工業(yè)AI時代的大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)

一、新工業(yè)時代需要哪種人才？

新工業(yè)時代各制造業(yè)強國的發(fā)展戰(zhàn)略

縱觀世界經(jīng)濟，制造業(yè)一直是世界各國經(jīng)濟增長、繁榮和創(chuàng)新的引擎。據(jù)德勤報告統(tǒng)計，美國、中國和德國位列全球制造業(yè)競爭力指數(shù)排名前三。除了以上三個國家，日本、法國、英國、韓國也都為下一代數(shù)字制造提出了長遠展望與未來布局。

美國國家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡計劃，其目標是牢牢掌握住工業(yè)價值鏈當中價值含量最高的部分，并實現(xiàn)再工業(yè)化。美國處在制造業(yè)價值鏈的上游，其制造業(yè)核心并不是機器與設備，而是來自于對于隱形不可見世界，也就是其通過數(shù)據(jù)產(chǎn)生價值的能力，是IT技術與CPS（Cyber-Physical System信息物理系統(tǒng)，以下簡稱CPS）的結(jié)合，通過數(shù)據(jù)建模使得數(shù)字世界與物理世界能夠互相映射與交互。

德國在2013年提出工業(yè)4.0，目標是通過智能工廠和智能生產(chǎn)，增強德國制造的競爭力，從而將重心從產(chǎn)品端向服務端轉(zhuǎn)移，增強德國工業(yè)產(chǎn)品的持續(xù)盈利能力。其技術核心同樣提出了CPS，并強調(diào)了與工業(yè)領域知識的結(jié)合。

中國在戰(zhàn)略層面陸續(xù)提出了智能制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，制定了10-30年的發(fā)展規(guī)劃，并且在CPS的推進方面也毫不落后，于2017年出版了《信息物理系統(tǒng)白皮書》，將CPS作為我國指導智能制造的核心技術。中國制造處在由大變強的歷史關頭，新一代信息技術與制造需要更加深度地融合，實現(xiàn)未來走到全球價值鏈頂端的目標。

新工業(yè)時代的“新物種”— 智造型人才

新一代工業(yè)浪潮是工業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的新物種，行業(yè)跨領域，技術多類別。隨著物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)采集、云計算等技術的成熟，以及計算資源成本持續(xù)降低，很多十年前難以復制與推廣的問題得到解決，大量新技術開始支撐新工業(yè)時代的發(fā)展，如今面臨的最嚴峻挑戰(zhàn)不再是技術，而是缺少與其相匹配的智造型人才。

人才是制造強國的根本

德勤《全球制造業(yè)競爭力指數(shù)》提出的六大制造業(yè)競爭力驅(qū)動因素中，人才是公認的最重要因素之一。高技能的人才可以對一個國家的整體競爭力產(chǎn)生強大的影響。

2017年國家教委、人社部、工信部聯(lián)合印發(fā)《制造業(yè)人才發(fā)展規(guī)劃指南》，規(guī)劃指出2015年十大制造行業(yè)總?cè)藬?shù)3206萬，2025年需求6192萬，人才缺口2986萬。這些數(shù)據(jù)為我國高校培養(yǎng)未來人才指明了方向。

互聯(lián)網(wǎng)時代所連接的主題是人，而物聯(lián)網(wǎng)時代要連接的是所有的物，這也將引發(fā)更大的技術浪潮帶來更多的機會。隨著中國智能制造戰(zhàn)略的推行，制造從業(yè)者將從只擅長單一門類的專業(yè)性人才，演變?yōu)槟軐⒍鄠€學科和專業(yè)融合在一起的復合型人才。

二、人才培養(yǎng)現(xiàn)狀

美國人才培養(yǎng)-跨學科融合的復合型智造人才培養(yǎng)

美國非常注重政府、企業(yè)以及院校之間的合作。第二次工業(yè)革命的策源地辛辛那提是美國制造業(yè)的搖籃，GE航空、寶潔總部等都坐落于此。辛辛那提大學更被稱為工業(yè)大數(shù)據(jù)分析技術的“西點軍校”，自2000年起致力于工業(yè)大數(shù)據(jù)分析和預測性維護技術在產(chǎn)業(yè)的落地，同時在NSF（美國國家科學基金）的發(fā)起下成立了IMS（智能維護系統(tǒng)）中心。

IMS更注重人才復合技能的培養(yǎng)，更關注行業(yè)多場景應用的融合和理論的創(chuàng)新。他們把工業(yè)大數(shù)據(jù)融入機械工程學科之內(nèi)，并將課程分為DT數(shù)據(jù)技術、AT分析技術、PT平臺技術、OT運營技術4條主線。IMS中心認為只有跨領域技術相互融合后才能融會貫通，行業(yè)之間相互借鑒才可能產(chǎn)生更加通用化的技術。李杰教授的CPS 5C架構(gòu)就是從實踐中提煉而出的理論框架。

IMS人才培養(yǎng)模式的成功從另外一個維度來印證的話，當屬美國制造工程學會“30 Under 30” （30歲以下30位制造業(yè)杰出青年領袖）評選。作為美國工業(yè)界每年一度最有影響力的人才評選活動，由全美制造業(yè)企業(yè)共同投票決定，申請人年齡必須在30歲以下，在推動制造業(yè)的發(fā)展以及在STEM（科學、技術、工程、數(shù)學）等跨學科領域均展現(xiàn)出幾道的潛力和技能。近些年IMS中心培養(yǎng)出數(shù)位工業(yè)界杰出青年入選該榜單。

德國人才培養(yǎng)-雙元制的復合型人才培養(yǎng)

德國提出“沒有職業(yè)教育4.0，就沒有德國的工業(yè)4.0”，傳統(tǒng)的學徒制教育傳承至今雖然有一些改變，但宗旨仍然是理論與技能相結(jié)合，即企業(yè)與學校合作辦學，根據(jù)企業(yè)的需求量身打造未來工人所需具備的技能。

德國的教育體系秉承CPS理念，將數(shù)字化技術貫穿始終，因為制造業(yè)正在發(fā)生的改變對于人才技能的要求是，由傳統(tǒng)行業(yè)服務者和機器操作者，轉(zhuǎn)變?yōu)檎麄€生產(chǎn)過程中可以實現(xiàn)人機對話的多方位行業(yè)技術人才。

中國人才培養(yǎng)-多學科融合人才培養(yǎng)意識已初顯

中國在多學科人才培養(yǎng)方面已經(jīng)有了非常好的認知，2016年“新工科”在成都吹響號角，之后“復旦共識”、“天大行動”、“北京指南”三部曲夯實新工科建設基礎。與老工科相比，“新工科”更強調(diào)學科的實用性、交叉性與綜合性，尤其注重信息通訊、電子控制、軟件設計等新技術與傳統(tǒng)工業(yè)技術的緊密結(jié)合。

此外，近兩年舉辦的中國工業(yè)大數(shù)據(jù)創(chuàng)新競賽、全國智能制造創(chuàng)業(yè)大賽等競賽也是一種非常不錯的人才培養(yǎng)方式，通過競教結(jié)合讓理論實踐融會貫通。在同濟大學首屆中國大學生機械工程創(chuàng)新創(chuàng)意大賽中，比賽成績更是可直接納入研究生的成績。

高等工程教育從 “技術范式”轉(zhuǎn)換為 “科學范式”，又轉(zhuǎn)換成為注重實踐的“工程范式”，并時刻瞄準未來的新范式。相對于傳統(tǒng)的工科人才，未來新興產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟需要的是工程實踐能力強、創(chuàng)新能力強、具備國際競爭力的高素質(zhì)復合型“新工科”人才。

國內(nèi)人才培養(yǎng)基礎環(huán)境良好

中國的工業(yè)場景和工業(yè)數(shù)據(jù)量均為世界之最。以高鐵為例，作為中國工業(yè)的縮影，其350公里以上的多類型地區(qū)運行數(shù)據(jù)是其他國家目前都沒有的。這些數(shù)據(jù)非常有用，我們通過數(shù)據(jù)可以知道設備在運維過程中如何調(diào)優(yōu)、如何重新設計等。針對這些數(shù)據(jù)分析出來的洞察以及對未來發(fā)展的啟示，能夠幫助我們在競爭談判中掌握更多的主動權。

此外，中國人才儲備非常充裕，政府的支持力度也相當給力。去年信通院舉辦的第一屆中國工業(yè)大數(shù)據(jù)競賽，就有超過1500人參賽，其中60%以上來自于高校學生。今年將繼續(xù)舉辦第二屆競賽，天澤智云與富士康合作將數(shù)據(jù)脫敏后作為賽題，預計會吸引來更多的團隊參與。

三、復合型智造人才培養(yǎng)體系

工業(yè)AI時代需要DT/AT/PT/OT融合的復合型智造人才

目前很多院校都有設立DT數(shù)據(jù)技術、AT分析技術、PT平臺技術、OT運營技術相關的課程和專業(yè)，但需注意的是，并不是計算機專業(yè)的同學又學了算法課程就是融合人才。需要有基于大數(shù)據(jù)的工業(yè)場景作為牽引，將這四方面的技術和知識納入到整體的培養(yǎng)體系當中，這樣的融合才是一個體系化的融合。

工業(yè)AI時代人才培養(yǎng)需要理論學習、工程實踐與產(chǎn)業(yè)發(fā)展融合

除了體系化的課程融合，還需有理論與實踐的結(jié)合。

>> 立體化的理論體系培養(yǎng)計劃

在現(xiàn)有的課程資源基礎上，以DT、AT、PT、OT四個維度設立人才培養(yǎng)脈絡，開始建立工業(yè)大數(shù)據(jù)和工業(yè)智能人才培養(yǎng)體系，制定符合中國特色的人才發(fā)展戰(zhàn)略。

>> 產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新為目標的理論實踐融合

整合政府、企業(yè)和研究機構(gòu)資源，通過工程實踐、企業(yè)實習和產(chǎn)業(yè)發(fā)展融合的方式，推動人才在產(chǎn)業(yè)研究方面的理論創(chuàng)新。

>> 針對性的工程實踐平臺建設

綜合豐富的工業(yè)場景資源，結(jié)合理論課程體系，以工業(yè)現(xiàn)場的實際問題出發(fā)，設立定制化的實訓課程，協(xié)助學生以理論課程為工具，解決復雜多樣的工業(yè)現(xiàn)場問題。

四、“讓工業(yè)無憂”，需要復合型智造人才的助力

培養(yǎng)工業(yè)AI時代的復合型智造人才，是天澤智云的使命

>> 技術融合

天澤智云基于DT、AT、PT、OT四個方面完成工業(yè)智能研發(fā)人才體系化建設，將各個工業(yè)應用能力培養(yǎng)需求解耦為不同技術版塊，分別進行模塊化培訓及開發(fā)實踐，以流水線方式實現(xiàn)集成，協(xié)助院校實現(xiàn)工業(yè)智能應用能力建設的快速落地。

這套能力培養(yǎng)體系已經(jīng)協(xié)助天澤智云在兩年內(nèi)完成了整個企業(yè)的工業(yè)智能人才體系培養(yǎng)和建設。基于天澤智云工業(yè)智能實驗室的實踐案例和美國智能維護系統(tǒng)中心（IMS）內(nèi)訓課程，天澤智云設計了自己的專業(yè)課程體系，包括工業(yè)4.0的技術框架等思維框架類課程、PHM等算法技術類課程、工業(yè)智能建模平臺使用方法等工具使用類課程，以及數(shù)據(jù)驅(qū)動的無憂風場等前沿實踐類課程。

>> 行業(yè)實踐融合

第一是策劃競賽。我們和上海交大、同濟大學等高校以及工信部等部門開展合作，聯(lián)合舉辦工業(yè)數(shù)據(jù)相關競賽，為比賽提供數(shù)據(jù)及命題、評審等支持。

其次，參與國家、院校技術示范線與測試平臺。天澤智云提供可靠的基礎實驗環(huán)境及工具平臺，供智能制造研究及深入場景和數(shù)據(jù)的挖掘。同時基于工業(yè)智能項目經(jīng)驗和場景，建立有清晰演示效果的示范產(chǎn)線，讓研究者真正將理論和實踐相結(jié)合。

最后是培訓、實訓和標準。天澤智云開設工業(yè)智能相關實驗與實訓，滿足綜合實訓需要，并逐步建立CPS測試標準，為企業(yè)落地應用提供參考依據(jù)。

>> 創(chuàng)新融合

天澤智云協(xié)助院校完成工業(yè)領域標準與教學體系結(jié)合應用落地，助力人才培養(yǎng)與國家標準相結(jié)合，參與制定的國際、國內(nèi)標準包括工業(yè)自動化設備預測性維護、CPS參考體系架構(gòu)等。

同時，與IMS中心、瑞典皇家科學院院士、瑞典呂勒奧理工大學合作探討軌道交通等工業(yè)智能技術；與中車青島四方、東方電氣、富士康等企業(yè)合作進行智能高鐵、風場、機加工等體系設計研究。

天澤智云能夠?qū)⑷虻那把毓I(yè)智能化技術引入教學與實驗，與企業(yè)應用無縫對接，為學校以及企業(yè)提供合作平臺。同時，借助企業(yè)資源和實踐經(jīng)驗，推動院校課程與工業(yè)企業(yè)實踐、理論創(chuàng)新相結(jié)合，實現(xiàn)院校人才培養(yǎng)體系價值閉環(huán)，為我國培養(yǎng)高端復合型智造人才提供良好的環(huán)境和高價值的服務。

Reference：

[1] 《2016全球制造業(yè)競爭力指數(shù)》，德勤有限公司和美國競爭力委員會

[2] 《制造業(yè)人才發(fā)展規(guī)劃指南》，國家教委、人社部、工信部

[3] 《工業(yè)大數(shù)據(jù)》，李杰，機械工業(yè)出版社