“生产计划与控制”课程教学改革与实验室建设

樊静丽，张 豪，王建达，王 乾

（中国矿业大学（北京）能源与矿业学院，北京 100083）

生产计划与控制是现代生产与运作管理的重要组成部分，其目的在于跟踪市场需求的变化，合理安排物料、设备和人力资源等，以降低库存、缩短交货期和降低生产成本、提高产品质量和企业运行效率，最终满足顾客的需要[1]。同时，“生产计划与控制”课程也是高等院校工业工程专业核心课程之一，目的是使学生了解企业进行生产计划与控制的重要性，学习生产计划的编制方法和过程，并培养学生运用生产计划与控制基本原理和方法解决实际生产问题的能力，为以后从事企业生产管理工作打下坚实的基础[2]。

但是，随着中国现代化制造的飞速发展，课程内容设置上存在明显的滞后性，如课程中涉及的案例集中于传统制造业领域、内容陈旧过时、教学方法较为单一、轻视实践等问题均使得该课程的教学质量难以达到预期[3]。因此，分析“生产计划与控制”课程的特点并针对教学中存在的问题，提出课程内容与方法改革措施，并对教学理论与实践，结合实验室建设提出一些建议，对于提高课程的教学效果和学习效率具有积极的指导意义。

1 “生产计划与控制”课程的特点

“生产计划与控制”是一门工程技术与管理科学、制造学与生产规划的综合交叉科学，其课程目标在于使学生熟悉现代企业生产运作体系，掌握生产计划与控制基本思想以及将生产计划与控制原理、方法应用于生产系统运作管理中[1,4]。课程表现出独有的特点，主要体现在以下3 个方面：

（1）课程交叉学科特点明显。工业工程的培养目标是以一门工程学科为基础，以工业工程理论和方法为纽带，掌握并融会贯通多门学科知识，解决现代企业中综合性工程技术和管理问题[1,5]。“生产计划与控制”作为工业工程专业课程的主线，也体现了多学科交叉的综合性特点[6]，在对生产过程中时间与空间上的组织、生产作业计划、生产线平衡、库存控制等技术学习基础上，辅助时间管理、人力资源管理、财务管理等管理理念的渗透。因此，这门课程在传授过程中不仅需要重视对专业技术的训练，也要重视对管理观念的培养，使学习者成为生产管理方面的综合专业人才。

（2）理论与实际联系紧密。“生产计划与控制”课程对工业工程专业建设起到较强的支撑作用，在掌握一定专业基础知识的前提下，通过对生产运营流程、物流设施布置、企业资源规划等方面系统而全面的了解，着重学习企业生产过程中的综合生产计划、主生产计划、物料需求计划、装配和生产作业计划的制定方法和控制策略等。所以，“生产计划与控制”课程不仅仅是一门以理论为主的课程，更多地需要学生由点及面，将理论应用于具体企业的生产管理之中，通过讲解与展示实际案例，剖析生产运作管理中存在的相关问题，使学生加以实践并改善。

（3）现代制造业及经济转型发展对这门课程影响显著。由于中国经济的快速发展，传统制造业以及服务业等都面临着转型及产业升级，产品从传统的单品种、大批量、备货式生产方式向多品种、小批量、客户化订货式生产方式转变，这就要求企业从单纯的以成本最小化为目标的生产管理体系向成本、质量和客户体验并重的生产管理系统转变。因此，“生产计划与控制”课程也须与时俱进，教学内容与教学方式需要随着经济社会的进步时刻调整，以适应当今企业作业流程及生产计划等的变化需求。

2 课程内容与方法改革措施

2.1 课程内容改革

鉴于“生产计划与控制”课程的独有特点，并结合作者多年的实践教学经验，认为有必要对这门课程的内容进行优化调整，使之更符合现在企业生产作业要求，主要体现在以下3 个方面：

（1）课程教材重新编排，使之更加匹配现代企业生产特点。课程教材作为承载课程主体内容的重要载体，是学生课前预习、课后复习的主要工具和参考书，而教师则需要通过教材、案例等相结合系统地讲授课程，从而达到教学目标。因此，教材的选用应注意与课程发展目标一致。课程改革前，“生产计划与控制”的教材内容主要按照企业生产运作中的战略决策、运作决策和控制决策3 个决策层次进行组织，教材中企业制造战略、产品开发与设计、生产过程的规划与设计等内容相对较多，而对于生产计划的编制和计算过程涉及内容相对较少，在一定程度上限制了学生自主学习的空间及课程讲授的深度[7]。此外，课程改革前的教材因出版年份较早，部分案例描述与当前发展形势相比已略显过时。因此“生产计划与控制”课程由使用李怀祖主编的教材调整为潘尔顺编著的教材[8]，相较于调整前的教材，课程改革后企业生产管理中的生产计划与控制体系成为课程讲授的重点内容，同时涵盖了项目进度管理等内容，充分体现了该课程的交叉学科特点，可以更好地实现工业工程专业本科学生的课程学习目标和毕业要求。

（2）课程内容改革注重理论与实际相结合，突出实际解决问题能力的培养。“生产计划与控制”课程的教学内容，理论与实践相结合十分必要，教材内容中由于编写人员对该领域的掌握程度高，通常容易将一些知识点简略化，但学生由于缺乏实际生产经验，可能导致对某一知识点感到抽象或不理解。因此，将理论学习与某些实际生产过程中的实际操作相结合尤为重要，可以开阔学生的视野并强化理论基础[9]。为此，教学改革通过收集大量的企业生产实际案例，编写了符合工业工程学生就业目标的“生产计划与控制”的案例库和配套课件。在课程讲授过程中，结合丰富的案例，引导学生应用生产计划与控制基本原理和方法解决实际问题，提高学生对实际生产问题的认知能力。此外，为了增强学生对生产实际的感官认识，课程中适当穿插生产过程的小短片，如大众汽车佛山工厂的生产流程的短片直观讲述了冲压、焊接、涂装和总装的整个流程，让学生对汽车整体或局部生产过程产生深刻印象，有助于后续理论学习与实际生产的联系。

（3）增加课程中计算机操作能力，培养复合型实践人才。“生产计划与控制”作为工业工程学生专业核心必修课之一，旨在为学生以后从事生产管理工作打下良好的基础，企业实际生产经营过程中往往涉及比较复杂的生产规划问题，这要求学生能够熟练运用计算机解决[10]。同时教学经验表明课堂教学完成后学生往往缺乏解决实际问题的实践能力，因此需要增加上机内容，提高学生实践能力。以往上机内容为用Excel Solver 解决生产计划问题，目的是使学生通过上机实践复习生产计划的基础知识，并掌握生产计划的制定方法及将生产计划转化为线性规划问题进行求解的方法，同时学习应用生产计划的一种求解工具。课程改革后，课程主体内容发生了较大变化，对于生产计划的编制和计算成为重要学习目标，其中需求预测作为企业生产计划制定的重要基础，对于生产计划的编制有决定性影响。因此，为适应课程改革的需要，在原有上机内容的基础上，增加需求定量预测作为生产计划与控制上机内容，其目的是使学生掌握影响需求的因素，以及各种定量预测方法的条件，能够熟练应用定量预测方法对企业实际生产问题进行需求预测分析。

2.2 教学方法改革

鉴于“生产计划与控制”课程的实践性特点，如果课程教学方法过于死板，导致学生难以聚焦注意力学习专业知识[2]。因此，根据多年的教学经验，结合教学方法方面可能存在的不足，在教学方法上做出了如下的思考和改进，以期提高教学质量。

（1）充分利用多媒体与其他教学方式相结合。“生产计划与控制”作为企业生产经营的重要组成部分，其课程教学的主要目的之一是使学生熟悉生产计划编制过程，课程内容中涉及较多企业生产经营专有名词和工艺流程，例如生产流程、产品布置以及多种生产方式的区分等，由于学生缺乏实际生产经验，并且容易对单一纸质教科书产生厌烦情绪，加之对这些知识感到比较抽象，难以理解，不利于学生对新知识的掌握。因此，充分利用多媒体教学特色，备课时查找相关的图片、动画，特别是最新的生产案例等材料，在课程讲述过程中的适当举例，不仅可以达到事半功倍的教学效果，同时也可以达到吸引学生专心听讲以及课后拓展的目的。在教学过程中，也要注意课程讲授速度过快的问题。在多媒体教学过程中，教学课件已由教师完善，条理清晰，一个课时可能讲述多个重点内容。学生可能由于缺乏课前预习，导致听课时无法跟上进度。因此，在教学过程中，适当利用板书、实物展示等其他教学方式与多媒体教学相结合十分重要。

（2）引导式教学引入。对于工业工程专业本科学生而言，培养创新思维能力和提高解决实际问题的能力是其学习和工作过程中必不可少的，而“生产计划与控制”作为企业从事生产管理人员的必修课，其课程内容与企业生产实际问题更是紧密联系，因此在课程讲授过程中应格外注重引导式教学，有意识地给学生提供单独思考的空间，以达到创新思维能力和实践能力提高的目的。例如，在学习物料 ABC 分类方法时，让学生将自己当作物料管理专员，将企业现存的上千种物料按照 ABC 分类的理论方法划分清楚，并确定各类物料的管控方式，取得较好效果。此外，课程讲授过程中，在适当的时候提出相关的问题要求学生回答或讨论，例如，按订单生产的企业需不需要库存，理由是什么，决定适当订货点的因素，综合生产计划的编制流程等问题。首先由学生进行讨论或回答，给出自己的思考，然后教师进行适当的补充或解答，不仅可以活跃课堂气氛，还可以锻炼学生自主思考的能力。其次，授课过程中，将事先备好的生产案例呈现给学生，引导学生一步步地思考如何解决实际生产问题，而不是直接给出解决过程，从而培养学生独立思考和解决实际问题的能力，提高课程的实用性。

3 课程相应实验室建设思考

“生产计划与控制”课程的交叉性、适应性和实践性[11]，决定其教学过程必须借助具体的实践提高教学效果和学习效率，使学生能在动手实践以及交互中将理论应用于实践过程。因此，建设与课程相对应的实验室平台至关重要，具体的操作过程可以从以下几个方面展开：

（1）生产设施规划模拟。对于缺乏生产实践经验的学生来说，本课程的很多概念和方法较为抽象和枯燥，所以通过一定的生产设施规划模拟结合教学，可以迅速提升学生对于知识的掌握和实操[6]。结合一种具体产品的生产计划流程，通过给定一定的条件，如产品型号、结构以及工艺过程，要求学生模拟生产的实际情景，完成生产单位的设置，确定生产类型以及选择生产计划的编制方法。

（2）ERP 沙盘模拟。ERP（企业资源计划系统）模拟沙盘是针对代表先进的现代企业经营与管理技术，设计的角色体验的实验平台。由于对于传统的高校课程设置而言，单科效应较为明显，但是各科之间存在壁垒，联系较为薄弱[12]。因此需要一种手段将各学科联系到一起，并且突出“生产计划与控制”课程在其中的重要作用。模拟沙盘按照制造企业的职能部门划分了职能中心，把企业运营所处的内外环境抽象为一系列的规则。学生在学习过程中以实际参与项目的方式亲自体验企业管理运作流程来完成企业生存发展壮大的任务，在完成任务的过程中学生会主动探索管理企业的方法和手段，教师在这一过程中起引导和组织作用[13]。这种方式既能调动学生的主观能动性，又让其身临其境，感受市场的现状，承担企业经营风险，体会企业经营的关键。

（3）专业工程实训训练。生产计划与控制实验室应当建立以生产运营为背景，由几类不同产品的生产过程组织类型的生产实际模拟现场，例如大型流水线生产模拟、批量生产模拟等。学生在实操过程中，可以足不出户体验到生产计划与控制课程的基本原理，进行规划与实际操作，提高学生的实际动手操作能力[14]。在设计不同的模拟现场，可以将综合生产计划、主生产计划等编排过程进行调控，通过整套的生产加工、进货等流程的操作和介绍，使学生认识到各阶段训练的用途以及它们之间的相互关系，从而将整个生产计划过程联系起来[15]。

（4）市场环境变化下的生产计划模拟平台。由于国内经济环境的迅速变化，企业面临着诸多挑战，如战略转型、企业重组等。这会使得企业的生产规模以及制造柔性等发生重大变化，及时地适应企业这种变化与挑战是十分必要的[16]。因此，建立了市场环境变化下的生产计划模拟平台，这个平台主要的操作是为了调整当经济环境以及市场需求发生变化的情况下，对于企业的综合生产计划和主生产计划的影响，进而求得资源需求计划。如资源需求计划不可行，则对主生产计划和综合生产计划进行必要改变，包括交货期以及库存的变化调整[17-18]。通过上述操作，让学生体验到真实的市场变动情景，将书本上的知识进行灵活的运用。并且，尝试将这种模型与计算机软件相结合，类似大规模定制产品的计划编排过程，包括图纸、工艺路线、加工时间、装配时间、客户订单子系统的增加、删除功能等，实现在计算机上完成整套生产计划编排，提高了教学质量及模拟企业的生产效率[15]。

4 结语

“生产计划与控制”是工业工程专业的重要专业课程，其交叉性、适应性与实践性等特点决定了该门课程需要将技术与管理相结合、适应现代制造业发展以及将具体实践过程引入，才能将课程传授完整。并在课程教学过程中适时调整教材、课程内容与教学方法，适当引入案例分析、实操作业，可以提高学生的学习效率与实际解决问题的能力。