與1+X焊接機器人編程與維護職業技能標準相銜接的課程建設研究

吳葉軍，張 鑫，史維琴，姜澤東，趙漢宇

（常州工程職業技術學院 智能制造學院，江蘇 常州 213164）

引言

2019年國務院印發了《國家職業教育改革實施方案》（以下簡稱“職教20條”），在“職教20條”中指出“發揮標準在職業教育質量提升中的基礎性作用。按照專業設置與產業需求對接、課程內容與職業標準對接、教學過程與生產過程對接的要求，完善中等、高等職業學校設置標準，規范職業院校設置”。“深化復合型技術技能人才培養培訓模式改革，借鑒國際職業教育培訓普遍做法，制訂工作方案和具體管理辦法，啟動1+X證書制度試點工作”［1］。國家從政策層面鼓勵學校開展1+X證書試點工作，鼓勵學生一方面獲得學歷證書，另一方面積極考取相關1+X職業技能等級證書［2］。目前教育部共發布了4個批次的1+X職業技能等級證書名單，其中，和智能焊接技術專業相關的職業技能等級證書有“特殊焊接技術”和“焊接機器人編程與維護”，結合常州工程職業技術學院智能焊接技術專業以手工焊接為基礎、以機器人焊接為主導的策略，本文探索了將1+X焊接機器人編程與維護職業技能等級證書標準融入課程教學內容體系，開展1+X焊接機器人編程與維護職業技能等級證書的培訓及考證。

一、焊接機器人編程與維護職業技能等級證書

焊接機器人編程與維護職業技能等級證書是教育部1+X第四批試點證書。證書職業技能等級標準由評價組織——寧波摩科機器人科技有限公司制定發布，主要分為初級、中級、高級三個級別。適用于焊接機器人編程與維護職業技能等級對應的培訓、考核與評價和相關用人單位的人員聘用、培訓與考核。

（一）面向崗位及技能要求

初級：主要面向制造業金屬加工、裝備制造、系統集成領域等相關企業，從事焊接機器人系統的安裝、調試、編程、維護等相關工作。技能要求：能按任務要求完成焊接機器人系統的選型、配置；完成系統安裝調試、編程操作；根據維護手冊完成設備維護保養。

中級：主要面向制造業金屬加工、裝備制造、系統集成領域等相關企業，從事焊接機器人系統的安裝、調試、編程、維護、設備管理、銷售與服務等相關工作。技能要求：能按任務要求，完成焊接機器人系統的離線編程、高級編程、外部軸添加、工藝調控、焊縫檢測、設備聯調及根據維護手冊完成設備故障預判處理和故障處理。

高級：主要面向制造業金屬加工、裝備制造、系統集成領域等相關企業，從事焊接機器人系統調試、編程、技術開發、運維、項目管理、銷售與服務等相關工作。技能要求：能按任務要求，掌握視覺焊縫跟蹤功能應用的方法與技巧；掌握焊接智能化多機聯動應用的聯調與編程；完成系統集成的工藝分析、方案設計、工裝設計、電控設計；使用焊接數字化管控系統進行生產運營管理，根據采集數據分析、優化生產過程，溯源生產制程。

（二）適合院校和專業

焊接機器人編程與維護職業技能等級證書適合中職院校、高職院校和應用型本科院校，適合智能焊接技術、材料成型及控制技術、工業機器人技術、機電一體化技術、機電設備技術、工業過程自動化技術、智能制造裝備技術、海洋工程裝備技術、船舶動力工程技術、機械制造及自動化、機械設計與制造、船舶工程技術、特種加工技術、機械裝備制造技術、電氣自動化技術等專業。

二、焊接機器人崗位需求分析

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》提出培養高素質技術技能人才、能工巧匠、大國工匠對傳統制造業的轉型升級發展至關重要。黨的十九大報告指出要“弘揚勞模精神和工匠精神”［3］。我國裝備制造產業逐步進入了自主創新、智能化和自動化生產，焊接作為裝備制造領域的關鍵工序，焊接機器人、激光復合焊接技術在車輛軌道、造船等行業得到廣泛應用，推動了中國高端制造技術的發展。

由中國電子協會組織編寫的《中國機器人產業發展報告（2022年）》指出，我國各行業工業機器人的使用占比分別為：弧焊占16%、點焊占15%、物料搬運占13%，裝配占22%、噴漆占3%、鑄造占3%、沖壓占3%、上料卸料占15%，碼垛、檢測、研磨拋光和激光加工等復雜作業占10%。由此可見，焊接機器人崗位需求較高，開展焊接機器人編程與維護職業技能等級證書試點工作非常有必要。

現有的焊接技術技能人才不能滿足自動化、智能化焊接機器人新崗位需求。大多數焊接技術人員仍然憑著多年經驗從事傳統焊接工作，無法支撐船舶制造、新能源汽車、電力裝備、交通軌道等產業實現自動化、智能化轉型升級需求。

自2015年起，我校焊接專業對接“中國制造2025”，將機器人焊接技術等自動化技術細化到人才培養方案中，全面升級“能操作焊接機器人、能編寫機器人焊接程序、能編制機器人焊接工藝、能檢測機器人焊接質量”的焊接高端人才培養規格，抓理念、升規格、建專業、改課程、促融合，形成了“四化賦能、四勁培育、四能升級”的高職焊接高端人才培養范式。

三、與焊接機器人編程與維護銜接課程體系的構建

（一）考核站點的建設

考核站點包括理論考場和實操考場，理論考核場地不少于60平方米，考核場地能滿足不少于30人進行理論考核。理論考場計算機要求可正常訪問互聯網，固定IP地址，需要配備監控系統，不少于2路攝像頭，像素不低于500萬，硬盤不小于1TB，配有錄像機和交換機，帶顯示器。

實操考核場地不少于120平方米，至少6套焊接機器人工作站。每套工作站至少包含焊接機器人、焊槍、送絲機、焊接電源、清槍剪絲機、柔性工作臺、氣體裝置、安全防護等，需要配備監控系統，不少于2路攝像頭，像素不低于500萬，硬盤不小于1TB，配有錄像機和交換機，帶顯示器。

（二）師資隊伍建設

專職考核團隊不少于3人和技術服務團隊不少于5人；或經過師資培訓后，本單位的考核師不少于3名，且對應的企業考核師不少于5名。

（三）標準化貫通，重構課程體系

分析機器人焊接操作崗位新技術發展和激光焊接技術等高端技術應用需求，遵循“學徒—焊工—機器人弧焊工—國際焊工”的職業成長規律，融入弧焊機器人焊工標準新要求，新增機器人焊接基礎技術模塊和機器人激光焊接等智能焊接高端技術模塊，整合手工焊接基本操作技能及焊接工藝基礎技術模塊，構建以智能焊接高端技術為引領，以手工焊接、焊接工藝、機器人焊接技術為基礎技能技術的專業課程體系。

對接1+X焊接證書、《焊工國家職業技能標準》、ISO9606（國際焊工考核標準），設置從平焊、立焊、橫焊到仰焊，技能由低到高、能力逐級提升的“焊接基本技能”課程學習模塊（一基）。圍繞焊接工藝、焊件產品、焊接設備等焊接工藝應用領域，貫通美國ASME、GB/T150、NB/T47014等國內外標準要求，設置從編制焊接工藝規程到產品質量檢驗的“焊接工藝技能”課程學習模塊（二基）。對接《弧焊機器人從業資格操作規范CWA1.5》《ENISO5817》等機器人焊接標準，融入“嘉克杯”國際焊接大賽和全國機器人焊接技能大賽的比賽標準，開發“機器人焊接基礎”“機器人弧焊技術”“機器人激光焊技術”“焊接自動化技術”等機器人焊接高端技術課程。

（四）焊接機器人編程與維護職業技能等級要求融入課程教學內容

雖然機器人焊接是人控制機器人進行焊接，但是學生必須以傳統的手工焊接工藝知識為基礎，因此我校在智能焊接技術專業的“機器人焊接”課程之前設置了“焊條電弧焊”“鎢極氬弧焊”“熔化極氣體保護焊”等手工焊接的課程，為學生學習“機器人焊接”課程打下堅實的基礎。

焊接機器人編程與維護職業技能等級證書分為初級、中級和高級，分別將三個等級要求融入“機器人焊接基礎”“機器人弧焊技術”“弧焊機器人實訓及考證”三門課程中。

1.“機器人焊接基礎”銜接初級考試要求。焊接機器人編程與維護職業技能初級考試所涉及的內容主要是焊接機器人工作站設備的認知、工作站的調試、簡單工件的編程與焊接，這個是“機器人焊接基礎”課程所要求的知識和技能。另外，初級考試還涉及焊接機器人工作站的系統維護，因此在“機器人焊接基礎”中增加焊接機器人工作站系統維護的模塊，以滿足初級考試的要求。

2.“機器人弧焊技術”銜接中級考試要求。焊接機器人編程與維護職業技能中級考試增加了離線編程、外部軸添加、電弧跟蹤、復雜工件的編程與焊接等內容。離線編程、電弧跟蹤、復雜工件的編程與焊接是“機器人弧焊技術”課程所要求的知識和技能要求，因此在課程中添加外部軸相關知識與技能要求，使學生掌握外部軸的添加和調試，以應對中級考試的要求。

3.“弧焊機器人實訓及考證”銜接高級考試要求。焊接機器人編程與維護職業技能高級考試主要涉及“激光跟蹤”“多機聯動編程”“機器人系統集成設計”“系統數字化管控”，這些內容在原有的課程體系中并沒有涉及，因此專門增加了“弧焊機器人實訓及考證”課程，以應對高級考試。需要指出的是，高級考試所涉及的知識和技能要求較高，對設備要求也相對較高，因此該部分內容被作為選修內容。

（五）銜接焊接機器人編程與維護，加快教材的更新與改革

由于增加了焊接機器人編程與維護職業技能等級證書的相關內容，原有的教材不再能滿足新的需求。“三教”改革是深化職業教育內涵建設的必由之路，其中活頁式教材是改革的一個方向，活頁式教材非常適合與1+X銜接的課程，各個等級的內容和要求可以通過活頁式不斷增加。

（六）銜接焊接機器人編程與維護，加強教學資源建設

根據智能焊接技術專業人才培養要求，學校整合校企資源，結合焊接機器人編程與維護職業技能等級證書的要求，構建具備學習、輔教功能的優質教學資源。以專業教學內容與課程體系改革為前提系統設計，以顆粒化的資源建設為基礎，以結構化的課程建設為骨架，充分發揮多媒體技術展示資源的優勢，開發建設以學習者為中心的必要數字資源。

（七）多方協同，建設產教研創一體化的先進焊接技術服務基地

培養更多高素質技術技能人才、能工巧匠、大國工匠，對構建國內國際“雙循環”新發展格局、推動高職教育高質量發展至關重要，也是建設智造強國的重要支撐。借鑒德國“雙元制”人才培養模式，許多高職院校開展了工作過程系統化教學模式改革，提升了技術技能人才培養水平，促進了職業教育與市場需求緊密對接。但隨著經濟全球化趨勢的深入發展，制造業朝中高端水平發展，高技能人才的能力和水平跟不上科技進步和產業升級的快速變化，重要產品焊接、焊接工藝技術和施工管理等復合崗位人才需求越來越多，焊接機器人操作技術、自動化焊接設備應用技術等人才需求越來越緊迫，校企合作仍然存在“校熱、企冷”的現象，政、行、校、企多方協同培育的高技能人才體系還不健全，產教融而不深、融而不合等問題仍沒能從根本上得到解決。

四、成果推廣應用效果

我校焊接專業80%以上畢業生就職于中車集團中外大型企業。學生參加金磚國家技能發展與技術創新大賽國際焊接大賽，獲得個人一等獎4項，團體金獎3項、銀獎1項；學生參加全國機器人焊接大賽，獲得一等獎4項、團體一等獎2項；學生作品“蜘蛛一號焊接機器人”獲得中國國際“互聯網+”大學生創新創業大賽金獎、全國TRIZ杯大學生創新方法大賽特等獎2項。

結語

把學歷證書與職業技能等級證書結合起來，探索實施1+X證書制度，是“職教20條”的重要改革措施，也是重大創新。學校是實施1+X證書制度的主體和主要場所，因此要在原有的基礎上，不斷探索“1”和“X”的銜接，將X證書相關要求融入專業教學中，提高人才培養質量。