新基建背景下工業互聯網工程專業應用型人才培養方案制訂的思考

周顯春 沈 濤 鄒琴琴 肖 衡 高華玲

（三亞學院信息與智能工程學院，海南 三亞 572022）

0 引言

2020年，工業和信息化部在《關于推動工業互聯網加快發展的通知》（工信廳信管〔2020〕8號）提出工業互聯網新基建主要包括工業互聯網、標識解析體系、工業互聯網平臺、安全態勢感知平臺、工業互聯網大數據中心等[1]。目前，我國工業互聯網人才缺口很大。據2017年《制造業人才發展規劃指南》分析數據顯示，到2025年，十大重點領域中的工業互聯網產業相關人才缺口預測達到1400萬。工業互聯網發展涉及工業技術、信息技術、物聯網通信技術，尤其在制造業領域，對技術人才提出了更高的要求：既要懂工業操作技術（OT），又懂計算機信息技（IT）。

社會需求決定高校人才培養的方向。隨著“新基建”的加速，國務院、工業和信息化部在2016年、2017年、2020年分別印發《關于深化制造業與互聯網融合發展的指導意見》（國發〔2016〕28號）、《關于深化產教融合的若干意見》（國辦發〔2017〕95號）、《關于推動工業互聯網加快發展的通知》（工信廳信管〔2020〕8號），通過國家政策引導企業和其他社會力量與高校深度融合，以產學研用方式培養發展工業互聯網網絡、平臺、安全所需要的創新復合型工程技術人才。

1 新基建背景工業互聯網發展的重要意義

當前，第四次工業革命興起，產業格局面臨重組，企業競爭日趨激烈。大部分企業都面臨管理不精細、生產資源沒有合理利用、企業生產效率偏低、科技原始創新能力不足等問題，借助新一代信息技術的力量破解眼前困局已經成為行業共識。工業互聯網通過供、產、銷一體化管理，產品驅動升級為數據驅動，基于工業互聯網大數據的采集與集成、傳輸、分析與預測、決策優化，破解行業痛點，優化工業產業鏈效率，塑造新一代的智能制造和柔性化服務體系。

2 培養方案設計思路

在人才培養方案制訂過程中，嚴格落實《普通高等學校本科專業類教學質量國家標準》要求[2]，分析工業互聯網2020版人才崗位能力要求，立足培養特色，主要考慮如何確保人才培養效果達到企業需求，如何融合“1+X”標準，如何提升人才SAP ERP應用能力，如何實現人才培養過程的持續改進4個問題

2.1 基于新工科的“OBE”理念

以專業職業能力為發力點，以學生為中心，全方位育人，明確專業定位與培養特色，遵循“反向設計與正向實施”原則[3]，通過構建以學習者為中心的教學體系，夯實教學支撐條件，創新培養模式，持續改進，全面提高人才培養質量，設計思路如圖1所示[4]。

圖1 基于OBE方案設計思路

2.2 融入“1+X”證書體系

截至2012年12月，教育部先后公布了4批共有446個職業技能參與“1+X”證書制度試點。“1”為學歷證書，充分體現了學生的理論知識、能力；“X”為若干職業技能等級證書，反映持有人從事職業活動和未來職業發展的綜合能力[5]。《國家職業教育改革實施方案》（國發〔2019〕4號）明確指出，在新基建背景下，為了培養更多的合格產業技術技能人才，助力產業結構更新換代，應用型本科院校應逐步擴大學歷+若干職業技能等級證書，旨在推進應用型高校建設與創新創業人才培養，提高產業技術技能人才的質量，強力緩解人才供求不平衡矛盾。因此方案的制訂應該以2020年版《工業互聯網產業人才崗位能力要求》為依據，構建“三體五層”架構，立足學校辦學定位和學科建設前期成果，主要聚焦了8個崗位中的網絡、工業大數據、邊緣、應用4個方向，在課程內容制定過程充分吸收了物聯網技術、工業大數據、工業App、邊緣計算應用、智能機器人的開發與應用、產品營銷等10多項職業證書考核標準要求和內容設計。

2.3 嵌入SAP ERP培養

SAP ERP是由德國企業開發的企業資源計劃系統，以工業數據驅動為主線，吸收供應、生產、銷售一體化思想，為企業提供原材料供應、產品生產、銷售與個性化服務過程的分析與預測、決策優化管理平臺，優化工業要素配置，提高資源利用率，增加企業的利潤。為了滿足個性化功能需求，還可以組織技術人員進行再次開發[6]。隨著工業行業數字化業務白熱化，企業轉型加快，快速發展的國內外的大中型企業、大型跨國公司都對SAP ERP相關技能人才需求激增。大型企業，尤其是制造、建筑、能源行業，為了避免在工作中自己培養的SAP人才培養周期過長和雇傭員工流失率大，與應用型高校的工業互聯網專業通過產學研模式的定向培養及國家創新的教育模式完成SAP數字化人才培養。在人才培養方案中，結合高校學科基礎和企業對人才能力基本要求，從大一暑假開始引入SAP ERP的課程內容，包括ERP基礎課程SAP S/4HANA、基礎編程實踐SAP ABAP、會計信息系統SAP AIS、大數據分析SAP HANA、商務智能分析SAP BO等十二部分的前六個部分，大四上半年導師制輪崗實習，大四下半年進行認證考試和轉正，可以培養符合企業培養要求的專業SAP ERP人才。此外，該合作方式還通過開展師資培訓與能力培養、課程體系和課件聯合開發、定期舉行學術會議和交流研討會，考核合格可以頒發課程培訓證書，企業和高校發揮各自優勢，聯合培養一支優秀的、由企業和高校組成的ERP教師團隊。

3 基于O B E的人才培養方案制訂

3.1 專業定位

堅持應用型教育定位，培養工業互聯網技術技能型人才。立足學院的學科定位和辦學特色，緊扣培養應用型人才，堅守“讓學生更好地走向社會”的辦學使命，引導學生踐行“走進校園的目的是為了更好地走向社會”育人理念[7]，以國家、社會、行業、家長、學生的需求為導向，以培養職業就業能力為抓手，以培養創新、創業、工程實踐能力為切入點，以培養工業互聯網工程實踐能力為重點，厘清工業互聯網人才的分類，分析2020年版《工業互聯網產業人才崗位能力要求》，融合“1+X”職業技能標準，培養復合型工程技術人才隊伍。

3.2 專業培養目標

培養具有良好的人文科學素養、職業道德、工程素質、社會責任感、創新意識和精益求精的工匠精神[8]，熟練掌握物聯網、大數據領域的基礎知識和技術，具備工業互聯網技術領域中的感知層信息采集、工業數據安全傳輸、邊緣網關計算、工業現場數據上云、數據分析、工業App開發、平臺運維和可持續發展的能力，能夠在工業企業、工業互聯網平臺企業、網絡運營商部門從事工業互聯網網絡運維與應用、智能感知、分析預測、決策優化、應用開發、產品營銷與服務等工作，培養滿足工業企業技術創新與轉型升級發展需求的復合高級應用型人才。

3.3 方案制訂的流程

通過對杭州、寧波、成都、重慶、北京等多家企業和工業互聯網實驗室進行實地考察、座談、問卷調查，了解企業對人才的需求，梳理了制造企業對人才的知識、能力、素質要求；借鑒了兄弟院校已有的自動化、智能制造等專業人才培養方案和經驗，初步確定專業培養目標、畢業達成度和專業定位，構建了完成畢業達成度的通識課+專業基礎課+專業核心課+專業方向課四位一體課程體系，建立了實訓實踐虛擬實驗室的建立。圍繞知識、能力、素質3條線逐步細化了課程內容的設計。第1～2學期以上公共課+數學類課為主；第3～6學期的5個學期的教學內容以工業實際場景項目為主，課程前后順序滿足工程知識、能力銜接要求；在第6學期學生可以根據興趣、職業期望、專業教師的建議選擇一個職業發展方向；大四，進入企業頂崗實習，對學生實習采用集中+分散方式，在大四上學期要求學生開始畢業設計，企業、學校教師雙指導和監督，畢業前后4周進行畢業答辯。暑假、寒假短周期進行專業認知、專業實習、企業實踐。方案制訂流程如圖2所示[9]。

圖2 方案制定流程

3.4 人才培養方向

專業有工業互聯網邊緣計算、軟件應用開發兩個培養方向，工業大數據處理和SAP ERP是學生必備的知識與技能，其中工業大數據處理技能包括智能網關技術應用、工業大數據分析與應用、工業智能技術與應用，完成了工業數據獲取、傳輸、挖掘與分析、智能決策。大三下學期開始安排3門不同方向的課程，邊緣計算開設了機電一體化技術與應用、現場總線及工業控制網絡技術、邊緣分析應用企業實訓，工業App開發開設了工業App設計與開發、工業數字孿生建模與應用、工業應用開發企業實訓。基于工業互聯網平臺，以Java、C語言為開發基礎，以物聯網通信技術為橋梁，把邊緣智能計算、運動控制技術、傳感器與自動檢測技術、工業智能技術與應用作為方向課的專業課基礎和專業核心。

4 結語

隨著技術、市場越來越成熟，工業互聯網缺人才短板已經制約了企業數字化、信息化、智能化，培養符合工業互聯網產業需要的新型人才成為高校的責任。在新工科的背景下，以2020年版《工業互聯網產業人才崗位能力要求》為依據，基于OBE理念制訂融入“1+X”證書的特色鮮明工業互聯網工程專業應用型人才培養方案。圍繞“中國制造2025”，借助制造業發展的機遇期，滿足工業互聯網行業發展和人才日益緊迫需求，立足學校定位，逆行設計，科學、合理規劃人才培養目標和畢業達成度，制定完備的課程體系和全方位的畢業要求達成度評價體系，加強工業互聯網師資隊伍建設，著力培養特色，精心打造“金課”，精準培養復合型工程技術人才隊伍，實現中國工業制造大國向中國智能制造強國、中國速度向中國質量、中國產品向中國名片轉變。