【張仁家專欄】因應工業4.0而生的「技職教育 4.0」

 

相信各位都知道最近臺灣,從政府機關到民間單位,颳起一陣「生產力4.0」的旋風。「生產力4.0」究竟是甚麼?在面對未來「生產力4.0」的技職教育又應該如何因應?經濟部曾對「生產力4.0」下了一個簡單的定義:「生產力4.0為運用智慧機器人、物聯網及巨量資料等技術於製造業、服務業與農業等,內涵為提高人均產值,促使整體產業產值持續攀升」。

臺灣的「生產力4.0」,說穿了,其實是源自於的德國的「Industry 4.0」(即工業4.0)。被稱為是第四次工業革命的「工業4.0」是德國政府推進的「高科技戰略」(High-Tech Strategy)之一。德國的高科技戰略始於2006年,當初規畫是集所有政府機構之力,整合不同領域的多項研究和創新活動的國家計畫,目標是要藉由創新,克服成本劣勢,使德國保持全球市場領導者的地位。

經過多年的努力,2010年又進化到《高科技戰略2020》(High-Tech Strategy 2020),重點關注於氣候變化與能源、健康與營養、移動、安全和通信等5大領域。並於2012年提出工業4.0未來計畫,這是《高科技戰略2020》的一項規劃,在戰略之建議中強調充分利用資訊通訊技術和網路空間虛擬系統-資訊物理系統(Cyber-Physical System, CPS)相結合的手段,將製造業向智慧化轉型。

在德國工業4.0發展規劃的概念中,重視建立具彈性的數位化產品與服務生產模式。在模式中,傳統的行業界限將消失,並會產生各種新的活動領域和合作形式,也因為製造型態與活動的轉變,使得創新過程與產業鏈分工也可能被重新調整。

根據德國西門子高級技術副總裁Dieter Wegener指出:以製造業為例,在製造業領域,德國的客戶主要面對的課題有三個:生產效率、速度、靈活性。生產效率不單單是員工的生產效率,速度也不是指在短時間內製造出單元。企業需要具備的,是「投放市場的時間」(Time-to-market),應對客戶多樣化需求的靈活性。這代表的是「隨選生產」(Production on Demand),也就是即時制定生產計畫。

德國雙軌教育 培養學子實務工作力  西門子

 

當工業4.0解決這些重大課題的時候,製造的形態或許將發生翻天覆地的改變。這聽起來很抽象,會有甚麼天翻地覆改變,他也沒說準,但可以想見的是,工業4.0帶來的影響,足以成為第四次工業革命,對世界各主要國家的影響甚鉅,各國都必須及早因應,洞燭先機培育人才,以因應此一變化。我們都知道,一個國家要能夠有競爭力,它的關鍵在於製造業,而非服務業,因為製造業有許多核心技術是他國偷不走的,反倒是服務業,是很容易就被取代的。因此,未來我們國家的經濟要復甦,非得靠製造業不可;而技職教育正是培育製造業人才的最主要來源,這就是為何我要以技職教育4.0為題的真正原因。

 

工業4.0的趨勢與樣態

根據德國「工業4.0」的介紹以及拜讀西門子公司的鄭智峰博士在2015年行政院生產力4.0科技發展策略會議中以「德國工業:臺灣邁向未來製造」的演講內容後,可以發現工業4.0大致有四個主要的趨勢:

(一)以顧客價值為重

強調產品或服務的需求客製化、物美價廉,以及快速取得等需求增加。舉例而言,為了滿足顧客即時的需求,將強化現有的手機功能由「智慧型」,改為「智動型」手機;成立許多異業結盟或介接的社群,讓各項服務業務更到位,以及對電子商務的依賴性提高,重視顧客的評價,一旦在消費之後,顧客的回饋與分析,就成了供應者改善及創新價值的重要參考依據。

(二)物聯網的興起

根據維基百科的定義,物聯網(Internet of Things,縮寫IoT)是網際網路、傳統電信網等資訊承載體,讓所有能行使獨立功能的普通物體實作互聯互通的網路。在物聯網上,每個人都可以應用電子標籤將真實的物體上網聯結,在物聯網上都可以查出它們的具體位置。通過物聯網可以用中心電腦對機器、裝置、人員進行集中管理、控制,也可以對家庭裝置、汽車進行遙控,以及搜尋位置、防止物品被盜等,類似自動化操控系統,同時透過收集這些小事的資料,最後可以整合成巨量資料,包含重新設計道路以減少車禍、都市更新、災害預測與犯罪防治、流行病控制等社會的重大改變。物聯網將現實世界數位化,應用範圍十分廣泛。物聯網拉近分散的資訊,統整物與物的數位資訊,物聯網的應用領域主要包括以下方面:運輸和物流領域、健康醫療領域範圍、智慧環境(家庭、辦公、工廠)領域、個人和社會領域等。

(三)競爭加劇

因應前述需求導致產能快速增加,但少子女化及全球化之後,需求產生質變,導致競爭加劇,邁向高度競爭的市場。因此,企業更佳重視效率與效能。例如:巨量資料的分析與運用。

(四)異業結盟、跨域整合

綜觀當前國際產業發展趨勢,以往涇渭分明的產業分佈已逐漸模糊,取而代之的是以跨領域整合為主力的產業創新型態。以歐美為例,主要國家為保持世界製造強權地位,提出「再工業化」的產業升級計畫,積極推動製造業轉型,以期再次推升經濟動能。許多先進國家的產業發展趨勢,也以提升創新力與競爭力之產業升級與轉型為目標。由此可見,產業具備跨域整合的功能愈益重要。

台灣如何因應工業4.0的來臨?

 

根據上述產業的發展趨勢,因應德國「工業4.0」,技職教育體系是不是也應該有「技職教育4.0」? 未來的技職教育將可能有下列的風貌:

技專校院的系科特色越加明顯,而高職學校以群代科設置:由於少子女化的關係,技專學校不斷創新轉型,許多不合時宜的學校或科系將關閉轉型,許多學校併校後,校內科系數量將逐漸減少,僅有少數具特色的系科仍具招生競爭力,因此,高中職畢業生將以學校特色科系作為擇校考量。相對而言,高職學校將以群(或專業課程模組)取代科的設置,換言之,當前7類15群91科的群科歸屬,都將因為同群併(廢)科而將轉變為少類多群的樣態存在,課程也以群的專業課程模組方式開設。

能源與節能相關科系熱門:地球的天然資源有限,隨著天然資源的減少,開發替代能源將是未來的重要課題。溫室效應將迫使人們對土地利用與資源取得更為珍惜。因此,省能、省油、省水、省電等節能裝置與環境改善、材料研發所需的相關科技人才更為需要,包括航太科技(如:流線機身、機艙座椅與尾翼改為碳纖維材質)的節能發展都將成為各國競相努力的目標之一。

跨領域人才需求日趨增加:傳統單科單一專長的人才需求已逐漸減少,跨領域的人才需求提高。例如:機電整合人才,因傳統機械系科或電機系科的發展受到「智動化」的影響,使得機電整合的人才需求提高;又例如:餐旅觀光休閒之國際管理人才,因臺灣的美食與人情味吸引大量外國遊客造訪,所以觀光、餐飲、住宿、休閒的整合行銷與「一條鞭」管理成了必然的需求,此一條鞭的國際管理人才將是炙手可熱。如此需求也將導致學校的課程、師資、空間、資源等邁向整合的發展。

學徒制 英國 技職 卡麥隆

 

網路軟體人才需求量大增:物聯網改變了人們的消費行為,網路購物及電子商務將蓬勃發展;第三方交易、資安維護等需求增加。臺積電董事長張忠謀先生曾經說過:「物聯網是下一個Big Thing!」同時預示最會賺錢的將是能整合各個系統的公司。國際研究調查單位Gartner的報告顯示:2015年全球所使用的物聯網裝置將會達到49億,比2014年成長30%。因此,網頁設計、資料庫設計、網路行銷、金流與物流管理、巨量資料分析、雲端技術等軟體人才需求量大增。

綜合上述,技職教育4.0將有四大特性:「客製化、智慧化、高效化、整合化」。因此,技職教育對於人才培育更應該及早因應,技職教育政策應該因應工業4.0的趨勢發展,與時並進。以下是我大膽提出「技職教育4.0」的架構方略:

 

辦學客製化

這裡的「客」已不再是學生了,而是企業。技職學校的辦學責任已不是將學生送出校門而已,而是要替企業找人才、替學生找出路。企業的人力需求也不再是被動等待技職學校的供給,而是主動打造自己要的人才。因此,技職學校將透過各項公開、透明的校務資料(包括軟硬體建設、學生學習、課程教學、師資專長等資訊),主動尋求有社會責任、具教育熱忱的企業合作,為企業量身打造人才。如此,將使技職學校的人才培育將更聚焦,也更具有立即就業的能力。同時,政府可透過提供校外實習名額的企業予以減稅措施或補助企業開設產業專班的方式,鼓勵企業與技職校院密切合作,更積極有效培育人才,甚至開放設立校辦企業或校設企業。

運作智慧化

校園無論在師資、課程、資源、空間等更強調整合的必要性與可能性,以提高運作效益,達到「智慧互聯」的目的。因應少子女化,形塑學校特色成了必然,學生依其特色系科及興趣做出選擇,學校的聲譽也將影響畢業生的就業率及薪資水準,以達到「智慧生產」的目標;校園充分運用創客空間(maker space/lab)、翻轉教室、u-learning、RFID等雲端技術,讓校園的運作達到「智慧工場」的目的。

人才培育高效化

技職教育應有效提供產業所需各級人力,「具國際移動力的人才」、「訂單式人才培育」、「產業導向專班」、「人才一貫培育專班」等形式將大量增加,如此,技職體系培養的人才畢業後即具備不同產業所需的就業能力。

專業課程整合化

教育的人才培育應配合國家未來發展所需,回顧台灣的技職教育發展與經濟發展息息相關,從早期農業化、工業化、電腦化、資訊化,到現在的智慧化,無不與技職教育設校、系、科的發展唇齒相依,因此,未來台灣邁向智動化的同時,我們技職教育的人才也應加以思考,及早因應。例如:傳統的科系已無法滿足快速變動的工作需求,未來將打破科系分明的現況,取而代之的是以群類等跨科系的專業課程模組提供給學生,讓學生可以在主修的專業領域之外,透過選修的方式進行跨域的學習。物聯網興起及智慧工廠所帶來智慧生產與智慧服務,都凸顯了跨域整合的重要性,在在顯示跨領域整合人才的需求性與必要性。

 

作者:

技職3.0

《技職3.0》為一個關注「技職教育」與「技能發展」議題的獨立媒體。

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