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訾斌院长-机械工程技术发展趋势与人才培养

訾斌院长-机械工程技术发展趋势与人才培养

作者:admin    来源:未知    发布时间:2021-12-04 19:32    

  訾斌院长在2021第十一届中国国际机器人高峰论坛暨第七届恰佩克颁奖仪式报告-机械工程技术发展趋势与人才培养主旨报告

  9月14日,2021第十一届中国国际机器人高峰论坛暨第七届恰佩克颁奖仪式在芜湖盛大开幕。訾斌院长出席大会并作《机械工程技术发展趋势与人才培养》主旨报告。以下是现场演讲速记整理:

  我将从三个方面进行报告。第一个方面是机械工程技术发展的现状,当然先进机械工程技术不仅仅包括机器人技术,也涉及新能源汽车,数控制造,无人驾驶等领域。

  首先我们要有一个概念,机械的定义是什么?机械指的是“一切具有确定的运动系统的机器和机构的组成”。机器人本体即为一种机械,近来我国建造的许多大型装备也属于机械,在《大国重器》、《强国基石》中介绍了许多先进的机械装备,而以机械工程为基础的实体制造业是我们国家的经济命脉,因此许多产业都是与机械工程专业密不可分的,其发展也离不开机械类专业人才的培养。如协作机器人,除了完备的构型设计,其也需求轻量化材料与智能控制算法,这也说明了机械工程专业往往是多学科交叉中的重要一环。

  谈到机械就离不开智能制造。智能制造是机械工程在新环境下的产物,从属一个体系,其基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合。我们现在提到的智能制造,不仅仅是涵盖设计环节,而是一个囊括设计、生产、管理服务各个环节综合的体系。机械工程学科涉及到多个领域,装备、系统、服务,其中高档数控机床和机器人领域与机械工程学科密切相关,而这些行业的高端人才需求缺口较大。

  智能制造技术具体有装备、系统、服务,包括产品,我们直接接触的往往就是产品,例如机器人就是智能制造的产品。先进数控机床,包括现在火热的智能车辆也都是非常重要的智能制造产品。此外,智能制造也包括智能化生产系统。

  工业机器人则与机械工程密不可分。工业机器人的关键技术涵盖了机构创新设计、智能控制技术等,其中首要的就是做好机构设计这一环,因为机构是机器人功能实现的必要载体,这其中就包括高性能材料开发与创新的结构设计。在此基础上也要注重智能化的设计,扩展其使用场景,即做好机器人的大脑。未来机械工程领域发展,特别是机器人产业将会更加注重人机交流与协作。人类对机器人自身结构、机器人功能、机器人行为及机器人智能化的期望值越来越高,这就涉及到了协作机器人、共融机器人。而针对产业的发展,当下出现的智能共享工厂就是一个很好的产业发展模式,这种模式实现了多产线的综合协调作业,提高了生产效率,降低了作业成本。

  3D打印也是机械工程领域的重要方向,代表着一个新型的制造方式,比如我们机器人中将来的有一些特殊的部件就可能是3D打印制造的。3D打印实现了快速模型,快速模具,快速制造,在军工、医疗、汽车、考古等多方面都有应用。

  机床是用来制造机器的机器,它是工业之母,被称为工业母机。现在国产数控机床仍在不断发展,但同时也应认识到同国外高端机床仍存在一定的差距。许多高端装备,包括机器人,其制造也依赖高精度机床,因此从性能、功能、体系结构三方面综合发展,提升高端机床水平是发展的重点。

  工业基础主要包括关键基础材料,核心基础零部件,先进基础工艺和产业技术基础。目前机器人的核心零部件制作工艺已经比较成熟,但是还需要进一步提升。在高校和企业需要有学术基础,而且要有良好的学术背景和一定的文采,这样高校和企业也有很好的可持续发展前景。制造业是国民经济的主体,是立国之本、兴国之器,强国之基,我们的智能化就是要实现这个目的。

  第二方面是对机械工程学科趋势的展望,刚才提到在某些方面我国存在一些不足之处,但是在高铁,航天技术如空间站等方面具有一定优势,且某些领域已处于领跑状态。而针对卡脖子问题也有了一些相应政策,信息技术、制造技术深度融合的数字化网络化智能化制造是机械工程领域发展的一个重要对策。我们要推行产品质量提升,企业的转型升级等等一系列卡脖子的问题,企业在申请项目时也要考虑碳达峰、碳中和二氧化碳排放的问题。

  “十四五”规划中提到培育先进制造业集群,同时在航空航天,船舶海洋,机器人,医药等方面要有一定的创新发展,相关方面也在积极响应号召,逐渐在高端制造方面有长足发展。

  国家的规划明确了机械行业未来将会以数字化、智能化、集成化、网络化、服务化、绿色化为未来重点发展方向,主要体现在四个方面,一是由技术跟随型向技术引领型转变;二是由机械自动化向智能网联化转变;三是由生产制造型向融合服务型转变;四是由环境污染型向绿色低碳型转变。

  而中国智能机器人市场销售规模的增长大家是有目共睹的,而且在不同的领域都在拓展。这次疫情也想到了有很多方面可以拓展,海陆空天水下机器人都有。当然这个趋势也是多行业、新机遇、技术引领,市场在不断扩大,我们的产业在在做大做强。

  3D打印在机器人行业中,医疗器械、航空航天、建筑、汽车、工业制造等领域已经带来众多变革,将来3D打印相关技术和机器人结合在一起,尤其是与智能化工厂结合起来。 3D打印技术发展还将极大改变供应链系统,颠覆传统产业的生产方式,带来更多全新的产业机会。就如宁夏早期铸造工艺对环境有污染,换成3D打印后污染减小了很多,其中机器人就承担了一部分的角色,就如刚才提到的智能化工厂,我想企业也要考虑一些新的概念,我们可以重塑一些新的元素,对其进行提升、升级。

  车辆是机械工程的一个重要的方向,智能车辆是集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能,运用了计算机、现代传感、信息融合、人工智能及自动控制等技术,是典型的高新技术综合体,其中新能源汽车具有广阔的前景与重要的使用价值。

  智能车辆涉及到电动化、网联化、智能化、共享化。电动化是新能源动力系统领域,网联化是车联网布局,智能化是无人驾驶或者驾驶辅助系统,共享化是车辆共享与移动出行,作为未来一个重要的发展方向,所以备受关注。机器人行业未来的发展也与此相通,同样需要进行网联化,智能化。

  而智能机床作为机床行业的重要发展方向之一,同时也是高档数控机床的标志和发展方向,逐渐受到行业重视。目前我们国家的智能机床,其高端机床的核心部件依然依赖于进口,这些都是需要我们努力的地方。未来中国智能机床行业的发展将实行“三步走”策略:第一步是突破核心零部件技术,实现数控机床高端化;第二步是在高端数控机床的发展基础上,提高机床智能化水平;最后一步是实现智能机床的大批量生产。

  第三个方面主要是机械工程的人才培养与就业。工程是关于解决人类生产、生活中复杂问题的知识和实践,从最简单的石器工具的制作,到杠杆与滑轮的应用,工程伴随着人类社会的发展进步不断发展起来。原有的工科体系已经不能满足于目前产业、技术的发展。所以目前国内外都在积极进行新工科变革。如国外的:斯坦福大学2025计划、麻省理工学院“新工程教育转型计划”;国内的:党的十八大提出推动高等教育内涵式发展;党的十九大提出实现高等教育内涵式发展。

  新工科建设是一项深化工程交流工程改革的重大行动计划,它是新一轮科技革命产业变革,服务国家战略、产业需求,面向未来发展的。新工科不仅仅是给企业培养人才的,更是为国家战略服务的。高校培养的人才不是单单用来写文章的,也不是单纯培养做研究的,它大部分还要回归到社会,按照国家战略的需求来做。作为机械工程人才培养,要健全新工科人才培养体系,从教材从创新实践,再到一个学生的管理能力、写作能力都很重要工程教育的改革。高校的培养要以学生为主体,注重学生的体验。目前一些竞赛就非常适合学生综合能力的锻炼。

  同时,作为一名新时代的工程师也需要多种思维与能力。首先是六种思维,分别是分析思维、设计思维、语言思维、人际思维、身体思维、正念思维。在企业中,不止要考虑一个人的专业,还要看个人思维交流能力、要能够很好控制自己情感,否则也会给带来不利因素。除了思维还要有专业能力与非专业能力,包含复杂工程问题解决能力、非结构化解决问题的能力、工程领导力等等。而综合素质要包含情商、工程伦理、家国情怀、批判性思维等等。对于一个工程师来说,能力是一方面,综合素质也很重要。一名优秀的工程师绝不能做出违反工程伦理的事情,同样也需要具备一定的家国情怀。

  合肥工业大学立足于三位一体的教育教学体系“立德树人、能力导向、创新创业。其中机械工程学院采取了“七位一体”的新工科人才培养模式,包括创新创业体系,知识与能力并重,以学生为中心等等,依托这些教育培养体系,合肥工业大学不断的向社会输送高质量人才。在此基础上,我们按照不同专业的就业方向,有针对性的进行学生的培养与实践训练,满足各行业的需求,做好学生的培育工作。

  而针对就业,尤其是高校毕业生的全过程就业,即从学生的就业培训再到企事业单位的宣讲到最后的生涯规划与选择,要做到生涯规划和就业教育全员全过程覆盖。当下国家也提处了三大需求,即国家战略需求、重点行业需求、政策性岗位需求,以及就业的四个面向,即科技前沿、经济主战场、国家重大需求、人民生命健康。瞄准国家的需求,面向重要领域进行自己的工作选择,往往会找到一份满意非工作。例如在疫情的冲击影响下,保障人民生命健康的需求十分迫切,在具体就业选择时可以多去贴近了解。

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