[關鍵詞]智能化生產管控;新質生產力;現場工程師;能力導向評價體系[基金項目]2023年度浙江省高職教育“十四五”教學教改項目“化工產業數智升級背景下職教現場工程師實踐課程體系的構建”(jg20230253)
[作者簡介]王鈺(1982—),女,浙江衢州人,碩士,材料與化工智能制造學院副教授,主要從事化工技術技能、職業教學改革研究。
[中圖分類號]G642.0 [文獻標識碼]A [文章編號]1674-9324(2025)26-0185-04 [收稿日期]2024-11-12
新質生產力的提出,旨在通過全要素生產率的提高推動經濟高質量發展。新質生產力不僅是技術變革的產物,更是產業鏈、價值鏈和創新鏈深度融合的結果?;ば袠I作為國民經濟的支柱產業,肩負著推動智能化、高端化轉型升級的使命。近年來,國家加快了化工行業的數字化和智能化進程,工業和信息化部等六部門聯合印發的《關于“十四五”推動石化化工行業高質量發展的指導意見》提出,推進智能制造,推動化工制造業向高端化、智能化發展,加快5G、大數據、人工智能等新一代信息技術與石化化工行業融合。這一政策的推動,為化工產業的發展注入了新動能,進一步優化了人才供給結構。
在全球范圍內,化工行業的數字化和智能化轉型已成為推動該行業高質量發展的必然選擇。例如,德國和美國的化工企業在智能制造和數字化轉型等方面已取得了顯著成果,這些經驗對我國化工行業具有重要的借鑒意義。化工產業鏈面臨著全新的機遇和挑戰,與此同時,行業對高素質復合型技術技能人才的需求日益迫切,特別是那些能夠應對智能化生產、操作復雜設備、解決實際問題的現場工程師。唯有通過產業鏈、教育鏈與人才鏈的協同發展與深度融合,培養能夠解決實際問題的多學科復合型人才,才能滿足化工行業數字化轉型和智能化升級的迫切需求。
一、化工行業人才培養面臨的挑戰
1.政策引導?;ば袠I的發展離不開高素質復合型人才的支撐。產業鏈的延伸與升級對人才培養提出了新要求,特別是在現場生產崗位上,既要掌握專業知識,又要具備解決實際問題的能力[。針對這種需求,教育部辦公廳等五部門于2022年發布了《關于實施職業教育現場工程師專項培養計劃的通知》(以下簡稱《通知》),強調到2025年,累計培養不少于20萬名現場工程師。這一目標的提出,預示著職業教育將在未來承擔更多高端人才培養的任務。
2.“三高三難”的行業特性?;どa具有“三高三難”的行業特性,即高溫、高壓、高危險,工藝控制難、設備維護難、安全管理難,實際教學活動難以直接在生產現場開展?;ば袠I由于其特殊的生產條件,對員工的專業能力要求非常高。高溫、高壓等極端生產環境不僅加大了生產的復雜性,也增加了培養現場工程師的工作難度[2]。尤其是在數字化轉型背景下,企業不僅需要具備傳統技能的技術工人,還需要能夠操作智能化設備、具備數據分析和解決復雜生產問題的能力。因此,如何通過有效的教學體系和實踐路徑培養具備高技術能力的現場工程師,成為當前職業教育亟待解決的問題[3]
二、化工類技術技能人才培養現狀
1.難以符合崗位能力要求。目前,我國職業教育在培養化工類技術技能人才時,仍存在諸多不足,多數高職院校的教學模式以技能操作為導向,忽略了專業知識的系統性和綜合性培養,培養過程主要在學校實訓場所,導致學生應用專業知識解決生產現場問題的能力與行業需求存在明顯的差距[4]。而普通高校的化學工程專業,以知識學科體系教授為主,企業生產實踐較少,難以達到企業崗位職業能力的要求,學生進人工作崗位后,往往需要花費較長的時間適應工作環境、鍛煉崗位技能,才能成長為現場工程師。
2.難以解決“現場”問題。隨著化工行業數轉智改,生產執行系統、先進控制系統、智能巡檢等越來越多的新質生產力要素被應用于現代化工生產過程中,化工企業的生產組織形式也相應發生了變化,這必然給從事化工生產一線的技術技能人才提出了新要求。目前,化工生產技術類專業課程教學內容主要側重于典型的化工技術,學生所學的知識和技能難以滿足化工行業數轉智改對專業人才能力的要求。這些問題使得高職畢業生在進入工作崗位后,往往需要花費較多時間才能適應使用智能化管控工具、應用智能化管控技術實現優質高效生產。另外,現場工程師的培養離不開“現場”?,F場工程師的工作任務是解決“現場”問題,因而其工作能力的獲得必須來自現場鍛煉。但是,由于化工生產的特殊性,難以真正采用實際的生產裝置給學生實訓,在實際的學校教學中,通常更依賴于課堂知識講解、實習基地技能訓練,或是模擬仿真軟件演練,預設解決“現場”可能出現的各種問題,這與現場工程師的培養存在一定的差距。
三、化工現場工程師培養路徑的探索與實踐
1.重構實踐課程體系,滿足現場工程師的職業崗位能力的要求?!锻ㄖ窂娬{培養“具備工匠精神,精操作、懂工藝、會管理、善協作、能創新的現場工程師”,規定了現場工程師的能力素質,但究竟何為現場工程師,不同學者有不同的理解。清華大學教育研究所研究人員認為,現場工程師是在現場建造、操作和維護復雜機器和工程系統的工程專家。他們在工程技術人員中數量最多,保證各種復雜工程系統的建造和正常運轉[4]。顏彥指出,現場工程師又稱現場應用工程師,是在生產、工程、管理、服務等一線崗位上,用科學技術創造性地解決技術應用問題的復合型、應用型技術技能人才,其內涵包括技術崗位實踐能力和管理崗位創新能力,是“現場技術工人 + 工程師”崗位職能的疊加[4]。綜合以上觀點,結合國家應用化工技術專業教學標準的專業培養目標,本文將化工現場工程師界定為:在化工生產一線現場崗位,具備基本的工程素養、管理能力、實踐能力,能夠綜合應用專業知識解決現場實際問題、支持化工生產裝置安全穩定運轉的復合型技術技能人才。根據化工現場工程師界定,借鑒CDIO國際現場工程師典型培養模式,梳理化工現場工程師的典型工作過程,即生產準備(conceive)計劃方案(design)生產運行(implement)生產優化(operate)等,總結、歸納化工現場工程師的典型工作內容,形成新質生產力要素的職業崗位能力譜圖(見圖1)。
在化工現場工程師職業崗位能力譜圖的基礎上形成了化工智能工廠生產運行模塊、裝置崗位職責模塊、裝置HES基礎模塊、智能巡檢模塊、設備檢修維護模塊、MES功能模塊、以崗位能力為核心的能力模塊等。通過職業能力模塊,構建由“智能化體驗與認知一智能化運行操作一智能化生產控制與優化一智能化生產管控”構成的專業實踐課程體系[5]。
在實踐教學中,通過模擬仿真軟件與MES系統的融合,學生可以實時感知和操作化工生產中的各種設備。以MES系統為例,該系統能夠幫助學生在虛擬環境中完成從數據采集到生產指令執行的全過程操作。通過與APC先進控制原理的結合,學生不僅能夠掌握設備的基本操作,還能夠了解如何通過數據優化生產流程,實現節能增效。
2.組建模塊化實踐課程,提升實踐教學課程內容與崗位工作任務的契合度。遵循“課程與職業”對接的原則,依據化工現場工程師典型工作過程、典型工作內容及技術能力和職業素養標準,將行業綠色、高質量發展的新質生產力要素、安全環保節能等內容融入課程中,構建從生產準備到生產優化的職業能力模塊化專業實踐教學課程(見圖②。
3.校企共建產業學院,明確培養主體,有效推動人才培養落地。在新質生產力的大背景下,化工現場工程師的重點是解決企業“現場”生產裝置的裝調、精益制造、現場管控、設備運維、質量安全等綜合性問題,維持生產現場安全、高效、穩定運行。這是化工行業人才體系中最基礎、需求量最大的群體,也是行業新質生產力發展的人才基座。在培養主體上,現場工程師培養以企業為培養主陣地。為此,我們與地方化工頭部企業合作成立產業學院,作為現場工程師培養的主要載體,充分發揮企業育人主體作用[6]
根據《國家職業教育改革實施方案》的“三層對接”要求,采用中國特色現代學徒制,實施校企“雙導師”制,共同開發現場工程師培養方案和教學資源,進行基于真實生產任務的項目制課程教學。通過與化工企業的合作,學生能參與真實生產項目,從設備調試到流程優化,通過實踐獲得經驗。企業導師指導學生掌握生產技能,并培養學生的數據分析和優化能力,以提升企業生產效益。
構建“招生一培養一上崗—培訓—再上崗”的工程師培養閉環,學生在“雙導師”的指導下,以學生和員工身份參與項目實踐,學習專業理論,積累技術技能,培養職業素養和工程思維,形成工程實踐能力,實現專業共建、人才共育、資源共享,工程師培養與實踐深度融合,職業教育資源與企業資源有效匹配,產業鏈與人才鏈精準對接。學生在產業學院生產現場體驗化工智能化生產,熟悉智能工廠發展與運行;在校內實習基地進行技能訓練和模擬仿真,通過化工工藝仿真操作和崗位任務,解決現場問題,提升智能化生產操作技能和崗位安全意識;通過APC控制原理和SIS系統認知任務,提高生產控制與優化能力;在掌握安全、工藝知識后,通過MES系統完成生產數據采集與填報,落實指令與任務,提升智能化生產管控能力。
4.構建以能力為導向的評價體系,校企合作多維度評估學生的綜合能力?;诼殬I崗位能力,將學生能力分解為操作、信息化、協調、學習等九大維度。利用現代信息技術,采集學生線上線下操作數據,包括課前、課中、課后學習過程中的知識和技能數據,生成綜合評價報告。這種評價方式改變了傳統實踐教學的評價方法,實現了客觀評價和精準個性化培養。信息化評價系統通過分析學生不同學習階段的數據,精準識別學生的學習成果。例如,MES系統記錄學生操作指令和流程,通過大數據技術分析操作熟練度和正確率,實時反饋學習情況,并為教學改進提供數據支持。
結語
在化工產業數字化轉型中,培養高素質現場工程師以滿足智能化生產需求,是職業教育和推動行業發展的關鍵。未來,我們將繼續改進課程體系和實踐路徑,加強校企合作,探索智能化和綠色化教學應用。同時,注重學生全面發展和職業規劃,助力他們在未來職業中取得成功。
化工行業的數字化、智能化進程才剛剛開始,如何將新技術與人才培養緊密結合,打造真正符合行業需求的復合型人才,將是未來職業教育改革的重要方向。我們有理由相信,通過校企深度融合和培養模式的持續創新,化工產業的現場工程師培養將為行業的發展提供更加堅實的人才保障。
參考文獻
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[5]邱亮晶.職業教育現場工程師的本質詮解[J].職業技術教育,2024(8):34-39.
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Exploration and Practice of the Cultivation Paths for Chemical Field Engineers under the Impetus of
NewGrowthDrivers
WANG Jue
(College of Materials and Chemical Intelligent Manufacturing, Quzhou College of Technology, Quzhou, Zhejiang 324000, China)
Abstract: Against the backdrop of the digitalizationand intelligent transformation ofthe chemical industry, thecultivationofhigh-quality interdisciplinary talentshasbecomethe keyto the developmentof the industry. This research explores the paths and practices ofcultivating field engineers inthe chemical industry through new growth drivers.Firstly, it pointsout the urgent need for interdisciplinary technical andskiled talents in the chemical industry and analyzes the deficiencies in talent cultivation in current vocational education. In response to this situation, specific cultivation measures such as reconstructing the practical curriculum system, modularizing practical teaching,jointly establishing industrial collges byschools and enterprises,and constructing acompetency-oriented evaluation system are proposed.Through in-depth cooperation with chemical enterprises and theadoptionof thedual-tutor systemand project-based teaching,studentscanaccumulate skilsand enhance their inteligent productionmanagementandcontrolcapabilities inreal productiontasks.Thispaper holdsthat the high-qualitydevelopment ofthechemical industry inthe future isinseparable fromthecontinuous innovationof the on-siteengineer cultivation model,and itis necessryto further promote the in-depth integration of digital and intelligent technologies with teaching.
Key words: intelligent production management and control; new-quality productivity; field engineer; competency-oriented evaluationsystem