我国增材制造产业发展人才瓶颈探究及建议

作者：李方正　周岩

来源：《工业技术创新》2020年第04期

        摘 ; 要： 增材制造是多领域技术深度融合的产业，我国正处于技术集中突破期、产业高速发展期，亟需各类优质资源大规模投入。而当前，多领域人才短缺已成为制约我国增材制造产业健康快速发展瓶颈之一。重点解读增材制造人才现状，梳理国家和地方出台的人才支持制度，分析我国增材制造人才发展面临的短板弱项，探究国外人才发展经验，提出完善高校人才培养体系建设、加强职业技能人才队伍建设、优化增材制造人才发展环境的对策建议。

        关键词： 增材制造;人才现状;人才瓶颈;对策建议

        中图分类号：C962 ; ;文献标识码：B ; ;文章编号：2095-8412 （2020） 04-034-07

        工业技术创新 URL： http：//gyjs.cbpt.cnki.net ; ;DOI： 10.14103/j.issn.2095-8412.2020.04.006

        引言

        增材制造（Additive Manufacturing，AM）是一种基于离散—堆积原理，利用三维设计数据在系统设备上快速而精确地、“自下而上”地、“自由”地制造出任意复杂形状物品新型制造方式。增材制造的概念较为丰富，曾被称为“材料累加制造”（Material Increase Manufacturing）、“快速原型”（Rapid Prototyping）、“分层制造”（Layered Manufacturing）、“实体自由制造”（Solid Free-form Fabrication）、“3D打印”（3D Printing）等。从成形原理看，以三维CAD数据为基础，将材料（包括液体、粉材、线材或块材等）自动化地累加起来成为实体结构的制造方法，都可视为增材制造。

        增材制造技术作为制造业有代表性的创新技术，体现了信息技术、网络技术与新材料技术、数字制造技术的深度结合，对传统的工艺流程、生产线、工厂模式、产业链重组将产生深刻影响，可催生大量新应用、新业态、新模式，世界主要国家均将发展增材制造产业作为抢抓新一轮科技与产业变革机遇，抢占先进制造业发展制高点的重要举措。经过多年发展，全球增材制造产业正从起步期迈入成长期，呈现出加速增长的态势[1-2]。作为战略性新兴产业，人才是推动增材制造产业发展的首要资源。

        为此，本文结合中国增材制造产业联盟对我国增材制造领域进行的调查统计，重点分析增材制造人才现状，分析人才供给短板，研究并提出对策建议。对于推动我国增材制造产业健康可持续发展具有重要意义。

        1 ;我国增材制造从业人员现状分析

        经统计分析，截至2018年底，我国增材制造产业从业人员规模约为2万人，并呈逐年上升趋势。

        1.1 ;从人才类型来看，科研型人才占比最高

        由于增材制造技术和行业的特殊性，中国增材制造产业联盟将增材制造从业人员分为技能型人才、科研型人才和管理型人才三类。其中，技能型人才是指具有某一学科专业基础，又能将这一学科的专业基础与增材制造技术充分融合的人才;科研型人才是指主要从事增材制造专用材料研发、工艺技术优化、设备开发等相关领域研究的人才;管理型人才作为增材制造技术与市场能力的汇总者，是增材制造行业的管理型复合人才，需要对增材制造产业链有着全面的了解。經统计，如图1所示，当前企业从业人员存量构成中，科研型人才占比最高，达到43%;其次是技能型人才，占比39%;管理型人才占比最低，仅为18%。这也说明，增材制造产业正处于发展初期，需要大量智力和技术资源投入。

        1.2 ;从年龄结构看，中青年人才占主导地位

        如图2所示，增材制造产业从业人员年龄主要集中在35岁以下，占总人数的72.9%，人员结构相对年轻化，随着人才培养规模的不断扩大，后备力量逐步增加，有利于中小型企业的持续发展。

        1.3 从学历结构来看，高学历人才占比较高

        如图3所示，本科及以上学历从业人员比例占到50.7%，其中硕士占比35.1%，博士及以上占比3.2%，行业整体学历水平相对较高。

        1.4 从供给结构看，高校仍为人才供给主力军

        当前企业人才供给来源中，高校培养的科研型人才、管理型人才占主导地位。增材制造是信息技术、新材料技术与制造技术多学科融合发展的产物[3]，目前普通高等学校本科专业中还未专门设置增材制造专业，仅开设增材制造领域的公共课程或基于传统专业开设的“3D打印精英班”。一批高校起步相对较早，培养的大批人才流向了增材制造科研、材料制备、装备制造等领域。在职业教育领域，偏向于应用型人才培养，目前职业教育人才培养刚刚起步，正处于探索专业体系建设、健全人才培养模式阶段。

        1.5 从需求结构看，高技能应用型人才需求更为迫切

        中国增材制造产业联盟摸底统计数据显示，如图4所示，在2016-2018年的3年间，我国企业人才需求规模逐年增长，年均增速超过20%，统计结果显示，相关企业对增材制造业务推广、软件工程师、材料/工艺研发工程师、应用工程师等岗位需求较高，分别为18%、16%、13%、10%。我国增材制造企业超过500家，未来3年的人才需求规模在预计5万人以上。通过对人才需求岗位情况统计也可以发现，行业已经对增材制造的智能化趋势作出了反应，目前正在寻求更多的软件开发专业人员，尤其是具备云解决方案等复合专业知识的人才。

        1.6 ;从薪酬水平看，整体处于中游水平

        如图5所示，从全行业平均薪资水平来看，国内增材制造行业的整体薪酬处于制造业中游水平。但由于近年来产业的快速发展，增材制造人才培养与产业增速不匹配问题突出，造成各企业间人才争夺现象严重，人才流动速度加快，造成了人才大量流失。

        如表1所示，国内增材制造从业人员薪酬水平普遍较低，主要原因有：一是当前产业发展规模依然较小，众多民营企业经营困难，从业人员的薪水无法在短时间内得到明显提升;二是整个行业还未建立起明确的薪资标准，企业给出的薪资无据可依，薪资差异化明显。

        2 ;我国增材制造产业人才制度概览

        2.1 ;国家层面，制度逐步完善

        人才是发展壮大战略性新兴产业的首要资源，我国高度重视增材制造产业人才激励措施、应用中培养、新学科建设等工作，出台一系列制度破解人才短缺难题。

        2016年12月19日，我国提出要加强增材制造人才培养与激励。一是培养产业紧缺人才，聚焦重点领域，依托重大项目和重大工程建设一批创新人才培养示范基地，重点扶持一批科技创新创业人才;二是鼓励科技人才向企业流动，落实国家对科研人员的各项激励措施，鼓励企业通过股权、分红等激励方式，调动科研人员创新积极性。

        2017年11月30日，我国提出要健全增材制造人才培养体系。推进产学合作协同育才，扩大增材制造相关专业人才培养规模，加强配套支撑的课程设计、教材开发、师资队伍、专门实验室等方面的建设，建成一批人才培养示范基地。加强国际化人才的培养，建立和完善人才激励机制，落实科研人员科技成果转化的股权、期权激励和奖励等收益分配，形成与增材制造产业发展需求相适应的人力资源管理体系。

        2017年12月29日，3D打印纳入普通高中通用技术课程标准和普通高中信息技术课程标准中，并于2018年秋季开始执行。在教学内容上，修订后课程更加与时俱进，努力呈现政治、经济、文化、科技等发展的新成就、新成果。在信息技术和通用技术课程要求中，学生将学习了解3D打印、物联网、人工智能、智能家居等新技术，同时还将培养学生的创客精神和创业能力。

        2018年4月10日，全国技工院校专业目录新增专业中第一大类——机械类明确专业中有“3D打印技术应用”等新兴技术，决定自2018年秋季学期开始施行。新目录涵盖15个专业大类，280个专业，列举了54个专业方向，更加全面地体现了我国经济社会发展的新形势和新需求，反映出国家3D打印等新兴技术人才培养的重视。

        2018年12月24日，中等职业学校专业目录中“05—加工制造类”新增“增材制造技术应用”专业，对应职业（岗位）为模具设计工程技术人员、工具钳工，于2019年开始实施。目录的修订更好地体现了新技术和产业升级对职业教育的新要求，促进专业对接产业，有利于引导中等职业学校科学合理设置和调整专业，提高人才培养质量。

        2.2 ;地方层面，配套制度伴随应用发展持续完善

        如表2所示，近年来，北京、陕西、浙江、湖北、广东、黑龙江等省（区、市）纷纷出台促进增材制造产业发展的制度[4]，其中包括人才配套制度等内容，以期抢抓机遇，通过人才竞争占领增材制造产业高地。

        3 ;我国增材制造人才短板分析

        3.1 ;人才数量不足

        人才短缺正成为制约我国增材制造产业发展的主要短板之一，中国增材制造产业联盟预测：未来数年，增材制造领域研发、工程、设计、应用等方面科研型和技能型人才数量短缺将达到800万规模。造成人才数量短缺的原因主要有：一是我国增材制造人才培养体系尚未完善，各层次人才培养跟不上新技术的快速发展;二是增材制造产业发展尚处于起步阶段，产业规模较小，企业研发能力薄弱，不足以支撑长期的人才培养;三是受行业环境、企业管理、薪酬制度及个人职业发展规划等因素的影响，民营企业人才流失问题普遍存在。

        3.2 ;培养能力较差

        高校方面，学科建设不完善，多学科协同创新及交叉学科科研课题匮乏，了增材制造复合型人才的培养，同时，我国在增材制造原创性技术研发方面存在一定差距，学生创新能力培养水平有待提升;职业院校方面，课程培养方案尚处于探索阶段，师资力量薄弱，培養模式单一，缺乏切合工程实际的人才培养体系和机制，此外我国职业教育受重视程度不够，暂不具备培养高级技能人才的能力[5];此外，企业作为人才培养的重要渠道，还未发挥出相应的作用，行业内大部分企业对人才培训缺乏认识，培训体系不完整，人力资源竞争力不足。

        3.3 ;管理人才匮乏

        当前，我国增材制造管理人才主要依靠国内现有科研团队或企业自身培养，通过实际的增材制造产业链运作和商业模式创新应用等来持续提升自身的管理经验和技能，逐步成长为符合增材制造行业特点的复合型管理人才。但是，现有增材制造管理人才培养模式和渠道过于单一，大多数企业管理人员还是基于传统思维方式去推动增材制造技术应用及服务，未建立起基于增材思维的管理模式和方法去推动企业增材制造技术应用及服务，同时也会造成我国增材制造管理人才发展出现一个断层，不利于我国增材制造产业链的高质量发展。

        3.4 ;缺少权威认证

        我国增材制造人才认证工作尚处于起步阶段，人才认证方案不规范，培养考核标准不统一，相关认证市场认可度不高，未能形成增材制造行业标准化的技能水平测试和能力证明体系。人才认证工作的缺失使得增材制造人才的培养缺乏指导，培养方向、标准、目标不明晰，人才的遴选、甄别、招聘、晋级缺乏客观指导标准和参考。破解“缺乏认证导致的人才短板”难题，亟需行业组织联合企业、高校，面向社会组织开展增材制造领域不同层次紧缺技能人才的考核与认证，注重学员实际应用能力的评测，打造具有权威性、领先性、实践性的增材制造认证证书，加快推动产业人才的培养与储备进程。

        4 ;国外增材制造人才发展经验借鉴

        4.1 ;德国

        4.1.1 ;先进职教模式培养技术人才

        德国以学徒制为核心的先进职业教育模式在应用型技术人才培养过程中发挥着核心作用。学徒制职业教育模式是一个社会化的系统工程，需要国家机构顶层设计、教育部门协调推进、全社会共同参与，实现职业教育与增材制造产业人才需求的高度契合。在这种模式下培养的应用型技术人才作为技术和市场的中介，位于增材制造产业链的上游和中游。这种人才具有某一学科坚实的专业基础，能将其与增材制造技术充分融合，主要侧重机械制造、控制系统、软件算法以及材料工艺等与市场需求紧密相关的技术应用层面。在完善的先进职业教育培养体系下，德国在增材制造等新型制造技术领域积蓄了包括工程师、高级技工、普通技工等多层次专业人才。

        4.1.2 ;行会组织推进职业人才发展

        在德国人才培养体系中，行会是“行业的自我管理组织”，承担着职业人才培养的重任[6]，在增材制造领域，像EOS、SLM Solutions等企业均须加入相关行业的行会。行会对职业教育的管理主要体现在三个方面：一是职业教育《培训合同》的管理;二是行会组织的职业教育证书考试，《联邦职业教育法》规定“凡国家承认的培训职业均应举行结业考试”，职业资格证书的结业考试由行会负责;三是职业教育资格审查与监督，行业将审查确认培训场所资格及培训者提交的个人资格和专业资格并有权对不合格者责令整改。此外，行会还会通过多种方式提高企业参与职业教育的积极性，推进职业人才的发展。

        4.1.3 ;强化市场导向推进教育改革

        以智能生产为主要特征的制造业生态正影响德国劳动力市场人才需求的规模，产业结构的调整会影响技术人员的专业结构，新一轮产业也会对专业技术人员从业能力等多方面问题提出新的要求，给德国人才教育与培养的发展带来新的机遇与挑战。未来发展过程中，德国职业教育人才培养目标将由培养“单一技术”人才向“多元技术”型人才转变，以适应社会发展的需要。人才的培养需要从市场需求出发，制定培养计划，从而不断满足创新型企业对新知识、新技术及应用型人才的需求，尤其针对增材制造等新型制造技术，要着力培养具有技术创新能力和组织管理能力的较高层次多样化人才，具备跨学科的学习能力和系统解决问题的能力。

        4.2 ;日本

        4.2.1 ;完善职教体系加强人才培养

        日本提出要重点发展制造业尖端领域，加快增材制造、机器人等行业的发展。为保障制造业的结构调整，进一步发展高附加值的尖端技术产业，必须加强专业科学技术人才的培养，发展高等职业教育，确保所需的高素质专业技术人才。在日本职业教育体系建设中，市场适应性、开放性及层次多样性受到高度重视，以满足初、中、高级技术人才的需要，促进制造业创新型人才队伍的壮大[7]。

        4.2.2 ;税收优惠推进企业人才培训

        日本制造业人才培养主要由经济产业省负责，通过培训，重点解决制造现场高水平技术传承问题。2005-2012年，日本实施了《人才投资促进税制》，其实质是将国家资金和企业培训有效结合，对企业培训实行税收优惠。该制度规定，企业根据培训费占劳务费的比重，可获得8%～12%的税收减免[8]，占比及税率均根据全社会企业培训投资数据测算。在此项制度实施后，企业培训费支出显著提高，培训费增加额达到了减税额的1.31倍。

        4.2.3 ;变革手段促进人才培养

        《日本制造业（2018年）》明确提出，要支撑制造业基础教育与研发，变革手段促进人才培养。一是培养面向智能社会的教育和制造业人才，提升科技创新能力，推动社会人士学习，促进制造业领域女性的活跃。二是完善培养制造业人才的教育和文化基础，完善数理教育，提升对制造业的关注和相关素养，进一步完善职业教育，为加深对制造业的理解而进行职业生涯教育，从文化艺术资源中创造并继承新价值。

        4.2.4 ;企业文化支撑人才队伍建设

        日本企业内部开展培训活动时，“公司文化”、“三级组织”和“人才训练”被反复强调，最典型的体现就是以“全生产系统维护（TPM）”为核心的生产管理体系，其核心思想可以用“三全”来概括：全效率、全系统和全员参与。同时，日本的“雇员终身制文化”将雇员与企业发展紧密联系在一起，使得从业人员的经验和知识能够在企业内部积累、运用和传承[9]。日本企业之间还有独特的“企业金字塔梯队”文化，即以一个巨型企业为核心，形成一个完整产业链上的企业集群，企业之间保持长期合作，并且互相帮助进行改善和提升，保证专业知识在一个更大的体系中不断地积累、流通和传承。

        5 ;我国增材制造人才发展对策建议

        5.1 ;完善高校人才培养体系建设

        一是推动增材制造相关一级学科的申请和建设。合理调整和设置相关专业，完善学科布局，打破学科间壁垒，突出交叉融合的特点，在教学、科研、实训基地建设等方面予以支持。二是加快增材制造产学研融合协同育人实践平台的建设。支持高校提升教学实践条件，将平台建设成学生创新创业的实训基地与孵化器，培养增材制造领域人才工程实践能力，缩小高校人才培养与企业用人需求之间的差距。三是推动校企多层次深度合作。产业高端人才的培养不仅要靠高校和科研院所，还要靠领军企业，积极鼓励校企间建立有效人才培养合作模式，实现人才供需两侧充分对接与融合。

        5.2 ;加强职业技能人才队伍建设

        一是加强增材制造技能人才培养，全面推行企业新型学徒制，建立国家基本职业培训包制度，鼓励相关企业革新传统制造方式，开展个性化定制、柔性化生产，为在校学生实习和教师实践提供岗位。二是确定增材制造行业人才培养培训标准，规范人才认证方案，探索建立标准化的职业能力培训认证体系，有效提升我国增材制造从业人员的专业技能。三是大力发展增材制造领域职业教育培训，鼓励社会培训机构参与增材制造产业人才队伍建设工作。制定增材制造人才的终身职业教育路线，通过大力发展职业教育培训填补我国产业人才供给不足的问题。

        5.3 ;优化增材制造人才发展环境

        一是发挥行业组织桥梁与纽带作用。依托中国增材制造产业联盟等行业组织，联合各地企业和高校、科研院所，建立人才发展协调工作组，开展增材制造人才培训、人才库建设、人才认证以及行业论坛、竞赛等工作，积极推动增材制造人才发展。二是是坚持人才兴业。针对束缚人才创新活力的關键问题，加快推进增材制造人才发展，保障人才以知识、技能、管理等创新要素参与利益分配，以市场价值回报人才价值，全面激发人才创业创新动力和活力。

        参考文献

        [1] 左世全， 李方正. 我国增材制造产业发展趋势及对策建议[J]. 经济纵横， 2018（1）： 74-80.

        [2] Wohlers T. Wohlers Report 2019[M]. Wohlers Associates， Inc， 2019.

        [3] 李涤尘， 贺健康， 田小永， 等. 增材制造： 实现宏微结构一体化制造[J]. 机械工程学报， 2013， 49（6）： 129-135.

        [4] 李方正. 中国增材制造产业发展及应用情况综述[J]. 工业技术创新， 2017（4）： 5-9.

        [5] 高群， 郑家霖. 3D打印技术产业应用型人才培养模式探析[J]. 职业技术教育， 2015， 36（29）： 20-23.

        [6] 趙志群. 德国： 行会承担职业人才培养[J]. 天津中德应用技术大学学报， 2015（3）： 23.

        [7] 付卫东. 制造业强国崛起与现代职业教育体系建设： 日本的经验及启示[J]. 华中师范大学学报（人文社会科学版）， 2015， 54（4）： 161-167.

        [8] 李杨， 谢振忠， 陈笑天. 日本制造业创新体系的启示[J]. 中国工业评论， 2017（10）： 42-45.

        [9] 孟勇. 东方管理思想在企业人力资源管理中的实践： “以雇员为本”的日本企业雇佣体系[J]. 社会科学， 2009（3）： 49-55.

        作者简介：

        李方正（1986—），通信作者，男，山东潍坊人，博士，工业和信息化部装备工业发展中心助理研究员。

        E-mail： lfzheng-001@163.com

        周岩（1991—），男，河北沧州人，硕士，工业和信息化部装备工业发展中心助理研究员。

        （收稿日期：2020-04-27）

        Research and Suggestions on the Talent Bottleneck in the Development of Additive Manufacturing Industry in China

        LI Fang-zheng， ZHOU Yan

        （Ministry of Industry and Information Technology Equipment Industry Development Center， Beijing 100846， China）

        Abstract： Additive manufacturing is a industry with various fields deeply integrated with each other， in China it is in a concentrated breakthrough period of technology and high-speed development period， which requires large-scale investment of all kinds of high-quality resources. At present， the shortage of talents in many fields has become one of the bottlenecks restricting the healthy and rapid development of additive manufacturing industry in China. The status quo of additive manufacturing talents is interpreted， the talent support system issued by the state and local is combed， the weaknesses faced by the development of additive manufacturing talents in China is analyzed， the experience of foreign talent development is explored， and countermeasures such as improving the construction of talent training system in colleges， strengthening the construction of professional and technological talents team and optimizing the development environment for additive manufacturing talents are put forward.

        Key words： Additive Manufacturing; Talent Status Quo; Talent Bottleneck; Countermeasures