飞行器制造工程专业建设新思路

卢正红

（荆楚理工学院，通用航空学院，湖北 荆门448000）

0 引言

近年来，我国航空事业发展较快，通用航空产业规模迅速扩大、航空类企业的每年平均产值规模增长近30%，整个行业聚集了1700亿的投资规模[1]。“十三五“期间，各地更是争抢通航制高点，全国规划在2020年前拥有通用机场1400个，基本覆盖全国地级城市。根据《关于促进航空业发展的意见》和《中国智能制造“十三五”通航发展规划》，我国的通用航空飞行器将达到5000架[2]。而在2018年，各省地方市县计划建设76所通用机场，例如：湖北的荆州市等城市，据有关方面的预测，到2020年，通用航空从业人员缺口严重，特别是专业技术人员，发展通用航空，人才培养与储备是当务之急[3]。

中国的飞行器制造工程专业有着悠久的历史而且是一个专业性很强的工科专业。进入21世纪后，全球各个国家为了积极应对全新一轮的工业革命，中国提出了《中国制造 2025》，美国和德国先后提出了“工业互联网”和“工业4.0”来抗衡中国的智能制造，这全部都是强调飞行器制造工程专业要和信息技术与制造技术高度融合，在传统的飞行器制造工业当中引入信息化，形成的信息化的制造技术与工艺，是现代飞行器制造技术的最重要的一方面，这就决定了相应的飞行器制造工程专业将面临着升级转型改造和产业升级，形成具有自主创新能力的专业[4]。本文从信息化技术和飞行器制造工程本科专业融合的角度出发，结合当前飞行器制造工程专业人才培养的问题，提出我校在飞行器制造本科专业中如何培养飞行器制造工程专业人员的新思路。

1 高度信息化的现代飞机制造业

材料、信息和能源是人类社会进步的标志，进入21世纪后，信息变得越来越重要，随着手机智能化的发展，信息化成为了当前社会最火的名词，指的是如何将现代信息化技术融入在各种社会活动中，将信息资源充分广泛的利用成为了信息化的重点。而飞行器制造工程专业的信息化指的是将生产过程、销售工程、事务物料和客户信息处理等环节信息化。信息化的飞行器制造工程分为四个发展阶段：（1）20世纪70年代～80年代，以数控技术为代的局部应用阶段；（2）20世纪80年代 ～90年代，以应用数字信息化为主的应用企业级阶段；（3）20世纪90年代 ～21世纪：以产品管理周期技的跨企业销售阶段；（4）21世纪初至今的信息化辅助智能制造为创新的协同技术的发展阶段[5]。飞行器制造工程专业的发展包含五个阶段：生产需求、技术评审、生产加工、产品检验和销售发货。五个阶段需要全新的数字化协同信息化的发展。以飞行器制造工程专业的研发和生产加工为例，在飞行器的研发阶段，需要多学科的优化设计、模具材料的选择、空气动力学的验算、计算辅助模拟的制造，需要分阶段给出飞行器制造工程专业的图纸。在钣金零件成形训练等方面，也引入了计算机信息化的检测加工和检测技术，柔性夹具的发展的应用，推进了信息化蒙皮技术和数字化钣金的改革。在复合零部件材料的研发中，三维模型的建立具有广泛的应用。在飞行器制造工程装配时，用到DELMIA软件进行信息化的仿真，使用信息化自动钻铆来完成飞行器制造工程的连接和装配。综上所述，现代的飞机制造业中信息技术飞行器制造专业技术的深度融合，形成了数字化、智能化、网络化的应用模式，并且全国地方城市大规模的通用机场的建立，地方性城市之间的直飞已经成为必走之路，特种飞行器的制造将会越来越普遍，对飞行器制造专业人员的需求必然出现大量的缺口。因此，飞行器制造工程专业的发展必须结合信息化的建设[6]。

2 飞行器制造工程专业教育现状及存在问题

2.1 飞行器制造工程专业教育现状

从2010年开始，国家将通航列为战略性新兴产业之一，是国家重点支持产业。目前，通用航空产业落后，发展前景广阔。通用航空未来十年将会迅猛发展。荆门市航空产业园已有多家通用飞机制造与维修企业入驻。通航产业的发展受国家对低空飞行的放宽程度、机场等相关配套设施的完善程度、通航执照的取得难易程度、行业标准与保障政策等因素的制约较大[7]。我校飞行器制造工程专业的发展与荆门市和湖北省通航产业的发展密切相关。如果通航产业发展迅猛，对该专业人才需求会非常大。专业发展必须与行业和地方经济发展相适应，办通航专业必须依托于通航企业。从对相关企业的岗位需求调查看：①企业对应用型本科院校的需求较多的岗位是：工艺技术人员（零件加工、部件装配）、车间管理人员、检测和维修人员。②企业对应用型本科学生的知识、能力和素质的要求较高的是：机械设计制造基础知识、飞行器构造知识、钣金和装配工艺知识、数控加工工艺知识；工艺设计和工艺管理能力、飞行器检测和维修能力、专业软件的应用能力、外文专业文献阅读与翻译能力。③强调培养学生解决实际问题的能力（方案设计、项目规划、工厂布局、工艺分析、设备安装调试）。国内通用航空人才的培养方式有以下几种：（1）订单式培养，采用学历教育与技能实训相结合，主要在航空类院校与各通航企业之间进行，学员在学校学习理论基础和基础技能实训，最后一年左右到企业顶岗实习；（2）改装培养，将相近专业的技术人员进行短期培训，取得相关资质，此类培训主要集中在社会培训机构；（3）“军转民”“运输航空转通用航空”后进行通航短训，主要是通航企业内部进行。民航总局制定了各岗位的人才质量标准，各培养机构也都制定了自己开设的各专业的人才培养标准，对专业的培养目标、知识要求、能力要求、身心素质、人文素养都有明确的要求。教学资源的缺失让通航专业课程和实践教学无法有效开展，故航空类院校基本上是把通航专业人才的培养揉入大航空专业中，并没有只针对通航开设专业。目前荆楚理工学院已经依托地方优势产业和航工业特种飞行器研究所等单位多名企业专家达成初步的外聘教师协议，现有专业教师10余名，教授1名、副教授2名、博士2名，于2016年开始招生，目前拥有材料性能实验室、力学实验室、机械设计实验室、液压与气压传动实验室、技术测量实验室等学科基础类实验室20个，拥有飞行器原理室、材料成形及控制工程专业实验室、飞行器制造工程钣金实验实训室、设备维修维检实验室等4个专业实验室，拥有机械工程训练中心、先进制造技术中心、钣金加工实训中心、大学生航空科技创新基地4个校内实习实训场所，同时在中航工业特种飞行器研究所设有两个校外实习实训基地。但是，中航工业提供的实习基地仅能供飞行器制造工程专业的本科生认识和生产实习，但学校也应该组建飞行器构造实验室和飞行器维修实训室，以满足专业教学和学科发展需要。

2.2 飞行器制造工程专业人才培养存在的主要问题

（1）人才培养数量不够，培养标准针对性不强，质量不高。截止2016年底，国内共有18家141航校，培养飞行技术专业人才能力超过3 000人，在校学生超过2 200人，但大部分去了航空公司，服务通航产业微乎其微。目前全国只有有11所高职高专等相关高等院校开设了飞行器制造工程专业，每年大概招收1 000人左右，这远远不能满足整个通用航空产业的需要，而在200多个通用航空企业的机务维修人员只有40%持有维修基础执照。通用航空无论是从机型还是从作业的性质、营运环境等与运输航空差异很大，而现行的部分专业（岗位）人才培养标准和资质基本都是参照运输航空和军航的标准，针对性不强，部分要求过高，会导致培养费用过大，与通用航空人才就业后的薪水不符，难以吸引学员。现行的通航专业培养标准也没有覆盖现有和未来通航产业会出现的专业，现有的部分专业没有培养标准，标准制定相对滞后。培养机构良莠不齐，部分社会机构人才培养定位不准确，学员基础较差，成分复杂，导致培养质量不高[8]。

（2）人才培养目标与行业需求不匹配。我国通用航空产业起步太晚，虽然近几年增长速度较快，但这是起步阶段的快速增长，和通用航空发达国家相比，我们体量太小，未形成规模，从业后待遇与培养费用严重不符，对人才的吸引力不大。通航企业主业差异较大，工作岗位多样，任务复杂，行业需求不明晰。培养机构在人才培养方案的制订过程上想当然，毕业生在实际工作上的岗位工作需求和职业能力的发展调研不切实际、照猫画虎，造成了飞行器制造本科专业的定位、培养人才的目标与飞行器制造企业的需求不匹配，从而培养的人才不能满足企业的实际需求[9-10]。

（3）课程体系与工作要求不符。课程体系的设置具有更大的问题，基本都是照办机械设计制造及自动化方面的课程，仅仅时增加了一两门航空工程概论等非常浅显的专业课程，其内容和形式远远落后于实践的发展，毕业生所学的专业知识远远不能达到企业发展的需求，并且课程建设缺少教学实际案例等。首先，飞行器制造工程教育所使用的教材更新缓慢，教师往往忙于科研而无法分身在教材的编写过程上。另一方面，飞行器制造工程专业所涉及到的工艺涉及范围广泛而又深奥，几乎所有的材料成型工艺均在飞行器的制造工艺中均有体现，例如：发动机的铸造，钣金的蒙皮等。此外，传统的飞行器制造工程专业在招生规模上处于劣势，因此对于教材的需求相对较少。在教学应用实例方面，与机械制造及其自动化专业相比基本没有太大的变化。在飞行器关键零部件的数据建模方面不能够通过退役飞机的拆卸方面来实现，飞行器的装配也只能沟通购买玩具飞机模型来体现。而且，资料的获取更加苦难，因为飞行器制造的保密性更加重要，只有长期的合作，才能够透露点滴信息，所以课程体系的设计确实难以和工作要求相符合。

（4）实践课程体系不合理，学员实践能力未得到有效培养。通用航空专业技术人员（机务维修、制造等），是典型的实践要求高于课本要求的工作岗位，企业更加看重的时实践操作能力，这是所有用人单位的初衷，招聘来的毕业生就是干活的，来之即用，不能培养好了，然后跳槽走了。通用航空中的管理人员要求具备制造、维修、空管等方面的综合知识和独立解决实际问题的能力，故需要将实践与理论的教学采用信息化的手段结合起来，为学生提供基于真是环境下的飞行器制造体验，利用报废的飞机来模拟飞行器制造的通航航空产业技术实验实训，而大部分院校和培训机构不具备这样的条件和环境。专业对应岗位群认知碎片化，教学的模式在实际教学过程中存在许许多多的问题，可能负责专科课讲授的老师不是本专业毕业的老师，仅仅只是搬了运输航空中的专业课程，很多面向通用航空的专业，通用航空的课程体现较少，与岗位的工作要求脱钩，没有形成具有通航特色的课程体系。

（5）通航人才培养的资源严重缺乏。由于通航产业刚刚起步，与人才培养质量相关的硬、软件资源严重缺失，体现在：1）师资。很难找到通航方面的专业教师，特别是航空交通运输专业、航空服务等专业的教师；2）培训资料、教材。针对通用航空的教材和参考书市面上非常少，目前办通用航空专业用的教材基本上是用的航空工业出版社和西工大出版社等几个航空院校出版社出版的教材，主要针对的是军航和运输航空，通用航空部分少而零碎，没形成自己的体系；3）其它教学辅助资源(电子音像、图库等)基本没有。

3 飞行器制造工程专业人才培养新思路

（1）针对飞行器制造工程专业毕业生数量不够，质量不高。需要构建合理的基于核心能力培养的“岗位认知实践-岗位能力实践-岗位综合实践”的飞行器制造工程的培养体系。通用航空产业的人才培养教材体系，促进飞行器制造工程人才培养的资源共享型库的建设。人才培养是通用航空类飞行器制造工程专业建设最重要最核心的建设任务，目标是培养具有信息化应用型的交叉复合型专业人才，以适应新的通用航空产业园的飞行器制造工程专业的改革发展。而在四年制的本科年限的时间限制之下，需要在有效的时间内培养出合格的毕业生，这就需要学校制定能够符合当年大学生学习性格的学习方式，不能放任学生在寝室完全沉寂在无限的电脑游戏中。据此，创新型的信息化相结合的飞行器制造工程专业教育不应当纠结于教材陈旧，因为即使有教材能够将当前的飞行器制造工程专业技术全面的专业只是包括在内，教材的内容迟早都是过时的，因此需要教师不断的自我更新，来不断的编写新的教材，而应当将提供专业基本知识和培养自主学习能力放在首要的信息化专业建设新思路。

（2）针对人才目标与行业需求，因通用航空因行业特殊，涉及社会安全，故行业内技术和资料保密性较强，导致通用航空专业人才培养不像其它专业资源丰富，技术的可移植性较差，给人才培养带来了诸多不便。通航产业的发展受国家对低空飞行的开放程度、机场等相关配套设施的完善程度、通航执照的取得难易程度、行业标准与保障政策等因素的制约较大，通航的人才培养也取决于行业发展状况。

（3）针对实践课程的不合理，需要提出新型的建立的开放式的课程体系，增设“飞行器虚拟在线装配”的相关的专业课程，将信息化的相关技术融入实验实训教学当中，建立从飞行器钣金蒙皮成形到装配铆接的力学性能分析的综合实验实训教学体系;因此在信息化设计及制造、蒙皮钣金成形实训、柔性装配制造技术和复合材料特种成型制造可以提出诸如课程综合计算学分的考核方法，按学生发展预期的分层级选课培养模式，校企联合办学的办学模式，用引导发现法、项目教学法，共享教学资源法在实践课程教学中进行实验实训。

（4）针对实践课程设计不合理，制定适用于通航产业各专业的科学合理、认同度较高的行业标准和人才培养标准，开设通用航空类专业，并形成区别于运输航空和军航专业的专业特色。服务面向荆门通用航空产业，面向湖北飞行器制造和维修企业，为企业培养飞行器零部件制造及飞行器装配、维修类专门技术人才。培养目标定位为应用型高级专门人才，其核心课程为机械制图、力学、机械设计基础、机械制造基础、金属塑性成形原理、飞行器钣金工艺、飞行器装配工艺、计算机辅助飞行器造型与制造等。培养规格为正确的政治方向、坚定正确的政治立场、积极向上的世界观人生观和价值观、法制意识和法律观念，良好的思想道德品质和文明的行为习惯；一定的人文社会科学素养和高度的社会责任感；具有健康的身体，健全的人格；数学、力学、机械设计与制造、塑性成型、飞行原理与构造、飞行器制造与装配等方面的专业理论基础知识；机械加工、钣金加工、飞机装配、过程检测的基本技能，能够运用专业知识，分析和解决工程问题；CAD/CAM/CAE软件及其他计算机和信息工具的运用；较强的创新创业精神和团队意识；自主学习和终身学习的意识，交流和沟通能力。

（5）针对人才培养资源的严重匮乏，构建政府主导的院校-培训机构-同行企业密切合作、资源互补、信息共享的“产、学、研、训”一体的培养模式，整合企业和学校的优质资源，共同制定培养方案，协作开发通航课程。充分利用企业的现实条件和专业人才进行通航人才的培养，降低通航人才培养成本，通航人才培养才会有出路。人文素养+专业素养+实践能力=综合素养该方案经过广泛的调研，在充分了解社会、经济和科技发展对人才要求的前提下，按照教育部专业设置有关文件精神及学校对2017版人才培养方案修订的有关指导性意见，在2016版飞行器制造工程专业的人才培养方案基础上进行修订，形成了初稿，由学院老师多次讨论与修改，院教学指导委员会和企业专家对方案进行了论证。该方案的培养目标和要求符合学校作为地方院校提出的“立足地方、面向基层”建立应用型本科专业的要求，定位准确，课程体系能够有效支撑培养的目标和要求，课程安排科学合理，理论、实践教学比例符合学校要求，符合“以生为本、通专结合、分类培养、协同育人、强化实践”五大原则，突出对学生创新能力和实践能力的培养，充分尊重学生个性发展需要。

4 结语

飞行器制造工程专业建设的新思路需要将传统的飞行器制造工程专业和信息化相结合，将专业建设与信息化相结合，开展特色的课程体系，将计算机辅助设计，计算机数值模拟和计算机辅助制造融入到飞行器制造工程专业的课程体系建设中，在各个环节均体现智能化的概念，使学生在本科学习阶段就能对工作后的岗位增加信息化的要求，提前介入了解飞行器制造企业，为毕业后进入企业能顺利融入提供必要的专业训练，同时带给飞行器制造生产企业良好的印象，为今后学校毕业生的就业提供有利的帮助。