职业教育本科化工自动化及智能控制专业设置研讨

张志华 张新岭 王惠芳

(河北化工医药职业技术学院,河北 石家庄 050026)

为适应石油和化工行业的优化升级需要,对接产业新特点和新趋势,对接新业态、新模式下自动控制工程技术和仪器仪表工程技术等岗位的新要求,满足石油和化工行业高质量发展对高层次技术技能人才的需求,建议设置职业教育本科化工自动化及智能控制专业(以下简称“化工自动化及智能控制专业”)。在前期调研和论证的基础上,现就化工自动化及智能控制专业的人才培养目标、课程设置等核心内容进行研讨。

我国是世界石油和化工大国,石油和化工行业在国民经济中地位突出。截止2020年底,石油和化工行业规模以上企业26 039 家,营业收入11.08 万亿元[1]。党的十九大以来,一大批长期制约产业升级的核心关键技术取得突破。创新驱动、产品结构高端化、产业布局集约化、节能环保生态化等措施,提升了我国石油和化工行业的国际竞争力和可持续发展能力,石油和化工行业展现出集群化、绿色化、智能化、高端化的新特点和新趋势。

我国石油和化工行业正处于新旧动能迭代更替过程,面临资源、能源和环境等多重约束,特别是随着我国碳中和、碳达峰规划的实施,对石油和化工行业提出了更高的要求。到2035年,物联网、大数据、云计算、智能机器人、在线监测分析仪器等过程模拟及在线优化技术,将广泛应用于石油和化工生产过程。

目前,石油和化工行业正朝着数字化、网络化和全球化方向发展,企业自动化、智能化、数字化升级改造是必然所趋,相关企业要在实现自动化控制的基础上装备安全仪表系统(SIS)、工厂信息管理系统(PIMS)等,企业对仪表自动化人才需求显得尤为迫切。据不完全统计,国内每年化工自动化类专业人才需求超过7 万人,但在人才供给方面,针对石油和化工行业开设的化工自动化技术专业高职专科职业院校只有11 所,在校生不足1 000 人;
而相关专业(如工业过程自动化技术等)开设院校不足30 所,该专业在校生仅4 000 人左右;
另外,在化工自动化类普通本科,院校人才供给也不足3 000 人。因此,院校培养人数不能满足企业需求。

石油和化工行业的转型升级及高质量发展对自控类的人才培养提出了新要求,即:熟悉生产工艺、懂得安全技术、理论知识扎实、专业技术精湛,工程实践较强,具有良好的职业道德,精益求精的工匠精神,适应石油和化工行业发展新趋势。因此,在高层次技术技能人才缺乏行业转型升级的背景下,设置职业教育本科层次化工自动化及智能控制专业显得十分紧迫和必要。

通过企业问卷、网络视频会议等形式,围绕化工自动化及智能控制专业的人才需求情况、典型工作岗位、工作任务等情况,针对东北、华北、华东、华中、西北和西南地区的国有大、中、小型企业及科技创新型企业等共104 家进行了调研。调研企业分布情况如图1 所示。

图1 调研企业分布情况

3.1 调研基本情况

调研发现,企业对化工自动化类本科层次人才提供的工作岗位主要有自动化系统运行维护、自动化工程项目施工与管理等,如图2 所示。主要工作任务有自控系统维护与管理、自控系统集成与改造等,如图3 所示。但是,本科层次毕业生专业知识与技能方面存在一些问题,如缺少生产现场的实践锻炼经验、动手能力欠缺、缺乏生产工艺相关知识等问题,如图4所示。

图2 本科层次毕业生的主要工作岗位

图3 本科层次毕业生的主要工作任务

图4 本科层次毕业生专业知识与技能方面存在的问题

在调研过程中发现,企业对化工自动化及智能控制人员需求十分迫切,亟需“知工艺、懂安全、精技术”工程实践能力强的化工自动化类高层次技术技能人才。

3.2 典型工作岗位及主要岗位职业能力

根据取得的调研样本,经过分析梳理了化工自动化及智能控制专业的岗位及主要岗位职业能力,具体如表1 所示。

表1 化工自动化及智能控制专业典型工作任务及岗位职业能力

在广泛调研和征询行业企业专家、职业院校教师意见的基础上,按相关标准和要求,拟定化工自动化及智能控制专业简介内容如下。

(1) 专业名称

化工自动化及智能控制。

(2) 基本修业年限

四年。

(3) 职业面向

面向石油和化工行业的自动控制工程技术和仪器仪表工程技术岗位群[2]。

(4) 培养目标定位

本专业培养德智体美劳全面发展,面向石油和化工行业的自动控制工程技术人员和仪器仪表工程技术人员岗位群,能够从事自动化仪表及装置的方案设计、生产制造、安装调试、维护维修、故障排除、技术改进与管理等工作的高层次技术技能人才。

⑸ 主要专业能力要求

① 具备结合生产工艺进行自动化仪表选型、安装及调试的能力。

② 具备过程控制系统工程设计、调试、运行维护能力。

③ 具备PLC、DCS、ITCC、GDS 等系统日常维护、运行调试、软硬件故障排除、组态与编程能力。

④ 具备安全仪表系统工程集成、运行调试及维护的能力。

⑤ 具备智能控制装备及智能控制系统的操控、维护能力。

⑥ 具有工厂信息管理系统管理与维护的能力。

⑹ 主要专业课程

① 专业基础课程:化工制图、化工生产基础、电工电子技术、电路、嵌入式接口技术、现代电气控制技术、工业网络控制技术、责任关怀导论、化工安全。

② 专业核心课程:智能传感器技术、过程控制技术、可编程控制器、集散控制系统、化工智能控制技术、安全仪表系统、化工自动化工程设计。

⑺ 职业类证书举例

仪器仪表维修工(高级)、可编程控制器系统应用编程职业技能等级证书(高级)、化工精馏安全控制职业技能等级证书(中级、高级)、电工(中级、高级)。

⑻ 接续专业举例

① 接续专业硕士学位授予领域举例:电子信息(0854)(如控制工程、仪器仪表工程)。

② 接续硕士学位二级学科举例:控制理论与控制工程、检测技术与自动化装置等。

此外,化工自动化及智能控制专业所属专业大类为生物与化工大类,所属专业类为化工技术类,主要职业类别(代码)[3]有自动控制工程技术人员(2-02-07-07)、仪器仪表工程技术人员(2-02-07-03)和仪器仪表维修工(6-31-01-04),主要岗位类别(或技术领域)为自动化仪表及系统运行维护、自动化工程安装调试、自动化产品与工程设计等。

按照“实用、适度、够用”的标准设置课程。在课程开发上采用“精简、压缩、增加、综合”的方法,精简重复交叉的内容,压缩不必要的内容,增加与专业能力培养密切相关且应用广泛的课程,把培养综合能力所需的课程内容按照知识点和技能点加以筛选综合形成新课程。

5.1 植入产业文化,科学设置专业课程

建议加强化工工艺、责任关怀、化工安全防护、安全系统、智慧工厂、生产过程信息化、智能化方面课程的设置,开设责任关怀导论、中国石油和化学工业产业文化史、科研人员TRIZ 技术创新方法应用等方面课程,促进自动化与信息化的深度融合,增强学生对石油和化工产业的认同感和责任感。基于职业教育本科化工自动化及智能控制专业的人才培养目标,科学设置专业基础课程和专业核心课程,相关课程如专业简介中所述。

5.2 依据企业岗位需求,灵活设置实践课程

科学分析化工自动化及智能控制专业在企业中的工作岗位、工作任务、工作过程和工作内容,确定技能要素,建议开设的实践环节包括:金工实习、岗位认识实习、电工实训、电子产品设计实训、过程控制系统综合实训、安全仪表系统实训、化工生产综合实训、智能控制装备应用实训、企业生产实习、毕业设计和顶岗实习等。

此外,在企业转型升级的背景下,专业课程中融入虚拟仿真、人工智能和工业互联网等内容,专业教学中积极推进工学结合,注重1+X 课证融通,加强专业课程建设,努力提升教学质量,促进技术技能人才链与产业链有机衔接,除必修课程外,可设置工业机器人技术、工业物联网等拓展课程。

设置职业教育本科化工自动化及智能控制专业,在满足高层次技术技能人才不足的同时,也面临着准确把握“应用型”定位,突出基础技能的高层次等诸多问题。建议开设职业教育本科化工自动化及智能控制专业时,要注意区别于普通本科和职业教育专科,突出具有高层次知识体系,提升毕业生解决石油和化工生产复杂问题的综合能力。

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