基于裝備制造企業(yè)智能崗位的高職機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè)設(shè)置分析研究

劉麗鴻

(天津石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院，天津 301607)

教育部在2019 年7 月頒布了高等職業(yè)學(xué)校機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)中指出專業(yè)課程設(shè)置含專業(yè)基礎(chǔ)課、核心課、拓展課，具體課程名稱由學(xué)校自行確定。專業(yè)基礎(chǔ)課程設(shè)置6～8 門，包括機(jī)械、電工、電子基礎(chǔ)課程；專業(yè)核心課程6～8 門，包括機(jī)床、工藝、數(shù)控編程、CAD/CAM、PLC 技術(shù)等；專業(yè)拓展課，包括機(jī)器人應(yīng)用、3D 打印技術(shù)、單片機(jī)、產(chǎn)品質(zhì)檢、智能制造、管理、裝配等，也可據(jù)區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè)擔(dān)當(dāng)著為裝備制造企業(yè)輸送人才的重要任務(wù)，隨著人工智能技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人、5G、物聯(lián)網(wǎng)等高新尖端技術(shù)的應(yīng)用使裝備制造企業(yè)智能化程度日益提高，機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè)培養(yǎng)的人才相應(yīng)的需要與智能化制造方式相適應(yīng)，課程設(shè)置需要根據(jù)企業(yè)調(diào)研的實(shí)際需要合理構(gòu)建，以滿足企業(yè)崗位需求。

1 裝備制造業(yè)的現(xiàn)狀及智能化的發(fā)展趨勢(shì)

我國(guó)制造業(yè)在全球產(chǎn)業(yè)鏈中占重要地位，從機(jī)械化、自動(dòng)化走向數(shù)字化、智能化，制造業(yè)形成體系。隨著人工智能技術(shù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、5G 技術(shù)的出現(xiàn)應(yīng)用，制造業(yè)發(fā)生了顛覆性的變革，制造轉(zhuǎn)向“智”造。2020 年智能制造企業(yè)應(yīng)對(duì)疫情的表現(xiàn)吸人眼球：如隔離小區(qū)無(wú)人機(jī)配送蔬菜，餐飲業(yè)機(jī)器人送餐，醫(yī)院用機(jī)器人測(cè)溫，智能機(jī)器人幫助行動(dòng)不便老人穿衣等。由此促生的智能制造裝備企業(yè)的前景廣闊，工業(yè)機(jī)器人、光電傳感器、智能視覺(jué)相機(jī)、虹膜技術(shù)等智能控制技術(shù)用于生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)柔性化，使生產(chǎn)過(guò)程可追蹤、可追溯、可調(diào)整。裝備制造類企業(yè)向智能化發(fā)展邁進(jìn)，智能硬件的消費(fèi)日益增長(zhǎng)。企業(yè)智能化的轉(zhuǎn)型升級(jí)，工業(yè)化、自動(dòng)化、智能化融合是制造類企業(yè)實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)的趨勢(shì)。未來(lái)人工智能技術(shù)在產(chǎn)品、設(shè)備制造全過(guò)程的智能制造系統(tǒng)將廣泛應(yīng)用。制造過(guò)程智能化表現(xiàn)四個(gè)方面：智能設(shè)計(jì)，即產(chǎn)品設(shè)計(jì)用數(shù)字化軟件三維建模，設(shè)置刀具參數(shù)、加工方式，三維模擬仿真加工、三維裝配動(dòng)畫，動(dòng)態(tài)模擬顯示，多視角評(píng)判產(chǎn)品設(shè)計(jì)的合理性，3D 打印技術(shù)的出現(xiàn)能快速實(shí)現(xiàn)樣品的生產(chǎn)，縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程，使產(chǎn)品研發(fā)全過(guò)程實(shí)現(xiàn)智能化；智能產(chǎn)品，利用加了光電傳感器、微型攝像頭、芯片存儲(chǔ)器或微處理器的RFID 技術(shù)將產(chǎn)品從原材料采購(gòu)到成品加工、檢驗(yàn)出廠到銷售的各個(gè)環(huán)節(jié)、工藝用的設(shè)備人員信息存儲(chǔ)到產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)流程數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)，使產(chǎn)品具有智能，具有實(shí)時(shí)追溯、快速定位、實(shí)時(shí)追蹤的特性，如駕車出行利用智能手機(jī)的定位、手機(jī)地圖智能導(dǎo)航功能可實(shí)時(shí)檢測(cè)路況，引導(dǎo)駕駛員適時(shí)調(diào)整路線，規(guī)劃選擇最優(yōu)路線；智能管理，將PC 機(jī)、微攝像頭、LED 看板、光纖、加工設(shè)備用組態(tài)技術(shù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、PLC 控制連成智能制造系統(tǒng)，企業(yè)技術(shù)及管理人員對(duì)生產(chǎn)整個(gè)生產(chǎn)流程可監(jiān)控、可調(diào)整；智能服務(wù)，即消費(fèi)者與生產(chǎn)企業(yè)通過(guò)開(kāi)發(fā)的APP 小程序、借助互聯(lián)網(wǎng)相連接，用戶與企業(yè)售后隨時(shí)聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)智能化服務(wù)，消費(fèi)者的訴求可反饋到企業(yè)，企業(yè)隨時(shí)調(diào)整，使企業(yè)提升產(chǎn)品服務(wù)質(zhì)量。由自動(dòng)加工系統(tǒng)、物流系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)組成的柔性生產(chǎn)線是機(jī)械制造企業(yè)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。裝備制造業(yè)的航空裝備的需求持續(xù)加大，航空裝備主要包括：各種飛機(jī)，航空電子系統(tǒng)、地面設(shè)備、機(jī)電系統(tǒng)等，是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)并拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重點(diǎn)行業(yè)之一，人才需求呈增長(zhǎng)之勢(shì)。

2 裝備制造類企業(yè)的人才崗位需求

隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人的普及應(yīng)用，智能制造使企業(yè)發(fā)生了質(zhì)的飛躍。以汽車裝配為例：在裝配流水線上一個(gè)工位根據(jù)生產(chǎn)節(jié)拍需安排2～3 個(gè)人通過(guò)兩班或三班倒的方式完成簡(jiǎn)單、重復(fù)的工作。當(dāng)一個(gè)人每天做簡(jiǎn)單、重復(fù)的工作，時(shí)間長(zhǎng)了，會(huì)出現(xiàn)心理疲勞，操作過(guò)程會(huì)出現(xiàn)失誤，往往還會(huì)出現(xiàn)頻繁的離職，造成人員不穩(wěn)定，企業(yè)需要重新招聘，并且對(duì)重新入職人員，企業(yè)均需要做崗位培訓(xùn)，增加了成本。工業(yè)機(jī)器人解決了流水線上簡(jiǎn)單、重復(fù)的工作，工業(yè)機(jī)器人適用于對(duì)人體有害的惡劣環(huán)境，機(jī)器替代人是一個(gè)趨勢(shì)。以汽車裝配生產(chǎn)線為例，一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人做完一個(gè)工位的工作后，利用零部件在流水線上傳送、定位、裝夾的時(shí)間間隔，還可完成相鄰工位的工作，即由一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人可完成流水線上相鄰的兩個(gè)到三個(gè)工位工作，工業(yè)機(jī)器人的工作效率最大化，技術(shù)人員需要做的是編寫、調(diào)試工業(yè)機(jī)器人的程序。技術(shù)人員通過(guò)終端監(jiān)控生產(chǎn)線運(yùn)行情況，流水線工作中出現(xiàn)故障就報(bào)警，報(bào)警顯示在終控。工業(yè)機(jī)器人作為一種智能設(shè)備，使用過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)故障，工業(yè)機(jī)器人有機(jī)械部件、電氣電子元件、邏輯控制單元，工業(yè)機(jī)器人的安裝、調(diào)試、維修人員需求呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。由此可見(jiàn)，企業(yè)的崗位因智能制造模式發(fā)生了改變，企業(yè)對(duì)人才的需求也相應(yīng)的發(fā)生改變，簡(jiǎn)單的技術(shù)含量低的操作崗逐漸消失，隨之而來(lái)的是具有機(jī)械、電子、自動(dòng)化知識(shí)的復(fù)合型人才需求的增加。

機(jī)械加工設(shè)備經(jīng)歷了由普通機(jī)床到數(shù)控機(jī)床的變化，數(shù)控機(jī)床有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心、多軸數(shù)控機(jī)床、車銑復(fù)合數(shù)控機(jī)床等。裝備制造企業(yè)，尤其是中等以上規(guī)模的企業(yè)，目前已發(fā)展到由原來(lái)單人操作單機(jī)到一人操作數(shù)臺(tái)數(shù)控機(jī)床設(shè)備，對(duì)于企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品是固定的流水線，工件的裝夾、定位由專用夾具實(shí)現(xiàn)，技術(shù)人員用數(shù)字化CAD/CAM軟件造型、編程調(diào)試后，機(jī)床正常運(yùn)行加工，不再需要操作者時(shí)刻盯著機(jī)床，通過(guò)智能管理顯示屏監(jiān)控可實(shí)現(xiàn)一人同時(shí)觀察多臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行情況。在大型的裝備制造類企業(yè)里，普通機(jī)床已被淘汰，由數(shù)控機(jī)床和工業(yè)機(jī)器人通過(guò)人工智能系統(tǒng)集成技術(shù)組成的智能制造單元、柔性生產(chǎn)線、智能管理系統(tǒng)隨處可見(jiàn)，由此使機(jī)床操作崗位人員數(shù)量需求減少，具有熟練數(shù)控加工工藝及了解數(shù)控機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力的CAD/CAM 人員需求呈上升趨勢(shì)，設(shè)備維護(hù)、維修崗位人員需求增加。

3 高職機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè)課程設(shè)置及對(duì)接的崗位

高職機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè)對(duì)接裝備制造產(chǎn)業(yè)，培養(yǎng)對(duì)象服務(wù)于從事生產(chǎn)機(jī)床的制造企業(yè)和使用機(jī)床的制造企業(yè)。根據(jù)裝備制造產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)分析，通過(guò)對(duì)裝備制造類上下游企業(yè)調(diào)研，上游企業(yè)如自動(dòng)化設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)、機(jī)器人生產(chǎn)企業(yè)，下游企業(yè)如汽車生產(chǎn)廠家、家用電器設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)，以問(wèn)卷、實(shí)地走訪調(diào)研了崗位情況，參照企業(yè)真實(shí)崗位設(shè)置機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)課程，以期達(dá)到就業(yè)零距離。《機(jī)械制圖及計(jì)算機(jī)繪圖》《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》《3D 打印與逆向建模》《CAD/CAM》對(duì)應(yīng)產(chǎn)品三維設(shè)計(jì)崗位，《機(jī)床電氣基礎(chǔ)》《電氣控制與PLC 應(yīng)用》《數(shù)控系統(tǒng)裝配與調(diào)試》對(duì)應(yīng)數(shù)控機(jī)床安裝、調(diào)試、維修、維護(hù)崗位，《機(jī)械制造基礎(chǔ)及裝配工藝》《公差配合與技術(shù)測(cè)量》《數(shù)控機(jī)床編程與操作》對(duì)應(yīng)數(shù)控機(jī)床加工操作崗位，《自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》《在線檢測(cè)技術(shù)》對(duì)應(yīng)于生產(chǎn)線調(diào)試、檢測(cè)崗位，《工業(yè)機(jī)器人編程與操作》《工業(yè)機(jī)器人電氣控制與維修》對(duì)應(yīng)于工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)、分揀、碼垛編程、維護(hù)、調(diào)試崗位，《智能控制與系統(tǒng)集成技術(shù)》《智能制造與MES 系統(tǒng)》《觸摸屏組態(tài)控制技術(shù)》《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》《成組技術(shù)及CAPP》對(duì)應(yīng)智能制造系統(tǒng)組裝、調(diào)試崗位，柔性制造系統(tǒng)安裝、調(diào)試。

4 結(jié)語(yǔ)

本文分析了裝備制造企業(yè)的智能化程度現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)，企業(yè)設(shè)備智能化、崗位發(fā)生變化，簡(jiǎn)單操作崗被工業(yè)機(jī)器人所取代，對(duì)機(jī)械技能人員的知識(shí)層析、專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)提出新 的要求，需求具有機(jī)械、電子、自動(dòng)化綜合知識(shí)的復(fù)合型人才，反推出高等職業(yè)學(xué)校機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè)方向應(yīng)該面向智能制造方面，課程設(shè)置對(duì)接企業(yè)崗位，為實(shí)現(xiàn)制造到“智”造提供合格的高技能人才。