工业机器人课程体系建设探究

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  【摘要】随着现代科技的飞速发展,工业机器人行业得到广泛应用,对该专业人才的需求量逐年递增,尤其是工业机器人的应用方面人才更为稀少,在工业机器人行业的人才缺乏的情况下,中高职院校应以培养具有高素质高技能的工业机器人应用型技能人才,建设工业机器人专业为我国工业机器人产业发展提供生力军。本文以培养应用型专业人才为目标,构建工业机器人专业人才培养课程体系。
  【关键词】机器人专业 人才培养 课程体系 研究
  【基金项目】河源市哲学社会科学“十二五”规划一般项目(HYSK16P11)。
  【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2017)31-0003-02
  一、工业机器人专业人才需求
  2015年5月19日国务院印发的《中国制造2025》站在历史的新高度,从战略全局出发,明确提出了我国实施制造强国战略的第一个十年的行动计划,提出了加快制造业转型升级、提升增效的重大战略任务和重大政策举措,工业机器人在其中发挥了不可替代的作用。
  我国是国际上最大工业机器人市场,每年生产6万多台机器人,新型机器人生产企业正以“中国速度”的趋势逐年递增。展望2017年,我国工业机器人产业的发展,有诸多种国家颁布的好政策等有利因素,同时也受国际因素影响等不利因素。
  在新形势下,诸多因素推动着我国工业机器人的发展,然而有一个严重问题阻碍在工业机器人行业的发展,遇到的最大“拦路虎”不是技术方面也不是经济问题,而是应用型专业人才严重缺失。高职高专开设工业机器人专业、建设工业机器人实训基地、通过工学一体的培养模式培养复合型高技能人才为我国工业机器人产业发展提供技术支持,解决专业人才匮乏的问题,所以专业建设成为一个迫在眉睫的問题。
  工业机器人产业的发展对专业技术人才有着不同的需求,大致分为研发工程师、方案设计与应用工程师、调试工程师、操作及维护人员四种类型。四个类型的人才需求呈金字塔式,操作及维护人员缺口尤为严重,工业机器人应用产业需要具有一定专业知识的专业人员进行调试、操作及维护,保障设备的正常运行和微整,工业机器人企业也需要具有一定专业知识的技术型销售人员及售后服务。
  当下,专业人才缺口已经成为工业机器人产业发展的“拦路虎”。现在部分企业已经对原有生产线进行改建,后期维护运行技术已经成为亟待解决的问题。例如富士康企业,“百万机器人换人”计划逐渐展开,一线工人将被工业机器人取代,然而工业机器人的专业人才缺乏导致富士康机器换人计划一再延后。
  二、国内工业机器人专业课程体系现状
  我国制造业正处于从传统的人工逐渐向智能化的转型期,尤其是我国沿海地区的很多制造企业,经常出现用工荒,工人工资水平逐渐提高,增加成本,迫使企业采取方法应对,同时促进了工业机器人技术的发展。目前,应用型院校机电一体化、电气自动化专业已经开设了专业基础课,如机械设计基础、机械制图、单片机及应用等课程。但对于工业机器人技术、工业机器人操作与编程、工业机器人装配与调试等工业机器人专业课程尚未开设,工业机器人专业人才培养体系、课程体系尚未形成。
  三、工业机器人技术专业人才培养目标定位
  工业机器人技术专业建设没有完整的体系,还处于摸索阶段,很多企业的机器人产业编程、维护、安装、调试等工作人员都是通过将电气自动化、机电一体化专业的人员二次培训后进入工作岗位的,这就造成一定的难度,一是毕业后的再培训增加了企业的成本,而且短期之内难以达到岗位要求,二是学生在校所学知识不能最大限度地发挥,增加了学生的就业难度。所以在高职高专开设工业机器人专业是大势所趋。为了培养出高素质的专业技能人才,院校将工业机器人人才培养目标的定位要以企业应用型人才缺乏为导向,将院校的专业人才培养定位为具有编程、操作、调试与维护技能的应用型人才,以培养应用性技能为中心,故所有的教学环节都要围绕这个中心开展,采用以工学一体,校企共建的教学方式,培养具备应用操作技能的应用型人才,进而实现校企的无缝对接。
  通过到企业深入调研后,对工业机器人行业岗位需求进行分析,得出企业所需的机器人专业技能人才的岗位有:自动化生产线设计、安装及调试(包括工程制图、PLC机电传动控制、机械设计等),电机控制安装维修(包括变频技术、传感器机器人与控制技术),机器人操作编程维修(单片机、工业机器人编程、传感器检测技术等),自动化设备的销售及客服(市场营销、专业英语、生产组织与管理)。
  四、课程体系构建
  工业机器人对学校是较新的应用技术领域,有其独到的知识和特点,因此从学校到授课教师都需要一个过程进行工业机器人技术方面的培训和整合。同时工业机器人又是一个机电一体化产品,其构成也离不开基础的机电课程和周边基础应用技术,依据指导教学标准,根据企业调研及专家访谈的成果,企业对工业机器人应用与维护方向的人才需求主要针对由工业机器人组成的机电系统的维护与优化,以及自动化生产制造系统的方案设计与夹具工艺设计,为工业机器人技术专业定制开发了课程结构,结合了原有教育体系和资源,整合了最新的工业机器人理论和应用,满足教学需求,对此设计该专业的四层课程结构,如图一所示:
  其中,四层课程结构中每个课程都对应着一个教学阶段,同时对应着企业需求的技能阶段,每个课程组都按照教学及人才成长的基本规律设计安排,具体的课程如下图二至图五所示:
  1.基础知识学习与训练
  该部分是在加强学生的基础知识,培养学生工业机器人岗位的基本素质。模块的主要课程包括:语文、数学、专业英语等,帮助学生树立正确的世界观,培养学生综合素质。开展认识实习,熟悉岗位工作内容,了解企业的生产过程。
  2.专业基础学习与技能训练
  专业基础的学习与训练是让学生掌握机械原理、液压与气动、电气控制等相关知识,培养学生专业基本技能和职业素质。在实操车间里完成模拟仿真实验、机器人驱动控制实验、机器人维修維护及故障诊断。通过工学一体化教学让学生打下扎实的基础。
  3.专业核心课程学习与技能训练
  通过学习专业核心课程工业机器人的基本操作、应用维护、维修,培养工业机器人专业学生的专业应用能力,有助于他们更好地适应机器人装调与维护岗位。在教师的引导下,由浅入深地讲授现代工业自动化领域广泛应用的工业机器人基本原理,运用控制编程,典型应用案例相关理论。
  4.专业拓展课程的学习与技能训练
  随着科技的飞速发展,工业机器人学生在学好专业课程的同时也要掌握系统优化升级的相关知识,以便更好的完成校企的无缝衔接。
  课程体系构建要以人才培养目标为依据,以校企合一为立足点,依据机器人专业就业岗位职业技能的要求,制订能满足岗位需求应用型人才培养课程体系。
  五、结论
  经过对工业机器人专业课程体系特点进行深入分析,得出了工业机器人课程体系建设的培养目标、教学内容等,建立了工学一体,校企合作的课程体系,对工业机器人专业建设有一定的帮助。
  参考文献:
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  [6]赵美丽.高职院校开设工业机器人技术专业的现状及发展前景[J]. 科技视界. 2015(24)
  作者简介:
  石俊杰(1981.9-),女,讲师,中山大学工程硕士学位,任职于河源技师学院,任专业组长,从事教育教学工作,研究方向:PLC方向,教学成果:国家专利一项,研发电气自动化教学控制柜投入使用,获国家教研成果一等奖。
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