基于学生视角优化工业工程专业实践教学

杨 琴， 王语诗， 陈 泞

(四川师范大学 商学院，四川 成都 610101)



基于学生视角优化工业工程专业实践教学

杨 琴， 王语诗， 陈 泞

(四川师范大学 商学院，四川 成都 610101)

工业工程专业在教学过程中要涉及大量的实验、课程设计和实习环节，但在实际教学过程中，依然存在包括重视理论学习，轻视专业实践教学，以及实践教学各环节衔接不紧密等在内的现状。针对以上问题，首先选取实践教学的行为主体——“学生”为研究对象，对工业工程专业的实践教学进行了调查研究。接着，结合调研结果，分析存在的问题和不足，提出了构建生产管理综合实验室，模拟现代制造全过程的方案，从而使课堂理论教学、案例教学与实践教学能够有机结合。最后，通过对改善后的一整套生产流程的评估，完善并规范了工业工程实践环节。与此同时，论文在探索如何既强化工业工程基础理论、基本方法教学，又能突出培养学生进行规划、分析解决工业工程实际问题的能力。

工业工程; 实践教学; 学生视角; 生产系统; 综合实验室

0 引 言

工业工程(Industrial Engineering,IE)是集管理与工程技术为一体的综合性实践性的一门新兴学科[1]。工业工程专业[2]的实践教学环节一般包括专业见习、实验室教学、课程设计、金工实习、生产实习和毕业设计[3]。在国家政策支持和经济发展的带动下，近年来我国多数高校工业工程专业在学科建设和办学特色方面都逐渐成熟[4]。但由于社会的不断地发展以及区域发展的不平衡，工业工程专业实践教学仍然存在重理论教学轻实践教学环节[5-6]，激励与考核方式创新性不高，实践教学各环节联系不紧密等问题。

1 调查现状描述

针对目前工业工程专业的教学实践环节现状[7]，以四川师范大学为例，针对该校参加过专业实践的大三，大四学生共120人，进行基于学生视角的IE实践教学环节的问卷调查。经过数据分析，学生对实践教学环节的评价如表1，图1所示。

表1 工业工程专业学生对本专业实践教学的评价统计表

图1 实践环节态度评价饼状图

2 调查现状分析

基于问卷调研，分析结果如下：

(1) 学生感知满意度。30%的学生对专业目前实践教学在是否符合企业实际方面、是否系统化规范化，综合性实用性、创新能力方面，持基本满意态度；超过70%的学生则持基本满意和不满意态度。

(2) 学生择业现状面临的主要问题。①学生缺乏社会经验和就业技巧；②学生专业知识不扎实，所学知识和实际偏差太大；③用人单位不了解难于确定就业方向；④性别歧视和其他。

(3) 企业挑选人才主导因素。①专业是否对口及是否具有专业技能；②个人在校期间的学习成绩及在校期间的社会工作实践；③各类技能证书和其他。

3 实验规划

本研究考虑到该校现有实验基础和系统运营成本[8]，综合实验运行学时，及原材料、生产设备的采购方式等多方面限制，选择技术难度较低的布制帽子作为生产产品[9]。其主要任务是为客户定制具有特殊纪念意义的帽子；即在生产帽子的基础上，对帽子的款式、图案和布料进行变异，并赋予不同的纪念意义；另以获得T恤、围巾、布制手链等其他形式的纪念产品的衍生产品。

3.1 实验目的

(1) 体验产品从生产开发到成品出货的整体过程及各环节的具体操作；

(2) 培养学生综合设计和系统分析能力，将课堂所学理论知识和实验有机结合，解决实际问题[10]；

(3) 培养学生组织能力和协调能力[11]。

3.2 实验准备

电脑(已安装必要的绘图软件)1台、熨斗2台、LOGO印刷机1台、绣花机1台、打孔设备1套、缝纫机4台、高压定型机1台、定型模具3个、量布尺2把、塑料袋、剪刀、针线若干(具体实验设备的采购需结合实际人数、实验室规模等因素予以补充)。

按照每组18～24人的标准，将学生分配到各岗位不同角色中去。由于本实验模拟整个现代生产系统[12]，因此在设定实验岗位时主要考虑以下四方面并设立相关部门：生产管理、产品管理、生产技术和财务核算。人员岗位设置如表2所示。

4 实验设计

根据生产阶段各任务的不同，将实验分为4个阶段：初次生产阶段；优化改进阶段； 再次生产运行阶段；归纳总结阶段。每阶段周期为1周，该组具体实验任务安排见表3。

4.1 初次生产阶段

结合实际生产情况，根据表4中的任务安排，对车间进行合理化调整。在该阶段中，根据客户的不同需求，主要生产步骤如下：

(1) 收集客户资料，确定生产的产品。在给定产品进行标准生产的模式下(即已明确产品的设计、类型、材质、加工工艺和生产数量)，对比包含客户特殊需求的客户信息汇总表(表4)中的数据与标准参考尺码(表5、6)，确定产品型号和数量。帽子尺寸的测量方式见图2所示。

(2) 确定工艺流程。产品设计、布料选择→布料熨烫、排划、裁剪→刺绣或印刷LOGO→打排氧孔→缝制(车帽身→车帽眉→车防汗带→车调节扣→订顶纽)→烫平整→品检→包装→仓库

(3) 棒球帽质量检测。

(4) 成本核算。本产品成本的计算公式如下(成本包括布料、PE板、顶纽、防汗带、调节扣、线、烫画和绣花等材料的费用，同时需考虑布料的利用率以及人员等问题)：

表2 角色分配

表3 具体实验过程及任务安排

(5) 确定产品售价。

(6) 销售产品。将满足顾客个性需求的产品销售给顾客，收集其反馈意见并进行整理，为进一步优化产品，制定生产计划做准备。

详细记录该生产过程中的实验数据，并拍摄现场照片及生产线中每个工位的操作视频,为下一阶段的优化分析提供可靠资料。

表4 客户信息汇总表 cm

表5 女性参考尺寸表 cm

表6 男性参考尺寸表 cm

4.2 优化改进阶段

优化改进阶段中，通过分析产品生产阶段中包含生产线和设施布置的视频、图片资料，应用专业理论知识和计算机软件，进行分析整理并提出优化改进建议，以提高整个系统的效率。本阶段可从以下四个方向进行分析：

(1) 系统仿真。结合上阶段数据资料，运用Flexsim 5.0对整个生产系统进行仿真分析，解决系统中存在的等待时间，资源分配等问题。具体要求及过程如下：①确定系统概念模型，绘制系统概念模型图；同时整理系统数据，形成数据统计表；②建立Flexsim模型；③模型运行；④数据分析，提交报告。

(2) 设施规划和布局的调整改善。结合系统仿真结果，综合设施规划与物流分析、基础工业工程等专业课知识，重新设计实验室机械设备[13]。本过程包括以下步骤：①进行物流和非物流关系的分析(整理实验室资料，形成产品明细表、机器设备一览表、工艺表)；②绘制实验室作业单位的位置及面积相关图；③布置实验室(表7)。

表7 实验室布置设计步骤要求

(3) 动作分析。设施规划调整是从整个布局的角度对操作系统进行优化，而动作分析是结合生产过程中的视频资料，从人的角度进行分析改进。分析步骤如下：①运用软件Double v3.2对生产过程中的每个操作工位进行详细的单手、双手动作分析和产品生产线平衡分析；②对录像分析后得出的结果找出无效动作，确定瓶径工序，计算生产系统的生产平衡率；③运用课堂所学专业理论知识对其瓶颈工序进行重点优化改进，并提建议，使整个生产系统的生产效率大大提高。

(4) 人因工程分析。实验室的生产系统由人-机-环境三要素组成。在之前的基础上，结合人因工程思想以及目前已有的实验基础，对实验室的作业环境进行测量、分析、改善。其中，人因工程分析的具体要求：①原始数据测量与统计：作业环境的数据—实验室温度、湿度、风速、噪音、照明。作业空间设计的数据—坐姿、站姿作业空间，工作面，座椅和实验室空间；②对作业环境和作业空间的数据分析，与标准对比做出评价；③提出改善措施、方案，形成文档，提交报告。

4.3 生产系统再运行阶段

本阶段是在3.2的基础上进行再次生产。该阶段主要任务是收集数据信息，为后阶段改善结果的统计和进一步完善系统做准备。

4.4 归纳总结阶段

本阶段对改善后的生产系统的运行结果进行分析总结，并对系统进行优化改进。

5 结 语

通过建立综合性的工业工程实验室[14](设置包含基础工业工程、运筹学、设施规划与物流分析、系统工程、人因工程,质量管理[15]等学科专业课程相关实验)，完善了工业工程实践环节，并融入已有的实践教学，使实践教学环节更加规范化、系统化。通过实践环节，深化并扩展了学生对知识的理解，有助于培养学生的科研能力和实践能力。工业工程实践应不断地在实际教学中进行改进和完善，构建综合的互动式教学，进一步加强工业工程专业学生的素质教育[16]。

[1] 易树平,郭 伏.基础工业工程[M].北京：机械工业出版社,2011.

[2] 罗振壁,朱立强.工业工程导论[M].北京：机械工业出版社,2009.

[3] 万 鹏,原丕业,赵金先,等.应用型工业工程专业的综合实训研究与实践[J].实验室研究与探索,2011,30(6):319-321.

[4] 陆 刚,孙宇博,卢明银,等.工业工程专业实验室建设现状分析及其实验模式研究[J].工业工程,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] 陈国华.面向工业工程专业实践教学创新体系研究[J].机械管理开发,2011(5):173-174.

[7] 苏玉珠.基于工业工程研究与人才培养的教育定位探讨[J].教育研究与实验,2009(S3):13-15.

[8] 蒋增强,鄂明成,朱晓敏,等.工业工程实验体系研究[J],实验室研究与探索,2013,32(10):141-145.

[9] 严京滨,林 亨.基于布艺生产的工业工程综合型创新实验教学[J].实验室研究与探索，2013,32(4):157-159.

[10] 周金平,苏 平.基于仿真的设施规划实验平台设计[J].实验技术与管理,2012,29(8):84-87.

[11] 林 亨,严京滨,王晓芳.工业工程系列实验[M].北京：清华大学出版社,2011.

[12] 陈雷雷,李 俊.工业工程专业实践环节教学改革中的PDCA循环——以“建模与仿真实践”为例[J]. 科技创新导报,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,Östlund 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,马如宏,周 峰,等.工业工程专业实践教学体系探讨[J].高校实验室工作研究,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项目(13YJC630202)；四川省社科规划项目(SC14B065)；四川师范大学教改项目

杨 琴(1978-)，女，四川宜宾人，博士，教授，硕士研究生导师,主要研究领域为生产作业计划，优化调度，工业工程教学改革。

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

G 642.0

A

1006-7167(2016)08-0228-04