高職院校開設工業機器人技術專業的探討

何 苗

武漢交通職業學院 湖北 武漢 430065

政府工作報告中指出,要實施“中國制造2025”,加快從制造大國轉向制造強國。“中國制造2025”被稱為中國版的工業4.0規劃,工業機器人的使用是實現中國制造業轉型升級的強力技術手段。國務院印發的《中國制造2025》通過“三步走”實現我國制造強國的戰略目標,智能制造成為工業制造轉型的重中之重,在智能化的大勢下,智能裝備下游應用領域加快拓展,工業機器人發展可期,而工業機器人人才需求旺盛促使工業機器人專業的建立和發展。

一、工業機器人技術行業發展現狀

工業機器人指的是能在人的控制下智能工作,并能完美替代人力在生產線上工作的多關節機械手或多自由度的機器裝置。與人力相比,工業機器人具有低成本、高效率以及24小時工作的特點。

根據統計,我國工業機器人銷量2010年至2016年復合增長率為34.07%,2017年銷量更是驟增50%。保持高速增長,標志我國工業機器人行業進入成長期。從2016年以來,我國工業機器人產量及同比增速如圖1所示。

圖1 我國工業機器人產量及同比增速

工業機器人在汽車、船舶、電子等制造業中應用較為廣泛,如圖2所示為2019年全球工業機器人在各生產領域的占比,在各行業中工業機器人執行的工作任務分布如圖3所示。發展以機器人為代表的智能裝備,實現“制造”向“智造”轉變,蘊含對工業機器人旺盛的需求。

圖2 2019年全球工業機器人在各生產領域的占比

圖3 工業機器人執行的工作任務分布

中國制造行業、企業大量研發、引進、使用智能機器人和自動化生產線的趨勢,對工業機器人技術專業人才提出了相關要求,各企業職業崗位及各崗位要求的專業知識、技能等發生了根本性的變化。

二、工業機器人技術人才現狀

1、行業發展對本專業人才需求的趨勢。近兩年,我國購入工業機器人的臺套數量占全球第一,但相比于發達國家,我國制造業機器人密度(即每萬個工人對應的工業機器人安裝數量)還非常低,在2016年時還遠低于全球55的平均水平,在去年基本達到了人均密度的平均值,然而相對于我們制造大國而言,未來仍有大幅提升空間,如圖4所示為制造業工業機器人密度分布圖。

圖4 制造業工業機器人密度分布圖

全國在響應“智能制造”的浪潮中,2017年迎來了大范圍的設備改造,制造類規模生產企業將有一半實現全自動化生產,同時由于勞動力成本增加,招工困難,促使企業采取機器代替人。按照工信部的發展規劃,到2020年,工業機器人裝機量將達到100萬臺,大概需要20萬工業機器人應用相關從業人員。

目前,這些崗位人員主要是企業自身再培養以及機電、數控、電氣自動化專業的技術人員轉行。與此同時,機器人制造廠商及其集成商(制造和銷售方)需要大量制造、設計集成、安裝調試、銷售及技術服務工程師和技術員,使用工業機器人的客戶(購買方)也需要大量操作與維護、編程與調試、維修與保養等應用工程師。因此廣大企業對高校針對性專業培養的專門人才需求迫切。在國家積極推動下,為了響應國家各級政府圍繞《中國制造2025》產生的新政策,適應給中國制造行業、企業發展的新趨勢和新變革,全國各高校陸續開設了工業機器人技術專業,制定工業機器人技術專業的培養目標,全面提高人才培養質量,培養適應生產、建設、服務第一線需要的適合工業機器人操作的全面發展技能型人才,如圖5所示為高職院校開設工業機器人專業的數量對比。

圖5 高職院校工業機器人技術專業數

2、企業對本專業人才需求情況。由于大量優質企業在引進、研發、使用自動化生產線、智能機器人等先進設備進行加工制造,企業對工業機器人技術專業人才的需求量很大,而且對專業人才的職業素質、知識技能等要求也很高。企業不僅需要一大批技術崗位能力強、綜合素質高的生產一線操作型高技能人才,也需要一大批掌握先進的工藝實施能力、具有多崗適應能力的生產一線技術、管理型高技能人才,并在職業操守、人文修養等方面對畢業生提出了更高的期望。

3、崗位技能需求分析。根據前期調研,在最新發布的《自動化類——工業機器人技術專業教學標準560309》中,本專業的定位為面向通用設備制造業、專用設備制造業的自動控制工程技術人員、電工電器工程技術人員等職業群,能夠從事工業機器人應用系統的設計編程、調試、運行、維護、銷售及技術服務等工作的高素質技術技能人才。

目前高職院校培養的工業機器人技術專業畢業生就業領域主要是兩大類,一是機器人制造廠商和系統集成商；二是使用工業機器人應用企業。前者需求的是機器人和相應工作站的開發、組裝、調試、銷售、售后支持的技術和營銷人才,后者需要的是從事自動化生產線上工業機器人及其輔具系統、檢測裝置、機電設備系統的安裝、運行、操作編程、維修、維護、管理等綜合素質較強的技術人才。

三、關于工業機器人技術專業建設的思考

在2019年發布的《工業機器人技術專業教學標準560309》中,明確指出本專業培養目標和職業面向崗位群,對高職院校建立本專業也從師資和實驗實訓基地建設方面提出了具體要求。

1、師資隊伍建設。目前開設該專業的院校大多都是近兩年新增加的,新專業缺乏機器人本專業的有經驗的高職教師,特別是缺乏有企業相關實踐經驗的專技實驗實訓老師,因此在教學過程中還存在自學習和教學方法的摸索過程。為了使專業更好的可持續發展,必須要加強師資隊伍建設。專任教師必須具有扎實的工業機器人相關理論和實踐能力,具有較強信息化教學能力,具有本專業領域有關證書；專業帶頭人能夠較好把握國內外工業機器人行業、專業發展,了解行業企業對本專業人才實際需求,整個專業教師隊伍要保證合理的職稱和年齡梯隊結構。加強機器人專業師資的引入和師資培訓,深入到相關企業去鍛煉學習,并且加強與企業合作,尋找多家機器人校企合作企業或者訂單企業,聘請企業專家來進行教學指導。

2、實驗實訓室和實習基地建設。工業機器人技術專業實驗實訓室建設投資較大,可以充分利用學院現有實驗實訓設備,逐步逐年合理計劃來增加、完善,秉持建設的總原則“總體規劃、分布實施”。在“教學標準”中指出實驗實訓室包括工業機器人技術基礎實訓室、仿真實訓室、操作編程實訓室、工業控制實訓室以及系統集成實訓室等,分為基礎、仿真、工作站、集成系統幾個方面。

專業的校外學生實習基本應該能提供工業機器人應用系統集成、系統運行維護、自動化控制系統安裝調試、銷售與技術支持等相關實習崗位,涵蓋當前工業機器人產業發展的主流技術,可接納一定規模的學生實習。

四、結語

隨著我國智能制造的推進,工業機器人的投入應用促使機器人人才需求仍會上升,而現有畢業生從人數上和質量上仍然滿足不了急速增長的機器人市場的需求,所以工業機器人技術專業建設仍然任重道遠。