3D打印产业涉及领域广泛,需要大量的各类专业人才队伍。人才在3D打印产业发展过程中起着推动全局的主导作用,需要人才来科学规划。为此,加强人才引进和培养力度,形成一批3D打印自主创新领军人才和团队,建立完善的3D打印产业发展的人才教育培训体系至关重要。
政府与行业协会
3D打印产业的人才教育培训体系建设,需要政府和行业协会层面的支持和推动。为此,建议成立一个国家级的3D打印技术管理机构,旨在将3D打印技术转变为我国的制造技术的主流,将我国的制造业转变为主导全球经济的力量。初期的主要工作旨在推动3D打印技术及相关产业的迅速发展,从而带动人才培养工作的迅速跟进。首要的工作是该机构以各种方式对3D打印技术做“路演”,全方位地刺激大众对3D打印技术的期望。负责组织相关行业的专家和研究人员,根据不同的应用研究领域,有针对性地深入到各个行业和各个地区,初期是针对基层大众和小型企业展开类似于招股过程的“路演”,宣传和推广这项技术,以让更多的大众直观感受到3D打印的魅力和与自身生活的密切相关性。如可以通过论坛、博览会等形式进行3D打印技术和周边应用的培训;在青少年活动中心、文化艺术中心、科技馆等公共机构进行3D打印技术的展示、宣传以及推广;发展3D打印服务中心,推广3D打印技术应用,比如展示如何打印个性礼品与饰物,如何将照片变为3D工艺品和3D打印的立体头像,如何打印玩具、手机外壳、生活工具、教学用具,甚至是食品等等。同时也应当组织力量向其他的行业领域进行更专业的推广,如精致设计领域、生物医学领域、建筑与城市规划领域、机器人与电子制作领域、考古与科研领域、航空航天技术领域、软件创新领域以及军事创新等领域。
在此基础上,引导相关企业的研发和投资需求。由于3D打印技术内在创新基因与消费者个性化消费的内在契合性,在理性的市场中,市场的启动是一个企业与消费者相互交换信息的过程,也必然伴随着一个较长的试探期和适应期。所以这个市场一旦起动之后,必然会对3D打印专业人才的需求产生巨大的推动作用。这种需求越是迫切,就越是能够产生吸纳和培养人才的向心力。
美国政府在推广3D打印方面的努力非常有借鉴价值。在2012年10月美国在俄亥俄州扬斯顿成立了世界首个国家增材制造创新研究院(NAMII),该所是由行业、学术界、政府和劳动力发展资源领域的成员组成,是奥巴马政府提议在全国建立的15个制造业创新学院的一个。目前该研究所至少拥有85家公司,主要包括全球知名的特种金属生产商阿勒格尼技术公司、马丁航空公司,以及ExOne公司、波音公司、通用动力、通用电气、IBM等企业。此外,还包括至少13所研究型大学,主要有卡内基-梅隆大学、凯斯西储大学、肯特州立大学、宾夕法尼亚州立大学、罗伯特莫里斯大学、美国里海大学、阿克伦大学,匹兹堡大学、扬斯顿州立大学以及9个社区学院和18个非营利机构。
资金的支持来源。由于3D打印行业发展初期,资金瓶颈必然存在,各级政府需要通过加大对3D打印技术的研发投入,探索相关税收优惠政策,加强应用示范和产业化,重点支持3D打印领域的关键共性技术研发和第三方检测试验平台建设。
地方政府在这方面也可以大有作为,如2013年3月24日,中国首个3D打印技术产业创新中心正式落户南京栖霞区,武汉成立了“中国首个3D打印工业园”。在“世界工厂”东莞,3D打印作为战略性新兴产业写入了2013年的《政府工作报告》,这对专业人才和行业的发展无疑会起到推动的引擎作用。
充分发挥中国工程机械工业协会、北京数字化制造产业技术创新联盟等社会组织的作用,为3D打印科技创新与产业培育提供沟通联络、咨询评价、组织实施等方面的服务,推动3D打印全产业链协同创新、科学发展。
高等院校与科研院所
就专业人才的培养主体而言,包括高等院校、职业学校、行业协会以及相关的企业;从从业人员的结构层次上来看,包括初级工作人员,以及中高级专业人才,形成的是一种金字塔形的结构;从培养时间来看,有短期培训和长期培训,以及终身教育体系的构建。其中,高校在人才培养的过程中肩负着重要的作用,需要做全面长期的设计和规划,如专业设置和调整,师资力量的建设,专业基础和专业课程的建设,实习基地的建设等。
关于3D打印专业的教学目标、课程设置、教学环境、招生条件、实验环境与实习基地,宜由政府、行业协会、企业、科研机构和教育机构的专家共同来参与研讨。由于目前在本科教育阶段,我们还没有经验,国外也没有成熟的经验,也属于新生事物,所以,可以先在一些综合性大学的研究生院先行探讨教学的模式,经过一段时间的摸索,研究与建设本科阶段的教育模式。
比较可行的做法是先在条件相对成熟的院校,或者若干个学校的基础上,由教育机构、行业协会以及教育机构尝试联合培养3D打印的专业人才的本科教学模式。教学方式可以灵活多样,关键是让学生、教师有充分的接触实践的机会,加强不同的专业人员之间的横向联系与沟通,同时也利用这些综合性大学专业设置丰富的有利条件,充实专业的队伍和人才结构。教师的结构也宜多样化和专业化,不仅局限于高校内部的从事理论研究的学者,还应包括从事前沿技术研究的专业人才,同时也包括实践领域的市场开拓人才,以及行业协会的管理和技术人才。这应是一个开放式的教学系统,教学方式和师资都应开放,不定期地组织行业专家进行专题讨论会,让学生和相关研究人员及时地接触到行业发展的最新成果,拓展学生的知识面和想象力。从企业的层面,鼓励学生和从业人员充分发挥自己的想象力和创新潜力,推动3D打印行业的应用,不断拓宽该项技术的社会需求和影响力,并同时进一步推动3D打印行业在理论方面的深入研究。
为了更有针对性地培养3D打印的专业人才,我们可以初步在上述开设3D打印研究方向的高校或者研究机构,逐步将此专业独立出来。
从学生的角度来讲,可以不受专业的限制,广泛吸引对此项技术充满兴趣的青年学子,对于这些学生,教育机构可以规定,凡是可以能够达到专业课程和相关基础课程的基本要求,都可以获得3D打印专业的毕业证书和从业资格。我们还可以建立起学术水平相当的高校之间对于学生的学分有相互认可的机制。同时,对于本专业的毕业生一定要在产品设计与专业水平应用的方面提出更高的要求。
在专业建设进一步成熟的基础上,可以在一些高校设立单独的院系。甚至在条件更加成熟的基础上,政府和教育部门牵头,建设一所全国性的行业类高校。
在此过程中,政府可以加大3D打印专业建设方面的投入,更要鼓励企业在专业教育方面的投入以及在就业方面的资金支持,包括奖学金、出国交换生、就业机会等方面,以进一步吸纳更多的青年才俊加入到3D打印行业。
在高端研究和人才培养方面,我国亟需借鉴美国的经验,加大投入力度,同时也鼓励企业的投资,尤其是对实验室的投资力度。基础研究工作应列为主要的工作方向。美国的国家研究室建设非常值得我国效仿,该国除有橡树岭国家实验室、劳伦斯伯克利国家实验室、阿贡国家实验室、埃姆斯国家实验室、国家航空航天局(NASA)等享誉全球的国家实验室外,还有美国金属加工技术国家中心等专门从事金属材料的研究室以及新近成立的国家增材制造创新研究院。美国一些大学的研究室就主要是以基础研究为主。这些高校研究的资金主要来自NASA、能源部等大财主。一些院校的相关研究已经非常先进,如麻省理工学院、西北大学、加州大学圣芭芭拉分校、伊利诺伊大学香槟分校、斯坦福大学、康奈尔大学、哈佛大学、宾夕法尼亚大学等都是传统的材料科学工程研究顶尖院校,这些大学在细分的金属材料方面也有着较深的研究底蕴。在全美高校之中,麻省理工学院材料工程专业全美排名第一。材料的研究将是决定3D打印技术应用发展的重要领域。
实际上,从现在全国各主要省份的综合性大学教育水平来看,尤其是对工科教育水平而言,许多院校已经基本上具备了相关专业基础课程的条件,下一步就是如何围绕3D打印的概念和社会需求,来形成新的研究方向甚至是专业建设方向。而一个具有示范性的大学,将具有很强的辐射能力。因此,政府如能充分利用自身较强的教育和社会资源的动员能力,在行业协会和企业,以及大众的共同努力下,就能成功建设全国性的行业院校以及配套的职业教育机构,进而在3D打印技术的教育方面,构建起具有我国特色的基础,从而抓住新一次的制造业革命的良机。
要发展好3D打印产业,就必须将3D打印技术纳入相关学科建设体系,建立多层次的3D打印教育体系、职业教育体系。以3D打印应用技术培训为主,在重点大学重点学科中,分别开设针对软件、硬件、材料的学科,并引导研究生、博士生积极研究相应方向,培养适合不同层次需要的3D打印技术人才。依靠行业协会、博览会、论坛等组织形式进行技术和应用的培训。在中小学及科技馆、文化艺术中心、青少年活动中心等公共机构进行3D打印技术的展示、宣传和推广。还可以通过设置国家级、省级的3D打印设计大赛、研发大赛,来鼓励促进3D打印这项技术在教育领域的快速普及推广和应用。最后,还应积极加强3D打印高端人才的引进,吸引海外留学人员回国创新创业。
企业的人才培养
对于材料为王的3D打印产业来说,中国抢占该领域的经济科技最高点首选就是要从打印材料实现突破,而国家支持部分3D打印研发机构和重点企业全球招聘材料科学领域领军人才和团队是关键所在。因为他们最了解当地的主要产业或者优先发展的产业需要哪些3D打印技术。另外可开设类似3D打印照相馆式的工作站,开展3D打印的应用推广和普及。因此,对于3D打印技术,各级地方政府应针对当地产业实际需要的技术,进行大力、持续性的扶持。
由于3D打印技术专业的特殊性质,目前,真正可以发挥人才培养作用的是众多从事3D打印技术的具备创新潜力的中小企业。他们通过作为国外3D打印设备的代理商,经销全套打印设备、成型软件和特种材料,以及通过购买国内外各类3D打印设备,为行业的人才库不断增加砝码。如广东省工业设计中心、杭州先临快速成型技术有限公司、无锡易维模型设计有限公司等企业,设立了3D打印服务中心,培养了大批的人才,为进一步向国际市场开拓奠定了较好的基础。
实际上,通过企业来从内部培养和开发人才,在短期内是一个非常有效的措施。这对于企业的长期发展,也具有决定性意义。如美国一些大型公司所设立的研究室,使学术、研究和商业形成一体,其中波音公司和通用电气公司最为成功。
所以,3D打印专业人才的培养,首先要微观企业的参与,将理论的准备与市场的现实需求紧密结合,保证我们的专业人才培养工作伊始就建立在扎实的现实需求基础之上,而企业是实现从理论到市场的关键和重要一环。
在此基础上,可以以点带面,以北京、上海、天津、西安以及南方的广州、深圳、杭州、南京等最具创新力的城市为点,来逐步带动各地区开展3D打印专业人才的培养。
行业的人才培养
能够有效打通教学科研单位和企业的联通渠道的是行业协会。行业协会可以充分利用自身的优势,加强人才培养机构和企业之间的联系,研究建立以现有的研究机构和主要企业为主体的产业创新联盟,通过强化产学研的沟通与交流,来培养更多的专业人才,尤其是在行业市场尚未成熟的初期。行业协会的纽带作用应体现在构建共性技术研发体系以促进技术创新的层面。如在一些发达国家的创新体系中,大学承担的主要角色是基础研究,研究机构侧重于共性技术研究,企业承担的主要角色是应用性研究和最后的产品化,产研学三方在市场机制下合作互补。
其他教育与培训机构
任何一个行业的发展,需要的是大量的不同层次的专业从业人员。因此,国家在投资建设3D打印研究生和本科生教育的同时,必须配套设立职业教育学院,或者通过设立职业资格考试,培养大批的不同层次的从业人员队伍。在这个新兴行业的教育人才培养模式,我们可以参考印度在软件人才培养方面的经验。印度软件业的巨大发展,除了高端专业人才之外,更多不同层次的庞大的从业人员的支持是不可忽视的力量。因此,我们需要的是一个金字塔分布的从业人员结构。
只有3D打印行业人才教育体系的成功运作,才能保证我国3D打印技术行业在全球范围内占据优势地位,并获得丰厚的行业利润,同时更为社会大众提供极具个性化的产品和服务,有效提升我国的内需水平和整体的社会福利水平。