“雙碳”背景下具有綠色制造特色的智能制造工程專業(yè)建設(shè)探討

陳君文　龔青山　王宸　郭慶賀　周慧慧

摘 要：隨著工業(yè)制造對環(huán)境友好和可持續(xù)發(fā)展的需求增加，智能制造融合綠色制造理念是未來工業(yè)發(fā)展的方向。在“雙碳”背景下，探討了如何構(gòu)建具有綠色制造理念特色的智能制造工程專業(yè)建設(shè)。在專業(yè)建設(shè)方面，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生智能制造領(lǐng)域的綠色意識和環(huán)保責(zé)任感的重要性。在課程中引入環(huán)保相關(guān)知識，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和環(huán)境問題解決能力。通過強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)，提高學(xué)生在綠色制造領(lǐng)域的實(shí)際操作技能。深化智能制造與綠色制造理念的融合，可以為培養(yǎng)具備綠色意識和智能制造工程技術(shù)人才提供有力支持，推動智能制造邁向更可持續(xù)的未來。

關(guān)鍵詞：綠色制造 智能制造 專業(yè)建設(shè) 探討

1 引言

當(dāng)前，全球氣候變化和環(huán)境問題對人類的生存與發(fā)展表現(xiàn)出了前所未有的挑戰(zhàn)，必須采取積極的措施來減緩氣候變化、改善環(huán)境質(zhì)量、提高能源效益。制造業(yè)作為全球經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，面臨著巨大的環(huán)境壓力和改革責(zé)任，在這一背景下，我國提出了“雙碳”目標(biāo)。“雙碳”背景下的綠色理念將成為引領(lǐng)未來可持續(xù)發(fā)展的核心策略。制造業(yè)作為關(guān)鍵的經(jīng)濟(jì)支柱，必須迅速轉(zhuǎn)變，以適應(yīng)新的環(huán)保趨勢。智能制造，作為制造業(yè)升級的引擎，面臨著融合綠色制造理念的緊迫需求，以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)友好型制造。

智能制造工程專業(yè)是新興的交叉領(lǐng)域，涵蓋了機(jī)械工程、電氣工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)等多個學(xué)科，旨在培養(yǎng)具備智能化生產(chǎn)與管理能力的高級人才[1]。然而，傳統(tǒng)的智能制造理念往往偏重于效率和技術(shù)創(chuàng)新，而未能充分考慮環(huán)境可持續(xù)性。為了適應(yīng)“雙碳”時代的要求，智能制造工程專業(yè)需要加入綠色制造的元素，使其成為可持續(xù)發(fā)展的推動者[2]。本文深入了解“雙碳”目標(biāo)智能制造工程專業(yè)的現(xiàn)狀，分析其在綠色制造方面的不足，并提出相應(yīng)的建設(shè)方案。通過培養(yǎng)具有綠色意識、創(chuàng)新能力和可持續(xù)發(fā)展觀念的智能制造專業(yè)人才，在全球經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型中發(fā)揮積極作用，推動制造業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)綠色發(fā)展。

2 具有綠色制造特色的智能制造工程專業(yè)建設(shè)問題

在構(gòu)建具有綠色制造特色的智能制造工程專業(yè)時，可能面臨一系列問題。以下是一些可能出現(xiàn)的問題，需要在專業(yè)建設(shè)中認(rèn)真考慮和解決[3]：（1）課程設(shè)置與內(nèi)容缺乏綠色元素。當(dāng)前智能制造工程專業(yè)的課程偏向傳統(tǒng)制造技術(shù)和智能化工具的應(yīng)用，缺乏涉及綠色制造理念和技術(shù)的內(nèi)容。需要重新設(shè)計(jì)和調(diào)整課程結(jié)構(gòu)，引入包括綠色材料、能源效率、廢物管理等方面的綠色制造元素，確保學(xué)生獲得全面的綠色制造知識。（2）教師隊(duì)伍的綠色制造素養(yǎng)不足。部分教師可能缺乏綠色制造方面的專業(yè)知識和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，難以有效地傳授相關(guān)內(nèi)容。需要提供教師培訓(xùn)，鼓勵他們深入了解綠色制造理念，并與相關(guān)產(chǎn)業(yè)、研究機(jī)構(gòu)建立聯(lián)系，獲取最新的綠色制造信息。（3）學(xué)生對綠色制造理念的認(rèn)識不足。學(xué)生可能對綠色制造理念的認(rèn)識有限，缺乏對可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保的深刻理解。需要對學(xué)生進(jìn)行相關(guān)的綠色制造教育，通過講座、工廠參觀等方式引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識綠色制造的重要性。此外，通過實(shí)踐項(xiàng)目培養(yǎng)學(xué)生對綠色制造的實(shí)際應(yīng)用能力。（4）缺乏跨學(xué)科合作。綠色制造涉及多個學(xué)科領(lǐng)域，但智能制造工程專業(yè)可能缺乏與其他學(xué)科的跨學(xué)科合作。需要建立與環(huán)境科學(xué)、社會學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等學(xué)科的緊密聯(lián)系，促使專業(yè)更好地融入跨學(xué)科的綠色制造理念，培養(yǎng)學(xué)生綜合解決問題的能力。（5）缺乏產(chǎn)業(yè)合作與實(shí)際應(yīng)用。學(xué)生可能缺乏與實(shí)際產(chǎn)業(yè)合作的機(jī)會，無法將理論知識應(yīng)用于實(shí)際工程項(xiàng)目。需要建立產(chǎn)學(xué)合作項(xiàng)目，讓學(xué)生參與實(shí)際綠色制造項(xiàng)目，與企業(yè)合作解決實(shí)際問題，提高他們在實(shí)際應(yīng)用中的綠色制造技能。（6）評估體系不健全。現(xiàn)有的評估體系可能主要關(guān)注傳統(tǒng)制造技能，未充分考慮學(xué)生在綠色制造方面的能力。需要更新評估標(biāo)準(zhǔn)，確保綠色制造技能得到充分的考核，并鼓勵學(xué)生在相關(guān)領(lǐng)域取得認(rèn)證，提高專業(yè)水平。

3 建設(shè)路徑探討

具有綠色制造理念特色的智能制造工程專業(yè)建設(shè)路徑可劃分為一下：（1）課程設(shè)置。（2）實(shí)踐項(xiàng)目。（3）師資建設(shè)。建設(shè)目標(biāo)和路徑如圖1所示。

3.1 課程設(shè)置

在構(gòu)建具有綠色制造特色的智能制造工程專業(yè)時，確保智能制造與綠色制造理念的融合是至關(guān)重要的。（1）開展智能制造與綠色制造導(dǎo)論課程，引導(dǎo)學(xué)生了解智能制造與綠色制造的基本概念、背景和關(guān)聯(lián)，明確兩者之間的關(guān)系。注重智能制造技術(shù)、綠色制造理念、可持續(xù)發(fā)展與智能制造的結(jié)合。（2）學(xué)習(xí)智能傳感器與環(huán)境監(jiān)測技術(shù)，掌握智能傳感器在制造中的應(yīng)用，以及如何利用這些技術(shù)進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測，注重智能傳感器原理、環(huán)境監(jiān)測技術(shù)、數(shù)據(jù)采集與分析。（3）學(xué)習(xí)綠色制造與生命周期評估技術(shù)方法，探討智能制造如何影響產(chǎn)品生命周期，以及如何進(jìn)行綠色制造的生命周期評估，掌握生命周期評估方法、產(chǎn)品設(shè)計(jì)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)原則。（4）學(xué)習(xí)智能制造中的能源管理技術(shù)方法，理解智能制造對能源的需求，以及如何通過智能技術(shù)提高能源效率，掌握智能能源管理系統(tǒng)、可再生能源在制造中的應(yīng)用。（5）學(xué)習(xí)綠色材料選擇與可持續(xù)設(shè)計(jì)技術(shù)方法，掌握綠色材料的選擇和可持續(xù)設(shè)計(jì)原則，注重綠色材料選用、可持續(xù)設(shè)計(jì)方法。（6）智能制造中的循環(huán)經(jīng)濟(jì)實(shí)踐。將循環(huán)經(jīng)濟(jì)原則融入智能制造實(shí)踐項(xiàng)目，通過實(shí)際案例培養(yǎng)學(xué)生的能力，注重循環(huán)經(jīng)濟(jì)案例分析、實(shí)際項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)施。（7）學(xué)習(xí)綠色制造智能化生產(chǎn)線設(shè)計(jì)技術(shù)方法，學(xué)習(xí)如何設(shè)計(jì)智能化生產(chǎn)線以實(shí)現(xiàn)綠色制造目標(biāo)，掌握智能化生產(chǎn)線構(gòu)建、智能制造技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用。（8）智能制造工程實(shí)踐與案例分析。將智能制造與綠色制造理念結(jié)合，通過實(shí)踐項(xiàng)目和案例分析加深學(xué)生對實(shí)際應(yīng)用的理解，注重智能制造與綠色制造案例研究、實(shí)踐項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)施。通過這樣的相關(guān)課程或技術(shù)方法學(xué)習(xí)，學(xué)生將全面了解智能制造與綠色制造的融合，不僅掌握智能技術(shù)，更能在實(shí)際制造中注重環(huán)保與可持續(xù)性，培養(yǎng)具有綠色意識和創(chuàng)新能力的智能制造工程專業(yè)人才。

3.2 實(shí)踐項(xiàng)目

為了讓學(xué)生更好地參與綠色制造的實(shí)踐，可以設(shè)計(jì)一系列實(shí)踐項(xiàng)目，使學(xué)生能夠應(yīng)用他們在課堂上學(xué)到的知識和技能，同時鍛煉解決實(shí)際問題的能力[4]。（1）可持續(xù)生產(chǎn)線改進(jìn)。選擇一個實(shí)際生產(chǎn)線，通過引入智能制造技術(shù)和綠色制造原則，提高能源效益、減少廢棄物和優(yōu)化材料使用。設(shè)計(jì)智能化的生產(chǎn)流程、優(yōu)化能源利用、引入可再生能源，最終降低生產(chǎn)線的環(huán)境足跡。（2）綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)。選擇一個產(chǎn)品，重新設(shè)計(jì)以提高其環(huán)保性，這可能包括材料選擇、包裝設(shè)計(jì)和產(chǎn)品壽命周期分析。制定綠色設(shè)計(jì)方案、評估環(huán)境影響、與制造工程團(tuán)隊(duì)合作實(shí)現(xiàn)綠色產(chǎn)品生產(chǎn)。（3）廢棄物管理與資源回收。選擇一家制造企業(yè)，分析其廢棄物管理流程，并提出改進(jìn)建議，以實(shí)現(xiàn)更有效的資源回收和減少環(huán)境污染。制定廢棄物管理計(jì)劃、設(shè)計(jì)可行的資源回收系統(tǒng)、制定實(shí)施方案。（4）綠色供應(yīng)鏈優(yōu)化。選擇一個制造業(yè)供應(yīng)鏈，通過引入智能制造技術(shù)和綠色供應(yīng)鏈原則，提高供應(yīng)鏈的可持續(xù)性。優(yōu)化供應(yīng)鏈流程、評估供應(yīng)鏈的環(huán)保性、提出可行的綠色供應(yīng)鏈改進(jìn)方案。（5）智能化廢棄物分類系統(tǒng)。設(shè)計(jì)一個智能化的廢棄物分類系統(tǒng)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和人工智能算法，提高廢棄物分類的準(zhǔn)確性。設(shè)計(jì)系統(tǒng)架構(gòu)、編寫智能算法、制定廢棄物分類操作指南。（6）企業(yè)能源效益評估。與一家制造企業(yè)合作，對其能源使用進(jìn)行評估，并提出改進(jìn)建議以提高能源效益。分析能源使用數(shù)據(jù)、識別潛在的節(jié)能機(jī)會、制定能源效益提升計(jì)劃。通過這些實(shí)踐項(xiàng)目，學(xué)生能夠在真實(shí)世界的環(huán)境中應(yīng)用所學(xué)的智能制造和綠色制造知識，提升他們的實(shí)際操作能力和解決問題的綜合素養(yǎng)。這樣的實(shí)踐項(xiàng)目不僅為學(xué)生提供了豐富的經(jīng)驗(yàn)，也促使他們更深入地理解智能制造與綠色制造的理念融合。

3.3 師資建設(shè)

師資建設(shè)對于構(gòu)建具有綠色制造特色的智能制造工程專業(yè)至關(guān)重要。以下是一些師資建設(shè)與綠色制造理念相符的專業(yè)人才的建議[5]：（1）綠色制造專業(yè)發(fā)展培訓(xùn)。教師需要接受有關(guān)綠色制造理念、技術(shù)和最新發(fā)展的專業(yè)培訓(xùn)。這樣的培訓(xùn)可以由綠色制造領(lǐng)域的專家、行業(yè)從業(yè)者或相關(guān)研究機(jī)構(gòu)提供。（2）跨學(xué)科研究合作機(jī)會。提供教師參與跨學(xué)科研究項(xiàng)目的機(jī)會，鼓勵與環(huán)境科學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等領(lǐng)域的專家合作，以拓寬綠色制造的理論視野。（3）參與產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目。鼓勵教師參與產(chǎn)業(yè)界的合作項(xiàng)目，特別是那些關(guān)注綠色制造的實(shí)際應(yīng)用和解決方案的項(xiàng)目。這樣的經(jīng)驗(yàn)將使教師更了解實(shí)際問題和行業(yè)需求。（4）參與綠色制造研究。提供支持，鼓勵教師參與綠色制造領(lǐng)域的科研項(xiàng)目，促使他們深入研究新技術(shù)、新方法，提高對綠色制造領(lǐng)域的獨(dú)到見解。（5）充實(shí)綠色制造實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。鼓勵教師參與綠色制造實(shí)踐項(xiàng)目，例如與學(xué)生一同參與綠色制造實(shí)驗(yàn)、企業(yè)咨詢項(xiàng)目等，以加深他們在實(shí)際應(yīng)用中的經(jīng)驗(yàn)。（6）綠色認(rèn)證與培訓(xùn)。提供綠色制造相關(guān)認(rèn)證課程，鼓勵教師參與培訓(xùn)并獲得相應(yīng)的認(rèn)證。這有助于確保教師具備最新的綠色制造知識。（7）定期專業(yè)發(fā)展交流。定期組織綠色制造專業(yè)發(fā)展交流會議或研討會，邀請國內(nèi)外專業(yè)人士分享研究成果和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，使教師保持行業(yè)前沿。（8）定期的教研活動和團(tuán)隊(duì)建設(shè)，促進(jìn)教師之間的合作與交流，形成有機(jī)的團(tuán)隊(duì)合作氛圍，提高整個師資隊(duì)伍的綠色制造素養(yǎng)。通過這些措施，能夠培養(yǎng)出具備綠色制造理念的專業(yè)人才，使教師團(tuán)隊(duì)在綠色制造領(lǐng)域更具影響力，同時為學(xué)生提供更高水平的教育。

4 結(jié)語

構(gòu)建具有綠色制造特色的智能制造工程專業(yè)深入探討了課程設(shè)置、實(shí)踐項(xiàng)目以及師資培養(yǎng)等方面的關(guān)鍵要素。這一專業(yè)的設(shè)計(jì)旨在培養(yǎng)學(xué)生全面了解智能制造與綠色制造的理念融合，使其在“雙碳”時代能夠勝任復(fù)雜的制造任務(wù)，并為可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

通過設(shè)定課程，著重于融合智能制造技術(shù)與綠色制造理念，涵蓋了可持續(xù)發(fā)展、智能傳感器、綠色材料、能源效益等多個方面，旨在培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)性的知識和實(shí)際操作能力。實(shí)踐項(xiàng)目則為學(xué)生提供了應(yīng)用所學(xué)知識的平臺，促使他們在真實(shí)場景中解決問題、實(shí)踐綠色制造理念。師資建設(shè)的重要性不可忽視，教師團(tuán)隊(duì)的綠色制造素養(yǎng)直接關(guān)系到學(xué)生在這一領(lǐng)域的學(xué)術(shù)指導(dǎo)和實(shí)踐引導(dǎo)質(zhì)量。通過培訓(xùn)、研究合作、產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目等方式，致力于提升教師的綠色制造水平，使其能夠更好地引領(lǐng)學(xué)生在這一領(lǐng)域的發(fā)展。通過這一專業(yè)的培養(yǎng)，學(xué)生將成為具有綠色意識、創(chuàng)新能力和可持續(xù)發(fā)展視野的工程專業(yè)人才，為推動工業(yè)向更環(huán)保、更智能的方向發(fā)展做出積極的貢獻(xiàn)。

基金項(xiàng)目：湖北省教育廳科研項(xiàng)

目（D20211803），教育部協(xié)同育人項(xiàng)目（220403177265250、230804701075730）。

參考文獻(xiàn)：

[1]文笑雨，李浩，張玉彥等.地方高校智能制造工程專業(yè)建設(shè)探索與實(shí)踐[J].高教學(xué)刊，2023，9（23）：82-86.

[2]楊宏兵，遲文政，王傳洋.智能制造工程專業(yè)特色建設(shè)的思考與實(shí)踐——以S大學(xué)智能制造工程專業(yè)為例[J].黑龍江教育（高教研究與評估），2022，（07）：23-25.

[3]陳樹君，張自強(qiáng).打破知識壁壘——智能制造工程專業(yè)建設(shè)探索[J].高教學(xué)刊，2022，8（22）：7-10.

[4]張凌云，劉忠，熊中剛等.新工科背景下智能制造工程專業(yè)的建設(shè)探索[J].裝備制造技術(shù)，2022，（12）：161-163+192.

[5]龔青山，陳君文，王宸等.新工科背景下地方高校智能制造工程專業(yè)師資隊(duì)伍建設(shè)探討[J].時代汽車，2023，（17）：86-88.