工业机器人技术专业人才需求调研报告

《工业机器人技术》专业人才需求调研报告

一、工业机器人技术发展现状

1. 工业机器人正向全球范围内普及

生产力在不断进步,推动着科技的进步与革新。自工业革命以来,人力劳动已经逐渐被机械所取代,工业机器人的出现是人类在利用机械进行社会生产史上的一个里程碑。全球诸多国家近半个世纪的工业机器人的使用实践表明,工业机器人的普及是实现自动化生产,提高社会生产效率,推动企业和社会生产力发展的有效手段。随着工业机器人向更深更广方向的发展以及机器人智能化水平的提高, 机器人的应用范周还在不断地扩大, 已从汽车制造业推广到其他制造业, 进而推广到诸如采矿机器人、建筑业机器人以及水电系统维护维修机器人等各种非制造行业。此外, 在国防军事、医疗卫生、生活服务等领域机器人的应用也越来越多, 如无人侦察机(飞行器) 、警备机器人、医疗机器人、家政服务机器人等均有应用实例。机器人正在为提高人类的生活质量发挥着重要的作用。

“工业4.0”两大主题,“智慧工厂”重点研究智能化生产系统及过程,以及网络化分布式生产设施的实现;“智能生产”主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D 技术在工业生产过程中的应用等。工业机器人属于上述信息物理融合系统(CPS )或" 物理计算" 理念或课题(Physical Computing )。据统计,目前全世界大约有100万机器人在世界各个角落辛勤工作,特别是在人类难以胜任的危 1

险环境里。日本是机器人密度最高的国家,每10万人中就有295个机器人。目前,全球工业机器人装机总量已达到100多万台,主要分布在日本、美国、德国等发达国家。机器人新增的需求主要来自中国等新兴市场,日本等发达国家的保有量较为平稳。

在我国,工业机器人的最初规模应用是在汽车和工程机械行业,主要用于汽车及工程机械的喷涂及焊接。工业机器人主要以点焊、弧焊、装配和搬运机器人为主,我国的工业机器人市场已经开始形成,特别是加入WTO 以后,对各种以工业机器人为主的先进自动化装备的需求日益迫切。我国现有的机器人研究开发和应用的工程单位超过200家,其中从事工业机器人研究和应用的超过80家。基本掌握了操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术,开发出弧焊、点焊、装配、搬运等机器人,目前生产的各类工业机器人中有90%以上用于生产中。 2. 中国将成为全球最大的机器人市场

近年来,中国已成为工业机器人增长最快的国家之一。2004年以来,国内机器人市场年均增长率达到40%以上。2011年,我国工业机器人市场增长率更是高达51%,位居全球第一。23000台的绝对增量也仅次于日韩,排在全球第三位。中国工业机器人几年内或将迎来井喷式发展,而非简单的线性增长。这种井喷式增长,与我国人口和经济现状密切相关。过去我们曾依靠低廉而充沛的人力资源,将中国发展为世界最大制造业大国。但随着用工成本的增长,“人才红利”取代“人口红利”,成为中国制造向中国智造转变的关键。在这样一个 2

转折点上,工业机器人的井喷式增长,既反映出这样的趋势,也将为中国制造提“智”奠定坚实基础。

机器人产业作为高端智能制造的代表,在新一轮工业革命中将成为制造模式变革的核心和推进制造业产业升级的发动机。数据显示,国内工业机器人市场需求日益强劲,新安装量年均增长高达40%。三年内,机器人的应用会有快速的增加,五年后,机器人的应用就会有一个直线式的上升。可见,我国机器人的应用是今后发展的一个大趋势。

3. 国家政策扶持机器人产业的发展

2012年4月,科技部出台《智能制造科技发展“十二五”专项规划》和《服务机器人科技发展“十二五”专项规划》,提出“十二五”期间将重点培育发展工业和服务机器人新兴产业。其间,我国将攻克一批智能化高端装备,发展和培育一批高技术产值超过100亿元的核心企业。在第二个“规划”中,提出攻克工业机器人本体、精密减速器、伺服驱动器和电机、控制器等核心部件的共性技术,自主研发工业机器人工程化产品,实现工业机器人及其核心部件的技术突破和产业化。服务机器人规划中提到,全球服务机器人的产值将由2010年的约171亿美元,增加到2025年的517亿美元。我国将重点培育发展服务机器人新兴产业,重点发展公共安全机器人、医疗康复机器人、仿生机器人平台和模块化核心部件等四大任务。

2012年8月,财政部公示2012年智能制造装备项目拟支持单位名单,共有64个项目入围, 其中机器人相关的上市公司项目达到9 3

个,包括挂在柴可力的WP517系列发动机柔性自动化装配生产线、软控股份和赛轮股份的轮胎行业工业机器人产业化、宝信软件的基于开放式标准总线大型自控系统、海立股份的空调压缩机柔性自动化装配生产线、三一重工的自动导引车AGV 系统工程机械产品加工应用、海大集团的面向包装物流领域搬运机器人、天地科技的高端液压支架智能焊接加工车间以及振华重工的海上钻井平台装备制造智能化焊接车间等。国家政策显示将大力扶持机器人及工业自动化产业的发展。

中国本周公布了实施制造强国战略的首个十年行动纲领《中国制造2025》,她被视为中国版的“工业4.0”规划,为继改革开放以来,再次向西方开放式学习。行动纲领提出:紧密围绕重点制造领域关键环节,开展新一代信息技术与制造装备融合的集成创新和工程应用。支持政产学研用联合攻关,开发智能产品和自主可控的智能装置并实现产业化。依托优势企业,紧扣关键工序智能化、关键岗位机器人替代、生产过程智能优化控制、供应链优化,建设重点领域智能工厂/数字化车间。 对于机器人,围绕汽车、机械、电子、危险品制造、国防军工、化工、轻工等工业机器人、特种机器人,以及医疗健康、家庭服务、教育娱乐等服务机器人应用需求,积极研发新产品,促进机器人标准化、模块化发展,扩大市场应用。突破机器人本体、减速器、伺服电机、控制器、传感器与驱动器等关键零部件及系统集成设计制造等技术瓶颈。

4. 工业机器人应用人才教育

2012年5月30日

兴产4

业发展规划》工业机器人等高端装备制造产业已列入“十二五”国家战略性新兴产业。预计到2015年中国机器人市场需求总量将占全球比重16.9%成为全球第一大市场。10年后机器人产业将是一个上万亿元产值的产业集群。目前,不少教育集团也将目光转向工业机器人应用人才教育领域,希望为我国的高端制造业和工业机器人应用的发展添砖加瓦,通过职业教育和企业人才培训来助力“中国智造”。

工业4.0时代背景下,信息化与全球化融合、个性化和定制化生产方式和生活方式以及大数据、云计算、虚拟化生活等等新技术的和理念的涌现,都给现代工业机器人应用人才培养模式带来新的挑战。这就要求我们的职业教育和人才培训要培养出适应第三次工业革命需要的创新型人才和高素质劳动者。 二、工业机器人人才需求

1. 机器人及智能装备产业的发展迫切需要大量高技能人才 中国工业机器人市场近年来持续表现强劲,市场容量不断扩大。工业机器人的热潮带动机器人产业园的新建。到目前为止,上海、徐州、常州、昆山、哈尔滨、天津、重庆、唐山和青岛等地均已经着手开建机器人产业园区。产业的发展急需大量高素质高级技能型专门人才,人才短缺已经成为产业发展的瓶颈。

2. 工业机器人的日益广泛应用需要高技能专门人才

传统制造业的改造提升、人工成本快速提高促使企业用工业机器人来提高产业附加值、保证产品质量,使工业机器人及智能装备产业面临前所未有的发展时机。

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目前在长三角地区使用工业机器人的企业六千多家,人才缺口达5000人左右。不仅企业需要工业机器人现场编程、机器人自动化线维护等方面的人才,还需要大量从事工业机器人安装调试和售后服务等工作的专门人才。随着我国制造业的发展,预计未来3-5年,工业机器人的增速有望达到25%,高技能人才缺口将逐年加大。

3.工业机器人应用人才结构性矛盾突出 目前国内高职院校尚无工业机器人应用方面的对口专业,从事工业机器人现场编程、机器人自动线维护、工业机器人安装调试等岗位的人员主要来自对电气自动化技术、机电一体化等专业毕业生的二次培训,而且短期培训难以达到岗位要求。

4. 工业机器人应用人才荒

伴随着机器人热的另外一个隐忧也随之浮出水面,那就是工业机器人应用工程师的人才荒。一台工业机器人(机械臂)能否投入到生产当中去,以及能发挥多大的作用,取决于生产工艺的复杂性,产品的多样性还有周边设施的配套程度。而解决这些问题却需要3到5名相关的操作维护和集成应用人才。目前,机器人在汽车制造以外的一般工业领域应用需求快速增长,而相应的人才储备数量和质量却捉襟见肘。

工业机器人应用(系统集成)是典型的多学科交叉融合的行业,目前的当务之急,是大量培养掌握机器人系统知识并能与各行业工艺要求相结合的应用工程人才,帮助用户解决机器人的应用的实际问题,取得实效,以此开拓机器人市场。从一些招聘要求不难看出,操 6

作机器人的技术人员,是目前企业中最缺的技术工人。企业把工业机器人买回来以后,想要把标准的机器人变成一台可以投入生产的专用自动化设备,这就需要机器人应用工程师结合生产工艺和工件的类型,通过手动示教编程并结合周边的辅助设施,才能使机器人完成特定的任务。

5. 机器人技术对接区域经济

许昌市作为河南省中原城市群的主要城市之一,在许昌市建设的国家电子信息产业园、中原电气谷,为机械加工、汽车后市场、电子信息类专业的发展提供了强大的支撑,入住的企业急需高水平技能型的机械加工、电子信息等专业从业人员。此外还有服务于许昌周边地区及珠江三角洲和江浙等沿海经济发达地区的从业人员。机器人技术集电子、信息、物流、自动控制、数控技术于一体,许昌一些现代化水平比较高的企业(比如:富士康集团新郑工业园区、中烟集团许昌公司、许继集团、森源电气)开始越来越多地应用工业机器人。一方面是工业机器人应用高端技术人才需求飙升,一方面是相应的人才供应奇缺,更为重要的是,工业机器人应用及高端技术人才的大量缺口,已经开始制约相关技术领域的进展,成为地方产业发展的掣肘。因为,强化校企合作,推行嵌入式课程,创新专业申办,岗位实训等学科教育创新模式,通过开设短期培训班或专业共建模式,引入实务课程,提升教育质量。推行“出口即入口”教育模式,即为从人才培养的最终就业目标倒过来设计课程内容,解决学生就业问题。

三、专业建设基础条件

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我院具备工业机器人技术专业的办学条件。我院现有机电一体化技术、电气自动化技术、机械设计与自动化、应用电子技术等高职专科专业,这些为我系工业机器人技术专业的申办提供了良好的基础。

1. 初步建立了一支结构合理、素质优良的专业教学团队

我院有机电一体化技术、应用电子技术省级教学团队,他们有扎实的专业基础、有多年的教学经历并积累了较为丰富的教学经验,完全可以胜任工业机器人技术专业的教学工作。机电一体化技术、电气自动化技术、机械设计与自动化、应用电子技术等专业现有33位专任教师、46位从企业引进的企业能工巧匠作兼职教师,专任教师中硕士21人,副高职称以上18人,“双师型”教师28人,许昌市学术技术带头人3人,河南省教育厅学术带头人1人。

2. 实验实训条件良好

目前机电一体化技术、电气自动化技术、机械设计与自动化、应用电子技术专业现有功能实训室12个,综合实训室4个,两个省级重点实习实训基地、一个中央财政支持的提升专业服务产业发展能力建设项目,每年企业培训1200人次。2014年新建机器人实训室,能同时容纳40人进行工业机器人实训,满足教学需要。 校中厂两个,可容纳50人进行生产性实训,满足“学徒制”教学的要求。

3. 积极探索工学结合人才培养模式,并收到了良好效果

我院重点建设专业机电一体化技术的大部分课程都可以移植到工业机器人技术专业,这也为该专业的创建也提供了坚实的基础和可借鉴的经验。积极推行工学结合人才培养模式和实施“工作站”式的 8

顶岗实习管理模式,对培养应用性人才起到了显著的作用,应届毕业生出现了供不应求的状况。

4. 科研和社会服务取得了一定成果

五年来相关专业的骨干教师主持及参与教科研课题20余项,与当地企业合作开设PLC 、组态软件、触摸屏等多种培训课程,并每年为企业培训技师、高级技师、中高级维修电工300余人。在国内外重要学术期刊上发表论文30多篇,其中核心期刊12篇,被EI 检索的文章5篇。

5. 学生竞赛连创佳绩

在近五年中,机电工程系在省部级及以上职业院校技能竞赛中获得一等奖4个、二等奖8个,三等奖17个。

四、专业定位

根据工业机器人应用的要求不同,结合生产实践经验,对工业机器人应用人才培养的目标与工厂或客户的实际需求结合起来,为企业输送一批既具备工业机器人控制系统知识,又能结合工艺和生产要求,能提出自动化解决方案并组织实施的应用人才。

1. 培养目标

本专业培养拥护党的基本路线,德、智、体、美等全面发展,具有良好的科学文化素养、职业道德和扎实的文化基础知识。具有获取新知识、新技能的意识和能力,能适应不断变化的工作需求。熟悉企业生产流程,具有安全生产意识,严格按照行业安全工作规程进行操作,遵守各项工艺流程,重视环境保护,并具有独立解决非常规问题 9

的基本能力。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、销售及工业机器人应用系统维护维修与管理、生产管理及服务于生产第一线工作的高素质高技能型人才。

2. 职业岗位

根据工业机器人应用技术岗位的不同,对人才培养的内容定位为面向培养面向汽车、机械加工、食品、电子等行业企业,主要从事包含自动化成套装备中工业机器人作业单元的现场编程、调试维护、故障诊断、人机界面、触摸屏编程等生产技术管理工作,以及工业机器人技术销售和售后服务工作。工程师岗位分成3类:工业机器人现场示教编程维护工程师、工业机器人系统开发方案工程师、工业机器人系统集成应用工程师。

机电工程系

2015年5月20日

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