智能建造技术)专业人才需求调研分析及人才培养路径探索
作者: 牛恒茂 牛建刚 李仙兰 吴俊臣 侯智国 刘永清
摘 要:智能建造属于典型的新工科专业,也是建筑业转型升级的重要抓手。智能建造技术是未来发展趋势,专业人才需求紧迫。文章对行业、企业、学校和土建类相关毕业生进行智能建造人才市场需求的调研和分析,在此基础上从人才培养的顶层设计、课程体系设置以及教学与实践条件等方面给出智能建造(技术)专业人才培养的建设路径,为高校在智能建造(技术)专业培养优化提供借鉴。
关键词:智能建造;调研分析;学科交叉;人才培养
中图分类号:C961 文献标志码:A 文章编号:2096-000X(2022)15-0168-05
Abstract: Intelligent construction is a typical new engineering major, and also an important starting point for the transformation and upgrading of the construction industry. Intelligent construction technology is the future development trend, and the demand for professional talents is urgent. In this paper, survey analysis of the industry, enterprises, schools and graduates of civil engineering or related major was done about intelligent construction talent market demand, Construction path on the talent cultivation of intelligent building (technology) major was obtained on the basis of survey analysis, which included top-level design of the talent cultivation, curriculum system setting, teaching and practice etc. It provides reference for colleges and universities to optimize the cultivation of intelligent construction (technology) major.
Keywords: intelligent construction; survey analysis; cross-disciplines; talent cultivation
建筑业作为国民经济支柱产业之一,支撑着中国经济社会的健康发展。近四十年来,尽管中国已建成举世瞩目的超高层建筑、超大跨度桥梁、超深超长隧道等,但建筑业大而不强,仍处于粗放发展模式阶段[1],同时仍未摆脱劳动密集型的产业窠臼。为从根本上改变建筑业劳动密集型的产业现状和生产范式,推动建筑和基础设施全生命周期、全产业链的高质量发展,国家大力发展智能建造和建筑工业化,尤其是住房和城乡建设部等13部门2020年联合印发的《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》更是一剂强心剂,明确了我国建筑业在“十四五”时期的建设方向。
近年来,国家加快推进新型基础设施建设(新基建)的众多举措在社会上引起高度关注。新基建的重点是以5G、工业互联网、数据中心、物联网等为代表的新一代信息基础设施,以及利用数字技术对传统基建领域基础设施的数字化、智能化改造,实现传统基建的转型升级,需要以智能建造为切入点[2]。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要(草案)》中提出加快数字化发展,充分发挥海量数据和丰富应用场景优势,促进数字技术与实体经济深度融合,数字经济与建筑业结合将是助力建筑业转型升级的重要举措。
智能建造,是新一代信息技术与工程建造融合形成的工程建造创新模式[3],利用智能技术及其相关技术,建立并应用建造过程智能化系统,提高建造过程智能化水平,减少对人的依赖,实现安全建造。建造包括设计、施工、运维等各阶段,智能化系统既包含技术方面的智能化系统,也包含管理方面的智能化系统[4]。要实现智能建造,需具备以下四个基本条件:一个信息化平台驱动;实现互联网传输;进行数字化设计;机器人能够代替人完成全部或部分施工,机器人完成的作业越多,智能建造的水平就越高[5]。智能建造一个显著特征就是多学科交叉融合,其专业人才需要注重掌握信息、控制、人工智能、材料等学科,实现多学科与土木工程知识的融合贯通。
随着中央政府对数字经济、新基建的推进,智能建造技术将促进建筑产业发生深刻变革,支撑这一变革的关键因素是高水平的专业人才。如何培养适应建筑业未来发展需要、满足产业转型升级的创新型智能建造工程科技人才,支撑我国迈向建造强国,已成为人才培养的重要挑战。而《职业教育专业目录(2021年)》中智能建造技术,智能建造工程(应用本科)专业的设立是落实应对未来此类人才需求的重要举措。
一、智能建造(技术)专业人才需求调研情况
(一)调研对象
本次调研对象主要有行业、企业、学校和土建类相关专业毕业生。
根据《教育部关于公布2018年度普通高等学校本科专业备案和审批结果的通知》《教育部关于公布2019年度普通高等学校本科专业备案和审批结果的通知》《教育部关于公布2020年度普通高等学校本科专业备案和审批结果的通知》统计,截至当前我国本科层次开设智能建造专业的院校有55所。2017年同济大学是全国范围内第1所开设院校,2018年、2019年和2020年又分别开设了6所、14所和24所。高职层次还没有开设智能建造‘技术’专业,但是部分院校结合学校优势,在智能建造技术方向进行了专业人才培养,如广东碧桂园职业学院在建筑工程技术专业下开设了“建筑施工与机器人技术应用”方向。由于智能建造技术属于多学科交叉专业,同时其专业涉及的范围广泛,故土建类中小型企业的项目一般都涉及的较少,因此调研的企业主要选择相对大型的企业及科技创新型企业,同时调研了现阶段已经开设智能建造专业的本科院校以及未开设智能建造专业的院校,另外也对土建类专业毕业生做了相关的调研,从多角度了解智能建造(技术)专业人才市场需求状况,并为专业人才培养具体实施提供较为全面、客观的依据。
(二)调研方式与实施情况
调研方式采用了直接调研、间接调研、网上调研、材料搜集、访谈、问卷等形式,并通过参加全国范围内关于智能建造方面的学术会议,2020年9月在南京举办的“第一届全国基础设施智慧建造与运维学术论坛”和12月在上海举办的 “首届全国智能建造学术大会+首届全国智能建造专业建设暨人才培养研讨会”的方式进行调研和实施。会议期间学习部分企业在智能建造领域的创新技术以及他们对院校教育的评价和诉求,了解智能建造专业学生所需的知识、能力、素质等要求。同时会议期间同相关院校教师交流学习并调研了广联达的数字建造及智能建造应用场景。
间接调研中采用了调查问卷,包括行业、企业、学校和土建类相关专业毕业生,网上调研通过查阅统计数据,文献资料等方式进行。企业调查主要内容包括企业对智能建造技术专业认知和应用,企业对智能建造技术专业知识、能力、素质要求,企业对毕业生要求,企业对专业课程设置情况等。院校调查内容主要包括:智能建造(技术)专业开设及建设情况,课程体系及教材建设情况,师资队伍情况等。土建类相关专业毕业生调查内容主要包括智能建造(技术)专业应用与认知情况,毕业生对教学中需要改进的情况,毕业生对教学中需要加强的情况,毕业生对自身能力或素质提升的调研情况等。
二、智能建造(技术)专业人才需求调研和分析
(一)行业调研和分析
根据国家统计局统计,尽管受新冠肺炎疫情影响,但2020年全年全社会建筑业增加值为72 996亿元,比上年增长3.5%。全国具有资质等级的总承包和专业承包建筑业企业利润8 303亿元,比上年增长0.3%,其中国有控股企业2 871亿元,增长4.7%。随着新基建(数字基础设施与传统基础设施数字化升级两大类)推进,假定“十四五”期间数字基础设施各项投资按照“十三五”期间全国固定资产投资增速(6.5%)开展,“十四五”期间,我国新型基础设施投资预计从2021年的11 258.8亿元上升至2025年的14 484.1亿元,合计投资将达到64 103.7亿元,智能建造是作为新基建发展的重要推手,市场潜力大,专业人才需求旺盛。
中国建筑业协会发布《2019年建筑业发展统计分析》显示:建筑业增加值增速与GDP增速偏差收窄,2010年以来,建筑业增加值占GDP比重一直在6.6%以上,建筑业国民经济支柱产业地位仍旧稳固,如图2所示。截至2019年底,全社会就业人员总数77 471万人,其中,建筑业从业人数5 427.37万人,建筑业从业人数占全社会就业人员总数的7.01%。中国建筑业协会发布《2020年上半年建筑业发展统计分析》显示:截至2010年6月底,尽管受新冠肺炎疫情影响,建筑业从业人数比上年同期减少188.93万人,下降4.38个百分点为4 120.90万人,但是上半年建筑业实现增加值28 535亿元,同比下降仅为1.9%,建筑业增加值占GDP比重6.25%。
教育部和住建部组织的行业资源调查报告,智能建造技术人才短缺突出表现在智能设计、智能装备与施工、智能运维与管理等专业领域,今后十年,建造行业从业人员中技术与管理人员在该行业所有从业人员总数占比要达到20%。住房和城乡建设部等13部门印发的《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》明确了智能建造是建筑业转型升级、实现高质量发展的重要推手,助力我国从“建造大国”转变为“建造强国”,迈入智能建造世界强国行列。因此未来国内土建类单位必须配备一批多学科交叉融合的智能建造专业的复合型技术人才才能满足行业发展需求。另外国家教育部批准设立的智能建造专业是具备典型新工科特征的专业,反映了智能时代建筑业的发展新趋势对智能建造(技术)专业人才的迫切需求。
随着建筑业转型升级,土建类人才需求呈现出复杂多元的特征,不仅需要专业知识,还需要具有“全产业链”的知识,未来智能建造技术人才需求与培养数量之间存在巨大缺口。上海建工集团提出的数字化、工业化、绿色化三位一体融合发展之路,具体如测量+BIM交叉形成的数字测绘系统、材料+机械+自动控制交叉形成的改性塑料3D打印、结构工程+机械+计算机+自动控制交叉形成的数字化整体安装等是其未来企业着重发展方向,因此亟待需要建筑设计、施工、运维与数字化结合的创新型复合的跨界人才加入。中建八局公司要着力打造形成贯穿工程建造全生命周期的以数据为驱动的一体化建造平台,形成智能化精密测控机械和高端装备的规模化使用,形成基于大数据的工程决策技术应用的三大方向的发展战略,为此后续也急需土木工程+软件工程和土木工程+机械电子工程的复合人才加入,这些大型企业引领行业发展,也预示着未来建筑业转型升级的发展方向。因此对智能建造人才提出了更高的要求,需要在知识、能力和素质三个方面实现转变,即知识结构要从单一型向交叉型转变,能力结构从继承型向创新型转变,素质结构要从单功能向复合型转变,因此未来需要一批多学科交叉融合的智能建造(技术)专业的复合型技术技能人才才能满足行业发展需求。
(二)企业调研和分析
调研企业有国有企业(64.71%)、民营企业(28.24%)和事业单位,智能建造(技术)专业学科交叉的内容如图1所示。调研结果显示,大部分企业认为土木工程专业是智能建造(技术)专业的基础,人才培养一定要在夯实土建类学科的基本理论和实践的基础上推进智能建造专业课程的学习。不同企业间业务范围有差异,他们认为智能建造(技术)专业学科交叉的内容和未来的重点应用方向也有所不同,如认为学科交叉的内容有工程管理、人工智能、大数据、物联网、机械控制和云计算等方面,认为未来的重点应用方向有智能施工、智能规划与设计、智能运维与服务、智慧工地和智能生产等,同时企业基本一致认为装配式建筑是智能建造技术优势体现的合适载体,二者深度融合是未来发展方向。
企业对智能建造(技术)专业人才需求中对专业能力中最为重视的调查排名为平法识图的能力、BIM技术应用能力、传统二维CAD绘图和三维BIM的建模能力、工程项目信息化管理的能力、传统施工与智能施工能力、物联网应用技术的能力。企业岗位对人才需求中非专业能力调查排名为注重职业道德素养、团队合作和沟通、自主学习能力、认真的职业态度,同时要在专业教学中渗透责任意识,质量意识和安全意识。