智能化數字化已成席卷制造業新浪潮
在現代工廠里，在智能化系統的指揮下，上百臺機器人協同作戰。三一集團供圖
在三一18號工廠里，機器人正在對工件進行焊接作業。中青報·中青網記者 洪克非/攝
國網長沙供電公司青年員工正在通過智能運檢系統對設備進行遠程巡視。聶婉芹/攝
湖南鐵道職業技術學院劉海龍老師指導學生進行工業機器人基礎應用實訓。萬磊/攝
頭戴安全帽，腳穿工作靴。7月4日，黃杰急匆匆地走進中車株洲電力機車有限公司（以下簡稱株機公司）生產車間，原本安逸的暑假已改成了“下放”到企業學習。
黃杰是湖南鐵道職業技術學院（以下簡稱湖鐵職院）的教師。今年6月24日起，按照學校的要求，他被安排到株機公司，進行兩個月的培訓。同行的，還有該校另外18名教師。
“每天都是早上8：30開始，認真跟著師傅學，做記錄，下班后查資料。”黃杰說。
株機公司安排了3位技能大師作為現場指導老師。黃杰老師的現場師傅是中車首席調試師周峰。
進入車間期間，黃杰跟隨師傅們一起參與車輛調試，請教各個環節測試的技術特點、操作要求。
幾天下來，他對車輛校線產生了濃厚興趣，準備設計適用于城軌車輛調試用的無線校線器。
7月13日下午，黃杰告訴中青報·中青網記者，這種學習很有裨益。企業產線環境都不斷在變化。作為老師，他得跟隨一線的節奏。
機器換人帶給學校的壓力
據悉，今年暑假，湖鐵職院有177名教師來到企業“充電”。校長方小斌自稱也沒有閑著，“要走幾十家企業調研。”
假期如此“折騰”，來源于學校領導層對企業端生產線變化的焦慮。
當前，新一代信息技術與制造業深度融合正在引發影響深遠的產業變革。企業的趨勢也催促著負責技能人才培養的學校跟進。
方小斌認為，隨著機器代替人工的加快，可重復、工作條件惡劣、任務簡單、強度大的職業崗位不斷被生產效率更高、質量更可靠的智能裝備、智能生產線取代，一批生產、服務、管理一線的人員將面臨失業及轉崗壓力。
據悉，湖鐵職院所服務的軌道交通裝備產業，在湖南省內產值就高達1600多億元，每年可以吸收2300多名學生就業。
而軌道裝備行業近年來無論是制造端還是運維方面，都朝著智能制造和無人駕駛的方向快速進發，作為學校方，他們得緊密地關注產業轉型升級向教育機構發出的信號。
“今后的保姆都要會玩轉機器，不再是幫你洗衣拖地干雜活。”方小斌曾和同事開玩笑說，以后做飯洗衣更換燈具看護等，都有機器人料理。
大勢所趨的智造轉型
2021年12月28日，工業和信息化部等15部門聯合印發《“十四五”機器人產業發展規劃》（以下簡稱《規劃》），提出從技術突破、拓展應用、打造生態等多個維度推動機器人產業高質量發展。數據顯示，2020年，我國機器人產業的營業收入為422億元，工業機器人產量達22.1萬套。
工信部裝備工業一司司長王衛明在接受媒體采訪時指出，隨著AI、VR和5G等新技術發展成熟，越來越多的廠商開始在設計研發中探索機器人產業與新技術的融合，為機器人落地應用提供了更多可能性。
而在湖南的多家產業龍頭企業，科技推動的產業進步，已不止于機器人的產業應用。
誕生于科研院所的工程機械龍頭企業中聯重科，2014年啟動了“產品4.0”的專項工程。2021年8月，中聯重科土方機械公司副總經理袁野就此曾向中青報·中青網記者介紹，其智能化包括兩個方面，一個是產品的智能化，一個是平臺的智能化。
例如，讓挖掘機根據工況來適應和調整它的控制策略，使其大幅提升效率，這是產品本身的智能化。另一方面，現在工程機械作業越來越集群化，大批起重機挖掘機混凝土泵車攪拌站等一體化協調作業。很多場景下，眾多設備都是無人駕駛或者遠程操控。
在2020年3月的拉斯維加斯國際工程機械展上，該公司員工演示了利用5G技術，遠程操控位于萬里之外的長沙某臺挖掘機作業。
更進一步的是，2019年開始，中聯重科耗資千億元打造智慧產業城。
今年6月30日，智慧城混凝土泵送機械園區負責人倪川皓表示，正在興建的中聯智慧產業城是一個全新的園區，按照中聯重科董事長詹純新的規劃，“技術上要領先20年”。
倪川皓稱，產線的技術先進性要達到世界領先的高度，其規劃設計要預留今后升級、擴展的可能。
中聯重科的生產涵蓋機加工、焊接、涂裝、裝配等多個環節。在2005年建立的工業園中，曾有數以百計的焊工忙碌在一線。而如今，這一工作大批量被焊接機器人取代。“焊接方面園區，機器人覆蓋率已經達到了80%以上，比方現在有100個焊工，今后大概有20個。”
倪川皓說，除了自動化，就是機器人本身，也要實現“自適應”。即通過添加攝像頭、激光等方式實現機器視覺，讓機器人能夠自觀察自適應，達到AI智能，解決一些常規程序無法觸及的問題。
而在機加工方面，全產線的自動化能讓物流的匹配，上下料、吊裝、加工等全部實現無人干預。做到24小時“黑燈生產”。
“以前的涂裝用油漆，既不環保，還容易浪費。”倪川皓表示，如今采用粉末涂料靜電吸附于工件上，既沒有氣味，又加大了強度；同時省卻了人工。
不可逆轉的數字化轉型
其實，國內高端制造龍頭企業都無一例外地觀察、參與到智能制造的變革中。
2018年全國兩會上，全國人大代表、三一集團董事長梁穩根介紹，三一集團接下來的競爭力主要靠數字化轉型，成功了就會“翻身”，不成功就會“翻船”，意指傳統的重工制造業已經到了一個“分水嶺”。
7月7日上午，中青報·中青網記者在三一“燈塔工廠”、面積約10萬平方米的“18號廠房”現場看到，在這個由原來兩個舊有車間投資百億元升級改造的產線上，工人通過系統指令，就可以為每個工位提取、配送物料和零部件；加入了視覺識別模塊的智能焊接機器人可以自動識別物料進行焊接；重型AGV滿載物料在廠房內川流不息；在智能化系統的指揮下，上百臺機器人協同作戰……
三一集團智能制造工藝所副所長劉祥舉介紹，除了環境安全、舒適外，產線里有很多前沿技術的應用。例如，在最后一道工序組裝上，產線將智能扳手與互聯網連接，力矩等實際參數可以上傳、由計算機分析，出錯則機器會自動報警。最主要的是，這個過程會把這些數據沉淀下來，即把物理模型變為數字化模型，從而對其實行痕跡管理。
劉祥舉指著現場運行的一臺機器人AGV（自動導引運輸車）說，系統下達指令后，采用激光引導的AGV就會自動從立體倉庫取貨，再將零配件送到相應的工位。廠房里還建立了20余條自動化產線，形成6大高度自動化作業島，實現500余名工人由機器操作者向機器看護者和研究者的轉型。這樣不但實現了產能翻番，更是極大降低了工人的作業強度。
據悉，開展智能化改造升級后，整個生產周期縮短了一半，而人力需求大幅減少。
三一集團智能制造方案實施的原負責人蔣慶彬曾用一個親身經歷的故事解釋了潮流的變化。他在日企業工作時，最佩服的是戴“金星”與“銀星”的技術人員，相當于國內的老中醫。
有人問他們產品尺寸有20絲偏差，怎么解決？專業技能人士到設備旁邊問問這、看看那，就能做出診斷，甚至聽到設備的異響，就知道這20絲是怎么產生的，這就是靠經驗做判斷。但這種經驗不易復制，就跟老中醫一樣。
“現在我們把‘中醫’的經驗都數字化了，就是將采集的所有數據可視化、模板化，使之容易進行技術傳承。這好比以前測血壓號脈憑的是感覺和經驗，現在用血壓儀測是多少就是多少，相較于號脈，后者既準確，又易傳承。”
升級“換裝”的藍領
高智能的產線，會不會讓普通藍領工人快速從企業離開？
三一的展廳里，一塊巨幅屏幕上赫然標識著集團智能制造的未來規劃：3000億元銷售，3萬名工程師、3000名產業工人。
而提出這一目標時，該集團擁有3萬名產業工人。截至目前，企業尚有1.8萬左右藍領工人。“一線工人從企業搬來長沙時基本是農民工，到招聘趨向于高職起點。伴隨著智能工廠建設的逐步推進，將逐步實現人員替換。”三一集團人資總部招尋聘部本部長許競說。
而中聯重科的倪川皓則認為，在建成后的中聯智慧產業園區，他熟悉的泵送這塊，技術工人將相較于麓谷的老園區減少約三成，甚至有些局部的工作能夠減少四成。
追逐智造的動力，除了龍頭企業對技術的天然向往，成本、周期、用工等都是復雜的因素。
蔣慶彬曾在接受《企業管理》雜志采訪時談到，近年來，工程機械行業的人工成本上升非常明顯，比如幾年前員工月收入3000-4000元不算低，現在一個焊接工人月收入1萬多元，低的也有9000元左右。而另一方面，自動化、智能化設備采購成本也下降得非常快。“我們購買一臺機器人一年多的時間就可收回投資。”
人口紅利在逐漸消失，機器的紅利卻慢慢到來。
多位產業界人士在采訪中表示，智能制造既是企業生產力進步的要求，也是當前我國經濟正處于轉型升級關鍵期的必然。而每一次經濟結構的轉型升級都離不開“人”的轉型升級。人既可能是被大潮裹挾的對象，又必然是轉型升級的原動力。
中聯重科倪川皓認為，智造不是對藍領工人的簡單做減法，而是“提升”和“換裝”后再出發。
他指出，歷史上依據科技進步而進行的多次產業革新，都是把人做的簡單重復的勞動，用先進機械甚至智能機械替換掉，讓人轉型去做比較精細的工作。以焊接而言，雖然可以用機器來代替人工焊接，但同時需要編程和管理機器的人。這個人需要懂焊接，但更要掌握機器人的模塊化編程。其工作對象由單一的焊槍變成了包括機器人控制器件，伺服電機、液壓系統等在內一個復雜的系統。
這是藍領的轉型。
如果有期待成為現場管理者的，還需要熟悉產品，了解精益的生產管理方法，最后成為大生產里面的一個環節的管控人員。
倪川皓表示，這是企業急需的智能制造現場工程師，其崗位介于研發工程師和普工之間，但是它屬于技術崗，藍領的升級“換裝”。
他認為，國內眾多職業院校在培養學生時要與企業同頻。
“企業的人才儲備，很大部分來自職業院校。但我們以大專生為主來做培養，可能讓他從大二或大三開始就接觸、熟悉企業。”
另一部分則是從企業頗有資歷的人員中挑選。因為有著豐富工作經驗的員工也是寶貴的人力資源，提升時可以減少磨合的時間。
而另一工程機械巨頭三一集團，則依托旗下的三一工業職業技術學院開展培訓工作，除了理論課程，還投放了大批機器人，供員工進行編程、機器人控制等實操課程的練習。
“針對每道工序的操作過程，我們會錄制一些基礎課程，設備的基本操作流程、設備的常規故障、每種故障如何排除、哪些情況會導致異常報警等。”蔣慶彬表示，自動化升級和技能培訓的增加，對工人來說最明顯的變化是勞動強度下降，薪酬卻有所上浮。
三一人資總部招尋聘部本部長許競說，隨著企業不斷壯大，智能制造帶來的產業工人隊伍的調整，并沒有讓技術工人大量流失，而是調整到集團的其他地方發展。“舉個例子，這些年我們產值翻了很多倍。以前整個三一在長沙就星沙地區這一片，現在集團在黃花機場附近搞了一個更大的新產業園，很多的新業務和人員會從這邊調轉過去。”
許競介紹，集團制定了宏大的國際化戰略，對海外市場的開拓抱有雄心。因此，今后幾年會有數千人被派往海外。“智能化讓企業更有效率，也更能適應市場競爭，反過來需要更多的員工。”因而，作為人力主管部門，他們常為招人而犯愁。
校企聯手培養是唯一選擇
在產業轉型的倒逼下，企業與職業院校對所需人才聯合培養漸成趨勢。湖南機電技術學院屬于職業院校中“手疾眼快”的一類。
該校地處長沙經濟技術開發區。早在2008年，該校機械學院就與中聯重科聯合開設了訂單班，培養裝配和售后服務的工程師。
跟隨企業的腳步，該校在湖南省內首批開設工業機器人專業，并牽頭組建湖南省機器人與智能裝備制造職教集團；在省內第一個擁有焊接機器人實驗室，領銜者為中國科學院院士。近年來，學校將“焊接技術與自動化”“數控設備應用與維護”“機械產品檢測檢驗技術”等專業擴容、延伸，以滿足裝備制造業智能制造升級中對產品設計與制造全流程數字化的需求。
該校機械學院院長譚平稱，2017年以后，隨著智能制造在一些龍頭企業的帶動之下，學院感到人才培養和企業的人員需求之間，明顯有了距離。
“我們在2015年就建有焊接機器人，但只能夠讓學生進行編程，而沒法真實操作。”
面對差距，咬咬牙，學院投入巨資擴建“機器人焊接工作站操作”實訓室。他們還聘請了中聯重科泵送機械分公司培訓工程師譚勇兼職實訓指導教師，承擔該校核心專業課程教學，以一個小班的規模，培養適應企業智能制造升級的現場工程師。
學生王啟云是受訓學生中的佼佼者。2020年7月，他進入中聯重科實習，后成功就業。目前，已經成為企業的4級現場工程師。
“學生實習期間主要從事混凝土泵車臂架、轉臺等零部件的焊接機器人編程與操作，正式入職后參與高強鋼焊接工藝技術研究，取得了相關資質，眼下已是企業技術骨干。”譚平說，各個企業在智能智造方面的不同需求，也需要學校更強大的實訓條件支持。
例如，工程機械制造企業中聯重科等多是高碳鋼，而像上市公司楚天科技等焊接對象是不銹鋼，需要氬弧焊。
因此，與企業聯手培養人才成為唯一選擇。學校出學生出場地，企業出設備出材料并派出現場培訓工程師，對如何開設相關的實訓項目上門指導，手把手教授特定產品的特性焊接工藝，雙方互利共贏。
此外，校企還聯合開發《熔化極氣體保護焊》《金屬材料焊接工藝》等4門核心課程，共計71人接受了學徒制培養，絕大多數學生已成為企業焊接技術骨干。
校企合作突破藍領人才瓶頸
部分頭部職業院校的率先入局，帶來了喜人的變化。但在智能制造的大趨勢下，仍不足以扭轉短期內形成的產業工人供給的結構性矛盾，這也使職業教育遭遇瓶頸。
根據工信部披露的數據，截至2020年，我國高檔數控機床和機器人領域人才缺口達到300萬人，到2025年，缺口將進一步擴大到450萬人。
國家早已關注這一局勢，并指出作為全球制造業大國，現有的職業教育亟須改變。
2019年2月，國務院印發了《國家職業教育改革實施方案》（以下簡稱“職教20條”）。“職教20條”提出，要完善職業教育體系，為服務現代制造業、現代服務業等行業提供制度保障與人才支持；借鑒“雙元制”等模式，校企共同研究制定人才培養方案，建立產教融合型企業認證制度。
在發展職業教育的大方向下，國內許多職業院校和企業一同入局。校企合作制定與機器人教育相關的培養體系，實現從教學到就業的一條龍培養。
部分職業院校在這一道路上走得更遠。據湖鐵職院教務處副處長寧云智透露，從去年年底，學院就做了產業融合提升工程的實施方案：一個專業，必須和一個龍頭企業或者頭部企業做產教融合實踐，將專業建設和產業發展的適配度提高；同時建立“名師工作站”，聘請企業技能大師深度參與人才培養方案。
為此，這些年來，他們探索成立了5個產業學院。“像學院與株洲電力機車廠成立了智能制造學院，不僅能滿足需要。企業還從中選拔了部分優秀學生，作為培養海外項目的人才。”
據悉，格力、美的、富士康、遠大、中科電氣、楚天科技等知名企業均在該校開設了現代學徒制訂單班。“富士康在每個學生身上投入的培養費高達3萬元，包括刀具、耗材等。實行全實景教學、實訓。”該校軌道交通裝備智能制造學院院長羅偉說。
湖南機電職業技術學院電氣學院教研室主任汪亮團隊則嘗試了一條新路。主攻電梯工程技術、建筑智能化工程技術的汪亮與教研室部分教師開辦了科技公司，作為對接企業的一個平臺和融合點。
“最開始，我們和寧波一家企業參與到全市的智慧電梯云建設，從跟班學技術流程到參與電梯項目，最終為該企業開發培訓包。”汪亮告知。后來，他們把業務范圍拓展到了智能建筑、智慧交通等領域。
而學生則通過學院的協會選拔進入，按照年級層次，采取老師帶老生、老生帶新手的遞增型教學實訓模式。幾年來，上百名學生得到了鍛煉。
“這樣的方式讓身邊的老師和學生都能夠真實地走在整個行業的一線，而不是跟隨學步。”汪亮說。
（洪克非）