當前,作為《中國制造2025》十大重點領域之一的工業機器人產業正處于爆棚發展期,工業機器人的運用涵蓋汽車制造、電子等諸多領域,中國已連續三年成全球最大的工業機器人市場。與此同時,“機器換人”的聲音愈發響亮。中國工程院的一項市場調查顯示,被調查企業中,64.2%的企業具有強烈意愿,有14.5%的企業正在做“機器換人”準備。然而,隨著工業機器人產業火爆發展以及專業人才缺口的日益擴大,工業機器人人才的培養工作迎來了“瓶頸期”。
那么,作為一個新興的教育領域,到底該如何突破這一瓶頸?如何看待工業機器人專業人才的匱乏?當前工業機器人教學工作現狀如何?帶著這些問題,本文以蕪湖職業技術學院的教學實踐為案例,通過專訪安徽省高等學校計算機教學研究會、常務理事、副秘書長,蕪湖職業技術學院信息工程學院院長錢峰教授,以問答的形式對以上問題進行闡解。
問:關于當前工業機器人專業人才的緊缺,您是怎么看待的?
錢峰:關于工業機器人專業的人才的緊缺,我認為是需要進行細分的。目前,工業機器人專業人才缺乏的聲音很響。但到底是缺乏哪一方面的?是工業機器人應用方面,還是產業升級的系統集成,還是機器人生產制造人才的缺乏?
實際上,工業機器人專業人才可細分為機器人制造、應用、維護等多個方面的高素質技能型人才,涵蓋工業機器人系統仿真、集成設計、編程、調試、操作、銷售,以及智能自動化生產系統操作、維護、改造及管理等。
第一個主要缺口是工業機器人制造人才的缺乏。工業機器人包括控制器、伺服驅動電機、減速器三大核心部件,成本占到機器人七成以上,也是制約中國機器人產業的主要瓶頸。在短期內很難突出這一瓶頸。要想從本質上突破瓶頸,需要付出很大的努力和投入。像減速機、控制器等,給予的希望越大,帶來的壓力也越大,而且這方面的技術人才是非常匱乏的,屬于較高層次人才的缺乏,但是其發展潛力是非常大的。
第二個主要缺口是工業機器人應用人才的缺乏。這方面的缺乏可以結合現有的技術,對在校學生及產業工人進行一定時期的培訓來緩解。根據工信部發展規劃,到2020年,全國工業機器人裝機量將達到100萬臺,工業機器人應用人才需求量將達到20萬左右。高技能人才缺口將逐年加大。而國家的機器人發展產業規劃已把“加強人才隊伍建設”作為機器人產業發展的6大保障措施之一。
第三個主要缺口是對機器人產業系統集成人才的缺乏,涉及到對工業機器人產業的改造等。一般來說,一個合格的大學畢業生,要經過5年時間,才可以基本上達到這種工業機器人系統集成的能力,才能解決這種系統集成中的問題。這需要的是工業加工、生產過程的深厚積累。
問:在工業機器人教學實踐中,有沒有遇到哪些問題?
錢峰:對產業的細分理清之后,再有針對性地在專業中融入相關內容,以解決實際問題。蕪湖職業技術學院的機器人專業定位于機器人的底層控制、驅動等方面。我們在教學實踐中發現,目前機器人教學研究裝備大多只能進行維護、組裝、應用編程方面的學習、實操,不能夠滿足我們專業的底層控制。
所以,近年來,學院和不少企業開展一系列的校企合作,去設計、優化我們所需要的這些教學設備。目前,學院已經設計了若干類型的設備。現在,還有很多課程體系也存在類似的情況,我們正在通過由產學研工作,由企業、學校、老師等聯袂解決、完善。
問:您是如何看待工業機器人專業人才培養“產教融合”這個問題的?
錢峰:實際上,這是學院深入推進協同育人機制,踐行“走出去、請進來”教學理念,構建“智能制造”人才培養模式,推進人才培養和企業需求“無縫對接”的一個重要體現。這也是當前職業學校開辟的一條新的發展之路,不僅可以促進職業教育的健康發展,著力解決行業人才結構性矛盾和人才荒問題,更有利于促進地方經濟繁榮發展。同時還有利于激發學生的創造力,提高教師的業務水平,還可為學生工讀結合創造條件,應該來說是多方共贏。
無論是工業機器人制造企業,還是工業機器人教學設備企業,一定要進行有深度的溝通、交流。在此基礎上,才能做好學生定向的培養。學校與相關企業在與其合作的過程中,交流越深,設備的生產越接地氣,越能夠解決學校的實際問題。也只有將校企合作貫穿人才培養全過程,從工業機器人專業人才培養方案的制定、調整和優化,到人才培養中的合作授課,再到畢業設計、企業實習等,都應將企業的需求作為人才培養的重要方向和目標,才能讓學生在產業背景下進行高效率的知識學習、能力培養、素質養成,推動人才的“無縫連接”。但是不可能說完全做到“無縫”,只可以說把這個“縫”做得更小。
問:最近在網絡上看到一款名叫“工業機器人AR實訓系統”的新型教學設備,聽說和傳統教學形式相比,具有較大的爆發力,不知道你對此有什么看法?
錢峰:實際上,早在我們學校機器人設立工業機器人專業之前,我們采購了一套工業機器人設備。但是,我們在設備使用的過程中,發現了不少不可回避的現實問題。比如,實體機器人價格昂貴,占用場地面積較大,耗費較多教學資源,而且操作實機有安全風險,無法實現多場景應用教學,難以滿足人手一機,人機交互效果差,等等。以上六個難題長期以來困擾著工業機器人實踐教學,要想從根本上解決絕非易事。
通過創新教學形態、融入高科技元素無疑是極佳選擇。而“工業機器人AR實訓系統”最大的優勢恰恰在于通過AR智能眼鏡成像系統,將工業機器人及工業自動化系統以虛擬影像3D顯示,采用的示教器及編程平臺卻與實體工業機器人示教平臺一模一樣。系統能將機器人本體、機器人工作站以及機器人附屬部件進行靈活多樣、生動形象的展示。而且任何一個微小的實訓操作都能被系統記錄和監控下來,形成實訓大數據并進行分析,每次訓練都成為對教學模式和教學內容的完善。該系統使用便捷、價格低廉、生動形象、安全可靠,可以很好地解決工業機器人人才培養的六大瓶頸,可給工業機器人人才培養帶來一定啟發。
實際上,關于工業機器人仿真系統,我們學校也進行了一些有益嘗試,自制了一個模擬的仿真機械臂,在2016年參加安徽省自制教學儀器大賽時,還獲得了二等獎。我認為,RealMax研發的“工業機器人AR實訓系統”和這個結合起來會更加完美。