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“机器换人”背景下的工业机器人专业建设

东莞理工学校 杨 晖 张佑青 欧阳元东
 
  高度依赖国际市场的东莞经济随着劳动力价格的上涨,制造业的“人口红利”消失,东莞制造业发展遇到瓶颈。以现代化的装备提升传统产业,使生产线自动化、智能化,已成为东莞产业优化升级和经济持续增长的必然趋势。

  一、“ 机器换人” 推动东莞制造业升级

  1. 传统产业生产线逐步升级为自动化甚至智能化

  东莞市政府连续三年安排预算,对企业 “机器换人”设备和技术,按照投入的一定比例给予事后奖励,大力推进传统制造业加速“机器换人”。2014 年9 月以来,全市共申报“机器换人”项目2698 个,总投资约386 亿元。这些“机器换人”项目,真正达到了“减员、增效、提质、保安全”的产业升级目标。

  通过“机器换人”,很多企业生产方式发生了根本变化。例如,唯美陶瓷工业园有限公司,近年来先后投入约3 亿元,阶段性完成“机器换人”技术改造,节约用工2200 人。从原材料预制,到冲压、烧窑、印花、检测、打包的各条生产线,基本实现了自动化控制,设备检测费用减少了50%。

  2. 工业机器人和智能装备产业聚集引领制造业向“智造”业迈进

  “机器换人”,带动了工业机器人和智能装备产业的聚集和发展,使得工业机器人和智能装备产业成为东莞制造业转型发展的支点。

  政府加大了工业机器人产业培育力度,建立了松山湖国际机器人产业基地,聚集相关企业近200 家,且逐步形成规模和影响力。截止到目前,东莞市工业机器人应用约为10000 台,其中五轴以上机器人约有2000 台。

  “机器换人”项目在推动制造业转型升级、迈向智能制造的同时,也为智能装备制造产业发展打开市场、拓展空间添加了动力。目前智能装备制造企业已达400多家,总产值超过350 亿元,预计年均增长20% 左右,到2020 年,全市智能装备产业产值可达到700 亿元,东莞将打造成珠三角乃至全国独具特色的智能装备产业集聚区和智能制造示范城市。

  3.“机器换人”促进工业研发水平全面提升

  “机器换人”计划,带动了全市工业研发水平全面提升。东莞成立了机器人产业联盟、机器人产业协会等一批社会组织,通过发挥社会组织的桥梁纽带作用,在行业咨询、信息共享、交流合作等方面,打造了一批公共平台,为企业实施“机器换人”提供全方位的行业服务。

  “机器换人”,促进企业改进生产工艺流程,加大信息化投入,打造智能制造生产系统。随着网络技术的发展,个性定制、柔性化生产已成为新的生产模式,推动服装、制鞋、家具等企业转型升级,“东莞定制”必将形成新的潮流品牌。

  4. 工业化与信息化深入融合带动技术创新

  信息化和工业化相互交融,促进了新技术的产生与应用。产业升级不仅表现在设备、工艺技术的提升,更体现在以“两化融合”为核心的自主创新能力提升。信息技术应用到企业研发、制造、管理、营销等各个环节,推动企业产品创新和管理升级。

  生产自动化、管理精细化、产业先进化,制造业和物联网技术融合,优化产业结构,促进产业升级。“两化融合”,将更深层次地推动信息技术和其他产业的融合,引领颠覆性创新技术的研发,成功实现东莞制造向东莞智造转型。

  二、“机器换人”背景下东莞中职工业机器人专业建设实践探索

  1. 开设工业机器人教育通识课程

  一是在工科专业开设工业机器人通识课程。“机器换人”推动制造业转型升级,工业机器人以及相关智能装备的应用将越来越广泛。对进入制造业岗位的工科类学生进行机器人通用知识教育十分必要。学校所有工科专业都开设工业机器人通识课程,使学生对将来从事机器人职业岗位相关知识有所了解,通过机器人课程培养学生良好的职业素质、创新精神。通识课程内容包括:工程识图、机器人应用、计算机基础等。

  二是与企业合作开设工业机器人专业选修课程。

  对于工业机器人的爱好者,提供必要的机器人专业选修课。与相关企业合作开发项目式机器人教材,并邀请企业工程师来校讲座,扩展工科学生的知识结构,为毕业后从事相关专业打下一定的基础。

  笔者学校与李群自动化公司开发的“月饼自动包装线”培训课程,该课程主要展现多个并联机器人的支臂高速挥动,将传送带输送而至的月饼分拣到包装盒中。视觉检测仪器检查包装盒是否漏装、错装。在传送带终端,一盒盒检测合格的月饼被机器人装入精美的外包装袋。笔者将这些过程拍成视频给学生观看,并带领学生到现场进行观摩教学,大大激发了学生对工业机器人的兴趣。

  三是建立“机器人兴趣中心”,开展工业机器人第二课堂活动。学校通过与东莞的一些高新技术企业建立联系,建立“机器人兴趣中心”,招聘对机器人有着浓厚兴趣的学生进入“机器人兴趣中心”,进行第二课堂活动,对工业生产中的个性问题进行专门研究,尽可能把一些想法产品化,从而满足学生探究科技的积极性和成就感。

  2. 开发工业机器人专业

  一是开设工业机器人专业。笔者学校从2015 年开始,开设工业机器人专业。工业机器人专业将涉及机器人、机械手、智能装备等设备。按照本专业所面向的岗位及岗位群对从业者知识、能力和素质要求,确定人才培养目标及人才培养规格,设计人才培养方案。工业机器人专业培养方案突出校企合作、工学结合,聘请企业技术人员与学校专业教师共同成立机器人专业建设指导委员会;建立稳定的校外实习基地,利用企业的智能装备、生产、场地和专业技术优势;为企业“订单”培养急需的机器人技能型人才,并为相关企业进行职工培训和技术服务。

  二是构建“工业机器人专业”主干课程体系。工业机器人专业,以实现机器人的运行和维护岗位的职业能力培养为切入点,依据典型工作任务,按照以工作过程为导向,进行课程解析与重构。打破传统学科课程的束缚,将课程内容项目化。同时依据国家统一的职业资格证书制度,将课程内容与职业技能有效衔接。

  经过企业调研和论证,确定机器人专业主要核心课程包括:机器人机械系统、机器人视觉与传感技术、PLC 控制系统的构建与运行、机器人控制技术、工业机器人操作与编程、工业机器人生产单元安装调试与运行等课程。

  三是校企共建“工业机器人车间课堂”。工业机器人专业的建设,企业的有效参与是关键,特别是如何充分利用企业的自动化生产线和机器人的工作环境进行教学是十分重要的。为了办好工业机器人专业,学校与东莞华美食品有限公司、 广东茵茵股份有限公司、 玖龙纸业有限公司、台达电子电源有限公司、东莞三峰精密模具有限公司等10 家企业进行合作,在企业建立“工业机器人车间课堂”,根据东莞市政府2016年颁布的《东莞市职业教育校企合作促进办法(试行)》的规定,由市政府提供专项资金补助,对每个“车间课堂”一次性补助10 万元。

  四是校企共同开发以机器人应用和自动生产线为素材的教材。共建“车间课堂”的企业,有先进自动生产线,以及工业机器人和机械手等智能装备。为了“车间课堂”的有效教学,专业教师和企业工程师选取典型的机器人应用的生产线,共同编写《机器人与自动化生产线的运行原理与保养维修指导教程》,教程内容包括:产品工艺流程、生产线工作过程、生产线构成原理、生产线保养与维修、产品装夹定位、产品检测、机器人作用等七个方面。如《婴儿拉拉裤生产线运行原理与保养维修指导教程》《全自动多工位智能手机装配线运行原理与保养维修指导教程》《高效安全全自动饼干生产线运行原理与保养维修指导教程》《汽车配件自动化生产线运行原理与保养维修指导教程》等。

  3. 为企业外来工培训机器人应用专业技能

  “机器换人”后,出现了企业难以招到掌握机器人应用的员工,同时外来务工人员存在专业技能不足,已有的技能跟不上产业升级的要求, 在职场中处于被机器替代的状态。为了解决这一矛盾, 笔者学校和东莞百顺纸品有限公司、智通人才网等企业合作,对外来务工人员进行短期培训,使他们初步掌握智能设备操作与维修技能。近两年累计开班12 个,培训员工520人,受惠企业36 家。

  培训主要采用业余授课和现场教学相结合的方式进行。先学习机器人的机械系统、视觉与传感技术、PLC 控制系统等内容,然后到现场进行机器人技术综合训练、自动生产线保养维修训练教学。

  4. 建立教育部合作项目“工业机器人应用人才培养中心”

  教育部启动了华航唯实、ABB、新时达工业机器人领域职业教育项目,在2017 年2 月公布的115 所入围院校名单中,笔者学校列入榜单。根据教育部要求,合作学校要建设“工业机器人应用人才培养中心”。该中心将获得项目实施方赠送价值约300 万元的实训设备、教学资源、软件平台以及师资培训服务。

  借助培养中心平台,与实施方协商细化合作内容,履行协议规定职责。该中心的建设周期为三年,第一年和第二年开展实训场所建设、课程建设和师资培训,第三年开展学生岗前培训及技能认证。该中心将以推动人才培养与岗位需求衔接为目标,对接最新职业标准和岗位实际工作过程,实现校企协同育人,并推荐到华航唯实、ABB、新时达所覆盖的全国20000 家合作企业进行实习和就业。
 
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