工業互聯網背景下高職教育專業鏈與產業鏈對接研究

張慶鑫 張作川 劉增運

（菏澤職業學院，山東 菏澤 274000）

當前，我國經濟社會發展處于新舊動能轉換的關鍵時期，由于各種因素影響，經濟下行壓力增大，作為在國民經濟中占據絕對主體地位的工業經濟同樣面臨著全新的挑戰與機遇。在此背景下，我國將工業互聯網納入新型基礎設施建設范疇，以希望把握住新一輪的科技革命和產業革命，推進工業領域實體經濟數字化、網絡化、智能化轉型，賦能中國工業經濟實現高質量發展。隨著我國工業經濟規模的擴張，工業互聯網的發展也將迎來提速，同樣的，工業互聯網的推進也將進一步促進我國工業經濟規模的增長。

一、工業互聯網國內外發展現狀

2012年通用電氣公司首次提出工業互聯網的概念，自此，各國制造業迎來了智能化轉型的浪潮。在工業互聯網的發展應用方面，最具代表性和影響力的主要是中國、美國、日本和德國。這四個國家的制造業規模最大，而且均在積極推動工業互聯網賦能制造業智能化轉型，其各自在智能制造、數字經濟、互聯網信息服務等領域具有各自的優勢。

2014年美國成立“工業互聯網”聯盟，以期通過主導標準設立來引領技術創新、互聯互通、系統安全和產業提升。2012年提出“工業4.0”的概念并將其作為面向未來的十大項目之一。所謂“工業4.0”是延續第一次工業革命、第二次工業革命的概念，意指第四次工業革命。“工業4.0”的核心主要是利用網絡基礎設施，實現機器設備、產品設計、運行服務、生產管理、運營分析、售前售后服務、上下游供應鏈等互聯互通，實現對產品的全生命周期管理。互聯工業聚焦于智慧生活、工業基礎設施管理、智能制造、自動駕駛、醫療健康等領域。2015年7月我國首次提出推動互聯網與制造業融合，大力發展智能制造，加速制造業服務化轉型[1]。至“十四五”規劃發布，在國家政策推動下，我國工業互聯網從探索起步階段進入產業深耕、賦能發展新階段。目前已培育較大型工業互聯網平臺超過150家，平臺服務的工業企業超過了160萬家，接入設備總量超過7600萬臺套，全國在建“5G+工業互聯網”項目超過2000個。我國規模以上工業企業關鍵工序數控化率已經達到55.3%，數字化研發工具的普及率達到了74.7%，開展網絡化協同和服務型制造的企業比例分別達到了38.8%和29.6%，工業互聯網帶動制造業數字化轉型的作用明顯。

二、工業互聯網產業鏈及人才需求分析

1.工業互聯網體系架構下的產業鏈分析

2020年工業互聯網產業聯盟研究制定了《工業互聯網體系架構（版本2.0）》，工業互聯網體系架構2.0包括業務視圖、功能架構、實施框架三大板塊，形成以商業目標和業務需求為牽引，進而明確系統功能定義與實施部署方式的設計思路，自上向下層層細化和深入。業務視圖明確了企業應用工業互聯網實現數字化轉型的目標、方向、業務場景及相應的數字化能力。業務視圖包括產業層、商業層、應用層、能力層四個層次。工業互聯網業務視圖如圖1所示。

“產業層”主要闡釋了工業互聯網在促進產業發展方面的主要目標、實現路徑與支撐基礎。“商業層”主要明確了企業應用工業互聯網構建數字化轉型競爭力的愿景理念、戰略方向和具體目標。“應用層”主要明確了工業互聯網賦能于企業業務轉型的重點領域和具體場景。“能力層”描述了企業通過工業互聯網實現業務發展目標所需構建的核心數字化能力[2]。

工業互聯網主要由設備層、網絡層、軟件層、平臺層、應用層和安全體系六大部分構成。其中設備層和網絡層屬于產業鏈上游；平臺層和軟件層處于產業鏈中游；應用層處于產業鏈下游。工業互聯網產業鏈如圖2所示。

設備層主要包括智能終端，如傳感器、控制芯片、監測終端、RFID等；生產設備，如工業機器人、3D打印機、智能機床及其他智能設備等；嵌入式軟件，如：PLC、DSP、FPGA等；工業IDC，如工業服務器、工業存儲器、配套電源等。網絡層主要包括工廠內、外網，如互聯網、移動網、工業以太網、現場總線等。平臺層主要包括協同研發平臺、協同制造平臺、信息交易平臺、數據集成平臺等。軟件成主要包括研發設計、信息管理、生產控制等。應用層主要包括工業APP、工業大數據分析、垂直行業應用等。

2.工業互聯網產業鏈對應人才需求分析

2020年工業和信息化部人才交流中心發布《工業互聯網產業人才崗位能力要求》（以下簡稱“標準”），該標準聚焦工業互聯網8個方向主要崗位，分別是網絡、標識、平臺、工業大數據、安全、邊緣、應用、運營。給定了不同方向不同崗位的崗位職責以及需要具備的崗位能力要求。標準指出經過近幾年的建設和發展，工業互聯網的短板逐漸從缺市場、缺技術、缺政策轉移到了缺人才。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，目前缺乏涵蓋IT、工業、制造等多領域的復合型人才[3]，主要表現在兩方面。一是對于工業互聯網提供者而言，缺少大量懂工業互聯網研發、服務、管理的人才。二是對于工業互聯網應用者而言，同樣缺少懂工業互聯網使用、維護、管理的人才。工業互聯網人才缺乏帶來的直接影響：一是工業互聯網平臺縱深發展和橫向復制遇到瓶頸。二是嚴重影響了工業互聯網應用的深化。解決工業互聯網人才需求缺口問題主要依靠人才引進與人才培養兩種方式[4]。人才引進解決的是核心高端人才需求，但全球工業互聯網都處于起步階段，技術路線、商業模式等都處于探索階段，引進人才還存在對現狀環境的適應性問題。因此，解決人才問題關鍵是依靠人才培養。教育和培訓是人才培養的兩個主要手段，教育主要是培養未來工業互聯網工作人員，而培訓則針對現有從業人員提供服務。工業互聯網人才培養關鍵要實現多領域、多學科的協同，需要將工業行業各類經驗轉化為有用的知識，能夠從標準化的角度為人才培養提供指導。

三、工業互聯網背景下高職院校智能制造專業鏈轉型升級

從現有高校物聯網專業課程設置會發現以下問題。第一，高校基本上以《電子技術》《計算機技術》《信息化技術》《測控技術》《通信技術》《傳感技術》《物聯網基礎理論》等為基礎構建專業。第二，數據采集、自動化控制、是目前工業現場主要技術支撐技術，而各個高校設置甚少，出現數據斷層培養的學生也就無法為企業賦能。第三，拼盤效應明顯，物聯網專業的拼接，必須改造課程內容，把各個專業賦能到物聯網。第四，工業互聯網要賦能在工業上。也就具備了工業特征特色。各個高校物聯網專業看不出來任何工業互聯網特征。工業互聯網是支撐智能制造的一套使能技術體系。設備的互聯，數據采集，邊緣系統的搭建成為數據驅動企業智能制造轉型的重要支撐。智能制造專業群培養的人才側重于工業現場側的設備操作和技術應用，工業互聯網專業的設立必將極大地提升和豐富學生的知識結構，更好地貼近企業側技術需求，賦能企業。

智能制造專業鏈的轉型升級需從四個方面進行，一是升級方向要貼合工業互聯網場景應用，做到學以致用，為用而學。二是升級內容要對準國家要求的專業群建設。三是升級方面主要是工業互聯網的技術要求側，如邊緣計算、物聯網等。四是升級方法要注意避免不對稱性，避免遲滯。智能制造專業鏈轉型升級模型如圖3所示。

智能制造專業鏈轉型升級后需具備三個層次的課程內容，首先是基礎層級的課程，如中國特色社會主義理論體系概論、思想道德修養與法律基礎、形勢與政策、大學生心理健康等，幫助學生解決為什么學，學什么的問題。其次是專業層級課程，需包含專業基礎課、專業核心課、專業互選課等，面向多行業，縱深教學，形成標準化、模塊化的教學資源池。最后是實踐課程，打造校企平臺命運共同體，充分利用企業師資，深化現代學徒制人才培養模式。

分析工業互聯網產業鏈，可以明顯看出，工業互聯網的課程設計不是幾門課可以解決的，而是對應產業鏈呈現一定的層級，每一個功能結構都需要相應的課程去支撐，分析總結之后，設計課程如圖4所示。

根據課程層級，我們可以很容易的設計各層級對應的課程，如邊緣層，如圖5所示。

如通訊層，如圖6所示。

結語

“工業互聯網”概念自提出以來，在全球范圍內迅速得到認可，并成為工業企業特別是制造企業進行新一代科技變革和業務創新的重要利器。過去六年里，我國企業不斷加快工業互聯網的探索和實踐，使之逐漸發展為重要的基礎設施、關鍵的生產要素和持續的價值源泉。相信在不久的將來，工業互聯網會在高職院校開花結果，使高職院校成為工業互聯網的人才培育基地，實現工業互聯網產業鏈與專業鏈的無縫對接。