适应我国工业机器人产业发展的高职专业集群建设研究

摘要：近年来，工业机器人在汽车、电子、制造等行业得到了越来越广泛的运用。人才链和技术链是高职专业设置科学对接产业发展的重要纽带。文章首先分析了国内工业机器人的产业发展现状和专业建设实践，认为有必要建构与产业发展相适应的高职专业集群，以突破我国工业机器人产业技术人才瓶颈。其次，通过明晰人才链和技术链在产业链对接产业集群中的地位与作用，基于工业机器人产业人才链和技术链构建了高职专业集群。最后，对机电类相关专业率先开展了集群建设的探索实践，为高职专业集群内涵建设提供了新的视角。

关键词：工业机器人产业链；高职专业集群；人才链；技术链；协同建设

中图分类号：G710 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2017）11-0031-05

工業机器人是制造业皇冠顶端的明珠。为抢占新一轮工业革命的先机，西方发达国家纷纷将新兴的机器人产业上升为国家战略[1]。我国政府的“中国制造2025”也将机器人明确列入今后重点发展的十大产业。作为新兴的战略产业，工业机器人产业链对不同规格的技术技能人才有大量需求。国内高职院校抓住这一机遇，大力发展工业机器人技术专业。高职专业建设研究结果表明，以专业集群服务产业发展，是新常态下高职教育提质增效的重要抓手[2-3]。然而，对于技术密集型工业机器人产业而言，在工业机器人技术专业人才培养模式和专业建设还有待建设完善的条件下，架构与其对应的专业集群并非易事，尤其是建设区域内校际专业集群。对此，笔者拟依托校内的专业群体，借鉴群体发展的思想，通过高职专业自身的协同建设，探讨理性建构高职专业集群，以期实现我国高职教育与工业机器人产业的有效对接。

一、 适应我国工业机器人产业发展的高职专业集群提出的背景

（一）我国工业机器人产业集聚发展的需要

自20世纪70年代起，我国工业机器人事业在863高技术发展计划等技术攻关项目的支持下，在理论研究、产品开发与应用方面取得显著成果，相继建立了9个机器人产业化基地和7个科研基地。近期，随着我国产业转型升级对工业机器人的需求不断攀升，国内工业机器人产业迈入发展快车道，涌现了一大批从事工业机器人研制和生产的骨干企业（如沈阳新松、广州数控、南京埃斯顿、安徽埃夫特、哈工大机器人、上海新时达等），并已形成珠三角、长三角、环渤海和中西部四大产业集聚区。

纵观我国工业机器人产业的发展历程，与西方工业发达国家相比还存在较大差距，且遍布于整个产业链的关键节点。主要表现在：高精度的减速器、伺服电机和控制器等核心零部件依赖进口；核心技术创新能力薄弱，高端产品质量可靠性低；机器人推广应用难，市场占有率亟待提高；企业“小、散、弱”问题突出，产业竞争力缺乏；机器人标准、检测认证等体系亟待健全。

为了缩小上述差距，甚至实现弯道超车，我国《机器人产业发展规划（2016—2020）》（以下简称《规划》）要求，到2020年力争培育具有国际竞争力的龙头企业3～5家和配套产业集群8～10个，形成较为完善的工业机器人产业体系。发展区域工业机器人产业要素的集聚、集约、创新与专业化，利于区域产业的协同创新。然而，仅以工业机器人技术专业（高职）、工业机器人应用维护专业（中职）、机器人工程专业（本科）来带动我国工业机器人产业持续健康快速发展，显然难以满足该产业链对知识、技术、人才的需求。产业集群的发展、空间集聚和技术创新等要求，更期待高职教育能设置多个相关专业与其进行有效对接。

（二）我国工业机器人产业人才培养的需要

《规划》要求到2020年我国工业机器人装机量达到100万台以上。据此推测，国内届时大约需要20万从事工业机器人系统的运维、设计、集成、编程、安装、调试等相关技术人员。因此，高职院校围绕新生的工业机器人技术专业，积极开展专业建设、人才培养、课程建设、实训基地建设等方面的探索与实践。

蒋庆斌等人基于产业链对不同层次人才的需求，将高职工业机器人教育锁定于系统集成与应用岗位，构建了该岗位所需的课程体系[4]。姚刚将高职工业机器人专业课程体系具体策划为公共基础课程模块、基本技能课程模块、专业方向课程模块[5]。罗庚兴等人提出了“校企结合、课岗融通、项目引领”的高职工业机器人人才培养模式[6]。宋云艳运用CBE教学模式构建了高职工业机器人技术专业人才培养方案和教学系统[7]。牛志斌探讨了高职工业机器人技术专业建设[8]。单以才等人从教学资源、师资队伍、服务能力等方面，建立校企共建高职工业机器人专业教学质量保障机制[9]。常州机电职业技术学院还联合国内多家职业院校和知名企业，进行了工业机器人技术国家教学资源库建设。

跟踪国内服务工业机器人产业发展的高职专业建设现状发现，当前大多院校主要聚焦于工业机器人技术专业。然而，要突破我国工业机器人产业发展所面临的瓶颈，除了涉及工业机器人技术专业，还需要机电一体化技术、数控技术、机械制造及自动化、机械设计、自动化等相关专业。《规划》也明确要求从教育入手，从科学研究、技术攻关、工程应用等方面培养面向机器人产业链的专门人才。因此，根据工业机器人产业链的类型、特点，调整、革新高职教育专业设置，形成与工业机器人产业链配套的专业集群，将是高职教育服务机器人产业发展的必由之路。

（三）高职院校专业转型升级的需要

“中国制造2025”对技术技能人才的大量需求，要求高职专业教育必须由传统技能向技术技能转变。加速专业转型升级，将是近期高职教育提质增效的重点突破口。

与研究型或应用型本科相比，高职专业教育拥有大量的实验实训设备。由于对接工业机器人产业链的专业涉及面较广，对各专业教学资源和教学实施进行革新和增补，将是一笔巨额的开支。基于一系列专业具有相同的通识课程和基础课程，专业师资队伍也具有一定交叉性的现状，推行专业集群建设将是一种行之有效的选择。实施专业集群建设，不仅有利于整个学校的教学资源建设和教学实施，节省专业建设成本，也有利于形成专业联盟，增强学校整体实力，凝聚育人特色，同时也更合乎产业链协同发展对专业集群的期待。endprint

二、构建与我国工业机器人产业发展相适应的高职专业集群的依据与思路

（一）基于技术链和人才链的产业链对接专业集群的可行性分析

产业链和专业集群，是隶属两个领域的不同概念。产业链是产业经济学中的一个概念，指同一企业或不同产业的企业，以产品为对象，以专业化分工为基础，以投入产出为纽带，以价值增值为导向，以满足用户需求为目标，依据特定的协作关系和时空布局形成上下关联的动态的链式组织。而专业集群是教育学中的一个概念，指对应区域中某一个支柱产业链，依托一个或多个学科优势明显的核心专业，由若干相关专业共同组成，并能涵盖某一服务领域的专业或专业方向组成的专业集合。由于产业发展可引领高职教育革新，高职教育需服务产业发展，这使产业链与专业集群产生了内在的必然联系。

人才链和技术链是产业链与专业集群之间产生必然联系的表现之一。其中，人才链是指职业教育的人才培养规格系列与产业链由低到高的人才技术能力要求具有正相关性，人才链中每个“节点”对应的人才培养规格都应该适应产业链相同层次的岗位技术能力要求。而技术链是指物化于上下游企业中的各种技术依据产品的链接关系形成了一种联系，技术链与产业链中不同“节点”对应的技术要求也具有正相关性。

综合上述分析发现，人才链和技术链都是依托产业链而生，与产业链都具有一定的对应关系。而对于专业集群而言，人才链就是各专业的人才培养目标，而技术链可作为高职专业设置课程体系的依据。基于人才链和技术链的产业链与专业集群的对接关系见图1。若能基于产业链科学建构对应的人才链和技术链，通过对人才链、技术链的聚类分析，便能科学指导高职专业集群配置，使产业链与专业集群实现有效对接。

（二）基于技术链和人才链的高职专业集群对接工业机器人产业链的配置设想

工业机器人产业链主要包括核心零部件制造企业、本体制造企业、系统集成企业和应用企业。具体各类企业所产生的附加值如图2所示。其中，核心零部件制造企业，如工业机器人减速器、伺服电机、控制器等，由于技术含量较高，其产业附加值也较高。本体制造企业由于主要从事本体制造、装配、调试等工作，其产业附加值较低。系统集成企业主要根据工业机器人应用企业的需要，将机器人集成为工作站或自动线，需涉及系统总体方案设计、编程、安装调试、维修维护等，其产业附加值相当高。工业机器人应用企业是通过工业机器人的应用带来产业附加值的。

通过调查分析工业机器人产业链的四类企业，发现每类企业对高职生的技术技能要求是不一样的。根据各类企业对技术人才的需求，建立表1所示的基于技术链和人才链的高职专业集群与工业机器人产业链对接情况一览表。如工业机器人本体制造企业主要与工业机器人技术专业对接；系统集成企业主要与机电一体化技术专业对接，适当配以自动化、机械设计、机械制造及自动化或工业机器人技术等专业。由于工业机器人产业具有技术密集型、人员复合型的特点，产业链中各企业往往需要多个专业提供相应的技术和人才支撑。

三、 适应我国工业机器人产业发展的机电类专业集群建设的探索实践

（一）专业集群的总体规划

我院机电类专业群是由机电一体化技术、工业机器人技术、自动化、数控技术、模具设计与制造、电子设备制造技术等专业组成的。机电类专业群针对当前我国工业机器人产业链所存在的技术和人才瓶颈，秉持“协同、共享、融合、创新”的专业建设思路，积极推进专业集群建设（见下页图3）。

该专业集群建设是以机电一体化技术品牌省级专业、电子设备制造与技术特色专业以及工业机器人技术新生专业为核心，联合数控技术、模具设计与制造、自动化等专业，共同对接工业机器人产业链。图3为明确示意专业集群与产业链的对接情形，未画出技术链、人才链。用粗实线连接的专业和企业，表示该专业对企业是主要支撑；用细实线相连的专业和企业，表示此专业对企业是辅助支撑。还采用“机器人+”的专业建设思路，推动老专业的转型升级。

（二）专业集群的协同教学

针对原专业群课程体系及课程教学无法适应专业集群的协同教学，需调整教学运行机制，采取有针对性的教学模式。根据集群专业的通识课程相似性和专业课程差异性，按照底层共享、中层分立、高层互选的原则，构建了包含基础平台课、专业方向模块课、专业拓展模块课的专业群课程体系。通过广泛深入的调查研究，在基础平台课中增设“智能制造概论”“智能制造实训”等智能制造相关课程；在专业方向模块课引入机器人技术元素，推进专业课程教学改革；在专业拓展模块课中增设了“工业机器人技术”和“工业机器人典型工程应用”。还以信息技术为手段，开展翻转课堂教学、項目式教学、行动导向教学等形式多样的课程教学改革。

（三）共享开放型实训基地的协同建设

针对配套某一具体专业的现有实训设备与教学无法满足专业集群的实训教学要求，需由学院做好统一规划与安排，在现有实训设备转型升级的基础上，创建共享开放型实训基地，以实现实训资源全面共享。在建设过程中，聚集集群专业的现有实训教学资源，按系列化开展实验实训建设，不断完善专业集群的实训体系。各专业实施具体实训时，根据专业的自身需求，设置相关的案例和实训，突出对技术技能型人才的培养。

我院机电类专业集群通过与南京埃斯顿合作，共建了江苏省工业机器人4S中心（见图4）。该中心主要包括现有专业平台转型升级区、工业机器人典型工作站群和智能制造车间三部分。其中，专业平台转型升级区通过在已有的专业实训平台基础加入机器人平台技术，如面向数控技术的机床上下料机器人工作站，面向电子设备制造技术的PCB上下料机器人工作站和异形元件插装、焊接机器人工作站，实现了实训平台的转型升级。而机器人典型工作站群和智能制造车间都开设综合性实训项目，各专业可根据需要自行选择。

（四）专业集群的师资团队协同建设

工业机器人产业是一种技术密集型产业，与其对接的专业集群需涉及多个专业，需要建立一支专业结构优化、学历层次合理、综合能力水平较高的师资团队。通过与合作企业联合开展技术研发、技术服务和社会培训、学历晋升、业务进修、企业实践等多种途径，健全教师培养机制。依托专业课程和科研项目，联合不同专业的相关教师，分别建立课程教学团队和科技创新团队。如“工业机器人典型工程应用”课程，教学团队以工业机器人技术专业为主体，联合机电一体化、自动化等相关专业，组建了课程教学团队。科研方面，依靠专业群体师资优势，先后成功申报校级的先进制造技术科技创新团队、工业机器人技术科技创新团队、智能制造技术创新团队。近三年来，团队入选江苏省“青蓝工程”中青年学术带头人1名、优秀青年骨干教师4名、江苏省“333人才培养工程”第三层次培养对象1名，还获得市厅级教学研究课题立项8项、申请发明专利40余项，发表论文60余篇，横向课题经费到账300多万元。endprint

（五）共享型教学资源库的协同建设

面向专业集群的共享型教学资源库，与现有的共享型专业教学资源库不同。它除了能为教师提供专业教学服务、为学生课外学习提供自学帮助和服务外，还要面对不同专业群体。这给专业集群的共享型教学资源库选题内容、主题方式等增加了很大难度。但大数据和云计算两种技术在教育领域的成功运用，给建立面向专业群的共享型教学资源云平台提供了可能。在云平台上，不断聚集群体专业的教材、教学方案、多媒体科技、专业课程的教学视频等系列的教学资源。至今完成了优质核心课程建设14门，新增优质核心课程建设立项6门、课堂教学改革项目7个，新增国家级精品资源共享课1门，获江苏省精品教材立项2项、国家“十二五”规划教材5种。

在推行适应新兴工业机器人战略产业发展的高职专业集群建设过程中，在专业集群、人才培养模式、专业课程、实训基地、师资队伍等方面存在许多具体问题。南京信息职业技术学院率先开展机电类专业集群建设探索与实践，通过新老专业协同创新，实现了群体专业的全面升级。期间，围绕专业集群的教学、实训基地、师资队伍、教学资源等方面，运用“机器人+”的专业转型升级模式，取得了许多建设性成果。

参考文献：

[1]王喜文.“机器人+”时代将提前到来[J].学术前沿，2016（8）：44-56.

[2]秦虹.职业教育专业链、人才链与产业链对接的探索[J].教育与科学，2013（10）：76-81.

[3]刘晓君，姚继涛，何廷树，等.建立适应新型建造业发展的专业链群[J].中国大学教育，2012（3）：43-44.

[4]蒋庆斌，朱平，陈小艳，等.高职工业机器人技术专业课程体系构建的研究[J].中国职业技术教育，2016（29）：61-64.

[5]姚钢.智能制造视域下高职工业机器人专业课程体系构建[J].职业时空，2016（12）：18-20.

[6]罗庚兴，李大成.基于产业需求的高职工业机器人技术专业人才培养研究[J].职业教育研究，2016（8）：36-40.

[7]宋云艳.高职院校工业机器人技术专业人才培养模式研究[J].科技创新导報，2016（34）：184-185.

[8]牛志斌. 高职工业机器人技术专业建设探讨[J].职业教育研究，2016（10）：33-36.

[9]单以才，段向军. 校企共建高职工业机器人技术专业教学质量保障机制研究[J].现代教育装备，2017（1）：81-83.

Research on Constructing Higher Vocational Professional Cluster for Adapting to Chinese Industrial Robot Industry Development

SHAN Yi-cai

（Nanjing College of Information Technology，Nanjing Jiangsu 210023，China）

Abstract： In the past few years， industrial robots have been widely usrd in automibles， electronics and manufactuing ect. Talent and technique chains are important links of docking higher vocational specialties with industry development. First， this paper analyzes domestic industry development present situation and industrial robot professional construction practice， and thinks it is necessary to correspondly construct higher vocational professional cluster to adapt to industrial development， to break through technical and talent bottleneck of developing industrial robot. Second， by clearing the position and role of talent chain and technique chain during docking industrial chain with professional cluster， higher vocational professional cluster was set up according to the talent chain and technique chain of industrial robot industry. Finally， the exploration and practice of the cluster construction of our mechanical and electrical department of related professional was carried out. It vigorously strengthens the connotation construction of higher vocational specialty cluster and provides a new perspective of construction.

Key words： industrial robot industry chain；higher vocational professional cluster；talent chain；technology chain；collaborative constructionendprint