职业教育智能焊接技术专业教学资源库
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智能焊接技术专业行业产业发展与人才需求调研报告

发布时间:2022-12-30   浏览量:10285

智能焊接技术专业行业产业发展与人才需求调研报告

 

一、调研目的与意义

(一)调研背景

随着《中国制造2025》国家战略的实施,制造业正加速向高端化、智能化转型。而职业教育是产业经济的供给侧,只有人才培养转型升级,才能支撑产业转型升级,只有搞清楚产业发展对人才的需求,才能准确把握人才培养的方向。

(二)调研目的与意义

为了提升专业服务产业能力,突出职业教育特色,进一步了解国内制造行业企业对高职智能焊接技术专业相关岗位设置现状、毕业生的需求和要求情况;了解职业院校智能焊接技术专业的培养目标、人才规格、课程设置、教学条件的配置情况;了解本专业毕业生毕业后从事的岗位、技术领域、工作中不可或缺的证书,以及对学校教学方面问题的意见建议等。

通过对调研数据的综合分析,了解企业需求与高职院校人才培养、学生能力发展三者之间的矛盾,获得人才培养在知识、技能和素质等方面的核心要求,找准高职焊接专业的培养目标、重点发展方向与趋势,更好把握人才培养的重点、难点和关键点,为高等职业学校《智能焊接技术专业教学标准》研制工作提供比较全面、客观的依据。

二、调研思路与具体工作内容

根据当前企业人才需求调研与分析,确定焊接专业就业岗位群;通过岗位任务描述,确定典型工作任务;以工作任务为主线,根据工作的相关性,将工作内

容关联程度比较高,并处于同一个层级上的任务进行整合重组,归纳出行动领域,由行动领域转化学习领域,从而构建本专业的课程体系。

组建由专业带头人、骨干教师和技能大师组成的调研团队,通过参加行业协会会议、发放调查问卷、企业现场访谈、聘请企业专家和工程技术人员参加的专业指导委员会,依托焊接职教委,召开实践专家访谈会等多种形式进行调研。调研内容主要包括行业企业发展现状、行业企业对本专业未来人才需求情况、毕业生就业岗位对工作和技术要求、未来人才需求趋势、职业资格证书与职业等级证书情况等。通过调研,进一步明确专业定位、专业内涵及对应的职业岗位群、与学生培养方向有关的职业资格证书,并提出建议,指导专业的课程改革,重点是调整现有智能焊接技术专业的核心课程,为修订专业人才培养方案提供依据,为课程设置调整、人才培养模式改革、教学模式改革奠定良好基础。

(一) 调研区域与调研对象

1.调研区域

为保证本次调研的质量和实效性,同时又要兼顾我国不同区域经济产业发展的特征、毕业生就业面向等方面的差异性,调研工作主要采用问卷调查法,通过网络软件平台发布、填写并回收问卷的方式实施。对职业教育研究机构发布的有关专业建设、教学设计、国际比较等研究成果采用文献调研方式。

2.调研对象

1)行业企业调研

重点调研了与本专业密切相关的金属制品业、通用设备制造业、专用设备制造业等行业组织。调研兼顾不同地域、不同规模、技术密集型和劳动密集型,重点调研具有代表性的大、中、小型企业及科技创新型企业。通过企业调研,主要反映出相应行业的人才结构现状、行业企业人才需求情况、企业岗位设置及对人才结构类型的要求、岗位对知识技能的要求、相应的职业资格或职业技能等级证书要求。

调研的企业须涵盖本职业所涉及的各类企业,调研的对象涵盖企业生产一线各层级技能人才、工程技术人员、技术主管、人力资源主管等。主要调研企业见表1。

1 主要调研企业基本情况

序号

企业名称

企业性质

主要业务范围

企业规模

1

哈尔滨焊接研究院有限公司

国有企业

焊接领域唯一一个集材料、工艺、装备、检测、服务为一体的、具有综合优势的大型高科技企业,研究与开发的方向包括高效优质焊接材料、激光焊接工艺与装备、摩擦焊工艺与装备、数字化智能化焊接自动化装备与产线、焊接前沿共性技术等。

大型企业

2

中建二局安装工程有限公司廊坊钢结构分公司

国有企业

轻型钢结构工程设计,钢结构制造,为公司承揽工程施工总承包、专业承包工程;销售机械设备、建筑材料。

大型企业

3

中国建筑第二工程有限公司核电建设分公司

国有企业

土木工程建设;核电站工程建筑;钢结构、网架工程的制作与安装;地基与基础工程施工;建设项目中预应力专项工程的施工;各类工业、能源、交通、民用等工程建设项目的施工总承包;建筑材料的销售;建筑机械的租赁、销售。

大型企业

4

哈尔滨电机厂有限责任公司

国有企业

提供水电、火电、核电、气电、泵类、新能源等发电装备和配套控制设备,提供产品全生命周期和多元化订制服务

大型企业

5

哈尔滨建成北方专用车有限公司

国有企业

主要产品有液化气体半挂运输车、液化气体运输车、液化气体罐式集装箱、沥青罐式集装箱、1.5—2.5MW风电塔筒、200立方以下储罐、加油车、半挂运油车、化工液体运输车、易燃液体罐式运输半挂车、厢式运输车、爆破器材运输车。

大型企业

6

三星重工业(荣成)有限公司

中外合资企业

制造船体分段和相关产品(含钢制结构物),金属结构制造,研发中心(自动化水平、焊接技术、涂装技术、舾装技术及其他相关领域开发),船舶分段设计,船舶用材料加工及其产品配送,工作水深大于600米的浮式钻井系统及海上石油钻采相关设备制造,码头及其他港口设施经营、在港区内从事货物装卸,从事备案范围内货物及技术进出口业务。

大型企业

7

中车哈尔滨车辆有限公司

国有企业

公司主营业务有铁路货车制造、铁路货车检修、钢材物流和钢材深加工等。

铁路货车修理产品主要有敞车、平车、罐车、粮食车、特种长大货车等;铁路货车制造产品主要有工矿自备车、集装箱平车、特种长大货车等;钢材物流基地具备钢材集采、仓储、加工、配送一条龙服务能力,加工区具备卷板开卷、厚板型钢抛丸预处理、等离子和火焰切割、铣边、矫平、剪冲、折弯、压型、滚筒等加工能力,可为周边地区企业提供配套服务,产品主要有钢结构顶梁、多功能集装箱活动板房等。

大型企业

2)毕业生调研

发放毕业生调查问卷65份,优秀毕业生访谈14人,兼顾了不同院校、不同地域和不同行业。调研对象主要是企业人力资源管理人员、生产管理人员、企业一线员工、行业专家、高等职业学校专业负责人、一线专业教师和应往届毕业生等。

通过访谈了解专业设置、课程设置、教学组织与实施等方面内容。优秀毕业生抽样访谈名单如下:

2 毕业生访谈名单

姓名

年级

工作单位

职务/职称

工作年限

宋海波

2010级

哈尔滨锅炉厂有限责任公司

组长/技师

9

马占奎

2011级

哈尔滨电机厂有限责任公司

焊工/技师

8

韩志超

2011级

哈尔滨锅炉厂有限责任公司

技术员/工程师

8

刘哲

2012级

东北轻合金有限责任公司

操作工/高级工

7

谷占誉

2012级

东北轻合金有限责任公司

操作工/高级工

7

杜金

2012级

航空工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司

技术员/技师

7

李宏祥

2012级

航空工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司

技术员/技师

7

于鹏龙

2012级

航空工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司

技术员/技师

7

王旭

2012级

哈尔滨电机厂有限责任公司

焊工/高级工

7

张宇

2016级

中建二局安装工程有限公司廊坊钢结构分公司

技术员/助理工程师

3

杨昆铭

2016级

中国建筑第二工程有限公司核电建设分公司

技术员/助理工程师

3

周加亮

2016级

中建二局安装工程有限公司廊坊钢结构分公司

技术员/助理工程师

3

吴静鑫

2017级

中国建筑第二工程有限公司核电建设分公司

焊工/高级工

2

卢键析

2017级

中国建筑第二工程有限公司核电建设分公司

焊工/高级工

2

刘承斌

2017级

中建二局安装工程有限公司廊坊钢结构分公司

焊工/高级工

2

3)区域内同类院校专业调查对象

调研了开设有本专业的国家“双高”建设院校、国家高水平专业群建设院校、省级国家“双高”建设院校、省级高水平专业群建设院校和一般院校,包括常州工程职业技术学院、四川工程职业技术学院、浙江机电、广西机电和重庆工业等职业院校,并兼顾了不同地域分布。

(二)调研内容

1.行业企业调研

行业企业调研从以下四方面进行:

1)就业面向行业企业基本情况,包括企业性质、所属行业、规模、对焊接专业的需求及需求预测;

2)岗位需求情况,包括工作岗位、人数、需求预测、来源、基本要求、收入以及在岗位对接中存在的问题;

3)典型工作任务和能力分析,对焊接专业毕业生知识、能力和素质的要求,包括对专业知识、技能等级、计算机应用、文字表达、外语水平、最重要的素质和能力等方面的要求;

4)对高职焊接专业转型、建设和发展的意见。

2. 毕业生调研

毕业生调研从以下三方面进行:

1)毕业生基本情况,包括初次就业与专业相关性和毕业年限;

2)工作情况,包括工作单位情况、初次就业岗位、现在工作岗位、工作岗位对知识技能的要求、最需要提升的能力、收入以及工作满意度;

3)对母校焊接专业的建议,包括对课程设置、能力素质培养、实践教学设施、需要考取的技能等级证书方面的建议以及对母校人才培养的满意度。

3. 职业院校调研

职业院校调研从以下五方面进行:

1)学校基本情况,包括学校类型和依托的主要产业背景;

2)焊接专业办学情况,包括学生人数、新生人数、教师情况、专业实训仪器设备情况、面向行业、毕业生就业情况、职业发展状况及收入;

3)对焊接专业毕业生知识、能力和素质的要求,包括对专业知识、技能等级、计算机应用能力、文字表达能力及素质等方面的要求;

4)焊接专业课程设置情况,包括专业理论课程与实践教学环节;

5)对高职焊接专业转型、建设和发展的意见。

(三)调研方法

调研小组主要采用微信、QQ、电话、短信等方法,向全国相关企业单位和职业院校广泛传播宣传,动员制造类企业人力资源部门负责人、焊接技术人员、一线高技能人才、职业院校相关专业负责人以及焊接专业毕业生等进行调研,详见表3。

3 调研对象方法信息表

序号

调研对象

调研方法

获取资料

1

行业企业调研

查阅资料

区域人才市场需求研究报告、行业发展资料

问卷调查

企业调查表

交流访谈

与行业企业专家进行访谈,毕业生工作情况、毕业生素质要求

2

毕业生调研

问卷调查

毕业生调查表

交流访谈调查

对专业课程设置及人才培养模式等方面建议

3

同类院校专业调研

走访访谈

同行专家访谈

网络信息搜索

通过网站信息搜索

三、区域相关行业产业现状及未来发展趋势分析

(一)行业产业发展现状

一个国家焊接消耗材料的生产情况可以反映该国焊接技术的总体水平。我国焊材的生产总体上是与钢材同步增长的,仅统计焊条与焊丝,已经成为世界最大的焊材生产与消费国家。但是,从各种焊材的产量看,我国生产的焊材中手工焊的焊条产量一直占75%以上,而机械化、自动化焊接需要的各种焊丝的总量不足25%。按熔敷金属计算,2002年我国焊接自动化率仅能达到40.1%, 而世界工业发达国家一般都在60%~70%以上。可见我国的焊接生产总体上说自动化率仍比较低。这足以说明我国只是一个焊接的大国,还远不是一个焊接的强国。

目前,我国焊接生产技术除一些大型企业外,总体水平尚处于较落后的状态。主要表现在两个方面:1)焊接技术结构不合理,焊接新技术推广速度缓慢,仍然以高能耗、经济性差、效率低下的传统手工焊条电弧焊为主,气体保护焊所占份额很少 ;2)焊接机械化、自动化、智能化等焊接新技术、新工艺的开发与应用推广速度缓慢。急需掌握或了解这些新技术的应用型人才进入企业,来改变这一现状。

随着东北三省老工业基地的复苏,还有黑龙江工业的崛起,国家要重点扶持一些国有企业、民营企业作为市场的补充也在异军突起。从历史角度分析,“一五”期间哈尔滨被列为国家重点建设城市之一,全国156项重点建设项目在哈尔滨市兴建的就有13项,是中国的主要工业基地,并且这里还有举世闻名的哈尔滨焊接研究所,焊接界在哈院士林尚扬先生提议要把哈尔滨建设成“焊接城”,并且通过对哈尔滨锅炉厂、哈尔滨建成集团、哈尔滨电机厂、哈尔滨锅炉供暖经营有限责任公司、哈尔滨焊接研究所、哈尔滨团结锅炉集团等企业的调研发现,企业的高素质技能专门人才短缺已是迫在眉睫的普遍问题。

)行业从业人员基本情况分析

1.焊接操作人员来源情况分析

28%从高职院校毕业生中招聘,43%从中职院校毕业生中招聘,25%从人才市场招聘,4%从其他途径招聘,其他途径主要是企业自己培养、熟人推荐、网络招聘,企业聘用焊接操作人员的主要渠道与来源,如图1所示。

2.焊接操作人员年龄情况分析

焊接操作人员30岁以下占10%,30~35岁占20%,35~45岁占55%,45~50岁占11%,50岁以上占4%,焊接操作人员年龄情况分布如图2所示。

3.焊接操作人员学历情况分析

在企业进行焊接操作人员招聘时,大学本科学历占7%,高职学历占25%,中职学历占53%,高中及以下学历占15%。由此看来企业招聘焊接操作人员优先考虑应聘者的条件不是学历而是技能,也就是那些适应能力强,技能水平高,并具有创新精神的应聘者特别受企业的青睐,尤其是一线技术岗位或管理岗位需要更多的是实践能力强的高端技能型专门人才。企业对焊接操作人员需求层次与需求计划,如图 3所示。

4.焊接操作人员职业资格证书情况

不具有焊工证书的操作人员占15%,具有焊工证书的操作人员中高级工以下占25%,高级工占46%,焊接技师占10%,高级焊接技师占4%,如图 4所示。

)存在的主要问题分析

根据以上数据得出:焊接行业突出矛盾是人员素质远远满足不了行业发展需要,由于经过系统学习高素质的焊接操作人员供不应求,导致大量未经任何培训和低水平的焊接操作人员进行工作。

1.高等级技能人才比例偏低

高级技师和技师所占比例偏低,甚至低于不具有焊接证书的人员比例。

2.工人文化程度偏低

高中及以下和中职所占比例较大,工人的文化程度偏低,制约工人的再学习和再发展,影响工人的职业拓展。

3.工人技术水平偏低

高素质高技能的焊接工人所占比例非常少,而且年龄结构偏大,影响企业的一线生产能力。

由于从业人员总体素质偏低,导致劳动生产率低、管理水平低、服务质量低、事故率高。

4.焊接操作人员数量不足,难以满足日益增长的市场需求

调查结果显示,黑龙江省焊接一线工程技术人员结构比例不合理,迫切需要既掌握操作技能,又具有岗位知识;不但能进行实际的工程操作,而且能够按照国际和国内标准指导监督生产过程的高端技能型焊接专门人才。另据黑龙江省人力资源和社会保障厅统计,黑龙江省未来3年高端技能型焊接专门人才每年的需求量为1.5万人以上。黑龙江省目前拥有高职院校50余所,开设焊接技术及自动化专业的仅有15所。根据教育部招生阳光工程指定平台显示,未来3年黑龙江省高职高专焊接专业平均每年毕业生人数为800多人,远远满足不了黑龙江地区焊接人才的需求。

5.人才瓶颈阻碍中国焊接行业的可持续发展

中国装备制造业焊接人才的需求现状和其高速发展相比,显得很不相称。中国逐渐进入装备制造业蓬勃发展的时代,对人才的渴求不亚于任何一个产业。然而,人才培养短缺,人才培养体制滞后,人才结构极不合理,企业留不住人才,这些问题都成为制约企业、乃至整个产业发展的难题。其中深层的问题是传统培养机制没有根本改观。人才战略才是目前中国装备制造业焊接产业函待解决的问题。国内人才的培养渠道最主要的还是学校培养和企业内部培养,然而,这两个主流渠道难以满足企业对人才的渴望。发达国家的学校和企业联系都很紧密,中国的企业和学校结合的培养方式,大多还停留在原来计划经济的培养体系上,企业、社会、学校并没有形成良性的互动,与发达国家相比存在较大差距。目前,国内企业己经完全市场化,学校培养体系也须变革,人才培养是整个社会体系的问题,这需要学校、企业、社会共同努力,人事制度必须在三方中起到很好的协调作用,从政策上、体制上形成体系,长此以往,培养中国式的全球人才。

)行业产业未来发展趋势

1.自动化、智能化是发展趋势之一

随着“智能制造”理念的深入和国内经济发展方式的转换,电焊工劳动力短缺、人力成本持续上升、环保要求提高、焊接产品质量要求变化等因素,导致下游用户对焊接设备自动化、智能化的需求升级明显,部分全手动焊接应用场景逐渐被半自动焊接设备或焊接机器人所取代。在制造业转型升级的大背景下,实现焊接生产的自动化、智能化已是大势所趋。焊接机器人优势,人工焊接相比,机器人焊接具备诸多优势:

1)工作质量稳定。使用焊接机器人时,每个焊缝的参数不变,电流、电压、速度和干燥伸长率等参数决定工作结果,焊接质量受人为因素影响较小,对工人操作技术的要求降低,焊接质量稳定。

2)提高生产效率。焊接机器人响应时间短,动作迅速,焊接速度在60-3000px/分钟,远高于手工焊接,同时,焊接机器人可以24小时不间断工作。

3)降低生产成本。一整套焊接机器人工作站价格在15万元-30万元左右,可以替代2-3名焊接工人,长期使用焊接机器人可降低生产成本。

国外焊接设备制造企业普遍成立时间早、经营时间长、行业集中度较高,焊接龙头企业在知名度、企业规模以及高端产品的核心技术等方面具有一定的竞争优势,在全球的市场占有率较高、市场话语权强。而我国焊接设备生产企业成立时间普遍较晚,自有品牌在国际市场的影响力及知名度与国外竞争对手仍有较大差距,影响了我国自有品牌产品在海外市场的推广。

2.焊接设备行业专业人才紧缺

焊接与切割技术涉及了半导体、电力电子、自动化控制、工艺设计、焊接技术、焊接工艺、焊接材料等多个领域,是一项综合性工艺。尤其是近年来大力发展的自动化、智能化、数字化焊割技术对行业人才提出了更高的要求。而国内目前只有少数高校开设焊接专业,行业内具备成熟经验、掌握高端技术的专业人才较为紧缺,无法满足产业升级对人才的需求,对国内企业向国际高端产品行列进军产生一定限制。

3.国内焊接设备行业竞争缺乏规范秩序

国内焊接与切割设备制造企业较多,但根据国家统计局数据,2020年12月全国规模以上13企业单位数仅492家。国内多数企业规模较小,生产的设备属于中低端产品,产品质量参差不齐。一些小型设备制造商由于受资金、人力、技术等资源的限制,通过仿制或不当定价等方式谋生,对市场秩序造成了不利影响,阻碍了行业的健康发展。

四、智能焊接技术专业人才需求调查结果分析

(一)焊接相关行业企业人才需求情况

本调研范围为20个企业,企业所在地结均为哈尔滨市、北京市、德阳市、惠州市等涵盖大中小微企业类型,如表4所示。

4 调查企业人才需求情况一览表

企业名称

企业招聘高职学生比重

近三年高职层次人才需求量

备注

哈尔滨焊接研究院有限公司

15%

20

 

中建二局安装工程有限公司廊坊钢结构分公司

35%

15

 

中国建筑第二工程有限公司核电建设分公司

46%

50

 

哈尔滨电机厂有限责任公司

50%

40

 

哈尔滨建成北方专用车有限公司

23%

45

 

三星重工业(荣成)有限公司

48%

80

 

中车哈尔滨车辆有限公司

36%

50

 

东方汽轮机有限公司

28%

55

 

东方电机有限公司

33%

70

 

东方锅炉股份有限公司

30%

50

 

中航黎明锦西化工机械(集团)有限责任公司

25%

25

 

中船重工龙江广瀚燃气轮机有限公司

36%

50

 

航空工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司

38%

20

 

哈尔滨空调机股份有限公司

18%

15

 

哈尔滨红光锅炉厂

21%

18

 

黑龙江省安装总公司

28%

45

 

一汽集团哈尔滨变速箱有限公司

23%

16

 

天津天重中直科技工程有限公司

15%

18

 

北京时代股份有限公司

25%

10

 

北京首钢国际工程技术有限公司

36%

30

 

(二)智能焊接技师专业人才培养的现状

1.焊接专业开设情况分析

根据2020年全国教育事业发展统计公报显示,全国共有普通高校2738所,其中高职(专科)院校1468所。从教育部近6年(2016-2021)备案的焊接技术与自动化专业高校数量可知,开设焊接技术与自动化专业的高等职业学校在11%—12%之间,2017年下降幅度相对较大,之后在11%左右小幅波动,如图5所示。

2021年教育部备案开设该专业的院校地域分布情况看,呈现不平衡性,北部地区开设院校相对较多,其次是中东部地区和西南地区,而华南地区最少仅有2所,见表5。

5  2021年全国备案焊接专业(高职专科)的院校区域分布*

分布区域

备案学校数量(所)

东北地区(包括黑龙江、吉林、辽宁)

33

西北地区(包括陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆)

32

华北地区(包括北京、天津、河北、山西、内蒙古)

31

华中地区(包括湖北、湖南、河南、江西)

28

华东地区(包括上海、江苏、浙江、安徽、山东、福建等)

23

西南地区(包括四川、重庆、云南、贵州、西藏)

20

华南地区(包括广东、广西、海南等)

2

合计

169

*注:全国职业院校专业设置管理与公共信息服务平台数据

2.职业院校依托的主要产业背景

从被调研职业院校的类型看,国家“双高”建设院校与一般院校各占1/3左右,国家高水平专业群建设院校、省级“双高”建设院校与省级高水平专业群建设院校共占1/3左右,覆盖了不同类型的职业院校。被调研职业院校的类型分布见图6。

从调研结果看,本次被调研职业院校依托的主要产业背景基本覆盖了以焊接技术为主要生产工艺的产业。被调研职业院校依托的主要产业背景分布见图7。

3.焊接专业毕业生就业及职业发展情况

如图22的调研结果所示,职业院校焊接专业在校学生人数在100人以下的占43%,100-200人的占31%,200人以上占26%,整体而言,在不同高职院校焊接专业的人数规模不大。

从图9和10的调研结果看,职业院校焊接专业面向的主要行业为铁路、船舶、航空航天和其他运输设备制造业、通用设备制造业、金属制品业和专用设备制造业等,毕业生就业单位性质以国有及国有控股企业和民营企业为主,外资或合资企业占一定比例,也有部分毕业生会进入科研或事业单位,反映了调研结果的合理性和代表性。

从图11的结果看,被调研职业院校焊接专业毕业生初次就业工作岗位以一线手工焊接操作人员和自动化焊接设备操作员为主,焊接工艺(技术)员和焊接质检人员、设备维修及保养人员也占一定比例。如图12所示,焊接毕业生工作3-5年后,相当一部分成长为班组长、现场技术服务员和技术主管。由此可见,高职焊接专业培养目标应当技能与技术并重。在技能上,以手工操作和机器人操作等自动化设备并重;在技术上,应以工艺能力和生产技术管理能力并重,为学生将来的职业发展打下基础。

4.焊接专业毕业生知识、能力和素质要求设置情况

职业院校对焊接专业学生专业知识和技能的要求见图13和14。从图13的调研结果看,不同的职业院校不仅对焊接专业知识如“焊接方法与设备”、“焊接结构制造工艺”、“熔焊过程与缺陷控制”及“机器人焊接技术”等有一定要求,而且对基础专业知识如“金属材料与热处理”和“机械制图”都有相应的要求。调研结果说明职业院校在传统焊接的基础上,加大了在自动化焊接方面的教学投入;另外,基础课是焊接专业的重要基础,是学生未来岗位迁移的必要条件,必须予以重视。从图14的调研结果看,超过96%的职业院校对焊接专业学生技能等级的要求至少是“焊工中级”,其中22%左右的院校要求“焊工高级”,31%左右的院校对“1+X”证书有要求。调研结果表明,技能是高职焊接专业学生的必修课,是其与工作岗位对接的敲门砖。这两项调研结果职业院校(图13、14)比行业企业要求略高,保证学生毕业后可以顺利对接企业相应工作岗位。

职业院校对焊接专业学生计算机应用能力的要求见图15。焊接专业学生计算机应用水平需要达到“办公软件应用”和“收集和处理相关信息”,“计算机信息管理”、“编写管理软件程序”和“网络维护”作为拓展课程进行,不做过高要求。职业院校对焊接专业学生文字表达能力的要求见图16。焊接专业学生应具备“应用文写作能力”和基本的“撰写专业论文能力”,“企业宣传文稿写作能力”也可做适当训练。总体来讲,职业院校对焊接专业学生在计算机应用能力和文字表达能力方面的要求与企业的要求基本一致但又略高于企业的要求,使学生足以胜任毕业后在企业的工作。

职业院校对焊接专业学生素质的要求见图17。职业院校最重视学生团队协作能力(98.28%)、职业道德和工匠精神(96.55%)、沟通能力(96.55%)及吃苦耐劳(94.83%)素质的培养,自我学习能力和创新意识也是职业院校焊接专业人才培养的重点。这些素质的培养,要求教师将其贯穿在教学全过程,潜移默化,逐渐养成。从调研结果看,职业院校(图17)和行业企业最看重焊接专业学生的素质基本吻合。

5.焊接专业课程设置情况

被调研职业院校焊接专业开设的专业理论课程见图18。课程设置以焊接方法与设备、焊接结构制造工艺及实施、熔焊过程与缺陷控制和机器人焊接技术为主,也包括焊接工艺制定与评定、无损测试技术和焊接自动化技术等,覆盖了焊接前、中、后全过程,也涵盖了企业对高职毕业生专业知识的要求(图18)。

被调研职业院校焊接专业开设的实践教学环节见图19,不同职业院校都以基础的手工焊为主,并紧跟时代的发展添加了弧焊机器人焊接实训,大部分院校还安排了企业中的顶岗实习,使学生加强技能训练、提前适应工作环境。

)智能焊接技术专业工作岗位和职业能力分析

1.工作岗位分析

通过行业企业调研,学生主要面向金属制品业、通用设备制造业和专用设备制造业等行业的机械热加工和机械工程技术等职业群,从事焊接操作、工艺编制、生产管理等工作。明确了智能焊接技术专业主要从事的典型工作岗位是焊工、焊接工艺员和焊接生产管理员,分析其典型工作任务和能力要求,详见表6。

6  智能焊接技术专业对应的主要工作岗位与职业能力

职业岗位

职业能力

主要工作内容

焊工

1.掌握金属材料焊接技术技能;

2.能够合理选择焊接方法、焊接材料、焊接参数和焊件预处理及后处理工艺措施;

3.掌握焊接方法及设备使用的技术技能;

4.能够操作、使用和保养常用焊机;

5.具备操作常用焊机焊接金属构件的实践能力;

6.掌握焊接自动化技术应用和智能焊接技术等技术技能;

7.能够安装和调试智能焊接工作站;

8.具备机器人焊接编程、操作典型自动化和智能化焊接设备焊接金属构件的实践能力;

9.掌握焊接缺陷分析和防止的技术技能;

10.能够检查焊缝外观质量;

11.掌握焊接结构制造工艺及实施的技术技能;

12.能够识读焊接结构装配图和焊接节点图、合理选择和使用焊接辅助设备

13.具有探究学习、终身学习和可持续发展的能力

14.具备发现问题、分析问题和解决问题的能力。

1.连接并调试焊接设备;

2.独立识读生产产品图纸与工艺文件;

3.针对不同的焊接结构合理选择焊接方法;

4.按照工艺与结构要求调节焊接工艺参数,实施焊接;

5.焊后按照要求对焊缝外观质量进行检查;

6.分析并解决焊接过程中出现的质量问题。

焊接工艺员

1.能够合理选择焊接方法、焊接材料、焊接参数和焊件预处理及后处理工艺措施;

2.具备焊接工艺评定的实践能力;

3.掌握焊接缺陷分析和防止的技术技能;

4.能够检查焊缝外观质量;

5.具备分析和解决焊接质量问题的实践能力;

6.掌握焊接结构制造工艺及实施的技术技能;

7.能够识读焊接结构装配图和焊接节点图、合理选择和使用焊接辅助设备;

8.具备编制和实施备料、成形、装配及焊接工艺等实践能力;

9.具有探究学习、终身学习和可持续发展的能力

10.具备发现问题、分析问题和解决问题的能力。

1.分析、审核产品结构的工艺合理性;

2.严格执行产品生产相关标准;

3.独立编制焊接工艺规程;

4.参与焊接工艺评定试验、独立编制焊接工艺评定报告、焊接工艺指导书;

5.指导焊工按照焊接工艺规程进行生产;

6.进行焊接技术交底。

焊接生产管理员

1.掌握焊接缺陷分析和防止的技术技能;

2.能够检查焊缝外观质量;

3.具备分析和解决焊接质量问题的实践能力;

4.掌握绿色生产、环境保护、安全防护、焊接生产管理相关知识

5.能够监控、管理焊接工艺过程和产品质量;

6.具备组织实施焊接生产活动的实践能力;

7.具有探究学习、终身学习和可持续发展的能力

8.具备发现问题、分析问题和解决问题的能力。

1.按照生产计划合理安排生产并控制生产进度;

2.协调相关部门、本部门各班组的工作关系;

3.确定产品生产的流程,关键工序的质量控制;

4.执行产品生产过程中质量要求,控制产品质量;

5.分析、确定、解决生产中遇到的问题;

6.调配的人员、场地、设备等要素;

7.控制生产成本;

8.生产现场6S管理。

2.就业岗位任职要求

对高职毕业生初次就业工作岗位和现在工作岗位进行了调研,结果见图20和21。高职焊接专业毕业生初次就业工作岗位以一线焊接操作人员(手工焊为主)居多,现在工作岗位一线焊接操作人员(手工焊为主)占比明显减少,而车间主任/部门管理岗位及其他岗位占比显著增加。由此看出,高职焊接专业在技能培养的同时,需要兼顾生产技术管理能力,为学生的岗位转变打下基础。

被调研毕业生工作岗位需要的主要专业知识和技能见图22和23。“焊接方法与设备”、“金属材料与热处理”、“机械制图”、“焊接工艺评定”和“焊接结构制造工艺”是毕业生工作岗位上最需要的专业知识,“熔焊过程与缺陷控制”和“焊接自动化技术”也非常重要。毕业生工作岗位上最需要的专业技能以“熔化极气体保护焊”、“焊条电弧焊”和“钨极氩弧焊”等基础焊接方法为主,以“焊接产品质量检测”和“弧焊机器人操作”为辅。调研结果表明,高职焊接专业必须理论与实践并重,不可偏废;职业院校必须将学生的动手能力作为人才培养的重点,而扎实的理论功底恰恰又是提升动手能力的基础条件。

毕业生认为现阶段最需要提升的能力包括专业知识、专业技能、学习和处理问题的能力、管理能力及人际交往能力等五大类。刚毕业到企业生产岗位时,毕业生认为存在的最突出问题有不适应岗位和新环境、知识储备不足、实操技能不够、社会经验不足、没有清晰的职业定位和规划等。通过调研,焊接专业主要工作岗位及任职要求见表7。

7  智能焊接专业主要工作岗位及任职要求

就业岗位

素质要求

知识要求

能力要求

焊接操作

在理解工艺要求的基础上,利用各种常用焊接设备,焊接合格的产品

1.焊接图纸正确性确认

2.用焊机焊接产品

3.焊接设备调试

4.寻找焊机故障

能够根据材料性质选用合理的切割加工方法;能够根据材料厚度选择合适的切割工艺参数;能够熟练操作气割、等离子设备,完成零件切割下料;能够合理切割材 料,使材料的使用率为最高;能够看懂生产产品图纸与工艺文件;能够根据产品图纸与工艺文件装配产品;能够安全操作。  

焊接工艺评定

配合焊接工程师进行焊接工艺编制与评定

1.焊接工艺参数分类

2.焊接工艺参数设置

3.焊接性实验

4.焊接工艺评定实验

熟悉承压设备生产的相关国家行业标准、法规;能够依据行业、国家标准制定焊接工艺试验、工艺评定方案;能够编制接头焊接工艺规程;熟悉焊接工艺评定程序,能审核焊接工艺文件; 能够合理安排焊接工艺试验,并管理工艺评定试样和文件;能够审查工艺评定文件,依据标准判定评定结果。

焊接质量检验

利用常用检验设备,检验各种焊接缺陷

1.焊接生产质量保证

2.解决生产中疑难问题

能够查阅并选用相关标准;能够按照图纸要求测量加工尺寸;能够焊前检验接头、坡口形式及尺寸;能够检验焊缝外观质量;能够根据质量要求和标准选择焊缝质量检测方法;熟悉常用无损检测方法的特点、基本检测操作和质量判定。

焊接生产管理

日常生产与技术管理

1.生产方案和生产流程制定

2.设备和工装设计准备

 

能合理安排车间(企业)生产并控制生产进度;能协调相关部门、本部门各班组的工作关系;能确定产品生产的流程,关键工序的质量控制; 能执行产品生产过程中质量要求,控制产品质量; 能分析、确定、解决生产中遇到的问题; 能调配的人员、场地、 设备等要素; 能合理控制部门生产成 本。

(四)职业资格证书与行业规范要求

调查表明,企业承认各类高等教育、成人教育及职业教育取得的各种学历证书和各种技术等级证书。企业对职业学校毕业生就业前考取职业资格证书是有明确规定的。对职业学校毕业生来说只有考取初级以上的职业资格证书,才能获得进入各类企业的资格,企业资格要求见表8。

企业还表示,由于中级证书并不等同于上岗证,所以要求学生在毕业时应该持有上岗证。这是很多企业录用员工的基本条件,同时鼓励员工继续学习,争取能取得更高级别的职业资格证书;也有相当多的企业,制订了自己员工的培训和考评制度与考评标准,通过严格考评后给予员工相应的级别称号和待遇,而这种级别评定是以企业制订的知识与能力要求为标准,以企业自己的评定作甄别依据的,与国家规定的职业资格标准毫无关系。由于有了这种灵活的评定制度和标准,企业里各层次的员工都可以根据自己在企业中的不同岗位,而考取不同的称号,并获取相应的工资、奖金待遇,这样就极大地调动了员工的工作积极性 ,对企业的发展起到了促进作用。

8  主要调研企业职业资格要求一览表

序号

职业资格证书名称

获取要求

颁发(鉴定)单位

证书等级

1

普通焊工证—职业Ⅰ类

1.焊机的操作(以焊条电弧焊为主);

2.焊接工艺规程的贯彻;

3.施焊技巧的发挥;

4.环境、安全和健康;

5.团队协作。

安全生产监督管理局

人力资源和社会保障局

质量技术监督管理局

初级、中级、高级、技师、高 级技师

2

装焊铆工证—职业Ⅱ类

1.职业Ⅰ类焊接制造岗位职责;

2.焊机的操作(以焊条电弧焊、非惰性气体保护焊和惰性气体保护焊为主);

3.冷作装焊

4.焊接工艺规程的贯彻与焊接试验。

劳动保障行政部门

初级、中级、高级、技师、高 级技师

3

助理工艺师或现场管理员证—职业Ⅲ类

1.职业Ⅱ类焊接制造岗位职责;

2.焊机的操作(除含盖职业Ⅱ类焊接方法的操作,手工钨极氩弧焊为必要项目);

3.施焊技巧的发挥(包括异种钢组合和焊接方法组合);

4.现场技术服务;

5.焊接生产技术基本管理;

6.焊接工艺装备及辅助器具的管理。

人力资源和社会保障部门

技术员、助理工程师、工程师、高级工程师

4

工艺师或车间管理员证—职业Ⅳ类

1.职业Ⅲ类焊接制造岗位职责;

2.焊接结构技术要求的工艺性评定及制造工艺方案的制定;

3.材料接头的焊接性;

4.生产方式的先进性和可行性;

5.焊接生产管理的现代化和经济合理性。

人力资源和社会保障部门

技术员、助理工程师、工程师、高级工程师

五、专业建设与发展分析

(一)专业人才培养模式改革

经过调研分析表明,焊接一线工程技术人员结构比例不合理,迫切需要既掌握操作技能,又具有岗位知识;不但能进行实际的工程操作,而且能够按照国际和国内标准指导监督生产过程的高端技能型焊接专门人才。所以,焊接专业在人才培养模式、课程体系建设、师资队伍建设、实习实训基地建设等方面要符合、贴近社会对人才的需求。调研数据显示,极个别专业课程由于知识更新速度较慢,对毕业生工作的帮助较小,不能达到毕业生和用人单位的满意,影响到学生技术创新能力的培养。针对这种情况,专业需要增强部分课程的新颖性、适用性,部分专业课程的设置面要窄化,而且要与市场接轨,才能学精、学深入。与此同时,增加更多的与实际生产或者工程项目相结合的科目及实践课程。在技术创新能力上,增加教学过程中对学生技术创新能力的培养,教师要尽量设置一些能引发学生独立思考的问题或项目,培养学生独立思考与实际操作能力

(二)专业课程设置

在焊接专业毕业生最重要的专业知识的调研数据中,企业最看重的是“焊接方法与设备”、“金属材料种类及性能”、“熔焊过程与缺陷控制”、“焊接工艺制定与评定”方面的知识;在职业能力方面,企业最看重的是焊接操作技能、焊接检验技能和工艺编制能力,而目前高职焊接专业应届毕业生到企业后与实际岗位对接存在的最突出问题恰恰是其技能水平不高,焊接工艺能力欠缺及理论知识差等。可见高职院校必须进一步加强焊接技能培养,同时不可忽视焊接基础理论及工艺能力的培养,焊接专业的专业教学标准和课程设置必须理论与实践并重,不可偏废。另外,自动化焊接课程偏少,有色金属焊接实践较少,缺少先进焊接方法实训等也是目前职业院校焊接专业教学方面存在的问题,在专业教学标准制定(修订)及课程设置时应当合理调整和分配。

专业师资团队

根据调研结果显示,需要专业教师具备本专业理论和实践能力;能够落实课程思政要求,挖掘专业课程中的思政教育元素和资源;能够运用信息技术开展混合式教学等教法改革;能够跟踪新经济、新技术发展前沿,开展技术研发与社会服务,所以对教师的知识更新提出了紧迫要求。要求专业教师每年至少1个月在企业或生产性实训基地锻炼,每5年累计不少于6个月的企业实践经历。对于兼职教师要求从本专业相关行业企业的高技术技能人才中聘任,应具有扎实的专业知识和丰富的实际工作经验,原则上应具有中级及以上相关专业技术职称,了解教育教学规律,能承担专业课程教学、实习实训指导和学生职业发展规划指导等教学任务。应建立专门针对兼职教师聘任与管理的具体实施办法,提高兼职教师的管理和效能。

校企合作意见

通过调研结果表明,用人单位特别强调实践能力的培养,因此必须加强校企合作,积极拓展校外实训基地。因为学生的顶岗实习主要到学校的校企合作单位和能够提供顶岗实习岗位的企业进行,学校应通过多种形式,与企业建立校企合作基地,满足学生专业顶岗实习的需要,为学生提供合适的实习岗位和实习场所。

在顶岗实习指导过程中,应该注重学生实践技能的培养,更新观念,为学生提供自主发展的时间和空间,积极引导学生提高职业素养,努力提高学生的创新能力。

顶岗实习过程中要加强管理,实行学校和企业“双向”管理。实习指导教师由学校专业指导老师和实习单位企业指导教师组成;企业实习指导教师应该是一线实践经验丰富的教师担任,学校专业实习指导教师应定期或不定期的到企业指导学生实习,并与企业指导教师进行交流。学校、系(院)领导和专业教研室应该对实习指导及学生实习情况进行不定期日常或重点检查。

(五)其他

调研结果显示,需要对接产业实际,理清智能化和焊接的关系为增强对智能制造系统的理解,增加专业基础课程《智能制造基础》,落实到机器人焊接智能化关键技术,如:焊接初始位置引导、焊缝跟踪、熔池监测、熔透控制和缺陷识别技术等,因此在专业核心课程《机器人焊接技术及应用》中聚焦这些教学内容。结合调研,企业都认识到智能化的发展趋势,但由于焊接动态过程多工况交替、多信息耦合、模式不明,人为设计涵盖焊接过程所有信息特征根本无从着手,模型泛化能力不足,在解决焊接过程多模态信息深度学习感知、决策与控制关键技术落地的重要瓶颈之前,焊接智能化落地尚有距离。更重要的是,对焊接工艺知识与机理的理解与融合是智能化解决焊接问题的根本和重要基础,不能压缩焊接基本知识的学习。因此,务实的做法是增加焊接智能化的基础知识和操作技能培养,一是数字化、网络化焊接装备或系统的集成与应用,二是复杂工艺设计与实施,特别是运用数字化仿真新技术的能力,三是了解一些控制技术、通信技术、信息技术等的基本步骤与方法。同时,为了满足学生毕业后的多维度发展及个性化选择需求,为其保留职业上升空间,可适当增加先进学科,如增材制造、智能制造等教学内容。

六、主要调研结论

本次调研从政策、行业企业、职业院校、毕业生和(五)研究机构五方面全面进行,行业企业调研覆盖了以焊接技术为主要生产工艺的行业企业,职业院校调研包含了国家“双高”建设院校与一般院校等不同类型的院校,毕业生调研既有应届毕业生也有往届毕业生参与,调研具有足够的广泛性和代表性,本次调研结论及对策建议如下:

(一)调研结论

1.行业企业及职业面向

根据企业调研,参照《国民经济行业分类(2019修改版)》,焊接专业毕业生面向的行业企业主要为:金属制品业,通用设备制造业,专用设备制造业等。

依据调研结果,参考《中华人民共和国职业分类大典(2015年版)》,职业面向为:焊接工程技术人员和焊工等职业,焊接工艺编制、焊接机器人编程、焊机和智能化焊接设备操作、、焊接生产实施、焊接生产管控与质量管理等技术领域。

2.典型工作任务和主要职业能力

根据企业调研分析,提炼出焊工、焊接工艺员和焊接生产管理员的典型工作任务及主要职业能力。

3.人才培养目标

以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,贯彻落实《国家职业教育改革实施方案》,全面贯彻党的教育方针,落实立德树人根本任务,根据企业调研和研究机构调研结果,确定本专业人才培养目标如下:

本专业培养能够践行社会主义核心价值观,德智体美劳全面发展,具有一定的科学文化水平、良好的人文素养、职业道德和创新意识,精益求精的工匠精神和信息素养,较强的就业创业能力和可持续发展能力;掌握焊接方法与设备、金属材料焊接、焊接工艺编制、焊接自动化、智焊接技术、焊接生产管理与质量控制等知识,具备焊接工艺编制与实施、焊接机器人编程与操作、组织焊接生产、质量管理的能力,能够从事焊接工艺编制与实施、焊机和自动化及智能化焊接设备操作、焊接机器人编程与操作、焊接生产管理与质量控制等工作的高素质技术技能人才。

4.课程体系的构建

根据党和国家对育人总体要求,结合研究机构调研结果、典型工作任务和主要职业能力分析结果构建本专业课程体系。

5.师资队伍和教学条件等配套要求

根据《职业教育提质培优行动计划(2020—2023年)》要求,学校调研和毕业生调研结果,在满足常规教学基础上,特别需要落实以下几点:

1)校企共建“双师型”教师,落实5年一轮的教师全员培训制度,推动企业工程技术人员、高技能人才到学校担任兼课教师,与职业学校教师双向流动;

2)明确智能化焊接实训室配置支撑智能焊接工作站安装与调试、机器人焊接技术等实训教学;

3)以专业课程教材及时跟进本行业新技术、新规范、新标准、新形态;

4)推动信息技术与教育教学深度融合实施职业教育信息化2.0建设行动,建设、配备与本专业有关的音视频素材、教学课件、数字化教学案例库、虚拟仿真软件、数字教材等专业教学资源库。

(二)对策建议

1.对接产业实际,理清智能化和焊接的关系

为增强对智能制造系统的理解,增加专业基础课程《智能制造基础》,落实到机器人焊接智能化关键技术,如:焊接初始位置引导、焊缝跟踪、熔池监测、熔透控制和缺陷识别技术等,因此在专业核心课程《机器人焊接技术及应用》中聚焦这些教学内容。结合调研,企业都认识到智能化的发展趋势,但由于焊接动态过程多工况交替、多信息耦合、模式不明,人为设计涵盖焊接过程所有信息特征根本无从着手,模型泛化能力不足,在解决焊接过程多模态信息深度学习感知、决策与控制关键技术落地的重要瓶颈之前,焊接智能化落地尚有距离。更重要的是,对焊接工艺知识与机理的理解与融合是智能化解决焊接问题的根本和重要基础,不能压缩焊接基本知识的学习。因此,务实的做法是增加焊接智能化的基础知识和操作技能培养,一是数字化、网络化焊接装备或系统的集成与应用,二是复杂工艺设计与实施,特别是运用数字化仿真新技术的能力,三是了解一些控制技术、通信技术、信息技术等的基本步骤与方法。同时,为了满足学生毕业后的多维度发展及个性化选择需求,为其保留职业上升空间,可适当增加先进学科,如增材制造、智能制造等教学内容。

2.突出智能制造人才需求的新特征

在智能制造过程中,人的角色将由服务者、操作者转变为规划者、协调者、评估者、决策者,企业需要的是能够掌握与运用现代信息技术和智能化设备技术,独立完成智能化目标和任务的高素质技术技能人才。因此将《焊接生产管理》设为专业核心课程,并在传统教学内容中突出“焊接生产过程焊接数字信息分析、数据分析”方面的要求。

3.全方位及时对接产业

加强校企联合培养力度以及实际案例的转化,利用企业的实际产品作为核心专业课程的教学案例或内容,开展项目化教学模式,让学生能够将所学知识运用与生产之中,提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。

4.注重复合型人才拓展基础

单一技能人员的规模将逐步呈现下降趋势,复合型、技术应用型、创新型等高素质人才比例将持续增加。因此在拓展课程中设置质量管理与检测技术、增材制造、先进焊接与连接等课程,注重及时把握现代技术发展趋势。

对比2018年原焊接技术与自动化专业教学标准调研,在近3年中焊接行业快速发展,对从业人员的要求也相应的有很大变化,较突出的是自动化焊接技术已有一定程度的普及,而智能化焊接技术是焊接行业进一步发展的方向。在本次调查问卷中也反映出企业对自动化焊接及焊接机器人操作的需求较高;在当前的时代背景下,企业、职业院校和毕业生都认为最应该增设焊接机器人、电气自动化等相关课程。因此高职焊接专业的人才培养应紧跟行业和时代发展,提前布局,适时调整专业教学标准,将传统焊接技术与自动控制技术相结合,构建新的课程体系,合理规划向智能化焊接方向的逐步转型升级,适应企业需求,为中国制造2025目标的实现做出应有贡献。

 

                                                   哈尔滨职业技术学院机电工程学院焊接教研室

                                     2022 11 15 



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