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從工業0.0到工業4.0的職業教育演進與變革

作(zuò)者:曹 晔 盛子強 秦 文 浏覽: 發表時(shí)間(jiān):2018-10-10 12:12:41

經過30餘年的改革開(kāi)放,我國綜合國力雖有(yǒu)大(dà)幅提升,但(dàn)仍處于工業化中後期,需進一步探索中國特色的工業化道(dào)路:提升傳統産業與培育新興産業相結合;傳統手工藝與先進制(zhì)造業相結合;第一次工業化與第二次工業化相結合;信息化與工業化相結合。這就意味着,我國還(hái)需要較長時(shí)期走“工業2.0”補課、“工業3.0”普及、“工業4.0”示範的“并聯式”發展道(dào)路。我國制(zhì)造業生(shēng)産力多(duō)層次、多(duō)形式的現狀,對人(rén)才的需求、培養也必然是多(duō)層次、多(duō)規格的。為(wèi)此,有(yǒu)必要對不同時(shí)期世界工業革命的職業教育存在形态進行(xíng)系統分析,為(wèi)“中國制(zhì)造2025”戰略實施提供強有(yǒu)力的技(jì)術(shù)技(jì)能人(rén)才支撐。



工業2.0下的學校(xiào)職業教育

(一)工業2.0:電(diàn)氣化

19世紀最後30年和(hé)20世紀初,科學技(jì)術(shù)的進步和(hé)工業生(shēng)産的高(gāo)漲,在勞動分工的基礎上(shàng)采用了電(diàn)力驅動機械的大(dà)規模生(shēng)産,被稱為(wèi)第二次工業革命,人(rén)類至此邁入了“電(diàn)氣時(shí)代”。19世紀70年代後,科學技(jì)術(shù)取得(de)了飛躍的發展,發電(diàn)機、電(diàn)動機、內(nèi)燃機等相繼發明(míng),最顯著的是遠距離輸電(diàn)技(jì)術(shù)的産生(shēng)和(hé)應用,電(diàn)力在生(shēng)産、生(shēng)活中得(de)到廣泛使用,促使電(diàn)氣工業迅猛發展。20世紀90年代後,內(nèi)燃機廣泛應用,一方面為(wèi)汽車(chē)和(hé)飛機工業的發展提供了技(jì)術(shù),另一方面也推動了石油工業的發展。這一時(shí)期,科學技(jì)術(shù)的飛速發展,使得(de)工業取得(de)了長足進步,部分西方發達國家(jiā)的工業增加值超過了農業,工業重心也由工業化早期的輕紡工業轉型升級為(wèi)重化工業,在機械工業的基礎上(shàng)又産生(shēng)了電(diàn)氣、化學、石油等新興工業部門(mén)。

        主要特點是:

        1.大(dà)規模生(shēng)産        

        2.流水(shuǐ)線作(zuò)業

        3.專用化設備       

        4.标準化技(jì)術(shù)       

        5.資本密集型生(shēng)産方式      

        6.科層制(zhì)組織形式

        

(二)工業2.0下的職業學校(xiào)教育

這一時(shí)期,分工理(lǐ)論為(wèi)流水(shuǐ)線生(shēng)産線提供了重要的指導思想,規模經濟理(lǐ)論為(wèi)大(dà)規模生(shēng)産提供了重要的理(lǐ)論基礎,科學管理(lǐ)理(lǐ)論提供了生(shēng)産标準化、制(zhì)度化等制(zhì)度。工業2.0下的标準化生(shēng)産為(wèi)學校(xiào)形态職業教育進行(xíng)專門(mén)化、标準化人(rén)才培養提供了堅實的基礎。企業需要專用性生(shēng)産設備,每個(gè)人(rén)固定從事流水(shuǐ)線的一項或幾項職能或操作(zuò),操作(zuò)技(jì)能單一,也為(wèi)學校(xiào)職業教育的發展創造了條件。大(dà)規模标準化生(shēng)産不僅需要培養大(dà)批的藍(lán)領工人(rén),其科層組織也需要培養從事管理(lǐ)工作(zuò)的白領人(rén)才。因此,20世紀50、60年代,随着二戰後的經濟繁榮,許多(duō)國家(jiā)的職業教育發展進入“黃金期”,尤其是發展中國家(jiā)把職業教育作(zuò)為(wèi)振興經濟的重要舉措,紛紛出台相關政策,加大(dà)資金投入,一些(xiē)國際性組織機構也加大(dà)了對職業教育的支持力度。如從1963—1976年,世界銀行(xíng)援助職業教育和(hé)培訓的總體(tǐ)水(shuǐ)平持續增長,職業教育和(hé)培訓計(jì)劃占用了世界銀行(xíng)援助教育計(jì)劃費用的43%。

工業3.0下的校(xiào)企合作(zuò)職業教育

(一)工業3.0:自動化

第二次世界大(dà)戰以後,經濟社會(huì)的快速發展使科學技(jì)術(shù)得(de)以繁榮,人(rén)類在原子能、電(diàn)子計(jì)算(suàn)機、微電(diàn)子技(jì)術(shù)、航天技(jì)術(shù)、分子生(shēng)物學和(hé)遺傳工程等領域取得(de)重大(dà)突破,标志(zhì)着新的科技(jì)革命的到來(lái)。這次科技(jì)革命被譽為(wèi)第三次科技(jì)革命,其中,最具劃時(shí)代意義的是電(diàn)子計(jì)算(suàn)機的迅速發展和(hé)廣泛運用,開(kāi)辟了信息時(shí)代,帶來(lái)了一種新型經濟——知識經濟。知識經濟發達程度的高(gāo)低(dī)已成為(wèi)各國綜合國力競争中成敗的關鍵所在。電(diàn)子與信息技(jì)術(shù)的廣泛應用,使得(de)制(zhì)造過程不斷實現自動化,即生(shēng)産不需要人(rén)直接參與操作(zuò),而由機械設備、儀表和(hé)自動化裝置來(lái)完成産品的全部或部分加工的生(shēng)産過程。各類機器(qì)人(rén)在生(shēng)産過程中的廣泛運用,提高(gāo)了工業生(shēng)産的自動化、工業化水(shuǐ)平,推進了工業化進程。一些(xiē)發達資本主義國家(jiā)出現了由人(rén)遙控的自動化機器(qì)體(tǐ)系、機械手、機器(qì)人(rén)等。自動化機器(qì)體(tǐ)系和(hé)機器(qì)人(rén)的出現,能夠代替工人(rén)在高(gāo)溫、易爆、劇(jù)毒、具有(yǒu)腐蝕性和(hé)放射性的環境中連續工作(zuò)24小(xiǎo)時(shí),并且成本隻相當于雇傭工人(rén)的一半左右。自動化機器(qì)不僅可(kě)以在生(shēng)産環節大(dà)批量地替代體(tǐ)力勞動,而且也能局部地替代腦(nǎo)力勞動。如1970年,在美國全部7 000萬就業崗位中,制(zhì)造業就業者近1 700萬,占25%。到2012年,在美國13 370萬就業崗位中,制(zhì)造業就業者隻有(yǒu)1 190萬,僅占9%。

        主要特點是:

        1.個(gè)性化、多(duō)樣化的消費需求 

        2.自動化生(shēng)産        

        3.柔性制(zhì)造技(jì)術(shù)        

        4.通(tōng)用性設備        

        5.技(jì)術(shù)密集型生(shēng)産方式       

        6.扁平化管理(lǐ)方式

       

(二)工業3.0下的校(xiào)企合作(zuò)職業教育

工業3.0下企業采用個(gè)性化、定制(zhì)生(shēng)産方式,其生(shēng)産特征是:自動化的通(tōng)用設備+柔性生(shēng)産技(jì)術(shù)以及扁平化的管理(lǐ)組織,生(shēng)産表現出多(duō)品種、個(gè)性化、小(xiǎo)批量産品。在生(shēng)産自動化的條件下,生(shēng)産環節的工人(rén)被機器(qì)取代,人(rén)的職能主要是設計(jì)、組裝、調整、檢驗、監督、控制(zhì)以及調整和(hé)檢修自動化設備和(hé)裝置。生(shēng)産性服務業重點要發展處在産品生(shēng)命周期的兩端:一端是研發設計(jì),一端是售後服務。即産前的新技(jì)術(shù)研發、新産品開(kāi)發和(hé)産後的現代物流、信息咨詢、金融租賃和(hé)保險等服務業。

在這一背景下,指導企業生(shēng)産力的理(lǐ)論由分工理(lǐ)論變為(wèi)合工理(lǐ)論,由規模經濟理(lǐ)論變為(wèi)範圍經濟理(lǐ)論;生(shēng)産方式由勞動密集型的流水(shuǐ)線作(zuò)業變為(wèi)自動化的精益生(shēng)産等;由生(shēng)産單一産品變為(wèi)生(shēng)産多(duō)種産品。企業員工技(jì)能由單一變為(wèi)多(duō)種,由操作(zuò)技(jì)能為(wèi)主變為(wèi)心智技(jì)能為(wèi)主;勞動方式由個(gè)人(rén)單獨完成變為(wèi)小(xiǎo)組合作(zuò)完成,企業一線人(rén)員從生(shēng)産領域為(wèi)主變為(wèi)生(shēng)産服務業為(wèi)主,企業人(rén)員類型由藍(lán)領和(hé)白領兩個(gè)系列合二為(wèi)一變為(wèi)灰領。這一系列的變化,完全依靠學校(xiào)教育或是企業培訓都難以培養出高(gāo)素質技(jì)術(shù)技(jì)能人(rén)才,因而,必須加大(dà)教育與培訓的交集,實現以現代學徒制(zhì)為(wèi)标志(zhì)的産教高(gāo)度融合。以往學校(xiào)形态的職業教育也越來(lái)越多(duō)地采取雙元制(zhì)、實習和(hé)頂崗培訓等培訓形式;以往的企業培訓也主動尋求與職業學校(xiào)的合作(zuò),以提高(gāo)受訓者的知識積累和(hé)理(lǐ)論水(shuǐ)平,學校(xiào)教育與企業培訓“雙軌制(zhì)”運行(xíng)向着“一體(tǐ)化”方向邁進。

工業4.0下職業教育的展望

(一)工業4.0:智能化

目前發達國家(jiā)正從工業3.0向工業4.0邁進,即生(shēng)産的自動化向網絡信息化方面邁進。工業4.0也被稱為(wèi)是第四次工業革命,它不是單純的技(jì)術(shù)革新,而是整個(gè)工業生(shēng)态環境或生(shēng)産方式的變革。工業4.0意味着把雲計(jì)算(suàn)、機器(qì)人(rén)、工業互聯網等技(jì)術(shù)有(yǒu)機融合在一起,整合全部生(shēng)産流程,企業組織模式更加扁平、供應鏈更加透明(míng)、平台更加整合、産品更加智能、運營更加簡化、交付更加靈活,使整個(gè)生(shēng)産過程更智能、更具預測性。從目前的實踐和(hé)研究進展來(lái)看,工業4.0下現代企業主要具有(yǒu)以下幾方面的特點。

1.大(dà)規模定制(zhì)生(shēng)産方式

适應多(duō)樣化、個(gè)性化需求,工業4.0将通(tōng)過數(shù)字化工廠,采用大(dà)規模定制(zhì)化生(shēng)産方式,專門(mén)化、就近分散式将成為(wèi)重要生(shēng)産特征。大(dà)規模定制(zhì)是一種集企業、客戶、供應商、員工和(hé)環境于一體(tǐ),在系統論思想指導下,用整體(tǐ)優化的觀點,充分利用企業已有(yǒu)的各種資源,在标準技(jì)術(shù)、現代設計(jì)方法、信息技(jì)術(shù)和(hé)先進制(zhì)造技(jì)術(shù)的支持下,根據客戶的個(gè)性化需求,以大(dà)批量生(shēng)産的低(dī)成本、高(gāo)質量和(hé)高(gāo)效率提供定制(zhì)産品和(hé)服務的生(shēng)産方式。

2.智能機器(qì)人(rén)

智能機器(qì)人(rén)是真正的機器(qì)人(rén),具有(yǒu)人(rén)的判斷、感覺、分析和(hé)思考等能力,它具備像人(rén)一樣的視(shì)覺、聽(tīng)覺、觸覺、嗅覺等內(nèi)部信息傳感器(qì)和(hé)外部信息傳感器(qì)。除具有(yǒu)感受器(qì)外,它還(hái)作(zuò)用于周圍環境的效應器(qì),能夠根據周圍環境做(zuò)出反應。可(kě)見,能夠稱為(wèi)智能機器(qì)人(rén)至少(shǎo)要具備三大(dà)要素:一是感覺要素,能夠認識或感覺到周圍環境狀态;二是思維要素,根據感覺所獲得(de)的信息,思考并做(zuò)出将要采用行(xíng)動的具體(tǐ)動作(zuò);三是運動要素,根據思考結果對外界做(zuò)出反應性的動作(zuò)。目前人(rén)們積極開(kāi)發的無人(rén)駕駛汽車(chē)就是典型的智能機器(qì)人(rén)。

3.數(shù)字化工廠

數(shù)字化工廠是指在計(jì)算(suàn)機虛拟環境條件下,以産品整個(gè)生(shēng)命周期的數(shù)據為(wèi)基礎,對其生(shēng)産過程進行(xíng)仿真、評估和(hé)優化,并進一步擴展到産品全生(shēng)命周期的新型生(shēng)産組織方式。它是把先進的數(shù)字制(zhì)造技(jì)術(shù)與現代的計(jì)算(suàn)機仿真技(jì)術(shù)進行(xíng)有(yǒu)機結合,使産品設計(jì)和(hé)産品制(zhì)造之間(jiān)通(tōng)過數(shù)字化信息實現有(yǒu)效溝通(tōng)。若數(shù)字化工廠實現了人(rén)機交互就成為(wèi)智慧工廠。可(kě)見,智慧工廠是數(shù)字化工廠的升級版,它利用監控技(jì)術(shù)和(hé)物聯網技(jì)術(shù)等來(lái)管理(lǐ)信息和(hé)服務系統,對生(shēng)産線的人(rén)工幹預大(dà)幅度減少(shǎo),主要通(tōng)過編制(zhì)的程序來(lái)提高(gāo)生(shēng)産過程可(kě)控性。同時(shí),集初步智能系統和(hé)智能手段等多(duō)種新技(jì)術(shù)于一體(tǐ),從而構建起安全舒适、綠色環保、高(gāo)效節能的人(rén)性化工廠。

4.智能加工技(jì)術(shù)

智能加工技(jì)術(shù)借助先進的檢測、加工設備及仿真手段,實現對加工過程的建模、仿真、預測,對加工系統的監測與控制(zhì);同時(shí)集成現有(yǒu)加工知識,使得(de)加工系統能根據實時(shí)工況自動優選加工參數(shù)、調整自身狀态,獲得(de)最優的加工性能與最佳的加工質效。智能加工技(jì)術(shù)具有(yǒu)人(rén)的思維能力,在制(zhì)造過程中能進行(xíng)諸如分析、判斷、構思、推理(lǐ)和(hé)決策等智力活動,能部分地替代技(jì)術(shù)專家(jiā)的腦(nǎo)力勞動。

 5.3D打印技(jì)術(shù)

3D打印技(jì)術(shù)是一種以數(shù)字模型文件為(wèi)基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可(kě)黏合材料,通(tōng)過逐層打印的方式來(lái)構造物體(tǐ)的技(jì)術(shù)。該技(jì)術(shù)對模具制(zhì)造、工業設計(jì)等領域将帶來(lái)革命性變革,也可(kě)以用于一些(xiē)産品的直接制(zhì)造或零部件生(shēng)産,尤其是能夠滿足小(xiǎo)批量、個(gè)性化的高(gāo)端消費需求。

(二)工業4.0下的職業教育發展趨勢

1.專業設置複合化、優勢化

工業4.0時(shí)代,制(zhì)造業和(hé)信息産業将深度融合,并創造出新的産業形态和(hé)商業模式。信息化與工業化融合的基礎是産業融合。由于技(jì)術(shù)變革和(hé)産業供應鏈的興起,使企業業務出現交叉,導緻産業融合和(hé)産業間(jiān)邊界模糊,出現技(jì)術(shù)低(dī)端産業融合到技(jì)術(shù)水(shuǐ)準較高(gāo)的産業,優化升級産業結構,創造出新的高(gāo)端産業,提高(gāo)産業市場(chǎng)競争力。不僅制(zhì)造業內(nèi)部,生(shēng)産企業與服務企業、互聯網企業與制(zhì)造企業之間(jiān)的邊界也将日益模糊。如與圖書(shū)業融合産生(shēng)電(diàn)子圖書(shū),與手機業融合産生(shēng)了智能手機,與教育融合産生(shēng)網絡教育,與醫(yī)療融合産生(shēng)遠程醫(yī)療,與商業融合産生(shēng)了現代電(diàn)商等。

在工業2.0、3.0時(shí)代,産業鏈上(shàng)的企業組織之間(jiān)需要相互提供服務,要求企業在地理(lǐ)空(kōng)間(jiān)布局上(shàng)相對集中,即所謂的産業聚集。與此相對應職業院校(xiào)專業設置要體(tǐ)現專業集群。在工業4.0時(shí)代,信息流的影(yǐng)響已經超過實物流的影(yǐng)響。正如蔓紐爾·卡斯特指出,在技(jì)術(shù)快速變遷的前提下,網絡而非公司才是實際的運作(zuò)單位。因此,職業院校(xiào)專業設置必須突出優勢原則,而不需要堅持專業集群原則。

2.培養服務型制(zhì)造業的複合型人(rén)才

工業4.0條件下,服務型制(zhì)造業将取代生(shēng)産型制(zhì)造業。服務型制(zhì)造商除了向用戶提供産品之外,還(hái)将提供産品的售後服務,或出現問題的整體(tǐ)解決方案等。随着人(rén)工智能技(jì)術(shù)等的不斷發展與應用,數(shù)控化機械産品的自我适應、自我學習、自我決策等能力将日益增強,使“數(shù)控一代”機械産品升級為(wèi)“智能一代”機械産品。這将改變以往制(zhì)造企業的商業行(xíng)為(wèi)模式,生(shēng)産的産品會(huì)以租賃等方式與需求者、消費者、産品使用者建立聯系。在互聯網的作(zuò)用下,企業也是互聯的,核心企業通(tōng)過創建品牌把相關企業組織起來(lái)打造全程供應鏈,實現資源配置最優化。這條供應鏈集合了零部件配套企業、原料供應企業、業務外包企業、商品流通(tōng)企業、物流運輸企業和(hé)相關合作(zuò)單位等,企業之間(jiān)的業務往來(lái)就形成了相互之間(jiān)的服務關系。總之,工業4.0下服務型制(zhì)造業将主導産業發展。從過程來(lái)分析,生(shēng)産過程占用的時(shí)間(jiān)僅為(wèi)十分之一,而服務過程占用的時(shí)間(jiān)高(gāo)達十分之九;從價值鏈來(lái)分析,生(shēng)産過程創造的價值僅占三分之一,而提供産前産後服務的價值高(gāo)達三分之二。因此,服務型制(zhì)造業中的服務成為(wèi)主體(tǐ)。

3.加大(dà)智能機器(qì)人(rén)的人(rén)才培養

未來(lái)制(zhì)造業生(shēng)産環節是無人(rén)化、少(shǎo)人(rén)化,主要由智能機器(qì)人(rén)來(lái)完成,服務業領域也會(huì)大(dà)量使用機器(qì)人(rén),生(shēng)産機器(qì)人(rén)成為(wèi)未來(lái)裝備制(zhì)造業的一個(gè)重要領域。伴随着技(jì)術(shù)的成熟、規模擴張和(hé)生(shēng)産成本的下降,智能機器(qì)人(rén)在生(shēng)産和(hé)服務各領域會(huì)得(de)到廣泛應用,必将迎來(lái)井噴式的增長。國際機器(qì)人(rén)聯合會(huì)預測,“機器(qì)人(rén)革命”将創造數(shù)萬億美元的市場(chǎng)。國際上(shàng)也有(yǒu)輿論認為(wèi),機器(qì)人(rén)是“制(zhì)造業皇冠頂端的明(míng)珠”,其研發、制(zhì)造、應用是衡量一個(gè)國家(jiā)科技(jì)創新和(hé)高(gāo)端制(zhì)造業水(shuǐ)平的重要标志(zhì)。目前,每萬名工人(rén)擁有(yǒu)機器(qì)人(rén)的數(shù)量德國為(wèi)273台,日韓為(wèi)300台左右,而我國僅為(wèi)23台。鑒于未來(lái)智能機器(qì)人(rén)在國家(jiā)競争中的重要性,智能機器(qì)人(rén)必然成為(wèi)最重要的裝備制(zhì)造業之一,圍繞這一産業的生(shēng)産、使用、維護等将會(huì)需要大(dà)批量的技(jì)術(shù)技(jì)能人(rén)才。

4.突出創新與應變能力的培養

未來(lái)的消費越來(lái)越表現出個(gè)性化、多(duō)樣化的特點,企業需按照顧客需求進行(xíng)定制(zhì)化生(shēng)産。IBM全球高(gāo)級副總裁兼中國開(kāi)發中心總經理(lǐ)王陽比喻,現代工業像西藥,每個(gè)病人(rén)吃(chī)的藥片都是标準化設備生(shēng)産出來(lái)的無差别産品;而工業 4.0像中藥,根據每個(gè)病人(rén)的情況,選擇不同藥材配方和(hé)采用不同劑量組合,同樣患的是感冒,100 個(gè)人(rén)的用藥不是完全相同的。工業4.0智能制(zhì)造條件下,産業供應鏈是由衆多(duō)成員企業構成的供應鏈。這條供應鏈上(shàng)核心企業根據市場(chǎng)需求的變化,借助信息技(jì)術(shù)去尋求有(yǒu)合作(zuò)意向的企業,将他們靈活有(yǒu)效地組建起來(lái),供應鏈上(shàng)的生(shēng)産單元完全是由衆多(duō)不同的獨立企業來(lái)承擔。每個(gè)企業隻是供應鏈上(shàng)的一個(gè)環節,産品生(shēng)産高(gāo)度社會(huì)化,這就要求企業員工具備及時(shí)捕捉信息、把握商機、具有(yǒu)與外界溝通(tōng)和(hé)協調,基于外界條件的變化而靈活決策等能力。

5.職業教育再企業化

工業4.0智能制(zhì)造條件下,數(shù)字化企業、數(shù)字化工廠、數(shù)字化車(chē)間(jiān)、自動化智能化生(shēng)産線成為(wèi)常态。數(shù)字化工廠是利用數(shù)字化技(jì)術(shù),特别是泛在網絡技(jì)術(shù),實時(shí)獲取工廠內(nèi)外相關數(shù)據和(hé)信息,集成相關人(rén)員知識,智慧地進行(xíng)産品設計(jì)、生(shēng)産、管理(lǐ)、銷售及服務的現代化工廠模式。全生(shēng)命、全供應鏈的數(shù)字化工廠,工廠與産品的全生(shēng)命周期整合,意味着工程技(jì)術(shù)人(rén)員的能力不能局限于某一環節,而需具備從設計(jì)、開(kāi)發、執行(xíng)到優化的全局意識和(hé)上(shàng)下遊整合的能力。這些(xiē)能力的培養在學校(xiào)內(nèi)已難以完成,職業教育又回到了原點,智能制(zhì)造和(hé)人(rén)才培養合二為(wèi)一,造物和(hé)造人(rén)高(gāo)度統一。當然,學校(xiào)教育并不會(huì)消失,但(dàn)以企業為(wèi)主導的職業教育或現代學徒制(zhì)将大(dà)行(xíng)其道(dào)。



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