2023年德國工業(yè)4.0對(duì)高職院校人才培養(yǎng)的啟示

2023年德國工業(yè)4.0對(duì)高職院校人才培養(yǎng)的啟示摘要：目前“中國制造2025”所需的高素質(zhì)復(fù)合型技能人才相對(duì)匱乏，德國在職業(yè)教育工作上經(jīng)驗(yàn)豐富，成果顯著，經(jīng)過多年耕耘，“德國工業(yè)4.0”中智能制造技術(shù)得到快速發(fā)展，并且已在企業(yè)經(jīng)營生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用，在職業(yè)教育培訓(xùn)中逐步滲透到各個(gè)專業(yè)教學(xué)領(lǐng)域，通過考察、學(xué)習(xí)其相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)提升師資水平，提高辦學(xué)質(zhì)量，為“中國制造2025”培養(yǎng)合格的高素質(zhì)復(fù)合型技能人才具有很強(qiáng)的借鑒及指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：德國工業(yè)4.0智能制造職業(yè)教育

一、德國工業(yè)4.0的內(nèi)涵

2023年4月，在漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上，德國正式推出了“德國工業(yè)4.0”，德國工業(yè)4.0的實(shí)質(zhì)是在機(jī)械化、自動(dòng)化和信息化的基礎(chǔ)上，建立智能化的新型生產(chǎn)模式與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。由集中式控制向分散式增強(qiáng)型控制的基本模式轉(zhuǎn)變，目標(biāo)是建立一個(gè)高度靈活的個(gè)性化和數(shù)字化的產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式。

工業(yè)4.0主要內(nèi)容包括一個(gè)核心、兩重戰(zhàn)略、三大集成、八項(xiàng)舉措：

1.一個(gè)核心。

“智能+網(wǎng)絡(luò)化”，即通過CPS系統(tǒng)構(gòu)建智能工廠，達(dá)到智能制造的目的。

2.雙重策略。

（1）領(lǐng)先的供應(yīng)商策略：德國要成為智能制造技術(shù)的主要供應(yīng)商。

（2）領(lǐng)先的市場(chǎng)策略：有必要為CPS技術(shù)及產(chǎn)品建立和培育新的主導(dǎo)市場(chǎng)。

3.三大集成。

（1）智能工廠：研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)。

（2）智能生產(chǎn)：涉及企業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、物流等過程，關(guān)注產(chǎn)品在整個(gè)生命周期不同階段的信息，使其信息共享，以實(shí)現(xiàn)工程數(shù)字化集成。

（3）智能物流：互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、物流網(wǎng)三網(wǎng)融合，整合整個(gè)社會(huì)價(jià)值網(wǎng)絡(luò)。

4.八項(xiàng)措施。

標(biāo)準(zhǔn)化和參考架構(gòu)、管理復(fù)雜系統(tǒng)、為工業(yè)建立全面寬頻的基礎(chǔ)設(shè)施、安全和保障、工作的組織和設(shè)計(jì)、培訓(xùn)和持續(xù)的職業(yè)發(fā)展、規(guī)章制度、資源利用效率。

二、工業(yè)4.0智能制造技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

自德國工業(yè)4.0概念提出以來，德國工業(yè)界大力推行，知名企業(yè)努力推進(jìn)智能生產(chǎn)系統(tǒng)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用，以使整個(gè)生產(chǎn)流程智能化。

西門子公司以物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、工業(yè)以太網(wǎng)等技術(shù)為突破口，開發(fā)設(shè)計(jì)了產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)PLM，PLM管理系統(tǒng)軟件從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)規(guī)劃、生產(chǎn)工程、生產(chǎn)物流、售后服務(wù)等全程控制和管理，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品數(shù)字化生產(chǎn)和銷售。未來公司的發(fā)展戰(zhàn)略，目前正在實(shí)施的，是將產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)PLM、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、物流管理系統(tǒng)ERP整合在一起，虛擬世界將與現(xiàn)實(shí)世界高度融合，通過信息物理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)人、機(jī)器和信息互相連接，融為一體。西門子在德國安貝格和中國成都所建的數(shù)字化工廠都已具有很高的智能制造水平。

中國汽車公司已有很高的自動(dòng)化程度，通過藍(lán)牙傳輸實(shí)現(xiàn)人、機(jī)、物的信息互通的部分覆蓋。整個(gè)生產(chǎn)線的狀態(tài)監(jiān)控信息無線聯(lián)網(wǎng)由天花板上的路由器上傳至中控室，可由調(diào)研發(fā)、生產(chǎn)管理等各部門共享，采用自動(dòng)機(jī)器人配送物料，基本實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施。

德馬吉公司的數(shù)控機(jī)床已應(yīng)用于軍工、航空航天、汽車制造等先進(jìn)領(lǐng)域，物聯(lián)信息程度很高，將智能制造技術(shù)中數(shù)字化、虛擬仿真技術(shù)和真實(shí)生產(chǎn)控制流程高度融合。

德國曼商用車公司是一家歷史悠久的著名商用車制造企業(yè)，利用工業(yè)4.0智能制造技術(shù)完成不同車型在同一條生產(chǎn)線上裝配，生產(chǎn)線上零配件裝配采用信息化管理，每個(gè)工位上配備一套生產(chǎn)流程監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)屏幕上顯示當(dāng)前的工作進(jìn)度，每個(gè)工位五分鐘的裝配時(shí)間，然后裝備車輛進(jìn)入下一個(gè)工位上，工作流程精確到了秒，系統(tǒng)屏幕上也顯示當(dāng)前工位上詳細(xì)的裝配圖紙，指導(dǎo)工人完成當(dāng)前工位的安裝任務(wù)。每個(gè)工位上工人裝配質(zhì)量都可以通過各工位的監(jiān)控記錄系統(tǒng)查詢，真正做到了有問題找源頭，可鎖定安裝時(shí)間、批次及安裝工人。其中部分汽車組件的安裝，已采用自動(dòng)機(jī)器人，積極朝著工業(yè)4.0方向推進(jìn)。

信息技術(shù)公司GEMAKON采用德國數(shù)字化工廠設(shè)計(jì)軟件“taraVRbuilder”進(jìn)行生產(chǎn)流程整體規(guī)劃，該軟件是由數(shù)字化模型、方法和工具構(gòu)成的綜合網(wǎng)絡(luò)，包含仿真和3D/虛擬現(xiàn)實(shí)可視化，通過連續(xù)的沒有中斷的數(shù)據(jù)管理集成，能仿真各種設(shè)備，精度很高，且能模擬整個(gè)工廠的生產(chǎn)流程。通過這種軟件進(jìn)行生產(chǎn)流程規(guī)劃，提供了制造全過程管理，在仿真環(huán)境下完成了工廠虛擬建設(shè)過程，并加以驗(yàn)證、生成實(shí)際生產(chǎn)所需的各種工藝數(shù)據(jù)和文檔。

三、工業(yè)4.0對(duì)德國職業(yè)教育的影響

隨著德國工業(yè)4.0的計(jì)劃實(shí)施，工業(yè)4.0所引發(fā)的以信息化、智能化、數(shù)字化等為特征的生產(chǎn)方式的改變，生產(chǎn)系統(tǒng)如同“社會(huì)機(jī)器”，以類似于社交網(wǎng)絡(luò)的方式運(yùn)轉(zhuǎn)，這對(duì)技術(shù)人才培養(yǎng)的能力、要素、過程、平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)提出了全新的要求，德國的職業(yè)教育必須從過去“單一技術(shù)”培訓(xùn)走向“多元技術(shù)”培訓(xùn)，學(xué)生畢業(yè)后不僅能做工人，還能做管理層。

為了跟上工業(yè)4.0前進(jìn)的步伐，德國職業(yè)教育體系圍繞信息化進(jìn)行更新，一是針對(duì)職業(yè)信息化需求的專業(yè)更新。聯(lián)邦職業(yè)教育研究所對(duì)四個(gè)雙元制信息技術(shù)職業(yè)進(jìn)行優(yōu)化更新，分別是信息技術(shù)（IT）專員、IT系統(tǒng)電子工程師、IT系統(tǒng)銷售員和信息技術(shù)銷售員。IT職業(yè)的地位得到迅速提升，IT人才的重要性可想而知。二是教育培訓(xùn)內(nèi)容突出信息化內(nèi)容。如西門子公司為迎接工業(yè)4.0的挑戰(zhàn)，開發(fā)PLM產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)，面向社會(huì)和學(xué)校開展數(shù)字化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)規(guī)劃、生產(chǎn)工程、物流管理、售后服務(wù)等子系統(tǒng)運(yùn)用和操作的培訓(xùn)。三是加強(qiáng)數(shù)字化學(xué)習(xí)方式與環(huán)境的建設(shè)。比如LucasNoelle集團(tuán)同德國及世界其他地區(qū)高校合作，采用數(shù)字化的多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，開發(fā)教學(xué)設(shè)備及教學(xué)資源，將工業(yè)4.0的理念和技術(shù)融入學(xué)過程中，同時(shí)幫助培訓(xùn)機(jī)構(gòu)、職業(yè)學(xué)校、企業(yè)培訓(xùn)中心將傳統(tǒng)培訓(xùn)設(shè)備向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化設(shè)備進(jìn)行升級(jí)。

四、德國工業(yè)4.0對(duì)高職院校人才培養(yǎng)的啟示

在“中國制造2025”戰(zhàn)略構(gòu)想中，未來的制造企業(yè)，部分人員崗位可能會(huì)被機(jī)器人取代，同時(shí)制造過程智能化，人機(jī)智能交互、工業(yè)機(jī)器人、智能物流管理等技術(shù)的大量應(yīng)用，這就需要高職院校培養(yǎng)更多的跨專業(yè)的復(fù)合型人才，中國的職業(yè)教育和人才培養(yǎng)如何適應(yīng)“中國制造2025”戰(zhàn)略要求？

1.以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，明確辦學(xué)目標(biāo)。

高質(zhì)量的職業(yè)教育能夠?yàn)椤爸袊圃?025”提供高質(zhì)量高素質(zhì)技能型人才，是國家實(shí)現(xiàn)“中國制造2025”的重要基礎(chǔ)之一。高職院校要結(jié)合這十大領(lǐng)域，對(duì)于傳統(tǒng)專業(yè)，在保持原有專業(yè)特色的基礎(chǔ)上，積極融入互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云技術(shù)，使傳統(tǒng)專業(yè)內(nèi)涵得到進(jìn)一步提升。結(jié)合“中國制造2025”戰(zhàn)略目標(biāo)及地方經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行深入調(diào)研，多方考慮，全面論證，設(shè)置科學(xué)合理的專業(yè)課程體系，加快推動(dòng)新一代信息技術(shù)與制造技術(shù)融合發(fā)展，把智能制造作為兩化深度融合的主攻方向。同時(shí)，要及時(shí)整合或裁撤市場(chǎng)需求較少的專業(yè)，分析市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)，掌握制造行業(yè)和技術(shù)最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，在設(shè)置新專業(yè)時(shí)，與之相適應(yīng)，并制訂科學(xué)合理的專業(yè)教育規(guī)劃，使得培養(yǎng)出來的人才真正滿足市場(chǎng)需求。為了與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接融合，職業(yè)院校應(yīng)該采用彈性學(xué)制設(shè)置，模塊化教學(xué)內(nèi)容，融入終身學(xué)習(xí)的理念，將“中國制造2025”中的規(guī)定落到實(shí)處，保證學(xué)生學(xué)到新技術(shù)新技能，提高素養(yǎng)，增強(qiáng)創(chuàng)新能力。

2.加強(qiáng)“雙師型”教師隊(duì)伍建設(shè)。

為了培養(yǎng)滿足“中國制造2025”實(shí)施計(jì)劃所需要的高素質(zhì)高技能人才，教師隊(duì)伍建設(shè)至關(guān)重要，首先，根據(jù)教師隊(duì)伍現(xiàn)狀及專業(yè)分析，重點(diǎn)引進(jìn)具有豐富企業(yè)經(jīng)驗(yàn)的技能人才，使師資隊(duì)伍結(jié)構(gòu)合理化，增強(qiáng)師資隊(duì)伍的實(shí)踐能力。其次，運(yùn)用“傳幫帶”、“專家指導(dǎo)”等模式，快速、有效地實(shí)現(xiàn)師資隊(duì)伍的成長，提高團(tuán)隊(duì)的整體素質(zhì)。

鼓勵(lì)教師去企業(yè)長時(shí)間實(shí)踐，采取輪換制，教師交替到企業(yè)頂崗實(shí)習(xí)，每個(gè)專業(yè)教師至少有半年以上甚至更長時(shí)間在企業(yè)鍛煉，讓教師在企業(yè)一線學(xué)習(xí)研究最新的技術(shù)、工藝、設(shè)備操作，理論實(shí)踐相結(jié)合。鼓勵(lì)教師參加各種類型師資技術(shù)培訓(xùn)，如專家指導(dǎo)、行業(yè)培訓(xùn)、國家級(jí)培訓(xùn)、海外培訓(xùn)等。通過走出去學(xué)習(xí)，增強(qiáng)教師的業(yè)務(wù)能力，了解發(fā)達(dá)國家職業(yè)教育的理念、教學(xué)方法。

聘請(qǐng)企業(yè)有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員為兼職教師，如在其工作領(lǐng)域，成果頗豐，甚至可以引進(jìn)成為正式在編教師，將企業(yè)前沿的技術(shù)和管理引入課堂。利用兼職教師提高學(xué)校的實(shí)踐教學(xué)能力，建立穩(wěn)定的兼職教師資源庫，提升兼職教師的待遇，建立相應(yīng)的獎(jiǎng)懲制度，讓兼職教師真正融入高職院校日常教學(xué)活動(dòng)中，并對(duì)兼職教師傳授教學(xué)理論，把現(xiàn)代生產(chǎn)、管理一線的最新理論引入課堂，促進(jìn)學(xué)生對(duì)于專業(yè)技能的掌握。

3.加強(qiáng)校企合作，推行現(xiàn)代學(xué)徒制。

借鑒德國“雙元制”職教模式，結(jié)合中國實(shí)際情況，現(xiàn)代學(xué)徒制是在繼承傳統(tǒng)學(xué)徒制優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，融合現(xiàn)代職業(yè)教育而發(fā)展起來的，在現(xiàn)代學(xué)徒制制度下，應(yīng)建立校企一體化的培養(yǎng)模式：實(shí)現(xiàn)招生即招工，招工即招生，學(xué)生實(shí)行交替式培訓(xùn)和學(xué)習(xí)，一般用2/3的時(shí)間在企業(yè)接受培訓(xùn)，約1/3的時(shí)間在學(xué)校學(xué)習(xí)理論知識(shí)，將職業(yè)學(xué)校中的理論學(xué)習(xí)與企業(yè)中的實(shí)踐鍛煉相結(jié)合，突出對(duì)學(xué)生實(shí)踐操作能力的培養(yǎng)。

為了保證現(xiàn)代學(xué)徒制的實(shí)施，需要校企共同研究制訂人才培養(yǎng)方案，確定相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容和合作形式，按照企業(yè)用人需求和崗位資格標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置課程。從德國企業(yè)與學(xué)校、工商協(xié)會(huì)的校企合作模式來看，企業(yè)在人才技術(shù)技能培養(yǎng)過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，有企業(yè)參與培養(yǎng)的技能型人才能更好地適應(yīng)職場(chǎng)，要給予企業(yè)在制訂人才培養(yǎng)方案過程中一定的話語權(quán)，這樣才能保證將教育與產(chǎn)業(yè)緊密聯(lián)系，學(xué)校圍繞企業(yè)用人標(biāo)準(zhǔn)，以培養(yǎng)學(xué)生技能為核心，加速職業(yè)院校與企業(yè)的融合。學(xué)校要從企業(yè)的利益出發(fā)，以企業(yè)實(shí)際的需求為導(dǎo)向，這樣才能主動(dòng)適應(yīng)企業(yè)需求，按照市場(chǎng)規(guī)律優(yōu)化專業(yè)設(shè)置，使理論課程與企業(yè)崗位需求相銜接。

4.加強(qiáng)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)。

高職學(xué)?，F(xiàn)有實(shí)訓(xùn)設(shè)備智能化、數(shù)字化方面的科技含量不高，管理手段相對(duì)落后，智能化、信息化的實(shí)訓(xùn)設(shè)備有待開發(fā)。引企入校，校企聯(lián)合開發(fā)智能化、數(shù)字化的實(shí)訓(xùn)設(shè)備，請(qǐng)企業(yè)參與設(shè)計(jì)和建設(shè)校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地，將學(xué)校的教學(xué)活動(dòng)與企業(yè)的生產(chǎn)過程緊密結(jié)合。

加強(qiáng)與行業(yè)骨干企業(yè)的合作，逐步向優(yōu)質(zhì)企業(yè)集中，聯(lián)合有社會(huì)責(zé)任感、企業(yè)文化建設(shè)好、技術(shù)管理先進(jìn)規(guī)范的企業(yè)，合作建設(shè)集實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)及就業(yè)一體的校外實(shí)訓(xùn)基地。

圍繞地方產(chǎn)業(yè)特色和需求，建立和完善教研科研合作機(jī)制，鼓勵(lì)各專業(yè)與企業(yè)共建實(shí)訓(xùn)基地、實(shí)驗(yàn)室。鼓勵(lì)專職教師參與企業(yè)的技術(shù)服務(wù)、技術(shù)研究、技術(shù)升級(jí)等活動(dòng)。通過校企合作，建設(shè)集實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、技術(shù)研發(fā)、社會(huì)培訓(xùn)于一體的合作基地。

五、結(jié)語

通過對(duì)德國高校、企業(yè)、協(xié)會(huì)的深入考察，重新認(rèn)識(shí)了工業(yè)4.0的內(nèi)涵，了解了工業(yè)4.0對(duì)德國職業(yè)教育產(chǎn)生的影響，學(xué)習(xí)了企業(yè)先進(jìn)制造技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)和智能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用趨勢(shì)。職業(yè)院校應(yīng)借鑒德國職業(yè)教育的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)照“中國制造2025”的要求，積極開展人才培養(yǎng)模式改革，及時(shí)調(diào)整專業(yè)定位，更新教學(xué)內(nèi)容，引入先進(jìn)的教學(xué)手段，與企業(yè)建立深層次的合作關(guān)系，滿足人才培養(yǎng)需要。

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