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    “工业4.0”战略对职业教育的挑战及应对
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    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。

    关键词:工业4.0 职业教育 挑战 对策

    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使用同一种语言进行通信,其前提就是建立统一的技术标准。技术标准推动职业教育培养标准的完善和提高。职业教育的标准应该紧跟产业、行业、职业标准趋势,在体现行业标准、职业标准的同时也要体现国际化趋势。在德国,由联邦职业教育研究所牵头、工商行会等六大行业协会会同雇主协会、政府机构及各类职业教育专家,根据企业需求原则、相对稳定原则、广泛适用原则将职业划分为365种,并用4年左右时间制定每种职业的具体标准。欧盟构建了“欧洲职业教育区”,由欧洲资格框架、欧洲职业教育学分转换体系、欧洲职业护照体系三个制度体系构成,以一体化的欧洲职业教育体系为目标,可以实现不同教育体系和各国教育系统之间的通融性。德国公布了300多个全国统一的职业标准,构建了国家资格框架,且与欧洲资格框架协调一致,体现了科技、经济和社会全球化对技术标准、人才标准的一致性要求。

    我国的职业标准还不完善,对职业教育标准制定的指导作用有限。目前,教育部已经开始组织制定职业教育国家专业教学标准,2014年上海已完成教育部开发50个左右国际水平专业教学标准的任务。我国制定职业教育标准必须顺应一体化、国际化发展趋势,通过制定和完善院校设置标准、专业标准、课程标准、职业资格标准、教师资格标准、质量评价标准等,逐步形成完备的职业教育标准体系。

    3.人才培养模式的优化。

    人才培养模式是高职院校培养人才、服务经济社会发展的切入点。在产业结构转型的过程中,由于人才培养的规格发生变化,相应的人才培养模式也应同步升级。尽管我国职业教育已经确立了产教融合、工学结合的人才培养模式,但在“工业4.0”智能制造背景下,新兴产业发展迅猛,职业教育人才培养仍滞后于产业转型升级,存在与新兴产业缺乏互动、与企业需求脱节、校企合作机制不完善等问题。职业教育人才培养需要拓宽视野,优化人才培养模式,实现人才培养与产业结构、企业需求的同步升级。德国职业教育采用“双元制”职业教育模式,培养了众多高素质的技术技能工人。“工业4.0”阶段,采用现代学徒制,与企业共同培养高端制造人才,仍然是最有效的一种人才培养方式。工学结合是现代学徒制人才培养模式的核心内容。美国、英国、澳大利亚也从传统学徒制向现代学徒制、新学徒制转变,充分重视职业学校教育和企业联合进行人才培养,以解决青年人的技术技能再培训问题。在现代学徒制下,师傅在真实的工作情境中对徒弟传授技术、技艺,使徒弟接受真实的企业文化熏陶,有助于掌握动手能力、专门技能以及重拾工匠精神,从而满足企业对高技能人才的需求,为现代制造业的转型升级提供更好的支撑。

    4.专业与课程的改造。

    “工业4.0”时代智能制造技术的飞速发展,生产过程中简单重复性的岗位、工种逐渐被工业机器人所代替。为更好地适应产业结构调整、工作岗位的新变化,职业院校需要打破传统专业设置界限,对专业结构进行重新布局,与智能制造企业的转型升级需求相对接,开设一批与智能制造、工业机器人等新兴领域和技术密切相关的职业教育新专业或新专业方向。同时,还要与行业协会、先进企业联手,进行专业认证,以职业资格认证为中心设置课程体系,充分体现职业教育的专业与产业对接、课程内容与职业标准对接、教学过程与生产过程对接、学历证书与职业资格证书对接、职业教育与终身教育对接的要求。

    “工业4.0”时代要求一线技术技能人才不仅掌握某一项专业技术技能,还具有处理控制、操作和规划等多个层面复杂工作情境的综合职业能力。团队式的工作方式、智能化的工作对象、数字化的工作流程,要求技术工人除了懂得专业制造技术外,还要懂得网络编程和维护,能够解读、使用复杂数据。个性化的产品定制也要求技术工人具备一定的艺术设计、创新能力,能够进行跨文化交流、协同。可以看出,“工业4.0”时代职业教育的人才培养方向及目标定位应更重视对未来员工的通识能力及可持续发展能力的培养。因此,在课程建设方面要基于岗位胜任和岗位迁移能力提升的要求,搭建通识能力平台,突出通识教育。以创新能力、管理能力、交往能力等为重点,重新整合通识教育类课程,将大学英语、美学欣赏、计算机应用及互联网技术、创新创业方法等课程纳入必修课,结合专业群特点对课程进行个性化改革。此外,还要开设“工业4.0”相关的选修课,了解当前工业领域最新的发展动态以及未来工业发展所需要的基本技能。

    注:图文来自网络   版权属于原作者

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