工業工程實驗教學課程體系創新范文

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一、工業工程專業課程與實驗體系歷史沿革

現代意義下的生產和制造是關于產品、加工和材料的技術密集的過程。工業工程必須能夠解決隨技術進步而產生的方法、實踐和顧客需求方面的問題。位于俄克拉荷馬州DoverResources有限公司的總裁兼首席執行官RudyHermann先生認為，世界級的優秀運作必須包括供應鏈和信息技術，而常規運作中通常不包括這些因素[2]。

1.我國工業工程實驗室及研究現狀

截至2010年我國已遴選近500個國家級實驗教學示范中心，以實訓命名的實驗室一般以硬件建設為主。西安交通大學、山東大學等院校已建立了多個工業工程專業的校企教學實踐基地，增加了學生實習的經費，愈來愈注重生產實踐及其效果。國內最大的ERP軟件供應商北京用友軟件股份有限公司與浙江工業大學聯合成立“浙江工業大學用友ERP實驗中心”，這是浙江省首個校企合作共建實驗室，此類試驗趨向于軟件模擬[3]。

2.國外教學與實驗現狀

諾丁漢大學的制造工程和管理專業教學計劃包括制造設計，自動化和制造過程模塊；管理領域的課程包括工業關系模塊、質量模塊及商業會計模塊。第3學年安排選修模塊，學生按照個人的興趣選擇課程。第4學年，制造工程和管理專業與企業合作，安排工程和管理方面實際項目，調研13周后進行分析和答辯。斯坦福大學管理科學與工程專業將培養目標定位為培養企業、政府和非盈利機構所需要的人才，使學生可以從事咨詢、企業管理、財務分析、政府政策分析、工業研究、產品研發、項目管理、戰略規劃等工作。設計了6個專業方向：一是工業工程（致力于設計和分析制造、生產和服務系統），學生具有通過注冊工業工程師認證的能力，我國高校工業工程培養并不注重認證問題；二是運作管理；三是財務和決策工程（致力于設計和分析財務和戰略計劃）；四是運籌學；五是技術和組織（掌握個體和組織行為理論并獲得廣泛的技術背景）；六是技術和政策（掌握技術與政策分析能力）。密西根大學1956年始建工業工程專業，后更名為工業與運作工程。必修課包括工業和運作管理、運籌模擬、工程概率統計學、人機工程學、系統優化等。選修課包括5組：一是生產和庫存控制、設施規劃、物流系統；二是排隊系統、決策分析、統計質量控制；三是仿真；四是工業工程實驗方法、安全管理、工作測量及預測；五是工作組織、制造戰略、工程經濟學。

二、實驗體系研究

1.工業工程實驗體系要求

2004年由教育部高等教育司編寫的《全國普通高等教育學校管理科學與工程類學科核心課程及專業主要課程教學基本要求》中，基本實驗包括人因工程、工業工程基礎、生產與運作管理。提高實驗包括人因工程、工業工程基礎、物流工程、生產與運作管理[4]。

2.工業工程實驗存在的問題

工業工程課程某些內容基本與系統集成無關。例如，線性規劃(決策論)課程的重點在單純形法的結構上，課程不可能使學生成為線性規劃的精通使用者。隨之而來的是后面的生產課程會發現，學生不能用公式表達并解決復雜的生產現場問題。這一現象的產生，一是由于運籌學和制造系統的教學人員之間缺乏溝通；二是由于線性規劃的傳統課程實驗設計與真實問題的闡述和分析之間缺少聯系。[5]傳統實驗體系不能滿足現代工業的需要。從傳統工業工程課程中接受的訓練只適合低技術工業。例如，工作測定在勞動密集型產業中非常重要，而在高自動化制造領域卻不適用。類似數學規劃和庫存控制這樣的課程雖然向學生介紹了大量的理論知識，卻從來沒有向學生展示過這些理論如何解決問題，或者與高科技問題如何聯系。同時，很少將這些課程與具挑戰性的、與Internet相關的問題進行聯系，沒有對這些問題進行研究、開發或傳授[6]。

三、實施目標

經過精心的規劃和反復論證，天津理工大學管理學院建設了工業工程實驗室，包括企業運作實驗室、人因工程實驗室、物流工程實驗室。3個實驗室的突出特點有4個：一是著重于企業生產服務活動的整體；二是立足于教學，每個實驗室都考慮教學實驗和案例的建設；三是可為全院學生進行工業工程方面知識的教學和實踐培訓；四是可為工業工程學科的發展提供基本平臺[7]。

四、工業工程綜合實驗設計與實施

天津理工大學管理學院自2004年開始購買ERP和Flexsim應用軟件、皮帶輸送機和倍速輸送機、自動貨架、數控機床等設備，購買小型裝配模型，如減速機、四驅車和聯合模型。模擬小型工廠，開出《基礎工業工程》、《生產與運作管理》、《人機工程》等驗證性實驗，在《生產與運作管理》模塊中開出綜合性實驗，包括車間設施布置與優化實驗、工藝化車間生產作業計劃編制實驗、裝配線平衡與設計實驗、大規模定制企業工程網絡實驗。大規模定制企業工程網絡實驗是針對大規模定制企業的運營與控制理論、《設施布置與規劃》課程中設施布置與改進理論、《生產與運作管理》課程中最優生產技術、流水裝配線平衡理論、生產計劃編制方法等。研究立足大規模定制企業，設計面向大規模定制企業的通用教學模型，并以通用模型作為研究對象，進行工廠設計并在管理學院工業工程實驗室模擬實施，聯合工業工程專業與信息管理與信息系統專業學生編制大規模定制企業的工程網絡計劃[8]。繪制零件圖。最具代表性的可以歸納為軸系模型、齒輪模型、縫紉機腳踏板曲軸連桿機構模型、牛頭刨床棘輪連動模型、活塞發動機的曲柄滑塊機構模型、機動車輪聯動機構模型、飛機起落架機構、鉆床夾具、汽車千斤頂模型、機器人末端執行器模型等10類。采用AUTOCAD繪圖，形成典型零件圖，因為模型具有多樣性，則需求具有定制特征，需求者需要對數量和尺寸大小進行定制，因此安排計劃有很大的靈活性。許彥：工業工程專業實驗教學課程體系改革對10類模型具體拆分，給各種零件逐一編號?；玖慵淮涡远ㄖ?0套，材質為木質。需要按照機械工程訓練實驗的加工特點，給出工藝和加工時間，形成一整套工藝過程資料和工藝規程圖。拆卸零件，在實驗室反復試驗，測定加工和裝配時間，形成標準文件。進行工序同期化。對工藝路線進行優化；根據裝配工藝繪制裝配路線圖；進行工位定置化；填寫實驗表格：標準作業時間測定表、操作記錄表；裝配工藝標準示意圖。進行生產計劃與車間生產作業計劃的編制與編程工作。運用成組技術方法對零件進行分組；應用MRP基本原則，將年度生產計劃、月生產計劃細化為周車間生產作業計劃，日生產計劃；采用Fmax法、約翰遜法、CDS法或關鍵路線法，將作業計劃和無延誤作業計劃進行排序[9]。應用VB6.0編程生產計劃與車間作業計劃錄入、修改與維護功能，實現填寫、修改現場調度與管理控制基本表格。根據零件尺寸和需求時間循環使用程序實時更改。

結論

綜上所述，工業工程實驗室的建設可以借鑒國內其他單位的經驗，通過工業工程實驗體系的設計與建設，搭建一座理論與實踐的橋梁，提供各項理論研究與實踐探索的實驗平臺。各高校間應構建網絡聯系，互通情報，以求互補，應該大力建設網絡化的開放型實驗室，實施實際訓練與網絡化管理相結合的管理模式。建立綜合開放型實驗室是進行素質教育和促進學生能力培養的有效途徑。分層次實驗，學生選擇實驗、設計實驗、歸納結論、分析結果，可以調動學習積極性，培養實驗技能，提高分析問題和解決問題的能力。

作者：許彥單位：天津理工大學