職教本科院校開設智能機器人應用工程專業(yè)探析

李書閣 趙鵬舉 謝光輝 孫文成

[摘要]? 智能機器人已經成為當今世界各國科技發(fā)展的戰(zhàn)略重點之一，2019年教育部開展了本科層次高等職業(yè)教育試點，將智能機器人應用工程專業(yè)作為新專業(yè)試點，具有重要的戰(zhàn)略和實踐意義。通過分析行業(yè)需求及人才供給，分析智能機器人行業(yè)需求崗位及能力要求，提出了本科層次高等職業(yè)教育試點中開設智能機器人應用工程專業(yè)，并給出了專業(yè)設置定位與內涵、人才培養(yǎng)目標、主要職業(yè)能力、就業(yè)崗位等，為各個職業(yè)教育本科試點學院提供參考。

[關鍵詞]? 職教本科;智能機器人;專業(yè)開設

[中圖分類號]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2021）30-0174-02

一、引言

近年來，教育部開展了本科層次高等職業(yè)教育試點，第一批15所院校已經于2019年招收了第一屆學生，第二批試點6所院校于2020年9月招生，其中公辦職業(yè)院校南京工業(yè)職業(yè)技術學院將成為國內第一所公辦職業(yè)教育本科試點。開展本科層次高等職業(yè)教育試點，實現專業(yè)設置與產業(yè)需求對接，是落實《國家職業(yè)教育改革實施方案》的重要舉措，對加快培養(yǎng)服務經濟社會發(fā)展的高素質勞動者和技術技能人才具有重要意義。

二、開設智能機器人應用工程專業(yè)的分析

（一）國家對智能機器人的高度重視和支持

截至2019年上半年，全國共計有36個城市把智能機器人產業(yè)作為當地重點發(fā)展方向。以2020年為限，其中深圳預計智能機器人產業(yè)增加值將達到2000億元，廣州、重慶、南京、湖北將產業(yè)規(guī)模目標定在1000億元以上，上海、東莞等地則是超過500億元[1]。

（二）智能機器人產業(yè)發(fā)展與人才需求

由于智能機器人產業(yè)涉及與物聯(lián)網、人工智能以及大數據等技術的融合，應用范圍廣泛，需要既懂工業(yè)設計、心理又會技術的復合型人才，因此更加需要有標準人才培養(yǎng)體系來培養(yǎng)人才。在成渝地區(qū)雙城經濟圈乃至全國機器人及人工智能產業(yè)發(fā)展最具活力的其他區(qū)域，都存在核心技術短缺、產業(yè)發(fā)展低端、復合人才短缺等問題，一定程度上制約了機器人產業(yè)的快速發(fā)展，亟須建立機器人技術型高端人才培養(yǎng)體系，開展職教本科層次的機器人人才培養(yǎng)教育，推動機器人產業(yè)科技創(chuàng)新能力的提升和產業(yè)的轉型升級。

（三）機器人相關專業(yè)在我國教育行業(yè)的發(fā)展

截至2020年3月，全國高等職業(yè)院校中開設工業(yè)機器人技術專業(yè)的學校有600多所，同樣定位機器人工作站系統(tǒng)集成與改造的方向[2]。

2019年教育部研究確定增補《中等職業(yè)學校專業(yè)目錄》外46個新專業(yè)，其中信息技術類下增加服務機器人裝調與維護專業(yè)，在加工制造類下增補工業(yè)機器人技術應用專業(yè)。

基于以上分析，全國在智能機器人應用方面的需求大，但是目前沒有相對應的技術專業(yè)開設。

三、智能機器人應用工程專業(yè)設置

（一）崗位職業(yè)能力分析

智能機器人是較為復雜的機電一體化設備，集機械設計、伺服控制、軌跡規(guī)劃、控制算法、傳感器技術等于一身，在使用過程中其研發(fā)、設計、制造、安裝、調試、操作、維護等工作需要大量的專業(yè)技術人員，隨著機器人應用的日益廣泛和裝機容量的直線上升，對這類技術人員的需求也變得越來越迫切[3][4]。機器人各類企業(yè)在招聘員工時對本崗位能力需求如表1所示。

（二）專業(yè)定位

本專業(yè)培養(yǎng)德、智、體、美、勞全面發(fā)展，具備良好的科學文化素養(yǎng)、職業(yè)道德和現代工程師的基本素質，掌握機械、電子、控制、人工智能等機器人相關基礎理論知識，具備機器人編程、安裝、調試、操作和維護的專業(yè)知識和專業(yè)技能，具有較強的創(chuàng)新意識、工程規(guī)范意識和實踐動手能力，能從事智能機器人相關的產品研發(fā)、系統(tǒng)集成設計、編程調試、操作應用、系統(tǒng)維護、產品銷售等工作的高端發(fā)展型、復合型和創(chuàng)新型的高層次技術技能人才。

（三）主要職業(yè)能力

1.掌握與機器人相關的機械、電子電氣、控制、嵌入式系統(tǒng)、軟件、傳感器、人工智能等專業(yè)知識和技能。

2.掌握ROS下編程開發(fā)能力，精通C++/Python語言等編程語言。

3.掌握感知、決策、控制等某領域的基礎算法，如Bayes，Yolo，A*，PID等算法。

4.掌握圖像、模式識別、視覺、機器學習、神經網絡等算法的應用。

5.掌握AutoCAD、Solidworks、Protel、Labview、RobotStudio等專業(yè)軟件的使用方法，具有較好的專業(yè)英語應用能力。

6.具有機器人及其應用系統(tǒng)的方案設計、安裝調試、檢測、運行維護的能力。

7.具有分析問題、提出方案并解決實際問題的能力，具有一定的工程規(guī)范意識和創(chuàng)新能力。

（四）就業(yè)面向

初始崗位：機器人測試工程師、機器人集成應用工程師、機器人軟件工程師、機器人ROS開發(fā)工程師、Python應用開發(fā)工程師、機器人系統(tǒng)平臺運維工程師。

提升崗位：機器人設計研發(fā)崗位、機器人本體研發(fā)工程師、機器人硬件工程師、機器視覺應用開發(fā)崗位、智能穿戴應用開發(fā)崗位、無人/自動駕駛研發(fā)崗位、SLAM應用開發(fā)崗位。

（五）核心課程與實習實訓

智能機器人應用工程專業(yè)開設的核心課程有機械設計及仿真、單片機原理與應用、電機及控制技術、傳感器與檢測技術、人工智能技術、機器人集成應用、ROS原理及編程。

在實習實訓方面，在校內進行程序設計、ROS實訓、人工智能技術實訓、機器人仿真實訓;在機器人本體制造企業(yè)、系統(tǒng)集成設計和安裝調試企業(yè)以及機器人系統(tǒng)應用企業(yè)進行機器人集成應用實訓和頂崗實習。

四、結論

綜上所述，我們在職業(yè)教育本科試點學校開設智能機器人應用工程專業(yè)，既可以適應社會對智能機器人技術專業(yè)人才需求的變化，又可以解決機器人產業(yè)的飛速發(fā)展與機器人人才供給不均衡的矛盾。該專業(yè)的開設既可以優(yōu)化智能機器人技術專業(yè)人才結構，提升職業(yè)教育畢業(yè)生綜合素質，彌補行業(yè)人才缺口，又可以提升職業(yè)學院的辦學層次。因此，對于高職院校開設智能機器人應用工程專業(yè)并進行相關專業(yè)人才的培養(yǎng)，既是機遇也是挑戰(zhàn)。

參考文獻：

[1]佚名.智能機器人必須告別“大躍進”模式[J].新潮電子，2016（6）：98-103.

[2]張艷霞，王登峰.智能制造背景下工業(yè)機器人技術專業(yè)培養(yǎng)方案探析[J].管理工程師，2016，21（1）：68-71.

[3]李國棟，吳春富，謝煌生.應用型本科院校機器人實驗室建設方案研究[J].龍巖學院學報，2015（2）：115-118.

[4]喬貴方，劉娣，張穎，等.工業(yè)機器人控制技術課程實踐教學遞進式項目化教學設計[J].中國教育技術裝備，2019（6）.