智能制造人才培养中的动力学分析

摘  要：中国制造业正处于由传统制造向智能制造转型升级阶段，智能制造人才培养数量与质量直接关系这种转型升级的成败。通过分析影响智能制造人才培养的各种动力学因素，构建人才培养新的范式。智能制造是多技术融合之路，决定其培养的各层次人才是复合型人才；智能制造细分领域人才需求对高校人才培养目标与规模及专业构建有重要影响；国家和省市地区产业和人才政策是人才培养的依据和指引；竞争要素是智能制造人才培养的催化剂。

关键词：人才培养；智能制造；先进制造；动力学；驱动

中图分类号：C961        文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）13-0158-05

Abstract： China's manufacturing industry is in the process of transformation and upgrading from traditional manufacturing to intelligent manufacturing. The quantity and quality of intelligent manufacturing talents are directly related to the success or failure of this transformation and upgrading. By analyzing various kinetic factors affecting the training of intelligent manufacturing talents， we will build a new patter of talent training. Intelligent manufacturing is the road of multi-technology integration. This determines that it is the training of compound talents. The talent demand in intelligent manufacturing segmentation has an important impact on the target and scale and professional construction of universities. National， provincial and regional industrial and talent policies are the basis and guidance for talent training. Competition elements are the catalyst for intelligent manufacturing talent training.

Keywords： talent training; intelligent manufacturing; advanced manufacturing; dynamics; drive

近两年，中国制造在逆境中崛起，在世界上正扮演着越来越重要的角色。中国制造是国民经济的基础，是国家的经济命脉，是中国参与世界竞争的重要支撑，是中华民族屹立于世界强国之林的保障。中国制造业在规模和体量上已属于世界顶尖水平，但离制造强国还有很长的路要走。制造强国是中国必走之路，而政策是其保障。2017年工业和信息化部发布的《高端智能再制造行动计划（2018—2020年）》指出，到2020年，突破一批制约我国高端智能再制造发展的拆解、检测、成形加工等关键共性技术，智能检测、成形加工技术达到国际先进水平[1]。《中国制造2025》要求到2025年中国制造业整体素质要大幅度提升，到2035年中国制造要达到制造强国中等水平[2]。国家出台的各种政策都在力推制造业转型升级，伴随着人工智能的发展，各种机器人的出现，大数据云计算的应用，芯片技术的不断攀升，智能技术正在改造传统制造业，使传统制造向智能制造推进。促使制造业转型升级最关键要素之一是要求大量高端智能制造人才的出现，而高端智能制造人才的欠缺却是目前制造业转型升级当中面临的难题之一。这一难题出现的原因是多方面的，其中传统教育体制和旧的人才培养模式是重要因素。因此加强教育教学改革，探讨智能制造人才培养新范式对制造业的转型升级意义重大。智能制造人才培养中的动力学分析将在技术、人才需求和政策等层面阐述其对人才培养的影响。

一  技术驱动

科学技术是推动制造业发展的第一驱动力，智能制造各种核心关键技术的重大突破都会引起制造业的巨大进步。这种突破最先反映在工业领域，然后再影响到各行各业，进而引起社会的重大变革。人类文明经历了四次工业革命：第一次工业革命以机器代替手工工具，实现机械化；第二次工业革命以电力代替蒸汽，带来生产力的巨大跃迁；第三次工业革命伴随电子计算机、互联网、信息技术、原子能、人工材料、航天技术、遗传工程及海洋工程等技术的进步，使人类得以面向星辰大海；第四次工业革命以智能工厂、智能生产、智能家电、人机交互、3D技术、网络通信技术、物联网、资源整合、移动互联网、数字化制造、大数据革命、机器自组织、云计算及高度数字化等为代表，实现智能化。以智能化技术为依托，各省市出台各种政策助推先进制造业和高技术制造业的快速发展。以粤港澳大湾区为例，从2015到2020年间，粤港澳大湾区具有一定规模的工业产值由23 680.1亿元增长至28 373.0亿元，其中先进制造业由12 562.2亿元增长至16 886.6亿元，年均复合增长率为6.1%，占2020年广东全省工业增加值的51.1%，高技术制造业产业由7 115.9亿元增长至11 566.4亿元，年均复合增长率为10.2%，占2020年广东全省工业增加值的35.0%[3]。智能化技术在制造业中发挥着越来越广泛和重要的作用，并促使传统制造业向先进制造业和高技术制造业转型升级，并向智能制造目标迈进。

新技术的不断涌现和旧技术的不断进步使传统制造业在向先进制造业和智能制造业迈进路途中获得强大的动能，并推进人才培养模式和培养体制的不断革新。智能制造依托众多关键核心技术，这些关键核心技术在传统的人才培养模式中自成专业，如3D技术对应3D技术专业，物联网技术对应物联网专业，移动互联网对应互联网专业，大数据技术对应大数据专业，人工智能技术对应人工智能专业，网络通信技术对应通信专业，云计算技术对应云计算技术专业。这些关键核心技术在人才培养中都侧重于对应的专业，培养出的人才主要专精于各自的技术，对于其他技术相对陌生。这种单一人才培养模式可以适应传统制造业中以工序和固定岗位为标志的制造模式，但却不能应对智能制造对人才的需求。智能制造包括设计、生产、管理及服务等众多制造环节，在各种环节中需要对智能制造中的各种核心关键技术进行融合应用。因此，智能制造对人才的需求是高素质复合型人才[4]。高素质复合型人才的定位要求各高校和高职院校革新人才培养模式，重设新专业，并整合旧专业，进而对培养方案、培养目标和课程群等进行重构。

二  需求驱动

需求是一切生产的源动力，是人才培养的生命源泉。在《中国制造2025》规划基础上，教育部、人力资源和社会保障部、工业和信息化部联合印发了《制造业人才发展规划指南》，对2025年制造业十大重点领域的人才需求和人才缺口进行了预测，见表1[5]。由表1可以看出，到2025年中国在制造业十大重点领域里人才需求和缺口都相当大，特别是在电力装备、新材料和新一代信息技术产业当中。人才稀缺将会严重制约智能制造业的发展和传统制造业的转型升级。东莞地处港深广黄金走廊腹地，粤港澳大湾区中心，有“世界工厂”之称，在世界技术浪潮来临之际，积极推动制造业转型升级，并向“国际智能制造创新中心”转变[6]。其遇到的难题之一正是高端复合型制造人才的紧缺。

智能制造人才需求与缺口数据给人才培养提供了依托。各本科和高职院校应根据自身办学特色和区域经济特色制定自己的人才培养方案。如肇庆地区拥有鸿图、鸿特和鸿泰等一批压铸企业，有登云汽配、四会连杆等一批汽配厂，有金利等五金小镇，有风华高科等一批电子元器件企业，有亚铝等一批金属加工企业。因此肇庆地区高校应依托这些企业构建自己的智能制造专业，突出特色，服务地方经济。肇庆学院、广东理工学院和广东工商职业技术大学等应以新材料、电子信息和机床装备作为自己的主攻方向进行智能制造专业构建和培养目标设置。在制定人才培养方案时还要考虑高校实力和办学水平，不同层次高校培养的人才应具有差异性。智能制造人才的缺乏主要体现为以下四类：一缺乏高层次领军人才，其肩负突破智能制造核心关键共性技术并引领制造业转型升级重担；二缺乏擅长技术与管理的复合型人才；三缺乏能够开展智能制造技术开发、改进及业务指导的专业技术人才；四缺乏门类齐全、技艺精湛、爱岗敬业的一线工匠型人才[7]。一流本科和重点高校应以培养一类和二类人才为目标，二流本科以培养二类和三类人才为目标，高职院校则以培养三类和四类人才为目标。

三  政策驱动

政策性文件（表2）是一切行动的依据和指南，是智能制造业发展和传统制造业转型升级的内在驱动力，是智能制造人才培养模式革新的支撑。在国家层面上，各国政府本着强者恒强，后来居上的竞争态势，都提前布局本国的制造业发展方向。美国20世纪末21世纪初的“去工业”计划使其国内工业处于真空，为保持美国制造业的领先和竞争优势，近年来重新制定美国的“再工业计划”，于2018年发布了《先进制造业美国领导力战略》文件，将先进制造业视作美国经济发展引擎和国家安全支柱。与制造业政策相匹配，人才培养上优先发展以制造业为重点的STEM（科学、技术、工程和数学）教育、制造工程教育；优先发展职业和技术教育、培养熟练的技术人员；优先发展制造业学徒计划、完善学徒和资格认证登记制度。德国长期以来都是制造业强国，其发布的“工业4.0”战略为保证其制造业处于制高点保驾护航，并为“工业4.0”战略的顺利实施提供人才支撑于2019年制定了“工业4.0学徒培训计划”，面向工业技术领域中的学徒进行技术培训，以便适应和掌握数字化技术，满足“工业4.0”战略需求。日本制造业处于世界前沿，近些年来每年都会发布《制造业白皮书》，为日本制造业指明方向；在人才政策上于2018年出台了《面向5.0社会的人才培养——社会在变化、学习也在变化》报告，提出在人工智能驱动下“5.0社会”日本学校教育每年应培养25万名人工智能相关人才[8]。

近年中国制造业发展非常快，已经是制造业大国，中国制造享誉世界，但距离世界制造强国还有一段路要走。《中国制造2025》提出了我国制造业分三步走战略。2021年工信部等八部门联合发布的《“十四五”智能制造发展规划》提出了智能制造人才培养规划，强调智能制造人才的培养。定期编制智能制造人才需求预测报告和紧缺人才需求目录，研究制定智能制造领域职业标准。依托高技能人才培训基地等机构，开展大规模职业培训[9]。加强应届毕业生、在职人员和转岗人员数字化技能培训，推进产教融合型企业建设，促进智能制造企业与职业院校深度合作，探索中国特色学徒制。深化新工科建设，在智能制造领域建设一批现代产业学院和特色化示范性软件学院，优化学科专业和课程体系设置，加快高端人才培养。弘扬企业家精神和工匠精神，鼓励开展智能制造创新创业大赛、技能竞赛。

在国家政策指引下，各省市纷纷出台自己的制造业行动纲领，充分发挥地缘优势，促推本省市制造业快速发展。广东省是制造业大省，工业基础雄厚，为保持制造业上的领先地位，出台了很多相关政策。广东的东莞、佛山和中山等地区，传统制造业非常发达，正面临传统制造业向先进制造业的转型升级，特别是在粤港澳大湾区建设背景下，这种转型升级更为迫切，东莞就决定向“国际智能制造创新中心”转型，并作出了许多举措。为应对制造业转型升级中面临的智能制造人才紧缺问题，广东省政府在《广东省智能制造发展规划（2015—2025年）》中就指出要创造有利条件，造就一批具有国际视野的专家学者和技术“领头羊”，并造就一批从事智能关键核心技术攻关和装备研发的创新科研团队。一流本科高校面向高层次应用需求进行高层次实战型工程技术人才培养，一般本科院校依托区域经济培养具有扎实专业素养的复合应用型人才，而高职院校则以培养操作熟练、会设计及懂改进的实干型和应用型人才为培养目标。