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制造业人才需求下,3D打印如何与职教深度结合发展

制造业人才需求下,3D打印如何与职教深度结合发展
2021年01月21日 20:20 新浪网 作者 3D科学谷

  根据2020年教育部、人社部、工信部联合发布的《制造业人才发展规划指南》显示,制造业十大重点领域2020年的人才缺口将超过1,900万人,2025年这个数字将接近3,000万人。

  3D打印-增材制造受到职业教育领域的重视,在培养先进制造业人才中发挥着积极作用。以基于熔融沉积技术的FDM 3D打印机为例,作为一种先进的数字化制造工具,在职业教育实践中,学生可以使用FDM 3D打印机直接制造零件,以培养解决工程应用实际问题的能力。

  Raise3D-上海复志的FDM 3D打印机被美国多家工程类职业培训学校及中国高等教育机构用于职业教育实践与制造业人才培养。近日,Raise3D 结合其职业教育用户的3D打印教育实践经验,分享了美国职业教育的发展以及3D打印技术在职业教育领域发挥的作用,并就3D打印在中国职业教育领域的成长空间分享了看法。

  人才需求促进职业教育发展

  美国制造业岗位增长©Raise3D美国职业教育需求的增长加州的Vocademy训练营©Raise3D3D打印在美国职业教育领域兴起©Raise3D

  从上世纪70年代开始,由于用工成本和环境保护等一系列原因,美国正式开始了“去工业化”的进程,去工业化带来的股市泡沫,经济结构日渐虚拟化,美国经济越来越依赖金融资本,直到2008年实体经济跟虚拟经济失衡到达顶点,次贷危机的爆发让美国意识到制造业在稳定经济和国家竞争力中的重要性,开始将发展重点和产业政策向制造业倾斜。

  

  参考美国科尔尼制造业回流指数看得出,该指数在2019年出现显著上升,从趋势上看,2000-2007年,制造业回流指数均值为-57,2010-2019年均值为-16。另外一份由Wind发布的美国制造业就业表也表明了制造业的新增岗位的绝对数量和占新增岗位比例都得到了增长。

  受到这几年的制造业回流的影响,全美各地出现了不同程度的用工荒情形。根据华盛顿州审计局(Washington State Auditor)发布的一份新报告,技术行业的好工作“一工难求”,并建议,职业(包括不要求四年本科学历的职业)指导应该从七年级(大约12岁)开始。

  报告的共同作者克里斯·科蒂斯(Chris Cortines)表示,“根据全国学生信息中心(National Student Clearinghouse)的数据,在四年制的私立大学里,需要补休绩点、延期毕业的人数占到了20%。当你认识到学徒工和其他职业的待遇,以及你不用支付四年甚至更长时间的学费、边学习边挣工资的事实,你真的需要好好考虑一下这些其他的出路。”

  

  高的薪酬回报使得更多的低收入家庭开始转变思路,让孩子接受两年的职业教育——在美国通常被称为社区学院或社区大学。在华盛顿州,社区大学或技术学校的学杂费不到四年制公立大学学费的一半,还不到私立大学学费的十分之一。两年的培训结束后获得副学位(associate degrees)后可以进入制造业和技术行业,也可以继续深造2年拿到学士学位。

  而针对零基础或基础较弱的学生而言,则有更多组织参与到职业教育当中。不仅包括Fullstack Academy、General Assembly等为代表的IT技能训练营,也有Vocademy这种工业制造技术的培训课程。

  政府也在推进更多扶持职业教育。华盛顿州以外,其他州也致力于改善职业教育的地位和境况。例如,加利福尼亚州拨款2亿美元来普及职业技术教育;爱荷华州的社区大学和企业合作提供更多职业相关的学习机会,包括学徒工、见习和实习;田纳西州的职业教育免费向学生开放;特朗普的联邦政府则将佩尔奖学金(Pell Grants)的覆盖面扩大到短期职业培训课程。

  Jeff Farr是加利福尼亚州塔斯汀市Foothill的职业教师,他担任工程和技术教师长达26年时间,谈及职业教育和3D打印技术他表示:“一般的职业教育会学习很多CNC(数控机床加工)的课程,我觉得在未来增材制造技术(3D打印)将会部分取代CNC,因此在我校开设了3D打印课程。”

  

  Jeff规划了从初级到高级的数字工程学课程,初级课程主要学习建模;中级到高级课程包括机械工程学,机器人学,民用工程学和焊接,而3D打印会穿插在其中帮助学生在课堂上制造部件等。

  像Vocademy这样的专注制造业培训机构,也先后购买6台同款3D打印机,开设先进制造课程, Alex Kenndy 负责教授学生打印机的使用方法,包括设置打印参数、换料、故障排除等。Pro2 3D打印机职业教育应用©Raise3D驻英美军使用Pro2 3D打印机生产训练用塑料BB弹©Raise3D

  

  

  目前包括Foothill 和Vocademy在内的大部分美国工程类职业培训学校都选择了Raise3D Pro2打印机,就设备成本而言,这并不是一款入门的初学者使用的设备,Alex表示:“我们的目标是培养工程师,对于这些孩子而言,未来的思维逻辑应该是工业企业级的,而不是以DIY的角度考虑的一些问题。”我国职教领域3D打印成长空间国内最近10年高等教育发展增速平稳©Raise3D哈工大购置Pro2 Plus 3D打印设备©Raise3D

  我国职业教育与人才培养的特点首先是人才缺口大,总体的缺口量是远远高于美国,根据2020年教育部、人社部、工信部联合发布的《制造业人才发展规划指南》显示,制造业十大重点领域2020年的人才缺口将超过1,900万人,2025年这个数字将接近3,000万人。

  其次是职业教育在国内有更多的发展空间。美国的2015年的大学入学率(包括2年的社区大学)为85.8%。中国2020年的最新数据高等教育入学率为50.4%,刚刚达到了国际通常认为的高等教育普及化50%的及格线,离日本的63%和德国的68%还有不小的差距。

  

  随着人才的需求增大,国内的教育市场的扩容,国内高等职业教育的水平正在进步。

  

  从教学质量上,国内一流的工科高校的理念和技术水平与美国相比可以说是不相上下,师资力量,研发投入,还是教育装备方面,基本与美国同步。这样的投入又使得资源进一步向头部院校集中,使得这些学校有能力在其他城市开设分院,而其他大专院校往往受到预算等影响,在投入力量上就会酌情减少。

  以3D打印机为例,普通院校和专科院校的选择,会更多偏向教学使用场景的设备,学生只需要会做三维设计,了解3D打印的原理,使用一些材料进行尝试就可以了。距离真正在工程场景中使用的碳纤维、PP、PC等不同材料解决实际问题还有相当长的道路。

  然而,中国从上自下都对实体经济和制造业发展给予足够的重视,所以,我们相信我国的高等职业教育发展很快就会迈上新台阶。

  l文章来源:Raise3D-上海复志

  l本文参考资料

  中国社会科学院世界经济与政治研究所

  http://iwep.cssn.cn/xscg/xscg_sp/202009/t20200904_5178818.shtml

  2019年全国教育事业发展统计公报

  http://www.moe.gov.cn/jyb_sjzl/sjzl_fztjgb/202005/t20200520_456751.html

  制造业发展规划指南

  http://www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/s7600/201702/t20170214_29

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