智能制造人才培養(yǎng)探索與實(shí)踐

數(shù)字化企業(yè)
黃娟/鄭倩/黃培
智能制造融合了先進(jìn)制造技術(shù)、工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)、新一代信息與通信技術(shù)、現(xiàn)代企業(yè)管理和人工智能技術(shù),貫穿設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造業(yè)的全價(jià)值鏈。

本文來(lái)自數(shù)字化企業(yè),作者/黃娟/鄭倩/黃培。

制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主體,是立國(guó)之本、興國(guó)之器、強(qiáng)國(guó)之基。制造業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展,對(duì)中國(guó)經(jīng)濟(jì)的未來(lái)尤其重要。然而,復(fù)雜多變的全球經(jīng)濟(jì)形勢(shì)、日益激烈的國(guó)內(nèi)外競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境,使得制造企業(yè)不斷面臨生產(chǎn)成本攀升、勞動(dòng)力資源短缺、客戶需求個(gè)性化、產(chǎn)能過(guò)剩等問(wèn)題,企業(yè)生存和發(fā)展環(huán)境面臨諸多挑戰(zhàn)。利用數(shù)字化技術(shù)、工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)、人工智能等新興技術(shù)改造傳統(tǒng)制造模式,推進(jìn)智能制造、實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型成為制造企業(yè)的必然選擇。我國(guó)“十四五”規(guī)劃和“二十大”報(bào)告都強(qiáng)調(diào),要推進(jìn)制造業(yè)的高端化、智能化和綠色化。

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推進(jìn)智能制造,人才是關(guān)鍵。制造企業(yè)除了引入咨詢服務(wù)機(jī)構(gòu)和工業(yè)軟件、工業(yè)自動(dòng)化解決方案提供商,要取得實(shí)效,最終還是需要建立自己的智能制造人才隊(duì)伍。制造企業(yè)如何建立智能制造人才隊(duì)伍?如何掌握日新月異的智能制造新興技術(shù)?如何在智能制造推進(jìn)過(guò)程中少走彎路,取得實(shí)效?本文結(jié)合e-works的長(zhǎng)期實(shí)踐,對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行了探討。

制造企業(yè)推進(jìn)智能制造面臨的挑戰(zhàn)

智能制造融合了先進(jìn)制造技術(shù)、工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)、新一代信息與通信技術(shù)、現(xiàn)代企業(yè)管理和人工智能技術(shù),貫穿設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造業(yè)的全價(jià)值鏈。智能制造是工業(yè)軟件、智能裝備、工業(yè)機(jī)器人、傳感器、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、通信技術(shù)、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、增材制造、云計(jì)算,以及新材料、新工藝等相關(guān)技術(shù)蓬勃發(fā)展并交叉融合的產(chǎn)物,是幫助制造企業(yè)提升核心競(jìng)爭(zhēng)力的綜合集成技術(shù)。

推進(jìn)智能制造是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,也是一段漫長(zhǎng)的“旅程”。不同行業(yè)、不同規(guī)模、不同所有制、不同制造模式的企業(yè),推進(jìn)智能制造的模式千差萬(wàn)別,個(gè)性化很強(qiáng)。

制造企業(yè)在推進(jìn)智能制造的過(guò)程中,面臨著諸多難點(diǎn)問(wèn)題:

?首先,在推進(jìn)智能制造的戰(zhàn)略目標(biāo)層面,如何通過(guò)推進(jìn)智能制造來(lái)提升產(chǎn)品質(zhì)量,降低成本,縮短交貨期?如何實(shí)現(xiàn)少人化?如何縮短產(chǎn)品上市周期?如何能夠靈活應(yīng)對(duì)市場(chǎng)變化?如何實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗?

?其次,在智能制造推進(jìn)策略層面,企業(yè)如何正確理解智能制造?如何摸清自身的智能制造推進(jìn)現(xiàn)狀,明確自身的智能制造推進(jìn)需求?如何制定科學(xué)而務(wù)實(shí)的智能制造整體規(guī)劃和實(shí)施路線圖?如何根據(jù)自身企業(yè)的特點(diǎn)和需求進(jìn)行正確選型?如何能夠確保智能制造的項(xiàng)目實(shí)施達(dá)到預(yù)期目標(biāo)?如何能夠在智能制造的推進(jìn)過(guò)程中有效規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)?

?第三,在智能制造技術(shù)應(yīng)用層面,如何實(shí)現(xiàn)IT/OT的有效融合?主數(shù)據(jù)如何管理?如何建立設(shè)備數(shù)據(jù)采集的規(guī)范?如何打通信息孤島和業(yè)務(wù)流程斷點(diǎn)?如何統(tǒng)一各類編碼體系?如何能夠滿足業(yè)務(wù)部門的個(gè)性化需求?如何確保信息安全和網(wǎng)絡(luò)安全?如何推進(jìn)柔性自動(dòng)化?

?第四,在智能制造實(shí)施落地層面,企業(yè)缺乏多層次的智能制造高級(jí)人才,這是目前制約制造企業(yè)智能制造推進(jìn)取得實(shí)效的主要瓶頸。

企業(yè)智能制造人才培養(yǎng)的難點(diǎn)

制造企業(yè)在推進(jìn)智能制造和數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)程中,衍生出大量人才需求。據(jù)人社部、工信部發(fā)布的《制造業(yè)人才發(fā)展規(guī)劃指南》顯示,中國(guó)制造業(yè)10大重點(diǎn)領(lǐng)域2020年的人才缺口超過(guò)1900萬(wàn)人,2025年將接近3000萬(wàn)人,缺口率高達(dá)48%,而且隨著企業(yè)自動(dòng)化程度不斷提升,對(duì)相應(yīng)人才的要求也越來(lái)越高。《2020年新基建產(chǎn)業(yè)人才發(fā)展報(bào)告》顯示,國(guó)內(nèi)新基建核心技術(shù)人才2020年底缺口預(yù)計(jì)為417萬(wàn)人,且人才缺口將長(zhǎng)期存在。近期發(fā)布的《智能制造領(lǐng)域人才需求預(yù)測(cè)報(bào)告》中也展現(xiàn)了各個(gè)領(lǐng)域的人才需求和大量的人才缺口。智能制造領(lǐng)域人才匱乏已經(jīng)成為制約我國(guó)制造企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的普遍問(wèn)題。

為了主動(dòng)應(yīng)對(duì)新一輪產(chǎn)業(yè)革命,服務(wù)制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略,國(guó)家各相關(guān)部門積極展開(kāi)了一系列人才建設(shè)重要舉措。2017年,教育部、人社部、工信部聯(lián)合印發(fā)的《制造業(yè)人才發(fā)展規(guī)劃指南》,明確了七大重點(diǎn)任務(wù),部署了五項(xiàng)重點(diǎn)人才工程;同時(shí),教育部開(kāi)始推進(jìn)新工科建設(shè),“復(fù)旦共識(shí)”“天大行動(dòng)”“北京指南”等相繼出臺(tái),并發(fā)布《關(guān)于開(kāi)展新工科研究與實(shí)踐的通知》、《關(guān)于推薦新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目的通知》等綱領(lǐng)文件,全力探索高等教育助力智能制造人才培養(yǎng)的中國(guó)模式;2019年,工信部等13部門印發(fā)制造業(yè)設(shè)計(jì)能力提升專項(xiàng)行動(dòng)計(jì)劃;2020年,人力資源社會(huì)保障部等3部門聯(lián)合向社會(huì)發(fā)布了包括智能制造工程技術(shù)人員在內(nèi)的16個(gè)新職業(yè)等等。

隨著人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的實(shí)施,我國(guó)智能制造人才隊(duì)伍建設(shè)取得顯著成績(jī),但存在的問(wèn)題依然突出。根據(jù)e-works對(duì)制造企業(yè)智能制造人才需求的長(zhǎng)期跟蹤調(diào)查發(fā)現(xiàn),在智能制造時(shí)代下,單一技術(shù)能力已經(jīng)很難適應(yīng)現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展,技術(shù)人才,尤其是高端技術(shù)人才除了要具備智能制造通用知識(shí)體系外、還需要具備知識(shí)和技術(shù)的融合能力、以智能制造的手段推動(dòng)業(yè)務(wù)發(fā)展的前瞻能力、以及能突破原有思維跨界尋求解決方案的創(chuàng)新能力。技術(shù)型、復(fù)合型、創(chuàng)新型是智能制造人才需求的關(guān)鍵因素。

目前,高等院校智能制造人才培養(yǎng)尚處于初期階段,人才培養(yǎng)周期長(zhǎng),復(fù)合型、創(chuàng)新型和實(shí)踐型人才培養(yǎng)難等仍是主要問(wèn)題。制造企業(yè)在智能制造推進(jìn)過(guò)程中,迫切需要的是將在職的技術(shù)人員和管理人員進(jìn)行培訓(xùn),快速儲(chǔ)備相關(guān)知識(shí),并將相關(guān)技術(shù)和能力迅速應(yīng)用到實(shí)際工作中。不同的崗位職能需要具備不同領(lǐng)域的智能制造知識(shí)和實(shí)踐能力。

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圖1智能制造對(duì)人才知識(shí)結(jié)構(gòu)的要求

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圖2智能制造對(duì)人才能力的要求

推進(jìn)智能制造,制造企業(yè)需著重培養(yǎng)技能人才、應(yīng)用人才、推進(jìn)人才、領(lǐng)軍人才四個(gè)層級(jí)的智能制造人才,呈現(xiàn)出金字塔結(jié)構(gòu):

技能人才是工作在企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),熟練掌握智能裝備操作的技術(shù)工人,強(qiáng)調(diào)一專多能,能夠操作多種類型的智能裝備,熟悉制造、裝配、檢驗(yàn)等工藝,具備基本的設(shè)備維護(hù)技能,能夠及時(shí)在MES等系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)工,高級(jí)技工應(yīng)掌握數(shù)控編程、機(jī)器人編程,以及機(jī)械和電氣知識(shí);

應(yīng)用人才是企業(yè)內(nèi)的技術(shù)和管理骨干,根據(jù)工作崗位的需求,分別熟練掌握CAD、CAM、CAE和EDA等工具類軟件和ERP、MES、設(shè)備管理、質(zhì)量管理等各類信息系統(tǒng)的應(yīng)用,熟練掌握數(shù)控編程和機(jī)器人編程等技術(shù),遵循PLM、ERP、CRM、SCM等核心應(yīng)用軟件的工作流程協(xié)同配合,完成相關(guān)數(shù)據(jù)的采集和分析等工作;

推進(jìn)人才是企業(yè)推進(jìn)智能制造的中堅(jiān)力量,需要在理解企業(yè)業(yè)務(wù)發(fā)展需求,熟練掌握智能制造單元技術(shù)的相關(guān)知識(shí)和具體功能基礎(chǔ)上,對(duì)各項(xiàng)智能制造技術(shù)的實(shí)施方法論、項(xiàng)目管理、數(shù)據(jù)治理等技能熟練應(yīng)用,能夠與智能制造解決方案供應(yīng)商協(xié)同配合,實(shí)現(xiàn)智能制造技術(shù)的集成應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)智能制造項(xiàng)目實(shí)施落地;

領(lǐng)軍人才是企業(yè)推進(jìn)智能制造的領(lǐng)導(dǎo)者,需要具備豐富的智能制造實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),并對(duì)企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略和企業(yè)運(yùn)營(yíng)非常熟悉,從而選擇合適的合作伙伴,統(tǒng)籌智能制造的規(guī)劃和實(shí)施。

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智能制造人才培養(yǎng),沒(méi)有“作業(yè)”可抄,各層級(jí)能力的培養(yǎng)和知識(shí)體系的構(gòu)建不是一朝一夕能夠完成的,企業(yè)在智能制造人才培養(yǎng)方面,面臨以下三個(gè)方面的難點(diǎn):

①智能制造涉及的知識(shí)面廣,既需要通才,又需要專才。

智能制造涉及的新興技術(shù)領(lǐng)域多,需要跨學(xué)科、多門類的專業(yè)知識(shí)跨界融合,既需要跨界的通才,又需要精通各個(gè)領(lǐng)域的專才,就像全科醫(yī)生和專科醫(yī)生。智能制造的領(lǐng)軍人才和推進(jìn)人才需要熟悉企業(yè)的戰(zhàn)略、管理、業(yè)務(wù)流程、產(chǎn)品和制造工藝,對(duì)智能制造各個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)了解基本的功能,對(duì)智能制造的實(shí)施方法、整體架構(gòu)和集成方案,以及智能制造的項(xiàng)目管理有全面了解。同時(shí),推進(jìn)PLM、ERP、MES、SCM、質(zhì)量管理等各類管理系統(tǒng),則需要對(duì)企業(yè)的相關(guān)業(yè)務(wù)流程、系統(tǒng)原理和集成方案有更深入的理解。CAE、EDA等工具類軟件要用好,也需要深厚的知識(shí)背景。

因此,制造企業(yè)需要制定周密的智能制造人才培養(yǎng)方案。然而,大多數(shù)制造企業(yè)往往是基于項(xiàng)目需要進(jìn)行“補(bǔ)課”式學(xué)習(xí),基于企業(yè)管理痛點(diǎn)進(jìn)行“頭痛醫(yī)頭”式學(xué)習(xí),沒(méi)有結(jié)合企業(yè)的實(shí)際需求,基于技術(shù)熱點(diǎn)的“跟風(fēng)”式學(xué)習(xí),缺乏完善的智能制造知識(shí)體系架構(gòu),短期來(lái)看確實(shí)可以起到一定的效果,但是知識(shí)的深度與廣度,以及多門類知識(shí)的融合都難以達(dá)到更佳的學(xué)習(xí)效果。

②內(nèi)容資源有限,課程設(shè)計(jì)難以因材施教。

培訓(xùn)資源問(wèn)題是企業(yè)培訓(xùn)面臨的一大難題。一方面,企業(yè)對(duì)培訓(xùn)師資和課程資源要求高,意味著培訓(xùn)難度和培訓(xùn)投入的加大,企業(yè)很難依托于自身的能力與資源,快速構(gòu)建內(nèi)容豐富的智能制造知識(shí)庫(kù);另一方面,不同的崗位職能、職務(wù)層級(jí),需要差異化的課程內(nèi)容,制造企業(yè)的人力資源部門或培訓(xùn)部門很難設(shè)計(jì)出完整的智能制造培訓(xùn)課程體系。

③理論與實(shí)踐脫節(jié),培訓(xùn)成效不明顯。

制造企業(yè)進(jìn)行智能制造人才培養(yǎng)的根本目的,是使員工實(shí)戰(zhàn)水平不斷提升,使企業(yè)構(gòu)建的智能制造系統(tǒng)能夠真正落地,發(fā)揮實(shí)效。但現(xiàn)實(shí)情況往往卻是,企業(yè)雖然開(kāi)展了相關(guān)培訓(xùn),但收效并不明顯。究其原因,是理論與實(shí)踐脫節(jié)。智能制造專業(yè)知識(shí)和實(shí)操能力的培養(yǎng)需要理論與實(shí)踐進(jìn)行結(jié)合,課堂學(xué)習(xí)與現(xiàn)場(chǎng)參觀相結(jié)合,知識(shí)學(xué)習(xí)和互動(dòng)研討相結(jié)合,充分借鑒行業(yè)內(nèi)外各制造企業(yè)的成功經(jīng)驗(yàn),只有這樣,才能將學(xué)習(xí)力轉(zhuǎn)化為行動(dòng)力。

綜上可見(jiàn),智能制造人才的培養(yǎng),僅靠企業(yè)自身的努力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,需要借助大量外部力量來(lái)搭建人才培養(yǎng)的體系、充實(shí)人才培養(yǎng)的資源、打造學(xué)習(xí)型的組織,最終使人才培養(yǎng)與實(shí)際需要相結(jié)合,學(xué)以致用,助力企業(yè)持續(xù)穩(wěn)健發(fā)展。

智能制造人才培養(yǎng)模式的探索與實(shí)踐

為了響應(yīng)制造企業(yè)的人才培養(yǎng)需求,已經(jīng)有近二十年的制造企業(yè)服務(wù)經(jīng)驗(yàn)的e-works也是在不停地探索和實(shí)踐,于2020年正式發(fā)布了“e-works智能制造學(xué)院”平臺(tái)。經(jīng)過(guò)近三年的探索和實(shí)踐,初步建立起以“實(shí)戰(zhàn)、實(shí)效、實(shí)在”為宗旨的智能制造人才培養(yǎng)體系。

e-works智能制造人才培養(yǎng)體系主要有以下特點(diǎn):

1、以人才能力為中心,打造產(chǎn)學(xué)研協(xié)同培養(yǎng)新模式。

結(jié)合制造企業(yè)的實(shí)際需求和智能制造人才培養(yǎng)的特點(diǎn),e-works積極進(jìn)行組織創(chuàng)新,依托自身資源優(yōu)勢(shì),充分發(fā)揮高校、企業(yè)、軟硬件廠商等多方資源優(yōu)勢(shì),以培養(yǎng)智能制造復(fù)合知識(shí)能力為目標(biāo),聚焦智能制造領(lǐng)軍人才、推進(jìn)人才和應(yīng)用人才,獨(dú)創(chuàng)了由e-works搭臺(tái),學(xué)術(shù)專家、行業(yè)專家、企業(yè)實(shí)踐專家共同參與的智能制造人才培養(yǎng)的新模式。

2、理論與實(shí)踐融合,提供線上線下結(jié)合學(xué)習(xí)新方法。

針對(duì)企業(yè)推進(jìn)智能制造過(guò)程中面臨的實(shí)際問(wèn)題和關(guān)鍵技術(shù),圍繞智能制造相關(guān)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù),通過(guò)各種主題研修班、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)訓(xùn)班、在線課堂、企業(yè)內(nèi)訓(xùn)、標(biāo)桿工廠考察等方式,理論與實(shí)踐融合、線上線下結(jié)合,為參訓(xùn)人員提供持續(xù)的、動(dòng)態(tài)的、面向?qū)嵺`應(yīng)用的學(xué)習(xí)模式。

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圖3 e-works智能制造學(xué)院的幾種培訓(xùn)形式

3、以實(shí)用為宗旨,構(gòu)建“智能制造全體系架構(gòu)”課程體系。

圍繞智能制造五層體系的使能技術(shù)和十大應(yīng)用場(chǎng)景,基于智能制造知識(shí)體系架構(gòu),從技術(shù)層面融合了信息技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)、工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)以及先進(jìn)的企業(yè)管理理念,從實(shí)施層面包含了產(chǎn)品、裝備、產(chǎn)線、車間、工廠、研發(fā)、供應(yīng)鏈、管理、服務(wù)與決策等諸多內(nèi)容,全面、系統(tǒng)地幫助學(xué)員提升智能制造技術(shù)和理論水平。

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同時(shí),還及時(shí)將新技術(shù)、新應(yīng)用納入培訓(xùn)體系,構(gòu)建“能力遞進(jìn)、育訓(xùn)結(jié)合”的實(shí)踐體系。

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圖4 e-works智能制造學(xué)院課程體系

4、重視能力培養(yǎng),構(gòu)建“研修實(shí)訓(xùn)結(jié)合”的實(shí)踐體系。

積極推動(dòng)與制造企業(yè)的合作,建立標(biāo)桿工廠參觀考察基地,充分利用燈塔工廠、數(shù)字化轉(zhuǎn)型領(lǐng)航企業(yè)等資源,建設(shè)實(shí)踐教學(xué)條件,為構(gòu)建“研修實(shí)訓(xùn)結(jié)合”實(shí)踐體系的有效運(yùn)行提供支撐。僅2021年就組織考察研修相結(jié)合的培訓(xùn)十多場(chǎng),考察北汽福田汽車股份有限公司、丹佛斯商用壓縮機(jī)工廠、美的集團(tuán)廣州南沙工廠、施耐德電氣武漢工廠、三一重工集團(tuán)等燈塔工廠和標(biāo)桿企業(yè)三十多家。

5、學(xué)習(xí)工作不分離,打造持續(xù)、動(dòng)態(tài)的在線培養(yǎng)模式。

考慮到制造企業(yè)工作和學(xué)習(xí)時(shí)間難以協(xié)調(diào)的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,2020年e-works推出了智能制造在線學(xué)院。該平臺(tái)課程多來(lái)源于e-works線上線下研修班和論壇的精華內(nèi)容,通過(guò)采用N+X知識(shí)體系進(jìn)行構(gòu)建,每門課程不僅有多個(gè)來(lái)自學(xué)術(shù)界、工業(yè)界和智能制造產(chǎn)業(yè)界專家的視頻課件,還輔以大量學(xué)習(xí)資料、案例和視頻,同時(shí)還提供了學(xué)習(xí)管理推進(jìn)、學(xué)習(xí)成果考核、學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、學(xué)習(xí)激勵(lì)等大量數(shù)字化培訓(xùn)管理功能。針對(duì)智能制造領(lǐng)軍人才、推進(jìn)人才和不同和崗位的應(yīng)用人才,e-works在線學(xué)院支持按照崗位、技術(shù)領(lǐng)域、行業(yè)等多維度搜索,還提供了海量的智能制造知識(shí)庫(kù)。

目前,已有汽車、能源電力、機(jī)械、航空航天、工程機(jī)械、軌道交通、家用電器等行業(yè)近百家龍頭企業(yè)選用作為智能制造內(nèi)訓(xùn)平臺(tái),成為這些企業(yè)提升員工智能制造知識(shí)水平經(jīng)濟(jì)有效的途徑。

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圖5 e-works在線學(xué)院課程圖譜

總結(jié)與展望

十四五規(guī)劃強(qiáng)調(diào),中國(guó)制造業(yè)發(fā)展的主攻方向就是智能制造,推進(jìn)智能制造成為企業(yè)打造差異化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的必然選擇。然而,各類智能制造人才的缺乏,在很大程度上將制約我國(guó)智能制造推進(jìn)取得實(shí)效。

智能制造高級(jí)人才雖然可以引進(jìn),但制造企業(yè)只有培養(yǎng)一支多層次、多專業(yè)協(xié)作的智能制造人才梯隊(duì),才能真正有效推進(jìn)智能制造。智能制造人才的培養(yǎng),制造企業(yè)不能“自力更生”,而是要廣泛引入外腦,尋找專業(yè)的智能制造人才培訓(xùn)機(jī)構(gòu),走出去,請(qǐng)進(jìn)來(lái),理論與實(shí)踐相結(jié)合,線上線下相結(jié)合,持續(xù)培養(yǎng)智能制造的通才與專才,才能有效支撐制造企業(yè)的智能制造推進(jìn)工作,實(shí)現(xiàn)良性的PDCA循環(huán),從而幫助制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)健康發(fā)展。

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