智能制造人才培養中的動力學分析

摘" 要：中國制造業正處于由傳統制造向智能制造轉型升級階段，智能制造人才培養數量與質量直接關系這種轉型升級的成敗。通過分析影響智能制造人才培養的各種動力學因素，構建人才培養新的范式。智能制造是多技術融合之路，決定其培養的各層次人才是復合型人才；智能制造細分領域人才需求對高校人才培養目標與規模及專業構建有重要影響；國家和省市地區產業和人才政策是人才培養的依據和指引；競爭要素是智能制造人才培養的催化劑。

關鍵詞：人才培養；智能制造；先進制造；動力學；驅動

中圖分類號：C961" " " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2096-000X（2023）13-0158-05

Abstract： China's manufacturing industry is in the process of transformation and upgrading from traditional manufacturing to intelligent manufacturing. The quantity and quality of intelligent manufacturing talents are directly related to the success or failure of this transformation and upgrading. By analyzing various kinetic factors affecting the training of intelligent manufacturing talents， we will build a new patter of talent training. Intelligent manufacturing is the road of multi-technology integration. This determines that it is the training of compound talents. The talent demand in intelligent manufacturing segmentation has an important impact on the target and scale and professional construction of universities. National， provincial and regional industrial and talent policies are the basis and guidance for talent training. Competition elements are the catalyst for intelligent manufacturing talent training.

Keywords： talent training; intelligent manufacturing; advanced manufacturing; dynamics; drive

近兩年，中國制造在逆境中崛起，在世界上正扮演著越來越重要的角色。中國制造是國民經濟的基礎，是國家的經濟命脈，是中國參與世界競爭的重要支撐，是中華民族屹立于世界強國之林的保障。中國制造業在規模和體量上已屬于世界頂尖水平，但離制造強國還有很長的路要走。制造強國是中國必走之路，而政策是其保障。2017年工業和信息化部發布的《高端智能再制造行動計劃（2018—2020年）》指出，到2020年，突破一批制約我國高端智能再制造發展的拆解、檢測、成形加工等關鍵共性技術，智能檢測、成形加工技術達到國際先進水平[1]。《中國制造2025》要求到2025年中國制造業整體素質要大幅度提升，到2035年中國制造要達到制造強國中等水平[2]。國家出臺的各種政策都在力推制造業轉型升級，伴隨著人工智能的發展，各種機器人的出現，大數據云計算的應用，芯片技術的不斷攀升，智能技術正在改造傳統制造業，使傳統制造向智能制造推進。促使制造業轉型升級最關鍵要素之一是要求大量高端智能制造人才的出現，而高端智能制造人才的欠缺卻是目前制造業轉型升級當中面臨的難題之一。這一難題出現的原因是多方面的，其中傳統教育體制和舊的人才培養模式是重要因素。因此加強教育教學改革，探討智能制造人才培養新范式對制造業的轉型升級意義重大。智能制造人才培養中的動力學分析將在技術、人才需求和政策等層面闡述其對人才培養的影響。

一" 技術驅動

科學技術是推動制造業發展的第一驅動力，智能制造各種核心關鍵技術的重大突破都會引起制造業的巨大進步。這種突破最先反映在工業領域，然后再影響到各行各業，進而引起社會的重大變革。人類文明經歷了四次工業革命：第一次工業革命以機器代替手工工具，實現機械化；第二次工業革命以電力代替蒸汽，帶來生產力的巨大躍遷；第三次工業革命伴隨電子計算機、互聯網、信息技術、原子能、人工材料、航天技術、遺傳工程及海洋工程等技術的進步，使人類得以面向星辰大海；第四次工業革命以智能工廠、智能生產、智能家電、人機交互、3D技術、網絡通信技術、物聯網、資源整合、移動互聯網、數字化制造、大數據革命、機器自組織、云計算及高度數字化等為代表，實現智能化。以智能化技術為依托，各省市出臺各種政策助推先進制造業和高技術制造業的快速發展。以粵港澳大灣區為例，從2015到2020年間，粵港澳大灣區具有一定規模的工業產值由23 680.1億元增長至28 373.0億元，其中先進制造業由12 562.2億元增長至16 886.6億元，年均復合增長率為6.1%，占2020年廣東全省工業增加值的51.1%，高技術制造業產業由7 115.9億元增長至11 566.4億元，年均復合增長率為10.2%，占2020年廣東全省工業增加值的35.0%[3]。智能化技術在制造業中發揮著越來越廣泛和重要的作用，并促使傳統制造業向先進制造業和高技術制造業轉型升級，并向智能制造目標邁進。

新技術的不斷涌現和舊技術的不斷進步使傳統制造業在向先進制造業和智能制造業邁進路途中獲得強大的動能，并推進人才培養模式和培養體制的不斷革新。智能制造依托眾多關鍵核心技術，這些關鍵核心技術在傳統的人才培養模式中自成專業，如3D技術對應3D技術專業，物聯網技術對應物聯網專業，移動互聯網對應互聯網專業，大數據技術對應大數據專業，人工智能技術對應人工智能專業，網絡通信技術對應通信專業，云計算技術對應云計算技術專業。這些關鍵核心技術在人才培養中都側重于對應的專業，培養出的人才主要專精于各自的技術，對于其他技術相對陌生。這種單一人才培養模式可以適應傳統制造業中以工序和固定崗位為標志的制造模式，但卻不能應對智能制造對人才的需求。智能制造包括設計、生產、管理及服務等眾多制造環節，在各種環節中需要對智能制造中的各種核心關鍵技術進行融合應用。因此，智能制造對人才的需求是高素質復合型人才[4]。高素質復合型人才的定位要求各高校和高職院校革新人才培養模式，重設新專業，并整合舊專業，進而對培養方案、培養目標和課程群等進行重構。

二" 需求驅動

需求是一切生產的源動力，是人才培養的生命源泉。在《中國制造2025》規劃基礎上，教育部、人力資源和社會保障部、工業和信息化部聯合印發了《制造業人才發展規劃指南》，對2025年制造業十大重點領域的人才需求和人才缺口進行了預測，見表1[5]。由表1可以看出，到2025年中國在制造業十大重點領域里人才需求和缺口都相當大，特別是在電力裝備、新材料和新一代信息技術產業當中。人才稀缺將會嚴重制約智能制造業的發展和傳統制造業的轉型升級。東莞地處港深廣黃金走廊腹地，粵港澳大灣區中心，有“世界工廠”之稱，在世界技術浪潮來臨之際，積極推動制造業轉型升級，并向“國際智能制造創新中心”轉變[6]。其遇到的難題之一正是高端復合型制造人才的緊缺。

智能制造人才需求與缺口數據給人才培養提供了依托。各本科和高職院校應根據自身辦學特色和區域經濟特色制定自己的人才培養方案。如肇慶地區擁有鴻圖、鴻特和鴻泰等一批壓鑄企業，有登云汽配、四會連桿等一批汽配廠，有金利等五金小鎮，有風華高科等一批電子元器件企業，有亞鋁等一批金屬加工企業。因此肇慶地區高校應依托這些企業構建自己的智能制造專業，突出特色，服務地方經濟。肇慶學院、廣東理工學院和廣東工商職業技術大學等應以新材料、電子信息和機床裝備作為自己的主攻方向進行智能制造專業構建和培養目標設置。在制定人才培養方案時還要考慮高校實力和辦學水平，不同層次高校培養的人才應具有差異性。智能制造人才的缺乏主要體現為以下四類：一缺乏高層次領軍人才，其肩負突破智能制造核心關鍵共性技術并引領制造業轉型升級重擔；二缺乏擅長技術與管理的復合型人才；三缺乏能夠開展智能制造技術開發、改進及業務指導的專業技術人才；四缺乏門類齊全、技藝精湛、愛崗敬業的一線工匠型人才[7]。一流本科和重點高校應以培養一類和二類人才為目標，二流本科以培養二類和三類人才為目標，高職院校則以培養三類和四類人才為目標。

三" 政策驅動

政策性文件（表2）是一切行動的依據和指南，是智能制造業發展和傳統制造業轉型升級的內在驅動力，是智能制造人才培養模式革新的支撐。在國家層面上，各國政府本著強者恒強，后來居上的競爭態勢，都提前布局本國的制造業發展方向。美國20世紀末21世紀初的“去工業”計劃使其國內工業處于真空，為保持美國制造業的領先和競爭優勢，近年來重新制定美國的“再工業計劃”，于2018年發布了《先進制造業美國領導力戰略》文件，將先進制造業視作美國經濟發展引擎和國家安全支柱。與制造業政策相匹配，人才培養上優先發展以制造業為重點的STEM（科學、技術、工程和數學）教育、制造工程教育；優先發展職業和技術教育、培養熟練的技術人員；優先發展制造業學徒計劃、完善學徒和資格認證登記制度。德國長期以來都是制造業強國，其發布的“工業4.0”戰略為保證其制造業處于制高點保駕護航，并為“工業4.0”戰略的順利實施提供人才支撐于2019年制定了“工業4.0學徒培訓計劃”，面向工業技術領域中的學徒進行技術培訓，以便適應和掌握數字化技術，滿足“工業4.0”戰略需求。日本制造業處于世界前沿，近些年來每年都會發布《制造業白皮書》，為日本制造業指明方向；在人才政策上于2018年出臺了《面向5.0社會的人才培養——社會在變化、學習也在變化》報告，提出在人工智能驅動下“5.0社會”日本學校教育每年應培養25萬名人工智能相關人才[8]。

近年中國制造業發展非常快，已經是制造業大國，中國制造享譽世界，但距離世界制造強國還有一段路要走。《中國制造2025》提出了我國制造業分三步走戰略。2021年工信部等八部門聯合發布的《“十四五”智能制造發展規劃》提出了智能制造人才培養規劃，強調智能制造人才的培養。定期編制智能制造人才需求預測報告和緊缺人才需求目錄，研究制定智能制造領域職業標準。依托高技能人才培訓基地等機構，開展大規模職業培訓[9]。加強應屆畢業生、在職人員和轉崗人員數字化技能培訓，推進產教融合型企業建設，促進智能制造企業與職業院校深度合作，探索中國特色學徒制。深化新工科建設，在智能制造領域建設一批現代產業學院和特色化示范性軟件學院，優化學科專業和課程體系設置，加快高端人才培養。弘揚企業家精神和工匠精神，鼓勵開展智能制造創新創業大賽、技能競賽。

在國家政策指引下，各省市紛紛出臺自己的制造業行動綱領，充分發揮地緣優勢，促推本省市制造業快速發展。廣東省是制造業大省，工業基礎雄厚，為保持制造業上的領先地位，出臺了很多相關政策。廣東的東莞、佛山和中山等地區，傳統制造業非常發達，正面臨傳統制造業向先進制造業的轉型升級，特別是在粵港澳大灣區建設背景下，這種轉型升級更為迫切，東莞就決定向“國際智能制造創新中心”轉型，并作出了許多舉措。為應對制造業轉型升級中面臨的智能制造人才緊缺問題，廣東省政府在《廣東省智能制造發展規劃（2015—2025年）》中就指出要創造有利條件，造就一批具有國際視野的專家學者和技術“領頭羊”，并造就一批從事智能關鍵核心技術攻關和裝備研發的創新科研團隊。一流本科高校面向高層次應用需求進行高層次實戰型工程技術人才培養，一般本科院校依托區域經濟培養具有扎實專業素養的復合應用型人才，而高職院校則以培養操作熟練、會設計及懂改進的實干型和應用型人才為培養目標。

四" 競爭驅動

競爭是技術進步的催化劑，是人才培養的加速器。在競爭態勢下落后就要挨打，落后就要受制于人。不久前發生的華為、中興事件把這一點已經體現得淋漓盡致，當華為揮淚割榮耀時不知牽動了多少國人的心。中國已是制造大國但還不是制造強國，許多先進產品、高端裝備和精尖技術都掌握在發達國家手里，因競爭受到威脅時這些國家往往會發動“卡脖子”事件。芯片技術是智能制造的核心關鍵技術，低端市場的競爭（PC主板、路由器、機頂盒、安防監控、網卡、LED及音頻等領域的芯片），中國產品具有一定的競爭力，但在高端市場（處理器、存儲器、控制器、邏輯芯片及特殊應用模擬芯片等），中國和世界強國還有很大的差距（表3）。為使中國芯片產業迎頭趕上，國家的“十三五”規劃、“十四五”規劃都把芯片技術作為重中之重被提出。目前制約中國芯片發展既有核心關鍵技術的短板也有各類芯片人才的欠乏，這需要通過引培育培養出一批芯片的領軍人才和進行芯片核心關鍵技術攻關的攻堅隊伍，并培養出一大批芯片從業人員。據統計，按目前芯片產業規模，我國芯片產業從業人員應在60萬以上，但目前從業人員不到30萬[9]，從業人員嚴重不足。芯片人才培養要求較高，開設相關專業的高校還不太多。未來不斷擴大的市場規模和芯片領域更加白熱化的競爭態勢，要求芯片人才的培養規模和質量都要更上一個或多個層次。這需要幾個方面形成合力，一是政府要出臺更加強有力的政策扶持芯片產業的發展；二是教育部或省市教育廳出臺相關政策鼓勵有能力的高校加強相關專業的建設；三是相關芯片企業與高校開展更深層次和更廣泛的合作，產教融合、產學研融合，或構建產業學院進行訂單式培養；四是已建有或即將建設相關專業的高校要有競爭意識和危機意識，不斷把握世界前沿趨勢，加強教育教學改革，提升人才培養質量。

五" 結束語

制造業影響著我們日常生活的方方面面，是一個國家強盛與否的重要標志。智能技術正方興未艾，正在改變傳統制造業的制造方式并向智能制造轉變，而智能制造的主要核心是智能人才的培養。對于制造業人才的培養我國和發達國家還有不小差距，特別在高端人才的培養上差距更大，我國嚴重缺乏制造業方面的領軍人才和技術專家。未來我國需要出臺更加積極的人才政策，不斷革新教育體制，培育培養大批不同層次的智能制造業人才。各高校以政策為驅動，根據自身辦學水平，依托地緣經濟，構建自己的智能制造專業，突出辦學特色，并根據市場需求不斷調整自己的人才培養目標和方案。

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基金項目：廣東省教育科學“十三五”規劃2020年度研究項目“粵港澳大灣區建設背景下智能制造產業人才培養模式探索”（2020GXJK194）

第一作者簡介：陳顯明（1975-），男，壯族，廣西貴港人，博士，副教授。研究方向為金屬材料制造技術。