《中國制造2025》背景下自動化專業人才培養模式改革與發展研究

邢廣成 董燕飛

摘 要：中國制造2025的核心主線是智能制造，是自動化、信息化和網絡化的高度融合，智能制造的發展對應用型本科高校自動化專業人才的培養提出的新的挑戰和要求。圍繞應用型能力人才培養的需求，應用型本科高校自動化專業需要對人才培養方案進行優化，改革人才培養的模式，加大校企聯合培養力度，改革教學方式，完善教學內容，利用多種手段方法，培養高質量符合《中國制造2025》發展需求的自動化專業人才。

關鍵詞：中國制造2025；智能制造；自動化專業；人才培養

中圖分類號：C961 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2018）23-0005-03

Abstract： The core of China Manufacturing 2025 is intelligent manufacturing， which is a high degree of integration of automation， informatization and networking. The development of intelligent manufacturing poses new challenges and requirements for the cultivation of automation professionals in applied undergraduate colleges. Focusing on the needs of application-oriented talent training， the application-oriented undergraduate automation major needs to optimize the talent training program， reform the mode of talent training， increase the joint training of schools and enterprises， reform the teaching methods， improve the teaching content， and use various methods. To cultivate high-quality automation professionals who meet the development needs of "Made in China 2025".

Keywords： Made in China 2025； intelligent manufacturing； automation； talent cultivation

2015年國務院正式發布的《中國制造2025》規劃，是中國版“工業4.0 計劃”，也是我國實施制造強國戰略第一個十年行動綱領。《中國制造2025》的核心是創新驅動、智能制造、智能工廠和產業集成，它的發展將促使我國制造業向自動化、無人化、高精度、高效率邁進，智能制造是其發展主線。[1]自動化專業是工業自動化為基礎，是控制技術、計算機技術、通信與網絡技術、電子和傳感技術的融合，其知識體系與智能制造所涵蓋的內容密切相關。而目前自動化專業人才的培養體系所涉及的教學內容和課程設置，難以培養出智能制造所需要的集信息化、網絡化、物聯網、機器人等高度集合的優秀人才；現有的自動化人才培養模式對于控制理論的分析、系統設計以及簡單控制任務的設計是符合的，但是對于智能制造中復雜任務的集成控制實現是不足的；智能制造需要培養的自動化人才具有較強的應用實踐能力及一定的創新能力。[2]因此，應用型本科高校自動化專業人才培養必須要努力變革，抓住發展機遇，培養出適應時代發展的高素質人才。

一、《中國制造2025》對應用型本科自動化人才的新挑戰

大力推進智能制造是中國制造2025五大工程之一，目標是帶動各個產業提高數字化水平和智能化水平。智能制造是新一輪科技革命的核心，也是制造業數字化、網絡化、智能化的主攻方向。其建設目標是滿足經濟社會發展和國防建設對重大技術裝備的需求，主要內容為強化工業基礎能力，提高綜合集成水平，完善多層次人才體系[3]。將智能制造的建設內容和目標與應用型本科院校自動化人才培養方案相結合，對人才培養的模式提出了新的要求和挑戰。

1. 對工業軟件應用能力的挑戰。智能制造核心在于現代信息通信技術和制造技術深度融合，其中涉及硬件、軟件、網絡、計算等多種技術和制造技術的融合，而工業軟件是其中最為關鍵的技術，無論是硬件、網絡、計算等技術和制造工藝融合，都離不開軟件定義、編碼和封裝。企業研發設計、生產控制、組裝測試、售后運維、遠程服務等各環節信息化建設都離不開工業軟件的支撐[4]。自動化專業除了應該掌握基本的AUTOCAD、Protell、計算機高級語言C等以外，還應該掌握仿真設計軟件Matlab、計算機輔助制造CAM、工控軟件PLC以及HMI組態，還有智能工程制造信息管理等相關軟件。

2. 對多學科交叉復合型人才培養的挑戰。中國機械工業聯合會教育發展中心主任陳曉明認為，制造業變革中最緊缺的是裝備制造關鍵基礎領域、高端裝備制造領域、綠色制造領域、現代制造服務領域、工業工程與經濟管理領域等裝備制造領域的各類創新型應用技術技能人才。高端制造業發展的日益復雜化和綜合化趨勢，必然對智能制造應用型人才提出更高的知識、能力和素質要求，要求智能制造應用型人才不僅要具備更加全面、更加寬廣的知識背景，如自動化、信息技術、機械專業等多學科背景知識。

3. 對具有工匠品質應用型人才能力培養的挑戰。應用型本科高校的目的是為了教書育人，為社會培養工程人才，工科院校培養的是具有高素養工程精神的應用型高級人才。因此，工匠精神的回歸與重塑在工程教育中至關重要，成為工程教育改革的現實需求。推動智能制造的關鍵在于技術的改進和發展，比如精密數控、傳感器技術、集成芯片技術等，離不開擁有工匠精神的技術技能型人才。

4. 對高新技術人才的培養的挑戰。在自動化學科領域，機器人技術、智能控制技術、傳感器技術、智能檢測、無人機等各種高新技術，都在智能制造領域中發揮重要的作用，因此對于此類高新技術高素質人才的需求非常大。工業機器人技術方面，工業機器人本體機械機構與創新、精密減速器、伺服控制技術和電機、傳感器技術、控制系統、路徑規劃、機器人編程與操作等相關關鍵技術是機器人的核心技術，此類技術的教學與訓練是目前傳統自動化專業培養所欠缺的，因此對高新技術的掌握，也是高新教師所面臨的挑戰。

二、現階段人才培養方案存在的問題

應用型本科高校現在正處于轉型關鍵期，目標是培養具有應用實踐能力強的技術人才，對于自動化專業來講，要緊緊抓住中國先進制造業發展的機遇，在人才培養模式及方法方面進行大膽革新和試驗。

目前本科高校自動化專業培養法案比較通用的版本課程內容體系基本一致，內容相對陳舊，有的版本幾乎十幾年沒有變化。核心課程結構未變，內容不變，理論學時比重大，新的課程知識和內容滯后，課程知識內容必須面臨更新和變革；增加實驗、實踐學時的比例，理論課程體系必須重新構建，去除交叉重復部分，在保留核心課程基礎上，還需要增加符合智能制造技術的新課程；實驗及實踐環節方面，之前課程實驗以驗證性實驗為主，主要目的是為了驗證理論結果，缺少實踐性和創造性，新的培養方案需要增加實踐環節的學時，同時必須考慮如何提高實踐環節的實際作用；教學方法方面，目前理論教學采用多媒體方式，老師講的內容較多，而學生參與較少，不能引起學生學習興趣，因此學生對知識的理解不夠，很難將抽象的理論與具體的系統聯系起來，授課效果不好，需要新穎多樣化的教學方式，讓學生參與到課堂中去，調動學生的積極性。

智能制造是《中國制造2025》的核心，其中新一代信息技術產業、高檔數控機床和機器人技術是《中國制造2025》發展的重點工程項目，這些正是應用型自動化專業培養人才和專業發展的方向。特別是機器人產業，今年來發展快速，我國已經成為全球最大的工業機器人市場，將工業機器人引入生產線上取代人力已是勢不可擋趨勢，國內“機器換人”規模逐漸輻射到全國各個產業集聚群，機器人產業時代已經來臨。

自動化專業機器人方向專業人才缺口大，需求量最大的是基礎的操作及維護人員、掌握基本工業機器人應用技術的調試工程師及就更高應用層次的應用工程師。中國機械工業聯合會的統計數據表明，目前當前機器人應用人才缺口20萬，并且以每年20%-30%的速度持續遞增[6]。因此，工業機器人專業人才的培養，需要更加著力于應用型人才的培養。應用型本科高校應該著力于工業機器人技術與應用方面的相關培養，為中國智能制造培養更多的合格人才。

三、《中國制造2025》背景下自動化專業人才培養模式改革與發展策略

本文以河南城建學院電氣與控制工程學院自動化專業人才培養改革為案例進行闡述。

（一）結合智能制造制定新版人才培養方案，增加工業機器人技術與應用專業方向

隨著智能制造技術的發展，2017版人才培養方案制定以《中國制造2025》為綱領，著力制定完整性、系統性和實用性的課程體系，將“工業4.0”所涵蓋的新知識、新技術、新方法等納入的新版人才培養方案中，培養能夠解決復雜系統、具備研究設計自動化系統新裝備的新型應用型合格本科人才。深入分析研究《中國制造2025》所確定的五大工程十大領域，從學科交叉融合角度出發，對自動化專業類涉及的技術問題進行分類，增設若干與之對應的新課程，重構課程體系[5]。新版人才培養方案增加了機器人技術及應用方向，增加了新的課程內容，合并刪減了部分課程，將傳感器新技術、機器人技術、先進控制技術、系統仿真等課程納入到課程體系當中。新版人才培養方案更切合智能制造背景下對技術的需求，符合自動化人才培養目標。

（二）深化校企合作，共建課程及培訓平臺

與美國通用電氣共建了GE智能制造和自動化技術實驗室，在平頂山市工業和信息化委員會指導下成立了“平頂山市豫信工業和信息技術研究院”，先后與深圳信盈達電子有限公司、中選自控有限公司、平高集團智能電氣有限公司等30家企業先后建立了工程實訓、實習基地，推動“產學研教”結合，全面提高學生的實踐能力。通過大學生創新創業訓練計劃、挑戰杯、大學科技園等項目和平臺積極推進學生雙創能力培養，不斷提升學生就業能力和就業質量。控制教研室教師積極申請產學合作協同育人項目，2017年控制教研室老師與北京華清遠見教育集團、深圳信盈達電子有限公司等合作開展課程共建、師資培訓、學生實訓平臺項目5項，自動化專業學生獲得了較好的實踐鍛煉效果。

（三）大力建設網絡課程及在線課程

利用“學在城建”的學習通網絡課程平臺和愛課程網在線開放課程平臺，計劃2年內專業課程全部建成網絡課和在線開放課程，目前專業核心課程《自動控制原理》《計算機控制技術》《微機原理及接口技術》等課程已經建設過程中。把學生作為服務的主體，實現優化教學資源共享，建設全民終身學習課程平臺，專業課程的教學內容、視頻資源、課程測驗等實現共建共享，促進高校轉變傳統的教育教學觀念，改革教學內容，更新教學模式，改變課程評價考核機制，提高應用型人才培養質量。精品在線開放課程的建設推動了優質教學資源整合及共享，推動信息技術下的教學建設和教學改革，使學習者的學習不再受空間和時間的限制，在線開放的網絡平臺不僅為學生，更為廣大的社會學習者提供了優質的教學資源和拓展資源。

（四）加強實踐教學

以省級示范教學中心“電氣與電子實驗中心”為平臺，建立并實施了“實踐教學、工程實訓、校企合作、科研訓練”相融合遞進的新型實踐教學體系。以綜合實驗及專業課程設計等技能訓練為基礎，工程實訓環節提升能力，結合基于企業項目驅動的實訓，鼓勵學生參與科研訓練（電子設計大賽、挑戰杯、恩智浦杯智能車競賽、GE自動化及西門子智能制造挑戰賽等），提升學生的創新能力。

（五）提升教師的工程實踐能力

目前高校的年輕教師大多是從高校畢業進入高校工作，沒有企業背景，工程實踐能力有限，而智能制造的發展要求應用型本科院校必須注重培養學生的應用及實踐能力。控制教研室每年寒假、暑假安排專業課教師深入企業進行工程實踐學習鍛煉，通過參與企業的項目及實際工業流程的運作，提高教師的工程實踐能力。

四、結束語

總之，為了實現《中國制造2025》規劃目標，實現我國成為自動化強國的夢想，應用型本科高校自動化專業面臨著機遇與挑戰。圍繞應用型能力人才培養的需求，自動化專業必須開展更深入的研究，變革人才培養模式，改進教學方法，加大校企聯合力度，這樣才能適應時代發展的要求，才能為高質量應用型、創新型人才培養做出更大的貢獻。

參考文獻：

[1]國務院關于印發《中國制造2025》的通知（國發〔2015〕28號）[Z].2015-5-19.

[2]吳曉蓓.《中國制造2025》與自動化專業人才培養[J].中國大學教育，2015（8）：9-11.

[3]特約記者.“互聯網企業”：通往智能制造之路-訪羅克韋爾自動化（中國）有限公司大中華區市場總監程杰先生[J].中國儀器儀表，2016（9）：19-21.

[4]張拓，李丹丹.《中國制造2025》背景下自動化專業改革與發展研究[J].教育探索，2016（6）：70-72.

[5]劉燕，徐惠剛，等.面向智能制造的自動化專業課程體系的重構[J].電氣電子教學學報，2016（8）：51-53.

[6]韓建海.工業機器人關鍵技術與創新.河南科技大學機器人產業與智能技術應用高級研修班報告[R].2018-8-14.