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論智能制造背景下高職院校汽車制造業卓越技術技能人才培養

2020-10-23 09:10郭家田曹曄
教育與職業(下) 2020年6期
關鍵詞:汽車制造業智能制造

郭家田 曹曄

[摘要]文章分析了智能制造背景下汽車產業從生產型制造向服務型制造轉變、從剛性生產向柔性生產轉變、從大批量生產向大規模定制轉變、從產業集群價值鏈向全球產業價值鏈轉變的四大趨勢,并對接智能制造業技術技能人才崗位變化,指出了高職院校汽車制造專業卓越技術技能人才培養的五大變革,最后從師資、組織、經費和體制機制四方面提出了高職院校培養汽車制造業卓越技術技能人才的保障措施。

[關鍵詞]智能制造;汽車制造業;卓越技術技能人才;高職人才培養

[作者簡介]郭家田(1987- ),男,山東濰坊人,天津職業技術師范大學在讀博士;曹曄(1963- ),男,內蒙古豐鎮人,天津職業技術師范大學職業教育教師研究院院長,教授,博士生導師。(天津? 300222)

[基金項目]本文系2015年度國家哲學社會科學一般項目(教育學)“應用技術型高校標準體系研究”的階段性研究成果。(項目編號:BJA150055,項目主持人:曹曄)

[中圖分類號]G712[文獻標識碼]A? ? [文章編號]1004-3985(2020)12-0079-06

中國汽車工業協會等機構公布的數據顯示,我國汽車總產量已由2010年的1826萬輛提升到2019年的2572.1萬輛,連續十一年蟬聯世界第一汽車生產和消費國。汽車工業是國家支柱性產業,在智能制造背景下,產業新舊動能轉換明顯提速,智能機器人、大數據、物聯網等先進技術的發展應用,形成了汽車大規模定制化生產的制造體系。汽車產業具有涉及領域廣、生產制造環節多、消費者需求差異大等特點,隨著智能制造技術的發展應用,汽車制造企業的技術紅利效應越發明顯,產業價值鏈也在向服務端偏移。汽車整車制造企業從生產型制造向服務型制造轉變,汽車零部件企業生產向專、精、特轉變,將促使汽車產業對高素質技能人才的需求量大幅增加。同時,智能制造推動了汽車制造全球化發展,促使國內車企紛紛加快海外產業布局,在“一帶一路”倡議促進下,汽車整車及零部件出口量逐年遞增,國際化技能人才供給已成為汽車企業“走出去”戰略的關鍵需求。高職院校是汽車制造產業技術技能人才培養的重要基地,只有及時適應智能制造背景下汽車產業的新變化,全面掌握工作崗位及其能力要求的新變化,才能明確如何培養汽車產業發展所需的技術技能人才。

一、智能制造背景下汽車產業的發展變化趨勢

1.從生產型制造向服務型制造轉變。隨著云平臺、3D打印、大數據和人工智能等技術的廣泛應用,汽車產業鏈的各環節呈現開發模式由設計研發向眾籌眾包轉變,制造模式由以制造企業為中心向分散式模塊化制造轉變,營銷模式由產品銷售向用戶畫像轉變等變化,制造業與服務業的產業邊界逐漸融合消失,汽車產業價值鏈發生變化,汽車產業從開發模式到制造模式、營銷模式、服務模式的改變,提升了汽車產業價值鏈的總價值體量。汽車制造企業的重心從產品供給轉移到產品和服務供給上,也就是說隨著市場競爭的加劇,為滿足客戶多樣化、個性化的需求,汽車制造企業通過對產品生產、運營等環節的數據進行采集分析,注重客戶個性化的服務需求,汽車產業價值鏈逐漸由制造端向服務端轉移,服務價值鏈貫穿于汽車從設計研發到售后服務的全生命周期,服務日益成為制造業的主體。同時,隨著自動駕駛和智能網聯技術的發展,智能出行服務成為服務價值鏈的重要組成部分。汽車智能出行服務的管理、運營、服務等功能的實現,需要應用大數據等信息技術,深入挖掘和應用汽車產業鏈的相關數據。由此可見,信息技術是汽車制造企業轉型發展的關鍵,也是汽車產業價值鏈實現增值和創新發展的關鍵。大數據和人工智能等信息技術的應用,以及產業價值鏈向服務端的轉移,要求汽車制造專業技術技能人才既要掌握制造技術,又要掌握信息技術;既要懂生產,又要為客戶的個性化需求提供服務,為汽車的全生命周期提供服務,即需要復合型技術技能人才。

2.從剛性生產向柔性生產轉變。社會生產力的發展和社會產品的極大豐富,使得人們的產品需求呈現多樣化和個性化,傳統的由專用設備進行的大規模、批量化剛性生產模式已經不能滿足人們對汽車產品日益增長的個性化要求,迫切需要向小批量、多樣化的生產模式轉變。為適應這一需求變化,柔性制造技術應運而生,其能夠根據市場需求快速調整生產線滿足新產品的生產要求,也就是說一條生產線能完成多種產品的生產或者一條生產線能實現某個產品的多種生產流程。同時,汽車制造企業應用智能制造技術對汽車生產、設計、制造和運營等流程進行全局優化,有效地縮短了汽車的研發和生產周期,極大地豐富了汽車種類,提高了更新換代速度,從而克服了小批量生產周期長的弊端。此外,柔性生產線還可以根據生產需求或生產線加工設備的工作情況調整生產方式,提高生產線設備的利用率,在某臺生產設備故障時也能通過柔性調節保障產能。由此可見,柔性制造技術在汽車制造中的應用不僅使剛性制造的資源實現了柔性制造的功能,提高了生產設備利用率和汽車生產裝配質量,也較好地滿足了消費者的個性化需求。柔性制造技術的應用促進了汽車制造企業產品設計、制造裝配、經營管理等環節的有效結合,形成了汽車柔性制造整體,推動了崗位和技術的綜合化,如傳統的車鉗刨銑等工種或崗位綜合成現代切削工。

3.從大批量生產向大規模定制轉變。傳統的福特制式流水線作業實行的是規?;?、標準化、批量化生產,由于批量生產實現了規模經濟,產品成本低,成為制造業領域重要的生產模式,但其產品標準化,難以滿足消費者的多樣化、個性化需求。在智能制造時代,物聯網、人工智能、大數據和智能管理等智能制造技術得到廣泛應用,為汽車產業實現大規模定制化生產提供了技術基礎;信息化技術的應用幫助汽車制造企業及時掌握客戶個性化需求;數字工廠的建立,以及柔性化和敏捷化的汽車制造裝配生產線,幫助汽車制造企業及時根據市場信息完成汽車設計和生產。由此可見,大規模定制生產把用戶需求、企業設計生產、物流以及服務等環節通過信息技術實現有機銜接,能夠以接近大批量生產的成本來滿足客戶的個性化需求,因而成為智能制造背景下的重要生產模式。例如,歐洲的奔馳、寶馬等汽車企業將汽車生命周期中的各項業務統一成一個個客戶的個性化訂單,汽車制造企業按訂單為客戶提供個性化服務。又如,美國的別克等汽車品牌準備了大量的備選方案,支持客戶在企業計算機終端上自由設計組裝汽車,系統根據客戶設計提供價格和汽車性能等信息,客戶設計滿意后可形成訂單并交付企業生產,企業則根據訂單中汽車的構造進行生產并給出交貨時間。大規模定制是汽車產業在智能制造背景下實現用戶需求驅動和創新驅動發展的重要途徑。隨著大規模定制生產的發展,汽車制造成本呈現透明化,汽車基礎配置的價格優勢逐漸降低,產品間的差異化價格優勢逐漸提高,汽車企業的設計研發和創新能力日益重要,對技術技能人才的創新能力要求也不斷提高。

4.從產業集群價值鏈向全球產業價值鏈轉變。汽車產業集群將汽車制造廠與配套相關企業緊密聯系在一起,有利于各企業之間的相互交流和溝通,同時降低了原材料、配件生產等資源的運輸成本,但在產業集群作用下企業之間形成了相對封閉的合作關系,抑制了企業的創新發展動力以及外部資源介入。隨著經濟全球化和新一輪科技革命的興起,汽車制造企業對創新發展的要求越來越高,而信息技術和智能物流的快速發展為汽車制造全球化發展提供了條件,核心企業把汽車制造環節拆分到不同國家,按照質優價廉的原則,在全球范圍內整合汽車制造優勢資源,形成了汽車產業全球價值鏈。核心汽車制造企業往往掌握著價值鏈中研發和服務等具有高附加值的環節,汽車制造、裝配等低附加值的生產環節則由全球范圍內專業性質的企業來完成。我國作為汽車制造業大國,與汽車工業強國相比還有一段差距,現階段主要承擔全球價值鏈中低附加值的生產環節。但是我國汽車產業經過多年發展,一些民族汽車品牌正在崛起,已經積極參與全球價值鏈競爭,逐步提高了研發和服務等高附加值環節的生產。例如,吉利、比亞迪等自主汽車品牌企業,積極參與汽車全球價值鏈競爭,通過全球零部件采購,對全球技術領先的整車或零部件制造企業控股,在全球汽車研發優勢地區設立科研機構,建立跨國生產、銷售和服務網絡等途徑,不斷提升企業的研發、創新和服務能力。我國汽車產業國際化程度較高,汽車生產的全球化要求高職院校汽車制造專業的人才培養要對接國際標準,培養學生的國際通用能力和國際化視野,為汽車制造企業全球化戰略發展提供智力支持。

二、高職院校汽車制造專業卓越技術技能人才培養的變革

與傳統汽車制造業相比,智能制造在設計、生產、管理、服務模式等方面都發生了重大變化,汽車生產模式呈現智能化、網絡化、柔性化、全球化特征,汽車產業急需具備通用性、專業性、融合性、創新性的復合型技術技能人才。高職院校作為汽車制造企業主要的技術技能人才供給基地,必須加大教育教學改革力度,多方位探索新的人才培養方式。

1.適應服務型制造業的需求,跨專業培養學生復合能力。在智能制造背景下,信息技術應用在汽車研發、制造、銷售、售后服務等汽車全生命周期,這必將為汽車產業增加新要素、培育新動能、形成新業態,從而催生出類似汽車裝配工藝設計與實施、生產線運維、信息化處理等新的技術技能崗位。服務型制造業是將服務貫穿于產品整個價值鏈,通過整合協同企業的制造資源和核心競爭力,實現創新發展的制造模式,即在智能制造產業鏈上企業之間相互提供服務。此外,智能制造背景下制造業企業的行為模式在改變,產品不再以銷售形式與消費者、需求者、產品使用者建立關系,而是以租賃等形式與他們建立關系,而產品保養、維護等都由制造廠商負責。汽車智能制造技術技能人才任職標準呈現“崗位技能+信息技能+創新協作”的融合特征,高職院校應在教學中加強專業技術與信息技術、專業技術與服務技術的相互融合。

2.聚焦汽車智能制造業技術技能核心崗位群,建立專業群課程體系。一是按照專業技術與信息技術、專業技術與服務技術的融合要求,基于產出導向理念和崗位勝任力理論,以汽車制造技術、信息技術、檢測與維修技術、服務與營銷技術為支撐,聚焦汽車智能制造設計、生產和服務各環節,面向汽車制造與裝配技術、汽車技術服務、生產線運維、信息化處理等核心技術崗位來建立專業群,實現與汽車制造業技術技能人才需求的完整對接,專業群要在合作企業、專業課程、實訓基地、師資隊伍等方面實現資源的高度共享。二是在專業群建設基礎上構建專業課程體系,設置基礎知識模塊課程、核心技術能力模塊課程、崗位勝任能力模塊課程和綜合職業能力模塊課程,形成職業能力遞進式的專業群課程體系?;A知識和素養平臺課程涵蓋人文和科學素養、專業基礎課程;核心技術能力模塊課程是專業群共同開設的核心課程,包括汽車專業核心課程和智能制造核心技術課程;崗位勝任能力模塊課程是服務于汽車技術服務、汽車制造與裝配、生產線運維、信息化處理等崗位的課程;綜合職業能力模塊課程包括專業拓展模塊和前沿技術自選模塊。三是課程開發要積極吸引企業參與,尤其是崗位勝任力課程要由校企合作共同開發,技術技能標準要緊貼行業標準和國際標準,并充分考慮職業技能等級證書的實施要求,將其內容融入專業群課程內容,進一步加強“書證融通”的課程建設。四是課程實施要注重人的全面發展,教學過程應貫穿創新創業教育和課堂思政教育,遵循從單一到綜合、從初級到高級的職業能力培養規律,以基礎能力、核心能力、崗位能力、綜合能力培養為主線,及時將企業的新技術、新工藝、新規范等內容納入教學體系。五是實踐教學要對接崗位要求和技能等級證書要求,由企業人員全程參與,按照職場認知、專業技能實訓、典型工作任務實訓、綜合項目實訓、職場實踐的順序進行實施。

3.聚焦柔性生產技術,加強多種技術技能培養。隨著科學技術的發展,人們對產品的功能與質量要求越來越高,產品更新換代的速度日益加快,產品的附加價值也隨之增高。大批量的生產方式雖然具有效率高、質量好等優點,但由于生產線的專用性,一旦這種產品停產,一條生產線就不能用了,因此柔性生產技術得以產生。柔性生產模式具有較強的技術兼容性,當產品發生變動時,工廠只需對生產線做出部分調整或更換新品模具或夾具即可,無須重造或更換整條生產線。從柔性生產系統來看,包括自動加工系統、物流系統、信息系統和軟件系統,是多種技術技能的復合系統。柔性生產技術是適應市場變化的產物,隨著科技進步和社會需求的變化,柔性技術也在不斷發展變化。為此,高職院校應構建“1+N”技術技能培養體系,“1”為培養學生的專業基礎技能,“N”為適應市場需求變化或不同專業方向的技術技能,學生可以根據崗位不同或崗位技術技能變化來選擇適用的技術技能,要想具備多種技術技能則可以通過考取職業技能等級證書以及學分銀行來實現。

4.適應全球產業價值鏈分工,提升學生國際化能力。隨著汽車生產全球化和我國汽車產業競爭力的不斷提升,本土汽車產業也加快了國際化進程。2018年,我國整車出口量已超過100萬輛,與發達國家的差距在不斷縮小。例如,吉利、比亞迪等傳統汽車企業和蔚來等新能源汽車企業不斷拓展海外市場,寧德時代等汽車核心零部件企業也在不斷加強國際化布局。為滿足汽車企業發展的國際化人才需求,高職院校應與中國中車、吉利汽車、奇瑞汽車等“走出去”企業建立校企合作關系,充分利用“走出去”企業和友好院校等資源,通過成立跨境聯盟深化國際職業教育合作,優化教育資源配置,搭建共商、共建、共享、共贏的國際職業教育交流平臺。高職院校要依托平臺,加強與職業教育發達國家的交流合作,與德國、日本等汽車制造業發達國家開展聯合辦學、訪學、游學等合作辦學項目,為學生提供多種學習渠道,并落實出國留學獎勵政策,推動學生雙向交流常態化。高職院校要協同政府、企業、行業、學校聯合建立產教融合協同發展中心,積極探索與發達國家院?;蚱髽I共建混合所有制二級學院,著重培養汽車制造業國際化技術技能人才;以中外合作辦學項目和混合所有制二級學院為平臺,引進國際優質職業教育教材和課程標準,對接國際技能訓練標準,將國際先進企業技術標準和規范、國際職業資格證書與課程內容融合,開發與國際標準對接的雙語教學專業課程,從而培養具有國際視野的高素質復合型技術技能人才。

5.適應大規模定制生產模式,培養學生創新能力。汽車產品的個性化需求是多樣化的,但汽車的許多零部件或結構是一樣的,汽車大規模定制生產是基于汽車構造的相似性及其零部件的通用性,將批量化生產的汽車零部件根據客戶需求進行個性化裝配,或根據需求對某一制造過程進行定制化生產,由此降低個性化生產成本,為客戶提供高質量的定制化產品,滿足其個性化需求。大規模定制生產模式是以規?;a的效率和成本,提供滿足個性化需求的產品,從而增強外部多樣性,促使企業對市場需求做出高效反應,提升市場競爭力。由此可見,大規模定制生產模式是需求導向的生產,企業要及時研究顧客的類型和需求特征,以及顧客參與生產的途徑與方法,并按照顧客需求在全球產業鏈上采購零部件。企業的技術技能人才不僅要具有捕捉市場需求信息并利用有效的方式方法解決不確定問題的能力,還要具有應對復雜情況、解決現實問題的創新能力。高職院校要積極探索創新教育與專業教育的融合,在專業教學和實踐中啟發學生的創新思維,引導學生運用所學專業知識對生產工藝、工具等進行改進;積極搭建創新創業平臺,為學生提供創新指導和服務,不斷完善創新創業成果認證框架和學分互認機制,鼓勵學生通過申報專利授權或參加創新創業大賽取得相應的創新創業課程學分,增強自主創新意識和能力;鼓勵學生參加“互聯網+比賽”,邀請學校和企業專家為參賽團隊提供指導,通過參加比賽激發學生的創造力,為學生營造創新創業實踐的環境與土壤,并積極推動賽事成果轉化;建立大學生創新創業基地,為在校師生提供創客空間以及資金扶持,并邀請企業專家為創業者提供投資管理、生產運營和財物管理等方面的培訓和指導,提升學生的創新創業能力。

三、高職院校培養汽車制造業卓越技術技能人才的保障措施

1.建設“雙師雙語”教師隊伍,為卓越人才培養提供人力保障。在汽車智能制造和“一帶一路”倡議背景下,汽車制造業卓越人才服務國際產能合作日益突出。要提升國際化服務能力,學生必須在提升技能的同時掌握與國外企業和客戶溝通的語言。因此,高職院校要建設一支既懂專業又能實現雙語教學的“雙師雙語”教師隊伍,即在“雙師型”教師的基礎上具備雙語教學能力?!半p師型”教師的評定以思想政治素質、職業道德素養、職業資格等級、課程和實踐教學經歷、企業工作實踐經歷為基礎條件,并結合職稱、教學能力、指導學生創新或技能大賽能力、科研水平等條件,將“雙師型”教師劃分為初級、中級和高級三個等級。高職院校要通過選派優秀“雙師型”教師出國訪學,引進國外留學人員、國內跨國公司工程技術人員等多種途徑,加快“雙語”教師隊伍建設。高職院校要瞄準職業教育發達國家的優勢專業領域,重點在德國、日本等汽車制造業發達國家建立教師海外培訓基地,并結合專業建設選派骨干教師與管理人員赴海外培訓基地進行學習,以開闊教師國際化視野,不斷提高教師的教學資源開發能力、參與國際事務能力和雙語教學能力。

2.加強教學創新團隊建設,為創新教育教學模式提供組織保障。智能制造背景下,汽車產業將發生一系列新變化,產生許多新技術、新標準、新工藝、新設備、新范式等。高職院校要及時跟蹤和把握這些變化,將其有效轉化為教學內容,并加強教師之間的合作,建立教師教學創新團隊,共同推動整個專業的教育教學改革。教師教學創新團隊建設要以具有創新能力的骨干教師為主,并邀請高水平技能大師、產業領軍人才、大師名匠來校兼職任教。一方面,及時將新技術、新工藝、新規范納入教學內容;另一方面,改革傳統教材和教學方式方法,開發新型活頁式、工作手冊式等立體多元化教材,積極探索項目教學、案例教學等基于行動導向的教學方法。高職院校應探索教師分工協作的模塊化教學,將理論教學與實習實訓相融合,實施線上線下混合式教學方式,并開展多元化考核評價,全面提升學生的創新能力。

3.加大經費投入,為卓越人才培養提供經費保障。智能制造背景下,汽車產業表現出技術先進性,設備集成化、大型化、網絡化的特征,高職院校應加大汽車智能制造實習實訓基地建設經費投入,積極引進先進設備和技術,以保障人才實踐環節的有效開展。高職院校還應加強校企合作,積極搭建校企合作平臺,建立汽車卓越技術技能人才培養專項經費,支持汽車技能大師工作室和汽車教學名師工作室建設;為企業技術技能大師和優秀工程技術人員提供補貼,提高專家組參與卓越人才培養工作的積極性;為實施項目化教學和建設信息化課程資源的教師進行補貼;為引進國內外優秀人才和教師出國訪學或培訓提供資金保障,提升教師隊伍的技術技能水平和雙語教學能力;鼓勵和支持教師參加國際會議等學術活動,開闊教師的國際視野。

4.深化產教融合、校企合作,為卓越人才培養提供體制機制保障。智能制造背景下,汽車產業的原材料采購、設計、制造、營銷等環節緊密結合,形成了全生命周期的產業鏈,只有深化產教融合、加強校企合作,才能實現高素質、專業化、創新型技術技能人才培養。校企合作的深度是影響汽車制造專業卓越人才培養質量的關鍵。高職院校應選擇汽車制造行業具有代表性、積極性高、有基礎的企業進行合作,建立校企人才共育和過程共管的體制機制;企業要全程參與人才培養方案的制訂和學生各階段的教學實踐活動,并建立行業標準與專業標準的銜接機制,實現校企資源共享、協同發展,從而提高企業參與校企合作的積極性和教育對產業發展的促進作用。

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