职业院校工业机器人专业建设调研及建议.docx
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职业院校工业机器人专业建设调研及建议
职业院校工业机器人专业建设调研与建议
原标题：
华瑞通科技：
工业机器人来了，职业院校该怎么办？
引言：
工业机器人既是先进制造业的关键支撑装备，也是改善人类生活方式的重要切入点。
机器人的研发与产业化应用是衡量一个国家科技创新、高端制造开展水平的重要标志。
大力开展机器人产业，对于打造中国制造新优势，推动工业转型升级，加快制造强国建设，改善人民生活水平具有重要意义。
随着我国机器人产业的快速开展，机器人专业人才的需求逐年增长。
而人才培养相对滞后，日渐扩大的机器人专业人才缺口已成为制约产业进一步开展的瓶颈之一。
本专题将介绍我国机器人产业的开展概况和人才需求，剖析我国机器人专业职业教育现状，继而对我国机器人专业教育服务产业开展提出建议。
我国机器人产业开展概况
我国的机器人研制始于上世纪70年代初，起步稍晚于兴旺国家。
近些年来，在一系列政策支持与市场需求拉动下，我国机器人产业快速开展，技术水平不断提升，市场空间广阔，开展前景总体向好。
但我国机器人产业的进一步开展、壮大，仍面临着不少严峻挑战。
一、产业开展现状
1.技术水平不断提高
经过40余年的技术积累，我国在机器人核心零部件研制、本体制造、系统集成等方面的技术水平获得较大提高，成果较多。
减速器、伺服电机、控制器是机器人的三大核心零部件，它们的技术水平决定了机器人的性能、质量和价格。
受市场强劲需求和国政策大力扶持。
国一局部机器人核心部件供给商最近几年在产品性价比上取得一定的进步。
局部企业已具备一定的规模化生产能力。
国产机器人本体制造的技术水平在一定程度已经达到了国外近十年前的技术水平，能满足大局部行业的应用需求，只是在超大负载、超高精度方面还达不到国外同行的先进水平，但差距已经不大。
机器人系统集成是利用机器人本体和附属设备实现特定应用功能的设备集成，其技术水平主要表现在机器人本体上和附属设备的技术水平。
国企业在机器人系统集成技术方面与国外根本处在同一水平。
2.应用围持续拓展
工业机器人主要是指面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人，用于工业生产过程中的搬运、焊接、装配、加工、涂装、清洁生产等方面。
起初，工业机器人在我国主要应用于传统的汽车制造行业，而今其应用围已向电子、电气、化工、食品、金属加工等诸多行业拓展。
随着人口红利消失、劳动力本钱攀升、产业转型升级，我国掀起了一股“机器换人〞的热潮，以工业机器人为代表的智能装备在我国的应用围将会向更多领域拓展。
表1工业机器人在各行业的具体应用场景
行业
具体应用
备注
汽车与其配件
电焊、装配、搬运、冲压、喷涂、激光切割等
3C电子
清洁、打磨、封装、搬运、检测、分拣、装配等
化工
搬运、包装、码垛、切割、检测、高温恶劣环境作业等
食品
包装、码垛、检测等
金属加工
金锭搬运、切割、去毛刺、码垛等
其他
电力巡检、核反响堆检修、玻璃雕刻、航天器去刺、上下料等
3.市场规模快速增长
目前，我国已成为全球第一大工业机器人市场。
相关统计数据〔见图1〕显示，我国工业机器人市场从2010年开始加速增长，呈现出“井喷〞式增长态势。
2010年，我国的工业机器人销售量为14978台，2016年增长至88992台，年均增长率高达34.58%。
2013年，我国超过日本成为全球第一大工业机器人市场。
此后，我国工业机器人年销售量稳居全球第一。
图12000～2016年我国工业机器人销售量
资料来源：
国际机器人联合会、中国机器人产业联盟
4.未来开展空间广阔
虽然我国已是全球最大的工业机器人市场，但工业机器人密度〔即制造业中每万名生产工人所占有的各类工业机器人的数量〕仍然很低。
国际机器人联合会的数据显示，2016年全球工业机器人密度的平均值为74。
而我国的工业机器人密度仅为68，略低于全球平均值。
与工业自动化程度较高的国〔631〕、德国〔309〕、日本〔303〕相比，差距更大。
[②]作为制造业大国，在人口红利消失、劳动力本钱攀升、产业转型升级等因素的影响下，我国工业机器人市场仍有巨大开展潜力。
5.政策环境持续优化
为推动我国机器人产业的快速、健康开展，近年来国务院与有关部门陆续出台相关的战略规划和支持政策〔见表2〕；“十三五〞期间，国家863项目、国家科技支撑计划重大项目、国际合作重大项目等多个项目都有涉与机器人的项目。
与此同时，地方政府主动跟进，在开展规划、资金、税收、土地、人才、公共服务平台等多个方面，推出配套的扶持政策和措施，并纷纷建设机器人产业园〔基地〕。
表2近年来与机器人相关的战略规划、支持政策〔局部〕
时间
发布机构
规划、政策名称
主要容
工信部
《工业和信息化部关于推进工业机器人产业开展的指导意见》
开发满足用户需求的工业机器人系统集成技术、主机设计技术与关键零部件制造技术，在重要工业制造领域推进工业机器人的规模化示应用，到2020年，形成较为完善的工业机器人产业体系，培育3～5家具有国际竞争力的龙头企业和8～10个配套产业集群；工业机器人行业和企业的技术创新能力和国际竞争能力明显增强，高端产品市场占有率提高到45%以上，机器人密度达到100以上，根本满足国防建设、国民经济和社会开展需要
国务院
《中国制2025》
把高档数控机床和机器人作为大力推动的重点领域之一，明确了我国未来十年机器人产业的开展重点主要为两个方向：
一是开发工业机器人本体和关键零部件系列化产品，推动工业机器人产业化与应用，满足我国制造业转型升级迫切需求；二是突破智能机器人关键技术，开发一批智能机器人，积极应对新一轮科技革命和产业变革的挑战
工信部、发改委、财政部
《机器人产业开展规划〔2016－2020年〕》
提出了机器人产业开展的目标：
经过五年的努力，形成较为完善的机器人产业体系。
技术创新能力和国际竞争能力明显增强，产品性能和质量达到国际同类水平，关键零部件取得重大突破，根本满足市场需求。
明确机器人产业开展的五项主要任务：
推进重大标志性产品率先突破、大力开展机器人关键零部件、强化产业创新能力、着力推进应用示、积极培育龙头企业。
工信部、发改委、科技部、财政部
《关于印发制造业创新中心等5大工程实施指南的通知》
《智能制造工程实施指〔2016-2020〕》把工业机器人列为“十三五〞期间需要攻克的关键技术装备；要求性能稳定性和质量可靠性达到国际同类产品水平，实现工程应用和产业化。
中国人民银行、工信部、银监会、证监会、保监会
《关于金融支持制造强国建设的指导意见》
指出金融部门要紧紧围绕《中国制造2025》重点任务和“1+X〞规划体系，改良和完善金融服务水平，促进制造业结构调整、转型升级、提质增效和由大变强。
工信部
《工业机器人行业规管理实施方法》
对相关企业做出规性要求，旨在进一步促进工业机器人行业持续健康开展
资料来源：
根据公开资料整理。
二、产业开展存在的问题
1.产业链体系不完善
以工业机器人为例，其产业链可以分为上、中、下游三局部。
上游主要是零部件的研发、生产，尤其是核心零部件；中游主要是机器人本体制造；下游如此是机器人系统集成、行业应用和维护服务。
一般而言，核心零部件的本钱平均占机器人单体本钱的70%左右；本体制造是机器人产业链上的关键环节，本体制造商在产业链中处于主导地位，可以向上游、下游延伸，整合上游零部件厂商和下游系统集成商；而机器人系统集成和应用配套服务的总市场规模是机器人本体制造市场的3倍左右。
当前，我国机器人企业多是在开展机器人的系统集成与行业应用，主要集中在产业链的下游，核心零部件研制和本体制造还比拟落后。
整个机器人产业链体系不完善。
图2工业机器人的产业链体系
资料来源：
长城证券研究所。
2.技术水平相对不高
与兴旺国家相比，我国机器人产业的技术水平还不高。
国产减速器、控制器、伺服电机的性能，与国外品牌产品的技术差距还比拟大；国产机器人本体尚难以满足高端市场的需求。
由此可能导致我国机器人产业陷入一种“魔咒〞，即高端能力不足，低端产能过剩，核心技术、关键零部件受制于人，本钱高于国外同类产品，综合竞争力不强。
3.开展模式尚不明确
美日欧等兴旺国家和地区的机器人产业已经形成了自己的开展模式。
日本机器人产业采用产业链分工开展的模式，各司其职，分层面完成。
机器人制造厂商以机器人本体与其零部件研发和生产为核心，由子公司或系统集成公司设计制造各行业所需要的机器人成套系统。
欧洲的模式如此类似于“一揽子交钥匙工程〞，即机器人的生产与用户所需系统的设计制造，全部由机器人制造厂商自己完成。
美国的模式如此是零部件采购与应用系统集成相结合，机器人通常由系统集成商进口，再自行设计、制造配套的外围设备。
与美日欧相比，目前我国机器人产业还没有形成明确的开展模式。
4.产业开展有失规
一个产业的开展，如果要形成完整的上、中、下游链条，就必须具备与之相匹配的行业标准体系。
目前，我国机器人产业的行业标准是沿用1996年制定的机械行业标准，国也尚无专门针对机器人质量的检验检测机构。
标准体系的缺失会导致产学研各自为战，我国难以形成机器人研制、生产、制造、集成、销售、服务等有序、细化的机器人产业链。
作为高端智能装备，机器人可以代替人类从事简单、重复、繁重的工作，还可以完成信息收集、情况反响、分析处理、决策判断等工作，将人的局部智慧通过机器来实现。
但机器人始终需要由人来设计、操作、维护、保养，人和机器人的关系属于一种控制与被控制的关系。
只有人与机器协同合作，才能达到人机合一的效果，创造更高的价值，整个行业也才能更好地开展。
所以，尽管机器人的大规模应用会导致一些职业岗位被替代，但机器人产业的开展、壮大又需要一批相关的技术研发人才和技术应用人才作为支撑。
从业人员现状
机器人本身的自动化程度很高，只要事先输好程序就能正常运行。
如果单从操作一般的机器人而言，高中毕业生经过一段时间的培训就能熟练上岗。
从事机器人原理研究、技术研发、本体开发等的相关人才主要来源于本科与其以上层次的高等学校，但供给不足。
尤其是高层次机器人软件开发人才的供给更加不足，在人才市场上极为抢手。
据悉，有的机器人企业为了招揽软件工程师，开出的月薪可以高达数万元。
从事机器人安装、调试、维护、保养等方面的人员主要来自于高职院校电气自动化技术、机电一体化技术等专业的毕业生。
他们进入企业后会承受短期的二次培训，但是短期培训难以使他们获得工作岗位所要求的特定专业技能。
而在制造业“机器换人〞的过程中，众多企业遭遇了“机器人易购、技工难寻〞的新难题。
机器人集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科高新技术于一体，会聚了机器人专业知识、一般学科知识与特定领域知识，是典型的多学科深度交叉融合。
机器人的技术研发、安装调试、日常维护与保养、故障排查与维修等方面的工作专业性强、技术含量高，相关从业人员未经过专业、系统的教育、培训，很难掌握其中的技术诀窍。
此外，机器人的应用领域广泛，而各个行业对机器人的要求又不同，机器人应用很难从一个行业直接推广到另一个行业。
因此，机器人的开发与应用对相关人才的技术技能要求较高，合格的人才不但需要有理论支撑，也需要有实践经验。
综上可以看出，我国机器人行业的从业人员整体质量不高，这成为了制约我国机器人行业与相关企业开展的一大瓶颈。
人才需求规模
目前，全球每销售5台机器人，就有1台在中装。
按照这样的安装量增长速度，我国机器人专业人才的储藏数量与质量显得捉襟见肘。
按照工信部的开展规划，到2020年，工业机器人装机量将达到100万台，大概需要20万工业机器人应用相关从业人员。
这就意味着，在2020年之前，我国平均每年就需要培养4万名左右的工业机器人应用人才。
根据ABB、首钢莫托曼和发那科三家机器人公司的调查数据显示，仅锡常地区使用工业机器人的企业就已达3000家以上，工业机器人相关技术人才缺口超过2000人。
2014年，市在机器人领域的专业人才缺口超过5000人，工业机器人产业工人的缺口如此高达7万人；市工业机器人产业的人才缺口达到几万人。
这一系列数字反映出我国机器人专业人才的贫瘠以与对专业人才的巨大需求。
人才需求类型
机器人是一个复杂的系统工程，需要多方面的人才。
位于产业链不同位置的企业与其岗位对机器人专业人才的需求不尽一样。
位于产业链上游、中游的机器人技术研发、本体制造企业，主要需要掌握先进系统控制软件、装备机械、工业自动化系统工程集成等方面的高层次专业技术研发人才。
而位于产业链下游的机器人系统集成和应用企业主要需要技术应用人才。
机器人系统集成企业主要需要机器人工作站的开发、安装、调试等方面的技术应用人才；机器人应用企业如此需要机器人工作站安装、维护、保养、检修等方面的技术应用人才。
1.机器人专业技术技能人才的需求分布
从人才的需求分布来看，按照层次、水平划分，根据市连硕机器人职业培训中心的分析，项目经理占12%，系统集成开发工程师占13%，售前售后技术支持工程师占25%，剩下的50%如此是安装、调试、维护工程师。
由此可以看出，我国机器人行业企业对技术技能人才的需求主要集中在中层、基层的技术应用人才方面。
这既与机器人系统集成和应用配套服务的总市场规模相对较大有关，也与当前我国本土绝大多数机器人企业更多地是在开展机器人的系统集成与行业应用的行业开展现状相关。
图1工业机器人专业技术技能人才的需求分布〔按照层次、水平〕
资料来源：
市机器人职业培训中心
2.机器人开发企业的技术应用人才需求
根据岗位职能来划分，一般机器人开发企业部技师级员工，大概分为四个工种。
1、工程师助理。
主要是协助工程师绘制图纸、设计简单工装夹具、制作工艺卡片、指导工人按照装配图进展组装等。
2、产线操作员。
以水龙头打磨抛光为例，此类岗位要根据水龙头打磨抛光工艺，对机器人系统进展示教操作或离线编程，并调整打磨抛光系统各项参数，使机器人系统能生产出合格的产品。
3、调试专业人员。
其主要职能是在装备生产企业根据调试文件完成机器人单轴闭环参数调整、机器人标定、运行演示程序并调整相关参数，最终使得机器人能达到理想的使用状态。
4、维护工程师。
引进机器人的企业常常缺乏维修能力，因而高端维修或售后服务人员也必不可少。
在机器人系统发生故障时，这一岗位的员工需要根据故障提示代码进展初步检修，能清晰汇报现场情况，并在技术人员远程支持下解除故障，能按照流程进展机器人系统标准配件的更换。
3.机器人应用企业的技术应用人才需求
伴随着“机器换人〞的推进，机器人应用企业对专业人才提出了自己的需求。
根据工业大学教育科学与技术学院的调查，机器人应用企业对相关技术应用人才有四大需求：
一是急需能操控智能制造、自动化设备的专业技能人员；二是增加电子工程、信息技术、机械等专业复合型人才；三是智能制造的多学科、跨领域和大数据特性，对管理人员提出了更高的要求；四是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。
表1工业机器人技术专业技能人才需求类型与能力要求
资料来源：
襄阳职业技术学院电子信息工程学院。
职业院校怎么建设工业机器人专业
一、我国机器人专业职业教育现状
〔一〕专业设置情况
在《普通高等学校高等职业教育〔专科〕专业目录〔2015年〕》中，装备制造大类—自动化类专业设有工业机器人技术专业，代码为560309；且该目录还列举了与高职层次工业机器人技术专业相衔接的中职专业〔如机电技术应用、电气运行与控制、电气技术应用、电子与信息技术等〕和相接续的本科专业〔如电气工程与其自动化、自动化、机械电子工程等〕。
2010年修订的《中等职业学校专业目录》，尚未出现以机器人命名的专业。
1.高职院校
“全国职业院校专业设置管理与公共信息服务平台〞中的“高等职业学校专业设置备案结果〞显示，2017年全国已有405所高职院校备案设置工业机器人技术专业。
根据高考网的信息，2016年全国有266所高职院校开设工业机器人技术专业，招生总人数约为12000-15000人。
此外，一些高职院校开设工业机器人方向的机电一体化技术、自动化技术等专业，如职业技术学院机电工程学院开设了机电一体化技术〔工业机器人方向〕专业。
与工业机器人技术专业相近的机电设备类、机械设计制造类和自动化类等专业，在我国高职院校中广泛设置，招生也较多。
2.中职学校
2010年新修订的《中等职业学校专业目录》没有以机器人命名的专业，鲜有中职院校开设以机器人命名的专业。
一些办学实力较强的中职院校开设了机器人方向的相近专业，如省某某第一中等专业学校的电子信息系开设了电气运行与控制专业〔机器人方向〕，信息技术学校的机电系开设了电子与信息技术专业〔工业机器人应用与维护方向〕。
但这些学校机器人专业方向的人才培养规模并不大。
而与高职层次工业机器人技术专业相衔接的机电技术应用、电气运行与控制、电气技术应用、电子与信息技术等中职专业，开设较为普遍，招生规模较大。
〔二〕人才培养情况
通过梳理开设工业机器人技术专业的高职院校的人才培养情况，并结合其他相关资料，下文主要从培养目标、课程教材、实践教学、师资队伍、校企合作等方面对我国高职院校工业机器人技术专业的人才培养现状进展分析。
1.培养目标
高职院校工业机器人技术专业主要面向机器人制造、生产企业与机器人应用企业，培养能够在一线岗位工作的技术技能人才。
各院校对学生所要掌握的技术技能有一定的规定与要求。
少数院校严密结合当地的产业布局和产业开展特色，着重培养当地优势产业开展所需的机器人专业人才。
例如，的汽车产业较为兴旺，汽车工业高等专科学校的工业机器人技术专业就主要培养汽车制造企业自动化生产线的工业机器人安装调试、启动运行、维护维修、管理与技术改造岗位群所需要的技能型应用人才。
还有院校进展人才认证国际合作，将国际先进人才认证标准体系引入人才培养中。
如职业学院就与德国手工业行会HWK合作引入德国工业机器人专业成熟教学资源，将培养符合德国工业机器人技师标准并考取德国工业机器人技师证书作为培养目标。
以下为局部高职院校工业机器人技术专业人才培养目标
院校一：
机电职业技术学院
人才培养目标：
本专业面向汽车、机械加工、食品、新能源等行业企业以与工业机器人生产企业，培养从事自动化成套装备中工业机器人工作站系统的现场编程、调试维护、故障诊断、人机界面〔触摸屏〕编程、生产技术管理、工业机器人销售和售后服务等岗位，具备工业机器人现场编程、人机界面开发、自动化生产线改造、市场营销、技术管理等能力的高素质技能型专门人才
工业职业技术学院
本专业面向工业机器人制造企业、系统集成企业，培养具备扎实的工程实践根底、良好的职业道德、较强的可持续开展能力，掌握工业机器人集成设计、编程操作、维护管理、调试维修等专业知识与技能，并能与专门领域要求相结合的高端复合型、高素质技能型人才
院校二：
襄阳职业技术学院
人才培养目标：
本专业主要面向工业机器人企业与相关装备制造企业，培养能从事工业机器人设备的操作与维护、调试与维修；工业机器人自动线的设计、操作与维护；工业机器人的销售推广与售后技术支持以与机器人工作站的设计安装等素养；具备工业机器人专业知识和机器人自动线装调维修职业能力，德、智、体、美全面开展，具有创新精神和实践能力的高素质技术技能型专门人才
院校三：
职业学院
人才培养目标：
掌握现代工业机器人安装、调试、维护方面的专业知识和操作技能，具备机械结构设计、电气控制、传感技术、智能控制等专业技能，能从事工业机器人系统的模拟、编程、调试、操作、销售与工业机器人应用系统维护维修与管理、生产管理与服务于生产第一线工作的高素质高技能型人才。
学生经过三年的学习，考取德国手工业行会的工业机器人技师（IndustrieRoboterTechniker）德国职业书。
院校四：
城市职业学院
人才培养目标：
本专业培养掌握工业机器人应用与维护专业的根底理论和操作技能，能独立从事大、中型机电设备、工业机器人应用系统的安装、调试、编程、维修、运行与管理等方面的工作任务；具有较好的实践经验，能进展生产管理具有创新精神和创业意识的高技能人才
资料来源：
根据相关院校官方的资料整理。
2.培养模式
从人才培养目标出发，相关职业院校以“工学结合、校企合作〞以与“双元制本土化〞为切入点，探索机器人专业人才培养模式改革、创新。
典型代表有机电职业技术学院、省太仓中等专业学校、信息职业技术学院等。
以下为典型院校的人才培养模式
院校一：
机电职业技术学院
培养模式：
“项目引领、岗位实境〞的工学结合人才培养模式
主要容：
“项目引领〞指的是根据工业机器人应用的行业特点，校企合作开发多个不同类型的工业机器人工作站项目，以这些项目为载体开发教学资源，进展专业核心能力培养，使学生掌握工业机器人现场编程、维护等能力。
“岗位实境〞指按照企业真实岗位设置教学环境和组织教学。
根据职业能力培养需要，重点建设企业课堂、仿真车间和一体化教室。
在这样的教学环境中，教师能将理论与实践教学容进展融合，将知识与技能有机结合。
人才培养过程分为三个阶段：
专业根本能力和素质培养、专业专项能力与素质培养、专业综合能力和素质培养。
院校二：
省太仓中等专业学校
培养模式：
“双元制本土化〞的工学结合人才培养模式
主要容：
通过与德国手工业行会HWK在华德企会员合作，将德国工业机器人技工“双元制〞职业标准引入教学过程中，学生与企业签订《学徒工协议》，学校、企业与行会共同培养学生，双元制学习交替贯穿于整个教学中，通过这种有层次的生产实习方式，让学生逐步了解企业的要求，完成职业角色的转化，成为企业真正需要的劳动者。
院校三：
信息职业技术学院
培养模式：
校企共建国首所工业机器人学院
主要容：
在有关部门的帮助与指导下，联合埃斯顿机器人工程，率先共建国首所工业机器人学院——“埃斯顿工业机器人学院〞，围绕工业机器人高级技术技能型人才培养、工业机器人技术教学体系与实训中心建设、教师技能培训、工业机器人职业培训和职业资格鉴定、机器人应用项目研发、工业机器人客户技术服务等方面展开了全方位、多层次的深度合作，力争将“埃斯顿工业机器人学院〞打造成为省机器人行业高级技术技能人才培养、项目应用合作研发与客户技术服务的基地，以适应省产业装备制造业转型升级的需要。
资料来源：
根据相关研究成果与相关院校官方的资料整理。
3.课程教材
在专业课设置方面，各院校既有专业理论课，又有专业实践类课程，以实现理论与实践相结合；既开设了与工业机器人相关联的行业通用专业课程〔如机械制造根底、电气控制技术、自动化控制技术、单片机应用、C语言程序设计等〕，又开设了专属于工业机器人的特定专业课程〔如工业机器人技术根底、工业机器人操作与示教编程、工业机器人系统集成等〕。
以下为局部高职院校工业机器人技术专业课程设置
院校一：
信息职业技术学院
通用专业课程
工程制图与AutoCAD、工业自动化控制技术、电气控制柜设计与安装、电工电子技术根底、机械根底、传感技术应用、气动技术应用、控制电机与应用等
特定专业课程
工业机器人技术根底、机器人自动线安装与调试、工业机器人示教编程、工业机器人工作站故障诊断与维护、工业机器人离线编程与仿真、典型工业机器人工程应用等
院校二：
职业技术学院
通用专业课程
机械制图、机械根底、液压与气动、电气控制与制图、工装设计、气动夹具设计、C语言、传感器、单片机、PLC应用设计等。
特定专业课程
工业机器人技术根底、工业机器人操作与示教编程、工业机器人与自动线系统编程、工业机器人应用系统设计等。
院校三：
机电职业技术学院
通用专业课程
电机与驱动技术、液气与气动技术、单片机应用与C语言程序设计、智能传感器的应用、PLC与其应用、FMS系统安装与调试等。
特定专业课程
工业机器人技术根底、机器人制作
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