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智能制造专业怎么做好 智能制造来了,“专业”如何应对

小编 2024-10-07 工业互联网 23 0

智能制造来了,“专业”如何应对

智能制造发展方兴未艾,其呈现出的制造业服务化、定制个性化、组织去中心化、制造资源云端化的特点,将给制造业的岗位设置、经营业态、管理模式、决策方式等带来革命性的影响。智能生产方式导致的岗位设置变化,特别是“机器换人”的快速发展,将对劳动密集型产业中以加工、制造类型为主的技能型低端岗位带来巨大冲击。

当前,我国制造业正经受着从量变到质变的智能化冲击。在大量低技术含量岗位消失的同时,依托于智能制造的新技术、新业态、新产业、新岗位应运而生,如智能设备的生产、安装、调试、维修、保养等岗位,及基于智能制造的技术研发、产品设计、软件服务、数据管理、测试验证等岗位,正在形成巨大的人才需求缺口。

高等职业教育目前正处于智能制造革命的风口浪尖,原有基于传统产业的专业设置,如果不尽快抓住机遇进行调整,必然落伍于智能制造产业的发展。面对智能制造浪潮,高职教育专业改革势在必行。

适应制造产业高端化,调整专业服务面向,突出高要求

《中国制造2025》要求,大力发展新一代信息技术产业、高档数控机床和机器人、航空航天装备等十大重点领域的高端制造业。从专业领域来看,十大高端制造业所对应的专业大类主要涉及电子信息、装备制造、交通运输、能源动力与材料、生物与化工等;在其中的装备制造大类中,高端制造业又涉及机械设计制造类、机电设备类、自动化类、铁道装备类、船舶与海洋工程装备类、航空装备类、汽车制造类等所有专业类别及其专业。

可以看出,智能制造必将对专业产生广泛而深远的影响。制造业高端化、智能化将带动产业岗位、材料、技术、工艺、管理等要素向价值链高端提升,将对职业岗位的方式、内容、方法、工具带来质的变化,与职业岗位紧密联系的高职教育专业在外延、内涵上也将因之而变化。

表现在专业的产业服务面向上,将由原来服务传统制造业向服务高端制造业转变。如机电设备类、铁道装备类、船舶与海洋工程装备类、航空装备类等相关专业,要顺应产业与产品的高端化,向十大重点领域的高端、智能制造业调整。

表现在专业的岗位服务面向上,将由普通机械设备的生产、操作、安装、调试、维修、保养等岗位向高端制造业生产设备的相应岗位提升。如数控技术、铁道机车车辆制造与维护等专业,要分别针对高档数控机床和机器人、高速列车和城市轨道交通设备的生产、安装、调试、维修、保养等岗位,培养适应高端制造业岗位需要的高素质技术技能人才。

服务生产过程智能化,融合智能制造要素,突出融要求

《中国制造2025》要求,加快机械、航空、船舶、汽车、轻工、纺织、食品、电子等行业生产设备的智能化改造,试点建设智能工厂/数字化车间。实施传统产业智能化改造,必须加快人机智能交互、工业机器人、智能物流管理、增材制造等智能技术和装备在生产过程中的应用。智能技术是基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合的,需要新型传感技术、先进控制与优化技术、高可靠实时通信、建模与仿真技术、工业互联网等多种关键共性技术的支撑。

满足智能制造需要的人才,必然是具备多种能力的跨学科、跨专业复合型人才。因此,原有适合培养窄口径、专门人才的专业细分培养模式,将不再适应智能化人才的培养要求,可集聚多个具有内在关联性专业的专业群培养模式,则更加适应培养要求。这就要求传统工科专业必须调整培养方向,依托并拓展专业群,推动人才培养由专门化向复合型转变。

如何实现这种转变?传统工科专业必须融合智能制造技术要素,交叉综合自动控制类、信息工程类、通信工程类、网络工程类、系统工程类等不同学科专业,注重发挥专业群集聚作用,才能培养跨学科、跨专业、掌握新一代信息通信技术与先进制造技术的复合型人才。如,机械制造类专业必须通过交叉融合软件工程类、信息工程类专业,培育与设置机械设计制造类、计算机辅助设计类、虚拟仿真设计类等交叉性专业,才能适应产品设计、工艺优化、生产系统管理等智能制造工作岗位需求,实现具备CAD(计算机辅助设计)、CAE(计算机辅助工程)、CAM(计算机辅助制造)、CAPP(计算机辅助工艺过程设计)或PDM(产品数据管理)等工业设计与信息技术交叉能力的复合型人才培养。

对接智能业态新兴化,培育设置智造专业,突出新要求

根据《智能制造发展规划(2016—2020年)》目标,我国将研发一批智能制造关键技术装备,突破一批智能制造关键共性技术,打造智能制造生态体系,在制造业重点领域全面实现智能化改造。

智能制造快速发展给传统产业和岗位带来冲击的同时,将形成高档数控机床与工业机器人、增材制造、智能物流与仓储等新的智能产业,智能网联汽车、智能工程机械、服务机器人等新的智能产品,特种工艺与精密制造技术、人工智能、云计算技术与应用等新的智能技术,工艺仿真软件、企业资源管理软件(ERP)、嵌入式数据库系统与实时数据智能处理系统等新的工业控制、业务管理、数据管理软件,以及参考模型、标识解析等基础共性标准和数据格式、通信协议与接口等关键技术标准等新的智能标准。这些由智能制造带来的新的新兴产业、装备产品、技术工艺、软件标准等,必然需要相应的专业人才进行支撑。

职业院校应积极适应智能制造技术的发展趋势,按照最新高职教育专业目录增设前沿和紧缺专业,如智能控制技术、云计算技术与应用、增材制造技术、工业物联网技术等专业;根据智能制造衍生出的新业态、新技术、新产品、新模式,开发智能制造新专业,如服务机器人技术、人工智能技术、工业及管理软件技术、大数据技术等新兴专业,以尽快适应智能制造对于新兴专业人才的需求。

智能制造相关专业的调整与设置,是我国经济转型升级的必然要求,更是高职教育责无旁贷的责任。高职院校要进一步加强智能制造的内涵要素、规律特征、路径策略等方面的研究,提升专业设置的前瞻性、科学性、针对性,为智能制造业发展提供强有力的智力支持和人才支撑。

(作者系山东省滨州职业学院副教授)

《中国教育报》2018年04月17日第10版

大学专业分析——智能制造

智能制造代表了制造业的未来发展方向,结合了物联网(IoT)、人工智能(AI)、大数据分析、机器人技术等先进技术,通过智能化的生产过程实现更高效、更灵活、更精准的制造能力。智能制造不仅推动了生产力的提升,也在各个领域产生了深远的影响。本文将从智能制造的定义、关键技术、核心课程、应用领域、挑战与机遇等方面进行全面分析,以帮助理解这一专业的特点和发展趋势。

智能制造的定义与背景

1.1 智能制造的定义

智能制造是指通过集成先进的信息技术和制造技术,以实现生产过程的智能化。它包括实时数据采集与分析、智能控制、自动化生产、预测性维护等功能。智能制造的目标是提高生产效率、降低生产成本、提升产品质量,并实现生产过程的灵活性和可追溯性。

1.2 背景与发展

智能制造的概念源于制造业的数字化转型,受到了工业4.0和中国制造2025等战略的推动。随着信息技术和自动化技术的进步,传统制造业面临着转型升级的压力。智能制造应运而生,成为应对市场需求变化和提升生产效率的关键手段。

关键技术

2.1 物联网(IoT)

物联网是智能制造的基础技术之一。通过将传感器、设备和系统连接到网络,物联网能够实现设备和系统的实时监控与数据交换。传感器采集的数据可以用于生产过程的实时分析与优化,提高生产效率和设备利用率。

2.2 人工智能(AI)

人工智能在智能制造中的应用包括机器学习、深度学习和自然语言处理等技术。AI可以用于生产过程中的数据分析、预测性维护、质量检测和优化生产调度等方面。通过AI技术,制造企业可以实现智能决策、自动调整生产参数和提高产品质量。

2.3 大数据分析

大数据分析技术在智能制造中用于处理和分析大量生产数据。通过对数据进行挖掘和分析,企业可以发现生产中的潜在问题、预测设备故障、优化生产流程。大数据分析帮助企业从海量数据中提取有价值的信息,为决策提供数据支持。

2.4 机器人技术

机器人技术在智能制造中发挥着重要作用。工业机器人可以实现高精度、高效率的自动化生产,适用于焊接、装配、搬运等多个工艺环节。随着机器人技术的发展,协作机器人(Cobot)也开始应用于生产线,与人类工人协同作业,提高生产灵活性和安全性。

2.5 虚拟现实与增强现实(VR/AR)

虚拟现实和增强现实技术在智能制造中用于模拟生产过程、培训操作人员和进行设计验证。VR技术可以创建虚拟的生产环境,用于模拟和优化生产过程,而AR技术则可以为操作人员提供实时的辅助信息,提高工作效率和准确性。

核心课程

3.1 基础课程

制造工程基础 :包括制造工艺、设备操作和生产管理等内容,为学生提供制造业的基本知识。信息技术基础 :涉及计算机科学、网络技术和数据库管理,帮助学生理解智能制造中的信息技术应用。自动化控制 :学习自动化控制理论和应用,包括传感器技术、执行器和控制系统等。

3.2 高级课程

智能系统设计 :涉及智能制造系统的设计与集成,包括智能设备、传感器网络和控制系统的设计。数据分析与应用 :学习数据分析方法和工具,包括数据挖掘、统计分析和数据可视化。人工智能与机器学习 :深入了解AI技术的原理和应用,包括机器学习算法、深度学习模型和智能决策系统。

3.3 实践课程

生产线实习 :通过实际的生产线实习,学生可以了解智能制造的实际操作和应用。项目设计与实施 :进行智能制造相关项目的设计与实施,锻炼学生的项目管理和实际操作能力。

应用领域

4.1 制造业

智能制造在传统制造业中的应用广泛,包括汽车制造、电子产品、家电等领域。通过智能化改造,制造企业可以提高生产效率、降低成本和改善产品质量。例如,在汽车制造中,智能制造可以实现自动化装配、实时质量检测和智能化物流管理。

4.2 医疗设备

智能制造在医疗设备领域的应用包括智能化的生产线、精准的质量控制和个性化的产品定制。通过智能制造技术,可以实现医疗设备的高精度生产和实时监控,提高设备的安全性和可靠性。

4.3 航空航天

在航空航天领域,智能制造技术用于生产复杂的零部件和系统。通过智能化的生产过程,可以实现高精度的零部件制造和生产过程的优化,提高航空航天产品的性能和安全性。

4.4 能源与环保

智能制造在能源与环保领域的应用包括智能化的能源管理系统和环境监测系统。通过智能技术,可以实现能源的高效利用和环境的实时监控,支持可持续发展目标的实现。

挑战与机遇

5.1 挑战

技术整合 :智能制造涉及多种先进技术的集成,技术整合的复杂性和成本可能成为实施的障碍。数据安全 :在智能制造中,大量的数据被采集和处理,数据安全和隐私保护成为重要问题。技术更新 :智能制造技术快速发展,企业需要不断跟进新技术,保持竞争力。

5.2 机遇

提升效率 :智能制造可以显著提高生产效率和灵活性,为企业带来更高的经济效益。降低成本 :通过智能化的生产过程和预测性维护,企业可以降低生产成本和设备维护费用。市场竞争力 :智能制造可以帮助企业在激烈的市场竞争中脱颖而出,提高产品质量和客户满意度。

结论

智能制造作为制造业的未来发展方向,正在引领着生产过程的智能化和数字化转型。通过物联网、人工智能、大数据分析、机器人技术和虚拟现实等先进技术,智能制造实现了生产过程的优化和效率提升。智能制造专业不仅需要学生掌握基础的制造知识和信息技术,还需要具备对前沿技术的理解和应用能力。尽管面临技术整合、数据安全和技术更新等挑战,但智能制造带来的机遇和优势使其成为制造业发展的关键驱动力。

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