物流工程专业实验实训教学体系研究

肖生苓，杨慧敏，李 洋，孙术发

（东北林业大学 工程技术学院，黑龙江 哈尔滨 150040）

1 引言

随着我国现代物流业的崛起，物流高等教育得到了快速发展。据教育部统计数据，截止到2013年12月，我国已有物流管理与物流工程类本科专业475个，其中物流工程专业80个[1]。在短短的10余年间，物流本科专业从无到有，从依附于某一特色专业到独立发展，初步形成了自己的专业建设体系。但相当一部分高等院校，理论教学体系日趋完善，而实验教学体系距离物流管理与工程类专业教学质量国家标准有很大差距，表现为实验实训硬件教学资源的局限性与阶跃式增长的人才培养需求之间的矛盾[2-3]；实验实训软件平台的落后性与快速发展的物流信息技术之间的矛盾[4-5]；单一的实验教学体系与多元化学生能力培养之间的矛盾日益突出。这对我国培养的物流人才能否成为全面参与全球化竞争、推动我国经济迅速发展的战略性人力资源具有重要的意义[6-9]。

2005年3月经教育部批准正式设立的东北林业大学物流工程专业，在全国是设立物流工程专业较早的高校之一（当年在教育部备案第19位）。经过近10年的发展建设、探索与实践，逐步形成了比较完善的物流工程人才培养模式，特别是实验实训教学体系和实验室平台建设实现了较高水平的快速发展，并在实验实训教学理念、教学体系、实验设施与设备建设等方面取得了一定的成绩[10-12]。

2 物流工程创新创业实验实训教学体系

依托东北林业大学的“211工程”建设和“2011计划”创新平台建设优势，以教学科研为载体，以实验实训教学为平台，以信息技术为手段，以能力培养为目标，突出行业特色，建立了“五结合、五模块、五方向、四连续”的创新创业实验实训教学新体系。

（1）“五结合”。实验实训教学体系体现5个结合，即：①实验实训教学研究与理论教学研究相结合；②教学研究与科学研究相结合；③实验实训过程与仿真视频相结合；④实验实训教学与科技创新相结合；⑤实验实训与对外服务相结合。

（2）“五模块”。实验教学体系分为五个实验教学模块：①基础实验模块。目的是训练学生的基本实验能力、了解物流工程专业基础知识，主要由专业基础课程实验组成；②专业实验实训模块。通过该模块的实验训练，学生可以掌握物流工程专业的实验技能，主要由专业课程实验组成；③综合性实验实训模块。涉及到较多的专业前沿内容，重点是训练学生的综合、设计能力，主要由综合性和设计性课程实验组成；④创新实验实训模块。目的是使学生将理论知识应用于生产实际，训练学生解决生产实际问题和实际动手能力，主要由创新性课程实验组成；⑤创业实验实训模块。学生可以通过企业经营模拟实验，在实验实训过程中转换角色，重点训练学生协同、合作，提升创业思维，主要由创业性课程实验组成。

（3）“五方向”。分别为：①物流设施规划与设计，主要进行设施选择、作业单元设计、物料搬运系统分析、计算机辅助设计设施布局、设施规划评价与选择等实验。②物流装备与测试，主要进行物流装备零部件设计、总装设计、物流装备实际操作、故障诊断和简单维护实训等；③物流系统优化与仿真，主要进行采购与供应系统、运输系统、仓储系统、货物通关系统等优化和仿真实验实训等；④物流信息与技术；⑤林业物流等五个专业方向。

（4）“四连续”。①一年级，专业感性认识性实验；②二年级，专业基础性实验；③三年级，专业应用综合性实验实训；④四年级，专业创新创业性实验实训。

按不同层次、不同模块、不同方向和不同年级建立的物流工程实验实训教学新体系，注重物流工程专业的特点和自身的系统性，实验实训教学内容从基础、专业到实践知识的综合，循序渐进，培养创新创业型高素质物流工程人才。

3 物流工程实验实训平台建设

以培养现代物流工程人才为主线，结合物流工程专业培养方案，研究开发并重点建设了6个实验实训系统。

（1）自动化立体仓储实验实训系统。自动化立体仓储系统包括堆垛机控制系统和输送链控制系统，由堆垛机控制柜和输送链控制柜分别控制相应的机械对象，同时两个控制柜和主控计算机连在一起构成网络，实现整个系统的网络控制。主控计算机和配送软件计算机构成网络，实现数据共享。堆垛机和辊道包括：堆垛机及控制柜和辊道及控制柜。堆垛机和辊道系统具有手动运行、演示系统和物流系统三种方式。演示系统运行方式用于堆垛机和辊道的联动，控制命令来自本地计算机；物流系统运行方式用于完成整个系统的实验和实训操作，控制命令来自服务器。

（2）可视化生产物流实验实训系统。通过CCD视频技术，把每台机器的产品加工、生产、维护、停机故障、值班等情况信息采集反馈到中控系统，录入中心数据库，进行综合分析、对比计算与显示，从而达到监测目的，实现可视化。基于对生产线数据的采集和产品质量跟踪、追溯，采用一套高度精细化和智能化的制造执行系统（MES）控制整个生产过程，以使企业向生产制造柔性化和管理精细化方向发展，改善生产线的运行效率，加强生产现场数据采集和在制品管理、产品质量和售后服务能力，降低生产成本等建造了可视化生产物流系统。

（3）RFID综合实验实训系统。系统包括：①RFID综合试验系统、低频RFID读写系统、手持式高频RFID读写系统、工业级PDA手持终端/RFID数据采集器、高频RFID一体机等物联网中感知层设备，其主要功能是识别物体，采集信息；②无线传感网络，WiFi自组网、机器间通信（M2M）的移动通讯网络等通信技术，负责传递和处理感知层获取的信息；③商业智能BQ、地理信息系统（GIS）、物联网软件等技术，应用层是物联网和用户的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用，具体应用的系统集成技术。

（4）自动分拣实验实训系统。该实验系统基于信息集成、自动控制和先进的工程技术等现代高新技术，将原木加工和分拣过程实现于实验室。包括合理量材造材实验子系统、原木纵向和横向输送智能控制实验子系统、原木生产线自动抛木与分拣实验子系统。该系统原木按材长分为5个等级，材质检测和量材设计采用CCD视频技术，原木贮存采用库存技术，该系统与实际生产线的比例为1:5，净长36m。该实验系统涵盖了原木自动化造材、检测、选材、缴库验收等全部实际过程，可全面培养和训练学生综合运用所学专业知识、解决实际问题，提高创新能力。

（5）物流装卸搬运实验实训系统。物流设备是物流系统中的物质基础，伴随着物流的发展与进步，物流设备不断得到提升与发展。物流设备领域中许多新的设备不断涌现，极大地减轻了人们的劳动强度，提高了物流运作效率和服务质量，降低了物流成本，在物流作业中起着重要作用。该系统主要包括：四向托盘、高架叉车、自动分拣机、自动引导搬运车（AGV）、液压升降台等，主要训练学生实际操作能力。

（6）物流企业ERP经营模拟实验实训系统。沙盘每个团队由CEO（首席执行官）、财务总监、销售总监、生产总监和采购总监组成。每个团队联系从事4-6个会计年度的经营活动。通过直观的企业沙盘，模拟企业实际运作状况，内容涉及企业整体战略，产品研发、生产、市场、销售、财务管理、团队协作等多方面，让学生在游戏般的学习中体验到完整的企业经营过程。ERP沙盘模拟以其科学、易用、实用、趣味的设计为广大学生和老师所喜欢。融合理论与实践于一体、集角色扮演与岗位体验于一身的设计思路，使学生在参与、体验中完成了从知识到技能的转化。能帮助提升学生创业思维及能力，以弥补当前大学生创业教育的不足。

4 一体化物流工程实验实训信息系统软件平台建设

通过软件体系的建设搭建理论与实践的桥梁，深化学生对现代物流理论的理解，提高学生的操作能力。该系统包括物联网3D运输系统、国际物流信息系统、供应链管理信息系统和物流作业仿真系统等。

（1）物联网3D运输系统。该系统采用物联网技术，以3D动画的形式形象的模拟物流运输系统。以公路运输为核心，其主要有：发货人、承运人、收货人以及物流运输公司之间的物流、信息流的业务流程，发货人填单，承运人受理、办理托运、进行调度协调，组织承运在途GPS监控、收货人签收、结算、付款、统计分析、经验决策等运输过程。

（2）国际物流信息系统。国际物流管理平台软件是针对物流工程专业开发的，平台体现国际物流的核心思想及具有物流教学软件特色。整个系统按国际物流所涉及的环节进行实验与实训。学生通过模拟买方、卖方、货代、船代、承运人、海关、理货公司、港口堆场、银行、外汇管理局、运输公司等环节熟悉每个角色所涉及的业务操作。在训练中，学生可自行选择某个角色的某项业务操作，有助于学生对国际物流实验进行操作以及整个国际物流流程的认识。教师可通过后台设置实验流程及实验情景，分配实验角色，学生依照角色进行实验；同时学生也可以通过教师的权限分配，在前台对当前行业的基础数据进行设置与维护，并根据数据的设置来完成当前的实验任务。

（3）供应链管理信息系统。基于对教学发展需要的了解和支持研发了供应链管理与优化软件，该软件主要从供应链计划（SCP）和供应链执行（SCE）的角度出发，为教学提供了着眼于全面资源整合的优秀供应链教育解决方案，为学校物流实验室模拟教学提供了平台。供应链管理与优化软件采用国际标准JAVA2EE（Java 2 Platform Enterprise Edition）技术作为开发平台。系统采用标准的浏览器/应用服务器/数据库服务器三层结构，以B/S方式来实现教师和学生的教与学的实际模拟过程。

（4）物流作业仿真系统。以快速建模、科学数据分析为特点的三维动画物流系统仿真工具软件，能充分满足教师和学生三维动画物流系统仿真的快速建模和数据分析需求。软件运用三维动画系统仿真模块，对物流仓储配送中心系统进行系统仿真规划设计、分析和验证，通过对物流设备、控制系统、作业人员和业务信息数据进行系统仿真，为物流生产管理以及物流工程规划和设计提供经过仿真验证的科学数据，为物流中心及工厂获取各种最佳解决方案提供快速实用的三维动画仿真形象化展示、数字化系统仿真和方案验证平台。

5 结束语

结合现代物流理念和先进的信息技术建立的物流实验实训教学平台，能够展现我国现代物流工程领域的技术和理论水平，采用企业和专业联合、协同设计与开发的方法，构建理论教学与实践操作有机结合的系统平台，能有效解决物流工程专业实践教学环节薄弱、理论教学与实践教学脱节等问题。根据物流工程专业人才培养目标，采用理论与实际相结合、科研与教学相结合、专业与市场相结合的方法，以实际物流作业流程为主线，针对不同年级构建多层次、多角度的实验实训系统，实验教学内容从对专业知识的验证了解、综合分析、技能训练，到独立解决问题能力的培养提高，层次循序渐进，模块交叉融合，适合我国现代物对高素质创新型人才培养的需要。

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