BOB半島訾斌院長在2021第十一屆中國國際機(jī)器人高峰論壇暨第七屆恰佩克頒獎儀式報(bào)告-機(jī)械工程技術(shù)發(fā)展趨勢與人才培養(yǎng)主旨報(bào)告
9月14日,2021第十一屆中國國際機(jī)器人高峰論壇暨第七屆恰佩克頒獎儀式在蕪湖盛大開幕。訾斌院長出席大會并作《機(jī)械工程技術(shù)發(fā)展趨勢與人才培養(yǎng)》主旨報(bào)告。以下是現(xiàn)場演講速記整理:
我將從三個方面進(jìn)行報(bào)告。第一個方面是機(jī)械工程技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀,當(dāng)然先進(jìn)機(jī)械工程技術(shù)不僅僅包括機(jī)器人技術(shù),也涉及新能源汽車,數(shù)控制造,無人駕駛等領(lǐng)域。
首先我們要有一個概念,機(jī)械的定義是什么?機(jī)械指的是“一切具有確定的運(yùn)動系統(tǒng)的機(jī)器和機(jī)構(gòu)的組成”。機(jī)器人本體即為一種機(jī)械,近來我國建造的許多大型裝備也屬于機(jī)械,在《大國重器》、《強(qiáng)國基石》中介紹了許多先進(jìn)的機(jī)械裝備,而以機(jī)械工程為基礎(chǔ)的實(shí)體制造業(yè)是我們國家的經(jīng)濟(jì)命脈,因此許多產(chǎn)業(yè)都是與機(jī)械工程專業(yè)密不可分的,其發(fā)展也離不開機(jī)械類專業(yè)人才的培養(yǎng)。如協(xié)作機(jī)器人,除了完備的構(gòu)型設(shè)計(jì),其也需求輕量化材料與智能控制算法,這也說明了機(jī)械工程專業(yè)往往是多學(xué)科交叉中的重要一環(huán)。
談到機(jī)械就離不開智能制造BOB半島。智能制造是機(jī)械工程在新環(huán)境下的產(chǎn)物,從屬一個體系,其基于新一代信息通信技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)深度融合。我們現(xiàn)在提到的智能制造,不僅僅是涵蓋設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),而是一個囊括設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理服務(wù)各個環(huán)節(jié)綜合的體系。機(jī)械工程學(xué)科涉及到多個領(lǐng)域,裝備、系統(tǒng)、服務(wù),其中高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人領(lǐng)域與機(jī)械工程學(xué)科密切相關(guān),而這些行業(yè)的高端人才需求缺口較大。
智能制造技術(shù)具體有裝備、系統(tǒng)、服務(wù),包括產(chǎn)品,我們直接接觸的往往就是產(chǎn)品,例如機(jī)器人就是智能制造的產(chǎn)品。先進(jìn)數(shù)控機(jī)床,包括現(xiàn)在火熱的智能車輛也都是非常重要的智能制造產(chǎn)品。此外,智能制造也包括智能化生產(chǎn)系統(tǒng)。
工業(yè)機(jī)器人則與機(jī)械工程密不可分BOB半島。工業(yè)機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)涵蓋了機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)、智能控制技術(shù)等,其中首要的就是做好機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)這一環(huán),因?yàn)闄C(jī)構(gòu)是機(jī)器人功能實(shí)現(xiàn)的必要載體,這其中就包括高性能材料開發(fā)與創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上也要注重智能化的設(shè)計(jì),擴(kuò)展其使用場景,即做好機(jī)器人的大腦。未來機(jī)械工程領(lǐng)域發(fā)展,特別是機(jī)器人產(chǎn)業(yè)將會更加注重人機(jī)交流與協(xié)作。人類對機(jī)器人自身結(jié)構(gòu)、機(jī)器人功能、機(jī)器人行為及機(jī)器人智能化的期望值越來越高,這就涉及到了協(xié)作機(jī)器人、共融機(jī)器人。而針對產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,當(dāng)下出現(xiàn)的智能共享工廠就是一個很好的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式,這種模式實(shí)現(xiàn)了多產(chǎn)線的綜合協(xié)調(diào)作業(yè),提高了生產(chǎn)效率,降低了作業(yè)成本。
3D打印也是機(jī)械工程領(lǐng)域的重要方向,代表著一個新型的制造方式,比如我們機(jī)器人中將來的有一些特殊的部件就可能是3D打印制造的。3D打印實(shí)現(xiàn)了快速模型,快速模具,快速制造,在軍工、醫(yī)療、汽車、考古等多方面都有應(yīng)用。
機(jī)床是用來制造機(jī)器的機(jī)器,它是工業(yè)之母,被稱為工業(yè)母機(jī)?,F(xiàn)在國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床仍在不斷發(fā)展,但同時也應(yīng)認(rèn)識到同國外高端機(jī)床仍存在一定的差距。許多高端裝備,包括機(jī)器人,其制造也依賴高精度機(jī)床,因此從性能、功能、體系結(jié)構(gòu)三方面綜合發(fā)展,提升高端機(jī)床水平是發(fā)展的重點(diǎn)。
工業(yè)基礎(chǔ)主要包括關(guān)鍵基礎(chǔ)材料,核心基礎(chǔ)零部件,先進(jìn)基礎(chǔ)工藝和產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)。目前機(jī)器人的核心零部件制作工藝已經(jīng)比較成熟,但是還需要進(jìn)一步提升。在高校和企業(yè)需要有學(xué)術(shù)基礎(chǔ),而且要有良好的學(xué)術(shù)背景和一定的文采,這樣高校和企業(yè)也有很好的可持續(xù)發(fā)展前景。制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的主體,是立國之本、興國之器,強(qiáng)國之基,我們的智能化就是要實(shí)現(xiàn)這個目的。
第二方面是對機(jī)械工程學(xué)科趨勢的展望,剛才提到在某些方面我國存在一些不足之處,但是在高鐵,航天技術(shù)如空間站等方面具有一定優(yōu)勢,且某些領(lǐng)域已處于領(lǐng)跑狀態(tài)。而針對卡脖子問題也有了一些相應(yīng)政策,信息技術(shù)、制造技術(shù)深度融合的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化制造是機(jī)械工程領(lǐng)域發(fā)展的一個重要對策。我們要推行產(chǎn)品質(zhì)量提升,企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級等等一系列卡脖子的問題,企業(yè)在申請項(xiàng)目時也要考慮碳達(dá)峰、碳中和二氧化碳排放的問題。
“十四五”規(guī)劃中提到培育先進(jìn)制造業(yè)集群,同時在航空航天,船舶海洋BOB半島,機(jī)器人,醫(yī)藥等方面要有一定的創(chuàng)新發(fā)展,相關(guān)方面也在積極響應(yīng)號召,逐漸在高端制造方面有長足發(fā)展。
國家的規(guī)劃明確了機(jī)械行業(yè)未來將會以數(shù)字化、智能化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化、服務(wù)化、綠色化為未來重點(diǎn)發(fā)展方向,主要體現(xiàn)在四個方面,一是由技術(shù)跟隨型向技術(shù)引領(lǐng)型轉(zhuǎn)變;二是由機(jī)械自動化向智能網(wǎng)聯(lián)化轉(zhuǎn)變;三是由生產(chǎn)制造型向融合服務(wù)型轉(zhuǎn)變;四是由環(huán)境污染型向綠色低碳型轉(zhuǎn)變。
而中國智能機(jī)器人市場銷售規(guī)模的增長大家是有目共睹的,而且在不同的領(lǐng)域都在拓展。這次疫情也想到了有很多方面可以拓展,海陸空天水下機(jī)器人都有。當(dāng)然這個趨勢也是多行業(yè)、新機(jī)遇、技術(shù)引領(lǐng),市場在不斷擴(kuò)大,我們的產(chǎn)業(yè)在在做大做強(qiáng)。
3D打印在機(jī)器人行業(yè)中,醫(yī)療器械、航空航天、建筑、汽車、工業(yè)制造等領(lǐng)域已經(jīng)帶來眾多變革,將來3D打印相關(guān)技術(shù)和機(jī)器人結(jié)合在一起,尤其是與智能化工廠結(jié)合起來。 3D打印技術(shù)發(fā)展還將極大改變供應(yīng)鏈系統(tǒng),顛覆傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)方式,帶來更多全新的產(chǎn)業(yè)機(jī)會。就如寧夏早期鑄造工藝對環(huán)境有污染,換成3D打印后污染減小了很多,其中機(jī)器人就承擔(dān)了一部分的角色,就如剛才提到的智能化工廠,我想企業(yè)也要考慮一些新的概念,我們可以重塑一些新的元素,對其進(jìn)行提升、升級。
車輛是機(jī)械工程的一個重要的方向,智能車輛是集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、多等級輔助駕駛等功能,運(yùn)用了計(jì)算機(jī)、現(xiàn)代傳感、信息融合、人工智能及自動控制等技術(shù),是典型的高新技術(shù)綜合體,其中新能源汽車具有廣闊的前景與重要的使用價(jià)值。
智能車輛涉及到電動化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化、共享化。電動化是新能源動力系統(tǒng)領(lǐng)域,網(wǎng)聯(lián)化是車聯(lián)網(wǎng)布局,智能化是無人駕駛或者駕駛輔助系統(tǒng),共享化是車輛共享與移動出行,作為未來一個重要的發(fā)展方向,所以備受關(guān)注。機(jī)器人行業(yè)未來的發(fā)展也與此相通,同樣需要進(jìn)行網(wǎng)聯(lián)化,智能化。
而智能機(jī)床作為機(jī)床行業(yè)的重要發(fā)展方向之一,同時也是高檔數(shù)控機(jī)床的標(biāo)志和發(fā)展方向,逐漸受到行業(yè)重視。目前我們國家的智能機(jī)床,其高端機(jī)床的核心部件依然依賴于進(jìn)口,這些都是需要我們努力的地方。未來中國智能機(jī)床行業(yè)的發(fā)展將實(shí)行“三步走”策略:第一步是突破核心零部件技術(shù),實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床高端化;第二步是在高端數(shù)控機(jī)床的發(fā)展基礎(chǔ)上,提高機(jī)床智能化水平;最后一步是實(shí)現(xiàn)智能機(jī)床的大批量生產(chǎn)。
第三個方面主要是機(jī)械工程的人才培養(yǎng)與就業(yè)。工程是關(guān)于解決人類生產(chǎn)、生活中復(fù)雜問題的知識和實(shí)踐,從最簡單的石器工具的制作,到杠桿與滑輪的應(yīng)用,工程伴隨著人類社會的發(fā)展進(jìn)步不斷發(fā)展起來。原有的工科體系已經(jīng)不能滿足于目前產(chǎn)業(yè)、技術(shù)的發(fā)展。所以目前國內(nèi)外都在積極進(jìn)行新工科變革。如國外的:斯坦福大學(xué)2025計(jì)劃、麻省理工學(xué)院“新工程教育轉(zhuǎn)型計(jì)劃”;國內(nèi)的:黨的十八大提出推動高等教育內(nèi)涵式發(fā)展;黨的十九大提出實(shí)現(xiàn)高等教育內(nèi)涵式發(fā)展。
新工科建設(shè)是一項(xiàng)深化工程交流工程改革的重大行動計(jì)劃,它是新一輪科技革命產(chǎn)業(yè)變革,服務(wù)國家戰(zhàn)略BOB半島、產(chǎn)業(yè)需求,面向未來發(fā)展的。新工科不僅僅是給企業(yè)培養(yǎng)人才的,更是為國家戰(zhàn)略服務(wù)的。高校培養(yǎng)的人才不是單單用來寫文章的,也不是單純培養(yǎng)做研究的,它大部分還要回歸到社會,按照國家戰(zhàn)略的需求來做。作為機(jī)械工程人才培養(yǎng),要健全新工科人才培養(yǎng)體系,從教材從創(chuàng)新實(shí)踐,再到一個學(xué)生的管理能力、寫作能力都很重要工程教育的改革。高校的培養(yǎng)要以學(xué)生為主體,注重學(xué)生的體驗(yàn)。目前一些競賽就非常適合學(xué)生綜合能力的鍛煉。
同時,作為一名新時代的工程師也需要多種思維與能力。首先是六種思維,分別是分析思維、設(shè)計(jì)思維、語言思維、人際思維、身體思維、正念思維。在企業(yè)中,不止要考慮一個人的專業(yè),還要看個人思維交流能力、要能夠很好控制自己情感,否則也會給帶來不利因素。除了思維還要有專業(yè)能力與非專業(yè)能力,包含復(fù)雜工程問題解決能力、非結(jié)構(gòu)化解決問題的能力、工程領(lǐng)導(dǎo)力等等。而綜合素質(zhì)要包含情商、工程倫理、家國情懷、批判性思維等等。對于一個工程師來說,能力是一方面,綜合素質(zhì)也很重要。一名優(yōu)秀的工程師絕不能做出違反工程倫理的事情,同樣也需要具備一定的家國情懷。
合肥工業(yè)大學(xué)立足于三位一體的教育教學(xué)體系“立德樹人、能力導(dǎo)向BOB半島、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)。其中機(jī)械工程學(xué)院采取了“七位一體”的新工科人才培養(yǎng)模式,包括創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)體系,知識與能力并重,以學(xué)生為中心等等,依托這些教育培養(yǎng)體系,合肥工業(yè)大學(xué)不斷的向社會輸送高質(zhì)量人才。在此基礎(chǔ)上,我們按照不同專業(yè)的就業(yè)方向,有針對性的進(jìn)行學(xué)生的培養(yǎng)與實(shí)踐訓(xùn)練,滿足各行業(yè)的需求,做好學(xué)生的培育工作。
而針對就業(yè),尤其是高校畢業(yè)生的全過程就業(yè),即從學(xué)生的就業(yè)培訓(xùn)再到企事業(yè)單位的宣講到最后的生涯規(guī)劃與選擇,要做到生涯規(guī)劃和就業(yè)教育全員全過程覆蓋。當(dāng)下國家也提處了三大需求,即國家戰(zhàn)略需求、重點(diǎn)行業(yè)需求、政策性崗位需求,以及就業(yè)的四個面向,即科技前沿、經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場、國家重大需求、人民生命健康。瞄準(zhǔn)國家的需求,面向重要領(lǐng)域進(jìn)行自己的工作選擇,往往會找到一份滿意非工作。例如在疫情的沖擊影響下,保障人民生命健康的需求十分迫切,在具體就業(yè)選擇時可以多去貼近了解。