人工智能对制造业的挑战：职业教育的视角

当代职业教育/2017年第4期摘要：人工智能的快速发展对中国支柱产业制造业的发展将产生难以估计的影响。尽管现有人工智能技术仅处于弱人工智能水平，还未产生强烈的冲击，但是未来人工智能技术仍将对传统的制造类的工作任务，乃至整个职业岗位带来新的挑战。选取江苏省制造业大类中机电一体化专业为例，依据ISCO-08和《职业大典》对其职业类型与技能水平进行分类，并进一步分析了该专业对应的典型工作任务能够被现有人工智能所替代程度与替代比例。研究认为，人工智能在我国制造业大类中首先将会逐步替代部分工作任务，而不是替换整个职业。基于以上论述，职业院校应当率先对人工智能面向制造类职业岗位可能产生的影响进行分析，并及早采取相应的措施，培养满足产业变革要求的人才，提升人才培养规格，以应对未来人工智能对制造类专业的严峻挑战。关键词：人工智能；制造业；职业教育；智能制造中图分类号：G710文献标识码：A文章编号：1674－9154（2017）04－0004－07*基金项目：2014年度全国教育科学“十二五”规划教育部青年课题《职业教育视野下的职业研究》（编号：EJA140377）。作者简介：徐坚（1979-），南京信息职业技术学院，讲师，华东师范大学职业与成人教育研究所教育博士研究生，研究方向：专业教学资源建设与开发、教育领导与管理、混合现实技术等。收稿日期：2017-05-16人工智能对制造业的挑战：职业教育的视角*徐坚（南京信息职业技术学院，江苏南京210023）一、人工智能背景下传统制造业的变迁（一）制造业是各国吸纳就业的主要大类2015年5月，国务院发布《中国制造2025》[1]的指导文件，指出“制造业是国民经济的主体，是立国之本、兴国之器、强国之基。没有强大的制造业，就没有国家和民族的强盛”，同时提出了“坚持把人才作为建设制造强国的根本”的指导思路。为深入实施《中国制造2025》，2016年，教育部、人力资源和社会保障部、工业和信息化部共同发布了《制造业人才发展规划指南》[2]，提出“面对新的形势和挑战，必须把制造业人才发展摆在更加突出的战略位置”。制造业促进了我国经济过去几十年来的高速成长，创造了“中国制造”的奇迹[3]。实际上，制造业并不仅仅是国家和民族强盛的基础，同时也是国民经济中就业岗位的主要大类。在我国的就业总人数中，制造业大类的就业比重是最高的。对比美国、德国以及我国的就业人数中制造业大类所占百分比可以发现（见图1），尽管中德两国的制造业就业占比从1978年开始逐年下降，但是均保持在25%-30%之间，成为吸纳就业的主要大类，也是支撑两国经济保持较快发展的基础。德国制造业的领先地位奠定德国欧洲经济发动机的地位，也奠定了德国职业教育大国的地位。而美国自1998年以来，制造业就业人数占比持续下降，现已降至不到10%。尽管如此，在经济全球化的浪潮下，美国为了保持经济的领先地位，其新上任的美国总统特普朗在竞选伊始就提出让制造业重回美国的口号，显示了其对制造业的高度重视。对于我国来说，制造业大类仍牢牢占据着就业总人数最多的大类。中国美国德国60%50%40%30%20%10%0%1975198019851990199520002005201020152020图1中、美、德三国制造业就业人数占比[4][5][6]①本期关注4当代职业教育/2017年第4期职业教育领域中的相关数据，也反映了相似的趋势。从普通专科（高职）的毕业学生人数来看，制造大类普通专科毕业生数由2011年的45.75万人减少至2015年的40.65万人。尽管如此，制造大类毕业生人数仍占普通专科毕业生数的12.61%，仅次于财经大类毕业生人数，仍然处于毕业生人数的前三甲之列（见图2）。2011年2012年2013年2014年2015年25%20%15%10%5%0%土建大类普通专科毕业生数财经大类普通专科毕业生数制造大类普通专科毕业生数图2排名前三大类别的普通专科毕业生占比②因此，制造业大类的就业水平对中国社会经济的发展起着至关重要的影响，稳定的制造业大类就业水平是中国和谐社会的基石之一。而职业教育也肩负着为制造业大类提供充足的人力资源的重任。（二）人工智能的内涵与发展“人工智能”（ArtificialIntelligence,AI）的概念最早在1956年夏季召开的达特茅斯研讨会（DartmouthWorkshop）中提出，当时的定义为“人工智能是拥有模拟能够被精确描述的学习特征或智能特征的能力的机器”[7]。这一定义被称为弱人工智能技术的假说。在弱人工智能技术中，机器能够表现的仅仅是似乎达到了智能化。而强人工智能技术的假说认为，机器实际上真正在自己思考，而不是模拟人的思考，只有符合这一条件的人工智能技术能够被称为强人工智能技术[8]。2016年3月，谷歌公司（Google）的人工智能围棋程序“阿尔法狗”（AlphaGo）取得与世界顶级棋手李世石的对战胜利。尽管该人工智能程序仍然被归属于在确定规则下，完成确定任务的弱人工智能技术。然而，该程序中的自我决策的机制，让人类首次看到弱人工智能技术向强人工智能技术转变的可能[9]。2017年1月，卡内基梅隆大学的人工智能系统“冷扑大师”（Libratus）在长达20天的鏖战中，打败4名世界顶级的人类德州扑克玩家[10]。在围棋对战中，参与的任何一方都可以轻松获取棋盘的全局信息，双方处于信息对称的地位。而在德州扑克对阵中则是完全不同的境况，玩家无法知晓对手的牌面。因此，玩家时时处在信息非对称局面中，这使得玩家的决策更加困难。然而，人类在这一更加复杂的决策环境中再次输给了人工智能。似乎一夜之间，强人工智能技术的系统正变得触手可及。为了便于讨论，本文中人工智能技术的概念范围限定在智能制造领域中的人工智能技术，该技术的应用有助于提高智能制造系统的智能化水平，而在智能制造领域中的人工智能是构建在包括物联网技术、自动化技术和信息通信技术等基础之上。因此，本文中的人工智能和人工智能技术的定义囊括了上述智能制造的基础性技术。（三）问题假设：人工智能将替代的是工作任务而不是职业③《制造业人才发展规划指南》中指出：至2025年我国制造业十大重点领域人才预测缺口共计2985.7万。人工智能对未来制造业就业市场是否会产生影响以及将产生如何的冲击的讨论也层出不穷[11][12][13]。当前，大部分的观点认为，人工智能将导致未来制造业就业市场的剧烈变革，制造业产业中大量的中低端工作将被人工智能所取代。这一观点正在被广泛的接受，譬如德国政府提出的工业4.0计划[14][15]，中国政府提出的“中国制造2025”计划，特斯拉公司建造的自动化工厂[16]，富士康公司提出的“百万机器人计划”[17]等。2014年秋季，斯坦福大学邀请不同研究机构的著名科学家启动人工智能百年研究（OneHundredYearStudy）项目[18]。该项目是为了研究和预测人工智能在100年的范围内对我们工作、生活和游戏的各个方面的影响。这项研究包含使用人工智能计算系统的科学、工程和应用实现。该项目计划组建研究小组（StudyPanel），小组每隔五年对人工智能所处的状态进行一次评估。2015年暑期成立的新一届研究小组（StudyPanel）任命得克萨斯大学奥斯汀分校的斯顿教授（PeterStone）担任主席。这个包含了17名成员的研究小组由人工智能学术界、公司实验室产业界的专家本期关注5当代职业教育/2017年第4期与了解人工智能的法律、科学、政治以及经济方面的学者组成。研究小组认为人工智能将可能替代的是工作任务而不是工作，并且也将创造出新的类型的工作[19]。伴随着人工智能的发展，可以预见我国制造业大类相关职业中常规性、机械性和重复性的工作任务将会逐步地被取代。以现阶段的人工智能水平，能够应用在制造业大类相关职业中的大都为弱人工智能技术。因此，在需要一定自主决策能力的工作情境中，当前的弱人工智能技术无法完美的替代相应制造业大类的职业。那么，当前中国的制造类岗位及为制造业培养人才的职业教育将会受到何种影响？可以假设，人工智能在我国制造业大类中首先将会逐步替代部分的工作任务，而不是剧烈地替换整个职业。当然，毫无疑问的，随着技术的发展，人工智能最终将会缓慢地替代某些制造类职业。若该假设成立，制造类职业教育专业应当及时调整自身的人才培养目标和方案，以适应产业的新需求。二、人工智能对制造业类职业教育的冲击2015年，江苏省制造业大类就业总人数为595.2万，占全国制造业大类就业总人数的11.7%，仅次于广东省[20]。同时，江苏省也是我国的职教大省。因此，通过分析江苏省的制造业大类职业教育发展现状，可以从侧面了解全国制造业大类职业教育发展的现状。选取2016年江苏省高等职业教育年度报告中数据为例，截至2015年8月，江苏省高职院校共开设制造业大类专业40个，占总开设专业数的8.55%。高职院校专业布点前20位的专业与高职院校专业在校生人数排名前20位的专业中，明确属于或支持制造大类产业的专业数均为8个，在排名前20的专业中占比40%，远超其他大类。（一）典型职业教育专业的职业类型与技能水平分析本文选取江苏省制造业大类专业中开设院校最多并且在校生人数最多的机电一体化专业进行分析，按照教育部《普通高等学校高等职业教育（专科）专业目录（2015年）》[21]中的分类，装备制造大类中的机电一体化专业的主要对应职业类别为“机械工程技术人员”“电气工程技术人员”“电力工程技术人员”和“建筑安装施工人员”四类。在国际劳工组织所开发的国际标准职业分类[22]（InternationalStandardClassificationofOccupations，ISCO）中，技能水平被分为四个等级，其中从第一等级至第四等级的技能要求逐步提高。按照该组织的技能等级划分机电一体化专业的四类主要职业类别，可以将技术人员和施工人员分别归入第2大类和第7大类，相应的技能等级分别为第3等级与第2等级。1999年，我国颁布了第一部《中华人民共和国职业分类大典》[23]。2010年底，人力资源社会保障部会同国家质量监督检验检疫总局、国家统计局牵头成立了国家职业分类大典修订工作委员会，启动修订工作。并于2015年7月经国家职业分类大典修订工作委员会全体会议正式通过《中华人民共和国职业分类大典：2015年版》[24]（以下简称《职业大典》）。在新版的《职业大典》中，根据职业分类的归属，机电一体化专业对应的主要职业类别可分别划分入第2大类和第6大类（见表1）。表1机电一体化专业对应职业类别的职业分类和技能水平职业类别机械工程技术人员电气工程技术人员电力工程技术人员建筑安装施工人员ISCO-08职业分类2227ISCO-08技能水平3332《职业大典》职业分类2226在未来的人工智能时代，现有观点通常认为技能水平较低的职业最容易受到人工智能的冲击，造成工人的大量失业[25]。因此，选取ISCO-08及《职业大典》中划分在较低技能水平的“建筑安装施工人员”这一职业类别作为样本。依照《职业大典》中的定义，“建筑安装施工人员”划为第六大类“生产制造及有关人员”，编号为6-29-03。建筑安装施工人员指的是从事机械、电器、管道、锅炉、电力、轨道交通通信信号等工程建筑施工的人员，包括机械设备安装工、电器设备安装工、电梯安装维修工、管工、制冷空调系统安装维修工、锅炉设备安装工、发电设备安装工、电力电器设备安装工、轨道交通通信工和轨道交通信号工，共10类职业。本期关注6当代职业教育/2017年第4期（二）典型职业工作任务的替代程度麦肯锡全球研究院（McKinseyGlobalInstitute）在2017年1月发布的关于“未来自动化、就业和生产效率的报告”（Afuturethatworks:automation,employmentandproductivity）中提出[25]，在常规的环境下操作设备等工作行为、处理数据和收集数据等是最有可能被人工智能技术所替代的工作任务。若假设在建筑安装的施工现场较难满足“日常工作场景中获得常规环境下操作设