中國(guó)制造2025需要什么樣的人才？中國(guó)的職業(yè)教育是否已經(jīng)響應(yīng)？
圖為2016北京國(guó)際工業(yè)智能及自動(dòng)化展上，觀眾在參觀工業(yè)機(jī)器人手臂
同濟(jì)大學(xué)中德工程學(xué)院對(duì)德合作歷史悠久，由中德雙方共同建成的國(guó)內(nèi)首家工業(yè)4.0實(shí)驗(yàn)室，無疑走在了這方面的前列。通過探訪這一新型實(shí)驗(yàn)室，我們力圖探討中國(guó)制造2025從概念走向?qū)嵺`的過程中，對(duì)于中國(guó)職教而言，有哪些經(jīng)驗(yàn)可學(xué)？
當(dāng)前世界工業(yè)發(fā)展進(jìn)入以物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新興技術(shù)為主要特征的新階段。同濟(jì)大學(xué)中德工程學(xué)院副院長(zhǎng)、工業(yè)4.0實(shí)驗(yàn)室主任陳明教授說，工業(yè)4.0由德國(guó)政府在2013年漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上首次提出，寓意人類將迎來以生產(chǎn)高度數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、機(jī)器自組織為標(biāo)志的第四次工業(yè)革命。概念一經(jīng)提出，立即在全球掀起了新一輪研究與實(shí)踐熱潮。中國(guó)政府也提出中國(guó)制造2025，追趕世界工業(yè)先進(jìn)步伐。
2013年，同濟(jì)大學(xué)中德工程學(xué)院與德國(guó)科研機(jī)構(gòu)合作，歷經(jīng)1年時(shí)間共同建成了國(guó)內(nèi)首家工業(yè)4.0實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室采用開放模式，服務(wù)于同濟(jì)大學(xué)教師教學(xué)與科研、大學(xué)生科技創(chuàng)新及校企合作，著力培養(yǎng)未來的卓越工程師人才。
日前，《工人日?qǐng)?bào)》記者探訪了這一新型實(shí)驗(yàn)室，尋覓工業(yè)4.0從概念走向工程實(shí)踐的歷程。
學(xué)科交叉，打造一流實(shí)驗(yàn)室
工業(yè)4.0實(shí)驗(yàn)室與普通實(shí)驗(yàn)室有何不同記者在實(shí)驗(yàn)室看到，這里有機(jī)器人、數(shù)控車床、數(shù)控加工等中心加工設(shè)備、機(jī)器人滑行導(dǎo)軌、變頻傳送帶和服務(wù)軟件等一系列硬件設(shè)備和支撐軟件。
一條流水線上所生產(chǎn)的產(chǎn)品都可以各不相同。陳明介紹，各加工工件攜帶了電子標(biāo)簽，內(nèi)置了所有用戶定制化的加工任務(wù)，它可自行與機(jī)器人、機(jī)床等加工設(shè)備進(jìn)行通訊，完成既定的加工任務(wù)，這種方式改變了原有大規(guī)模的批量生產(chǎn)、大規(guī)模有限定制，機(jī)器人維修，實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模的個(gè)性化定制。
在流水線的另一側(cè)，記者看到一個(gè)迷你型的倉(cāng)庫(kù)正在安裝調(diào)試中。這是實(shí)驗(yàn)室引入的智能立體倉(cāng)庫(kù)、AGV自動(dòng)導(dǎo)向車等硬件，實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0實(shí)驗(yàn)室的橫向集成。陳明說，這一版本納入了當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域主要的生產(chǎn)元素與資源，建立起一個(gè)高度靈活的個(gè)性化和數(shù)字化的產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式，力爭(zhēng)成為我國(guó)生產(chǎn)制造業(yè)構(gòu)建數(shù)字化智能工廠的應(yīng)用示范工程。
在教學(xué)方面，中德工程學(xué)院注重理論與實(shí)踐的結(jié)合以及學(xué)科交叉，讓不同學(xué)科的人組成智能制造項(xiàng)目組。在工業(yè)4.0智能工廠實(shí)驗(yàn)室的二期建設(shè)中，來自機(jī)械學(xué)院、電信學(xué)院、軟件學(xué)院的本科生、碩士生、博士生將共同參與實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。陳明介紹，在課程設(shè)置中，學(xué)院已經(jīng)率先開出了全國(guó)第一門工業(yè)4.0課程《工業(yè)4.0導(dǎo)論》，并陸續(xù)推出《工業(yè)大數(shù)據(jù)》《智能工廠架構(gòu)與實(shí)踐》《智能物流》等課程；主要研究方向包括基于信息物理系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)調(diào)度系統(tǒng)、預(yù)測(cè)性維護(hù)、智能測(cè)量等。
目前，4.0實(shí)驗(yàn)室與西門子、庫(kù)卡等德國(guó)工業(yè)4.0先鋒企業(yè)和艾默生、美國(guó)國(guó)家儀器等美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)積極合作，力爭(zhēng)成為具有國(guó)際一流的應(yīng)用技術(shù)研究院和培訓(xùn)的智能制造實(shí)驗(yàn)室。陳明說。
校企合作，培養(yǎng)卓越工程師
從時(shí)間和進(jìn)展來看，中德工程學(xué)院的工業(yè)4.0實(shí)驗(yàn)室無疑緊跟了第四次工業(yè)革命的步伐。陳明將其稱為一種國(guó)際化高校合作、校企合作培養(yǎng)卓越工程師的辦學(xué)新模式的結(jié)晶。
此前，中國(guó)教育部在德國(guó)考察時(shí)，非常推崇德國(guó)的工程師培養(yǎng)模式，并從中看到了自身教育的短板。在很長(zhǎng)一段時(shí)間，工程學(xué)院不再被稱為工程師的搖籃了。工科生畢業(yè)時(shí)不做畢業(yè)設(shè)計(jì)，而改寫畢業(yè)論文。陳明苦澀地說。
中國(guó)學(xué)生差的是將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐操作的最后一步。陳明舉例說，比如在做實(shí)驗(yàn)車中，學(xué)生運(yùn)用動(dòng)力學(xué)知識(shí)完成設(shè)計(jì)，拿到車間加工時(shí)，問題就出現(xiàn)了：車間工人告知無法加工，因?yàn)樵O(shè)計(jì)沒有考慮工藝制造，即便加工出來，也不一定能裝配起來，裝配起來又可能開不動(dòng)，甚至連調(diào)整需要使用工具的空間也沒有這些問題，僅靠課堂教學(xué)是很難講清楚的，設(shè)計(jì)1小時(shí)，生產(chǎn)往往需要四五個(gè)小時(shí)，要解決學(xué)用脫節(jié)的問題，KUKA機(jī)器人示教器維修，就需要強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)實(shí)踐。
在中國(guó)教育部和德國(guó)聯(lián)邦科教部的倡議和支持下，2004年，同濟(jì)大學(xué)建立了中德工程學(xué)院，開啟了借鑒德國(guó)工程師培養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)，發(fā)揮同濟(jì)特色，利用兩國(guó)優(yōu)質(zhì)教育資源，努力培養(yǎng)既有扎實(shí)理論基礎(chǔ)、又具備實(shí)際工作能力，受跨國(guó)企業(yè)歡迎的中德雙學(xué)位工程和管理的專門人才的教學(xué)實(shí)踐之旅。
學(xué)院原汁原味嫁接德國(guó)工科教學(xué)模式，強(qiáng)化項(xiàng)目管理與項(xiàng)目實(shí)踐。在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，在老師的指導(dǎo)下，要求學(xué)生自行搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)室所有設(shè)備、部件與企業(yè)相同。大學(xué)三年級(jí)第二個(gè)學(xué)期，每周安排1天在實(shí)驗(yàn)室做項(xiàng)目。項(xiàng)目一半就來自企業(yè)，另一半才是來自實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)。企業(yè)深度參與大學(xué)本科教學(xué)，有三分之一的師資來源于企業(yè)，企業(yè)樂意把項(xiàng)目放到本科教學(xué)中實(shí)驗(yàn)，學(xué)生必須在企業(yè)里完成畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)論文，才能回校答辯。
指著實(shí)驗(yàn)室里林林總總的數(shù)控機(jī)床、雕刻機(jī)和3D打印機(jī)，陳明頗為自豪地說，這些都是學(xué)院本科生的作業(yè)。為了鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，實(shí)驗(yàn)室晚上也對(duì)學(xué)生開放，學(xué)生有想法，經(jīng)過申請(qǐng)，可獲得5000元至10000元的經(jīng)費(fèi)支持。
記者了解到，中德工程學(xué)院已畢業(yè)的1000多名學(xué)生，63％繼續(xù)在德國(guó)深造，其余的也在跨國(guó)企業(yè)中就業(yè)，并跨過實(shí)習(xí)階段，直接獲得工程師崗位。學(xué)院也獲得中德兩國(guó)政府教育領(lǐng)域的成功合作典范的高度評(píng)價(jià)。
重視職教，培育工匠精神
在工業(yè)4.0與中國(guó)制造2025的各自表述中，其中有一個(gè)共同點(diǎn)，就是都強(qiáng)調(diào)人才與教育的重要性。陳明認(rèn)為，人才培養(yǎng)對(duì)智能制造的發(fā)展有重要的、突出的意義。現(xiàn)階段缺乏智能制造人才，尤其缺乏一線技術(shù)力量，因此特別需要重視職教與工匠精神。
陳明說，人才的培養(yǎng)可以通過三個(gè)維度來定位，一個(gè)維度是人才的類型，包括研發(fā)工程師與現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員；第二個(gè)維度是專業(yè)，涉及如何跨專業(yè)培養(yǎng)；第三個(gè)維度是行業(yè)，不同行業(yè)對(duì)三類人才的培養(yǎng)有其自身特點(diǎn)。智能制造既需要對(duì)某一領(lǐng)域有較深研究的專家型人才，KUKA機(jī)器人維修，也需要對(duì)幾個(gè)學(xué)科有較深了解的跨專業(yè)人才，以及具有全局觀，能夠領(lǐng)導(dǎo)復(fù)雜技術(shù)開發(fā)和實(shí)施的復(fù)合式人才。
為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需要政府、學(xué)校、企業(yè)及資本在人才培養(yǎng)方面的有效合作。陳明建議，政府方面需要鼓勵(lì)高校進(jìn)行交叉學(xué)科建設(shè)，如有些學(xué)校設(shè)立的智能制造學(xué)院，將智能制造相關(guān)專業(yè)放在一起，對(duì)學(xué)生進(jìn)行聯(lián)合培養(yǎng)。學(xué)校方面需要大膽創(chuàng)新，在教學(xué)內(nèi)容，課程體系與教學(xué)手段上進(jìn)行改革，能夠適應(yīng)智能制造專才、跨學(xué)科人才與復(fù)合型人才的培養(yǎng)。學(xué)校與企業(yè)充分合作，在實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐環(huán)節(jié)中提供保障。企業(yè)應(yīng)該與學(xué)校建立緊密的合作關(guān)系，為學(xué)生的實(shí)踐活動(dòng)提供支持。