(tǒng).國(guó)防科技大學(xué)學(xué)報(bào).1995.6

[6]姚賜凡，陳統(tǒng)堅(jiān).新技術(shù)革命與智能制造技術(shù).中國(guó)機(jī)械工程.1997.7

基金支持：

1.國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題：基于SOA和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的制造業(yè)信息化關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用示范（2012BAF12B14）

2.貴州省重大科技專項(xiàng)：移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)流媒體實(shí)時(shí)交互平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化（編號(hào)： 黔科合重大專項(xiàng)字（2013）6019）

作者簡(jiǎn)介：

唐向紅（1979.06），男，漢族，湖南永州；貴州大學(xué)；博士、副教授、碩士生導(dǎo)師；貴州大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究發(fā)展中心副主任，研究方向： 制造物聯(lián)、智能制造、制造業(yè)信息化。