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2020典型案例:焊接技术应用专业转型升级诊断与改进

2020-12-29 15:31:37 来源:皇冠金沙 浏览:644

焊接技术应用专业转型升级诊断与改进典型案例 ——三河市职业技术教育中心

【摘要】依托地域经济背景,为社会提供适用的高技能应用型人才是现代职业教育的根本使命与价值体现。本文以《中国制造2025》和国家的创新驱动战略为依据,先容了三河市职业技术教育中心焊接技术应用专业转型升级诊断与改进的方式和途径,在探索专业内涵建设、教师团队建设、实训条件建设、教学资源建设等方面取得的一些成效,并积累了一些经验。 【关键词】焊接专业 转型升级 诊断与改进

中国正处于传统产业优化升级、装备制造行业、人工智能技术等方面繁荣发展和多样性并进阶段。根据2015年5月8日国务院颁布的中国政府实施制造强国战略的第一个十年行动纲领《中国制造2025》和国家的创新驱动战略,机器人焊接是智能制造领域的关键一环,能够稳定和提高焊接质量,为增强制造业的竞争力、提高装备自动化水平提供有力支撑,是促进企业科技进步、改造传统产业、提高产品质量的重要手段。国家政策方针对中职教育专业设置和专业建设提出了新的要求,尤其对机器人焊接专业的开设和发展,指出新的方向。

  1. 专业转型升级的主要原因

1.新时代加快焊接行业企业广泛应用焊接机器人。据统计,未来几年,国内焊接机器人市场规模将达到近百亿元,年增长10%左右,到2018年焊接机器人市场规模已经突破110亿,到今年市场规模有望达到145亿元。国内焊接机器人市场销量方面,年销售达到3万台左右。以上数据表明,焊接行业已加快取代传统焊接技术,广泛的应用焊接机器人。

2.焊接企业转型发展需要大量人才。传统焊接技术消耗大、产出低、质量、效益差,难以满足质量、效率、成本的要求。传统焊接环境恶劣、人工成本高、难招工等问题,促进焊接行业企业机器人换人迫切。预计今后几年,国内企业对弧焊机器人的需求量每年至少需新增专业操作员1.15万人,目前受过系统培训的机器人操作人才数量已不能跟上市场的需求量,机器人操作人才匮乏。焊接行业企业快速发展需求大量焊接机器人应用人才。

三河市地处京、津、唐金三角腹地,随着京津冀一体化协同发展,一些之前与我校焊接专业合作密切的焊接加工制造业企业纷纷转型,由传统手工焊接变为机器人焊接,企业对焊接机器人操作技术人才需求逐年增加。服务地方企业需求促使我校焊接技术应用专业转型。

3.生源的减少促使专业转型。虽然我校依托师资和实训条件的优势,但是2013年—2015年,焊接技术应用专业每年招生人数仍然呈下滑趋势。通过调研企业和回访毕业生,大家发现,一方面学生和家长都认为从事焊接行业就等于选择的了脏、苦、累、工资少的工作,另一方面企业用人方向也因为国家战略和政策的调整发生改变,学生就业也越来越困难。焊接专业转型势在必行。

二、专业转型升级面临的问题

国家政策方针、区域发展特征以及行业企业发展需求都对机器人焊接专业的开设提出了新的要求。对于中职焊接专业来说,由于人工智能对整个行业的影响,专业建设的各方面都要随之改变,才能更好的适应行业企业发展。尤其是实训条件,要实现从手工焊到机器人焊接的转变,需要大笔资金的注入,购置机器人焊接设备设施,为专业教学提供实习实训基础;同时,对教师团队的专业技能和理论基础也提出了新的挑战,要求教师不但精通手工焊接技术,更要熟悉机械手臂的操控与运用;至于课程体系的重新设置、教学资源的制作、校企合作的展开等专业建设的各方面工作也需要一一展开,不可能一蹴而就。

三、专业转型升级的改进措施

我校焊接技术应用专业开设于1998年,曾经取得骄人的成绩。2009年,焊接钳工实训车间是河北省教育厅批准建设的省级重点实训基地;2013年被确定为国家重点示范建设专业;2014年1月被评为河北省骨干专业。与中国焊接协会、中国工程建设焊接协会、三河市新宏昌专用车有限企业、北京东方通达产业基地、中国水利水电第五工程局有限企业、河北中亿永兴工贸有限企业等多家行业企业保持长期稳定的合作关系,20年来,为地方经济建设培养了大批技术应用型人才。

焊接专业经过多年探索,从实训设备、师资培养、校企合作等多方面入手,稳扎稳打,经过2016年、2017年、2018年三年的摸索与实践,向机器人焊接专业方向转型升级的条件基本成熟。

(一)多途径提升教师教学能力,打造复合型专业师资团队

1.组建复合型教师团队。现有专任教师29人,研究生学历10名,本科学历10名;国家职业技能鉴定考评员3人。专业带头人2名,骨干教师6名。学校聘请了“哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室”、“教育部工程研究中心”焊接技术顾问胡永忠同志为我校焊接技术顾问,并且与北京石油化工学院、北京信息科技大学、北京工业大学开展产学研合作,建设产学研联合培养研究生基地合作协议,共同建设发展我校机器人焊接技术专业。形成了一支“校内教师为核心、校外专家、教授为支撑”的教师团队。

2.组织教师参加培训。通过专业培训提升专业教师的技术水平。

机器人焊接专业师资培训一览表

序号

时间

培训人员

培训地点

培训内容

备注

1

2016年4月

杨 猛 石 泉 康志强 孟庆刚 10名学生

唐山松下

中国焊接协会颁发的“弧焊机器人操作员资格证书”

 

2

2016年5月

杨猛、石泉 孟庆刚、李桂生

首钢安川

安川机器人培训

 

3

2017年3月

杨猛
石泉

山东济南奥太电气有限企业

机器人焊接培训

 

4

2018年10月

杨猛

中国工程建设工程协会

职业技能竞赛裁判员培训,并取得证书

 

5

2019年4月

杨猛、张瑞涛
石泉、优秀学生

校内库卡机器人实训室

库卡机器人实操和福尼斯电源培训

 

6

2019年7月

王学新
关国松

2019暑期第二十届全国高校师资培训班

AI人工智能、嵌入式AI编程的学习和基于TensorFlow、paddlepaddle等机器学习系统

 

7

2019年8月

杨猛
张瑞涛
石泉

中国焊接学会组织的“焊接机器人操作师高级研修班”

取得焊接机器人操作师证书

 

8

2019年8月

王学新

2019年全国县级职教中心“数控技术、智能制造应用技术”骨干教师培训班。

华中数控机器人的编程与操作

 

三年来,通过有针对性的培训,累计派出32人次,焊接专业教师团队在机器人实操、机器人的集成调试、App编程、工艺理论、加工实训和教学能力、科研能力等方面的专业素质不断提升。一方面熟练掌握各种类型机器人的编程与操作,另一方面通过培训获取机器人操作员资格证书、职业技能竞赛裁判员证书等资格认证,专业能力得到了行业企业的一致认可。

(二)完善教学设备设施

随着焊接专业的发展,实习实训场地和设备也逐渐发生着变化。

1998年开办焊接技术应用专业,直到2005年,一直采用比较落后弧焊变压器焊接设备。 2005年高校长上任后,重视装备制造类专业的发展,尤其对焊接专业的专业建设和发展,逐步添置弧焊整流器焊机、逆变手工焊条电弧焊机、混合气体保护焊机、氩弧焊接等大量实训设备。 2009年,搬入新校区之后,更新扩大了实训场地、添置了大量松下高端焊接切割设备,包括松下机器人焊接系统、仿真火焰切割、激光切割等设备。 2010年,我校建成探伤实训室和力学实训室。 2015年,建设了工业机器人实训室、安川焊接机器人工作站。配置ABB、松下、三菱、安川等型号机器人22台套。 2016年,经过走访调研,我校开始对焊接技术应用专业进行转型和调整。年底投资300余万元投资建成了机器人焊接基础实训室。 2018年11月,引进机器人焊接培训系统包含库卡机器人11台,配备福尼斯焊接电源和工装夹具等设备设施,总值720万元。 2019年3月对焊接机器人实训室进行了升级改造,在焊接机器人实训工位安装了18套监控系统。

总之,机器人焊接专业方向现有机器人焊接实训室、库卡机器人实训车间、安川焊接机器人工作站、机器人仿真编程室、工业机器人实训室等等实训场地,总面积1000多平米,设备总值1320余万元。通过购置先进的机器人焊接设备,使焊接专业发展更进一步适应市场需求,为培养中、高端机器人焊接操作人才提供了有力的保障。

(三)加强专业内涵建设

1.专业课程设置更加适合企业需求。针对机器人焊接专业方向所覆盖的职业岗位群,分析岗位工作过程与工作任务,分解职业能力要求,按照岗位工作任务调整课程设置及课程内容,使教学内容适应行业企业需求。

 

 

结合设备特点,焊接机器人操作编程及应用课程主要设计实训项目包括低碳钢中厚板的焊接、不锈钢材料的焊接、铝材料的增材加工等方面。手工焊操作培训考核合格,才能进入机器人及自动化焊接操作培训。

2.专业教学模式更加适应人才培养构建以“企业工作任务”为载体的“做中教、做中学”教学模式,教师紧紧围绕训练任务进行教学,让学生带着工作任务进行学习实践,提高了学生实操能力,让学生参与校内企业部分焊接工作任务,为实现从学校到工厂的“无缝对接”奠定坚实基础。
利用可视化机器人焊接教学系统平台,提高教学质量,降低教学成本;利用专业摄像头对焊接过程进行实时监控和录像,并存储成视频可以反复播放,加深学生对机器人焊接过程细节的认识和理解,体现务实教学。

(四)开发专业教学资源

为了更好的开展教学,从2019年1月开始,焊接技术应用专业教师团队,召开基于松下机器人和库卡机器人的“活页式教材”编写启动会。通过总结日常教学过程中存在的问题,对现有的教学资源进行整合,去粗取精,以“理论常识够用,重视实际操作”为原则,编写项目化的活页式教材以及配套的教案、PPT、教学视频等教学资源。活页式教案适用于初级培训,包含了机器人示教器的基本操作、轨迹示教及焊接操作等培训项目,主要适用于项目教学方法。

(五)深化校企产教融合

在三年的探索中,积极汲取焊接技术应用专业产教融合的成功经验,在实习实训中逐步实施。

与三河市佳宇盛通工贸有限企业、德恒数控设备有限企业、三河市盛德普数控设备制造有限企业、三河市多维空间机器人系统有限企业、三河市宝隆机电设备有限企业、三河市比特数控技术应用、三河市邦士吉材料连接技术服务有限企业等7家校内企业开展密切合作。利用现有实训设备帮助企业完成生产任务,企业的多种工作岗位使教学与生产相融合,提高了专业教师对焊接产品的研发能力。比如,利用安川焊接机器人工作站等实训设备,把生产实践引入教学实训过程,让学生直接参与工件生产过程,在生产中提升了技术水平。与北京石油化工学院共同研发安川焊接机器人工作站设备,并开发《床具弧焊工作站研发与应用》校本教材,与三河市三皇工贸有限企业联手为燕城监狱生产床具设备和高铁S支脚和高铁L支脚的焊接工作。

四、专业转型升级取得的成效

2016年焊接技术应用专业开始转型,至今已开展三年专业建设,取得了初步成效。

(一)技能大赛勇夺佳绩

三年来,通过“请进来走出去”,有计划、有目的的安排专业教师团队参加机器人焊接行业协会和企业培训,教师和学生逐步成长了起来,使师资队伍有了一定规模,在专业技术能力、专业教学能力和管理能力上,整体素质大幅提高。在各类国家级大赛中师生多次荣获各类奖项。

通过以赛促教、以赛促学,教师素质水平得到了提升,学生专业技术能力得到了锻炼。教师已经成为专业建设领域专家,在专业建设中发挥了重要作用。2016级学生毕业后被多家企业青睐,初次就业率达100%,待遇优厚。

近三年来获奖情况一览表


序号

时间

获奖
人员

赛事

奖项

备注

1

2017年
4月

杨 猛
石 泉

焊接建设工程协会举办的第一届全国机器人焊接操作大赛

优秀组织奖

 

2

2017年
11月

杨 猛
胡永忠

2017年中国焊接协会培训基地焊接机器人大赛

实际操作第二名、理论比赛第三名

 

3

2018年
9月

张俞洋
王新龙

中国技能大赛暨第二届全国焊接机器人操作竞赛

个人理论考试第二名,被授予“全国焊接机器人操作青年技术能手”荣誉称号

学生

4

2018年
10月

张瑞涛杨 猛

中国机器人焊接技能大赛

个人第七名、第九名
团体第七名

 

5

2019年
9月

杨 猛
张瑞涛

2019年中国技能大赛——全国钢结构焊接职业技能竞赛

个人总成绩第十一名,授予“个人总成绩铜奖”;“优秀选手”称号;“优秀引导教师”;学校被授予优秀组织奖

 

6

2019年
10月

石 泉
张瑞涛
王新龙关腾葆

2019年中焊杯全国机器人焊接技能大赛

职工组工艺演讲比赛二等奖,职工组团体三等奖,机器人实操和工艺演讲比赛第三名,学生组团体三等奖

王新龙和关腾葆为学生

(二)成为中国焊接协会实训基地

因专业教师团队过硬的素质和校内外实训实习场地和设备的先进性,2019年4月,我校正式挂牌成为中国焊接协会机器人焊接(三河)实训基地,为京津冀地区焊接技术人才的培养提供了充足的保障。中国焊接协会机器人焊接(三河)培训基地是中国焊接协会经过慎重全面的考察,在京津冀地区设立的第二家机器人焊接培训培训基地。在中国焊接协会、三河市职教中心和三河市地方政府的支撑下、利用基地开展机器人焊接培训和取证工作。

(三)成功举办省级专业建设研讨会

2018年12月13日,河北省中等职业教育焊接技术应用专业观摩会在三河市职教中心成功召开。此次观摩会以“焊接技术应用专业转型升级”为主题,吸引了省内职业教育届的专家和同仁,同时还邀请了中国工程建设焊接协会常务副会长刘景凤一行4人,另外有廊坊市高级技工学校、中国轻工机电工程学校、唐山开元松下焊机销售有限企业等兄弟学校和企业慕名而来。有效加强了校际焊接技术应用专业的交流合作,明确了专业发展新思路,为该专业良性发展注入了强大的动力。

五、结语

近年来,随着我国产业结构不断调整,高素质焊接人才尤其是具备机器人焊接技术技能人才的需求量不断提升,这就需要职业院校不断深化焊接专业的建设发展与改革,培养出更多适应经济社会建设和企业发展需求的高技能人才,以此推动我国机械制造强国战略目标的实现。

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