楊 琴， 王語詩， 陳 濘

(四川師范大學(xué) 商學(xué)院，四川 成都 610101)

?

基于學(xué)生視角優(yōu)化工業(yè)工程專業(yè)實踐教學(xué)

楊 琴， 王語詩， 陳 濘

(四川師范大學(xué) 商學(xué)院，四川 成都 610101)

工業(yè)工程專業(yè)在教學(xué)過程中要涉及大量的實驗、課程設(shè)計和實習(xí)環(huán)節(jié)，但在實際教學(xué)過程中，依然存在包括重視理論學(xué)習(xí)，輕視專業(yè)實踐教學(xué)，以及實踐教學(xué)各環(huán)節(jié)銜接不緊密等在內(nèi)的現(xiàn)狀。針對以上問題，首先選取實踐教學(xué)的行為主體——“學(xué)生”為研究對象，對工業(yè)工程專業(yè)的實踐教學(xué)進(jìn)行了調(diào)查研究。接著，結(jié)合調(diào)研結(jié)果，分析存在的問題和不足，提出了構(gòu)建生產(chǎn)管理綜合實驗室，模擬現(xiàn)代制造全過程的方案，從而使課堂理論教學(xué)、案例教學(xué)與實踐教學(xué)能夠有機結(jié)合。最后，通過對改善后的一整套生產(chǎn)流程的評估，完善并規(guī)范了工業(yè)工程實踐環(huán)節(jié)。與此同時，論文在探索如何既強化工業(yè)工程基礎(chǔ)理論、基本方法教學(xué)，又能突出培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行規(guī)劃、分析解決工業(yè)工程實際問題的能力。

工業(yè)工程; 實踐教學(xué); 學(xué)生視角; 生產(chǎn)系統(tǒng); 綜合實驗室

0 引 言

工業(yè)工程(Industrial Engineering,IE)是集管理與工程技術(shù)為一體的綜合性實踐性的一門新興學(xué)科[1]。工業(yè)工程專業(yè)[2]的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)一般包括專業(yè)見習(xí)、實驗室教學(xué)、課程設(shè)計、金工實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計[3]。在國家政策支持和經(jīng)濟發(fā)展的帶動下，近年來我國多數(shù)高校工業(yè)工程專業(yè)在學(xué)科建設(shè)和辦學(xué)特色方面都逐漸成熟[4]。但由于社會的不斷地發(fā)展以及區(qū)域發(fā)展的不平衡，工業(yè)工程專業(yè)實踐教學(xué)仍然存在重理論教學(xué)輕實踐教學(xué)環(huán)節(jié)[5-6]，激勵與考核方式創(chuàng)新性不高，實踐教學(xué)各環(huán)節(jié)聯(lián)系不緊密等問題。

1 調(diào)查現(xiàn)狀描述

針對目前工業(yè)工程專業(yè)的教學(xué)實踐環(huán)節(jié)現(xiàn)狀[7]，以四川師范大學(xué)為例，針對該校參加過專業(yè)實踐的大三，大四學(xué)生共120人，進(jìn)行基于學(xué)生視角的IE實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的問卷調(diào)查。經(jīng)過數(shù)據(jù)分析，學(xué)生對實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的評價如表1，圖1所示。

表1 工業(yè)工程專業(yè)學(xué)生對本專業(yè)實踐教學(xué)的評價統(tǒng)計表

圖1 實踐環(huán)節(jié)態(tài)度評價餅狀圖

2 調(diào)查現(xiàn)狀分析

基于問卷調(diào)研，分析結(jié)果如下：

(1) 學(xué)生感知滿意度。30%的學(xué)生對專業(yè)目前實踐教學(xué)在是否符合企業(yè)實際方面、是否系統(tǒng)化規(guī)范化，綜合性實用性、創(chuàng)新能力方面，持基本滿意態(tài)度；超過70%的學(xué)生則持基本滿意和不滿意態(tài)度。

(2) 學(xué)生擇業(yè)現(xiàn)狀面臨的主要問題。①學(xué)生缺乏社會經(jīng)驗和就業(yè)技巧；②學(xué)生專業(yè)知識不扎實，所學(xué)知識和實際偏差太大；③用人單位不了解難于確定就業(yè)方向；④性別歧視和其他。

(3) 企業(yè)挑選人才主導(dǎo)因素。①專業(yè)是否對口及是否具有專業(yè)技能；②個人在校期間的學(xué)習(xí)成績及在校期間的社會工作實踐；③各類技能證書和其他。

3 實驗規(guī)劃

本研究考慮到該校現(xiàn)有實驗基礎(chǔ)和系統(tǒng)運營成本[8]，綜合實驗運行學(xué)時，及原材料、生產(chǎn)設(shè)備的采購方式等多方面限制，選擇技術(shù)難度較低的布制帽子作為生產(chǎn)產(chǎn)品[9]。其主要任務(wù)是為客戶定制具有特殊紀(jì)念意義的帽子；即在生產(chǎn)帽子的基礎(chǔ)上，對帽子的款式、圖案和布料進(jìn)行變異，并賦予不同的紀(jì)念意義；另以獲得T恤、圍巾、布制手鏈等其他形式的紀(jì)念產(chǎn)品的衍生產(chǎn)品。

3.1 實驗?zāi)康?/p>

(1) 體驗產(chǎn)品從生產(chǎn)開發(fā)到成品出貨的整體過程及各環(huán)節(jié)的具體操作；

(2) 培養(yǎng)學(xué)生綜合設(shè)計和系統(tǒng)分析能力，將課堂所學(xué)理論知識和實驗有機結(jié)合，解決實際問題[10]；

(3) 培養(yǎng)學(xué)生組織能力和協(xié)調(diào)能力[11]。

3.2 實驗準(zhǔn)備

電腦(已安裝必要的繪圖軟件)1臺、熨斗2臺、LOGO印刷機1臺、繡花機1臺、打孔設(shè)備1套、縫紉機4臺、高壓定型機1臺、定型模具3個、量布尺2把、塑料袋、剪刀、針線若干(具體實驗設(shè)備的采購需結(jié)合實際人數(shù)、實驗室規(guī)模等因素予以補充)。

按照每組18～24人的標(biāo)準(zhǔn)，將學(xué)生分配到各崗位不同角色中去。由于本實驗?zāi)M整個現(xiàn)代生產(chǎn)系統(tǒng)[12]，因此在設(shè)定實驗崗位時主要考慮以下四方面并設(shè)立相關(guān)部門：生產(chǎn)管理、產(chǎn)品管理、生產(chǎn)技術(shù)和財務(wù)核算。人員崗位設(shè)置如表2所示。

4 實驗設(shè)計

根據(jù)生產(chǎn)階段各任務(wù)的不同，將實驗分為4個階段：初次生產(chǎn)階段；優(yōu)化改進(jìn)階段； 再次生產(chǎn)運行階段；歸納總結(jié)階段。每階段周期為1周，該組具體實驗任務(wù)安排見表3。

4.1 初次生產(chǎn)階段

結(jié)合實際生產(chǎn)情況，根據(jù)表4中的任務(wù)安排，對車間進(jìn)行合理化調(diào)整。在該階段中，根據(jù)客戶的不同需求，主要生產(chǎn)步驟如下：

(1) 收集客戶資料，確定生產(chǎn)的產(chǎn)品。在給定產(chǎn)品進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的模式下(即已明確產(chǎn)品的設(shè)計、類型、材質(zhì)、加工工藝和生產(chǎn)數(shù)量)，對比包含客戶特殊需求的客戶信息匯總表(表4)中的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)參考尺碼(表5、6)，確定產(chǎn)品型號和數(shù)量。帽子尺寸的測量方式見圖2所示。

(2) 確定工藝流程。產(chǎn)品設(shè)計、布料選擇→布料熨燙、排劃、裁剪→刺繡或印刷LOGO→打排氧孔→縫制(車帽身→車帽眉→車防汗帶→車調(diào)節(jié)扣→訂頂紐)→燙平整→品檢→包裝→倉庫

(3) 棒球帽質(zhì)量檢測。

(4) 成本核算。本產(chǎn)品成本的計算公式如下(成本包括布料、PE板、頂紐、防汗帶、調(diào)節(jié)扣、線、燙畫和繡花等材料的費用，同時需考慮布料的利用率以及人員等問題)：

表2 角色分配

表3 具體實驗過程及任務(wù)安排

(5) 確定產(chǎn)品售價。

(6) 銷售產(chǎn)品。將滿足顧客個性需求的產(chǎn)品銷售給顧客，收集其反饋意見并進(jìn)行整理，為進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)品，制定生產(chǎn)計劃做準(zhǔn)備。

詳細(xì)記錄該生產(chǎn)過程中的實驗數(shù)據(jù)，并拍攝現(xiàn)場照片及生產(chǎn)線中每個工位的操作視頻,為下一階段的優(yōu)化分析提供可靠資料。

表4 客戶信息匯總表 cm

表5 女性參考尺寸表 cm

表6 男性參考尺寸表 cm

4.2 優(yōu)化改進(jìn)階段

優(yōu)化改進(jìn)階段中，通過分析產(chǎn)品生產(chǎn)階段中包含生產(chǎn)線和設(shè)施布置的視頻、圖片資料，應(yīng)用專業(yè)理論知識和計算機軟件，進(jìn)行分析整理并提出優(yōu)化改進(jìn)建議，以提高整個系統(tǒng)的效率。本階段可從以下四個方向進(jìn)行分析：

(1) 系統(tǒng)仿真。結(jié)合上階段數(shù)據(jù)資料，運用Flexsim 5.0對整個生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析，解決系統(tǒng)中存在的等待時間，資源分配等問題。具體要求及過程如下：①確定系統(tǒng)概念模型，繪制系統(tǒng)概念模型圖；同時整理系統(tǒng)數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)統(tǒng)計表；②建立Flexsim模型；③模型運行；④數(shù)據(jù)分析，提交報告。

(2) 設(shè)施規(guī)劃和布局的調(diào)整改善。結(jié)合系統(tǒng)仿真結(jié)果，綜合設(shè)施規(guī)劃與物流分析、基礎(chǔ)工業(yè)工程等專業(yè)課知識，重新設(shè)計實驗室機械設(shè)備[13]。本過程包括以下步驟：①進(jìn)行物流和非物流關(guān)系的分析(整理實驗室資料，形成產(chǎn)品明細(xì)表、機器設(shè)備一覽表、工藝表)；②繪制實驗室作業(yè)單位的位置及面積相關(guān)圖；③布置實驗室(表7)。

表7 實驗室布置設(shè)計步驟要求

(3) 動作分析。設(shè)施規(guī)劃調(diào)整是從整個布局的角度對操作系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，而動作分析是結(jié)合生產(chǎn)過程中的視頻資料，從人的角度進(jìn)行分析改進(jìn)。分析步驟如下：①運用軟件Double v3.2對生產(chǎn)過程中的每個操作工位進(jìn)行詳細(xì)的單手、雙手動作分析和產(chǎn)品生產(chǎn)線平衡分析；②對錄像分析后得出的結(jié)果找出無效動作，確定瓶徑工序，計算生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)平衡率；③運用課堂所學(xué)專業(yè)理論知識對其瓶頸工序進(jìn)行重點優(yōu)化改進(jìn)，并提建議，使整個生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)效率大大提高。

(4) 人因工程分析。實驗室的生產(chǎn)系統(tǒng)由人-機-環(huán)境三要素組成。在之前的基礎(chǔ)上，結(jié)合人因工程思想以及目前已有的實驗基礎(chǔ)，對實驗室的作業(yè)環(huán)境進(jìn)行測量、分析、改善。其中，人因工程分析的具體要求：①原始數(shù)據(jù)測量與統(tǒng)計：作業(yè)環(huán)境的數(shù)據(jù)—實驗室溫度、濕度、風(fēng)速、噪音、照明。作業(yè)空間設(shè)計的數(shù)據(jù)—坐姿、站姿作業(yè)空間，工作面，座椅和實驗室空間；②對作業(yè)環(huán)境和作業(yè)空間的數(shù)據(jù)分析，與標(biāo)準(zhǔn)對比做出評價；③提出改善措施、方案，形成文檔，提交報告。

4.3 生產(chǎn)系統(tǒng)再運行階段

本階段是在3.2的基礎(chǔ)上進(jìn)行再次生產(chǎn)。該階段主要任務(wù)是收集數(shù)據(jù)信息，為后階段改善結(jié)果的統(tǒng)計和進(jìn)一步完善系統(tǒng)做準(zhǔn)備。

4.4 歸納總結(jié)階段

本階段對改善后的生產(chǎn)系統(tǒng)的運行結(jié)果進(jìn)行分析總結(jié)，并對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。

5 結(jié) 語

通過建立綜合性的工業(yè)工程實驗室[14](設(shè)置包含基礎(chǔ)工業(yè)工程、運籌學(xué)、設(shè)施規(guī)劃與物流分析、系統(tǒng)工程、人因工程,質(zhì)量管理[15]等學(xué)科專業(yè)課程相關(guān)實驗)，完善了工業(yè)工程實踐環(huán)節(jié)，并融入已有的實踐教學(xué)，使實踐教學(xué)環(huán)節(jié)更加規(guī)范化、系統(tǒng)化。通過實踐環(huán)節(jié)，深化并擴展了學(xué)生對知識的理解，有助于培養(yǎng)學(xué)生的科研能力和實踐能力。工業(yè)工程實踐應(yīng)不斷地在實際教學(xué)中進(jìn)行改進(jìn)和完善，構(gòu)建綜合的互動式教學(xué)，進(jìn)一步加強工業(yè)工程專業(yè)學(xué)生的素質(zhì)教育[16]。

[1] 易樹平,郭 伏.基礎(chǔ)工業(yè)工程[M].北京：機械工業(yè)出版社,2011.

[2] 羅振壁,朱立強.工業(yè)工程導(dǎo)論[M].北京：機械工業(yè)出版社,2009.

[3] 萬 鵬,原丕業(yè),趙金先,等.應(yīng)用型工業(yè)工程專業(yè)的綜合實訓(xùn)研究與實踐[J].實驗室研究與探索,2011,30(6):319-321.

[4] 陸 剛,孫宇博,盧明銀,等.工業(yè)工程專業(yè)實驗室建設(shè)現(xiàn)狀分析及其實驗?zāi)Ｊ窖芯縖J].工業(yè)工程,2011,14(2):127-130.

[5] Lattuca L R,Stark J S.Shaping the College Curriculum:Academic Plans in Context[M].New York:Jossey-Bass,2009.

[6] 陳國華.面向工業(yè)工程專業(yè)實踐教學(xué)創(chuàng)新體系研究[J].機械管理開發(fā),2011(5):173-174.

[7] 蘇玉珠.基于工業(yè)工程研究與人才培養(yǎng)的教育定位探討[J].教育研究與實驗,2009(S3):13-15.

[8] 蔣增強,鄂明成,朱曉敏,等.工業(yè)工程實驗體系研究[J],實驗室研究與探索,2013,32(10):141-145.

[9] 嚴(yán)京濱,林 亨.基于布藝生產(chǎn)的工業(yè)工程綜合型創(chuàng)新實驗教學(xué)[J].實驗室研究與探索，2013,32(4):157-159.

[10] 周金平,蘇 平.基于仿真的設(shè)施規(guī)劃實驗平臺設(shè)計[J].實驗技術(shù)與管理,2012,29(8):84-87.

[11] 林 亨,嚴(yán)京濱,王曉芳.工業(yè)工程系列實驗[M].北京：清華大學(xué)出版社,2011.

[12] 陳雷雷,李 俊.工業(yè)工程專業(yè)實踐環(huán)節(jié)教學(xué)改革中的PDCA循環(huán)——以“建模與仿真實踐”為例[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2014,26(1): 115-117.

[13] Bouener T,Bouwden R,Laing S.Studies in Higher Education[J].Professional Doctorates in England,2001(1):65.

[14] Crawley E F,Malmqvist J,?stlund S,etal.Rethinking Engineering Education:the CDIO Approach[M].New York:Springer,2007.

[15] Prados J.A Pround Legcy of quality Assurance in the Preparation of Technical Professionals:ABET 75thAnniversary Perapective[C]//Baltimore:Accreditation Board of Applied Science,Computing,Engineering and Technology (ABET.Inc),2007.

[16] 王建林,馬如宏,周 峰,等.工業(yè)工程專業(yè)實踐教學(xué)體系探討[J].高校實驗室工作研究,2012(1):23-24.

IE Practical Teaching Improvement Based on the Perspective of Students

YANGQin,WANGYu-shi,CHENNing

(Business School, Sichuan Normal University, Chengdu 610101, China)

There are numerous experiments, curriculum design and internship links in IE major. However, in the process of practical teaching, there still exist some problems to be solved in many aspects. The problems contain how to improve the role of practical teaching, or how to strength the ties within each teaching procedures more closely in practical teaching. This study makes an investigation for practical teaching of IE based on the perspective of student firstly. Secondly, aiming at the current problems, a scheme is proposed to build a comprehensive laboratory of production management that may simulate the whole process in modem manufacturing industry combined with theoretical teaching, case-based teaching and case-based teaching mutually. Finally, the whole procedures are optimized to a set of practical teaching courses with a more standard. This study also explores how to reinforce the basic theory of IE, basic teaching method, at the same time ,how to train students’ ability of planing and analyzing the practical problems in IE.

IE; practical teaching; student perspective; production system; comprehensive laboratory

2015-09-06

教育部人文社科青年基金項目(13YJC630202)；四川省社科規(guī)劃項目(SC14B065)；四川師范大學(xué)教改項目

楊 琴(1978-)，女，四川宜賓人，博士，教授，碩士研究生導(dǎo)師,主要研究領(lǐng)域為生產(chǎn)作業(yè)計劃，優(yōu)化調(diào)度，工業(yè)工程教學(xué)改革。

Tel.:18908203758;E-mail:yyuu2006@aliyun.com

G 642.0

A

1006-7167(2016)08-0228-04