在经济全球化时代，技能短缺已成为20世纪90年代以来经济发展所面临的最具挑战性的障碍。在美国和英国，产业和政策部门很早就意识到技能短缺问题对未来经济发展的制约，进而采取一系列措施来应对。然而事实上，“技能”、“短缺”的概念比较模糊，各国学术界对技能短缺的界定也有一些差别的，英国国家培训署(National Training Agency)将“技能短缺”定义为“有特定技能要求的工作岗位无法得到足够的具备这一岗位技能要求的员工。”具体而言，它涵盖外部技能短缺和内部技能短缺两个方面，前者指因为外部劳动力市场上的技能人才供不应求，企业对技能人才的需求不能通过对外招聘实现;后者则指企业现有的工人并非完全精通其工作操作内容，其技能水平达不到企业经营目标所要求具备的状态。
清华大学、复旦大学《中国劳动力市场技能缺口研究》课题组的研究发现，中国正处于产业链低端的“世界工厂”向高附加值产品生产过渡的阶段，对高技能劳动力的需求不断上升，劳动力市场的技能回报也随之上升，但企业仍然普遍存在人才短缺问题;在制造业领域，由于高技能行业向东部地区进一步集中，导致该地区在高级技术工人方面的人才短缺程度略高于其他地区，此外，制造业仍然是农民工，尤其是新生代农民工人数最多的行业;相对于老一代农民工，尽管新生代农民工的文化程度水平有所提升，但是仍然只有三分之一左右的农民工接受过技能培训，而且仅有5.9%的农民工具有劳动技能等级或职业技术证书。另有研究指出，目前工作岗位对工人受教育年限的要求，第二产业的资本密集型岗位是10.4年，第三产业的技术密集型岗位是13.3年，但是农民工的平均受教育年限只有9.6年。这些都意味着中国制造业的转型升级面临着很大的教育和技能短缺的挑战。
与此同时，在“机器换人”的大潮下，近年来工业机器人的生产、应用处于高速增长阶段。据媒体报道，从2010年到2016年，中国工业机器人市场增长了5倍多，从2013年以后，中国已连续四年成为全球最大的工业机器人市场，其占全球市场的份额从2013年的1/5，到2014年达到1/4，2016年则接近1/3，高达8.7万台。另据工信部数据统计，2017年中国工业机器人销量突破12万台，市场规模达到42.2亿美元，可以说全球每生产三台工业机器人，就有一台诞生在中国的生产线上。
尽管从全国看，尚未出现大面积的机器换人现象，但在东部沿海地区早已出现了这一趋势性转变。比如在佛山，目前开展“机器换人”规模以上工业企业达300家，应用机器人超6000台，主要应用在汽车制造、陶瓷、家电、机械以及金属材料加工行业等领域。而且佛山本土企业美的集团在收购德国工业机器人巨头库卡集团后，双方于2018年3月宣布共同成立3家合资公司，开始在顺德科技园新建生产基地，预计到2024年机器人产能达到每年75000台。
方兴未艾的“机器换人”背后的隐忧是相应技能工人的供给和储备还远不能满足产业快速发展的需求，因为“哪怕是最简单的上机操作，学起来最短要一两周，长的要几个月。普通产业工人一般难以胜任，最起码要高中文化，还要有一定的技术底子”。以广州数控的电机轴生产为例，原来需要三四个工人，每个人在不同的位置上分工操作，而在采用机器人后，只需要一个工人做生产线的看管维护与保养，但是对这个工人的综合能力要求提高了，他要懂铣打机，要懂车床，要懂磨削工艺，要懂电气联调，还要懂机器人，这是一个综合化和高端化的技能要求。
因此，虽然目前企业对智能制造方面的技能人才需求很大，但是劳动力市场上具有相关经验和技能的专业技术工人非常匮乏，有研究指出，2015年，我国工业机器人装机容量已经达到约26万台，但当年工业机器人技术专业的高职毕业生只有165人，工业机器人产业快速发展与人才紧缺已经形成了一对突出的矛盾。一位在机器人供应商工作十年的工程师说，“我给工人培训时明确跟他们讲，学会自动化编程，一万好几一个月没问题。这样的人紧缺，(企业间)基本上都是互相挖角。”总体来看，根据工信部、教育部和人社部的预测，高档数控跟工业机器人的人才需求缺口到2020年会达到300万，而到2025年会去到450万。
然而，由于受到户籍、经济发展水平差异以及教育资源配置不平衡等因素的影响，无论是本地农民工，还是外出农民工，都非常欠缺培训机会，他们属于我国职业技能培训的弱势群体。有调查显示，大多数农民工的职业技能都不是从专门学校或是职业培训中学得的，而是自己在劳动中获得的，主要获得方式有“本人自学，边学边干”(29.9%)，“自己拜师傅学习”(24.6%)，“通过亲戚，朋友或老乡教的”(14.5%)，即近70%的农民工是通过这些非正规的培训方式获得技能的，而通过企业/单位、学校、社会团体或政府组织的正规培训获得职业技能的总计比例仅达31%。当前“机器换人”潮流催生了新的人才缺口，企业越来越需要能够操作新型机器设备及管理自动化生产线的技能工人，这就为被流水线“去技能化”的农民工的“再技能化”提供了契机。
案例：工业机器人行业的技能形成
工业机器人是一种面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人，既可以接受操作人员的直接指挥，也可以按照预先编排的程序运行，靠自身动力和控制能力进行特定的轨迹运动来实现各种功能。因为易用性和稳定性的不断提升，近年来工业机器人日益成为我国装备制造业升级的重点研发和突破的领域，其应用范围也从传统的汽车业快速向电子电气、食品加工、包装印刷、仓储物流、橡胶化工和新能源电池等领域延伸，当前，工业机器人可在搬运、分拣、点胶、焊接、喷涂、冲压压铸、装配等具有重复性、过劳性和危险性的工序上实现对工人的替代。
由于工业机器人属于新兴领域，专业化及技术水平要求较高，因此技能工人十分缺乏。根据工信部的的发展规划，到2020年，工业机器人装机量将达到100万台，大概需要20万工业机器人应用相关从业人员，由此可见，工业机器人行业技能工人的需求巨大，但是从供给侧来看，技能工人的培养培训数量远达不到实际所需，技能短缺严重。广东岭南职业技术学院的调研数据表明，企业现有的工业机器人技术人才中，依靠企业自身力量培养提高的占12.3%，而直接从学校招收的学生占45.1%，从社会招聘的员工占42.6%，从技能形成体系的角度看，这反映出当前工业机器人行业技能工人培养培训多元化的的格局。对此，笔者2018年1月-3月在广州、东莞、佛山和韶关等地进行深入调研，总结出工业机器人行业技能形成的三种主要途径，即企业内部培训、职业技术学校教育和商业性培训机构。
企业内部培训
对于应用了机器人和其他自动化设备的企业来说，本体生产企业与集成商在安装调试设备以及驻厂陪产的同时会帮助企业培训部分操作技术人员，有的企业也会专门聘请外部的专业的高级工程师对转岗工人进行技术技能培训，而培训成本由企业来承担。比如在东莞的劲胜精密组件股份有限公司，在筹建自动化“无人工厂”时就挑选部分原来流水线上的工人进行调岗培训，让他们逐渐转型成为操作维护工、设备工程师、甚至研发工程师。
由于终端用户的主要需求是工业机器人的日常操作维护与设备管理，技术技能要求相对较低，具备初高中学历能力的工人是有可能通过2-3个月的短期培训掌握基本的技能，但是在具体实践中，培训的过程还是比较艰难的，“每天让工人写培训心得，有些学过就忘了，工人中途离职，我们还得再培训”，因此，在工业机器人集成应用企业中有一种玩笑说法，叫“买机器人，送工程师”，这可以减少终端用户因为技能工人短缺而向集成应用商挖人。
随着我国工业机器人产业的大力发展，为适应产业发展对人才培养的新需求，越来越多中高等职业院校、甚至大学本科开始开设与工业机器人相关的专业来培养应用型与研发型人才。虽然直到2015年教育部高等职业教育专业目录才明确了“工业机器人技术”专业，但在此之前已经有不少职业院校依托机电一体化专业设置“机器人技术”方向，比如广州市机电技师学院，由于有学校领导是从企业出来的，看到了工业机器人发展的前景，认为将来这方面的技术技能人才缺口比较大，因此早在2010年就开始探索工业机器人应用与维护的招生与教学工作，第一批学生只有一个班，十几人，2012年毕业后大部分都进入了工业机器人行业工作。
总体来看，截至2016年，全国共有240所高职院校开设了工业机器人技术专业，而在广东省，目前已有20多所，接下来还会有更多学校陆续开设这一专业。根据测算，如果开设工业机器人技术专业的高职院校保持在300所的规模，每年将会培养3.3万人，基本可以满足市场的需求。2016年一项对全国仅有的工业机器人专业毕业生的调研显示，9%的学生从事系统方案设计，63%的学生从事工业机器人系统集成，主要工作是产品安装调试。表1是笔者访谈的五所高等职业技术学院开设工业机器人专业的情况。
工业机器人是先进的机电一体化数字化装备，集机械、电子、控制、通信、计算机、传感器等多学科技术于一体，因此工业机器人技术专业的课程设置也需要体现跨专业、跨学科的特点。比如，广东番禺职业技术学院将相关学科整合为专业群，专业群内的专业共用实验实训设施、设备，共享师资队伍、专业团队，共上相同的专业基础课程，像该校的智能装备制造专业群就包含机械制造与自动化、模具设计与制造、工业机器人技术、电气自动化技术等具体专业，以机械制造与自动化为专业群特色。笔者调研的广州某职业学院通过与工业机器人“四大家族”品牌之一的ABB合作共同开发工学结合的专业课程，建立起模块化、进阶式课程体系，开设了专业技术平台课程、专业技术核心课程、专业能力拓展课程以及顶岗实习和毕业设计。
笔者在访谈中了解到，由于国家对智能制造发展的重视，加上媒体大量的宣传报道，社会各界，尤其是高中毕业生的家长对工业机器人技术发展前景的认知度和接受度明显提高，因此虽然是新设专业，但是高职学校学生的报到率比较高，基本在90%以上。另一方面，也正因为是新兴专业，该专业在建设过程中也面临一些问题，首先是师资队伍严重缺乏，生师比比较高，按照国家规定应该是25：1，但是笔者调研的佛山某职业学院工业机器人专业3个年级，每个年级3个班，总共有400个左右的学生，但只有8个老师，生师比是国家标准的两倍。该专业的老师告诉笔者现在面临招老师的困难，因为工业机器人技术专业的实操性、应用型更强，需要老师能够教技能，而不只是做理论研究、写论文，既有理论水平又有设计能力的人又不愿意来职业院校，他们去企业的待遇会好很多。此外，现有的老师基本是从其他相关专业抽调过来的，他们大部分是通过参加技能大赛、合作开展实验室建设、外出培训或者自己去企业跟着学等方式培养出来的，有的还是边学边教，对一些专业性、实操性很强的课程，老师自己也很难驾驭。
其次，大部分学校都存在着硬件设施投入不足以及现有设备利用率不高的问题。工业机器人行业的技能形成是同实训实习分不开的，但是建设实训实习基地的成本耗费巨大，不是每个学校都能负担。笔者调研的广州某职业学院在2011年投入了800余万元(其中企业投入100余万元)建立了华南地区唯一的工业机器人应用性人才培养实训基地和ABB工业机器人应用创新中心，而且正在进行的和未来规划的二期、三期工程的投入分别达到260余万元、500余万元;而广州某职业学院电气自动化专业的毕业生则告诉笔者，虽然开设了工业机器人的课程，但是学习仅限于书本理论，因为学校没有机器人设备，唯一的一次实操就是某个周日老师带学生去广东工业大学的工业机器人基地，用了不到一个小时，四个人一台机器人。此外，东莞某学院的老师告诉笔者，相比于成本投入，这些设备只用来教学就太浪费了，产出很小，而且这个行业的技术更新换代速度很快，设备淘汰率太大。所以现在有工业机器人本体生产企业专门做教学设备的开发，虽然相对便宜，也更适合教学，但也会导致学生学习的技能跟不上企业实际使用的需要，因为不同品牌的工业机器人的安装调试方法是不一样的。因此，刚出校门的毕业生，由于缺少工作经验，实际动手能力不强，通常需要在企业经过相应的岗前培训才能正式上岗。
商业性培训机构
工业机器人行业巨大的人才需求让部分人力资源企业和集成应用商嗅到了商机，纷纷开设工业机器人培训班，以满足那些被机器人和自动化设备替代的流水线工人，以及缺乏软硬件教学资源的中高职院校的学生的再培训、再技能化的需要。但是由于在发展初期，工业机器人培训市场的信息不对称、不完整，导致这些培训的质量参差不齐，有东莞的工人在交了5800元学费参加机器人工程师培训后，在第一堂课上就受到打击，原因是“听不懂”，两年的课程，他学到了一些最基础的编程知识，却“画不出工厂需要的图”。
相比于传统的人力资源培训企业，工业机器人集成应用商在技能工人的培训方面更有技术和资源上的优势，根据笔者的调研，现在已经有部分集成应用商将培训作为重要的业务组成，由于在实际项目中积累了丰富的经验和资源，这些集成应用商的培训教学更贴近真实的安装调试现场，设备也更符合行业应用主流。笔者2018年1月-3月报名参加了一个培训学院在佛山基地举办的“工业机器人应用工程师班”，深入观察和体验工业机器人行业商业性的技能形成的过程。
开设这项培训班的企业最初是一家集成应用商，2015年开始转型做工业机器人行业的人才培养，并且定位是中高端技术技能人才，要求参加培训的学员有大专及以上学历，机电相关专业，因为学员如果没有相关的概念和技能基础的话，对培训内容的接受和理解难度比较大，需要花的学习时间会更长。目前，该培训学院在全国范围内已经开班五十多期，培训学员人数超过2000人，但还是不能满足当前整个产业的人才需求，比如在佛山，有调研预测未来佛山的工业机器人本体生产企业需要的专业技能工人在3000-5000人，工业机器人终端用户的需求在6000-10000人，而该培训学院在佛山基地培训的学员还不到百人。
上述培训学院佛山基地的培训周期为两个半月，学费为16800元，对于无力一次性支付学费的学员，可以申请中国银行(3.550，0.05，1.43%)的贷款，可以选择分18或24期，先息后本，前六个月只还利息，每月190多，之后每月1000多。课程设置分为初、中、高三级，从基础的操作编程和自动化元器件介绍开始，接着是可编程控制器(PLC)编程，再之后是机器人维护维修、机器人控制系统与离线编程、机器人视觉应用、机器人焊接应用(因为50%的机器人是做焊接的)，最后是集成项目调试。整个课程的思路是先多练习机器人单体的操作，接着重点学习机器人工作站的安装与调试，这是目前企业需求最大的岗位，最后是整条生产线的安装与调试。
该学院联合了国内多所高校、多家集成商以及机器人本体公司研发出一套认证体系，在培训最后，学员需要参加考试，通过认证的将被授予“工业机器人应用工程师(调试维修)”证书，这是一个行业自发建立、共同认可的职业资质认证体系。该学院还建立了学院人才网，为工业机器人应用相关企业和技能人才搭建了招聘求职的平台，并为所有参加培训的学员进行就业辅导和推荐就业。而且通过培训认证的学员可以跟学院签约成为兼职工程师，为有需求的工业机器人应用企业做技术服务。
对于已经毕业的学员，学院通过建立校友群来保持联系，方便校友之间进行技术交流和项目对接。学员参加培训不仅是学到相应的知识和技能，而且还获得了行业的人脉和资源，这种关系的建立有利于以后长期的发展，因为大家都是校友，沟通障碍比外面陌生人拜访要小很多。
虽然对企业来说，需要的是有经验、能够立刻上手工作的技能工人，而经过短期培训刚出来的工人还达不到要求，因为机器人被用在不同的产品线上，不同产品有不同要求，工人需要适应工厂的实际应用场景。但是这种培训还是能够帮助工人在工业机器人行业入门，系统化的理论讲解和实践操作让他们达到企业成长预期的要求，在半年或一年内不断积累项目经验，达到熟练程度。
总结与建议
在我国人口红利消失，劳动力成本不断上涨的情况下，产业结构升级是提高劳动生产率、保持经济持续增长的必由之路，但是产业结构升级正面临着技能工人短缺的挑战，对此需要大力推进和改善产业工人的技能形成体系建设，尤其是帮助支持农民工实现“再技能化”，职业学校教育和职业技能培训作为我国技能形成体系的主要组成部分，承担着教育、培养和提升产业工人技术技能水平的使命。
在工业机器人行业，企业内部培训、职业技术学校教育和商业性培训机构等三种主要培训途径都存在一定问题。企业内部培训面临着培训出来的技能工人跳槽或被挖角的风险，导致企业进行技能投资的意愿不强;职业技术学校也受到硬件投入不足、设备利用率不高、师资不够、没有专门教材等各种问题的困扰，使得学生毕业进入企业后动手能力不足，往往需要进行二次培训;商业性培训机构由于市场信息的不对称性和不完全性而会出现培训质量参差不齐的问题，而且高昂的学费也会给加重工人的经济负担，这些都会削弱工人参与培训的意愿。
为突破“机器换人”时代技能工人短缺的困境，本文建议：1)建立工业机器人应用行业协会，由于工业机器人的安装调试与维护管理具有一定程度的通用性，为降低企业技能投资的风险以及节省成本，可以引入“共享”的理念，协会内的企业可以分担技能投资成本、共享技能工人服务、避免恶性挖角，同时，政府对行业协会内技能人才的管理和流动制定提供相应的法律与制度保障;2)深入推进产教融合，创新教学制度，鼓励和推动更多位于企业一线的、项目经验丰富的工程师进课堂，同时为硬件资源不足的院校设立公共实训中心，提高设备设施利用率和更新换代速度，既能资源共享，避免重复建设，节省成本，又能紧跟产业发展的趋势;3)规范工业机器人技术商业培训市场秩序，推动培训资质考核认证，设立准入或白名单机制，划定收费标准，同时用发放“培训券”的方式为被机器替代的工人，尤其是农民工提供补贴，减轻他们的经济负担。在一定意义上说，技术是一把双刃剑，在当前第四次科技革命到来的前夕，唯有通过教育、社会和法律等政策制度的调整和创新才能减少技术不利的那一面对处于结构性弱势位置的群体的冲击甚至伤害。
