工业工程实验教学课程体系创新范文

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一、工业工程专业课程与实验体系历史沿革

现代意义下的生产和制造是关于产品、加工和材料的技术密集的过程。工业工程必须能够解决随技术进步而产生的方法、实践和顾客需求方面的问题。位于俄克拉荷马州DoverResources有限公司的总裁兼首席执行官RudyHermann先生认为，世界级的优秀运作必须包括供应链和信息技术，而常规运作中通常不包括这些因素[2]。

1.我国工业工程实验室及研究现状

截至2010年我国已遴选近500个国家级实验教学示范中心，以实训命名的实验室一般以硬件建设为主。西安交通大学、山东大学等院校已建立了多个工业工程专业的校企教学实践基地，增加了学生实习的经费，愈来愈注重生产实践及其效果。国内最大的ERP软件供应商北京用友软件股份有限公司与浙江工业大学联合成立“浙江工业大学用友ERP实验中心”，这是浙江省首个校企合作共建实验室，此类试验趋向于软件模拟[3]。

2.国外教学与实验现状

诺丁汉大学的制造工程和管理专业教学计划包括制造设计，自动化和制造过程模块；管理领域的课程包括工业关系模块、质量模块及商业会计模块。第3学年安排选修模块，学生按照个人的兴趣选择课程。第4学年，制造工程和管理专业与企业合作，安排工程和管理方面实际项目，调研13周后进行分析和答辩。斯坦福大学管理科学与工程专业将培养目标定位为培养企业、政府和非盈利机构所需要的人才，使学生可以从事咨询、企业管理、财务分析、政府政策分析、工业研究、产品研发、项目管理、战略规划等工作。设计了6个专业方向：一是工业工程（致力于设计和分析制造、生产和服务系统），学生具有通过注册工业工程师认证的能力，我国高校工业工程培养并不注重认证问题；二是运作管理；三是财务和决策工程（致力于设计和分析财务和战略计划）；四是运筹学；五是技术和组织（掌握个体和组织行为理论并获得广泛的技术背景）；六是技术和政策（掌握技术与政策分析能力）。密西根大学1956年始建工业工程专业，后更名为工业与运作工程。必修课包括工业和运作管理、运筹模拟、工程概率统计学、人机工程学、系统优化等。选修课包括5组：一是生产和库存控制、设施规划、物流系统；二是排队系统、决策分析、统计质量控制；三是仿真；四是工业工程实验方法、安全管理、工作测量及预测；五是工作组织、制造战略、工程经济学。

二、实验体系研究

1.工业工程实验体系要求

2004年由教育部高等教育司编写的《全国普通高等教育学校管理科学与工程类学科核心课程及专业主要课程教学基本要求》中，基本实验包括人因工程、工业工程基础、生产与运作管理。提高实验包括人因工程、工业工程基础、物流工程、生产与运作管理[4]。

2.工业工程实验存在的问题

工业工程课程某些内容基本与系统集成无关。例如，线性规划(决策论)课程的重点在单纯形法的结构上，课程不可能使学生成为线性规划的精通使用者。随之而来的是后面的生产课程会发现，学生不能用公式表达并解决复杂的生产现场问题。这一现象的产生，一是由于运筹学和制造系统的教学人员之间缺乏沟通；二是由于线性规划的传统课程实验设计与真实问题的阐述和分析之间缺少联系。[5]传统实验体系不能满足现代工业的需要。从传统工业工程课程中接受的训练只适合低技术工业。例如，工作测定在劳动密集型产业中非常重要，而在高自动化制造领域却不适用。类似数学规划和库存控制这样的课程虽然向学生介绍了大量的理论知识，却从来没有向学生展示过这些理论如何解决问题，或者与高科技问题如何联系。同时，很少将这些课程与具挑战性的、与Internet相关的问题进行联系，没有对这些问题进行研究、开发或传授[6]。

三、实施目标

经过精心的规划和反复论证，天津理工大学管理学院建设了工业工程实验室，包括企业运作实验室、人因工程实验室、物流工程实验室。3个实验室的突出特点有4个：一是着重于企业生产服务活动的整体；二是立足于教学，每个实验室都考虑教学实验和案例的建设；三是可为全院学生进行工业工程方面知识的教学和实践培训；四是可为工业工程学科的发展提供基本平台[7]。

四、工业工程综合实验设计与实施

天津理工大学管理学院自2004年开始购买ERP和Flexsim应用软件、皮带输送机和倍速输送机、自动货架、数控机床等设备，购买小型装配模型，如减速机、四驱车和联合模型。模拟小型工厂，开出《基础工业工程》、《生产与运作管理》、《人机工程》等验证性实验，在《生产与运作管理》模块中开出综合性实验，包括车间设施布置与优化实验、工艺化车间生产作业计划编制实验、装配线平衡与设计实验、大规模定制企业工程网络实验。大规模定制企业工程网络实验是针对大规模定制企业的运营与控制理论、《设施布置与规划》课程中设施布置与改进理论、《生产与运作管理》课程中最优生产技术、流水装配线平衡理论、生产计划编制方法等。研究立足大规模定制企业，设计面向大规模定制企业的通用教学模型，并以通用模型作为研究对象，进行工厂设计并在管理学院工业工程实验室模拟实施，联合工业工程专业与信息管理与信息系统专业学生编制大规模定制企业的工程网络计划[8]。绘制零件图。最具代表性的可以归纳为轴系模型、齿轮模型、缝纫机脚踏板曲轴连杆机构模型、牛头刨床棘轮连动模型、活塞发动机的曲柄滑块机构模型、机动车轮联动机构模型、飞机起落架机构、钻床夹具、汽车千斤顶模型、机器人末端执行器模型等10类。采用AUTOCAD绘图，形成典型零件图，因为模型具有多样性，则需求具有定制特征，需求者需要对数量和尺寸大小进行定制，因此安排计划有很大的灵活性。许彦：工业工程专业实验教学课程体系改革对10类模型具体拆分，给各种零件逐一编号。基本零件一次性定制20套，材质为木质。需要按照机械工程训练实验的加工特点，给出工艺和加工时间，形成一整套工艺过程资料和工艺规程图。拆卸零件，在实验室反复试验，测定加工和装配时间，形成标准文件。进行工序同期化。对工艺路线进行优化；根据装配工艺绘制装配路线图；进行工位定置化；填写实验表格：标准作业时间测定表、操作记录表；装配工艺标准示意图。进行生产计划与车间生产作业计划的编制与编程工作。运用成组技术方法对零件进行分组；应用MRP基本原则，将年度生产计划、月生产计划细化为周车间生产作业计划，日生产计划；采用Fmax法、约翰逊法、CDS法或关键路线法，将作业计划和无延误作业计划进行排序[9]。应用VB6.0编程生产计划与车间作业计划录入、修改与维护功能，实现填写、修改现场调度与管理控制基本表格。根据零件尺寸和需求时间循环使用程序实时更改。

结论

综上所述，工业工程实验室的建设可以借鉴国内其他单位的经验，通过工业工程实验体系的设计与建设，搭建一座理论与实践的桥梁，提供各项理论研究与实践探索的实验平台。各高校间应构建网络联系，互通情报，以求互补，应该大力建设网络化的开放型实验室，实施实际训练与网络化管理相结合的管理模式。建立综合开放型实验室是进行素质教育和促进学生能力培养的有效途径。分层次实验，学生选择实验、设计实验、归纳结论、分析结果，可以调动学习积极性，培养实验技能，提高分析问题和解决问题的能力。

作者：许彦单位：天津理工大学