工業工程課程設計革新范文

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1改革思路

《物流工程》是工業工程專業的一門專業主干課，學生學完該課程后，將會進入一項重要的實踐性環節，即利用一周時間運用SLP法，去解決工廠建廠時的設施布局問題。通常設立課程設計小組（3至5名學生組成），不同小組會給出不同的初始條件，如產品的年產量（一般是變速箱），地塊的形狀、面積，工人數量，作業單位，產品工藝過程等，要求各小組設計該條件下的最優工廠布置方案。各小組根據SLP法的固定步驟（如圖1所示），逐步執行，最后評估得出的幾種布置方案哪種最優。通過該課程設計，可讓學生對工廠的布置設計有一個總體認識，掌握規范化的設計程序和產品物流分析的方法。隨后，將會安排人因工程課程設計、生產計劃課程設計、現代質量工程課程設計等課程設計。設立這些專業課的課程設計的初衷本是想讓學生了解產品從設計到生產的全過程，本應是一個連貫的過程，但由于沒有形成自己的課程設計體系，各課程設計分別附屬于不同的課程，相互不連貫，設計對象不統一，加之題目較少、模式僵化等原因，很難達到課程設計設置的初衷[5]。因此，本文提出以《物流工程》SLP法課程設計為基礎，采用該課程設計中所有的初始化條件，根據各門專業主干課課程設計要求，構建一體化的綜合課程設計群。該課程設計群有一個共同的特點，就是圍繞《物流工程》課程設計的設計對象（如變速箱總廠）設立各課程設計群的初始條件，逐步完成每一個設計模塊的內容，還原一個真實的變速箱總廠生產運行情形。如圖1所示，在建廠前要先進行設施選址研究；對變速箱產品進行物流分析后，要進一步制定產品的物料需求計劃和能力計劃，控制產品質量；完成了變速箱廠的總體布置后，還要對裝配車間和倉庫進行設計等。這樣，從變速箱總廠的選址、建廠到生產、制造、銷售整個流程都走了一遍，提高了學生對生產制造型企業的整體性認識，簡化了對不同課程設計要熟悉不同產品的認知過程，收到事半功倍的效果。

2改革內容

綜合課程設計群是在《物流工程》SLP法課程設計的基礎上，如圖1所示，在適當環節加入設施選址模塊、產品物流需求計劃和能力計劃模塊、產品質量控制模塊、裝配車間設計模塊、工作地人因設計模塊和倉庫設計與管理模塊，具體內容如下：

2.1設施選址模塊SLP法給出了工廠建廠地址的初始條件，可把該已知條件作為未知條件求解。引導學生該地塊是怎么來的，怎樣進行設施選址。在《物流工程》授課過程中，已學習了設施選址的幾種方法，如重心法、保本分析法、因素評分法、運輸模型法、p-中值選址法等。可進一步劃定一些初始條件，如原材料產地、運輸成本、距離等，直接以具體地名為目標，這樣可借助電子地圖來確定距離和原材料產地等選址的基本因素，使設計的內容更接近實際情況，同時增加了學生的學習興趣。

2.2產品物料需求計劃和能力計劃模塊《生產計劃與控制》是后續的專業課，該課程中的物料需求計劃是重要的知識點，可添加進變速箱總廠的生產運行中開展課程設計，以增加學習效果。學生對變速箱的結構已非常清楚，根據原SLP法的課程設計設定的年產量，給定變速箱廠的銷售數據，可制定相應的物料清單（BOM表）、主生產計劃、粗能力計劃和細能力計劃等，進一步分析該廠的生產運行情況。

2.3產品質量控制模塊《現代質量工程》課程設計可加強學生對產品質量控制的認識，讓學生在該模塊的實踐中，學習企業對產品質量控制的基本方法和措施。可根據變速箱的生產過程，運用質量功能展開理論，虛擬顧客需求，并轉化為產品技術需求、關鍵零件特性需求、關鍵工序控制需求、關鍵工藝及質量控制參數需求等。針對變速箱某一工序作產品質量分析，制定該工序產品質量抽檢措施和合格率，同時利用魚骨圖、直方圖、控制圖等方法，找出提高產品質量的途徑，并運用Minitab軟件進行綜合實踐。

2.4裝配車間設計模塊裝配車間是生產企業里最重要的部門之一，《物流工程》課程里已介紹了生產節拍和裝配線平衡等知識點，需要對這些知識點進行綜合應用。在SLP法的課程設計里，已經確定了變速箱總廠裝配車間的位置和面積，可在此基礎上進一步完成裝配車間的設計。裝配車間設計模塊包括根據物流量設計搬運方案、裝配線組織設計等。搬運方案的設計可參照物料搬運系統設計（SHA）方法，而裝配線組織設計則是重點內容，包括確定生產節拍、工作站數、裝配線平衡、傳送帶速度、運輸工具、人員及工作班制等。

2.5工作地人因設計模塊根據《人因工程學》的課程設計要求，可選擇變速箱總廠某一工作地進行人因工程學的設計與改善。例如選擇裝配車間的裝配線，在裝配車間設計模塊的基礎上，進一步增加虛擬條件和要求，完成工作地桌椅設計、燈光系統設計、作業環境改善設計、人機系統評價等。工作地桌椅設計要求學生設計出一套基于人因工程學的適用于變速箱裝配的桌椅，燈光系統設計包括照度的計算、燈具的選擇及布置、等照度曲線圖的制作等，作業環境改善則包括職業危害因素分析、噪聲改善、通風改善、顏色警示標識改善等。而人機系統評價與優化則從作業空間、作業方法、環境影響、作業組織、機能的負擔、信息的轉入與輸出等方面進行分析與優化。

2.6倉庫設計與管理模塊庫存是生產物流優化的關鍵環節，是企業的原材料、半成品、成品的進出口管理部門，需要根據年產量和銷售需求確定庫容量，開展庫房設計，包括倉庫貨架設計、通道設計、搬運設備配置、庫存控制模型選擇、存儲策略選擇、揀選策略選擇、庫存成本分析、經濟訂貨批量的確定等內容。

3課程設計管理與考核

構建基于SLP法的綜合課程設計體系，需要各高校根據自身教學資源狀況、辦學特色、區域經濟的特點和不同類型人才培養目標等情況，自行編寫課程設計指導書，特別是對課程設計初始化數據要合理制定。建議設立半開放式的初始化條件，即一方面對各設計小組給定不同的基礎參數，另一方面保留一些參數讓各小組根據工廠實際情況和自身理解自行虛擬，這樣可以保證課程設計的靈活性和多樣性。另外，對指導教師的要求比較高，指導教師要熟練掌握各門專業課課程設計的內容和要求，能引導學生在初始化數據基礎上向各門專業課知識點方向擴展，把各門專業主干課的知識點融會貫通，這就要求指導教師具有高度的責任心和寬廣的知識面。在課程設計的過程管理和結果考核，建議從以下幾個方面進行：①在過程監控中采用“任務為驅動”的模式，指導教師把課程設計內容分成多個具體的任務，列出所有任務的進度表，在某一時間段應該做什么、怎么做、做到什么程度等問題做出明確的規定。各課程設計小組根據任務表來完成課程設計，指導教師負責檢查進度和掌控項目總體進度。②加強引導和進度檢查。課程設計小組以3人一組為佳，這樣兩個班有近30個課程設計小組，一般安排兩位指導老師。而課程設計一般安排學生在宿舍完成，因此，怎樣加強引導和進度檢查，就成了課程設計管理的關鍵問題。我校采取每天隨機抽查的制度，利用Excel表的隨機數功能，產生四分之一的組進行進度檢查和引導，并記錄抽查成績作為平時成績之一。抽查當天公布隨機產生的第二天抽查小組，如需要答疑的小組可安排在抽查結束后進行。這樣，既避免了因每天花大量時間檢查浪費了學生自主做課程設計的時間，又使學生有一種緊迫感和未知的新鮮感，促使學生按質按量完成課程設計。③通過答辯來確定課程設計小組的成績。答辯是評價各小組及小成成員對課程設計完成效果的最佳方法。由于課程設計是以小組為單位的，所以為避免組內分工不平衡，在開題時就應該強調，課程設計的內容要分工明確，結合上述的任務進度表把任務分解到每一位同學，但又要兼顧課程設計的整體性要求，每一位同學都要熟悉課程設計的全部內容，答辯時所提問題不限于某位同學負責內容。答辯時，先由組長介紹整個課程設計的分工、設計過程中遇到的主要困難、設計的具體方案、該方案的主要亮點等。然后由指導老師對設計小組的每一位同學提幾個問題，視回答問題的情況評定該組員的答辯成績。總成績由抽查成績、答辯成績組成。

4結論

開設基于SLP法的工業工程綜合課程設計，可在一定程度上解決工業工程各門專業課程設計相互獨立的問題，讓學生快速掌握產品信息和企業運作情況，一體化地運用工業工程各門主干課的知識點進行綜合的案例應用。各高校在構建課程設計體系時，可根據自身情況整合價值流分析、績效評估、人力資源管理、管理信息系統設計、物流系統仿真等模塊，以進一步完善工業工程綜合課程設計體系。

作者：黃劍鋒吳小東單位：廣東石油化工學院機電工程學院