“工业4.0”战略对职业教育挑战及应对

发布时间:2022-07-03 20:15:03

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“工业4.0”战略对职业教育挑战及应对

 

 “工业 4.0”战略对职业教育的挑战及应对 ——The Challenges of "Industry 4.0" Strategy to Vocational Education and Its Countermeasures 作

 者:

 周静

 作者简介:

 周静(1983- ),女,江苏淮安人,江苏海事职业技术学院高职教育研究所,讲师,硕士,研究方向为职业技术教育原理。(江苏 南京 211170)

 原发信息:

 《教育与职业》(京)2017 年第 20172 期 第 16-21 页

 内容提要:

 德国“工业 4.0”战略、“中国制造 2025”规划以及其他西方发达国家的工业化路径表明,全球新一轮科技和产业革命已经来临。“工业 4.0”对传统工业的生产模式、生产方式、技术应用以及工作组织形式诸多方面产生深刻变革,对技术技能人才的需求发生根本性变化。文章通过探讨新工业化时代职业教育面临的挑战以及世界各国职业教育改革的方向,为我国职业教育改革发展提供有益的参考。

 The Challenges of "Industry 4.0" Strategy to Vocational Education and Its Countermeasures

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 词:

 工业 4.0/职业教育/挑战/对策

 期刊名称:

 《职业技术教育》 复印期号:

 2017 年 06 期

  [中图分类号]G710 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985(2017)02-0016-05

 2012 年初,制造业强国德国提出“工业 4.0”发展战略,代表了未来制造业智能化发展的趋势。中国正处于工业转型升级的关键时刻,在“工业 4.0”的推动下,中国提出实施“中国制造 2025”战略,目标是用30 年时间推动中国从制造业大国向制造业强国转变。“工业 4.0”和“中国制造 2025”战略规划离不开制造业人才的培养和提升,也离不开高水平的职业教育。职业教育需要应对“工业 4.0”“中国制造 2025”的新挑战,培养制造业升级所需要的高素质技术人才。本文在分析“工业 4.0”的技术趋势以及对人才规格升级的要求基础上,提出了职业教育的应对策略。

 一、“工业 4.0”的技术趋势

 1.制造业的重新认识及发展趋势。制造业不仅是实体经济的主体、产业构成的重要内容,也是决定一国兴衰和国际竞争力的关键。在我国,制造业是国民经济发展的强劲动力、提供就业岗位的主要产业、国家发展与稳定的原动力。未来 20~30 年,制造业仍然为我国经济发展和社会稳定提供强大动力。

 进入 21 世纪,全球制造业面临着资源、环境、人口等方面的挑战。资源难以支撑、环境逐渐恶化、人口老龄化、人们需求多样化等问题越来越凸显。同时,国际金融危机后,全球技术创新日趋活跃,新产业、新技术、新业态、新模式层出不穷,一些创新的制造理念和制造模式不断涌

 现,以资源消耗为主的传统制造业面临巨大挑战。为此,世界发达工业国家如美国提出“再工业化战略”,依靠工业机器人、数字化制造、人工智能对本国制造业进行升级,以此抢占制造业高端领域。德国提出以智能制造为先导的第四次工业革命,即“工业 4.0”。“工业 4.0”时代,制造业服务化将成为全球制造业发展的大趋势。与传统观念认为制造就是生产加工、制造企业以生产产品为中心的理念不同,现代制造的核心是生产加工与服务。制造企业不仅生产产品,更重要的是提供产品的全生命周期服务。《中国制造 2025》明确提出,要加快制造与服务的协同发展,推动商业模式创新和业态创新,促进生产型制造向服务型制造转变。制造企业在生产模式、技术应用、组织形式等方面都将发生近乎颠覆性的变革。

 2.“工业 4.0”的技术特点。第一,生产模式的革新:全集成自动化、定制化。“工业 4.0”是一种新型生产模式。全集成自动化就是用一种系统实现原来由多种系统搭配起来才能实现的所有功能。全集成自动化使产品从设计到制造的所有环节都被打通,与客户保持实时沟通,并随时根据顾客要求调整生产线,这样不仅节省人才、财力,还可以降低出错率,提高信息准确率。全集成自动化使生产效率大幅度提高,生产线上蓝领员工减少,研发、设计、生产人员之间的交流更加扁平化,同时对员工理解生产流程和人机交互的能力提出要求。在传统生产模式下,不同的加工命令很难在同一流水线上完成。“工业 4.0”全集成自动化生产模式将传统流水生产线转变为“个性化生产单元”,同一条生产线生产不同型号的定制化产品,实现更高效、更低成本的灵活个性化定制。沈阳铁西的华

 晨宝马工厂能够做到多款产品在同一条生产线上生产,同一车的不同车型可以在一条生产线上生产,而且各种改型也可以在一条线上实现。德国宝马莱比锡工厂下线的每一台宝马汽车都是根据车上的电子标签进行唯一定制。这种个性化定制对员工的概念表达、艺术化设计能力、理解能力、创新能力提出了要求。

 第二,技术体系的重构:工业大数据、机器人、3D 打印。工业大数据、机器人、3D 打印等技术的重大突破正在重构制造业技术体系。工业大数据已经贯穿于制造业生产和服务的全过程,将制造流程的各个环节连接起来。大数据改变了以往发现问题再处理的传统方式,可以找出生产中隐性的、还没有发生的问题,避免问题的发生,节省了生产成本,提高了生产效率。工业机器人可以增加劳动生产力,缓解劳动力不足的问题。目前机器人技术仍朝着智能化、网络化方向不断提升。3D 打印技术为消费者提供个性化和革命化的体验。未来的从业者必须要懂得这些最新的理念、科技和手段,理解大数据的含义,懂得程序编译,具备计算机化思维和数据分析能力。

 第三,组织形式的革新:设计部门与生产部门的高度融合。传统生产管理模式采用的是垂直式组织管理方式,而在“工业 4.0”阶段,产品的设计和研发基于同一个数据平台,研发与生产部门之间的工作时间差被消除,能够同步开展工作彼此协调。这种柔性的生产组织方式要求从业者学会合作与表达,具有高速学习、分工协作、跨界整合的能力。

  “工业 4.0”战略全集成自动化的生产模式、工业大数据等技术的运用以及高度融合的生产组织形式,带来了高效的生产、极高的质量,最终实现智能化制造。西门子安贝格电子设备制造厂作为智能制造的样本,通过自动化设备和各种软件互联互通,研发设计、生产管理以及物流配送整个过程实现了数字化,自动化运作程度已经达到 75%左右,员工维持在1150 名,产能提升了 8 倍,产品质量合格率高达 99.9988%,平均每秒就能生产出一件产品,充分体现了“工业 4.0”的智能高效。

 二、“工业 4.0”与对人才规格升级的要求

 “工业 4.0”下智能生产是否会取代人工?已经有预言家描绘了未来工业生产中工厂空无一人、人的工作被机器取代、失业率高涨的场景。实际上,智能生产虽然减少甚至取消了人直接参与生产的环节,但同样也带来了新的创造空间。未来,人的工作内容将主要集中于创新与决策领域,在品质提升、效率提高以及创新等方面发挥着无法取代的作用。这就对我国目前产业人才的培养规格提出了新的挑战和要求。

 1.人才在“工业 4.0”中的作用。尽管目前出现了无人工厂和机器取代人工的现象,但机器指向的是专业化,人指向的是多样化,机器能够更换专业化的人但不能完全代替多样性的人。“工业 4.0”时代,人从事的是更加灵巧和复杂的工序,决定生产规则和参数以及优化产品,人依然是企业的核心。在产品品质提升、效率提高的终极目标实现过程中,人的智慧仍然不可替代。

  第一,品质提升依赖人类的智慧。产业的竞争最终是产品品质的竞争。品质包括产品或服务的质量,涵盖了从售前设计、制造过程到售后服务的整个产品周期。“工业 4.0”时代的制造业,由于个性化、定制化的发展要求,产品的外观、功能等整体设计成为产品是否具有竞争力的重要影响因素。设计质量的高低取决于人才的能力和水平;产品制造质量的高低取决于技术工人的技术水平和职业素养。在由生产型制造向服务型制造转变的过程中,人们购买的不仅是产品,更是服务体验,这也需要提升人才的素质。

 第二,效率提高依靠人。未来制造业必须实现更高的工程效率、灵活性和更短的上市时间,从而迎合快速变化的市场需求。“工业 4.0”时代,大数据、工业机器人、产品的全生命周期管理等技术大大提高了生产效率和生产灵活性。效率、市场响应速度和生产灵活性成为未来制造业赢得竞争力的根本诉求。在效率提升的过程中,人才发挥了不可替代的作用。

 第三,创新驱动的本质在于人。德国“工业 4.0”战略把创新放在核心的位置,数字化制造、3D 打印等先进技术都是创新的结果。从设计理念到制造方法、生产流程、市场手段都需要大量的创新,而创新在很大程度上来自实践和生产一线。未来的一线生产者也会参与产品形态的设计和创造,一线人员的创新能力对于设计理念、制造方法、生产流程与市场手段等产品全过程的创新具有重要作用。因此,一线技术技能型人才是制造业创新的主体,需要培养出具有创新意识和创新能力的创新型实用人才。

  2.“工业 4.0”时代的职业教育人才规格需求。“工业 4.0”时代将涌现各种类型的人才,包括掌握核心技术的科研人员,精通经济运行规则的管理人才,以及一大批掌握现代生产制造技术的高技能人才。世界上的工业强国都是技师大国,除了领先的技术外,一支技术过硬的高素质技师队伍也是成为工业强国的重要原因。随着“工业 4.0”时代制造业新技术、新模式、新业态的不断出现,技术技能人才的需求结构正在发生改变。

 第一,职业教育人才的知识结构变化。传统生产下的技术工作有固定的技术参数,人才的知识结构也是单一、固定的。而“工业 4.0”时代集成自动化、产品的全生命周期管理等技术创新以及个性化定制、柔性化的生产方式,研发者、设计者、生产者组成同一个工作团队,生产人员同样也需要参与到研发设计工作中,由此对技术技能人员的知识结构提出“弹性”要求,即可以在多种技术模式下开展工作,要懂得运用多种技术,对人才知识结构的广度、创造性、复合性提出了更高的要求。

 第二,职业教育人才的层次结构变化。从技术水平与人才需求层次的关系看,技术水平决定了人才层次需求,人才层次结构也可以促进技术水平的提高。技术装备水平不高,技术技能人才的层次需求处于较低水平。“工业 4.0”战略背景下,技术发展尖端化、集成化,更新速度加快,对技术技能人才的知识结构和层次需求也有所提高。目前,我国职业教育在人才培养的层次结构和质量方面难以适应当前技术发展水平的需求。

  第三,职业教育人才的类型需求变化。在“工业 4.0”智能制造的背景下,企业由生产型制造向服务型制造转变,生产制造环节的价值比重下降,研发、设计、安装、维护等服务环节价值比重提升。未来将衍生出大量服务型人才,需要大量的高端服务业从业人员从事智能制造的配套工作,涵盖售前服务、售中服务、售后服务全过程。这些服务型人才是既懂专业技术又懂营销、管理的高端复合型人才,需要职业教育加以培养。

 三、“工业 4.0”战略下职业教育的应对

 “工业 4.0”战略背景下的技术变革、技术技能人才需求的变革将对职业教育产生直接的影响。有专家分析,“工业 4.0”这一轮工业革命和产业变革对人才观、教育观带来的冲击将是革命性的,尤其对直接培养高技术技能人才的职业教育提出了更大的挑战。在新形势下,职业教育必须适应不断变化的经济和社会需求,在职业教育体系的完善、职业标准的完善、专业与课程的改造以及师资素质提升等方面积极应对。

 1.职业教育体系的完善。工业化进程中知识、技术更新的速度飞快,从“工业 1.0”到“工业 4.0”,技术创新更迭不穷。知识、技术的飞速发展与教育的长效性、滞后性形成了矛盾。职前接受的教育和培训往往不能满足现实生产的需要,随着职业更替频繁,职业知识趋向综合化,对职业教育的可持续发展以及从业者的终身教育提出了要求。从国际职业教育的发展趋势看,世界发达国家无不通过不同方式建立了纵向衔接、横向沟通的职业教育体系。从纵向看,大部分国家如德国、英国、澳大利亚均建立了国家资格框架体系,实现不同层次职业教育之间的互通,拓宽了受教育

 者的学习通道,以此满足受教育者可持续发展的需求。从横向看,通过国家统一的资格框架体系,实现教育体系与职业资格证书相对接,教育文凭与职业证书相互转换,完成了教育内部与产业标准之间的协调,最终实现职业教育、培训与普通教育之间的转换沟通,构建一个同时涵盖学历教育与培训教育两种功能、职业教育与普通教育两种类型的国家资格框架体系,这将是世界职业教育发展的大趋势。欧盟建立了 8 级《欧洲资格框架》,其中 6 级等同于“欧洲高等教育资格框架”中的“学士”,为职业本科或技能本科,7 级相当于硕士,8 级相当于博士。德国根据《欧洲资格框架》于 2012 年颁布了《德国国家资格框架》,由原来的 6 级变为 8级,使“双元制”职业教育由中等职业教育层次发展至高等职业教育层次,有了一个更加透明的参照系。

 对于我国来说,《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》提出,到 2020 年,形成适应经济发展方式转变和产业结构调整要求、体现终身教育理念、中等和高等职业教育协调发展的现代职业教育体系。目前我国的中等职业教育已经发展得较为成熟,建立多层次高等职业教育并形成各层次之间的顺畅衔接是建立现代职业教育体系的关键。

 2.职业标准的完善。标准先行是“工业 4.0”战略的突出特点,德国在“工业 4.0”战略八项计划中,放在第一的就是建立标准化。在未来,不同制造商的生产设备能...

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