工業4.0背景下公共實訓基地建設與管理研究

張振鋒

(鹽城工業職業技術學院, 江蘇 鹽城 224005)

2015年5月19日國務院頒布《中國制造2025》發展綱要。我國高等職業教育根據《中國制造2025》,積極探索建立適應工業4.0特點的智能制造實訓教學基地[1]。2014年10月,中德聯手在上海共同籌建了國內首個工業4.0—智能工廠實驗室,利用先進的控制策略與服務軟件,將機器人、數控車床、數控加工中心設備等硬件設備進行集成,實現了人、加工件與機器的智能通信與協同工作。該實驗室采用開放模式服務于教學與科研、大學生科技創新及校企合作,著力培養卓越工程師人才[2]。2015年7月,在山東淄博建成中德現代工業智能制造技術公共實訓基地全系列平臺。該平臺引入德國工業4.0技術標準,為職業院校和相關企業提供工業自動化、智能制造、兩化融合等領域人才培養的技術支持和裝備改造升級服務[3]。加強實訓基地建設是培養工業4.0背景下高技能人才的重要保障；而如何建立和管理適應工業4.0需求的實訓基地是值得研究的內容。

1 工業4.0的技術特點

工業4.0來自于2011年德國漢諾威工業博覽會,其核心內容是建設虛擬網絡世界與實體物理系統相融合的信息物理系統(CPS),圍繞智能工廠和智能生產兩大主題實現價值鏈上企業間的橫向集成,從而推動生產從集中向分散、產品由大規模趨同性生產向規?；ㄖ?、客戶關系管理由客戶導向向客戶全程參與的三大轉變[4]，具體表現為技術體系的重構、生產模式的革新和組織形式的革新。

(1) 技術體系的重構。技術體系的重構是指工業大數據、機器人、3D打印等新技術應用。制造業生產和服務的全過程中貫穿著工業大數據,大數據將制造流程的各個環節鏈接起來,可以及時發現問題、找出生產中的隱性問題、節省成本和提高生產效率；工業機器人正朝著智能化、網絡化方向發展,可以增加勞動生產力；3D打印技術可以為消費者提供個性化和革命化的體驗,使客戶更加直觀的感受。

(2) 生產模式的革新。生產模式的革新是指全集成自動化和定制化,用一種系統完成由原來多種系統搭配起來才能完成的所有功能,產品從設計到制造完成的所有工序都被串聯。另外,傳統流水生產線將轉變為“個性化生產單元”,整個生產過程隨時可以和客戶溝通,同一條生產線可以高效、低成本生產不同型號的定制化產品。

(3) 組織形式的革新。組織形式的革新是指設計部門和生產部門的深度融合。在工業4.0生產方式下,產品的設計和研發在同一個平臺上,研發與生產部門在同一個時段同步工作、相互協調。這種組織形式更強調開放、協作與分享,減少了企業內部層級結構,分工更加專業化和精細化。

2 高職院校實訓基地現狀和工業4.0的要求

目前,高職院校實訓基地建設與管理存在的主要問題有:

(1) 重硬件建設輕內涵建設,基地共享率低；

(2) 校企合作長效機制、體制不健全；

(3) 雙師型教師數量少,實踐技能不強；

(4) 課程標準設置不合理；

(5) 社會服務、技術合作和技術開發能力不強。

在工業4.0智能化、精細化、服務化的生產模式下,當前高職院校實訓基地的建設與管理不能滿足我國智能制造對高技能人才的培養要求。高職院校實訓基地建設模式應適應工業4.0的需求,從師資隊伍、智能制造等方面創新實訓基地建設模式,重點培養學生自主設計、自主分析、自主制造、自主操作的研發能力和動手、動腦、解決問題的實踐能力。

工業4.0生產模式對技術人才的知識結構、層次結構和類型需求要求更高。

一是強調知識結構的復合型。在傳統生產模式下,技術技能人才的知識結構比較固定、單一,而工業4.0時代對人才知識結構需求具有寬泛性、創造性和復合性,要求集研發、設計、生產等技術于一身,以完成人機交互以及個性化的概念表達。

二是強調層次結構的高層次。工業4.0技術呈現技術發展尖端化、集成化,技術裝備更新速度快、水平高等特點,要求技術人才成為懂得最新的理念和技術手段,具備計算機思維和數據分析能力的高層次、高素質技能型人才。

三是強調類型需求服務型。在工業4.0制造模式下,企業生產制造環節在價值鏈中的比重下降,產品研發、設計、交付、安裝、維護和服務等環節所占比重上升,將需要許多高端服務人才從事智能制造的配套工作。這些人才要既懂得專業技術,又懂得營銷、管理和創新,還應具有高速學習、協作、跨界整合能力和服務理念[5]。

3 工業4.0背景下公共實訓基地建設與管理

3.1 工業4.0背景下公共實訓基地的管理

3.1.1 工業4.0公共實訓基地的管理體制

隨著工業4.0時代的到來,智能化、精細化、服務化的生產模式促使實訓基地的管理難度也相應增大。公共實訓基地管理機構應當是事業單位編制、法人管理機構,實行決策、監督與執行分立。決策要考慮利益相關各方的利益,監督應實現內部監督與外部監督雙重監督,以保證其運行效率。實訓基地須配置專業技能強、經驗豐富的教師承擔實訓教學工作,根據當地職業院校學生人數、企業人數配備一定比例的教學人員和管理人員。

公共實訓基地最重要的就是資金保障問題。所有的項目經費應參照目前省屬院校的運行經費撥款,保證實訓基地日常運行經費正常。具體問題是:

(1) 全行業統一職業標準,確保國家職業標準和地區行業、企業、職業標準一致,這是工業4.0時代必須解決的重要問題；

(2) 生產設備與實訓設備相結合,不僅避免耗材浪費,也有利于學生增加自信心,與企業生產接軌；

(3) 做好績效評估,請專門的機構定期對實訓基地的運行情況進行監督和評估。

3.1.2 構建網絡服務機制

建立政府主導、社會力量充分參與的多中心供給體制,形成公共機制服務網絡,而政府是關鍵。一是政府按照“統籌管理、合理布局、資源共享、功能互補”的原則,整合現有的公共資源，建立公共實訓基地網絡；二是政府引導扶植行業企業參與公共實訓基地建設；三是政府通過制度設計、政策工具,充分發揮實訓基地網絡的作用。

3.1.3 創新合作服務模式

對內,充分發揮企業、行業的技術和資源信息等優勢,企業參與制訂技能型人才培養標準,參與實訓教材建設與合作項目評估、職業技能鑒定等工作。

對外,創新交流合作模式,通過研究發達國家的做法和經驗,積極進行自我改進和與國際知名企業開展合作,共建校企合作實訓基地[6]。

3.2 工業4.0公共實訓基地建設

3.2.1 構建工業4.0綜合實驗教學體系

工業4.0公共實訓基地需要培養具有牢固專業知識、創新能力、項目化管理能力和研究開發能力的人才。實踐教學體系是在實訓教學中引入工業4.0技術,以層次化、個性化創新教學手段,突出訓練學生的實踐能力、專業能力,強化素質培養,構建一個科學、合理、完整的實踐教學體系。

公共實訓基地需要構建包括基礎實驗層、專業實驗層、綜合設計層和應用創新層等不同層次的綜合實訓平臺,通過實訓課程,使學生完成基礎知識、技術能力、綜合性能力和探索性能力的訓練[7]。工業4.0綜合實踐教學體系框架如圖1所示。

圖1 工業4.0綜合實踐教學體系框架

3.2.2 創建智能制造實訓基地

智能制造是工業4.0的核心,是可持續發展的制造模式[8]。隨著先進制造技術的發展,我國制造業的發展模式、管理模式、企業組織模式發生了重要變化,對高技能人才需求劇增,迫切需要建設以智能制造為特色的高職院校公共實訓基地。智能制造實訓基地應重點建設工業機器人實訓室、3D打印機實訓室、高端數控設備實訓室、軌道交通實訓室、物聯網實訓室、云計算平臺實訓室等。其中工業機器人的應用是未來智能制造的重要組成部分,人才缺口很大[9]。

3.2.3 提高實訓基地師資隊伍水平

只有擁有一支管理經驗豐富、教學水平高、實踐動

手能力和創新思維能力強的實訓基地管理隊伍,才能保證工業4.0實訓基地培養出高質量、高標準實驗技能型人才。目前,針對實訓師資來源主要有兩種渠道:一是高校畢業的高學歷人才,特點是理論知識豐富但缺少實踐技能；二是企業的工程師、技師,特點是實踐經驗豐富但理論知識不足。要建設適應工業4.0的實訓基地,就要根據目前的師資狀況,做好師資的培養工作。

公共實訓基地應建立利益驅動機制,增加實訓教師的社會認同感,重視實訓基地教師的薪資待遇、職業發展,增加實訓教師參加高等學術活動或職業再培訓的機會,保持實訓教師隊伍的穩定[10]。

3.2.4 構建校企深度合作工業4.0實訓基地

培養高層次技術技能人才,需要企業的參與。企業應主動推動產學研合作,助推產業技術升級,實現教育改革和自身發展的雙贏。政府應支持校企合作“雙主體”地位,搭建工業4.0背景的校企合作、共贏的實訓基地框架。利益是校企共建實訓基地的內在驅動力,核心是實現共贏。為此,要建立完善合理的利益分配機制。

一是要樹立正確的利益價值觀,企業不能只以營利為目的,忽視基地的教育功能。

二是建立公平的利益分配機制,實現雙主體利益最大化[11]。

從實踐理論方面考慮,校企合作共建實訓基地可以提高學生的實際操作能力。學生通過真實的企業生產性實訓環境,可以很好地掌握基本專業技能,實現實際操作與理論知識的結合[12]。工業4.0背景下公共實訓基地建設與管理框架如圖2所示。

圖2 工業4.0背景下公共實訓基地建設與管理框架

4 結語

建立公共實訓基地是工業4.0時代的需要,并將隨著科技發展和國家政策的扶持而更加得到重視。企業和學校應抓住智能制造的發展機遇,積極投入公共實訓基地的建設與管理,為社會培養更多復合型高技能人才,助推產業升級。