校企合作背景下工業機器人專業實訓體系的構建
——以鄭州市科技工業學校為例

羅素保

(鄭州市科技工業學校 機械電子部，河南 鄭州 450000)

0 引言

工業機器人指的是應用于工業領域的多關節機械手、多自由度機器人，該機器可依靠自身動力及控制能力自動執行任務.作為智能制造業的重要領域，工業機器人受到了各大院校的重視，成為一門備受青睞的新興專業.在IEEE對未來科技重點發展方向的預測中，工業機器人技術赫然在列.為了適應以智能制造為主導的“工業4.0”時代，我國各大職業院校紛紛順應形勢，增設了工業機器人這一新興專業，但由于政策條令頒布的滯后性，各院校還未正式將該專業劃歸到現行中職招生專業目錄中，也未構建起完善的實訓體系，這無益于工業機器人技術專業的長遠發展.

鄭州市科技工業學校于2016年設立工業機器人專業，2020年設立工業機器人技術應用專業和鄭州市工業機器人工作室，與北京華航唯實機器人科技股份有限公司、上海ABB工程有限公司、亞龍智能裝備集團股份有限公司開展深度校企合作，共同構建工業機器人實訓體系.本文以鄭州市科技工業學校為例，立足校企合作背景探討中職工業機器人技術專業實訓體系的構建策略，以適應時代發展要求.

1 工業機器人應用領域的人才培養定位

從國內上下游產業鏈來看，工業機器人領域主要涉及如下幾類企業：一是工業機器人制造類企業，此類企業負責工業機器人本體、零部件等的組裝、制造、開發等；二是工業機器人應用類企業，此類企業覆蓋領域廣，在全球范圍內主要集中在汽車、電氣電子行業，金屬機械、橡膠、餐飲、制藥等行業工業機器人的裝機量也持續增加；三是工業機器人集成類企業，此類企業負責解決應用類企業需求，為其提供相應的集成本體及配套設施，部分企業具備工業機器人二次開發能力.

為了了解行業需求，明確工業機器人技術專業的人才培養定位，教育部聯合多家院校、行業龍頭企業等共建課題小組，針對84家企業、82所職業院校及相關部門、行業協會展開調研得出結論：本體制造類企業中，專職人才與工業機器人產量比例約1∶47，本體制造業人才需求預測，2020年約0.17萬人，2025年則增長為0.41萬人；工業機器人集成類企業中，專職人才與集成工業機器人比例約1∶4，2020年所需專職人才2.04萬人，2025年預計需4.79萬人；對于工業機器人應用類企業而言，行業間的人才需求差距較大，如汽車行業人機比約1∶9，3C領域人機比則為1∶6，其他行業為1∶3.5，由預測結果可知，2020～2025年企業對專職人才的需求量迅速增長，2020年所需專職人才9.57萬人，2025年預計所需人才26.18萬人.可見，職業院校工業機器人技術專業主要面向的領域是應用類及集成類企業，主要就業崗位包括工業機器人的編程、操作、維護保養、系統集成、售后服務等.

2 工業機器人實訓體系構建策略

中職學校要圍繞“認知、仿真、基礎技能、綜合項目、系統集成、頂崗實習”，全面規劃構建工業機器人技術專業實訓體系，完善專業課程體系，全面推進實訓師資隊伍、實訓環境配置建設[1].為實現學生“零距離”就業目的，鄭州市科技工業學校采取現代學徒制，通過工學交替的模式幫助學生在三年時間中，完成從學生到學徒，再到學生，最終到員工的身份轉變.具體操作中，校方和合作企業共同投資一條生產線，相關技術問題由企業負責，管理、學生實訓及教師掛職等均由學校負責.這種訓練體系能夠幫助基礎相對較差的中職學生循序漸進，通過先進入工廠參觀，繼而在實驗室進行模擬訓練，最后走向真正的企業生產線進行實訓，使學生從理論知識、模擬性質，逐步親身感受真實企業的生產流程、管理制度和工業機器人專業的行業發展.實訓體系架構如圖1所示.

2.1 實訓課程體系的構建

隨著校企合作的深入，鄭州市科技工業學校聯合企業共同探索工業機器人實訓課程體系構建.首先，為了轉變過去在教學中由于能力本位觀導致的技能相互獨立、課程內容與實際工作崗位任務脫節的問題，以企業崗位調研為基礎，結合中等職業教育人才培養目標，設定了工作崗位——典型工作任務——課程體系構建的整體思路，繼而采用學習領域課程開發思想，借鑒姜大源教授為代表的工作過程系統化課程開發步驟，構建出鄭州市科技工業學校的工業機器人實訓課程體系流程，即工作崗位調研——典型工作任務分析——行動領域歸納——學習領域轉化——實訓課程體系結構優化——實訓課程內容與教學設計.

在確立了工業機器人實訓課程體系構建流程后，首先，確立中職工業機器人專業的人才培養目標是以具有相關電氣識圖、機械轉動、液壓、傳感器應用等基本知識，具備工業機器人安裝調試、操作維護等技能，同時具備較高職業素養的一線加工制造技能型人才.之后，通過對企業崗位調研，得出鄭州市主要需要的中職工業機器人專業崗位分別為機器人操作編程員、機器人維修保養員以及維修電工，其對應的典型工作任務則分別包括機器人開關機、軌跡調整，程序的導入，聯機調試；機器人機械部件檢修、電器柜檢修、故障處理；電氣線路安裝調試、設備安裝調試、機床操控等.最后，細化行動領域并進行分類，分別對應電氣控制技術、C語言程序設計、工業機器人編程與操作、機械基礎、機械識圖、制圖、電氣CAD、傳感器原理與檢測、機電一體化設備安裝與維修等學習領域.

鄭州市科技工業學校從課程設置等方面進行體系結構的優化：一方面在現有基礎課基礎上，進一步凸顯工業機器人操作編程、維修保養，工作站安裝調試等內容模塊，整合原有的電工基礎、電子技術為電工電子技術；另一方面相較大專生，中職學生文化基礎較弱，但對實訓課程有較高期望，因此在結合企業崗位需求和典型任務基礎上，先為學生開展《工業機器人技術基礎》等基本課程，幫助學生打下良好的理論基礎，繼而優化課程理論和實踐占比，如以理實3∶7的比例開展《工業機器人操作》《工業機器人維修保養》等，開展校企共同授課，強化實踐引領，保證人才培養質量[2]，詳見表1.

表1 中職工業機器人專業課程體系

2.2 實訓師資隊伍的建設

對于中職工業機器人這一新興專業，建立一支專業技能過硬、教學素質完備的“雙師型”師資隊伍是構建實訓體系的重要組成部分.焊工實訓、電工綜合實訓、PLC綜合實訓等課程對于教師操作技能要求較高，而現有的教師隊伍多是由電子自動化、機械制造等專業教師轉崗而來，理論和實踐操作能力都有所欠缺.因此，在校企合作中，應組織教師定期深入企業進行參觀和實際生產的實訓實習，并定期開展校企合作形式的教師培訓和專業講座，對于“雙師型”教師，學校和企業給予職稱晉升政策和其他福利待遇的傾斜.同時，也應引進企業中的高級專業人才進校，開展專業實踐教學，從而提高學生的工業機器人本體設計、通訊設計、編程設計及機械加工方面的實踐能力[3].

2.3 實訓環境的配置建設

校企合作背景下，中職學校要與企業合作共建集實踐教學、社會實訓、企業生產于一體的實訓基地，實訓環境配置要參照生產車間布局，最大程度地還原真實生產環境.

(1)機器人認知實訓基地.引進模塊化機器人設備、機器人本體及控制系統等，使學生對工業機器人技術有一個全面的認知，深化學生對原理等相關知識的理解.

(2)機器人虛擬仿真實訓基地.該基地要與實訓內容相匹配，全面配置工業機器人本體及傳送帶、自動裝置、變位機等外圍設備，對于缺乏操作基礎的學生而言，可在該環境中深化對基礎知識的掌握，熟悉基本操作過程，認識并掌握示教器，為后續現場編程夯實基礎.

(3)機器人基礎操作實訓基地.為使學生掌握工業機器人基本操作技能，實訓任務對應的是工業機器人現場編程、系統集成與應用等課程，逐步深入安排實訓項目，以提高實訓效果.

(4)機器人工作站工藝應用實訓基地.該基地涉及焊接、雕刻、打磨、噴涂、分揀等5類應用，實現工業機器人技術與工藝的有機結合，促進學生機器人應用能力的提升.

(5)機器人創客空間.中職學校要響應國家“雙創”號召，構建工業機器人創客空間，以連桿套件、傳動套件等套件為主，通過項目化教學引導學生組建機器人，提升創新意識與創造力，熟悉編程技術，掌握先進傳感器技術.

(6)智能制造綜合實訓基地.該基地提供的是比賽設備，主要涵蓋數控加工、PLC編程等設備，通過以賽促學，以具體項目引領成員備賽，有目的、有重點地開展實訓操作[4].

3 結語

隨著我國智能制造發展戰略的逐步推進，各大院校紛紛開設了工業機器人技術等相關專業.應注意的是，當前中職學校工業機器人技術專業仍處于起步階段，實訓體系建設未突出以職業能力發展為基礎、以工作過程知識為核心的理念，專業課程體系與職業標準相脫節，無法適應校企合作的要求.因此，中職學校要加快建立健全工業機器人技術專業實訓體系，通過課程體系、師資隊伍、實訓環境等建設，推動工業機器人技術專業人才培養與崗位需求的精準銜接.