淺談製造業高質量發展與工程實踐教學創新

摘要

製造業是立國之本、強國之基，製造業高質量發展是我國經濟高質量發展的重中之重。本文首先闡述了製造業高質量發展的背景與必要性，並結合當前工程實踐教學的現狀，分析了製造業高質量發展對工程實踐教學的新需求，最後，提出了工程實踐教學創新的思考及對策。

關鍵詞：製造業高質量發展工程實踐教學創新

一、背景與必要性

1） 製造業轉型升級是時代趨勢

德國於2013年漢諾威工業博覽會提出“工業4.0”，隨後，美國GE公司提出工業互聯網，我國也相繼提出中國製造2025、製造業高質量發展等戰略規劃。隨着新冠疫情的發展，給全球製造業帶來的衝擊日益凸顯，同時也加速全球產業鏈的重構，“黑燈工廠”、“燈塔工廠”逐漸興起，可極大提升了生產效率與質量。據2020年世界經濟論壇（WEF）數據，在全球總計54家燈塔工廠中，中國燈塔工廠增至16家，成為全球擁有“燈塔工廠”最多的國家。

工業發展進程

2） 製造業高質量發展是構建“國內大循環”的基石

面對新時期發展中面臨的挑戰，黨的十九屆五中全會通過的《中共中央關於制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標的建議》提出，要加快構建以國內大循環為主體、國內國際雙循環相互促進的新發展格局。通過製造業高質量發展，可有效提升供給側的質量，彌補國內產業鏈不足，滿足人民羣眾對美好生活的嚮往，為國內大循環提供供給側基礎，同時提升產業競爭力，有效支撐國內國際雙循環體系建設。

3） 工程實踐教學是支撐製造業高質量發展的重要手段

“工程實踐”是一門實踐性的技術基礎課，是培養學生動手能力，結合實踐學習理論的重要環節。通過實踐教學，使學生初步接觸機械製造、電子製造、產品設計等流程，具備初步的工程意識和實踐能力。工程實踐是工程師的啟蒙課，工程師是製造業高質量發展的人才支撐。

二、工程實踐教學現狀

目前我國的工程訓練正處在從傳統金工實習到現代工程訓練的轉變時期，工程訓練對於提升學生的綜合素質和培養學生的創新能力的作用是其他教學手段不能完全替代的。為此，國家不惜投入重金，加強工程實踐教學投入，在2006年開設了國家試驗示範中心；隨後，各級各類學校相繼成立工程訓練中心，實踐課程涵蓋機械、電子、設計等眾多方向，滿足了大多數專業的工程實踐教學的基本需求。

在工程實踐過程中，仍存在一些不足。比如與社會實際需求結合度不高，很多實踐環節仍以“小榔頭”一統天下；數控機牀等高端裝備數量不足；在工程實踐仍面臨“缺芯少魂”的窘境，缺少針對芯片設計、製造等領域的實踐課程與硬件設施，同時缺少針對工業軟件應用的課程，缺少對“卡脖子”技術的實踐支撐。

三、製造業高質量發展對工程實踐教學提出的新需求

製造業高質量發展，即通過數字化、網絡化、智能化等手段，提升智能製造水平。三者不斷融合、疊加、迭代，相互促進，長期並存。

1） 數字化

數字化是製造業高質量發展的基礎，強調信息應用的計算機化和全面數據化。數字化包括數據的採集、聚合、分析、應用和反饋等，目的是把正確的數據以正確的方式在正確的時間傳遞至正確的人和機器，提高製造資源配置效率。在工程實踐教學中，需“全景感知”學生的設計數據、教師的教學數據、實踐的過程數據，提升教學的可視化及教學過程的師生實時互動。

2） 網絡化

網絡化是製造業高質量發展的載體，強調各生產要素的互聯，實現人、機、物和知識的“連接”。通過現場總線、工業以太網、工業無線網絡、時間敏感網絡、5G等，將人、機、物連接起來，解決實踐環節內部的自動控制、數據採集、互聯互通等問題。

3） 智能化

智能化是製造業高質量發展的方向，強調通過全面感知、可靠傳輸、智能處理、精準決策，實現對各類主體的“賦能”。在工程實踐教學中，需充分利用大數據、人工智能等與工程實踐技術的融合應用。暢通教學、學習、管理、運維的數據渠道，將工藝要求、運行流程、實踐經驗等工業知識模型化、模塊化、軟件化，將閉鎖的、散落的、凌亂的工業知識整合匯聚起來，並通過優化配置和反覆調用，不斷提高工程教學質量。

四、工程實踐教學創新思考及對策

1） 面向典型場景開展針對性教學

在經濟高質量發展的大背景下，2018年12月，中央經濟工作會議確定2019年重點工作任務時提出“加強人工智能、工業互聯網、物聯網等新型基礎設施建設”，這是新基建首次出現在中央層面的會議中，其中工業互聯網是新基建的重點。工業互聯網體系架構包含網絡、平台、安全等三要素，在工程實踐教學過程中，需改造機牀等重點設備的聯網能力；同時建設工程實踐教學雲平台，利用雲平台暢通教學、學習、教學管理、內外部協作等環節；最後，應提升教學過程中的信息安全與設備功能安全防護能力。

另外，世界汽車產業正經歷第三次變革，其核心特徵是“智能化、網聯化、電動化、共享化”。中國智能網聯汽車發展已上升至國家戰略層面，發展定位從原來以車聯網概念的一個重要組成部分，向智能製造、智能網聯等智能化集成行業轉移。面對新的需求與挑戰，前期，可引進包括汽車關鍵零部件設計、汽車電子電氣架構設計、自動駕駛算法、自動駕駛場景模擬、汽車模擬生產線等仿真系統，帶動機械類、電子類、汽車工程類、產品設計類等教學科目的轉型升級。在有條件的基礎上，可引入基於5G的V2X車路協同試驗場，進一步提升示範應用效果。

2） 建立產學研聯動機制

與大院大所、具有行業代表性的企業建立聯合創新實驗室。為新技術提供試驗驗證環境，同時開展相關的示範應用，提升影響力；另外，建立人才聯合培養機制，重點培養符合科研、企業需求的各類人才，拓寬學生的就業途徑，還應適當“引進”學術界、產業界專家定期對教師進行技術培訓，鼓勵教師參加各類行業展會、研討會等。

3） 激發師生“自主創新”能力

行政“搭台”，師生“唱戲”。行政管理部門應做好實驗平台、實驗環境建設。同時通過機制體制創新，建立科學的、靈活的工作機制，如採用預約等形式適度在非教學時間開放實驗室資源，並且對參與其中的教師與學生給予一定的學分鼓勵。對有影響力的成果，應積極協助成果的孵化與轉化，逐漸培育自主創新的土壤，激發師生的創新潛能。

結語

綜上所述，工程實踐教學作為培養“新時代”工程師的重要教學手段之一，需重點在“數字化、智能化、網絡化”等環節發力。同時通過課程創新、教學方式創新、機制體制創新着力營造自主創新氛圍，為製造業高質量發展、經濟轉型升級提供人才支撐。