人工智能旨在通过计算机系统和算法,使机器能够执行通常需要人类智慧才能完成的任务,在行业上隶属信息技术行业。人工智能行业是我国重点战略布局“新基建”的七大领域之一。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》将“新一代人工智能”作为七大科技前沿领域攻关之首。人工智能行业的快速发展迫切需要大量技术技能人才支撑。
一、人工智能行业技术技能人才需求情况
(一)人工智能行业发展状况
从行业发展规模看,2021—2023年,我国人工智能核心产业规模持续增长,2023年达到5784亿元(图1),同比增长13.9%,企业数量超过4500家。智能芯片、开源框架等关键核心技术取得重要突破,智能传感器、智能网联汽车等标志性产品创新成果不断涌现,智能化信息基础设施加快布局,超算、智算、云算协同发力,算力规模位居全球第二。
从产业链看,人工智能产业链可以分为基础层、技术层和应用层。基础层包括智能芯片、物联网、大数据和云计算四部分,技术层包括计算机视觉、智能语音技术、自然语言处理和机器学习四部分,应用层包括智能金融、智慧零售、智能教育、智能政务、智能家居、智慧交通、智能制造、智能文娱、智能医疗、智慧能源、智能安防、智慧物流、节能环保、智慧农业、智慧法律共15个热门领域。
从行业技术发展方向看,2020年,OpenAI推出了GPT-3,标志着大模型时代的到来,我国的大模型元年为2021年。大模型的出现将人工智能技术的发展和应用推向了一个新高度,产生了划时代的作用,并推动着一场前所未有的产业革命。这场革命不仅重塑了生产组织的架构,还颠覆了传统的经营模式,并在管理领域引发深刻变革。人工智能以其强大的数据处理能力、精准的分析预测及高效的自动化执行,成为推动产业升级的核心动力。
从区域布局看,全国人工智能行业的经济规模东部远高于中、西部。东部地区人工智能行业经济规模总计15554.82亿元,浙江、上海、北京、江苏、广东和福建达到千亿级以上规模,其中浙江行业经济规模最高,达5242.83亿元,占东部地区总经济规模的33.71%。上海和北京的经济规模排在第二和第三位,分别是3800亿元和2270亿元。西部地区人工智能行业经济规模总计2114.755亿元,百亿级以上规模有7个省市或自治区,其中四川的经济规模最高,达780.3亿元,占比35.90%。排在第二和第三位的分别是陕西和重庆,经济规模分别为300亿元和200亿元。中部地区经济规模总计1795亿元,百亿级以上规模有5个省市或自治区,其中河南的经济规模最大,达700亿元,占比35.90%。排在第二和第三位的是湖北、湖南,经济规模分别为516亿元和189亿元。
人工智能芯片、算力等基础设施不断完善,为人工智能技术的普及和应用提供有力支持。机器学习、深度学习等算法不断优化,跨模态、多模态人工智能技术逐渐成熟,推动人工智能技术不断创新和突破,为人工智能应用提供更多可能性。人工智能技术已广泛应用于智能制造、智慧城市、智慧医疗、智能家居、自动驾驶等领域。随着技术进步,人工智能在更多细分领域的应用也将逐步展开,如教育、金融、农业等。人工智能产业链各环节之间的协同合作日益加强。越来越多的企业开始涉足人工智能领域,形成了一批具有核心竞争力的人工智能企业。
(二)人工智能行业技术技能人才需求分析
1.人工智能行业技能人员从业岗位
中国科学院主管、科学出版社主办的行业权威媒体《互联网周刊》联合eNet研究院、德本咨询发布的“2023人工智能企业百强”榜单,对其100家人工智能代表性企业2023年第四季度的人才招聘信息进行分析,梳理出来1038个岗位。之所以有如此多的岗位,主要是由于人工智能正处于发展期,企业对岗位种类划分和名称界定不尽相同,差别较大,细分程度较高。从岗位种类划分,人工智能行业可以分为技术层岗位、应用层岗位、基础层岗位和部分衍生岗位。
技术层岗位包括机器学习算法工程师、深度学习算法工程师、推荐算法工程师、自动驾驶算法工程师等。应用层岗位主要包括AI项目经理、AI产品经理、AI售前解决方案工程师等。基础层岗位主要包括大数据开发工程师、智慧IC工程师、智能芯片工程师等。衍生岗位包括机器人训练营教练、智能手臂工程师、工业机器人系统操作员等。
鉴于企业对岗位种类划分和名称界定不尽相同,差别较大,细分程度较高,为研究的需要,课题组对收集的1038个岗位进行分类汇总,结合典型工作任务的分析,将人工智能相关岗位细分为产品工程师、系统运维工程师、应用开发工程师、模型开发工程师、应用测试工程师、解决方案工程师、数据标注工程师、数据处理工程师、技术支持工程师、系统架构工程师、技术服务工程师、模型训练工程师和芯片工程师等13个岗位类。
2.人工智能行业技能人员从业规模和学历结构
课题组采用问卷调查和大数据调查两种方法,其中采用问卷调查的企业105家,采用大数据调查的企业100家,调查对象覆盖华东、华北、华南、华中、西南、西北、东北等7个区域。调查数据显示,人工智能行业对学历要求较高,企业相关岗位员工主要为本科及以上学历毕业生,占比达63.36%。高职专科毕业生占比为28.04%。中职员工占比仅7.64%(表1)。
硕博层次的毕业生主要从事模型、算法、解决方案、芯片、规划设计及管理等岗位,本科层次的毕业生主要从事应用开发、系统架构、技术支持等岗位,也有部分人员从事管理岗位。高职专科层次的毕业生主要从事系统维护、技术支持、应用测试、数据标注、数据处理等岗位。中职层次毕业生在人工智能行业就业岗位较少,一般从事相关产品生产制造等岗位。
3.未来人工智能行业技术技能人才需求情况
截至2023年8月,人工智能领域的新岗位数量已经达到2022年全年水平。随着新岗位数量的增加,人工智能领域的人才供需矛盾进一步加剧。2022年,人工智能行业的人才供需比为0.63,而在2023年1—8月,这一比例下降至0.39。预计到2030年,中国的人工智能人才供应只有市场需求的1/3,而对熟练人工智能专业人员的需求将增至2022年的6倍,达到600万,人才缺口高达400万。可预测2030年人工智能人才供需比为0.33。
综上可得出,已知2022年人工智能人才供需比为0.63,2023年1—8月供需比为0.39,而2030年供需比为0.33。由于2023年只有8个月的数据,可以假设2023年全年供需比与2023年1—8月相近,即约为0.39。
使用线性插值方法,并结合指数衰减的思想得到人才供需比一个近似的预测(表2)。
使用指数平滑法①,在人工智能企业2024—2026年人才需求调研的基础上,通过预测模型对未来3年行业人才需求规模进行预测,具体见表3。
通过对人工智能百强企业的数据收集,企业呈现出多元化技术岗位类型和高质量技术岗位需求,技术类岗位是人工智能行业的重要构成。其中,岗位需求人数最大的是应用开发工程师,规模占比28.16%。其次是产品工程师和系统运维工程师,规模占比分别为20.62%和10.34%。相比之下,芯片工程师和模型训练工程师的人才需求规模占比较少,分别为1.32%和1.09%(表4)。
4.人工智能行业技术技能岗位能力素质新要求
人工智能在各领域持续深入的应用,加速了与其他学科领域交叉渗透,推动了各行业的变革和迭代。另外,人工智能本身作为一门综合性的前沿学科和高度交叉的复合型学科,范畴广泛而又复杂,技术的发展需要与计算机科学、数学和社会科学等学科深度融合,因此,未来的人才需求方向将呈现多样化趋势。
(1)知识要求。课题组参考人工智能相关专业对知识的要求,汇总整理了17项与人工智能行业密切相关的知识。参与调查企业反馈的结果占比超过50%的知识是:算法基础知识、计算机网络相关基础知识、数据库基础知识、图像处理基础知识、机器学习基础知识、深度学习基础知识。Python开发知识占比接近50%,也相对较高。说明这7项知识是人工智能行业技术技能人才要重点学习的知识。
(2)技能要求。课题组参考中职、高职专科、高职本科人工智能专业简介对技能的要求,整理了数据结构与算法分析、程序设计、数据库设计能力;编写数据采集、数据清洗、数据标注、数据特征分析、数据挖掘脚本的能力;模型选择、搭建、训练、测试和评估能力;深度学习框架的安装、模型训练、推理部署的能力;利用计算机视觉、智能语音、自然语言处理等技术,根据典型应用场景进行人工智能应用集成设计和开发的能力;部署、调测、运维人工智能系统的能力;基于行业应用与典型工作场景解决业务需求的人工智能技术综合应用能力;主流操作系统的应用与配置;信息技术和数字技术应用能力;探究学习、终身学习和可持续发展的能力等10项能力。参与调查企业反馈的结果占比在50%以上的能力可以概括为软件开发能力、数据处理能力、模型开发和训练能力、系统框架和部署能力。这些能力基本涵盖了人工智能行业技术技能人才的核心能力。
(3)职业素质。课题组参考了高等职业教育电子信息大类计算机类17个专业简介或专业教学标准②的要求,整理了12项素质要求。调查数据显示,企业对职业素质最为重视,除“安全意识”选项选择比例未超过50%外,其他选项都在50%以上。排在前10位的分别是:团队合作精神、良好职业道德、爱岗敬业精神、遵纪守法、创新精神、诚实守信、责任意识、组织协调能力、人际交往能力、质量意识。
二、我国职业院校人工智能类专业设置与人才培养情况
根据教育部发布的《职业教育专业目录(2021年)》,高职本科人工智能相关专业包括人工智能工程技术、计算机应用工程、软件工程技术、大数据工程技术、云计算技术、嵌入式技术工程技术;高职专科包括人工智能技术应用、计算机应用技术、软件技术、大数据技术、云计算技术应用、嵌入式技术应用、智能产品开发与应用、智能互联网技术;中职包括人工智能技术与应用、计算机应用、软件与信息服务、大数据技术应用。
(一)职业院校人工智能类专业设置情况
中职在2023年才开设人工智能技术与应用专业。在此之前,中职采用与高职院校合作,以“3+2”的方式开展人工智能人才培养。教育部2023年高等职业教育专业设置备案结果数据显示,全国开设人工智能技术应用专业的高职专科院校有478所,覆盖29个省、自治区、直辖市。全国开设人工智能工程技术专业的高职本科院校有24所,覆盖16个省、自治区、直辖市。除西藏、青海尚未开设人工智能专业外,全国其他省市自治区均开设了相关专业。专业布局情况见表5。
(二)职业院校人工智能类专业招生就业情况
1.专业招生情况
经过对中职、高职专科、高职本科人工智能专业的调查,结合教育部相关专业招生数据,人工智能专业招生情况如下:
2023年前,中职的人工智能专业是以“3+2”中高职衔接联合培养的方式开展,2023年才新增了人工智能技术与服务专业。其中,2021年招生数3038人,2022年招生数8977人,2023年招生数9198人③。其他相关专业④2021年招生数403404人,2022年招数516056人,2023年招生数551161人。
高职专科人工智能技术应用专业,2021年招生数10752人,2022年招生数36180人,2023年招生数49936人。其他相关专业⑤2021年招生数225216人,2022年招数443085人,2023年招生数504489人。
高职本科人工智能工程技术专业,2021年招生数89人,2022年招生数933人,2023年招生数1450人。其他相关专业⑥2021年招生数5999人,2022年招生数13229人,2023年招生数13915人。
根据招生情况推算,未来3年,中职人工智能技术与应用专业人才供给总量10106人⑦,其他相关专业人才供给总量为606094人。高职专科人工智能技术应用专业人才供给总量184221人⑧,其他相关专业人才供给总量为1957879人。高职本科人工智能工程技术专业人才供给总量为92014人⑨,相关专业人才供给总量为1901186人。根据就业对口率折算后,得到未来3年三个学历层次人才供给数据(表6)。
2.专业就业情况
调查数据显示,人工智能专业毕业生主要去向排在前三位的是人工智能技术服务、人工智能技术应用、人工智能设备销售,人工智能软件开发和产品制造排在最后。毕业生主要从事的工作排在前三位的是运维、训练与测试、数据标注。这两方面数据说明,高职院校人工智能专业毕业生就业主要面向服务和应用,在高端技术领域就业相对较少。参与调查院校中,60.95%的院校人工智能专业毕业生就业率可以达到90%以上,就业率在70%~90%的院校占比18.1%。根据国家发展改革委2023年发布的数据,近年来,中职、高职专科毕业生就业率分别超过95%和90%。根据教育部2023年公布的数据,本科生就业率为95.4%。调查数据显示,毕业生就业的对口率在90%以上的仅为14.29%。50%~70%占比最高,但也只有35.24%(表7)。
说明院校需要在保持高就业率的前提下,努力提高专业对口率。
三、人工智能行业技术技能人才需求与职业院校人才培养匹配分析
(一)人工智能行业技术技能人才需求与职业院校专业设置匹配分析
1.专业学历层次人才供给不能满足行业人才需求
各学历层次人才总缺口457万余人,其中高职本科的人才缺口最大,达到81.22%,其次是高职专科占14.75%,中职占4.02%。调查数据显示,人工智能相关岗位人员的主要来源是具备本科及以上学历毕业生,占比达92.66%,但是供给侧高职本科的人才数量是139.6335万,高职专科的人才数量146.7231万人,显然与人工智能岗位对学历层次要求高的实际情况不符,造成高职本科层次人才紧缺严重,不能满足行业对人才的需求。
2.专业点布局与行业区域布局匹配
行业产业规模排在前10的地区是浙江、上海、北京、江苏、广东、四川、河南、湖北、陕西和福建,多数集中在东部地区,少数集中在中西部地区。专业点数量排在前10的地区是广东、河南、山东、江苏、重庆、河北、四川、安徽、湖北、江西,有5个地区不在产业规模前10内,即山东,重庆,河北、安徽、江西,匹配度不高。
从专业布局在东中西部的占比与行业布局的区域占比来看,东部行业布局占比达到79.91%,但是东部的专业布局占比仅为44.68%,专业布局过少,不能满足行业需求。中部和西部地区的行业布局的区域占比分别是9.22%和10.86%,而中部和西部的专业布局占比为30.37%和24.95%,专业布局过多,与行业规模不匹配(表8)。
3.人才培养规模与企业人才需求不匹配
2024—2026年全国人工智能行业人才需求786.99万人,而2024—2026年职业院校人工智能相关专业实际人才供给总规模为329.58万余人,人才缺口457万余人,其中中职缺口18.39万人,高职专科人才缺口67.48万人,高职本科人才缺口371.52万人。人才培养规模与企业人才需求严重不匹配(表9)。
(二)人工智能行业技术技能人才需求与职业院校人才培养质量匹配分析
1.专业培养目标与岗位需求基本匹配
通过人工智能行业岗位能力素质关键词与中职、高职专科、高职本科专业培养目标关键词的对比,企业对“探究学习、终身学习”的要求在各专业培养目标中没有明确体现,但是在各专业的教学标准中的素质要求上有体现。“解决方案”的能力要求对于职业教育学历层次来说过高,在企业中,基本由硕博学历层次毕业生来完成。因此,结合中职、高职专科、高职本科学历层次对应岗位的不同可知,各学历层次专业培养目标与人工智能行业岗位需求基本匹配。但是,也应该看到,这只是目标与目标之间的对比,还要结合专业培养的具体内涵进行对比,进一步确定专业培养与企业需求之间的匹配度。
2.专业课程设置与行业需求存在差距
根据调查结果,三个学历层次之间在课程设置上的递进关系较合理,课程设置考虑到了人工智能基础知识、核心技术的要求