智能制造人才培養(yǎng)探索與實(shí)踐

制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的主體，是立國之本、興國之器、強(qiáng)國之基。制造業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展，對中國經(jīng)濟(jì)的未來尤其重要。然而，復(fù)雜多變的全球經(jīng)濟(jì)形勢、日益激烈的國內(nèi)外競爭環(huán)境，使得制造企業(yè)不斷面臨生產(chǎn)成本攀升、勞動(dòng)力資源短缺、客戶需求個(gè)性化、產(chǎn)能過剩等問題，企業(yè)生存和發(fā)展環(huán)境面臨諸多挑戰(zhàn)。利用數(shù)字化技術(shù)、工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)、人工智能等新興技術(shù)改造傳統(tǒng)制造模式，推進(jìn)智能制造、實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型成為制造企業(yè)的必然選擇。我國“十四五”規(guī)劃和“二十大”報(bào)告都強(qiáng)調(diào)，要推進(jìn)制造業(yè)的高端化、智能化和綠色化。推進(jìn)智能制造，人才是關(guān)鍵。制造企業(yè)除了引入咨詢服務(wù)機(jī)構(gòu)和工業(yè)軟件、工業(yè)自動(dòng)化解決方案提供商，要取得實(shí)效，最終還是需要建立自己的智能制造人才隊(duì)伍。制造企業(yè)如何建立智能制造人才隊(duì)伍？如何掌握日新月異的智能制造新興技術(shù)？如何在智能制造推進(jìn)過程中少走彎路，取得實(shí)效？本文結(jié)合e-works的長期實(shí)踐，對這些問題進(jìn)行了探討。制造企業(yè)推進(jìn)智能制造面臨的挑戰(zhàn)智能制造融合了先進(jìn)制造技術(shù)、工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)、新一代信息與通信技術(shù)、現(xiàn)代企業(yè)管理和人工智能技術(shù)，貫穿設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造業(yè)的全價(jià)值鏈。智能制造是工業(yè)軟件、智能裝備、工業(yè)機(jī)器人、傳感器、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、通信技術(shù)、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、增材制造、云計(jì)算，以及新材料、新工藝等相關(guān)技術(shù)蓬勃發(fā)展并交叉融合的產(chǎn)物，是幫助制造企業(yè)提升核心競爭力的綜合集成技術(shù)。

推進(jìn)智能制造是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，也是一段漫長的“旅程”。不同行業(yè)、不同規(guī)模、不同所有制、不同制造模式的企業(yè)，推進(jìn)智能制造的模式千差萬別，個(gè)性化很強(qiáng)。

制造企業(yè)在推進(jìn)智能制造的過程中，面臨著諸多難點(diǎn)問題：

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首先，在推進(jìn)智能制造的戰(zhàn)略目標(biāo)層面，如何通過推進(jìn)智能制造來提升產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，縮短交貨期？如何實(shí)現(xiàn)少人化？如何縮短產(chǎn)品上市周期？如何能夠靈活應(yīng)對市場變化？如何實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗？

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其次，在智能制造推進(jìn)策略層面，企業(yè)如何正確理解智能制造？如何摸清自身的智能制造推進(jìn)現(xiàn)狀，明確自身的智能制造推進(jìn)需求？如何制定科學(xué)而務(wù)實(shí)的智能制造整體規(guī)劃和實(shí)施路線圖？如何根據(jù)自身企業(yè)的特點(diǎn)和需求進(jìn)行正確選型？如何能夠確保智能制造的項(xiàng)目實(shí)施達(dá)到預(yù)期目標(biāo)？如何能夠在智能制造的推進(jìn)過程中有效規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)？

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第三，在智能制造技術(shù)應(yīng)用層面，如何實(shí)現(xiàn)IT/OT的有效融合？主數(shù)據(jù)如何管理？如何建立設(shè)備數(shù)據(jù)采集的規(guī)范？如何打通信息孤島和業(yè)務(wù)流程斷點(diǎn)？如何統(tǒng)一各類編碼體系？如何能夠滿足業(yè)務(wù)部門的個(gè)性化需求？如何確保信息安全和網(wǎng)絡(luò)安全？如何推進(jìn)柔性自動(dòng)化？

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第四，在智能制造實(shí)施落地層面，企業(yè)缺乏多層次的智能制造高級人才，這是目前制約制造企業(yè)智能制造推進(jìn)取得實(shí)效的主要瓶頸。企業(yè)智能制造人才培養(yǎng)的難點(diǎn)制造企業(yè)在推進(jìn)智能制造和數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)程中，衍生出大量人才需求。據(jù)人社部、工信部發(fā)布的《制造業(yè)人才發(fā)展規(guī)劃指南》顯示，中國制造業(yè)10大重點(diǎn)領(lǐng)域2020年的人才缺口超過1900萬人，2025年將接近3000萬人，缺口率高達(dá)48％，而且隨著企業(yè)自動(dòng)化程度不斷提升，對相應(yīng)人才的要求也越來越高?！?020年新基建產(chǎn)業(yè)人才發(fā)展報(bào)告》顯示，國內(nèi)新基建核心技術(shù)人才2020年底缺口預(yù)計(jì)為417萬人，且人才缺口將長期存在。近期發(fā)布的《智能制造領(lǐng)域人才需求預(yù)測報(bào)告》中也展現(xiàn)了各個(gè)領(lǐng)域的人才需求和大量的人才缺口。智能制造領(lǐng)域人才匱乏已經(jīng)成為制約我國制造企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的普遍問題。

為了主動(dòng)應(yīng)對新一輪產(chǎn)業(yè)革命，服務(wù)制造強(qiáng)國戰(zhàn)略，國家各相關(guān)部門積極展開了一系列人才建設(shè)重要舉措。2017年，教育部、人社部、工信部聯(lián)合印發(fā)的《制造業(yè)人才發(fā)展規(guī)劃指南》，明確了七大重點(diǎn)任務(wù)，部署了五項(xiàng)重點(diǎn)人才工程；同時(shí)，教育部開始推進(jìn)新工科建設(shè)，“復(fù)旦共識”“天大行動(dòng)”“北京指南”等相繼出臺，并發(fā)布《關(guān)于開展新工科研究與實(shí)踐的通知》、《關(guān)于推薦新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目的通知》等綱領(lǐng)文件，全力探索高等教育助力智能制造人才培養(yǎng)的中國模式；2019年，工信部等13部門印發(fā)制造業(yè)設(shè)計(jì)能力提升專項(xiàng)行動(dòng)計(jì)劃；2020年，人力資源社會(huì)保障部等3部門聯(lián)合向社會(huì)發(fā)布了包括智能制造工程技術(shù)人員在內(nèi)的16個(gè)新職業(yè)等等。

隨著人才強(qiáng)國戰(zhàn)略的實(shí)施，我國智能制造人才隊(duì)伍建設(shè)取得顯著成績，但存在的問題依然突出。根據(jù)e-works對制造企業(yè)智能制造人才需求的長期跟蹤調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在智能制造時(shí)代下，單一技術(shù)能力已經(jīng)很難適應(yīng)現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，技術(shù)人才，尤其是高端技術(shù)人才除了要具備智能制造通用知識體系外、還需要具備知識和技術(shù)的融合能力、以智能制造的手段推動(dòng)業(yè)務(wù)發(fā)展的前瞻能力、以及能突破原有思維跨界尋求解決方案的創(chuàng)新能力。技術(shù)型、復(fù)合型、創(chuàng)新型是智能制造人才需求的關(guān)鍵因素。

目前，高等院校智能制造人才培養(yǎng)尚處于初期階段，人才培養(yǎng)周期長，復(fù)合型、創(chuàng)新型和實(shí)踐型人才培養(yǎng)難等仍是主要問題。制造企業(yè)在智能制造推進(jìn)過程中，迫切需要的是將在職的技術(shù)人員和管理人員進(jìn)行培訓(xùn)，快速儲(chǔ)備相關(guān)知識，并將相關(guān)技術(shù)和能力迅速應(yīng)用到實(shí)際工作中。不同的崗位職能需要具備不同領(lǐng)域的智能制造知識和實(shí)踐能力。

圖1智能制造對人才知識結(jié)構(gòu)的要求

圖2智能制造對人才能力的要求推進(jìn)智能制造，制造企業(yè)需著重培養(yǎng)技能人才、應(yīng)用人才、推進(jìn)人才、領(lǐng)軍人才四個(gè)層級的智能制造人才，呈現(xiàn)出金字塔結(jié)構(gòu)：技能人才是工作在企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，熟練掌握智能裝備操作的技術(shù)工人，強(qiáng)調(diào)一專多能，能夠操作多種類型的智能裝備，熟悉制造、裝配、檢驗(yàn)等工藝，具備基本的設(shè)備維護(hù)技能，能夠及時(shí)在MES等系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)工，高級技工應(yīng)掌握數(shù)控編程、機(jī)器人編程，以及機(jī)械和電氣知識；應(yīng)用人才是企業(yè)內(nèi)的技術(shù)和管理骨干，根據(jù)工作崗位的需求，分別熟練掌握CAD、CAM、CAE和EDA等工具類軟件和ERP、MES、設(shè)備管理、質(zhì)量管理等各類信息系統(tǒng)的應(yīng)用，熟練掌握數(shù)控編程和機(jī)器人編程等技術(shù)，遵循PLM、ERP、CRM、SCM等核心應(yīng)用軟件的工作流程協(xié)同配合，完成相關(guān)數(shù)據(jù)的采集和分析等工作；推進(jìn)人才是企業(yè)推進(jìn)智能制造的中堅(jiān)力量，需要在理解企業(yè)業(yè)務(wù)發(fā)展需求，熟練掌握智能制造單元技術(shù)的相關(guān)知識和具體功能基礎(chǔ)上，對各項(xiàng)智能制造技術(shù)的實(shí)施方法論、項(xiàng)目管理、數(shù)據(jù)治理等技能熟練應(yīng)用，能夠與智能制造解決方案供應(yīng)商協(xié)同配合，實(shí)現(xiàn)智能制造技術(shù)的集成應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)智能制造項(xiàng)目實(shí)施落地；領(lǐng)軍人才是企業(yè)推進(jìn)智能制造的領(lǐng)導(dǎo)者，需要具備豐富的智能制造實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并對企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略和企業(yè)運(yùn)營非常熟悉，從而選擇合適的合作伙伴，統(tǒng)籌智能制造的規(guī)劃和實(shí)施。智能制造人才培養(yǎng)，沒有“作業(yè)”可抄，各層級能力的培養(yǎng)和知識體系的構(gòu)建不是一朝一夕能夠完成的，企業(yè)在智能制造人才培養(yǎng)方面，面臨以下三個(gè)方面的難點(diǎn)：①智能制造涉及的知識面廣，既需要通才，又需要專才。智能制造涉及的新興技術(shù)領(lǐng)域多，需要跨學(xué)科、多門類的專業(yè)知識跨界融合，既需要跨界的通才，又需要精通各個(gè)領(lǐng)域的專才，就像全科醫(yī)生和?？漆t(yī)生。智能制造的領(lǐng)軍人才和推進(jìn)人才需要熟悉企業(yè)的戰(zhàn)略、管理、業(yè)務(wù)流程、產(chǎn)品和制造工藝，對智能制造各個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)了解基本的功能，對智能制造的實(shí)施方法、整體架構(gòu)和集成方案，以及智能制造的項(xiàng)目管理有全面了解。同時(shí)，推進(jìn)PLM、ERP、MES、SCM、質(zhì)量管理等各類管理系統(tǒng)，則需要對企業(yè)的相關(guān)業(yè)務(wù)流程、系統(tǒng)原理和集成方案有更深入的理解。CAE、EDA等工具類軟件要用好，也需要深厚的知識背景。

因此，制造企業(yè)需要制定周密的智能制造人才培養(yǎng)方案。然而，大多數(shù)制造企業(yè)往往是基于項(xiàng)目需要進(jìn)行“補(bǔ)課”式學(xué)習(xí)，基于企業(yè)管理痛點(diǎn)進(jìn)行“頭痛醫(yī)頭”式學(xué)習(xí)，沒有結(jié)合企業(yè)的實(shí)際需求，基于技術(shù)熱點(diǎn)的“跟風(fēng)”式學(xué)習(xí)，缺乏完善的智能制造知識體系架構(gòu)，短期來看確實(shí)可以起到一定的效果，但是知識的深度與廣度，以及多門類知識的融合都難以達(dá)到更佳的學(xué)習(xí)效果。②內(nèi)容資源有限，課程設(shè)計(jì)難以因材施教。培訓(xùn)資源問題是企業(yè)培訓(xùn)面臨的一大難題。一方面，企業(yè)對培訓(xùn)師資和課程資源要求高，意味著培訓(xùn)難度和培訓(xùn)投入的加大，企業(yè)很難依托于自身的能力與資源，快速構(gòu)建內(nèi)容豐富的智能制造知識庫；另一方面，不同的崗位職能、職務(wù)層級，需要差異化的課程內(nèi)容，制造企業(yè)的人力資源部門或培訓(xùn)部門很難設(shè)計(jì)出完整的智能制造培訓(xùn)課程體系。③理論與實(shí)踐脫節(jié)，培訓(xùn)成效不明顯。制造企業(yè)進(jìn)行智能制造人才培養(yǎng)的根本目的，是使員工實(shí)戰(zhàn)水平不斷提升，使企業(yè)構(gòu)建的智能制造系統(tǒng)能夠真正落地，發(fā)揮實(shí)效。但現(xiàn)實(shí)情況往往卻是，企業(yè)雖然開展了相關(guān)培訓(xùn)，但收效并不明顯。究其原因，是理論與實(shí)踐脫節(jié)。智能制造專業(yè)知識和實(shí)操能力的培養(yǎng)需要理論與實(shí)踐進(jìn)行結(jié)合，課堂學(xué)習(xí)與現(xiàn)場參觀相結(jié)合，知識學(xué)習(xí)和互動(dòng)研討相結(jié)合，充分借鑒行業(yè)內(nèi)外各制造企業(yè)的成功經(jīng)驗(yàn)，只有這樣，才能將學(xué)習(xí)力轉(zhuǎn)化為行動(dòng)力。

綜上可見，智能制造人才的培養(yǎng)，僅靠企業(yè)自身的努力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，需要借助大量外部力量來搭建人才培養(yǎng)的體系、充實(shí)人才培養(yǎng)的資源、打造學(xué)習(xí)型的組織，最終使人才培養(yǎng)與實(shí)際需要相結(jié)合，學(xué)以致用，助力企業(yè)持續(xù)穩(wěn)健發(fā)展。智能制造人才培養(yǎng)模式的探索與實(shí)踐為了響應(yīng)制造企業(yè)的人才培養(yǎng)需求，已經(jīng)有近二十年的制造企業(yè)服務(wù)經(jīng)驗(yàn)的e-works也是在不停地探索和實(shí)踐，于2020年正式發(fā)布了“e-works智能制造學(xué)院”平臺。經(jīng)過近三年的探索和實(shí)踐，初步建立起以“實(shí)戰(zhàn)、實(shí)效、實(shí)在”為宗旨的智能制造人才培養(yǎng)體系。

e-works智能制造人才培養(yǎng)體系主要有以下特點(diǎn)：1、以人才能力為中心，打造產(chǎn)學(xué)研協(xié)同培養(yǎng)新模式。結(jié)合制造企業(yè)的實(shí)際需求和智能制造人才培養(yǎng)的特點(diǎn)，e-works積極進(jìn)行組織創(chuàng)新，依托自身資源優(yōu)勢，充分發(fā)揮高校、企業(yè)、軟硬件廠商等多方資源優(yōu)勢，以培養(yǎng)智能制造復(fù)合知識能力為目標(biāo)，聚焦智能制造領(lǐng)軍人才、推進(jìn)人才和應(yīng)用人才，獨(dú)創(chuàng)了由e-works搭臺，學(xué)術(shù)專家、行業(yè)專家、企業(yè)實(shí)踐專家共同參與的智能制造人才培養(yǎng)的新模式。2、理論與實(shí)踐融合，提供線上線下結(jié)合學(xué)習(xí)新方法。針對企業(yè)推進(jìn)智能制造過程中面臨的實(shí)際問題和關(guān)鍵技術(shù)，圍繞智能制造相關(guān)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，通過各種主題研修班、現(xiàn)場實(shí)訓(xùn)班、在線課堂、企業(yè)內(nèi)訓(xùn)、標(biāo)桿工廠考察等方式，理論與實(shí)踐融合、線上線下結(jié)合，為參訓(xùn)人員提供持續(xù)的、動(dòng)態(tài)的、面向?qū)嵺`應(yīng)用的學(xué)習(xí)模式。

圖3e-works智能制造學(xué)院的幾種培訓(xùn)形式3、以實(shí)用為宗旨，構(gòu)建“智能制造全體系架構(gòu)”課程體系。圍繞智能制造五層體系的使能技術(shù)和十大應(yīng)用場景，基于智能制造知識體系架構(gòu)，從技術(shù)層面融合了信息技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)、工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)以及先進(jìn)的企業(yè)管理理念，從實(shí)施層面包含了產(chǎn)品、裝備、產(chǎn)線、車間、工廠、研發(fā)、供應(yīng)鏈、管理、服務(wù)與決策等諸多內(nèi)容，全面、系統(tǒng)地幫助學(xué)員提升智能制造技術(shù)和理論水平。

同時(shí)，還及時(shí)將新技術(shù)、新應(yīng)用納入培訓(xùn)體系，構(gòu)建“能力遞進(jìn)、育訓(xùn)結(jié)合”的實(shí)踐體系。

圖4e-works智能制造學(xué)院課程體系4、重視能力培養(yǎng)，構(gòu)建“研修實(shí)訓(xùn)結(jié)合”的實(shí)踐體系。積極推動(dòng)與制造企業(yè)的合作，建立標(biāo)桿工廠參觀考察基地，充分利用燈塔工廠、數(shù)字化轉(zhuǎn)型領(lǐng)航企業(yè)等資源，建設(shè)實(shí)踐教學(xué)條件，為構(gòu)建“研修實(shí)訓(xùn)結(jié)合”實(shí)踐體系的有效運(yùn)行提供支撐。僅2021年就組織考察研修相結(jié)合的培訓(xùn)十多場，考察北汽福田汽車股份有限公司、丹佛斯商用壓縮機(jī)工廠、美的集團(tuán)廣州南沙工廠、施耐德電氣武漢工廠、三一重工集團(tuán)等燈塔工廠和標(biāo)桿企業(yè)三十多家。5、學(xué)習(xí)工作不分離，打造持續(xù)、動(dòng)態(tài)的在線培養(yǎng)模式。考慮到制造企業(yè)工作和學(xué)習(xí)時(shí)間難以協(xié)調(diào)的現(xiàn)實(shí)問題，2020年e-works推出了智能制造在線學(xué)院。該平臺課程多來源于e-works線上線下研修班和論壇的精華內(nèi)容，通過采用N+X知識體系進(jìn)行構(gòu)建，每門課程不僅有多個(gè)來自學(xué)術(shù)界、工業(yè)界和智能制造產(chǎn)業(yè)界專家的視頻課件，還輔以大量學(xué)習(xí)資料、案例和視頻，同時(shí)還提供了學(xué)習(xí)管理推進(jìn)、學(xué)習(xí)成果考核、學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、學(xué)習(xí)激勵(lì)等大量數(shù)字化培訓(xùn)管理功能。針對智能制造領(lǐng)軍人才、推進(jìn)人才和不同和崗位的應(yīng)用人才，e-works在線學(xué)院支持按照崗位、技術(shù)領(lǐng)域、行業(yè)等多維度搜索，還提供了海量的智能制造知識庫。

目前，已有汽車、能源電力、機(jī)械、航空航天、工程機(jī)械、軌道交通、家用電器等行業(yè)近百家龍頭企業(yè)選用作為智能制造內(nèi)訓(xùn)平臺，成為這些企業(yè)提升員工智能制造知識水平經(jīng)濟(jì)有效的途徑。

圖5e-works在線學(xué)院課程圖譜總結(jié)與展望十四五規(guī)劃強(qiáng)調(diào)，中國制造業(yè)發(fā)展的主攻方向就是