智能制造背景下模具設計與制造專業人才培養研究＊

楊素華

（武漢城市職業學院機電工程學院，湖北武漢430064）

1 引言

隨著互聯網的快速發展，人與物、物與物、乃至萬物互聯，使得數據、信息、知識匯聚到網絡，并在網絡空間快速傳遞，網絡所具有的規模連帶化、組織系統化、分工精細化、產業協同化、操作專業化、利益鏈條化等特點，使得數據驅動下的新業態對人才的需求不僅僅是知識和技能，更注重擁有自我學習、快速適應環境和變化、應對挑戰、解決問題的思維模式，拓展能力疆界。《中國制造2025》為制造業提供了戰略性、建設性指引，加快大數據、云計算、物聯網應用，以新技術新業態新模式推動模具產業生產、管理和營銷模式變革，推進模具智能制造示范區，推動中國制造向中高端邁進。

2 中國模具制造業發展現狀與趨勢

模具企業內部質量管控，設計、工藝數據庫建設，知識鞏固、企業標準建設已成為模具企業的提升核心。

模具數字化、智能化、模塊化、標準化是當今模具行業的一大發展趨勢。模具制造方案載有智能化排程系統、智能化執行系統、智能化控制系統和智能化決策系統，能夠對包括電極加工、鋼料加工、電火花加工以及檢測系統和智能物流系統在內的生產車間實現現實虛擬一體化、設計制造一體化、過程管控一體化、生產協同一體化的數字化集成管控[1]。數字化為核心，模塊化、標準化為改進思路，通過機床制造經驗與IT技術高度融合形成精準管控、穩定制造。其模塊化應用程序能夠將企業各要素進行優化整合，以最優產能目標進行高質量運作，提供從生產規劃、設備監控與分析、加工過程可視化到維修保養的全方位數字化解決方案[2]。

模具的智能化水平反映在模具搭載傳感器實現對成型設備溫度場、壓力場、合模時間場、工件導向和定位自控制、運動干涉檢查、自修復、自適應的智能化能力及二維碼檔案的建立；模具制造的智能化則反映在單臺模具制造設備的自檢測、自修復、自適應、自對刀等方面。智能模具Intelligente Werkzeug的研究，能保證零件生產質量的穩定性，如圖1所示。

圖1 模具制造智能化

在模具設計制造中用機器人循環掃描測量、激光堆焊、打磨研配來實現零件的尺寸和表面質量的改善，可以縮短質量優化時間。

3 湖北省模具企業從業人員基本情況

在強大的市場需求推動下，湖北省模具企業已著手調研，商量應對措施。在這種新機遇新背景情形下，模具行業正處于資源重新組合、分工協作、提高創新能力和核心競爭力的最佳時機。展望未來，湖北省模具企業將在很長一段時間內繼續快速發展。模具企業對模具設計、模具成型工藝（調模師）、模具制造技術交叉融合的跨界通才（模具軟件開發師）、標準化建立、模具裝配與維修、數控編程等崗位的專業人才需求量逐年上升。智能產線上的模具設計、開發、維修、裝調、CAM/CNC、數控編程與加工等是模具企業招聘需求最多的崗位。

通過對武漢益模科技股份有限公司、湖北鄂豐模具有限公司、格力精密模具（武漢）有限公司等區域內不同類型、不同規模的模具制造企業的走訪調研，發現湖北省模具行業中存在以下3種情形：

（1）企業從業人員規模中等且普遍較年輕，說明模具行業的迅速發展對人才的需求旺盛。

（2）模具智能產線的從業人員在企業中需求量非常大。

（3）不同學歷、技術等級層次人員的工資收入相差較大，說明模具企業對復合型高層次人才的依賴性較強；先進模具制造業須體現高技能、高知識含量，擁有較高技能、較高知識水平的復合型人才收入較高。

4 智能制造背景下模具設計與制造專業對應的職業崗位分析

2018年的《政府工作報告》再次強調深入實施《中國制造2025》，其中的核心關鍵是創新驅動、“數字化”和“智能化”兩化融合[3]。模具制造更加聚焦“數字互聯”和“精準高效”，精準高效制造既是當前世界制造業變革的主流與大勢，也是機遇和挑戰。裝備的精良要實現精細化和高效化廣博的內涵就要搭載數字化、互聯互通才能實現模具產業的新紀元。模具制造方案載有智能化排程系統、智能化執行系統、智能化控制系統和智能化決策系統，能夠對包括電極加工、鋼料加工、電火花加工以及檢測系統和智能物流系統在內的生產車間實現現實虛擬一體化、設計制造一體化、過程管控一體化、生產協同一體化的數字化集成管控[4]。模具制造2025技術發展時間軸如圖2所示（該圖摘自武漢益模科技股份有限公司）。

圖2 模具制造2025技術發展時間軸

為順應模具技術發展的潮流，模具設計與制造專業在人才培養上應加強在校生基于新一代信息技術、新材料等新興技術的通識教育與快速適應環境和變化、應對挑戰、如何解決問題的思維模式的培養；讓學生在學習計算機編程的基礎上學習大數據分析、工業軟件二次開發、信息技術安全、網絡技術、信息檢索等，綜合業界和學界最佳實踐，提升生產效能方面的思維學習，加速數字技術相關研發和應用人才的培養。通過調研，模具設計與制造專業的職業范圍主要涉及各類模具制造企業以下職業崗位，如表1所示。

5 智能制造背景下模具設計與制造專業人才培養的路徑和方式

當今正是智能制造新時代，中國制造業目前處于數據互聯盛行、制造技術不斷推陳出新的時代，會產生翻天覆地地變革，其中的核心關鍵是創新驅動、“數字化”和“智能化”兩化融合。目前模具專業沒有智能生產線，要滿足日新月異的市場需求，貼近工作實際，最好能夠建一條模具智能生產線，為人才培養提供更有力的保障[5～7]。

學生培養要以市場需求、技術發展為導向，走校企合作之路，把提高學生的職業能力放在首要位置，要以能力為本位構建培養方案，全面開展技能型緊缺人才的培養，才能不僅僅解決高職學生的就業問題，而且滿足社會對人才的需要，需從以下幾個方面進行調整[8～9]。

（1）專業課程的調整。以現代職業教育相關政策為導向，以當今模具制造業發展趨勢和湖北省模具相關企業的需求為依據，分析職業工作過程，確立職業核心能力，增設《崗位認知實習》、《模具生產信息化管理》、《機械創新設計與實踐》、《智能生產線的運營與維護》等專業課程，培養適應智能制造時代特征的專業人才。

表1 模具設計與制造專業對應的職業崗位分析

（2）教學目標的調整。根據職業崗位的知識、能力、職業素養要求，著眼于學生的職業生涯和可持續發展，分析職業工作過程，確立職業核心能力的課程體系,體現并確保知識、技能、態度、規格與目標定位相一致。教學目標可以確定為：面向模具企業生產一線，培養具有創新意識和較強的工作能力，掌握模具專業技術知識，能夠用電腦、專業軟件等輔助工具完成模具產品工藝分析、模具結構設計、模具零件制造工藝的編制、模具設備操作、模具生成信息化管理、適應沖壓模具數字化、智能化、標準化發展的高技能應用型人才。

（3）教材內容的調整。編寫與企業需求相關的著作或教材。通過調研湖北省模具企業職業工作過程和職業能力要求，分析判斷要適應這些企業，學生應具備哪些專業知識和業務能力。由此選擇企業典型的工作案例進行教學方面的優化，獲得貼近企業實例的教學項目，實現從職業行動領域到課程學習領域的轉換。將這些教學案例編寫在教材中，用模具行業種的典型案例作為教學項目進行講授，培養符合模具行業職業能力要求的專門型人才。

（4）注重學生非智力因素的培養。企業用人標準是責任感強、品德高、能力強、勤奮用功、業績好等方面的人才。然而當前高職教育中對上述非智力因素和人文素養能力的培養重視不夠，面向學生的綜合發展、面向學生的可持續發展。因此，課程教學也必須加強學生非智力因素的培養。

（5）改變終極教育的舊觀念，養成“活到老，學到老”的新觀念。要養成“活到老，學到老”的新觀念，全面提高學生的素質，特別是培養學生的自主學習和不斷更新知識的能力，讓學生掌握繼續學習的能力和就業技能，培養具有綜合職業能力，能直接在生產、服務、技術和管理等一線工作的技能型、應用型人才。

6 結束語

將知識傳授與企業需求的能力培養融合在模具專業的人才培養方案中，融合到專業課程教育教學過程和實施中，將智能制造相關知識融入的專業課程教學種，用當今乃至以后所需的模具智能制造專業知識武裝學生的頭腦，提高學生的職業素養、職業能力和創新能力，為學生融入社會打下良好的基礎，也為高職模具專業教育健康、長遠發展提供保障。