高職院校工業互聯網技術卓越人才培養體系研究

黨中華，翁政魁，毛 杰

(嘉興職業技術學院，浙江 嘉興 314036)

0 引言

工業互聯網作為推動全球生產力變革的關鍵基礎設施，近年來在技術上不斷突破。據中國工業互聯網研究院數據顯示，近五年來，工業互聯網創新發展工程覆蓋全國三百多個城市，有18萬家企業加入[1]，“5G+工業互聯網”在建項目超過1800個[2]，率先在電子設備制造、裝備制造、鋼鐵、采礦、電力等五大重點行業開展應用。在工業互聯網快速發展的同時，人才需求與日俱增。工業互聯網是ICT與OT技術融合的產物，在物聯網、大數據、區塊鏈、云計算、人工智能、5G技術等與控制技術、管理技術和應用技術等深度融合的過程中，需要既懂得工業運營、又了解網絡信息技術的跨界人才。

“勇于創新，追求卓越”是高職院校高素質技術技能人才培養的目標定位[3]，對工業互聯網人才分類是制訂培養計劃的前提。陳桂梅等基于人才分類理論將高職院校技術技能型人才分為卓越復合型(拔尖創新人才)和高素質專門人才[4]，將高素質專門人才作為人才培養的基本目標，卓越復合型人才作為拓展培養目標。雖然這兩類人才都是工業互聯網行業所需要的，但高職卓越人才更符合工業互聯網對人才核心素質的要求。

工業互聯網發展面臨技術、產業、創新三個層面的挑戰，高技能復合型人才的緊缺是目前面臨的最嚴峻的問題。實踐證明，要培養復合型人才，需要在政府的支持下，行校企協同建立產教融合的人才培養模式，構建適應產業發展需求的人才培養體系，才能實現人才鏈與產業鏈的有效銜接。

1 工業互聯網人才需求

縱觀工業發展史，每次工業革命都帶來了勞動力屬性的變化。在工業互聯網時代，機器代替了人工進行生產，未來工廠的員工崗位將主要圍繞生產流程的規劃、協調、評估等工作進行設置，工廠對員工的主要需求也由以前的生產變成了服務。

工業互聯網的崗位分布于產業鏈諸多環節。工業互聯網產業鏈結構可分為設備層、網絡層、平臺層、軟件層、應用層和安全體系等六部分。其中，設備層包括智能設備、智能終端、嵌入式軟件及工業數據中心；網絡層包括工廠內外通信網；平臺層指工業云平臺；軟件層包括應用軟件和生產控制軟件，是企業數字化賦能區；應用層包括行業應用、流程應用及數據應用；安全體系貫穿于產業鏈。從產業鏈劃分來看，設備層、網絡層位于產業鏈上游，應用層位于產業鏈下游，其余部分均歸入產業鏈中游(如圖1所示)。

圖1 工業互聯網產業鏈簡圖(根據前瞻產業研究院資料整理)

工業互聯網用人需求集中在平臺架構、平臺開發、工業APP開發、平臺維護、工業企業轉型解決方案規劃與實施等方面。相關崗位包括硬件開發、Python應用開發、大數據建模與分析、人工智能應用、服務器運維、數據安全管理等。崗位特點是需要人才既懂算法，又要懂制造。算法工程師們需要了解行業知識，需要到生產現場了解生產工藝流程、數據處理過程、設備運維狀況等，掌握工業互聯網應用的第一手資料，通過解決企業生產中遇到的問題，提高自己的業務能力。

《2020年工業互聯網人才白皮書》預計，2020年工業互聯網帶動的總就業人數將達到2810.90萬人；36個與工業互聯網相關的職業，占總職業數的2.4%，其中涵蓋專業技術人員、生產和生活服務人員、生產制造人員等[5]。

2 工業互聯網人才培養中存在的問題

目前，工業互聯網人才供給主要來源有兩類：一是來自傳統的互聯網企業人才，二是來自傳統的工業制造企業，而來源于這兩大方向的人才，相對于工業互聯網崗位要求，在知識結構、專業技能、創新實踐等應用方面都或多或少存在一定的欠缺。傳統的互聯網企業供給的人才，缺乏工業互聯網使用、維護和管理知識，而傳統工業制造企業供給的人才，則表現在對工業互聯網的研發、服務等方面知識欠缺。工業互聯網作為一個跨學科、跨領域的綜合性技術與應用系統，目前急需要的是IT、工業、制造等多領域的復合型人才。工業互聯網近幾年才發展起來，技術路線、商業模式等都在摸索階段，真正運營成熟的工業互聯網平臺非常少，整個工業互聯網行業都處于專業人才供給嚴重不足的狀態。

“5G+”是工業互聯網發展的主要特征，“5G+工業互聯網”產業人才培養存在以下問題與挑戰：

2.1 5G+工業互聯網發展的多維性、多元化需求，提高了人才培養的難度

工業門類多，企業所處的發展階段各不相同，對數字化的需求差異大；工業場景分散且碎片化，跨行業、跨領域融合應用困難；5G+工業互聯網跨界融合專業性要求高，運營商、設備商、企業間的行業壁壘較高；運營商、設備商對企業的業務流程和工藝流程不熟悉，難以滿足企業的產品和技術要求。同時，產業發展的多樣性也為人才培養提出了新要求。

2.2 5G+工業互聯網融合應用創新能力不足、商業模式不成熟，產業發展與人才培養脫節

據工信部統計數據顯示：2021年5G行業應用案例超過1.2萬個，覆蓋鋼鐵、電力、礦山、港口等20多個重要行業和有關領域，形成了一批可推廣的應用場景，成為推動經濟發展的新引擎。但距離為企業提供5G一體化解決方案目標還有較大的差距。目前，我國5G+工業互聯網商業模式尚不清晰，5G+工業互聯網市場需求沒有真正爆發，產品不易進行規模化復制推廣；5G+工業互聯網多元化盈利模式尚未形成，網絡投資建設模式有待進一步探索，產業生態有待進一步完善。人才培養模式創新是工業互聯網發展模式創新的組成部分，創新創業能力成為人才培養的重點。如何優化工業互聯網生態鏈，實現資源配置優化，完成產業鏈與人才鏈的對接，成為工業互聯網可持續發展的關鍵。

2.3 5G+工業互聯網關鍵核心技術有待突破，人才培養體系未形成

5G剛剛邁入商用階段，技術產業生態尚未完全成形，關鍵技術受制于人。如何提高企業技術研發和應用能力，提高高校教師的社會服務能力，培養學生對核心技術的應用能力，成為人才培養的著力點。

2.4 缺乏精通工業互聯網和5G融合應用的高端領軍人才，師資隊伍建設任務緊迫

工業互聯網應用領域廣泛，急需掌握行業知識、精通信息技術應用能力的復合型、專家型人才。目前，工業互聯網專業化人才緊缺問題較為突出，加大人才培養刻不容緩。如何培養名匠大師，建設高水平師資隊伍，培育工業互聯網卓越人才，成為工業互聯網健康、快速發展遇到的最緊迫問題。

3 工業互聯網技術卓越人才的培養體系

3.1 人才培養的目標定位

3.1.1 學歷層次和水平

在優勢特色專業的基礎上，開展高職本科人才培養試點，深化專業內涵建設，開展中高職一體化人才培養，提升高職院校人才培養層次和水平[6]。

3.1.2 教育教學標準體系

育訓并舉，建立與培養層次、類型對應的人才培養與教育教學標準體系，探索“雙高”群建設路徑，在職業院校人才培養改革發展中起引領和示范作用[6]。

3.1.3 國際競爭力

引進國外有代表性的專業標準、教學標準和課程標準，建設有國際水平的教育教學標準，為高水平院校建設提供國際化、專業性的解決方案[6]。

滿足區域工業互聯網產業人才多元化需求，注重學生個性化發展需要，以培養高素質技能型人才為基礎，以培養卓越技能型人才為重點，政校行企深度合作，實現人才培養與產業發展同步。以企業需求為主導，提升綜合素質、強化實踐能力，為地方經濟高質量發展培養復合、創新型人才。

3.2 人才培養規格

3.2.1 綜合素質

在數字經濟時代，工業互聯網卓越人才應該具備良好的政治素質、品德素質和心理素質，具有堅定正確的政治方向，擁護黨的領導，熱愛社會主義制度，有家國情懷；有理想有道德；具有積極樂觀的人生態度，自信自律自立，面對壓力和挫折有韌性；有事業心和責任感；有包容心，能聽取不同意見；誠信敬業，有工匠精神；敢于質疑，喜歡探索，勇于創新[7]。

3.2.2 知識結構

工業互聯網專業群知識結構涉及云(計算)、大(數據)、物(聯網)、(人工)智(能)、VR/AR、機器人、智能制造、工業互聯網與工業4.0等專業學科知識。工業互聯網平臺是工業互聯網架構的核心，相關知識包括工業4.0、云平臺、商業模式、物聯網、智能物流、企業信息系統等[8]。

目前，工業互聯網對人才的需求主要集中在工業互聯網技術與應用領域。工業互聯網應用人才，主要掌握工業互聯網對智能制造的賦能技術；工業互聯網技術人才，主要掌握技術工業互聯網平臺的應用開發與運維技術。

3.2.3 綜合能力

工業互聯網要求從業人員不僅需要懂IT技術，也要懂企業管理；既需要了解精益制造理論，也要懂供應鏈管理方法。工業互聯網卓越人才需要具備以下綜合能力(兩種以上)：

(1)懂企業生產經營管理

掌握工業工程(IE)、自動化控制等專業理論，熟悉工業生產流程，有生產車間工作經驗。

(2)掌握軟件應用開發技術

掌握一門以上主流開發語言，會使用軟件原型設計工具，如Axure等；能結合工業生產模型，自主進行軟件設計。

(3)會使用自動化設備

掌握基于PLC組態控制技術，掌握OPC、ModBus、ProfiBus、ITU等協議，會進行數據采集。

(4)有獨立咨詢能力

對從事銷售、現場實施等工作的工業互聯網前端人員，要求熟悉企業解決方案，會使用工業互聯網應用軟件，熟悉工業互聯網平臺基本操作，熟悉生產技術，熟悉生產現場(含生產流程)，能夠與生產技術人員進行技術交流；會分析生產經營數據，能夠擬定產品生產經營方案，能夠解決應用和咨詢過程中出現的實際問題等。

2020年發布的《工業互聯網產業人才崗位能力要求》，工業互聯網產業分為41個崗位，按照能力、知識、技能、工程實踐4個維度提出了產業人才的崗位能力要素，適用于通用型工業互聯網人才的培養，需要針對具體應用領域，學習行業知識，強化工程實踐能力，才能達到創新卓越型工業互聯網人才的要求[9]。

重慶大學將國家一流本科復合型人才的核心能力總結為 “5C”(Creativity，創新能力；Critical thinking，批判性思維能力；Communication，交流能力；Collaboration，合作能力；Continuous learning ability，可持續學習能力)，突出了學生的創新和學習能力，但對工程實踐能力重視不夠。我們認為高職工業互聯網復合型的核心能力可以概括為“1E4C”(Engineering practical skills，工程實踐技能；Cross-domain learning ability，跨領域學習能力；Creativity，創新能力；Communication，交流能力；Collaboration，合作能力)，強調培養學生在工業互聯網領域的工程實踐能力，鼓勵學生質疑、探索和創新。

對高職學生來說，具備某些突出的技術技能強項，成為某個領域或某個技術方向上創新能力特別突出的工業互聯網“短板”人才，譬如高級別技能競賽優勝者、技術創新能手、技能大師、能工巧匠等，也是工業互聯網卓越人才。

3.3 培養體系

工業互聯網發展需要復合型人才，高職院校是復合型人才培養的主體，承擔著復合型人才培養的重任，隨著新的生產方式、產業形態和商業模式的出現，復合型人才將出現供不應求的情況。國內學者對高等職業教育復合型人才培養開展了大量研究，也積累了一些實踐經驗，但目前還沒有成熟的模式可供借鑒。

齊水冰等針對職業教育特征，將高職復合型人才定義為具有“積極主動、團結協作、獨立思考、交叉融合、實踐創新”五維特征，具備創新、應用轉換等重要能力的技能型人才，構建了基于人才成長規律的分階段培養體系[10]。王章豹等基于工程哲學，提出了本科卓越工程人才培養的“五重”(注重系統、創新、實踐、人文和質量)體系[11]，強調了復合型人才培養體系的系統性、卓越人才的創新性特征。李云開等建立了農校水利工程卓越人才培養體系，為解決復合型人才培養中的學科交叉融合問題提供了實踐范例[12]。學者們普遍認為，加強多學科交叉融合、強化產學研協同創新，是培養復合、創新型人才的重要路徑。本科卓越人才培養體系對高職人才培養具有一定的借鑒意義，但其側重于對學生綜合素質的培養，不適用于高職學生以技術技能為主線的創新型人才培養要求。

結合浙江省雙高工業互聯網專業群建設和五年多的現代學徒制人才培養實踐，課題組提出了產教融合導向、科技孵化項目驅動、結構化課程體系、系統設計、分層分類實施的工業互聯網卓越人才培養框架(如圖2所示)。

圖2 工業互聯網技術卓越人才培養體系框架

3.3.1 分層培養，建立多元化、高標準、個性化的卓越人才培養體系

適應產業發展對卓越人才的新需求，探索高職本科教育，中高職貫通培養，打造區域人才培養的上升通道，提升高職院校人才培養的層次和水平。

針對產業發展對人才的新要求，結合國際化建設，通過借鑒、引進和創新等方式，建立工業互聯網卓越人才教育教學、國際競爭力、崗位能力(培訓)標準，開展職業培訓，建立與人才培養類型、層次對應的教育教學標準體系，使卓越人才培養體系于高起點運行。

堅持以學生為中心，實施現代學徒制等多種人才培養模式，試行卓越人才導師制等，為每一個學生提供成長成才的沃土。

在人才培養方案中融入“思政鑄魂”“勞動修身”“文化浸潤”等育人項目，建立以社會主義核心價值觀為引領，以踐行立德樹人為使命，以培養學生綜合素質為目標的全過程育人體系。

3.3.2 多維融合，打造跨專業、模塊化課程體系

針對工業互聯網對跨領域跨學科、復合型人才的需求特點和卓越創新型人才要求，圍繞工業互聯網專業群建設，構造“低層通用、中層分立、高層互選”的三層次、模塊化專業群課程體系。各專業結合卓越創新人才培養目標，課程體系分為專業課與雙創課兩個模塊，專業課模塊分為專業群共享課、專業核心課、專業拓展課、跨專業課程，雙創課模塊分為雙創核心課、雙創拓展課。雙創課程以企業孵化項目或者校內科創項目為載體，以創新性為引領，以成果為導向，可以單獨組課，也可以嵌入專業課程或實踐環節中。

以“三教”改革為抓手，提高教學質量。以企業生產、技能競賽和科創項目等為載體，在教學內容中納入新技術、新工藝、新規范，開發新形態教材，運用MR等信息技術，推進虛擬仿真教學資源建設。

以學生為中心，打造工業互聯網“金課”。以學生為中心，圍繞課程、課堂、實踐三個環節，開展以學生為中心的行動導向等教學，打造“互聯網+”教學課堂新生態，形成一批“金課”或“課堂革命典型案例”。

3.3.3 多元協同，創建共生共贏的產教融合模式

與工業互聯網產業頭部企業、骨干企業、特色企業組建產教融合聯盟，政行企校合作構建卓越人才培養的戰略發展平臺，實現資源共享、發展共贏。將產教融合基地建設成為生產性實習基地，實現卓越人才在崗實習提質培優。在政府支持下，校企合作探索工業互聯網產業學院的混合所有制運行機制，打造產學研訓創實體，形成可復制、可推廣的“卓越人才培養模式”。以產教融合工程項目、產教融合育人項目為載體，以現代學徒制人才培養為抓手，實現專業與產業銜接，打造以企業需求為主導的創新鏈。以教師企業實踐工作站等為載體，校企打造“匠師協同”師資隊伍，合作開展企業技術改造。以企業為主導建立雙創孵化基地，培養產業緊缺的創新創業人才。

4 工業互聯網技術卓越人才培養路徑

4.1 人才培養思路

培養高素質技術技能復合型人才，高職院校就要轉變人才培養模式，進一步強化學生的創新性、專業性、實踐性，完善創新人才培養機制。

4.1.1 跟蹤產業發展趨勢，聚力核心技術開發與應用

建立高能級創新平臺，提升學生的創新創業能力。在應用工業互聯網平臺的基礎上，重點瞄準產業未來發展領域，融合新一代信息技術、人工智能技術，在邊緣計算、智能感知、深度學習、工業互聯網安全等前沿領域推進數據驅動、智慧應用項目[13]。

4.1.2 創新協同發展模式，實現人才培養與產業發展同步

以企業需求為主導，政府、行業、企業、科研院所、高校多方主體建立“產業學院”、產教融合基地等“共同體”，實現技術研發、科技攻關、應用推廣、人才培養的協同發展[6]。

4.1.3 加強領軍人才培養，加大專門型技術技能人才培養力度

加強高層次人才及團隊建設，發揮領軍人才的引領及帶動作用，打造工業互聯網人才高地。以產教融合聯盟為紐帶，集聚院校企優勢資源，圍繞工業互聯網發展過程中的短板、緊迫性問題，以企業為主導，面向特定領域，結合專用技術平臺，針對專項技術，培養企業急需的專門人才，加快工業互聯網科創人才梯隊建設。

4.2 人才培養路徑

4.2.1 建立“1+X+N”資格認證平臺

構建工業互聯網人才資格認證平臺，引導相關專業學生或者相關崗位技術人員學習工業互聯網知識，提高應用工業互聯網技術解決實際問題的能力。

工業互聯網“1+X”證書主要培養學生或從業人員的崗位基本技能，系統而基礎；由工業互聯網龍頭企業提供的“N”證書包含了崗位技能中的專項能力資格或高級能力資格，主要用于崗位技能培訓，以企業從業人員為主要培訓/認證對象。

“1+X+N”認證資格平臺的推廣需要建立崗位準入/晉升制度，例如通過工業互聯網人才資格認證才能上崗或者享受相關優惠待遇，管理崗位人員晉升也應通過相應級別的資格認證等。這樣可以提高從業人員的素質。

4.2.2 實施“工業互聯網技術卓越人才實踐基地”計劃

為提高卓越創新人才的針對性，需要專門的工業互聯網技術卓越人才實踐基地和培養計劃，以高等職業院校為建設主體，聚焦特定產業，由企業和高校共同成立專家組管理和運行。校企共同制定人才培養方案，以產業需求為主導選擇合作項目，政府提供優惠政策與資金支持，由政產學各方聯合成立專家組負責基地認證、考核評估。根據卓越人才培養的實際需要，工業互聯網技術卓越人才實踐基地既可以由企業主導建設，也可以作為產教融合項目立項建設[14-18]。

4.2.3 多元跨域共建工業互聯網專業群

高職院校培養跨學科、跨領域的工業互聯網復合型人才，必須由相應專業組成專業群。從培養全產業鏈人才梯隊出發，突破學科專業間的壁壘，打破高校內部的行政壁壘，匯集工業互聯網產業鏈上下游對應的人才培養專業，將軟件工程、物聯網、企業管理、產品設計、機器人、裝備制造、自動化控制等學科或專業融合，根據區域產業發展需求，政校行企多元協同，打造適應卓越人才培養要求的工業互聯網專業群。

4.2.4 建設行業龍頭企業引領的工業互聯網產教融合示范基地

依托大院、名企和產業園區建設一批產學研用創工業互聯網人才培訓基地，提高現代學徒制人才培養的崗位適應性；設立工業互聯網人才教育培訓專項基金，對于開展工業互聯網相關培訓的機構給予一定補貼；匯集多學科專家學者和業內資深人士，引進國際化師資力量，構建工業互聯網培訓師資庫；擴大工業互聯網社會培訓項目和規模，開展智能機器運維、人機交互設計等專項技能培訓；校企合作開展工業互聯網專門人才培養[19-21]。

4.2.5 建設跨界共生的校企合作共同體

高職院校依托人才培養優勢，與行業龍頭、骨干企業以產業學院、科研平臺等形式，建立跨界共生、利益共享的校企合作共同體。對高職院校，一方面可以強化自身影響力和對企業的吸引力，著力提升行業企業參與合作的積極性；另一方面，可以充分發揮自身的科研優勢，助力企業解決發展過程中的難題。

還可以依托產教融合工程、產教綜合體等，在體制上大膽突破，院校以場地、技術等入股，吸引企業投資或引入投資基金，共同組建運營實體，建立企業化的運行制度，實現產教融合載體的“自我造血”功能。在這種合作形式中，院校提供場地，教師和企業技術人員共同研發產品，并借助實體公司進行成果轉化；另一方面，合作企業可與院校共建區域技術服務中心，其完善的技術體系和培訓資源可以作為教學資源與學院共享，共同培養的學生也能快速地掌握企業產品核心技術，作為企業的儲備人才。對企業而言，借助產教融合平臺的影響力，可以將業務拓展到行業細分領域，開拓新市場。

校企合作共同體育人機制，實現了以產助學、以研促產、學訓結合、訓創融合，實現人才鏈、產業鏈、創新鏈的有效銜接。

4.2.6 推進多元參與、雙元育人的現代學徒制人才培養模式改革

開展“現代學徒制”“企業新型學徒制”人才培養，滿足工業互聯網產業當前和未來發展對高技能復合型人才的需求。

加強工業互聯網生態建設，深化現代學徒制人才培養模式改革。依托省級工業互聯網專業群，建設高水平示范性實訓基地、高能級產學研創集成平臺，以校企共同體為重點，建設工業互聯網多元參與的協同育人生態。結合工業互聯網卓越人才培養要求，從載體建設、校企合作方式、合作項目、培養方案、教學方法與手段、實施與考核、體制機制等方面進行創新，以科創項目或企業孵化項目為載體，實施企業主導的復合型、創新型人才培養。

建設結構化教學團隊，提高人才培養質量。建立校企“雙導師”制度，完善校企人員雙向交流機制，促進學校與企業人員雙崗互聘，校企共建課程，聯合開展技術開發。建立教師企業實踐工作站制度，通過教師參與企業生產管理各環節，提高專業技術水平。建立行業領軍人才、高級別技能大師、能工巧匠等高層次企業導師的選拔引進機制，提高企業導師教學水平，構建“匠師協同”的教學團隊。

解決學徒身份問題，提升內生動力。同管理部門共同制定和完善有關法律法規，通過校企合作協議，保障學徒在頂崗實習期間的各項基本權利、福利待遇，增強學徒身份的吸引力，提升現代學徒制的內生動力。

4.2.7 建設名師引領、匠師共導的項目工坊

圍繞培養工業互聯網技術技能型卓越人才這一首要任務，匯集院校和合作企業的優勢資源，利用學校的場地、師資和企業的設備、技術等有形和無形資產，校企共建工業互聯網創新項目工坊。以合作企業的研發項目、孵化項目為載體，開展創新實踐教學，重點培養學生的崗位綜合技能。項目工坊將企業項目、生產過程和商業模式引入課堂，是企業生產和研發機構的延伸。對學生，通過參與校企合作項目研發，學習新技術，開發新產品，實現成果轉化，申請國家專利，實現卓越人才創新能力培養目標。對教師，通過參與校企合作研發，了解企業需求，提升專業能力，還可將合作項目轉化為教學資源，實現了雙師素質培養目標。基于項目工坊的“產教研創”人才培養模式，以工業互聯網卓越人才培養為中心，從企業產品生產(項目研發)、科技成果轉化、教學資源建設和學生崗位實習四個環節，形成閉環運行模式，并以螺旋式上升的方式推進人才培養向更高階段發展。

5 結語

隨著地方產業轉型升級，高職院校要強化服務意識，主動服務國家戰略需求、主動服務行業企業需求，要根據工業互聯網產業發展對人才的新要求，創新產教融合育人機制，推進人才培養模式改革，強化學生的實踐能力、提升創新能力和國際競爭力，構建創新卓越人才培養體系，為工業化互聯網產業發展提供人才支撐和技術支持。

目前，工業互聯網還處于初級階段，尚未形成相應的成熟的復合、創新型人才培養模式。卓越人才培養既是產業發展的迫切需求，也是雙高建設的必然選擇。卓越人才的培養以成果為導向，以實現創新突破為目標。首先，在師資隊伍建設上尋求突破，打造一支能夠勝任卓越人才培養的“雙師雙能”師資隊伍。其次，在產教融合模式創新上尋求突破，建設綜合性、實體運行的卓越人才培養校企協同平臺。最后，在國際交流合作上尋求突破，借鑒、引進國外相關教育教學標準，結合區域產業發展需求和人才培養實際，形成可推廣、可復制的卓越人才培養方案和標準[6]。