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工业工程来源于生产实践,只有将该专业的知识紧密应用于实际才能更好体现该专业的价值。因此,主动与企业结合进行人才的培养,是地方性高校工业工程专业一个较好的发展途径,适合于应用型人才的培养。以毕业设计为纽带,将企业的需求,学生的培养,教师的科研联系起来,使三方均受益。对学生而言,踏进企业做毕业设计,更能培养学生的综合能力,包括发现问题、解决问题的能力、学习的能力、全面运用知识的能力,使学生提前感受踏入社会工作的陌生感,适应未来的工作。对教师而言,与企业合作,能更多地接触生产实践,有利于教学水平的提高,同时也能更紧密地服务社会,也有助于自己科研方面的发展。对企业而言,与高校合作,能较好享受高校的优质资源包括先进的理论、最新的成果,也有利于企业的知名度和影响力提高。
2校企联合培养的实施办法
湖北文理学院工业工程在专业建立初期,由于本地企业对工业工程专业的认知度不高,对联合人才培养缺乏兴趣。为了主动适应工业工程专业的本质要求,培养应用型的人才,本专业以年轻教师为主的生力军进行了一系列理论与实践探索。通过多次企业调研,初期免费为企业实施案例,建立了一批稳定的合作企业,每年均有毕业生到这些企业就业。制定了一些激励政策,如要求毕业设计的选题80%来源于企业实践,对实践效果较好的指导老师与学生给予一定奖励。
2.1合作企业的选择
工业工程的主要应用领域是制造业,选择合适的制造企业,是校企联合毕业设计培养能否成功实施有效进行的关键。首先应对当地企业进行定位分析,找准突破口。在企业的选择中,要注意以下几点:1)优先选择和高校有长期合作关系的企业。这些企业重视校企合作,重视技术研发,重视科研成果的转化。2)要了解企业对工业工程的认知度,在企业的接触中要多宣传,推广工业工程,让更多的人,更多的企业了解工业工程,在初期可以免费为企业进行IE推广,现场改善。3)了解企业的生产状态和性质。不同类型的企业各有选择,如选择一些大批量定制生产和小批量多品种的混合生产的企业。湖北文理学院地处襄阳地区,工业企业较多,制造基础好,汽车及零部件产业集中度高。工业工程专业在近几年中,主动联系企业,寻求合作,取得了明显的成效,目前大部分课题都来源于企业实践,主要在本地企业和沿海地区企业。
2.2选题的研究
课题的选择要考虑两个方面的因素。一是题目与专业联系的紧密性,二是企业的实际需求。尽量避免纯粹的理论研究类课题,特别是指导老师的理论研究课,不适合作为本科生的题目。选题时可以根据企业提出的需求进行考虑,也可根据指导教师、学生调研发现问题来命题。结合企业特点和本专业主要方向,工业工程专业近几年主要确定了以下几类毕业设计题目(详见表1):1)生产线改善、优化类题目。如“××轴承厂生产线平衡与改善研究”;2)质量管理类题目。如:“某生产线工序能力分析与改善”;3)厂区、车间物流规划类题目。如“××车灯厂××车间物流设施优化研究”;4)工厂管理类。如“某企业5S推进与实施”、“精益生产的在某企业的推广应用”。
2.3时间的安排
为了缓解学生考研复试、找工作等因素与毕业设计时间冲突的矛盾。建议从第7学期中期开始就公布毕业设计企业和相关题目,由学生自由选择,并将初步任务书下发给学生,一并包含时间进度表安排表。任务安排上,重点任务尽量避开考研复试期和找工作黄金月。通常第7学期要求学生查阅与课题相关的文献,复习相关知识。一般第8学期,安排学生到企业实习一段时间,在企业期间由企业根据实际需要,安排其工作,学生定期向老师反馈。
2.4做好过程指导与监督
学生在实习企业,由于时间较短,企业一般不会安排特别复杂的事情,通常企业会告诉学生他们存在的问题,或者想把某些方面提高,但不愿花费很大的人力去指导学生,尽管企业也安排了指导人员。这时需要指导教师的及时指导,否则学生极易处于知道问题但无从着手的状态。因此,对实习过程的指导与监管就显得非常重要。为了避免学生实习中的盲目与茫然,要注意以下几点:1)根据课题,制定严格的目标管理。精确到每一天,这样即使企业放松管理,学生也知道每天该干什么。根据以往经验,学生初到企业,新鲜感和好奇心都较重,很容易偏离课题方向。而一段时间之后,新鲜感下降,学生处于盲目状态,不知道干什么。有了明确的目标后学生不至于无所适从。2)要求学生主动去生产一线,多与一线工人接触。要多问,善于问。充分了解公司目前的现状,并做好记录。3)要求学生每周汇报总结一周工作进展,遇到的问题,所需要的帮助。一般学生的潜力是较大的,初次完成独立的任务,给予一定的压力,给予一定的帮助,他们通常能较好地完成。特别是深入了解课题后,他们有解决问题的动力,并且常有创新,他们出的主意想的措施一旦得公司的认可,学生会感到很有成就感。故指导教师在前期要多指导,让他们尽早真正融入课题,到后期学生的自主能力很强。
2.5考核方式的改革
在企业完成的毕业论文其考核评价方式应有别于完全在学校完成的毕业论文。可采取由企业评分、指导老师评分、答辩小组评分相结合的原则。企业指导工程师依据学生在企业的考勤、工作表现,对企业的贡献率等给予评分。教师评分可根据论文与任务书的符合度、工作量大小、论文的实用价值等方面评价。答辩小组根据论文的实用性、与专业知识结合性及现场答辩情况给予评分。在评价中注重论文核心内容和应用价值,淡化论文的写作及排版等。
3结语
工业工程专业具有非常强的实践性。工业工程的目标是用技术的方法,经济、有效地解决社会系统的现实问题,这就要求工业工程专业培养的学生能将所掌握的知识与社会中的实际问题相联系,具有解决社会现实问题的能力。目前,高校人才培养方案设计的常规模式是依据学科的知识体系,按时序设置课程,追求本科专业知识的完整性和逻辑性。这种设计模式在理论上是合理的,但容易出现学校教育与市场需求相脱节的现象。因此,应将学科知识体系与市场需求和职业岗位知识能力要求相结合,以职业岗位能力需求为导向,构建更加合理的专业知识结构,并具有较强的适应能力和知识迁移能力的课程体系,从而提高学生的就业竞争力。同时,融入必要的实践教学,把工业工程专业的实践性充分地体现在整个教学过程中。我校作为山东省应用基础型人才培养特色名校,多年来始终把人才培养质量放在重要位置,对本科人才培养和就业工作极其重视。2014年,结合山东省名校建设和自身专业发展,通过多方调研,对培养计划进行了修订。通过引入具有一定优势的机械和土木建筑等工程基础技术,形成富有特色的工业工程专业培养特色。专业定位为培养具有坚实的自然科学、社会科学、现代经济与管理科学知识,具备一定的工程技术基础,具有较强的创新精神和工程实践能力,能够综合应用工业工程理念和知识对生产型和服务型企业进行规划、设计、评价、改善以及创新,能从事工程、设计、制造、管理、科研与教育等方面工作的高级复合人才。在培养计划中突出实践的重要性,构建有特色的实践教学体系。作为实践性很强的工业工程专业,其毕业生不仅面临就业问题,同时也面临着进入工作岗位后的职业发展问题。对于应用型本科人才的培养,我们强调工业工程人才的培养,不但重视职业对人才素质的培养要求,而且要关注学生个体发展的需要;要把职业能力和职业素质的培养反映在人才培养方案当中,突出毕业生进入工作岗位所需职业技能的各类教学环节,强调解决最短时间上岗的问题,增加就业竞争力;同时还强调培养学生未来职业晋升和相近岗位迁移的职业能力。实践环节是高校工科专业教学必不可少的环节,更是工业工程(工科)专业实现其培养目标的必修环节,对实现职业发展和提高人才培养质量有重要作用。
2当前工业工程专业实践教学中的主要问题
实践环节应该具有较强的针对性。当前在各高校进行工业工程专业实践教学过程中,虽然都有课程设计、各类实验和实习等实践环节,但具体内容上由于专业定位和学校资源的不同,形成了很多有特色的实践教学模式和体系,但也存在很多问题。
2.1实验过于侧重验证性
实验在开设的课程实验中,多数仍然是验证性实验,设计性实验、综合性实验占比较低,各门课程的课内实验,仅依附于课程内的理论知识,学生难以从实验中开拓创新。
2.2实践教学手段单一
理论不能联系实际课内实验和部分课程内容设计均采用统一的模式,学生被动接受教师预先设定好的方案,按步骤进行,缺乏实践活动的参与性,积极性不高,也不利于发挥学生的自主性。同时,由于部分教师缺乏企业实际工作经验和工程实践背景,所设计的方案与实际情况出入较大,不能很好地锻炼学生的实践能力和学习能力。
2.3实验设施不够完备
实践教学内容简单在工业工程本科教育中,对于实验室建设方面明显投入不足,仅能够保证基本的专业实验。对于强调实践性的工业工程专业,因实验设施设备的不足,无法充分发挥实验在实践教学活动中的作用。
2.4实践、教学分散
不成体系以我校为例,仅开设了管理信息系统、基础工业工程、人因工程3门核心课程的课内实验和设施规划与物流分析、人因工程2门课程的课程设计,部分需要课内实验的核心课程,例如生产运作管理、质量管理工程、系统建模与仿真等,都没有开设课内实验。虽然开设了金工实习、认识实习、生产实习、毕业实习和毕业设计,但由于实习单位生产情况的不确定性,往往造成实习缺乏针对性和代表性,不能很好地参与生产实践。对于定位于应用型工业工程专业培养的院校,还存在毕业论文过多的情况,经常出现指导教师指定论文题目进行写作,缺乏实际背景的现象。这些缺乏联系,过于分散,没有形成有机整体,更缺乏综合实践的课程,未能最大限度地发挥实践教学对于学生素质和能力培养方面的重要作用。
3基于职业发展的工业工程专业实践教学体系的构建
工业工程专业培养的合格毕业生,必然是在企业中与工业工程专业相关的岗位上工作,并具有良好的职业发展潜力。这就要求我们关注学生的职业生涯和可持续发展,使学生既具备从事职业活动必需的高技能,又具备能为整个职业生涯提供持续发展动力的职业素质。在进行新的专业培养计划修订过程中,按照职业发展的要求构建工业工程专业实践教学体系。力求以职业发展为导向,促进实验教学体系的改进,利于学生的顺利就业和职业目标的达成。我们通过梳理核心课程在实践教学中的作用和相应的职业能力需求,按照从“课堂案例教学-课内实验-课程设计-工业工程综合实训-各类实习-毕业设计”的路径,辅以课外活动竞赛等构建三部分的实践教学体系工程技术实践部分,由于工业工程是工程技术与管理的交叉学科,在强调工程技术知识的同时,也要注重工程技术实践。我们设置机械电子与控制和土建施工两部分工程技术。实践部分分别包括机电控制PLC课内实验和土建施工电子制图课内实验,设置机械制造课程设计、电工电子实习以及金工实习。专业核心实践部分,在理论课堂增加案例教学的基础上,通过对专业核心课程的梳理,重新规划建设了实验室,开设了基础工业工程课程实验14学时,人因工程学课程实验12学时,生产运作管理课程实验16学时,质量管理工程课程实验6学时,精益生产课程实验4学时,系统建模与仿真课程实验24学时,并且在课程实验中增加设计性实验和综合性实验的比例,开设开放性实验,由学生利用实验设备自主选择实验内容。在开设课内实验的基础上,进一步开设基础工业工程课程设计、人因工程课程设计、设施规划课程设计、生产运作管理课程设计。同时,开设工业工程综合实训。此外,我们把生产实习放在工业工程综合实训之后进行,以便学生在企业进行生产实习时更具针对性。我们强调,毕业实习和毕业设计的关联性,仅允许极少部分学生撰写毕业论文,绝大多数学生要求采用毕业生设计形式完成实践的最后一个环节。要求学生以毕业实习了解的实际企业背景,寻找企业生产实际中的问题,运用工业工程的方式进行解决,或者模拟进行产品的组装线设计或生产系统设计。经过毕业实习和毕业设计共16周的强化应用训练,可以让学生增强解决问题的实践能力,便于提高学生走向工作岗位后快速适应岗位的工作需要,为职业发展树立良好的开端。考虑到部分中青年专职教师的企业实践和工程背景不足,我们聘请了来自企业的校外兼职实践指导教师。通过他们的指导,可以拉近教学实践过程和企业实际之间的距离,从而使培养的工业工程毕业生具有更好的职业发展潜力。课外实践部分,我们充分利用课外实践增加学生的工程实践素质,结合大学生数学建模大赛和大学生创新大赛,进行分类指导,充分发挥竞赛对科学素质的锻炼作用。通过组织学生以全国工业工程案例应用大赛,使学生真正感受工业工程在企业的应用。对于大四学生,鼓励参与中国机械工程协会工业工程分会主办的见习工业工程师资格考试,从理论知识和实践能力方面综合对学生进行第三方评价。
4结束语
人才培养改革与实践本身是一项系统的工程,针对应用型本科的工业工程类人才,以工程的集成和创新理念贯穿于人才培养的全过程。从开始的理论知识、工程背景知识,到初步的工程认识、体验,再到基本的典型工程训练,然后到最后的实际工程实践,是一个循序渐进、由易到难、从简单到复杂的过程。以工程的集成与创新理念为背景,以先进性、综合性、开放性为特点,以培养工程素质、工程实践能力与创新精神为核心,以应用型本科为导向,通过机械、控制、环境、信息、管理、人文等多学科交叉融合,组建多层次(认识教育、基本训练、技能训练、综合创新训练)、多模块、柔性化的工程集成与创新实践教学体系,创建一个集机电工程技术训练、电工电子技术训练、工业环境模拟训练、企业及工程策划与管理训练、科技创新制作与综合工程训练、对外服务与培训等多功能于一体,教学、科研、管理和对外技术服务相结合的,工程集成与创新的应用型本科管理工程人才培养模式和实践体系。工程集成的研究体系包含:
(1)应用型本科、工程的集成与创新的内涵,
(2)面向应用型本科工业工程类人才的工程集成与创新的知识与课程体系构建研究;
(3)工程的集成与创新工程实践体系和能力培养研究;
(4)教师的工程的集成与创新的能力体系研究;
(5)工程的集成与创新企业实践与训练基地建设研究;
(6)以管理工程人才的工程集成与创新的人才培养模式研究与实践。研究体系。
2.工程集成的教学体系构建
针对沈阳工程学院的行业背景,以制造业和电力行业为对象、工程技术为支撑,培养富有责任心、主动性和创造力的,适应能力、沟通能力和解决制造领域复杂问题能力强,能将现代制造工程技术、系统工程理论、管理和信息化技术相结合,初步形成基于工程集成的工业工程人才培养课程体系。在整体框架基础上,形成了以工程集成为核心的课程程体系,公共基础课有高等数学(一)和大学英语(一);专业基础课有管理学、工程经济学、管理信息系统、生产工程基础四门;专业课有工业工程基础、生产管理、人因工程、质量管理四门;工程技术有CAD制图、工程力学、生产工程基础、机床电气控制、电力工程五门;形成了管理工程、工业工程、机械工程为基础的工程集成课程体系。主要实践环节有工业工程基础实验、生产工程基础课程设计、人因工程实训、物流工程课程设计和毕业设计(论文),突出了理论和工程实践相结合。并在选修模块中形成了制造企业运营管理方向和电力企业运营管理方向两个模块,进一步促进和加深工程实践能力培养,将工程能力培养与就业相结合。
3.结束语
我国工业工程专业的学生就业因为受各高校所处地点、所属行业、生源来源地、就业时各行业经济效益、往届学生就业企业、高校的科研实力等因素的影响,其学生就业的行业有很大的差异。中国矿业大学地处苏北,行业背景为采矿,但学生就业行业非常多样化。一部分学生进入了煤炭企业,一部分学生留在了徐州的工程机械制造企业,一部分学生则进入了长三角和珠三角的制造企业,还有一部分来源于山西、四川、陕西、宁夏、甘肃等省份,毕业之后不想进煤炭企业而又愿意回家乡发展的学生的就业行业则更是多样化。这就对学生培养提出了一个课题:当前各高校教学的总体趋势是专业课程的教学时间逐渐缩短,要在这种情况下让学生对各个就业行业的工程背景都有认识是不可能的。因此,非常有必要对工业工程专业的培养目标进行认真的审视和思考,并提出相应的解决方案。在这种情况下,经过院系领导和全系教师反复的沟通后,最终提出“厚基础、宽口径、个性化”的工业工程专业应用型创新人才培养模式。所谓“厚基础”,就是要求具备较深厚的数学、计算机、英语、力学、机械、电工与电子技术、管理学等方面的知识基础,这是培养应用型创新人才的前提,也是为“宽口径、个性化”的人才培养打好基础。“宽口径”就是要求学生对工业工程专业的主要专业课程不仅要求有较深的理论基础,还要求具有一定的实践经验,这样在未来就业或继续深造时能够有较强的变通能力以适应不同的行业。“个性化”是在前两个基础打好的基础上,在后期的专业课学习和毕业设计阶段,能够根据以后可能的就业方向,结合导师的经验和课题以及可能的就业单位的需求进行个性化的定制式培养。以上三个目标是循序渐进的,前面目标的实现是后面目标实现的必要条件。而宽口径和个性化又是一对对立而又统一的矛盾体,不管是哪一个行业,其基本的工业工程理念和原理是一致的,比如零库存、生产线平衡、精益生产、设施规划与物流分析、质量管理方法等等都是共通的。但是,应用到各个具体行业,又都有各个行业自身的差异和特点。
二、教学模式的探索与实践
基于以上认识,笔者结合自身专业的基础和特色,对上述教学目标的实现途径进行了思考和实践,即为学生建立一个实践和创新能力培养的平台以及在学分制和导师制下的科研与教学的结合。
(一)实践和创新能力培养平台建设。
1.网络化学习平台。
要做到理论与实践的结合,需要在教学过程中主要以案例的形式向学生讲解理论知识。但是案例库的建设决不是一朝一夕的事情,而且为了适应不同的就业行业,需要为学生提供不同行业的案例库。单靠教师的科研经验以及在日常出差、实习过程中收集的资料是很难实现的。笔者的做法是广泛发起“群众运动”,通过建立开放的课程网站的形式来收集相关案例并通过BBS等形式发起网络化学习活动。往届已经工作的学生、亲朋好友等通过网站上传了大量案例并积极通过网络指导在校学生学习。人因工程、系统可靠性、基础工业工程等课程都通过这种方式收到了较好的效果。
2.学科竞赛。
学科竞赛是一个很好的刺激学生锻炼基础课、专业基础课和专业课实践和创新能力的手段,能够很好地调动学生的积极性。本专业的教师积极地鼓励学生参加各种各样的学科竞赛和技能竞赛,比如数学建模、IE亮剑应用案例大赛、“挑战杯”等竞赛,起到了很好的理论联系实际和创新能力培养的实际效果。
3.实践基地建设。
让学生深入到工厂,了解工厂产品生产过程、生产管理、指挥调度及成本效益核算等,尤其是了解自己所学专业在工厂中的地位、作用与要求,不仅有利于实践与创新能力培养,还可以提高学习的自觉性和主动性。但是因为资金、安全等问题,实践基地的建设对大多数高校来说都是一个比较困难的工作,中国矿业大学的工业工程专业也不例外。笔者所在专业采取了多种手段来解决这个问题:一是建立各种来源的平台,通过学校合作董事单位来推动这项工作。中国矿业大学的采矿工程专业在采矿行业具有较好的威望和关系,已与国内几百家厂矿企业建立了合作关系,因此,首先在采矿业建立了一批实践基地。二是通过产学研用的形式来加强学校和企业之间的联系,让这些单位尝到产学研用的甜头,从而愿意接收学生实习。学校也通过各种手段增加了实习经费,延长了实习时间,提高了支付给企业的经费标准,对实践基地建设工作提供了极好的支持。为了实现“个性化”培养的需要,毕业实习采用以学生分散实习为主的实习模式,学生可以去工作单位实习或者分散到导师科研课题的各单位实习。
4.实验平台建设。
工业工程专业的实验具有自身独特的特点,要想在实验室里实际再现各行业的生产是不现实的。但是学校的采矿工程专业具有雄厚的采矿工程实验教学资源,拥有国家级实验教学示范中心的大量硬件系统和数字化矿山虚拟现实实验室的软件系统,因此,我们一方面利用采矿工程专业的实验教学资源,培养具有采矿工程背景的能够适应将来进入煤炭企业的工业工程专业人才。另一方面,大力进行工业工程实验室建设。先后建立了人因工程实验系统、物流实验系统和虚拟现实实验系统等硬件系统。同时采购了大量软件来对各行业的生产系统进行工业工程方面的软件仿真,先后采购了AutoCAD、金蝶ERP、Witness、HumanCAD、DoubleE等软件,从应用的效果来说,还是非常不错的。
(二)学分制和导师制下的科研与教学的结合。
考虑到学生就业行业的多样性,专业的所有教学活动也需要据此进行合理的区分。首先从专业方向上进行大的区分,分设矿业工业工程、制造业工业工程和物流工业工程三个大的方向,并相应设置了专业选修课,学生可以根据自己的实际情况选择相应的方向和对应的选修课,修满最低要求的学分。在这个过程中,学生对选择哪个方向可能感到比较迷茫,导师制刚好能解决这个问题。各个同学可以咨询自己的导师来确定自己的专业方向以及应该选择的课程,体现了学分制和导师制的有机结合。到毕业论文(设计)阶段,学生们可以有更大的自由度来选择实习单位、导师以及毕业论文题目,从而实现“个性化”的培养目标。鼓励学生将自己的就业单位作为自己的实习单位,这样就能够获得充裕的实习时间。可将第7个学期分为两个小学期,学生在后半个学期之前完成所有的课程学习任务之后就可以到实习单位实习,从而有充裕的时间来理论联系实际,发现企业生产中的工业工程问题。实习单位也可以是导师主持的科研课题的实施单位,论文题目也可以是导师科研课题里的子课题,这样就可能实现学生从刚进入大学开始实施导师制的时候就可以跟着导师学习专业的某一方向直至毕业,从而实现在整个大学阶段都有导师进行指引,更好地达到“个性化”的培养目标。这样导师也可以将自己的科研项目同时当成一个教学项目,从而让教学和科研实现完美结合。
三、结语
1.顾客及顾客需求高等教育是特殊的服务业,学生通过教育得到知识和素质等各方面的技能,最后走向社会,社会上的单位接纳从学校走出的学生,利用学生从学校获得的各种技能,为企业自身谋求利益,因此,社会上的单位是最终的顾客。学生在学校接受教育期间,要缴纳一定的费用,以此获得接受教育的机会,所以学生也是顾客,他们所要获得的是知识、能力和素养。因此,高等教育有学生和企业这两种顾客。本文以问卷的形式向某校13和14届的IE毕业生和招收IE专业的公司招聘专员征集求职中的技能,并根据求职中技能的重要度对各种技能进行打分。具体技能如表1中第1列所示。
2.关键质量需求确定根据学生和企业对求职中各种技能的打分,可以得到各种技能的重要度。根据学生和企业的问卷结果,再比较某校IE专业毕业生与省内以及国内重点院校的毕业生,得出比较分析数据Mi。改进目标是改进后希望达到的需求满足程度,水平提高率是目标质量评估值相对于现有质量情况评价的提升比率。根据目前某校IE专业的现状,制订合理的目标,并计算出水平提高率,具体。
3.制作质量表将技能需求转换为技术质量要素,用KJ法聚类,将抽出的类似技术指标放在一起,从而将各类特性归纳、合并。通过汇总整理,将各指标的质量特性明确化。最后得到技术需求特性如表2中第
4.关键质量特性确定利用式计算各项技术要求重要度Hj。通过对技术水平的分析及省内、国内竞争对手的比较,根据式计算技术竞争力指数。通过上述分析,绘制技术措施及竞争力表格。
5.构建二级质量屋由第一阶段质量屋,根据技术要求重要度,从6个技术要求中,选出技术重要度最高的前三个作为输出特性指标,以对某高校本科生的培养机制进行改进:具有较为完善的实验室以及实践基地,较高的教学质量水平次之,然后是完善培养方案和教学计划。将这三个特性目标作为新的质量屋的左墙,并根据前面介绍的方法和步骤找出更精确更具体的改善措施。用同样的方法,将第二阶段的数字利用相关公式进行处理,利用富通QFD软件。
二、提高IE人才培养质量的改善措施
1.构造良好的教学质量管理评估体系针对某项学习任务制定相关的学科内部标准,以此来监督各项指标的完成;在关注本校状况的同时还要关注同类院校的动态,并在各个方面制定相关的外部标准。
2.课程设置灵活性与适应性实践与动手操作能大大提升IE本科生的培养质量,使IE学生在求职中脱颖而出,所以应该适当增加具有实践性的科目,在实验室或者实践基地进行实习学习,增加IE学生的动手能力;重视英语和计算机等部分科目,开展一定的活动激发学生学习英语以及各种软件的兴趣,让学生掌握本专业的相关软件,如CAD、Witness系统仿真、Minitab等软件。
工程的经济问题。从经济效益角度对产品、工程项目和工程技术方案进行评价,以便对产品、工程项目、工程技术方案进行优化或选优。工程活动的一般管理问题。工程活动需要管理,工程技术人员往往从事工程管理工作,工程技术人员往往也是被管理的对象。
2兼具管理属性的通用工程技术——工业工程
根据美国工业工程师协会的权威定义,工业工程(Indus-trialEngineering,IE)是对人、物、设备、能源和信息组成的集成系统进行设计、改善和实施的通用性工程技术。在美国等经济发达国家,工业工程是与机械工程等几大工程学科并列的工程学科,其注重人的因素,强调以人为中心;技术与管理的交叉学科,具有工程属性和管理特征。现代工业工程的主要方法论和技术体系主要概括为三大类:第一类为设计改善类,包括工作研究、现代制造系统、设施规划和人因工程;第二类为控制管理类,包括生产计划与控制、质量管理、安全工程与安全生产、项目管理;第三类为分析评价类,主要是工程经济分析。
3面向大工程观和工程共性问题的公共选修课程
针对大工程观和CDIO工程教育模式的要求,基于工程共性问题和通用工程技术——工业工程与管理,我们选取部分工业工程与管理的专业课程为工程类专业公共选修课程。
3.1安全工程学
“安全工程学”适用于所有工程类专业学生。讲授事故的因果理论,危险源的辨识、控制和评价技术,机械类设备、电气、危险化学品的危险源及其伤害事故与安全技术,安全心理学的基本理论,安全管理学的基本理论与方法。课程旨在为学生提供安全工程学的理论与方法,使其具备从事产品安全性设计、包装、使用、生产制造或建造的基本能力与素质。
3.2人—机—环境系统工程
“人—机—环境系统工程”适用于所有工程类专业。该课程讲授人机交互界面设计(硬件、软件的显示装置、控制装置设计)、物理环境(照明、色彩、声音、振动、微气候、空气)对人的作业的影响与改善,作业场所与设施布局设计,人操作机器时的体力与脑力劳动规律,职业病预防等等。课程旨在使学生能综合利用人机工程学的理论与方法,具备设计安全、健康、舒适、高效的产品,以及保证人能安全、健康、舒适、高效地从事产品生产制造(或建造)的基本能力与素质。
3.3管理学基础
“管理学基础”适用于所有工程类专业。课程讲授管理的含义,计划、决策、组织、领导、控制等管理职能,以及人力资源管理、沟通、战略管理、技术创新管理等与工程活动密切的管理专题。课程旨在为学生提供管理学的基本理论与方法,使其具备从事工程技术活动决策、计划、组织、领导、控制,以及与他人沟通交流合作的基本能力与素质。
3.4工程经济学
“工程经济学”适用于所有工程类专业。课程讲授工程经济学的含义、资金的时间价值、工程投资方案的经济评价方法、工程技术方案的经济效益比较、设备寿命和更新的经济效益分析、技术创新的经济分析、公共工程项目的经济评价、工程经济的不确定性和风险分析、价值工程等。课程旨在为学生提供工程经济的基本理论与方法,使其具备评价和比选工程活动、工程项目、工程技术方案的经济效益的基本能力和素质。
3.5质量工程学
“质量管理学”适用于所有工程类专业。该课程讲授质量的含义、设计质量方法(正交试验设计、质量功能展开、质量稳健设计)、制造的统计质量控制理论与方法、六西格玛质量管理、质量检验与抽样技术、ISO9000族与质量体系、质量的经济性分析、可靠性工程、全面质量管理。课程旨在为学生提供质量管理的技术方法,使其具备保证产品(设施)研发设计、产品生产制造(设施建造)、软件开发设计的质量的基本能力与素质。
3.6生产计划与控制
生产类型按照工艺特性分为离散型生产(离散装配)、连续型生产(流程式生产)、项目型生产(固定式建造),“生产计划与控制”适用于离散型和连续型生产的工程类专业。该课程讲授产能规划、产品需求管理、生产计划大纲、主生产计划、物料需求计划、能力需求计划、制造资源计划、企业资源计划、车间作业计划与调度、库存优化与控制。课程旨在为学生提供生产计划体系及其控制的知识和方法,从而使其具备物料、设备等资源的计划调度的基本能力和素质,也为学生从事相应行业的企业资源计划系统开发奠定基础。3.7项目管理“项目管理”适用于项目型生产(建造)和以项目形式进行工程服务活动(软件工程等)的工程类专业。该课程讲授项目的含义、项目过程及其管理过程、项目目标与范围管理、项目组织管理、项目采购管理、项目成本管理、项目时间管理、项目质量管理、项目风险管理、项目综合管理。课程旨在为学生提供现代项目管理的原理、方法和工具,从而使其具备从事项目管理的基本能力和素质。
4工业工程与管理类公共选修课的教学手段
在任课教师选拔方面,教师需要有比较丰富的工程实践经验和案例教学经验。在课程教学中,利用工程问题引导理论,将工程实际项目、工程案例有机融于理论知识分析中;鼓励师生互动式讲授,鼓励学生之间相互讨论,按照“学然后知不足,知不足而奋发”的规律去激励学生奋发和探索的精神;教师应该及时总结归纳提炼授课内容以帮助学生消化所学知识。教师在授课中应该按照“知识广而不过深”的原则教学,重在开拓学生视野和拓展知识面,处理好课堂讲授与课外、工作自学的关系。课程考核方面,采用期末考核与平时考核相结合的方式,推荐采用小型课程设计的形式实施期末考核,尽量不要采用“背书”式的闭卷试题考试和“抄书”式的开卷试题考试。
5结束语
中国工业工程在管理方面与发达国家有所不同,企业的运营模式在不断摸索中得到的成果,是自然学科和工业工程技术相结合的产物。企业在社会发展中受到本土社会文化的影响,其通过外界环境因素逐渐渗透到企业内部,对企业管理人员和员工不断的进行渗透,思维和行为媒介传播至企业内部。企业的管理技术决定了企业发展的目标,其组织形式、过程控制办法等影响着企业生产要素的投入和输出能力。所以,企业的文化内涵可以从管理技术以及社会文化方面看出,是内部环境和外部因素共同影响的结果。企业在行业、区域、阶段等方面存在一定的差异,因此不能建立一个适合所以企业的管理模式,企业在发展过程中需要有个性化的模式存在。所谓的个性化模式是根据企业自身经营的实际情况、企业员工、技术等能够正确的反应企业工业工程策略和方法的成果。例如:采用何种技术和产品实际的生产流程等。因此,企业的个性管理模式是企业工业工程和企业文化共同作用的产物,二者缺一不可。其中工业工程包括良好的思维、正确的流程、合理的方法以及先进的生产工具,企业文化包括企业内部长期以来形成的价值观以及员工的行为规范等。
2能力导向策略实践选择
我国企业在实际的生产中存在工业工程能力继续改进以及信息化技术需要加强的等方面的问题。因此,企业需要清晰的认识到工业工程技术的目的是为了使企业资源利用和管理方面更加集成。对于资源、技术、资金相对优越的企业而言,可以采用系统的工业工程技术将推动企业由集成能力向精益能力方面发展,使企业在人员配置、信息传输、资金流动等方面形成更具价值的流程,对于这类企业采用的是IE与IT相结合的策略。而对于资金较为充足、生产过程中自动化能力不足或者生产流程过于简单的企业,需要改进其生产流程使其更加精益生产,并且辅助以相应的信息系统例如:ERP等,会使企业生产更加完善取得更好的产值,因此这类企业是先采用IE,而后在实施IT的办法。对于一些自动化程度较低并且生产环节较多的密集型企业而言,在产品加工过程中会出现极大的浪费情况,因此需要科学、合理的对产品生产流程予以改善,建立起一个良好的过程管理,降低浪费发生的概率。基于企业的实际情况,并不适合过快的实行信息化,而应该在基础工业方面进行加强,当生产能力提升到一定的水平时再予以相应的信息化管理。目前,我国的大部分企业属于此类,因此在对其进行信息化系统开发时需要坚持实用性和适用性原则,根据企业的实际需求、文化特点有选择性的利用工业技术,将工业工程技术应用到实处,充分发挥其应有的作用。
3结语
1.师资建设
卓越工程师培养计划是国家高等教育改革的重要一环,本质上已经超出了教育的范畴。高校能够动用的社会资源和实践环境以及器材经费都十分有限,企业不愿意接受大学生的实习,对其进行培养和引导,另一方面又在招聘时对其能力颇有微词,这就形成了恶性循环。针对这一点,教育部积极协调企业和学校的关系,激励企业与学校合作,实现双方的社会价值,充分激发企业的社会责任感。总之,想要增强师资力量,首先需要政府在政策和经费两个方面的有力支持。其次是教学管理,教学管理也是教学条件的一部分,为了提高学生的创新实践能力,就要在学生信息登记管理、师资队伍建设和课程体系等方面下足功夫,如降低数理化等基础科学课程的比重,增加工程实践环节等。目前,实践条件不足,设备条件差,教学场地不足,教学队伍水平不够,无法进行双语教学等问题依然存在。显然,这些同样需要教育行政管理部门和高校投入更多,以期循序渐进地解决。
2.课程建设
如果说教学条件属于硬件建设,那么,展现学校软实力的具体课程安排显然占据着更为重要的地位。首先,工科人才的培养体现着团队合作精神,任何工程的完成都是环环相扣的,而且这些工作绝不可能由一个人完成,那么,在进行课程安排的时候,每一个层次的教学都应该以小组为单位培养每个大学生的团队意识。其次“,回归工程”的含义应在课程安排上得到充分的体现,故而课程安排大体上应包括五个基本方面。一是公共基础课和专业课,通过真实案例和教学经验,优化课程教学内容,调整课程比例。二是课程设计,即以项目教学的形式作为结课时的考核标准之一,将相关课程所涉及的知识技能浓缩成明确课题布置给小组,让其根据要求,运用所学知识技能,通过确定项目的任务、制订工作的计划、组织项目的实施、考核评估以及总结归档等五个阶段,查阅资料、问卷采访、计划执行,并最终完成课题任务。三是实习,在学校相关实践中心开展与工程相关的车间基本操作技能及流程练习,或去企业进行假期实习和毕业实习,提高工程实践能力。四是毕业设计。可以说,毕业设计是对学生大学生活的全面考核,只有在生活、学习和实践中随时保持清醒的头脑,善于观察,不断思考和琢磨,才能有想去完成和研究的课题。五是参与项目,通过参与教师的科研项目和各种创新实践活动,使学生时刻处在一种浓厚的工程实践氛围之中,熏陶学生的相关思维,培养学生的实践意识和综合修养。
3.周边教育
“回归工程”的教育理念本身就具有国际性,是全世界各教育机关都应该思考的问题,如何回归到工程本身,需要方方面面的努力和加强。与世界高校进行合作交流,鼓励交换生机制,聘请业内知名教授前来点拨授课,欢迎企业人事部讲述对大学生的期许,这些都是在交流中的学习和进步。好想法需要一个很长的孕育期,但技术的进步却只源自于一个念头一个灵感,而灵感的诞生,总是在各方各界专业人士讨论成果和总结缺点时诞生的。
二“、卓越工程师”的创新工业工程实践研究
1.在创新竞赛中求创新
创新被视为21世纪最重要的能力之一,其实工程方面的创新能力并没有什么不同,多参加创业比赛、学科竞赛、设计竞赛等,不一定获奖,但对学生熟练掌握课堂所学知识,增加常识和人脉,培养细致的观察力和思考力有很大帮助。在比赛过程中,学生势必要了解相关的知识,并进行实地考察,这些都是一笔财富,做这件事本身也塑造着学生的做事方法。
2.执行力比创新思维更重要
工业工程作为一门学科,源自十九世纪末二十世纪初美国泰勒所从事的科学管理活动研究,该研究既促进了现代管理的发展,又为工业工程奠定了基础,因此泰勒被称作“工业工程之父”。由于国内外工业工程发展的时间、水平等相差较大,工业工程的发展大致可分可从国外与国内两方面来阐述。
1.国外工业工程发展。工业工程的本质,是在降低成本的同时提高生产管理效率,其发展历程包括了理论知识、工业原理以及手段方法等各个方面。工业工程的初期发展阶段是在十九世纪末二十世纪初的时候,这一阶段的主要成就即提出了应用动作研究与时间研究等在工作过程中的科学管理方法,通过对劳动工作进行专业化分工、实践研究、生产动作研究以及制定相关动作标准化,达到提高工人工作作业的效率。该阶段的主要特点是研究范围小、研究对象具体。从二十世纪三十年代初到七十年代末的四十年时间里,工业工程迎来了快速发展成熟的阶段,并形成了一系列系统的工业工程原理与方法。在此阶段,不仅各大高校开始开设工业工程专业,出现了专职工业工程师,而且,美国工业工程师协会对该学科进行了完整准确的定义。随着其不断发展,工业工程被越来越多的国家引进,为国家经济发展奠定了坚实基础。从二十世纪七十年代末至今,是工业工程不断壮大、不断拓展创新的阶段,伴随着科学技术的飞速发展与社会经济形势的复杂,工业工程研究领域不断扩充与完善,并与新技术结合,成为当今最具创造力的学科之一。
2.国内工业工程发展。虽然国外工业工程的发展拥有漫长的历史,在各个国家间普及较多,但国内的工业工程受到国内经济制度转型的制约,在企业生产效益与科技管理方面需求不大,因此工业工程在刚引进国内的时候并没有受到重视,也没有得到积极的推广与发展。直到八十年代,随着改革开发的发展以及外资的引用,工业工程学科才在国内初具规模,并产生了一些小范围的工业工程应用实例,因此一部分观点认为工业工程在国内应用较多的企业主要是外资合资企业与内资企业。改革开放的持续深入发展,以及市场经济体制下不同企业之间的竞争加剧,推动了企业将注意力放到了如何使用最少的成本同时最大限度的提高企业效率上,因而,工业工程学科得以在内地企业之间发展,同时为提高企业竞争力提供了不可或缺的重要作用。从改革开放开始到现在,国内工业工程仍旧处在初步发展阶段。在全球经济化与信息化快速发展的今天,国内工业工程在学术空间、学科定位以及教育水平、组织规模等方面面临着一系列的挑战,虽然进步较快,但管理层次繁多且粗放混乱、职责不明确、信息滞后以及功能集成度低、过程标准化低。综上所述,国内工业工程发展需要得到社会与国家的重视与培养,才能为国内经济建设的发展做出贡献。
二、现代工业工程技术发展趋势
1.1对木材运输管理监督不严格。一些木材货运部门只顾眼前利益,不执行木材凭证运输制度,不支持林业部门对木材凭证运输的检查监督,助长了违法运输木材歪风,给木材运输管理工作增加了困难,导致国家利益的损失。
1.2现在大多数林业局雇佣林区居民的货运汽车进行木材运输。由于车辆工作时间的不固定性,不便于对车辆进行统一管理。一旦汽车在木材运输过程中出现故障,管理者需要做大量的统筹协调工作,来调用其他货运汽车,这就有很大可能会耽误木材运输,影响整个生产作业进度。
1.3一些林业局使用多种木材运输方式,包括森林小火车运输、汽车运输、牲畜运输,由于管理制度的不完善,在选择运输方式上存在很大的不合理性,不能发挥资源的最大效益。
1.4在木材运输过程中,由于工人操作方法不当造成木材损坏,降低了木材的质量等级。造成了木材资源的浪费,加大了生产成本,使经营单位的经营利益降低。
1.5一些林业局木材运输的现有生产工艺、生产设施、作业状况和信息系统落后,生产效率普遍较低,技术及管理还是沿用传统的方式,缺乏一套科学的现代化生产技术和管理方法,管理方法相对落后。
1.6木材运输管理人员配置不合理,执法检查人员较少,且素质需要进一步提高。木材巡查人员较少,面对大量的工作,只能忙里偷闲,木材流失时有发生。
2工业工程基本理论与方法
2.1工业工程的定义工业工程(IE)的基础最早的起源来自于工作研究主要构成来自泰勒的时间研究与吉尔布雷斯的动作分析,之后形成了一套系统的理论。美国工业工程学会(AIIE)对工业工程(IE)的定义“:工业工程是对人、物料、设备、能源、和信息等所组成的集成系统,进行设计、改善和实施的一门学科,它综合运用数学、物理、和社会科学的专门知识和技术,结合工程分析和设计的原理与方法,对该系统所取得的成果进行确认、预测和评价。”日本IE协会(JIIE)对工业工程(IE)的最新定义“:IE是对人、材料、设备所集成的系统进行设计、改善和实施。为了对系统的成果进行确定、预测和评价,在利用数学、自然科学、社会科学中的专门知识和技术的同时,还采用工程上的分析和设计的原理和方法。”从上述的定义,我们可以看出,工业工程的目标就是设计一个生产系统及该系统的控制方法,通过不断改善优化设计,使设计系统更加趋于合理,降低成本、提高质量和生产率、获得最佳综合效益。简单地说,IE是改善效率、成本、品质的方法科学。
2.2工业工程的基本理论与方法工业工程(IE)是一门工程学科,是建立在大量的工程技术和数学知识的基础之上,但它不等同于一般的工程学科,它不仅包括自然科学和工程技术,同时还包括社会科学和经济管理方面的知识,它是一门科学技术和管理科学的相结合的交叉科学。IE是以整个生产系统作为主要活动对象,主要包括方法研究和作业测定,其核心是降低成本提高质量和生产效率。IE的七大手法包:程序分析、动作分析、搬运分析、动作经济原则、作业测定、布置研究、生产线平衡。
3工业工程在木材运输管理中的应用
3.1工业工程在木材运输管理中应用的意义工业工程在我国起步较晚,20世纪80年代初期,工业部门开始对工业工程有所认识,并逐步在各行业推广。迄今为止,我国已有许多企业在推行工业工程过程中得到利益。长春一汽变速箱厂在引进、消化、吸收“丰田精益生产方式”的经验,结合工厂具体实情创造了“准时化生产方式”,这一体现精益生产内涵的管理方式在应用到工作中降低了流动资金70%,劳动生产率大大提高。湖北二汽的“一个流”生产和厂际运输看板管理,都是中国式工业工程的杰出代表。在工作研究方面上海金陵无线电厂,成都红光电子管厂,天津市电子局等都收到显著的效果。工业工程在国内各大企事业单位的成功应用,表明工业工程在挖掘企业内部潜力,降低成本,使产品质量、企业效益的大幅度提高等方面发挥着极其重要的作用。目前,将工业工程方法应用到木材运输管理中是一种极其有意义的探索。工业工程从其诞生以来就始终以降低成本、提高质量和生产效率作为其核心内容,因此将工业工程应用于木材运输管理中,利用工业工程的科学管理方法和系统优化技术对林业局现有木材运输管理系统进行深入研究、分析、优化,运用现代科学管理方法,改造现有管理系统,减少浪费、提高生产效率,实现企业利益的最大化。所以,工业工程在木材运输管理中应用具有极其重要的意义。
3.2工业工程在木材运输管理中的应用
3.2.1对木材运输车辆进行统一调度管理。应用排队方法论建立所有运输车辆的系统仿真模型,结合线性规划理论划对各运输车辆的运量分配更加合理,给决策者提供了一个参考依据。在工业工程理论的基础上研究和探讨改进现有木材运输管理方式,运用工业工程标准记录统计方法,使现代木材运输管理更加合理,减少资源浪费,提高生产效率。
3.2.2采用“7S”对生产现场管理。现场管理是指对企业的生产作业场所进行管理,以提高作业效率、减少浪费、工作环境的安全性等。有利于对木材运输进行合理化地管理。3.2.3更加合理地设置岗位、配备人员。岗位设计评价是经典工业工程的基本内容,对木材运输管理整个生产系统采用系统的方法,结合具体情况进行岗位设计、评价以及薪酬设计的体系,并进行强化实施引进数据包络分析方法,根据多项指标评价整个生产系统运行的效率,提高了评价的准确性以及对生产系统的改进提供一定的技术指导。通过人员的合理配置,能提高生产效率,同时防止木材流失,切实保护企业利益,同时有助于保护森林资源。
3.2.4实施零库存,降低生产成本。零库存是一种特殊的库存概念,它不是指仓库储存的物品的储存数量真正为零,而是通过实施特定的库存控制策略,实现库存量的最小化,甚至可以为零。零库存是各大生产企业的追求,因为严格的零库存是不可能实现的。因此,通过现代工业工程管理技术,不断优化分析,使库存尽量降低到最小值。通过控制库存,可以降低企业的生产成本,提高企业的经济效益。
4结束语
中国防洪实践起始于20世纪50年代,经历了半个世纪的发展建设,目前中国已建成大、中、小型水库83000余座,总库容量4677亿m3,防洪堤26万km,重要蓄滞洪区97处,总面积约3.5万km2,蓄洪总容量约970亿m3。这些水利工程措施对中国开展防洪减灾工作起到了积极的推动作用,特别是367座大型水库(总库容3400多亿m3)和2524座中型水库(总库容693亿m3),更是对各级河道洪水起到了重要的控制和调节作用。同时,中国又是一个严重缺水的国家。伴随着社会经济的不断发展及人口的不断增长,一方面,干旱、河道断流、水污染等水安全问题日益突出;另一方面,一些大型水库在汛期为减少洪灾损失将洪水大量排弃,造成水资源的巨大浪费[。进入新时代新时期,特别是经历1998年长江大洪水之后,中国政府审时度势,对以前的防洪策略做了战略性的调整,提出了从“控制洪水”向“管理洪水”、从“工程水利”向“资源水利”、从“传统洪水”向“现代洪水”转变,力争实现人水和谐、人与自然协调发展的全方位、多角度的治水新理念和新方略。实现洪水资源安全利用[1],可以利用洪水资源本身有利的一面,最大限度地挖掘洪水对促进中国经济、社会及生态环境可持续发展的作用,一定程度上缓解中国由于水资源短缺而对经济、社会发展造成的制约和限制。从根本上说,洪水资源安全利用的治水理念和策略符合中国基本国情和以人为本,全面、协调、可持续的科学发展观。由此可见,进行水库洪水资源优化调度研究具有深远的理论意义和重大的实践意义。
2.水库洪水资源化调度的研究进展
目前,随着认识的不断提高,无论从技术上还是管理上,都已使洪水资源化成为可能。洪水资源化,包括工程措施和非工程措施。水库洪水调度是目前一种最主要的主动防洪措施,它通过时空上重新分配水量,达到防洪错峰、蓄水兴利的目的,是实现洪水资源安全利用的一项重要非工程措施。水库洪水资源化利用有着悠久的历史,在过去的几十年时间里,从单一水库的常规调度到大规模水库群联合优化调度及水库洪水资源化调度,中国的水库洪水调度工作在技术上取得了一系列的进步。
2.1水库常规调度的方式
水库常规调度方式是以调度规则为依据,利用径流调节理论和水能计算方法来确定满足水库既定任务的蓄泄过程。常规调度方法主要有时历法和图解法,调度图由一些基本调度线组成,这些调度线是具有控制意义的水库蓄水量(或水位)变化过程线,是根据过去的水文气象资料和水利枢纽的实际应用工况绘制而成的。由于常规调度方法是一种半经验、半理论的方法,简单、直观,但调度结果不一定最优,且不便于处理复杂的水库调度问题。水库优化调度则是在常规调度方式和系统工程理论(最优化理论、智能算法等)的基础上建立和发展起来的一种新型调度方式,旨在建立以水库功能发挥为中心的水利水电系统目标函数,拟订目标函数应满足的约束条件,然后用最优化方法等现代计算方法求解由目标函数和约束条件组成的系统方程组,最后得到目标函数取最优值时所对应的水库控制运用方式。
2.2国外水库水资源的调度研究进展
20世纪50年代以来,随着系统工程理论的迅速发展和应用,国外许多学者将其应用到水库洪水调度研究中。1955年,美国的Little提出了水电系统随机动态规划调度模型,对水库优化调度问题进行了研究,从而标志着用系统工程方法研究水库洪水调度工作的开始。水库优化调度常采用的数学模型有线性规划(Linearprogramming,LP)、非线性规划(Nonlinearprogramming,NLP)及动态规划(Dynamicprogramming,DP)模型。该方法可在保证水库大坝安全可靠的情况下,解决各用水单位之间的矛盾,满足其基本要求,并能经济合理地利用水能资源,以获得最大的水利综合利用效益。
2.3国内水库水资源调度的研究进展
洪水具有资源、灾害双重属性,水库洪水资源化调度是新时期中国治水理念更新的产物,是经济社会发展的客观需要,是与时俱进、开拓创新的结果,也是实现兴利与除害结合、防洪与抗旱并举的一个具体典型体现。水库洪水资源化调度不等同于常规的水库防洪调度,它是利用现代科技水平与技术手段作为支撑,在不降低水库下游防洪标准的前提下,充分发挥水库的防洪与兴利功能。许多大型水库一般均具有防洪与兴利两项功能,由于中国长期遭受洪水灾害的困扰,因此常规水库调度方式过多考虑水库大坝防洪安全,造成了大量的水资源浪费现象。水库洪水资源化调度不是被动的防御洪水,而是兼顾防洪与兴利,利用现代科技手段突破水库设计中的部分防洪调度参数和规则,将防洪与兴利相结合进行调度。因此,不降低水库原有防洪标准是评价水库洪水资源化调度是否可行的最主要准则。另外,由于水库洪水调度过程中存在的若干不确定性(如设计入库洪水、洪水预报、调度模型不确定性等),洪水调度系统风险分析是实现洪水资源化过程中不可或缺的工作环节。洪水灾害风险管理是当前洪水管理的重要模式之一,因此须在深入细致地把握流域水资源洪水风险特性与演变趋向的基础上,因地制宜地将工程措施与非工程措施有机地结合起来,以非工程措施来推动更加有利于全局与长远利益的工程措施,辅以风险分担与风险补偿政策,形成与洪水共存的治水方略,将洪水风险控制在可承受的限度之内,促使人与自然之间的关系向良性互动方向转变。近年来,随着智能科学(如遗传算法、神经网络、模糊集理论等)及计算科学技术的不断发展,又相继出现了水库洪水优化调度的随机性模型、确定性模型研究以及各种模型求解的逐步优化算法、神经网络方法、遗传算法及聚合分解法等。1997年,马光文等将二进制编码的遗传算法应用于水库洪水优化调度系统并进行了研究。2001年,畅建霞等将十进制编码的改进遗传算法应用于水库洪水优化调度系统,有效克服了二进制编码的冗余问题。2005年,赵基花等应用改进的神经网络建立水库洪水优化调度函数,提高了计算精度。2006年,刘攀等针对三峡水库运行初期蓄水实时调度问题,提出了一种改进方法用于训练神经网络水库调度函数。应用结果表明:该方法虽不能最好地拟合训练样本与检验样本,但在调度过程中可以获得较大的发电效益。2006年,张静等以水库洪水优化调度方案指标值作为网络输入、以方案对模糊集“优”的隶属度作为输出建立网络模型,实现了对实际水库多个可行调度方案的优劣排序。2008年,陈立华等从编码方法、遗传算子和混合算法方面对标准遗传算法进行改进,提出了采用超立方体浮点数编码的自适应遗传算法和超立方体浮点数编码的遗传模拟退火算法,并在水库洪水优化调度中开展了应用研究。实施水库洪水资源化调度,可提高水电系统的经济管理水平,几乎在不增加任何额外投资的条件下,便可获得显著的经济效益。目前,智能科学及计算科学技术的迅速发展必将进一步推动水库(群)洪水资源化调度技术的研究与发展。利用现代成熟的计算科学技术建立水库(群)洪水调度的专家决策支持系统,并结合各种优化技术、模拟技术及专家经验,不断提高系统的通用性,从而可更加及时、准确、自动和直观地为决策者的科学决策提供可靠依据。
3.水库洪水调度方案设计
水库洪水调度的目的是根据已得到的实时洪水预报成果及水库面临时刻状态,在合理确定各调度目标权重和确保水库大坝防洪安全的前提下,对水库未来时刻的多个可行调度方案进行优劣抉择,从而使水库获得最大的防洪与兴利效益。水库洪水调度问题可归结为对若干可行调度方案的复杂决策问题,而任何系统决策问题均可以归结为以益损值为目标函数、决策方案为优化变量、自然状态为约束条件的方案优选问题,其中自然状态、决策方案、益损值和决策准则是解决这类问题的四个要素。因此,水库洪水调度问题实际上就是以行动方案为评价对象的一类特殊的复杂系统评价问题。系统综合评价的实质,就是如何合理地把多层次多维复杂系统评价指标转换成单层次一维系统评价指标的过程,该过程需要充分挖掘反映评价对象主要特征信息和评价主体价值判断信息的指标数据结构,需要定性分析和定量计算综合集成的可操作的、合适的综合评价方法。复杂系统方案优选评价问题往往涉及的指标众多,指标之间的关系也较复杂,且常常具有层次性。目前,主要采用定性与定量方法相结合、客观信息与主观信息相融合的各种系统工程方法。为此,2006年,金菊良等提出了复杂系统方案优选评价的理论框架:
(1)确定评价对象集生成函数。其中,对于系统评价对象是行动方案的方案优选问题,则常可用多目标规划法所得到的非劣解集作为评价对象集;对于系统评价对象是多种评价方法对同一系统问题所产生的多种评价结果,则这些评价方法本身也构成一种评价对象函数。复杂系统综合评价中评价对象的选取问题,至今仍是限制许多基于评价对象样本数据驱动的统计评价模型和机器学习模型广泛应用的瓶颈。
(2)对评价系统逐层分析,确定评价总目标、准则层、指标层,得到具有递阶层次结构的评价指标体系,并确定评价指标集生成函数。目前常用的评价指标集生成函数方法有德尔菲法(Delphimethod)、主成分法、层次分析法(Analytichierarchyprocess,AHP)、投影寻踪方法(Projectionpursuit,PP)等。评价指标体系既是判断评价对象价值标准的方式,也是表达系统总目标及实现总目标的具体途径。因此,评价指标集生成函数的合理选取在复杂系统综合评价的理论框架中极为重要。
(3)确定评价指标测度函数。若某指标本身就是一确定性实数变量,则可直接用其观测值、实验值作为该指标的测度;若指标是随机变量,则可用估计均值、标准差、相关系数等统计特征的有关统计计算方法及指标变量的概率分布确定该指标的测度。另外若指标是定性的,则需将其定量化。
(4)确定指标一致无量纲化函数。目前确定指标一致无量纲化函数的方法主要有广义指数法、广义线性功效系数法、非线性函数法、分段函数法等。评价指标一致无量纲化是目前处理综合评价不可公度性的主要途径,不同的函数对综合评价结果将产生显著影响。因此,需要根据系统评价总目标和约束条件,仔细选取并构造合适的指标一致无量纲化函数。
(5)确定评价指标权重函数。指标权重既是指标属性之间重要性差异程度的反映(主观权重),也是评价对象之间整体价值差异程度和评价指标在各评价对象观测值之间差异程度的体现(客观权重)。合理确定指标权重是影响系统评价结果是否合理的核心问题之一,已成为当前复杂系统评价研究的热点和难点。现有的确定指标权重函数的方法主要有客观赋权法、主观赋权法、主客观组合赋权法和变权重法等。权重实质上是一种特殊的定性指标,因此原则上,确定定性指标定量化的方法大多也可移用于确定指标权重。
(6)确定综合评价指标函数,实现对评价要素的优劣排序。由于实际评价系统评价主体、评价要素、评价指标及其层次结构的复杂性和评价标准的不确定性及动态性,上述众多综合评价方法尚存在技术单一或评价结果优劣差异不明显甚至与实际情况不符等缺点。
1.方案优选智能方法研究进展
由于系统方案优选决策评价问题的复杂性和不确定性,常规的系统评价方法已不能最佳地反映评价对象与评价指标之间的复杂关系。因此,这些方法只复杂系统决策评价问题提供部分参考工具,但不能产生智慧。在解决复杂系统评价问题时,在难于或不适宜建立常规数学模型的场合,要利用人的知识经验和人工智能、模糊识别等方法建立知识模型,越过数学模型的障碍,直接由知识模型转化为计算机模型,采用知识模型与数学模型相结合形成广义模型,以处理大系统的模型化问题。智能是指人们认识事物、运用和创新知识并解决问题的能力,它包括运用知识认识新事物、学习新方法、创造新思维、解决新问题等的能力。根据生物界“物竞天择、优胜劣汰”的运动变化规律,生物进化的过程实际上可以认为是某种优化问题的求解过程。因此,利用智能方法(如遗传算法、神经网络、模糊集等)人工模拟生物智能行为并将该优化思想应用于系统综合评价之中,可望在很大程度上提高优化的性能和效率。目前,模拟智能方法已成为建立和发展这类广义模型的最有效途径之一。
(1)遗传算法在系统评价方案优选中的应用。遗传算法(Geneticalgorithm,GA)是解决群体自适应启发式迭代寻优问题的一种直接搜索算法,也是解决系统优化问题的一种通用方法。它特别适用于常规优化方法难于处理的复杂系统非线性优化问题,是21世纪计算智能的关键技术之一。它直接面向优化问题,与常规优化方法相比,它的结果是一组好的解而不是单个解,这为解的使用者提供了可供选择的机会。所有这些都表明了遗传算法在复杂系统评价理论与实践中具有广泛的应用空间。实际上,现代系统工程的理论体系由于吸收、改进和创新遗传算法而焕然一新。
(2)人工神经网络在系统评价方案优选中的应用。人脑的最基本单元是神经元,一个典型的神经元通过接受来自其它神经元的信息,将其加工后又通过轴突发出电活性脉冲,大量的神经元相互作用,从而指导着我们正常的思维活动。人工神经网络(Artificialneuralnetworks,ANN)就是用工程技术手段模拟上述人脑神经元结构和功能特征的一类人工系统,它用非线性处理单元来模拟人脑神经元,构成一个大规模并行的非线性动力系统。与其它人工智能方法相比,神经网络具有自组织、自学习功能和较强的鲁棒性,HechtNielsen证明了在一定条件下,对于任意δ>0,存在一个三层神经网络,它能以δ均方误差的精度逼近任意平方可积非线性连续函数。显然,这种通用的函数逼近功能为神经网络技术在系统方案优选评价中的广泛应用提供了理论依据。
(3)模糊集理论在系统评价方案优选中的应用。模糊性是指事物概念和外延的不确定性,这些不确定性是由于客观事物的演化性、主观认识的经验性和科技发展的局限性等原因而产生的。模糊集(Fuzzysets)是以论域(所讨论的全体对象)为定义域、以区间[0,1]为值域的实数值函数,称该函数为隶属函数,用以刻画外延具有不确定性的各种概念(统称为模糊性概念),即论域中任一对象符合某属性概念的程度可用[0,1]上的某特定实数值来定量描述从数学角度看,模糊集与隶属函数相等价,模糊集是直观概念,而隶属函数是模糊集的数学表达形式。模糊集理论就是应用模糊集这一模拟人脑模糊思维的数学工具来定量描述、分析、识别、分类、判断、推理、决策和控制各种模糊事物所形成的一门现代应用数学分支学科。目前,已发展成熟并广为应用的模糊集理论主要有模糊模式识别、模糊聚类分析、模糊综合评价、模糊推理、模糊控制等方法。实践表明:由于实际系统评价问题中或许根本就不存在纯确定性评价模型,人类主观因素在这些实际评价过程中起着重要甚至主导作用。而人类处理主观因素的常用方法就是语言信息,语言信息的特点是其描述的模糊性,所描述的事物没有明确的外延。模糊集理论恰好可以直接利用人类语言信息及其运算,这就是模糊集理论在系统评价中可广泛成功应用的主要理论依据。
(4)集对分析在系统评价方案优选中的应用。集对分析(Setpairanalysis,SPA)是中国著名学者赵克勤先生于1989年提出的一种利用同、异、反联系数处理确定不确定系统模糊随机性的系统分析方法。集对分析理论能从不同侧面刻画优选方案评价指标与评价标准之间的差异情况,其内容丰富,几乎能涵盖整个模糊集理论,这为集对分析方法在系统优选评价中广泛开展应用研究提供了坚实的理论基础。总之,将遗传算法、人工神经网络、模糊集理论及集对分析等智能方法应用于复杂系统评价问题不仅是必要的,而且是可行的。深入而系统地开展这类应用基础研究,可以进一步揭示评价系统的复杂特征,更深刻地认识评价系统的本质属性、内在机制和结构形式,也有助于理解、掌握和改进各种常规系统评价方法,探索新的系统评价理论、模型及其方法论,以便选择正确的决策方案,科学地设计、协调、管理和控制人类所面对的各类复杂系统。
新时期食品工业建筑首先应与城市总体和区域规划相协调,尽可能减少对周边环境的影响。为适应现代工业化生产的要求,新建筑体量越来越大,总图设计要结合场地地形、地质、地貌等特点,因地制宜并尽可能做到紧凑布置,节约用地。建(构)筑物布置要符合防火和卫生规范及各种安全规定和要求,满足生产工艺的要求,保证生产作业线连续、便捷。要使厂内外运输配合协调,避免往返运输与作业线交叉,避免人流、货流交叉。还要考虑合理的功能分区,保证有良好的生产联系、工作环境和职工的休息环境,各种动力设施要尽可能靠近负荷中心,以缩短管线。采用绿色建筑的设计理念,在生产和使用的全过程尽可能多的节约能源、保护环境,创造一个健康、高效的生产环境,满足地上、地下工程管线的敷设,采用合理的绿化布置。
2项目背景
安徽东鹏饮料有限公司———年产55万t东鹏饮料生产基地,由深圳市东鹏饮料实业有限公司投资建设。东鹏饮料成立于1987年,是深圳市最早的国有饮料企业。近年来,东鹏饮料依托先进的工艺技术和优良的产品品质,形成以食品流通领域为突破口的经营管理理念和管理机制,使公司步入健康快速发展的轨道。饮料发展到今天,其品种极其繁杂。而消费者的消费习惯逐渐趋同。人们日益关注健康和环境,不喜欢糖和添加剂含量高的饮品。保健功能饮料越来越受到关注。随着企业的成长,深圳市东鹏饮料实业有限公司在滁州经济技术开发区城北工业园,打造安徽东鹏饮料有限公司———年产55万t东鹏饮料生产基地。项目基地西临杭州路,南接东鹏路,交通便捷,总用地面积约为200666m2。整体呈现东北高西南低的态势,地势最高处约为35m,最低处约为29m,最大高差6m左右,并有少量水塘。
3设计理念与规划布局
设计传承企业文化,打造独具文化特色的厂区。以绿色建筑设计理念应用于厂区建设和生产的各个环节,坚持走可持续发展道路,采用现代工艺技术和现代分析仪器应用于饮料生产的过程中,现代分析仪器对原材料采购、生产过程和产品质量进行全面的质量控制。园区规划以满足生产流线和空间需要为前提,强调生产流线和生产、营销、研发等功能的便利联系。园区的规划结构可概括为“1轴3核5区”,其中“1轴”:指从东鹏路主出入口一直延续到产品检测中心的中轴线。“3核”指分布在厂区的主要景观节点,分别为滨水景观核、办公广场景观核、工业景观核,为员工创造良好的生产、生活环境。“6区”为办公区、生产区、物流区、生活配套区、生产配套区、污水处理区。园区依据地形高差和周边道路高程,因地制宜布置6个分区,使得厂区既满足排水等市政管线要求又节约土方量。作为整体的各个局部业已形成明显的相互关系,建筑秩序才得以产生。办公区:承担园区内行政办公、接待等功能,布局有办公楼和前广场,是园区的标志性景观。整个区域以主办公楼为核心,集中展示了东鹏集团的企业文化。办公楼前广场,着重表现其庄重大气。生产区:主要承担产品的生产功能,以高效紧凑布局模式组织生产车间,集约空间并便于管理。物流区:由于厂区里大型物流车运输频繁,在紧靠南侧市政道路的生产区东西南三个方向均布置物流区域,整个厂区的人流、物流力求互不干扰。生活配套区:主要承担员工食宿和其他生活要求的功能。生产配套区:主要承担污水处理等功能。园区规划3个出入口,沿杭州路设1个出入口,东鹏路设2个出入口,其中一个为物流出入口。根据使用功能,园区内道路分为园区主要道路(12m)、园区次要道路(9~6m)。园区机动车停车场共计7处,办公区规划停车场3处,主要为企业办公人员和游客车辆服务。生产区规划停车场2处,主要停放货运车辆。生活配套区既规划了机动车停车场也有非机动车停车场,主要为员工生活服务。厂区车间单体建筑平面根据生产工艺的特点布置,使各生产模块既相互独立又联系紧密,根据卫生要求分别布置不同级别的生产区域,并有适当分隔,设备用房紧邻使用区域,洁净区域设置更衣和洁净通道与其相连,避免交叉污染。建筑风格方面,注重建筑与整体环境的协调,采用水平条形窗体现稳重大气,局部设幕墙和分离片墙形成入口空间,并与之形成虚实对比。开窗结合平面功能,保证采光通风要求。建筑根据工艺特点采用钢筋混凝土结构与轻钢结构相结合,既满足大跨度空间要求又可分层设置不同功能,使两种结构的特点都得到了充分发挥。当前处在一个迫切需要保持生态环境平衡的时期,轻钢结构体现出轻型、高效、环保、工厂化生产、机械化施工的特点,体现出环保型建筑可持续发展的特点。轻钢结构建筑不仅在大跨度建筑上得到应用,在新时期,轻钢结构体系使得建筑创作与结构的关系更加紧密。设计返回到建筑的本原,从支撑建筑的结构体系上寻找答案,利用当今科技的发展和新材料的涌现,寻求更加合理的结构体系,并由此创造出具有新时期美学价值的建筑形式。生活区由倒班宿舍和食堂组成,沿杭州路布置。利用原有水面形成滨水景观,生活区相对独立,与生产区适当分开,通过一个出入口便捷联系。倒班宿舍平屋面满足可再生能源利用条件,设置太阳能热水系统为职工生活服务,达到节约能源的目的。注重生态的建筑环境不仅是能源,而且是同环境的和谐以及自然的融合。
4结束语
1.1实验内容和实验设备比较陈旧
工业工程在我国出现较晚,发展较慢,是一个相对较新的专业,很多人对此专业的认识存在误区,工业工程的从业者也很少,不像其他的一些专业,已经发展得很成熟,实验教学已形成比较完整的体系,有很多设计成熟的设备可供选择。现在市场上专门针对工业工程专业的实验设备很少,很多设备也不是很符合工业工程实验教学的要求,很难购买到理想的实验设备。许多高校,该专业的实验设备台套数远远不能满足实验教学要求,实验内容也只是运用一些老旧的测量设备,对一些项目进行测量,根本谈不上一些专业技术的应用。
1.2专业实验课程设置没有系统性
工业工程专业各门实验课程实验项目的设置是互相独立的,没有形成一个完整的、系统的实验体系,各个实验课程有自己独立的实验设备,完成本课程的实验目的、实验内容。各课程之间缺乏系统性和连贯性,通过整个专业实验过程,不能使学生对本专业获得一个整体的认识,形成一套完整的知识体系。
1.3实验过程不能发挥学生的主体性
在学习过程中,学生往往比较重视理论课成绩,而对实验课程成绩不太重视,这就导致学生做实验时,态度不积极,缺乏学习主动性,课前不能对实验内容和实验过程进行有效的预习,不知道为什么做这个实验以及做这个实验的相关理论依据,实验时不熟悉实验步骤,动手能力差。再者,在教学过程中一般采取以教师为主、学生为辅的教学模式,先由教师示范实验步骤,学生照猫画虎,按照老师的做法再做一遍,没有发挥学生的主体地位。
1.4验证性
、综合性、创新性实验比例设置不合理整个专业实验设置中存在大量的验证性试验,而综合性和创新性实验比例较小,验证性实验只能培养学生的基本操作能力,不能有效锻炼学生的实验设计能力,独立思考能力和创新能力,必须加大综合性和创新性实验项目的比例。
1.5实验考核不能很好的反映学生能力
实验课程成绩一般包括操作成绩和实验报告成绩,大部分教师在考核时比较注重学生实验报告的书写,这就导致出现了一些学生做实验时出工不出力,写实验报告时抄袭别人的实验数据,蒙混过关的现象,使实验成绩根本无法真实反映学生的实际能力。
2建立以应用型人才培养为目标的工业工程实验教学体系
在工业工程专业实验项目设置上,要整合实验内容,把整个实验课程设置成不同的实验教学模块,以增强学生对实验的设计能力、独立思考能力和实际操作能力为目的。
2.1确立以学生为主的实验教学模式
应用型人才培养,要求学生必须具备很好的实践能力,这就要求必须改变以往填鸭式、灌注式教学方式,充分发挥学生的主体地位。在实验设置时,可以把实验教学分成不同的层次和模块,比如可以分为基础性实验、综合性实验和创新性实验,分别锻炼学生的不同能力。基础性实验使学生掌握基本测定和评价方法,培养学生的基本实验技能,使学生加深对基础理论和方法的理解;综合性和创新性实验主要锻炼学生的实验设计能力和创新能力,可以由学生自由组成实验小组,运用实验室的实验设备,自主选择实验项目,明确实验目的、实验内容、实验方案,经指导教师同意后,开展实验。整个实验过程要求群组成员团结一致,分工合作,利用专业知识,自主分析和解决问题。当实验过程中出现问题时,指导教师要积极引导,鼓励学生通过查找资料等方法,找到问题根源,完成实验内容,而不是直接给学生提供答案。
2.2建立系统的实验教学体系
各自独立的实验课程在实验项目、实验内容、实验设备等方面都自成体系,之间缺乏连贯性,学生做完每门课程的实验,只能对本门课程形成一些认识,而不能通过各门实验课程对本专业形成一个完整的认识,必须建立系统性的实验教学体系。可以通过购置一些集成的实验系统或软件(如ERP),或者设置一些专业综合实验,通过综合运用本专业的知识,完成一些实验项目,使学生通过这些综合实验,对专业知识体系形成整体印象,能够更好的掌握和运用专业技术知识。
2.3学校和企业联合研发具有专业特色的实验设备
现在很多高校的实验室建设,都是先在企业购买设备,再根据购买的设备设置实验项目,编制实验大纲,这就造成了有什么设备做什么实验的状况,使得实验教学的效果大打折扣。针对专业实验设备生产厂家较少,现有设备不能很好满足实验要求的问题,学校可以和企业联合研发具有专业特色的实验设备,先由教师提出设备要求,再由企业设计生产,这样既可以保证企业设计出来的设备能够充分满足实验教学的需要,又可使企业获得经济效益,达到双赢的目的。
2.4建立立体化的实验教学考核体系
其一,以设计技术为重的生产环节。设计是现代工业工程的重要步骤,在传统的工业工程当中,注重的主要是通过减少不必要的动作来实现生产效率的提高,而现代工业工程则更加关注如何通过进行合理的设计来实现产品质量的提高和产品使用体验的提升。只有提高了产品中的设计成分,我国工业创造力不高的整体形势才能够得到根本的改观,而不会从一开始就生产出来不被社会认可和需要的产品。其二,以整体管理技术为主的生产管理过程。在现代工业工程的技术体系当中,整体管理涵盖到了整个生产过程,将整个生产过程作为一个整体进行分析,在企业中起着非常重要的作用。整体管理将产品设计、生产规划、产品质量控制、生产时间控制、生产成本控制、人力资源管理和市场评估等活动纳入到工业生产的整个系统当中进行统筹考虑,以最大限度地实现整个生产目标。其三,控制技术。控制技术是以整体管理技术为前提的,整体管理技术从整个管理目标出发,设置出了每个环节量化目标(量化目标并非是单个环节的最优目标,而是在整体最优的目标下实现的单个环节较优),控制技术根据决策的整体目标来进行过程控制、人力资源控制、生产成本控制和生产时间控制,最终实现整个工业工程的目标。
2现代工业工程促进工厂自动化的途径
(1)运用现代工业工程理念对工厂自动化的制造执行系统技术进行改造。制造执行系统承担着工厂自动化的主要过程,同时也是设计结果实现的过程,因此,运用现代工业工程理念对其进行改造十分必要。首先,按照市场的要求进行产品的设计。市场需求是工厂生产的风向标,只有设计出符合市场需求的产品才能够将产品变成资本,所以在对制造执行系统技术进行改造时,一定要充分地考虑市场的需求,包括对产品质的需求和对产品量的需求,在符合市场容纳量的前提下,设计出市场满意的产品。其次,对整个系统生产流程进行统筹管理。在整个制造结果最优的前提下,每个环节都会相应地生成其最合适的参数,因此,在进行制造执行系统参数设置时,一定要对整个生产流程进行统筹管理,计算出每个环节的合理参数,以确保生产结果的顺利实现。最后,对产品质量进行控制。自动化制造执行系统也是会存在着一定的次品率的,所以,一定要对产品质量进行严格的监测和控制,避免次品流入市场而造成的负面影响。
(2)运用现代工业工程理念对工厂自动化的网络化控制技术进行改造。首先,在生产的每一个环节都实现网络化控制。从生产决策的制定、市场风险的分析、产品的设计、产品的生产到人力资源的控制,都要运用网络化控制技术实现量化控制,以确保生产目标的顺利实现。其次,根据社会发展的需要对网络化控制技术进行更新,确保生产的顺利和稳定进行。网络化控制技术囊括了生产的整个过程,因此,需要不断地对其进行革新,以保障网络化控制技术的稳定,促进整个生产过程的高效进行。
(3)运用现代工业工程理念不断地促进管理自动化的高效进行。管理自动化包含了办公自动化、经营过程自动化和决策信息化。首先,对办公室人员进行培训,促进其能够熟练地运用办公自动化技术,提高其办公体验,促进办公自动化目标的高效实现。其次,通过设立规范的经营制度,铺设完善的经营渠道来进行有效的经营控制,实现经营过程的自动化,以完成将生产成果转化为资金的目的。最后,实现信息化决策。在决策制定之前,充分地利用现代信息系统搜集市场信息、用户需求信息、竞争对手信息以及对自身的潜能信息进行评估,以保证自己在合适的情况下做出合适的决策。
3结语
论文摘要:旨在探索工业工程专业建设的特点和规律,应用理论联系实际的方法,在分析工业工程学科体系和一般特点的基础上,结合综合性大学的学科特点,提出了南京大学工业工程专业的培养目标和课程体系及教学实践等所体现的专业特色,为工业工程专业发展和成熟提供理论指导。
根据最近的统计资料(2006年4月),目前全国已有161所高等院校开设工业工程(IE)专业。有迹象表明,开办工业工程专业的院校还在不断增加。南京大学是在2003年向教育部申请开办工业工程专业的,在全国开办工业工程专业的院校中,属于新办院校。当年即在南京大学其它专业选拔了愿意转入工业工程专业的23名学生作为第一届学生。2004年正式在全国招生。2007年将有第一届毕业生,接受社会和市场的检验,目前就业情况良好。从着手开办工业工程专业开始,我们一直在思考的问题是如何培养具有南京大学特色的IE专业?我们的培养目标是什么?因为这两个问题不解决,后面的教学计划、课程设置、教学实践将无法设计、安排和落实。
1工业工程的学科体系
在回答上述两个问题之前,首先必须弄清楚的是工业工程的学科体系和特点,即回答什么是工业工程以及如何区别工业工程与其它学科的界限问题。说到什么是工业工程,业内人士自然会想到AI-IE(美国工业工程师协会)关于工业工程的那一大段定义,把定义念完之后,非工业工程专业人士还是未能理解什么是工业工程。简单地说,工业工程就是“用技术的方法系统、经济、有效地解决技术和管理问题”。这一简单定义首先将IE专业与其它专业区别开来。IE用技术的方法来解决管理问题,而其它管理专业(企业管理、公共管理等)则不能用技术的方法来解决管理问题[1];IE与其它工程学科的不同在于:①IE可以解决管理问题,其它工程学科则只能解决技术问题;②IE用系统方法解决复杂系统的技术和管理问题,其它工程学科做不到。
下面我们再来分析这一简单定义背后所隐含的IE学科体系和特点。①交叉性。IE是把技术和管理有机结合起来的一门边缘学科/交叉工程学科[2],这意味着IE专业学生不仅要学习技术类课程,而且要学习管理类课程,更重要的是把技术和管理有机地结合起来,这需要在整个的教学过程中具体贯彻落实;同时也决定了IE专业培养的是复合型人才[3]。②系统性。IE用系统方法解决复杂系统的技术和管理问题,这意味着IE专业学生对系统有着更高、更抽象的见解,能够站在系统的高度,对系统问题进行规划、设计、管理、改进和创新[4];这同时意味着IE专业学生能够领导跨学科团队进行工作,能够成为一个有效的管理者。③创新性。从IE发展历史看,一百多年来,这一古老的学科,仍然具有生命力,长盛不衰,其根本原因就在于它的创新性,根据社会发展需求,不断改革课程体系和教学方法,以适应社会经济环境的发展变化[5]。这也印证了IE专业的一句行话,“改善无止境”(Itisalwaysabetterway)。④工程实践性。IE专业的目标是用技术的方法来经济、有效地解决社会系统的现实问题,这意味着IE培养的学生具有解决社会系统现实问题的能力。IE重在应用、重在实践,离开了实际系统的应用,离开了实践,IE也就不复存在了。
在充分分析IE特点的基础上,再来描述IE学科体系如图1所示[6-12]。
第一层:公共基础,包括数学、物理学、文学和外语。
第二层:专业公共基础,包括社会学、经济学、管理学、工程学、系统科学。
第三层:专业基础,包括运筹学、计算机与信息科学、控制论。
第四层:专业课程与应用方向,包括设计改善、分析评价与决策、过程控制和综合应用。
2培养目标
在对IE学科体系及特点充分讨论,形成共识的基础上,我们制定了IE专业的培养目标:使学生具有良好的人文素养和沟通技能;掌握扎实的数理基础理论、宽广的经济管理知识、实用的工程信息技术;能够熟练运用工业工程的基本原理和方法,对生产和服务系统进行分析、规划、设计、运作和管理,成为适合制造业和服务业需求的复合型高级工程技术管理人才。
上述培养目标勾画出了南京大学工业工程专业的基本特色:①强调文理基础。在南京大学办工科,应充分利用南京大学文理见长的优势,这也是大学科交叉的基础,将文、理、工融合起来,要比将技术与管理融合起来具有更加深远的意义和影响。②明确工业工程技术体系。在前面的IE定义中,我们只强调用技术的方法来解决技术和管理问题,并没有规定用什么样的技术,这就给各个学校的IE专业发展提供了广阔的空间,各校在开办IE专业时,将根据各自学校的优势和师资的优势,选择恰当的技术作支撑。全世界各个学校的IE专业几乎都各不相同,其最大不同,就在于所采用的技术不同。文献[13]认为,工业工程的技术体系包括三大类,社会学、经济学、管理学、工程学和系统科学是其理论基础,工程技术、信息技术是其支撑技术。我院在信息技术方面具有长期的研究积累和成果,不少教师具有计算机或信息科学专业背景,大部分教师具有信息系统设计、开发与实施经验,未来的社会将是信息社会,因此,将信息技术作为IE的关键技术之一写入培养目标,是恰当的[9],也是符合我院实际的。③明确具体的应用对象。前面谈到,IE特点之一是工程实践性,培养的IE学生在什么行业发挥作用呢,我们的培养目标明确指出在制造业和服务业。制造业包括各类离散制造型企业和流程型企业,主要应用工程信息技术来解决制造过程中的技术和管理问题,如管理控制一体化问题、企业内部物流问题等。服务业主要是指物流与供应链管理以及金融工程,这是我院的强项,可以将许多科研成果应用到教学工作中。④强调从系统级解决问题。作为南京大学培养的IE专业学生,要求能从系统角度解决生产与服务系统存在的问题。
3课程设置
明确了IE专业学科体系和培养目标之后,课程设置应该不是一件困难的事。但在教学实践中,我们发现如何教好每一门课和界定课程之间的联系与差别是关键。
从图1可以清楚地看出IE学科体系及其相互关系,但不能保证所有任课教师都是IE出身,都能理解IE,这就是困难之所在。我们的学生经常会问,为什么要学习这一门课,它和IE有什么关系?不是每一个任课教师都能清楚地回答这样的问题,也不是每个任课教师的回答都正确。这需要IE专业的教师来回答。
我们可以把IE专业课程体系分成6个模块,如图2所示。每个模块包含若干课程。如分析计算模块,课程包括运筹学、高级运筹学、概率与数理统计、数值分析;计算机信息技术模块,包括计算机技术基础、C++程序设计、数据结构、数据库原理与应用、微机原理与应用、管理信息系统等;工程技术模块,包括工程图学和计算机图学、机械设计基础、机械制造基础、现代制造系统等;经济模块,包括管理经济学、财务会计、工程经济学、金融工程、金融计量学等;管理模块,包括管理学、供应链管理、人力资源管理、质量管理、项目管理等;IE核心模块,课程包括工业工程基础、生产管理、人因工程、物流工程等;每一个模块内的课程有实验和设计项目,每一个模块内的课程之间也有实验或设计项目,在模块之间也有实验和综合性实验项目,以培养学生综合应用所学知识解决实际问题能力;最后还有产业/方向模块,其目的是给学生在某些产业方面更多更强的知识和训练。在实施这一教学理念的过程中,我们强调,1)要界定清楚每一个模块内的课程之间的联系和区别。规定课程的学时数、课程大纲和教学要求,规定哪些内容在哪门课程中介绍,介绍到何种程度,后面的课程在内容上如何覆盖和加深等。2)模块之间的衔接和关联,这是体现技术与管理有机结合的关键。
4教学实践
由于IE的工程实践性,在教学过程中必然要强调IE专业的实践环节。这可能包括两个方面,实验教学和实践教学。在我国,经过十多年的发展,在管理科学与工程教学指导委员会的指导下,再加上学习发达国家的先进经验,IE实验教学体系已基本形成,各门课程所要求的实验内容已基本确定,但问题在于如何开展实验课,保障实验课的质量,改善实验效果。由于受实验场地、设备资源和时间的约束,实验已成为一个验证过程。我们的理念是提供一个实验平台和实验要求,让学生自己来设计实验,分析实验结果并提出改进方案,真正让学生自己动手做实验,使学生印象深刻。实验中出现的问题,让学生自己解决,不知不觉中培养了学生利用所学知识综合解决实际问题的能力。超级秘书网
鉴于现在的学生极少经历过社会实践的事实,在教学环节上加强实践教学环节。如金工实习、工厂参观、短期企业调查、专业实习等,使学生对企业有一个感性认识。这虽然加大了教学投入,但对于改善教学效果,起到了良好的促进作用。
5结论
实践已经证明,IE无论是在发达国家,还是在发展中国家都得到了蓬勃发展,在社会经济建设中发挥了重大作用,中国对IE专业人才的需求将大大超过供给。而且,社会对IE专业人才的需求是多方面、多层次的,各个学校在办学过程中,如能注意发挥各自的特色和优势,必将充分发挥IE专业潜能。良好的培养目标和教学计划的设计是成功的基础,但真正的成功还有待于社会实践的检验。
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