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工業(yè)工程實(shí)踐教育建設思路論文
引言
工業(yè)工程(IE)是研究工業(yè)系統的效率與發(fā)展的一門(mén)工程學(xué)科，具有利用自然科學(xué)和其他技術(shù)對研究對象進(jìn)行觀(guān)察、實(shí)驗、分析、設計等功能和屬性，是實(shí)踐性極強的專(zhuān)業(yè)。IE的許多重要的技術(shù)和理論方法來(lái)源于生產(chǎn)(工作)實(shí)際，IE的效益和風(fēng)采更是直接地展現和落實(shí)在生產(chǎn)(工作)實(shí)際之中［1-5］。因此在工業(yè)工程專(zhuān)業(yè)的教學(xué)過(guò)程中，實(shí)驗及其他實(shí)踐環(huán)節是必不可少的，對于培養學(xué)生的實(shí)踐能力和綜合運用知識進(jìn)行科學(xué)研究與工程設計的技能，具有特別重要的作用［6-8］。由于工業(yè)工程專(zhuān)業(yè)在我國剛剛設立不久，其課程體系和各教學(xué)環(huán)節的設置尚不十分完善，特別是教學(xué)實(shí)驗環(huán)節更是落后于對課堂理論教學(xué)的探索和發(fā)展。因此，目前研究工業(yè)工程專(zhuān)業(yè)如何構建教學(xué)實(shí)驗模式及如何開(kāi)設實(shí)驗，是一個(gè)急待解決的迫切問(wèn)題［9-10］。
1工業(yè)工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗教學(xué)存在的問(wèn)題
傳統的工業(yè)工程實(shí)驗手段一般比較單一，無(wú)論是基礎工業(yè)工程、先進(jìn)制造還是設施規劃和物流分析等課程的實(shí)驗大多是對生產(chǎn)現場(chǎng)某個(gè)系統的簡(jiǎn)單模擬，真正的企業(yè)生產(chǎn)現場(chǎng)遠遠要復雜很多并且發(fā)生著(zhù)日新月異的變化。因此，大多數實(shí)驗只能滿(mǎn)足驗證課堂教學(xué)理論的要求，很難和企業(yè)生產(chǎn)現場(chǎng)接軌［11］。而工業(yè)工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生畢業(yè)之后一般到企業(yè)生產(chǎn)現場(chǎng)從事規劃、設計、管理等工作，需要對企業(yè)的生產(chǎn)現場(chǎng)有比較清晰的了解。工業(yè)工程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節問(wèn)題尤為突出，主要表現在:理論教學(xué)與實(shí)踐脫節，實(shí)驗課時(shí)偏少;實(shí)驗項目零散，內容和形式單一;實(shí)驗經(jīng)費缺乏，儀器設備短缺;實(shí)驗與現代信息技術(shù)的結合欠缺，為了擺脫這種局面，根據實(shí)際情況擬定一個(gè)科學(xué)的、系統的本科教學(xué)且同時(shí)兼顧科研要求的實(shí)踐教學(xué)模式，是一個(gè)當務(wù)之急的問(wèn)題［12］。
2實(shí)踐教學(xué)建設思路
2．1實(shí)踐教學(xué)目標
培養學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，驗證所學(xué)專(zhuān)業(yè)理論知識，加強IE基礎理論方法和基本意識的訓練。突出現代IE中信息化和集成化的特點(diǎn)，強化工業(yè)工程的程背景，強化學(xué)科交叉和綜合性，培養學(xué)生綜合運用專(zhuān)知識，進(jìn)行系統分析、設計、優(yōu)化、控制、評價(jià)和創(chuàng )新的力。［13］適合本科生、研究生教學(xué)和企業(yè)工業(yè)工程人員培訓等不層次的需要，并能為教師科研提供實(shí)驗手段。
2．2專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)的建設思路
(1)理論教學(xué)做準備。提倡案例教學(xué)、研究型教學(xué)，增加課堂交互、提高學(xué)生學(xué)習興趣。(2)傳統工業(yè)工程實(shí)驗與現代工業(yè)工程實(shí)驗結合進(jìn)行。必須樹(shù)立以傳統工業(yè)工程實(shí)驗為基礎，現代工業(yè)工程實(shí)驗為發(fā)展的思路［13］。(3)課程設計鞏固理論教學(xué)。課程設計是工科教學(xué)中很重要的學(xué)習手段，可以將理論教學(xué)中涉及的重要方法通過(guò)學(xué)生設計或制作產(chǎn)品的形式加以鞏固。(4)通過(guò)實(shí)習提高感性認識。實(shí)習是讓學(xué)生到工作現場(chǎng)或深入實(shí)際的制造企業(yè)親眼體會(huì )企業(yè)是怎么樣運行的，實(shí)習的內容既要包括工科技術(shù)方面的操作，也要涵蓋工業(yè)工程技術(shù)在企業(yè)的應用。
3現代實(shí)驗室布置
現代IE實(shí)驗項目主要包括物流綜合實(shí)驗、現代制造中心實(shí)驗、自動(dòng)化立體倉庫實(shí)驗、ERP仿真實(shí)驗�，F代IE實(shí)驗主要是利用現代高科技手段與計算機技術(shù)，采集、分析并優(yōu)化供—產(chǎn)—銷(xiāo)一體化企業(yè)中人、財、物、設備、方法、信息等資源的運行狀況，充分挖掘企業(yè)人財物的利用潛力，進(jìn)行整體分解并實(shí)現充分優(yōu)化組合，并對整個(gè)系統進(jìn)行模擬，為了保證以上實(shí)驗的順利進(jìn)行，充分利用現代技術(shù)和教學(xué)理念，建設一種現代工業(yè)工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)實(shí)驗系統，我校建設了工業(yè)工程實(shí)驗室和ERP及人機對抗仿真實(shí)驗室兩個(gè)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗室。(1)工業(yè)工程實(shí)驗室。工業(yè)工程實(shí)驗室是由生產(chǎn)線(xiàn)監控系統、貨架、堆垛機、地軌和天軌;控制柜;電氣系統;輥筒線(xiàn);皮帶線(xiàn);倍速鏈;轉角機;出貨臺;入貨臺;工業(yè)工程流水線(xiàn)及仿真軟件等構成。自動(dòng)化立體倉庫布局圖如圖1所示，工業(yè)工程流水線(xiàn)如圖2所示。(2)人因工程實(shí)驗室。人因工程實(shí)驗室主要設備有多道心理測試儀、跑步機、人體測量?jì)x、秒表、卷尺、濕度計、人體稱(chēng)，照度計、反應時(shí)測定儀。該實(shí)驗室主要為完成“基礎工業(yè)工程”和“人因工程學(xué)”核心課程的實(shí)驗教學(xué)環(huán)節而規劃建設的，旨在掌握主要的基礎工業(yè)工程技術(shù)和方法，樹(shù)立工業(yè)工程意識，為后繼課程的學(xué)習奠定實(shí)踐基礎，并為日后應用工業(yè)工程技術(shù)和方法解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題打下基礎。(3)ERP及人機對抗仿真實(shí)驗室。ERP及人機對抗仿真實(shí)驗室主要設備包括聯(lián)想計算機60臺、金蝶ERP軟件及人機對抗設計仿真軟件。本系統適用范圍很廣，除滿(mǎn)本科教學(xué)以外，還能用于教師科研和教改研究，以提高學(xué)質(zhì)量和科研水平。它能使理論教學(xué)、實(shí)驗教學(xué)、案例教學(xué)、研究開(kāi)發(fā)和實(shí)際應用相結合，也能培養學(xué)生的計算機綜合應用能力和開(kāi)發(fā)能力。
4工業(yè)工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)新模式構建
通過(guò)對工業(yè)工程專(zhuān)業(yè)的培養目標、學(xué)科特點(diǎn)和課程知識體系的分析，研究設計了適合我校工業(yè)工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)模式。為突出實(shí)踐教學(xué)環(huán)節的系統性，配合課堂理論教學(xué)，使學(xué)生對工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程和工業(yè)工程活動(dòng)有一個(gè)全面系統的認識，我們以機電類(lèi)產(chǎn)品制造業(yè)為背景，選擇較典型的工業(yè)產(chǎn)品為主要實(shí)驗對象，在該背景下各項實(shí)驗都盡可能采用該產(chǎn)品的數據資料，達到數據共享，整個(gè)實(shí)驗體系力求能夠模擬生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)該產(chǎn)品的企業(yè)的全部或大部分工業(yè)工程活動(dòng)［14］。
4．1實(shí)驗類(lèi)型
(l)驗證性實(shí)驗。指僅對某一理論進(jìn)行驗證或訓練的實(shí)驗。如“自動(dòng)立體倉庫訂貨發(fā)貨運行模式實(shí)驗”、“人體測量”、“運動(dòng)穩定性測試”，“空間知覺(jué)測試”“企業(yè)資源計劃(ERP)”軟件熟悉等實(shí)驗。(2)設計性實(shí)驗。指綜合運用多門(mén)課程的知識進(jìn)行分析與設計的實(shí)驗。如“倉儲系統規劃與設計”、“倉儲貨位管理”、“業(yè)務(wù)流程模擬”等。(3)綜合性實(shí)驗。指綜合運用多種知識和技能分析研究一個(gè)較復雜問(wèn)題的實(shí)驗。如“裝配生產(chǎn)線(xiàn)平衡”、“動(dòng)作分析”等實(shí)驗。以上3種實(shí)驗類(lèi)型反映了不同的實(shí)驗層次和復雜程度，它們均可獨立開(kāi)設，又相互聯(lián)系。一項設計型或綜合型實(shí)驗可能包含或運用幾個(gè)單項實(shí)驗及其結果，以基礎IE為例，它的過(guò)程是:利用程序分析、操作分析和動(dòng)作研究獲得最佳作業(yè)程序和方法，然后制定出作業(yè)標準時(shí)間。因此在實(shí)驗內容安排上，選定實(shí)驗研究對象，按照上述過(guò)程依次安排“工藝程序分析”(或“流程程序分析”)、“人-機聯(lián)合分析”(或“聯(lián)合操作分析”)、“動(dòng)作研究”、“時(shí)間研究”等一系列單項實(shí)驗，最后形成綜合型實(shí)驗或設計開(kāi)發(fā)型實(shí)驗，完成作業(yè)過(guò)程的整體優(yōu)化，形成完整的知識鏈，達到綜合訓練的目的。
4．2根據課程教學(xué)大綱新增實(shí)驗
為了充分利用工業(yè)工程實(shí)驗室資源，依據課程教學(xué)大綱新增相關(guān)實(shí)驗例如:人因工程課程新增環(huán)境照明實(shí)驗;環(huán)境噪聲實(shí)驗等，質(zhì)量管理課程新增過(guò)程能力分析實(shí)驗，控制圖實(shí)驗。機電一體化系統設計課程新增自動(dòng)化立體倉庫機械結構及控制系統剖析實(shí)驗等。通過(guò)將本科生的科技創(chuàng )新項目與流水線(xiàn)實(shí)驗的開(kāi)發(fā)相結合，一方面提高了學(xué)生的實(shí)驗操作能力和實(shí)驗創(chuàng )新能力;另一方面充分利用實(shí)驗室各方面的條件，開(kāi)發(fā)出了適合本科教學(xué)特點(diǎn)的流水線(xiàn)組裝實(shí)驗［15］。應用基礎工業(yè)工程的作業(yè)分析和動(dòng)作分析方法，結合動(dòng)作分析軟件，找出有效動(dòng)素、輔助動(dòng)素和無(wú)效動(dòng)素調整工位及作業(yè)內容，得到標準作業(yè)方案，進(jìn)一步完善了工業(yè)工程實(shí)驗系統的開(kāi)發(fā)。
5結語(yǔ)
工業(yè)工程是一個(gè)實(shí)踐性非常強的專(zhuān)業(yè)，專(zhuān)業(yè)培養目標與辦學(xué)特色上要重視實(shí)踐教學(xué)。利用現有的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗室，對學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐動(dòng)手能力、協(xié)同合作能力、分析和解決問(wèn)題的能力、創(chuàng )新能力等全面素質(zhì)的培養，對于正處于發(fā)展期的新型的中國工業(yè)工程專(zhuān)業(yè)人才培養是至關(guān)重要的。應進(jìn)一步加強對其理論與應用的認識，加強高校的實(shí)驗設備及設施建設，真正做到學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節獲得真正的感受和效益。
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