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摘要:分析粵港澳大灣區智能裝備與系統發展對人才的需求,解構自動化生產線設計與裝配等崗位的知識與技能。提出以自動化生產線為載體的課程體系,適應高職學生認知規律,提升高職學生學習興趣,滿足企業對人才培養的需求。
關鍵詞:自動化生產線;崗位技能;課程體系
一、高職機電一體化專業課程體系要適應“工業4.0”
(一)“工業4.0”形式發展強勁2013年,德國在《“工業4.0”戰略建議書》中指出,“工業4.0”將實現制造業向智能化轉型。2015年,中華人民共和國出臺了中國版的“工業4.0”——《中國制造2025》。2015年7月,廣東省人民政府制訂了《廣東省智能制造發展規劃(2015-2025年)》,發展目標明確,到2025年:全省制造業全面進入智能化制造階段,基本建成制造強省,發展智能裝備與系統是六大既定任務之一,自動化生產線是其中的重要組成部分。在東莞及周邊更是有了快速發展的環境和動力。2018年,東莞市發展和改革局正式《東莞市重點新興產業發展規劃(2018—2025年)》。將高端裝備制造作業東莞未來五大重點新興產業領域之一。對于東莞制造業接下來的升級,從產業、產品、制造手段、產業工人四個方面進行提升,推動這四個方面邁向高端化[1]。機電產品已經取代了服裝等傳統勞動密集型產品,成為出口的“主力”。2018年上半年,機電產品出口達2595.5億元,增長9.4%,占同期東莞市外貿出口總值的76.3%。在智能制造領域,東莞已經擁有了自己的“上市軍團”,這些企業通過產能擴張和外延收購加速擴張,成為東莞邁向智能制造強市重要推動力。東莞要成為先進制造業中心,就一定要推動制造業實現產業、產品、制造手段、產業工人的高端化[2]。要實現這一目標,在智能制造和產業工人素質的提升上下功夫,提高生產效率和效益。
(二)專業建設和課程建設未“破”未“立”縱觀全國高職名校,在教學計劃、課程體系、課程內容上普遍沒有真正擺脫學科培養的體系,總在不同程度受“學科”的限制,未打破這個圈圈;開展形式上的項目化教學,但按照項目化實施的比例低[3],真實的項目教學標準與教學實施并未建立[4]。在智能裝備與系統特別是自動化生產線如此發展的春天,與之支承相依的高職機電一體化技術專業課程體系如何“破”,怎么“立”?
二、機電專業崗位技能分析
非標自動化設備定義就是客戶定制的、客戶唯一的、非市場流通的自動化系統集成設備,是采用按照國家頒布的統一的行業標準和規格制造的單元設備組裝而成,根據客戶的用途需要,開發設計制造的設備[5]。自動化設備從形態上看,分為自動化流水線、自動化設備、機器人自動化設備行業等等。我們要有針對性、地域性去分析。東莞職業技術學院機電一體化技術專業定位自動化生產線產業上,從崗位任務和職業能力作系統、細致的分析。(1)培養崗位能力分析。拿什么崗位分析?針對哪個企業的這類崗位分析?這是關鍵,不能太粗糙,也不能想得太多。有三種方法:一是針對企業大典分類,從大到小去捋一捋;二是針對自動化生產線企業產品來,即是自動化生產線,它需要些什么樣的工程師才能完成,他們具有什么樣的知識和技能;三是針對企業的崗位來分析,在此崗位的人要完成什么樣的任務。在此,我們結合后二種方法[3]。(2)自動化生產線功能及控制設計分析。自動生產線是由工件傳送系統和控制系統,將一組自動機床和輔助設備按照工藝順序聯結起來,自動完成產品全部或部分制造過程的生產系統,簡稱自動線[7]。某自動生產線裝備,由供料單元、加工單元、裝配單元、輸送單元和分揀單元5個部分組成。各個單元都是自成一個獨立的系統,各個單元的執行機構以氣動執行機構為主,輸送單元的機械手裝置整體運動則采取伺服系統、精密定位的位置控制。分揀單元的傳送帶驅動則采用了變頻器控制系統。位置控制和變頻器技術是現代工業企業應用最為廣泛的電氣控制技術。設備上應用了多種類型的傳感器,分別用于判斷物體的運動位置、物體通過的狀態、物體的顏色及材質等。傳感器技術是機電一體化技術中的關鍵技術之一,是現代工業實現高度自動化的前提之一[8]。各站間通過485BD模塊實現網絡通信系統運行的主令信號(復位、啟動、停止等)通過觸模屏人機界面操作,也顯示系統運行的各種狀態信息。此設備為典型的機電一體化設備,分析產品設計生產過程,它們需要的知識與技能清楚明了,重要性層次也體現出來。其核心技能包括了機械基礎、機械加工、機械建模、機構傳動、電氣控制、PLC編程及電機控制。其難度與深度與高職學生是相適應的。當然,學校教學要有一定的前瞻性和拓展性,將以上設備升級一點,則需要實現多軸的運動控制設計、安裝及調試和機器人控制技術。(3)培養的目標一定要立足企業,綜合企業的需要。在粵港澳大灣區,機器換人在緊鑼密鼓地進行著,各企業都有著不同的自動化設備應用的需求,非標自動化設備是重點。自動化設備開發企業需要相應人才,自動化設備應用應用企業同樣需要操作與管理等人才,需求非常大。高職機電一體化專業就是針對這一行業領域開展教學。課程體系的制定,圍繞培養目標。高職專業培養目標一定區別于本科、研究生中的目標。它要具有實用性、實在性。專業需要對應具體的崗位,知識與技能支承崗位工作過程,就是實用性。同時,不同規模的企業,同一類型的崗位,工作范圍或者技能等級要求不同。大型企業分工更細,中小型企業要求技能綜合度要高一些,微小型企業更是要求“萬精油”型的人才。故專業培養目標也要分近期目標和長期目標,設計為階層式發展目標。我院機電一體化技術專業培養的目標為以“智能生產線”的設計、制造、安裝、調試及維護為技能目標,以“良好的學習態度、學習方法及自控能力”為素質目標。階層式發展培養目標分畢業時工作崗位目標、3年期發展目標及10年期發展目標。那么,課程體系就要圍繞培養目標服務,為此目標開展教學。
三、機電一體化技術專業課程體系的建立
專業課程體系構建要遵循辯證適度原則、社會發展需要原則及超前性原則等。在此原則指導下,作實作細人才培養規格分析,作硬作準專業核心課程構建。(1)人才培養規格分析。專業課程體系是知識和技能的重構,之前的準備工作就是要分析專業知識要求、能力要求(包括專業基本能力、專業核心能力及拓展能力)。東莞職業技術學院的機電一體化技術專業,分析了如圖1示的18個知識要點,如圖2示3類21個能力要點。將這些知識與能力要點分層級按學校教學特點與要求重構,形成了專業課程,也形成教學過程。(2)專業核心課程設計。專業核心課程在專業課程體系中居于核心位置,是指某一專業能夠對學生職業素養養成和職業能力培養起主要支撐作用的課程,包含了核心知識和核心技能。它的形成將崗位分析得到的關鍵知識與技能分類、重構,使之適合學校教學、學生接受,使之適合實踐平臺的搭建。故高職機電一體化技術專業核心課程包括機構建模主體、控制系統主體和機器人技術應用主體,如圖3示。
四、總結
高職專業學生培養,最忌專業內容大而全,最忌安排不適應高職學生認知,最忌與企業需要脫離。課程體系的安排在此尤為重要,教學載體具體而有代表性大大提升高職學生學興趣性和引導性。機電一體化技術專業選擇自動化生產線作業載體,適應粵港澳大灣區發展對人才的培養需求。
【參考文獻】
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[2]戴雙城,龔名揚.東莞推動制造業轉型升級,打造“先進制造業中心”[EB/OL].(2018-08-09).
[3]馮志軍.加強教學標準建設深度推進課程改革——江蘇職業教育專業教學標準體系建設的范式與路徑[J].中國職業技術教育,2018(8):63-67.
[4]汪治.校企合作難深化、專業建設突破難…虛火過旺的高職校怎么應對自身難題?[EB/OL].(2018-08-17).
[5]李鵬.非標自動化機械設備的創新設計分析[J].科技風,2019(2):128.
[6]唐方紅,李龍根,毛鋒.“互聯網+”思維下專業評價指標體系研究與實踐[J].新型工業化,2017,17(7):51-57.
[7]張青春,紀劍祥.傳感器與自動檢測技術[M].北京:機械工業出版社,2018.
作者:唐方紅 郭聯金 毛峰 單位:東莞職業技術學院機電工程學院