第一章电子产品装调与智能检测实训室建设背景

1.1电工电子发展状况

电工电子诞生于20世纪60年代,并在20世纪90年代得到迅速发展,它是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术,是当代研究十分活跃、应用日益广泛的领域。它的出现是为了适应制造业规模化生产,解决单调、重复的体力劳动和提高生产质量而代替人工作业。

在国际上大力推广"工业4.0"、国内出台《中国制造2025》规划的大背景下,电工电子正向更深更广的方向发展,电工电子的智能化水平也不断提高,电工电子的应用范围还在不断地扩大,已从汽车制造业推广到其他制造业,进而推广到诸如采矿电工电子、建筑业电工电子以及水电系统维护维修电工电子等各种非制造行业,企业对电工电子高技能人才的需求也越发迫切。

电工电子技术是多学科交叉与综合的高新技术,对国民经济和国家安全具有重要的战略意义。当前,人力劳动正在逐渐被机器所取代,电工电子的出现是人类在利用机器进行社会生产史上的一个里程碑。全球诸多国家近半个世纪的电工电子的使用实践表明,电工电子的普及是实现自动化生产,提高社会生产效率,推动企业和社会生产力发展的有效手段。

电工电子技术已经成为展示一个国家制造水平和科技水平的重要标志,在技术发达国家已经建成一批电工电子制造厂已经成为其所在国的支柱性产业。

对电工电子技术人才的需求是由社会发展大环境决定的,我国的制造业在世界上有重要影响,制造业的技术进步和全球化发展对电工电子技术的人才有极大需求。

我国将发展成为世界现代制造业加工中心,电工电子技术正是加工制造业为了适应现代生产环境及市场的动态变化,将微电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术综合应用于制造加工生产全过程的一批高新复合技术群,是国民经济发展所急需的优势学科方向。我国将需要一大批掌握先进制造技术,以及其他新型电工电子技术和产品的设计、安装、调试、操纵、编程与开发的高素质高技能复合应用型创新人才。

21世纪是科技高速发展的世纪,微电子和和计算机的高度繁荣和快速发展,使其已成为当今我国国民经济的第一支柱产业,掌握最新的机械技术、微电子技术和计算机技术等,将其融会贯通,将为学生展现广阔的发展空间。由于机械电子行业的飞速发展,在我国的各行各业都需要电工电子技术专业的专门应用型人才,以解决各行业中机械电子系统与设备的开发、制造、应用、管理、维修等各种实际应用中的问题。因此,从产业发展看电工电子技术专业设置具有非常大的必要性。

习近平总书记在2014年两院院士大会讲话、2015年世界电工电子大会贺信中中明确提出要求,中国将电工电子及智能制造纳入了国家科技创新的优先重点领域,我们不仅要把我国电工电子水平提高上去,而且要尽可能多地占领市场"电工电子革命"有望成为"第四次工业革命"的一个切入点和重要增长点,将影响全球制造业格局,而且我国已经成为全球最大的电工电子市场。我国正在制订的《电工电子产业"十三五"发展规划》即将出台,必将进一步促进我国电工电子产业加快发展。

随着我国制造业产业的转型升级,我国正从制造大国走向制造强国,其中电工电子作为高技术高附加值的重要基础装备,在汽车工业、航空制造、电子装配和现代物流等规模化生产中正发挥着越来越重要作用。世界范围内电工电子平均年增长率在10％左右,而亚洲电工电子的年增长率则达到20-25％,我国甚至达到30-40%。中国电工电子产业联盟发布的统计数据显示,2014年我国市场新增电工电子达到4.55万台,同比增长35.01%。2015年市场增长速度将进一步加快,预计增幅将超过40%,达到6.42万台,电子制造业已经成为第二大增长引擎,主要集中在高精密、高速度的平面关节电工电子以及直角坐标电工电子上。中国市场的电工电子销量约占全球四分之一,已经连续两年成为全球最大的电工电子市场。

近年来,电工电子在各个领域迅速发展,《2016-2021年中国电工电子行业产销需求预测与转型升级分析报告》中数据显示：2015年,全球电工电子的销量达到248000台,同比增长12%。2016年一季度我国电工电子产量为11497台,同比增长19.9%。2016年至2017年,美洲和欧洲的电工电子销量预计年均增长6%,在亚洲/澳洲预计年均增长16%。IFR预测,至2017年底,全球范围内工厂电工电子保有量预计将达200万台,如下数据图表佐证所示。

随着电工电子的迅速发展,电工电子技术已经成为展示一个国家制造水平和科技水平的重要标志,在技术发达国家已经建成一批电工电子制造厂。但我国电工电子发展由于起步较晚,基本还处在产业化的初期阶段,市场相对比较小。中国正在服役的电工电子已占全球总量的9%左右,2017年中国市场电工电子将达10万台,同比增长16%,整体而言,电工电子市场需求只增不降。在多种因素的引诱下,电工电子产业的发展速度将再次提速,步入历史上的第二个繁荣发展期,或将比第一次浪潮还将巨烈。未来10年,挑战与机遇并存,既是中国传统制造业转型升级和提升全球制造业竞争力最为关键的黄金时期,也是中国通过"智能制造"实现"弯道超车"、践行制造业强国之梦的历史性发展机遇。全球制造业竞争已经拉开序幕,以电工电子为代表的新一代高新技术将成为新一轮科技创新与产业变革的制胜法宝。谁能抢先摘取制造业皇冠顶端的明珠,谁就能赢得未来制造业的主动权。按照工信部的发展规划,到2020年,我国电工电子装机量将达到100万台,意味着大概需要数百万电工电子应用相关从业人员,其中,电工电子本体制造与集成厂商需求电工电子研发、销售、安装调试、技术支持等专业人才；电工电子的终端应用企业需求电工电子工作站调试维护,操作编程等综合素质较强的技术技能人才。

伴随着机器换人浪潮的到来,对这类技术技能型人才的需求变得越来越迫切。当前电工电子行业的增长速度与专业人才的需求存在很大的缺口,全国范围内的人才缺口已达百万人以上。如何快速高效高质量的培养企业所需的电工电子相关技能人才成为高等教育迫切需要解决的问题。随着各高职高校电工电子专业建设发展,除师资培养外,更急需一系列接近工业实际应用并且针对技能培训需求专门做了优化设计的电工电子实训产品,为学生提供一个开放性可参与性强的平台,构建一个高水平实训中心,提升专业的建设水平和学生的培养水平。使学生能真正掌握所学知识,并将它们更好、更快地运用到社会生产实践中去。

1.2市场及人才需求分析

在中国工程院2015年发布的《制造强国战略研究·综合卷》中了解到,目前,我国电工电子密度不足世界平均值的一半,而且市场多为国外占据。加快电工电子发展是我国建设制造强国的重要战略之一。

来自国际电工电子联合会的一项统计结果显示,全世界平均每万人拥有66台电工电子,这一数字在中国仅为36台。而在工业发达国家,这一数字更是遥遥领先,比如韩国478台/万人、日本314台/万人、德国292台/万人,都远远超过中国。因此,中国电工电子密度存在较大提升空间,市场潜力巨大。

针对汽车、电子等几个重要的电工电子应用领域,对比美德日韩的相应领域的电工电子使用密度,可以估算出仅这几个行业国内电工电子的需求将在125-282万台,由于这几个行业占电工电子总需求量的约75%,由此可以估算得到国内电工电子的总需求量约在167-376万台,相比较于目前10万台左右的累积安装量,还有巨大的发展空间。以如此庞大数量电工电子需求为核心,拉动基础元件、关键零部件和应用集成所带来的市场潜力可达上十万亿规模。

目前客户对使用电工电子的要求无外乎是熟悉一到两个著名品牌的电工电子应用知识,具备一定年限的工作经验,能与产品的制造工艺流程结合提出电工电子应用解决方案；具备一定的项目管理经验,最好是软硬件结合（具备上位机软件系统和机器视觉系统开发经验）。这样的要求能最大程度降低"试错"成本,提高设备的周转率和加快项目实施速度。但这样一个电工电子高端集成应用的技术人才从目前来讲属于凤毛麟角,而操作电工电子的技术人员,一年来工资已涨了一倍,与电工电子相关的专业技术人才将随着电工电子产业的雄起而迎来新的事业起点。电工电子始终需要人来操作、维护、保养。人和机器的关系属于一种控制链的关系,因此只有将人与机器进行协同合作才能达到人机合一的效果,为企业创造更高的工作效率,所以电工电子产业的壮大又为电工电子服务人才制造了新的市场机会。人不可能完全被电工电子代替,眼下很多企业最大的问题就是技术工人的招募和管理问题,目前普通企业中最缺的就是熟悉电工电子操作和维护的技术工人,而电工电子应用的系统的开发工作往往就交由系统集成商完成。

电子技术人才需求结构分析

根据近几年企业对电工电子技术型人才的需求特点,并针对电工电子企业中主要岗位进行分析,得出岗位素质与相关课程如下：

电工电子技术专业职业岗位定位及岗位素质分析表

对应于专业人才层次分布,电工电子专业人才就业方向主要分为电工电子研发和生产企业、电工电子系统集成商和电工电子应用企业,其就业人才构成如图所示的研发部门,推动电工电子技术发展；而电工电子应用企业和电工电子系统集成商则需求大量调试工程师和操作及维护人员,工作在生产一线,保障设备的正常运行和简单细微的调整,同时电工电子研发与生产企业也需要大量的培训技师及懂一定专业知识的销售人员。

电技术子专业人才就业岗位分布

在电工电子专业人才需求中,需求量最大的是基础的操作及维护人员以及掌握基本电工电子应用技术的调试工程师和更高层次的应用工程师,中国机械工业联合会的统计数据表明,中国当前电工电子应用人才缺口20万,并且以每年20%~30%的速度持续递增。因此,电工电子专业人才的培养,要更加着力于应用型人才的培养。

随着电工电子应用的日益广泛和装机容量的直线上升,对这类技术人员的需求也变得越来越迫切。过去我国电工电子的研究主要集中在有限的大专院校和科研单位,而且主要以科学研究为主,工业现场严重缺乏该类人才,这已经成为制约电工电子应用和推广的瓶颈问题之一,对这些人员的理论教育、操作和维护实践培训等需求变得极为迫切。

因此急需一系列接近工业实际应用并且针对教学培训需求专门做了优化设计的电工电子产品,为学生提供一个开放性可参与性强的平台,构建一个高水平电工电子实训基地,提升专业的建设水平和学生的培养水平。使学生能真正掌握所学知识,并将它们更好、更快地运用到社会生产实践中去。电工电子是典型的机电一体化设备,集机械设计、电子电气、控制方法、传感器等技术于一体,可以将分散在不同学科的知识点融会贯通在一起；另外电工电子是复杂机电系统的代表,如果学生在求职过程中展现其对电工电子及周边设备的理解和熟悉,用人单位会认为该生具有快速适应其它自动化设备的能力；电工电子及自动化生产线动作复杂,模块化、可单机,可组线,运用灵活,作为综合实践教学项目,比一般的 性价比更高。基于电工电子的智能柔性自动化技术是传统自动化（机电一体化）技术的升级和提升,适用于传统自动化（机电一体化）技术的就业岗位学习电工电子技术的都可适应,学习电工电子技术就业面不是收窄,而是更宽。

1.3电子技术与智能制造产业发展结论

中国电工电子市场之所以能有如此迅速的增长,主要源于以下三点：

1)劳动力的供需矛盾。劳动力成本上升和劳动力供给的下降,在很多产业,尤其在中低端工业产业,劳动力的供需矛盾非常突出,这对实施"机器换人"计划提出了迫切需求。

2)企业转型升级的迫切需求。随着全球制造业转移的持续深入,先进制造业回流,中国的低端制造业面临产业转移和空心化的风险。因此,中国的制造业企业迫切需要转变传统的制造模式,降低企业运行成本,提升企业发展效率,提升工厂的自动化、智能化程度。而电工电子的大量应用,是提升企业产能和产品质量的重要手段。

3)国家战略需求。电工电子作为高端制造装备的重要组成部分,技术附加值高,应用范围广,是我国先进制造业的重要支撑技术和信息化社会的重要生产装备,将对未来生产、社会发展以及增强军事国防实力都具有十分重要的意义。习近平主席在2014年两院院士大会上强调："电工电子革命"有望成为"第四次工业革命"的一个切入点和重要增长点,将影响全球制造业格局,而且我国将成为全球最大的电工电子市场。

然而,尽管中国是当今世界上最大的电工电子市场,但中国每万名制造业工人拥有的电工电子数量却远低于发达国家水平和国际平均水平,如下图所示。工信部副部长苏波表示,工信部将组织制订我国电工电子技术路线图及电工电子产业"十三五"规划,到2020年,电工电子密度达到每万名员工使用100台以上。可以看出,中国电工电子市场至少存在7倍以上的增长,未来十年,中国电工电子是看不到天花板的行业。

第二章建设意义

电子产品装调与智能检测实训室具有教学和科研功能,是人才培养和技术开发的重要基地,是高职院校办好教学的基本条件之一；实验教学对于学生学习知识、掌握职业技能起到关键作用。实验室在实践教学中的地位是无可替代的,它是自然科学理论验证,生产力技术创新,人才培养的重要场所；是高校培养高层次、高素质、多样化、创造性人才的重要基地。为了培养应用型人才,必须加强实践教学,在实践中完成理论的提升,在实践中提高动手能力,实验室是实现这些职能的必要条件。近年来,我国高等职业教育处于高速发展的阶段,随着学校的发展和教学理念的变化,实验室在建设和管理方面都遇到了新的问题,建立科学化、规范化、制度化是高职院校面临的新课题。实验室的建设既涉及专业和学科建设的整体规划,也涉及课程体系的改革,同时还与教学资源的整体配置布局息息相关。因此有效地加强实验室的建设和管理,必须优化实验室资源,积极探索试验室的管理模式和运作机制,充分发挥实验室的职能,创建规范化的实验室显得尤为重要。

电工电子技术专业及相关产业是新世纪最有发展前景的产业之一,其学科特点是实践性强,对于学生的动手能力有较高的要求,实践教学是学生在校期间获得实践能力和综合职业能力的最主要途径和手段。因此对电工电子专业来讲,加强实验室建设和管理显得更为重要。

第三章 建设目标

对照《实验室建设标准》,结合电子技术专业培养目标对学生知识、能力和素质的要求,着眼学生能力培养,以模块化教学内容为核心,重新组织教学结构,整体构建课程体系,有针对性地将电子技术专业单一的教学活动,通过一体化主控台教师台虚拟仿真实训软件演示和利用配置的透明实验模块由学生动手搭建实验电路相结合,快速掌握电子电路原理,并掌握电工电子电路实际灵光应用技能,变"让学生观摩教师表演"为"让学生学习中动手、动手中学习",理论和实际无缝衔接,提高实际操作技能；所有的操作都具有严格的工艺流程和操作步骤,学习者通过规范的训练,掌握专业知识,养成正确操作的习惯,培养学习者科学严紧、一丝不苟的职业素养。