工程教育認證背景下的智能制造工程專業人才培養方案淺析

王昊琪 文笑雨 李浩

摘 要：在智能制造和工程教育認證的共同要求下，針對如何設計智能制造工程專業人才培養方案這一問題，總結了開設智能制造工程專業的必要性，剖析了工程教育認證對專業人才的培養要求，并提出智能制造工程專業人才培養方案的設計思路，以鄭州輕工業大學為例對智能制造工程專業人才培養方案進行說明，以供廣大教育工作者參考借鑒。

關鍵詞：智能制造工程專業;工程教育認證;專業人才培養方案

近年，許多歐美國家先后提出了以智能制造為核心的先進制造發展戰略。相較于傳統機械工程專業，智能制造是一個全新的領域，是一個與信息通信技術、電工電子及微系統技術、生產技術及機械工程自動化技術等交叉融合的技術體系。智能制造戰略的實施為我國高等教育帶來了新的挑戰，而工程教育專業認證為高校培養智能制造所需人才提供了有效的理論依據。工程教育專業認證是以培養目標和畢業出口要求為導向的合格性評價，有利于推進高校工程教育改革，提升高校工程教育質量。在工程教育認證背景下，智能制造人才的培養對傳統的高等教育理念、人才培養方案、畢業生質量評價方法等都提出了新要求。因此，開展工程教育認證背景下智能制造工程專業人才培養方案的研究尤為必要。

一、開設智能制造工程專業的必要性

（一）國家戰略的需要

2015年，國務院正式印發《中國制造2025》，通過“三步走”實現制造強國的戰略目標。2016年，《智能制造發展規劃（2016—2020年）》正式發布實施，該規劃將統籌國內智能制造發展，加快形成全面推進制造業智能轉型的工作格局;同年11月，國務院印發的《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》中指出，要全力打造智能制造高端品牌。2017年，在工信部發布推進實施《中國制造2025》情況中提到要加大智能制造實施力度、擴大智能指導合作;同年5月，國務院召開常務會議，指出下一步深入實施《中國制造2025》，把發展智能制造作為主攻方向。2018年10月，“2018世界智能制造大會”在南京舉行，會議期間《國家智能制造標準體系建設指南（2018版）》正式發布。在國家戰略推動下，社會對智能制造專業人才需求激增。因此，高等教育急需抓緊謀劃和有效推進智能制造工程專業的建設。

（二）巨大市場前景的需要

智能制造的發展帶來了生產模式的變革，許多傳統制造企業的生產線逐漸被基于工業機器人的智能生產裝備取代，這種情況導致社會對智能制造工程專業人才的需求量大幅增加。例如，英才網的招聘數據顯示，2018年智能制造行業人才需求量較2017年同期增長超過10%。另外，中商產業研究院2019年發布的《2020年中國智能制造行業投資前景研究報告》稱，中國智能制造產業呈現較快增長趨勢，預計2020年智能制造產值規模將超27000億元。

（三）國家倡導“新工科”建設的需要

隨著物聯網、大數據、云計算、移動互聯網和數字孿生等新一代信息技術的出現，社會對工科的學科發展和工程型人才培養提出新要求，因此，國家倡導“新工科”建設。智能制造工程專業是“新工科”的代表專業之一，《教育部關于公布2017年度普通高等學校本科專業備案和審批結果的通知》（教高函〔2018〕4號）公告，我國高校首次開設智能制造工程專業。該專業的設置可以填補“新工科”在智能制造工程專業領域人才培養的空白，滿足不同學科交叉融合的人才培養需要。

二、工程教育認證對智能制造工程專業人才培養方案的設計要求

專業人才培養方案的設計主要包括培養目標、畢業要求和課程體系。而工程教育認證的三大核心理念包括以學生為中心、以產出為導向、堅持持續改進。這三大核心理念對智能制造工程專業人才培養方案的設計提出了更高要求，具體如下。

（一）新式學徒機制和課程體系建立要求

在教學設計、教學過程和教學評價方面均要以學生為中心，關注學生學什么、如何學、學習效果怎么樣。為此，一方面，智能制造工程專業人才培養需要建立新式學徒機制。學生有對應的學科教師作為學業導師，學業導師圍繞學生開展教學工作;另一方面，智能制造工程專業人才培養需要建立全新的課程體系。結合智能制造的特點，開設反映學校特色、符合市場定位的“學而必用”的課程。

（二）以智能制造人才市場需求為導向的畢業要求

智能制造人才市場要求畢業生具備有別于傳統制造專業畢業生的能力。因此，智能制造工程專業人才培養應在與智能制造行業相關的云計算、大數據、物聯網和數字孿生等前沿化信息技術上設置較高的畢業要求，并且這種要求能夠隨著市場需求的改變而靈活調整。

（三）全周期的持續改進機制要求

為了保證教學質量，智能制造工程專業人才培養需要建立貫穿學生從入校到畢業工作的全周期持續改進機制。例如，根據日常督導反饋意見持續改進、優化教學過程，根據畢業要求達成性評價結果及時調整、優化教學內容等。

三、智能制造工程專業人才培養方案設計思路

在智能制造和工程教育認證的共同要求下，智能制造工程專業人才培養方案設計思路如下。

（一）培養目標要明確服務領域、明確職業特色、明確人才定位

智能制造工程專業人才培養要根據智能制造國家戰略和人才市場需求制定服務領域明確、職業特色明確、人才定位明確的培養目標。例如，培養符合國家經濟與科技發展的需求，能夠在智能制造及其他相關領域，特別是輕工裝備制造領域（服務領域），運用物聯網、大數據和云計算技術提升企業信息化和智能化水平，設計開發智能裝備和智能生產線（職業特色）的高級工程技術人才（人才定位）。另外，培養目標還要突出智能制造工程專業的職業能力。例如，預期畢業5年以上的學生能夠獨立勝任制冷、包裝等輕工裝備的數字化設計、數字孿生仿真、工業互聯網平臺搭建、大數據分析、遠程管控等生產實踐或教學科研工作。

（二）畢業要求要明確、公開、可衡量

智能制造工程專業人才培養要設置明確、公開、可衡量的畢業要求，該畢業要求應確保培養目標的達成。畢業要求的設置應涵蓋以下指標：智能制造工程知識、智能制造領域問題分析、智能制造行業發展研究、智能制造職業規范、智能制造工程項目管理、工業互聯網平臺設計開發、“互聯網+制造”方向研究、計算機輔助工具使用、個人團隊建立、多線程溝通和終身學習能力。為了使這些畢業要求可衡量，需要將其分解成詳細的指標點。例如，“智能制造工程知識”這個畢業要求可被分解為：能正確使用技術語言表達復雜的智能制造工程問題;能針對具體輕工裝備建立數字化模型;能夠運用大數據和云平臺推演、分析和判別專業問題;能夠通過數字化模型的比較與分析，完成工業互聯網平臺的優選方案設計。

（三）構建落實畢業要求的“混合式”課程體系

智能制造工程專業課程體系的構建必須有相關行業專家參與，合理增設課程。例如，在基礎課程中加入人工智能技術與應用、智能制造系統概論、工業物聯網等課程;在專業課程中加入智能制造技術基礎、智能生產系統與CPS建模、計算機智能控制系統、智能設計方法、工業機器人及應用、智能生產計劃管理等課程。同時，為保證課程更好地開展，教師可以充分利用騰訊會議、阿里釘釘等信息化教學手段，建立線上線下“混合式”課程體系。

四、實施進程——以鄭州輕工業大學為例

鄭州輕工業大學創建于1977年，原隸屬國家輕工業部，是國家為培養行業高級人才在全國設立的八所輕工類本科高校之一。在原有特色和資源的基礎上，鄭州輕工業大學于2019年獲批成立智能制造工程專業，并正式招收第一屆本科學生。

鄭州輕工業大學初步制定了面向工程教育認證的智能制造工程專業人才培養方案，并在逐步完善。例如，設置了服務領域明確、職業特色明確、人才定位明確的培養目標，即定位在輕工裝備數字化設計與制造、輕工裝備機電系統動力學建模與控制、輕工裝備智能運維等特色服務領域。為了滿足以智能制造人才市場需求為導向的畢業要求，構建“智能+互聯”的課程體系，即在實踐性教學環節中加入制造物聯系統工程訓練、智能物流仿真綜合訓練、智能產線設計工程訓練等;充分利用制造執行系統實驗室（鄭州輕工業大學-西門子聯合實驗室）、車間制造物聯實驗室、3D打印機實驗室、工業機器人實驗室等智能制造方向特色實驗室，在主要專業實驗環節上增設計算機網絡與工業物聯網實驗、智能制造技術實驗、工業機器人及應用實驗、智能工廠集成技術實驗、智能裝備故障診斷與維護實驗、智能產線創新設計與仿真實驗、智能優化算法實驗、大數據與云計算實驗等。

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責編：初 心