面向工程素質(zhì)的工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建

薛冬娟，慕光宇，潘 穎，潘瀾瀾

(大連海洋大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，遼寧 大連 116023)

目前，國(guó)內(nèi)大部分高校工業(yè)工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)滯后于理論教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)環(huán)境，本文提出了構(gòu)建面向工程素質(zhì)的工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。該體系突出以制造工程為背景，以系統(tǒng)全面地培養(yǎng)復(fù)合型人才為目的，包容基礎(chǔ)工業(yè)工程和現(xiàn)代工業(yè)工程的主要特點(diǎn)，結(jié)合IT技術(shù)營(yíng)造數(shù)字化制造與數(shù)字化管理網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，使工業(yè)工程專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)更具開(kāi)放性和工程性。

1 面向工程素質(zhì)培養(yǎng)的工業(yè)工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)體系構(gòu)建需求

目前，國(guó)內(nèi)高校IE專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)都服務(wù)于相應(yīng)的課程或課程群，但在對(duì)這些實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的內(nèi)容、形式、要求、時(shí)間安排等方面的設(shè)計(jì)上，較少?gòu)恼w的角度來(lái)考慮其相互之間的關(guān)系與聯(lián)系。總體來(lái)看，目前本專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的主要問(wèn)題，表現(xiàn)在以下方面：

（1）各實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)獨(dú)立，沒(méi)有形成體系。

（2）實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系缺乏先進(jìn)性、實(shí)用性、創(chuàng)新性和有效性，主要是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)條件限制，很多實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容脫離科技發(fā)展和企業(yè)的實(shí)際需要[1]。

（3）教學(xué)模式單一，缺乏綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，使得學(xué)生主動(dòng)性和創(chuàng)造性難以發(fā)揮。

（4）實(shí)驗(yàn)多以演示性、驗(yàn)證性為主，缺少系列化的綜合性、創(chuàng)新型、設(shè)計(jì)性、開(kāi)放式的專(zhuān)業(yè)課程實(shí)驗(yàn)，不利于學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)造力的培養(yǎng)。

另外，根據(jù)對(duì)制造業(yè)人才需求情況的調(diào)研和需求分析發(fā)現(xiàn)，目前該專(zhuān)業(yè)絕大部分畢業(yè)生的就業(yè)，仍停留在制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的末端，基本上都是從事基礎(chǔ)工業(yè)工程、品質(zhì)管理、庫(kù)存管理和生產(chǎn)計(jì)劃等方面的工作，培養(yǎng)出的學(xué)生就業(yè)后還不能較快地適應(yīng)崗位，與企業(yè)用人要求的期望值，存在相當(dāng)差距。

因此，構(gòu)建面向工程素質(zhì)培養(yǎng)的工業(yè)工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)體系，其規(guī)劃建設(shè)思路是:以實(shí)驗(yàn)硬件設(shè)施為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)為手段，以自動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)為支撐，提供相關(guān)輔助設(shè)備和資料，建設(shè)一個(gè)面向工程應(yīng)用的柔性開(kāi)放式的現(xiàn)代IE工程實(shí)驗(yàn)體系。建設(shè)目標(biāo)是：將工業(yè)工程學(xué)科理論與實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合，驗(yàn)證學(xué)生所學(xué)專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)，訓(xùn)練學(xué)生專(zhuān)業(yè)技能，培養(yǎng)其綜合設(shè)計(jì)和系統(tǒng)分析的能力；滿(mǎn)足本科生和研究生教學(xué)和企業(yè)IE人員的培訓(xùn)需要，同時(shí)能為教師、研究生等科研人員提供試驗(yàn)環(huán)境。

2 面向工程素質(zhì)培養(yǎng)的工業(yè)工程柔性開(kāi)放式教學(xué)實(shí)驗(yàn)體系

2.1 實(shí)驗(yàn)體系架構(gòu)

面向工程素質(zhì)培養(yǎng)的工業(yè)工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新體系在總體上考慮面向現(xiàn)代制造、全過(guò)程，充分體現(xiàn)集成制造背景和現(xiàn)代工業(yè)工程特點(diǎn)。該教學(xué)實(shí)驗(yàn)體系的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，整個(gè)體系由工作研究與工效學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)K、生產(chǎn)制造系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)K、設(shè)施規(guī)劃與虛擬運(yùn)作實(shí)驗(yàn)?zāi)K、現(xiàn)代經(jīng)營(yíng)工程系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)K4部分組成，而連接各實(shí)驗(yàn)?zāi)K的紐帶是數(shù)字化制造與數(shù)字化管理環(huán)境，其體現(xiàn)了各實(shí)驗(yàn)之間的數(shù)據(jù)聯(lián)系，保證了實(shí)驗(yàn)體系的系統(tǒng)性和完整性。

圖1 工業(yè)工程柔性開(kāi)放式教學(xué)實(shí)驗(yàn)體系基本結(jié)構(gòu)

2.2各組成實(shí)驗(yàn)?zāi)K

（1）工作研究與工效學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)K

工作研究與工效學(xué)是傳統(tǒng)工業(yè)工程的主要內(nèi)容，是進(jìn)行現(xiàn)代工業(yè)工程活動(dòng)研究的前提。工作研究與工效學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)K是工業(yè)工程專(zhuān)業(yè)所需的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)環(huán)境，主要涵蓋基礎(chǔ)工業(yè)工程和人因工程兩門(mén)課程實(shí)驗(yàn)。基礎(chǔ)工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)著重培養(yǎng)學(xué)生掌握方法研究和作業(yè)測(cè)定的基本方法，訓(xùn)練學(xué)生不斷置疑和不斷創(chuàng)新的工業(yè)工程意識(shí)；人因工程實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖鞘箤W(xué)生了解人與工作環(huán)境之間的關(guān)系以及環(huán)境等因素對(duì)效率的影響，掌握改善環(huán)境提高效率的基本方法，設(shè)計(jì)適宜的工作環(huán)境。

（2）生產(chǎn)制造系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)K

現(xiàn)代工業(yè)工程的主要特征和重要內(nèi)容是在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展集成生產(chǎn)和相應(yīng)的現(xiàn)代制造技術(shù)[5]。該實(shí)驗(yàn)?zāi)K主要包括現(xiàn)代制造系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)計(jì)劃與控制實(shí)驗(yàn)以及品質(zhì)管理與可靠性實(shí)驗(yàn)。現(xiàn)代制造系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖鞘箤W(xué)生了解先進(jìn)制造技術(shù)，掌握現(xiàn)代生產(chǎn)制造系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法；生產(chǎn)計(jì)劃與控制實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖鞘箤W(xué)生了解產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、研制及設(shè)計(jì)流程，掌握生產(chǎn)過(guò)程規(guī)劃與設(shè)計(jì)方法及生產(chǎn)過(guò)程控制技術(shù)，學(xué)會(huì)主生產(chǎn)計(jì)劃、物料需求計(jì)劃和不同生產(chǎn)類(lèi)型下的生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃；品質(zhì)管理與可靠性系列實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)目的是使學(xué)生了解統(tǒng)計(jì)品質(zhì)控制、全面品質(zhì)管理等科學(xué)的品質(zhì)管理方法，掌握品質(zhì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析方法，學(xué)會(huì)進(jìn)行品質(zhì)設(shè)計(jì)、品質(zhì)控制、品質(zhì)評(píng)價(jià)與診斷。

（3）設(shè)施規(guī)劃與虛擬運(yùn)作實(shí)驗(yàn)?zāi)K

現(xiàn)代工業(yè)工程追求的最終目標(biāo)是使企業(yè)優(yōu)化有限資源配置，正確調(diào)度和使用各項(xiàng)資源，降低企業(yè)運(yùn)作成本，提高企業(yè)產(chǎn)品品質(zhì)，確保企業(yè)整體經(jīng)濟(jì)效益穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展。該實(shí)驗(yàn)?zāi)K包括設(shè)施規(guī)劃與物流分析實(shí)驗(yàn)、系統(tǒng)建模與模擬仿真實(shí)驗(yàn)兩部分內(nèi)容。

設(shè)施規(guī)劃與物流分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖鞘箤W(xué)生了解設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計(jì)的重要性，掌握設(shè)施設(shè)計(jì)及布局的基本方法，學(xué)會(huì)使用相關(guān)物流設(shè)備和技術(shù)設(shè)計(jì)合理的物流系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可結(jié)合某種典型產(chǎn)品的生產(chǎn)流程，應(yīng)用物流仿真軟件（如Flexism、Witness）對(duì)工廠生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行物流分析，通過(guò)對(duì)工廠的合理布局，設(shè)備的有效布置，倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)，使學(xué)生掌握系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)方法(SLP)的規(guī)范設(shè)計(jì)程序，并可以通過(guò)系統(tǒng)仿真軟件優(yōu)化和驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的對(duì)象，以此提高其開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新能力。

系統(tǒng)建模與模擬仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖鞘箤W(xué)生了解企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)作與管理流程，掌握工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)（包括物流系統(tǒng)）建模方法，學(xué)會(huì)使用建模仿真軟件（如Flexism、Witness）等進(jìn)行仿真驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)使用ERP系統(tǒng)（如用友、SAP）熟悉企業(yè)各項(xiàng)業(yè)務(wù)流程，綜合運(yùn)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)模擬局域網(wǎng)絡(luò)下工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)行。

（4）現(xiàn)代經(jīng)營(yíng)工程系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)K

工業(yè)工程的重要目標(biāo)之一是在信息技術(shù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代企業(yè)經(jīng)營(yíng)工程系統(tǒng)低成本、高效益、高效率運(yùn)行。該實(shí)驗(yàn)?zāi)K包括工程經(jīng)濟(jì)學(xué)實(shí)驗(yàn)、供應(yīng)鏈管理（SCM）模塊和客戶(hù)關(guān)系管理（CRM）模塊。工程經(jīng)濟(jì)學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖鞘箤W(xué)生了解資金的時(shí)間價(jià)值、工程經(jīng)濟(jì)活動(dòng)效果，掌握風(fēng)險(xiǎn)與不確定性分析方法、工程項(xiàng)目可行性研究方法、效益費(fèi)用分析法，學(xué)會(huì)對(duì)工程項(xiàng)目方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，應(yīng)用價(jià)值工程進(jìn)行工程項(xiàng)目方案評(píng)選；而供應(yīng)鏈管理（SCM）模塊和客戶(hù)關(guān)系管理（CRM）主要讓學(xué)生學(xué)習(xí)采購(gòu)訂單管理、采購(gòu)計(jì)劃的制訂、供應(yīng)商評(píng)價(jià)與選擇方法和步驟、分銷(xiāo)商管理、分銷(xiāo)計(jì)劃及配送網(wǎng)絡(luò)平衡等問(wèn)題。

3 結(jié)束語(yǔ)

構(gòu)建面向工程素質(zhì)的工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，不僅可為學(xué)生提供寬廣自由的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，使其在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中得到工程專(zhuān)業(yè)技能與創(chuàng)新意識(shí)的全面提升，達(dá)到工業(yè)工程專(zhuān)業(yè)復(fù)合型人才培養(yǎng)的目的，同時(shí)考慮到國(guó)內(nèi)高校IE專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)不完整的現(xiàn)狀，提出運(yùn)用IT技術(shù)營(yíng)造數(shù)字化制造與數(shù)字化管理環(huán)境，以真正實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)體系的開(kāi)放性和工程性。該教學(xué)實(shí)驗(yàn)體系的規(guī)劃設(shè)計(jì)思路和體系結(jié)構(gòu)可對(duì)工業(yè)工程專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供參考和指導(dǎo)意義。

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