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數控專業環境分析范文1
關鍵詞:實例;高職教育;數字化資源設計
中圖分類號:G434 文獻標識碼:A 論文編號:1674-2117(2015)24-0111-03
高職教育數字化資源設計模式共包含九個模塊,即確定與分析資源建設目標、高職學習者分析、學習資源內容分析、資源環境分析、教學策略設計、多媒體學習信息設計、形成性評價、修改、總結性評價。[1]下面筆者結合高職教育數字化資源實例“工業產品造型鑒賞”網絡課程來闡述資源設計過程及理念。
確定與分析資源建設目標
1.確定資源建設目標
工業產品造型鑒賞網絡課程面向的主要是數控、模具、機械、汽車和電工電子等工科專業的高職生。筆者通過分析高職師生對數字化資源的偏好和期待以及現實狀況,得出該資源建設的目標為建設符合高職學生的認知特點,能夠滿足其學習需要的網絡課程。同時,內容應通俗易懂,適合沒有藝術基礎的工科學生學習。
2.分析具體資源的教學目標
在該資源的設計過程中,高職教育學科一線教師全程參與其中,并科學合理地設計具體資源的教學目標。
學習者分析
學習者分析包括一般特征、認知特點、知識儲備、學習動機、學習風格和數字化學習經歷六個方面。其中,具有共性意義的一般特征、認知特點和學習風格三個方面,采取量表調查和文獻研讀相結合的方法;而個體差異性較大的知識儲備、學習動機和數字化學習經歷三個方面,采取非正式訪談為主,力圖獲得更具真實性的數據。
網絡課程的內容分析
數字化學習資源的內容分析是后續對該資源進行策略設計、媒體設計、平臺選擇、評價的依據。在進行內容分析時,筆者采用主題分析的方法明確了網絡課程的內容,包括工業產品造型設計的啟蒙時期、成型時期、成熟時期、繁榮時期和多元化時期;采用程序分析的方法明確了學生完成學習任務需要的具體步驟、線索和順序;采用關鍵動因分析的方法獲取了與網絡課程相關的人際技能與態度。同時,通過訪談,了解到部分學生認為自己缺乏學習課程內容的先導知識以及審美情趣。因而,筆者在對資源進行設計時,應避免使用過多的專業術語,并使學生明白該課程學習的重要性。
資源環境分析
資源環境分析可從績效環境(應用環境)和學習環境兩方面來展開,同時,重點關注真實的社會環境與高職學生所學新知識的關聯及高職學校教學環境的客觀情況和影響數字化學習的限制條件。
通過訪談及畢業生反饋,筆者發現學生在工作后涉及有關產品造型的工作時,常常存在藝術及審美等方面的不足。因此,在教學內容的構建上,從工科制造類學生的學習特點和專業背景出發,以“藝術浸潤技術”為理念,側重專業教育與藝術教育的有機融合,為工科制造類學生后續專業課程和實踐實訓課程提供必要的補充。
關于高職學校的信息化建設情況,筆者對江蘇省高職教育數字化資源建設現狀作了調研[2],結果表明,學校信息化水平總體較高,高職院校都比較重視信息化基礎設施建設。近幾年,隨著信息技術和社會經濟的發展,多媒體教室及座位數都有了較大的提升,基本可以滿足學生的數字化學習需要。
網絡課程的教學策略設計
下面結合實例闡述網絡課程“工業產品造型鑒賞”中的教學策略設計。
1.引起注意
圖1是網絡課程中,在講授“馬金托什設計風格的形成”時的一張配圖。課件中兩張椅背超過常見椅背高度的新奇圖片引起學生的注意,使學生對馬金托什的重視簡單直線的設計風格有了更深刻的印象。
2.告知學習者目標
圖2是“學習指導”模塊中“學習目標”部分的截圖,通過明確展示學習目標,吸引并保持學生的注意力,并建立學習內容的認知關聯性。
3.提示學生回憶先前的學習內容
網絡課程中“學習指導”模塊的“學習指南”部分,明確要求學生“了解成型工藝及其產品特點的基礎知識”,提示學生回憶先前的相關知識,幫助他們建立已有知識與新知識之間的關聯。
4.呈現刺激材料
圖3是網絡課程中首頁上展示的一個極具設計感的概念車,通過這種特征鮮明的表現形式呈現學生所要學習的內容,以便更好地激發學生的學習興趣。
5.提供學習指導
圖4是網絡課程首頁的“課程論壇”模塊,該模塊能夠為學生提供學習指導,幫助學生自主學習,并能夠及時地解決學生學習中的疑問與難題。
6.對學生的行為表現及時反饋、科學評價
下頁圖5是網絡課程中“練習圖庫”模塊的截圖,學生進入該模塊進行練習,鞏固所學新知。然后教師給予反饋,評價其行為表現。這樣不僅有助于學生進一步掌握所學知識,而且也給了他們一個親自驗證對新知識的理解是否正確的機會。
7.促進保持和遷移
除了上述的學習模塊,網絡課程還要為學生提供多種形式的、新穎的練習,從而提高學生的綜合能力、藝術修養。例如,在讓學生回答各位大師的主要設計理念之后,再設計少量的大師與其代表作之間的連線題,讓學生在頭腦中建立起關于這部分學習內容的“立體化”印象。
多媒體學習信息設計
江蘇省高職教育數字化資源建設現狀的調研顯示[3]:目前數字化教學資源中,常見的五種多媒體資源類型按數量由多到少分別是文本、圖形圖像、視頻、音頻和動畫,其中文本所占比例最高,且存在多媒化資源偏少,文字資源偏多的問題。針對這些問題,筆者在網絡課程中加大了視頻、圖像等多媒化資源的比重,并根據學習資源的特點、學生的認知特點及學習需要,妥善地進行了資源設計,降低了學生的外在認知負荷。
評價及修改
對網絡課程的形成性評價所包含的因素有建設目標、學生分析、內容分析、資源環境分析、教學策略設計及多媒體學習信息設計。評價后,可以根據評價結果對每個因素作出調整,如微調建設目標,增加或刪減學生分析要素,擴大或縮小內容分析的外延,增加對資源環境分析的考慮,調整學習資源中的教學策略,調整學習資源中的多媒體信息設計,以及其他具體內容的調整。
例如,圖6是網絡課程“作品賞析”模塊的一幅圖片,筆者起初設計的每張圖片下并沒有文字性的說明。試用后反饋顯示,大部分學生希望在該預覽頁面出現展示的產品的文本信息。而理查德?邁耶的多媒體學習理論則強調空間鄰近定律,即書頁或屏幕上的文字與其相對應的畫面鄰近呈現比隔開呈現能使學生學得更好。因此,筆者根據學生的意見對其進行了修改,幫助學生能夠輕松地選擇自己所需要的內容。總之,在形成性評價中,教師更多、更細的思考將對學生的學習效果產生積極的影響。
參考文獻:
[1]周惠穎.高職教育數字化資源的設計模式研究[J].中國信息技術教育,2015(23):127-130.
數控專業環境分析范文2
登云科技職業學院借鑒臺灣的“建教合作”模式,于2010年創建了“工學結合專班”人才培養模式,其核心理念是“校企雙主體育人”,并創造性地提出“核心課程+項目課程+實踐課程”三課程體系。其中,實踐課程包括校內實踐課程和企業實踐課程。目前,“工學結合”已經成為我國高等職業教育人才培養的主要模式,相關課程研究及開發取得了可喜的成績,但關于企業實踐課程的研究比較少。筆者從事“工學結合專班”人才培養模式改革及相關課程教學多年,并深入企業生產一線,與企業工程師一道指導學生企業實踐課程,在確立企業實踐課程內容及評價機制方面積累了較為豐富的經驗,特撰此文,以供同行交流或參考。
2.企業實踐課程內涵
企業實踐課程以崗位為紐帶,即工學結合專班學生結合企業產品生產過程,在企業各職能部門崗位進行生產實踐,履行崗位職責(任務)。在生產實踐過程當中,學生通過對產品生產過程各崗位所需技能的真實體驗,循序漸進地掌握崗位技能。企業工程師和專業老師聯合指導學生掌握企業規章制度、產品工藝過程、設備操作規程、產品質量要求等,讓學生明確生產實踐過程中所需的專業知識。通過企業工程師和專業老師的聯合指導,讓學生學會自我探究,養成良好的學習、總結、記錄習慣,在掌握崗位技能的同時,不斷增強就業能力,體現“做中學”的職教特征。
以生產加工型企業“CNC車床作業員”崗位為例,該崗位以CNC車床、刀具、零件、夾具組成的數控加工工藝系統為載體,崗位職責(任務)有:(1)了解公司內部領料入庫相關流程。(2)正確使用CNC坐標復歸至原點。(3)正確執行機床上下料操作。(4)了解各油品/切削液的種類及識別機床所使用的相關位置。(5)確認生產工件所使用的刀具正確無誤。(6)上機自主進行首件檢查(包括外觀的判斷能力)。(7)按時認真填寫各項表單且書面工整。(8)對機床、工具、夾具等做好日常保養維護。(9)了解刀具壽命,及時更換刀具。(10)正確區分良品、管制品、不良品,防止良品與不良品的混裝。(11)了解并參與公司6S活動,熟知公司的品質目標及方針。(12)下班后準時出席當天總結會議。(13)服從上級安排的其他事項。透過崗位職責(任務),要求學生掌握的崗位技能有:(1)會裝夾并加工軸類、套類、盤類工件,會正確車削螺紋。(2)會正確選擇刀片并安裝刀具。(3)會合理選擇切削用量。所需要的專業知識有:(1)車工工藝學知識。(2)車工常用刀具材料的種類、牌號、規格、性能及選擇方法。(3)車刀幾何角度的名稱及作用。(4)常用螺紋的種類、用途及主要尺寸的計算方法。(5)軸、孔的加工余量和熱處理前留磨削余量的基本知識。
3.實踐課程實施過程中問題研究
在由“學”轉“工”、實施企業實踐課程的過程中,出現了兩類問題,一是思想上角色未及時轉變,學生沒把自己當企業員工,總想著自己還是學生,缺乏提前步入職場意識,具體表現為:對監督管理不服從、不良行為習慣、部門團隊意識差等;二是行動上崗位不適應,具體表現為:工作數量及品質差強人意、耐性不足且難讓人信賴(感覺隨時有可能離崗)、工作積極性不高(按部就班,缺乏創造性)、缺乏溝通(尤其是技術上的請教與交流)。如何解決以上問題,正確引導學生有規劃、有目標地完成企業實踐課程,實現崗位技能學習目標,成為企業主管和學校教育工作者必須面對的難題,筆者認為,建立科學的企業實踐課程評價機制,是解決這一難題的關鍵。
4.實踐課程評價機制研究
基于“校企雙主體育人”理念,依據企業實踐課程內涵及實施問題,提出“125校企共同評價”機制,其中,企業評價項目12項,包括工作(崗位)興趣、工作主動性、計劃與組織能力、學習能力、工作數量、工作質量、判斷力、可信任度、人際關系、對監督管理的反應、寫作能力、表達能力,每項5分,共計60分,由企業主管評價打分。學校評價內容為學生總結報告,具體包括工作日志、工作環境分析、技能自我評價、工作團隊表現分析、職業目標等5項,每項8分,共計40分,由教研室主任評價打分。90~100分為優秀、80~89分為良好、70~79分為中等、60~69分為合格、60分以下為不合格。
4.1企業評價項目
(1)工作(崗位)興趣:主要指學生喜好或關切工作崗位的情緒。在心理學上分“有趣、樂趣、志趣”三個階段,可以根據學生表現出來的興趣階段評價。(2)工作主動性:主要指學生在疲勞或困難等情況下仍能興致勃勃地努力愉快工作。工作主動性與興趣有相關性,一般興趣不濃厚,工作主動性不強。(3)計劃與組織能力:主要指學生為了實現目標,通過精心準備和組織制定方法并組織實施的能力。這是管理者的一項重要素質,可為企業提拔管理儲備干部提供參考依據。(4)學習能力:從心理學上講,學習能力有多種定義,主要是指學習的方法與技巧,比較著名的評價指標有“愛迪樂六大指標”。這里主要指學生接收新工作任務并正確執行的能力,可以用快慢來評價。如CNC車床作業員崗位,可用掌握產品首件加工所需時間來評價。(5)工作數量:主要指承擔或完成任務的多少。如CNC車床作業員崗位,可用日加工產品數量來評價。(6)工作質量:主要指承擔或完成任務的質量。如CNC車床作業員崗位,可用日加工產品的合格率來評價。(7)判斷力:主要指學生在企業實踐課程崗位中對問題的分析和決斷能力。如CNC車床作業員崗位,主要考查學生能否正確判斷良品與不良品、能否根據切削狀況及時更換刀片、能否通過局部修改程序來提高加工質量等方面。(8)可信任度:主要指學生在企業實踐課程崗位中長期以來留給主管的某種印象,這種印象可以讓主管放心地給予一些新的工作任務。如CNC車床作業員崗位,可用連續多天的產品加工數量和質量、出勤率等方面來評價。(9)人際關系:主要指學生與上級主管、普通員工之間的縱向和橫向的關系總和??捎脤W生在企業實踐課程崗位中向上級主管請教、與普通員工之間的技術交流的次數和氛圍等方面來評價。(10)對監督管理的反應:主要考查學生在企業實踐課程崗位中能否服從管理、服從工作安排,是學生長期以來留給主管的某種印象。(11)寫作能力:主要指學生填寫各種記錄表單、撰寫技術總結報告的能力。(12)表達能力:主要指學生在企業實踐課程崗位中與人溝通和交流、正確描述自己想法的能力。
4.2學校評價項目
(1)工作日志:評價學生填寫的崗位工作日志,重點放在學生對崗位的描述及工作總結。(2)工作環境分析:評價學生對工作環境撰寫的分析報告。(3)技能自我評價:根據企業評價評價“學生自我評價”,看是否客觀屬實。(4)工作團隊表現分析:評價學生對部門團隊表現的分析情況,看是否客觀屬實。(5)職業目標:評價學生對未來職業的期望及描述。
數控專業環境分析范文3
今天,我跨入職業學校,便是人生新的起點。雖然現在的我還是個學生,但不久之后我將步入職場。如何擁有成功的先機,需要我們未雨綢繆。給自己制定一份生涯規劃,把握現在,好好規劃自己的未來,才不會浪費光陰、虛度青春,我們的人生之路才有意義。
職業目標
主要從事營銷、機電、模具方面的工作。
自我分析
我2008年入學于江蘇省常熟職業教育中心校電子工程系機電一體化專業。
1.自我優勢
我性格開朗,善于與人交流溝通,重視他人感受與價值,能很好地融入群體,與人相處和諧。動手能力強、做事目標明確,喜歡研究,有毅力,有強烈的發展提升意識,做事有擔當,責任心強。我最大的特點是做事情充滿激情!泰戈爾說過,激情,這是鼓滿船帆的風。有激情我們才會有力量,有信心,我們的人生帆船才能航行。
2.不足之處
太大的風有時也會把船帆吹斷,我的激情也讓我有時心浮氣躁,有時遇事不夠客觀,會好心辦壞事。因為做什么都充滿激情,這也導致我精力分散,沒有特長。在以后的日子里,我會多閱讀相關書籍,注意自身素養的提高,盡量克制自己,并請朋友多幫忙提醒。
學歷也是我發展的瓶頸。如今社會就業形勢嚴峻,競爭激烈,我還要在知識和專業技能方面拓展和精進,并逐步累積社會經驗。
環境分析
1.家庭環境
我父母是私營業主,主做塑料模具,我從小就和模具、機器等打交道,對于父母的生意經也多有接觸。
2.學校環境
我就讀的是一個多學科綜合性職業學校。學校非常重視學生的全面發展,知識技能并重,重視學生公共職業素養的提升。以生為本,與很多考試中心及鑒定站聯手,為學生獲取進入提供了許多就業準備的前提工作,并且與省內外許多用人單位建立了畢業生輸送渠道。
3.社會就業環境
近年來,社會就業形勢嚴峻,就業壓力變大。很多企業又陷入“社會學歷高消費”的怪圈,這對于我這樣的學歷不高學生來說也是未來就業面臨的一大難題。但就我的專業與目標職業來看,目前,社會的需求量還是不錯,如果機會把握得好,我仍然可以大展拳腳,去創造自己精彩的人生。
4.行業分析、前景
黨的十六大提出“堅持以信息化帶動工業化,以工業化促進信息化,走出一條科技含量高、經濟效益好、資源消耗低、環境污染少、人力資源得到充分發揮的新型工業化路子?!辈⒅赋觥坝酶咝录夹g和先進適用技術改造傳統產業,大力振興裝備制造業?!边@進一步明確了裝備制造業的戰略地位。目前我國裝備制造業的發展正處在關鍵時期,在今后相當長時期內,我國制造業仍會充分發揮低勞動力成本的優勢,提高制造業熟練工人的比例,培養造就數千萬掌握制造業高技能技術的人才隊伍。
機電一體化專業技術性強,屬于人才缺口比較大的專業之一。就業方向主要是加工制造業,家電生產和售后服務,數控加工機床設備使用維護,各類自動化系統的管理及維護,以及機電設備的安裝、調試、維護、銷售、經營管理等等;或者從事電路、室內電子設備安裝與維護的電工工作,也可從事電子產品、電器器件的采購、銷售和維修等工作。企業需要既有專業知識,又有理論知識,懂得思考,具有管理、銷售等方面能力的復合型人才。
而塑料模具近年來在我國發展也很迅速,全行業正沿著為實現塑料工業由大國到強國的可持續發展之路挺進。塑料制品需求帶動了塑料模具需求,目前,塑料模具在整個模具行業中所占比重約為30%,在模具進出口中的比重高達50~70%,隨著中國機械、汽車、家電、電子信息和建筑建材等國民經濟支柱產業的快速發展,這一比例還將持續提高。據粗略估計,僅汽車、摩托車行業每年就需要100多億元的模具;彩電模具每年也有約28億元的市場。行業內人士講,我國塑料模具在高技術驅動和支柱產業應用需求的推動下,已經形成了一個巨大的產業鏈條,從上游的原輔材料工業和加工、檢測設備到下游的機械、汽車、摩托車、家電、電子通信、建筑建材等幾大應用產業,塑料模具發展一片生機。
我的目標規劃
1.在校學習期間
吃一塹,長一智。我要吸取初中三年的教訓,把時間和精力放在學習上,重點放在專業知識的學習和技能操作上,并注重提升自己的公共職業素養。
2.必修課方面
具體講,主要通過學習電工技術、電子技術、電氣控制等方面的專業知識和一定的技能訓練,會分析電氣控制系統的常見故障,熟悉一般生產機械電力設備的用途和工作原理、安裝、調試運行和維護,具有解決一般電氣控制技術問題及電力系統分析的基本能力。另外,通過學習,使自己掌握一定的技術,將來能從事機電一體化生產線及各類自動化機械運行、維護、管理、技術改造等工作。
證書不能代表一個人的真實水平,但一個人的真實水平卻是可以用證書來表現的。因此,在畢業之前,我也要盡可能地多拿證書,例如,電工中級證書,CAD證,NCRE一級B,PETS3證書等。
3.選修課方面
我比較喜歡與人打交道,有志于做產品營銷這一塊,因此,我還要參加一些選修課,比如關注生態和環境保護方面的知識,強化科學發展觀意識;認真學習經濟法、市場學、公共關系學等基礎知識,強化自己的法律意識,了解市場營銷的策略、方法、手段,以及開展一些綜合公關活動的方法等。積極參加各種活動,培養自己的溝通能力,學會建立良好的人際關系網,為自己的發展營造一個好的氛圍。
4.工作后一到五年
畢業后盡量找到與自己專業對口的工作,從基層做起,把所學理論與實踐緊密結合,虛心向經驗豐富的前輩學習,精進技能,積累工作經驗,爭取拿到更高級的技能專業證書,成為公司骨干員工。工作后,還要繼續學習,不斷地為自己“充電”,爭取在這個時間段拿到本科學歷,不斷充實完善自己,提升自己的競爭力。
如果找工作不順利,我會在父母的企業里幫忙,一方面依舊從基層做起、做實,另一方面利用自身優勢,盡快熟悉企業生產狀況,并運用自己的聰慧為父母管理經營出謀獻策,并向他們學習如何開辦和管理一個企業,爭取自己再創業。
5.工作后五到十年
經過這么長時期的歷練,我不僅在知識層面、專業技術層面有了很大的進步,而且社會這個大學堂也讓我在自身修養、做人等方面有了很大發展。因此,我有兩個設想,一是到那些大而強的公司去應聘爭取工作的機會,這樣能讓我的視野更開闊,工作能力更強,個人發展前景更輝煌。二是自己創業,延續在校的偉大夢想,做實一個企業,做好一個管理者,在體現自我價值的同時實現自己的社會價值。
夢在心中,路在腳下。我更懂得,帶著夢想上路,踏踏實實地走好每一步,夢想才有成真的一天。冰心說過,所有成功的花兒都是汗水澆灌的結果。
數控專業環境分析范文4
本文將梳理國際工業機器人產業的發展現狀和趨勢,重點分析我國工業機器人產業的發展基礎、機遇和障礙,并提出我國工業機器人產業發展路徑優化的可行性建議。
一、國際工業機器人產業發展概況
(一)國際工業機器人產業發展現狀
發展工業機器人產業是發展中國家和發達國家實現傳統產業轉型升級和重振制造業的戰略途徑之一,“機器人革命”作為“第三次工業革命”的切入點和增長點,影響全球制造業的發展格局。歐盟在“第七個框架計劃”和“地平線2020”項目中重點投資機器人技術研發,并于2014年啟動SPARC機器人研發計劃。德國推行 “工業4.0”戰略大力發展以“智能工廠”為重心的機器人產業,法國在“機器人發展計劃”中將目標定為世界機器人領域前5強,英國推出首個官方機器人戰略“RAS2020”大力發展機器人產業,美國《先進制造伙伴計劃》中明確指出通過發展工業機器人產業提振本國制造業。可見,工業機器人產業在各國產業發展戰略中占舉足輕重的地位。
聯合國歐洲經濟委員會(UNECE)和國際機器人聯合會(IFR)數據顯示,從20世紀下半葉起,全球工業機器人產業一直保持穩步增長的趨勢,美國、日本、德國、韓國成為全球機器人市場的“四大家族”,引領“機器人革命”發展的趨勢,形成了KUKA、ABB、安川、FANUC等一批在國際上有影響力的龍頭機器人企業。IFR數據顯示,工業機器人產業長期占據機器人應用領域80%左右的份額,是機器人中增速最大的市場,2010-2014年全球工業機器人平均每年銷售增長17%(圖1)。
(二)國際工業機器人產業發展模式
從發展歷程來看,機器人經歷了三代進化過程:第一代機器人是“示教再現型”簡單個體機器人,目前在工業機器人領域應用仍然廣泛;第二代機器人是具有感知功能的群體勞動機器人;第三代機器人是“人機協作”的智能機器人,是當前工業機器人產業發展方向。
國際機器人產業發展的模式各有差異。作為機器人“四大家族”的美國、日本、德國、韓國的工業機器人產業發展模式最具代表性;美國采用采購與成套設計相結合,企業需要的機器人通常由工程公司進口,再自行設計、制造配套的外圍設備;日本以技術突出,形成全產業鏈進行設計-開發-生產過程;德國以培育龍頭企業為核心,進行產業規?;a;韓國“以市場換技術”政策,強化工業機器人的應用普及率,各國呈現不同的發展歷程和發展特點(表1)。
(三)國際工業機器人產業發展趨勢
應用領域多元化。全球工業機器人最主要應用領域是汽車及汽車零部件制造業,2010-2015年汽車及汽車零部件制造業對工業機器人的需求復合年均增長率約為25%。當前工業機器人應用領域趨于多樣化,已覆蓋到工程機械、塑膠塑料、建筑工業、軌道交通等行業,未來應用前景樂觀,在光伏產業、動力電池、國防軍事、醫療衛生、生活服務等領域都有應用的環節和空間,工業機器人在提高工業生產效率和居民的生活質量方面發揮著關鍵的作用。
龍頭企業規?;J澜绻I機器人龍頭企業ABB、FANUC、安川、KUKA掌握了機器人本體和核心零部件的生產技術。2014年ABB、FANUC、安川、KUKA收入分別為398億、59億、29億和23億美元,四大龍頭企業業務收入約為55億美元,占全球工業機器人市場約50%的份額,占中國市場超過70%的份額,生產規模較大,其中ABB機器人性能較好,FANUC全球銷量最高,安川價格相對便宜,KUKA主要應用于汽車生產領域。
核心技術智能化。隨著各國的智能制造、智能工廠、工業物聯網、工業4.0框架的推進,工業機器人的軟件編程和協作運作都趨于自動化和智能化,工業機器人產業的核心技術越來越智能化、系統化、精細化,主要體現在控制技術趨于開放化和精細化、組裝結構趨于模塊化和可重構化、伺服驅動技術趨于系統化和數字化、多傳感器融合技術趨于實用化和多樣化、工作環境設計趨于優化和作業的柔性化,以及整體控制系統趨于網絡化和智能化。
二、我國工業機器人產業發展內部環境分析
(一)我國工業機器人產業發展基礎
我國工業機器人產業先后經歷了20世紀70年代的萌芽期、80年代的成長期、90年代的轉型期,21世紀后進入到以第二代機器人為基礎、以第三代機器人為方向的飛越期。工業機器人產業是我國傳統產業轉型升級的新亮點,是科技與產業融合發展的突破點,是我國高端裝備制造業的支撐產業之一,具有良好的發展基礎。
一是政策環境利好。機器人產業“十三五發展規劃”和《中國制造2025》構成我國工業機器人產業發展藍圖,各地陸續出臺相關扶持政策,營造了工業機器人產業發展的良好環境。二是市場需求增長。2013年中國市場占全球機器人市場的1/5,2014年上升到1/4,連續兩年是全球最大的機器人消費國,是國際工業機器人主要目標市場,2020年我國工業機器人年銷量將達到15萬臺,2025年將達26萬臺(IFR統計),我國工業機器人需求呈穩定增長趨勢。三是應用領域擴大。
2014年我國工業機器人市場共銷售5.5萬臺,涉及諸多制造業領域,已廣泛應用于國民經濟25個行業大類、52個行業中類需求年增長超過25%。四是產業集聚初具規模。我國工業機器人產業在珠三角、長三角、中西部和環渤海地區紛紛部署建設產業園,重慶、天津、上海、武漢、廣州、深圳等地區都將工業機器人產業作為當地重點發展項目,2014年我國國產機器人廠家已超過800家,工業機器人產業園已經激增至近40個(IFR),到“十三五”末,我國機器人產業集群產值有望突破千億元。
(二)我國工業機器人產業處于最佳發展時期
一是國際環境優化。智能制造興起為我國工業機器人產業發展帶來機遇,全球工業機器人產業蓬勃發展,德國工業4.0、日本機器人新戰略、美國“先進制造伙伴計劃”等國際戰略背景,推動了國際工業機器人產業的科技創新,促使我國工業機器人市場持續增長,“一帶一路”戰略加強了我國與制造強國戰略的對接和合作,構建工業機器人產業協同化發展格局。
二是政策導向明朗。政策利好為工業機器人產業發展營造良好發展環境,行業加強政策扶持,工信部和行業協會鼓勵在材料、輸變電設備、危險品制造等重點行業的機器人研發和應用;地方財政支持力度增大,目前上海、深圳、遼寧、湖北、黑龍江等省市已出臺與機器人相關扶持政策,如東莞提出深化“機器換人”專項行動,深圳市2014-2020年財政每年5億元扶持機器人、可穿戴設備和智能裝備產業;進口市場優惠,我國采取寬松的稅收政策,對工業機器人進口整機和成套設備實施免征稅收政策,且沒有特殊監管條件,鼓勵國產機器人企業設計和開發,降低我國需求市場對國外整機產品的依賴程度。
三是產業升級需求。產業轉型升級為我國工業機器人產業開拓發展空間,“中國制造2025”激發了工業機器人的市場活力,傳統制造業生產日趨智能化,珠三角、長三角等傳統制造業聚集地未來將出現智能工廠。隨著人口紅利逐漸消失,工業機器人的替代優勢逐漸明顯,傳統的勞動密集產業向技術密集型產業轉型升級空間越大,重點推進在電子電氣、塑膠橡膠、食品飲料等應用領域的突破。
(三)我國工業機器人產業調整的結構空間較大
一是基于產業鏈視角,亟待從下游向中上游轉變。工業機器人產業鏈主要分為上游核心零部件、中游設備制造商和機器人本體、下游系統集成商三個層面,我國工業機器人產業鏈上游的減速機等核心零部件制約了國內機器人成本,產業鏈中游的本體技術被國外龍頭企業壟斷,國內的機器人企業多為產業鏈下游的系統集成商,95%企業將利潤聚集在下游環節上。
二是基于產業集群視角,有待增強集聚效應。我國依托珠三角、長三角和京津冀地區工業機器人發展的區域優勢,工業機器人產業園呈現遍地開花的現象,但重點產業集群的規模不大,缺乏上下游產品配套設備,較難形成加工深度高、集約規模大、市場競爭力強的產業體系,尚未實現龍頭產業規?;?、產業園區集群化、配套產業系統化。
三是基于市場結構視角,供需結構有待優化。市場份額方面,2014年我國多關節型機器人市場90%以上的份額被外資占據,在相對低端的直角坐標和并聯機器人國產占比分別為75%和67%。此外,2014年用于汽車整車制造的國產機器人達1172臺,同比增長440%。在食品制造行業、塑料化工、電子產品國產占比分別為54%、60%、42%,應用分化嚴重,汽車制造業90%被外資占據,可見,我國工業機器人市場結構與國外存在較大差距。
(四)我國工業機器人產業的創新驅動力急待增強
機器人在我國制造業和全球制造業中密度僅為0.3%和0.62%,即我國制造業99.7%和全球制造業的99.38%依靠人力,我國工業機器人產業的創新驅動與國際制造強國存在一定差距,工業機器人產業面臨發展瓶頸。
一方面,核心技術被壟斷。我國工業機器人產業發展最大障礙是核心技術被國外品牌企業壟斷,我國工業機器人以三軸、四軸為主,處于單價較低的工業機器人。由于我國零部件類、機器人本體、機器人集成技術難以突破,核心技術空心化,主要依靠進口,增加了產品成本,產業競爭力下降。國內市場75%被國外品牌壟斷,其中ABB、FANUC、安川、KUKA分別占據了16.5%、15.8%、12.8%和10.5%的份額。另一方面,高端技術人才短缺。工業機器人產業是人才密集度高的產業,研發制造的關鍵是大批掌握先進系統控制、裝備機械組合、核心部件研發、自動化系統工程集成等領域的高素質、高技能的專業人才,我國工業機器人產業面臨人才壁壘,一是由于我國工業自動化行業起步時間較晚、發展時間較短,高端人才儲備相對缺匱乏,二是對于各地自動化研究中心、控制系研究所和高等院校研發制造工業機器人的資金投入不足,人才培育較難滿足工業機器人的“精、細、準”技術要求。
三、我國工業機器人產業發展路徑的對策建議
(一)強化政策支撐,促進高端品牌建設
貫徹落實國家支持新興產業及高端裝備制造業發展的各項政策,制定并實施工業機器人專項規劃,加強頂層設計,推動制定工業機器人國家標準研究,中央和地方政府對工業機器人進行戰略布局,強化政策支撐。借鑒德國“工業4.0”經驗,對標“中國制造2025”戰略規劃,通過政策手段和優惠措施,擴大工業機器人的應用領域,加大創新項目推廣應用力度。重視國產品牌建設,引進先進技術,加大技術投入與改造,建立工業機器人零部件類科技創新的長效機制,充分發揮驅動作用,加強對沈陽新松、安徽埃夫特、廣州數控等龍頭企業扶持,形成規劃國際運營模式,打造國際高端企業品牌。
(二)增強研發能力,搶占產業鏈中上游
先以“美國模式”鞏固交鑰匙工程,再學習“日本模式”搶占國際工業機器人產業技術制高點,形成全產業鏈發展,從產業鏈下游的集成商向中上游本體和核心技術轉移,推進工業機器人的技術突破和產業發展。一是加強研發機構建設,加強自主知識產權的新技術成果產業化,建立工業機器人研發平臺、企業孵化與創業等平臺,健全科技創新體系。二是增強研發能力,依托雄厚的產業基礎、人才資源優勢,在工業機器人系統本體設計和關鍵零部件的核心技術上尋求重點突破,攻破伺服電機、減速器、控制器等附加值較高的核心技術,突破可靠、安全和穩定性指標。
(三)培育專業人才,探索技術研發模式
制定機器人安裝實施的專業人才培育政策,建立集設計-研發-制造-應用于一體的產學研聯盟組織,鼓勵科研院和企業研發中心發揮自身的人才優勢,加強“產學研”合作,培育機器人系統集成、軟件開發、零部件研發等“機器人革命”的關鍵性人才,充分增加具有生產線設計、技術研發、經驗豐富的高級人才儲備,探索技術研發,提高專業人才的整體素質,提升產業核心競爭力。強化科技融合,依托互聯網技術和大數據平臺建設,強化傳統機器人技術與大數據、云計算、互聯網、物聯網等先進技術的融合,推動“互聯網+機器人”的應用模式,促進工業機器人產業創新發展。
(四)加大投入力度,組建產業技術聯盟
設立工業機器人財政專項資助資金,一是加大對研發和生產工業機器人核心零部件企業的扶持,攻破機器人零部件關鍵技術,二是鼓勵和資助應用企業的技術改造,擴大企業應用范圍,改造和提升傳統生產線和運營管理模式,三是加大配套投入,主要是機器人智能制造裝備產業基地建設和配套基礎設施建設。組建集政府、科研、生產、人才、應用等資源于一體的聯盟,以企業為主體,以工業機器人產業與應用項目為載體,以產業鏈為紐帶,以技術創新為核心,增強產業關聯度,促進我國工業機器人產業長足發展和高端躍升。