工業(yè)工程實驗室創(chuàng)建分析

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1國內(nèi)工業(yè)工程實驗室建設(shè)現(xiàn)狀

1.1IE專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀

1993年國家教育部門批準西安交通大學(xué)、天津大學(xué)、重慶大學(xué)等試辦IE本科專業(yè),從而開始了我國高等工程教育IE學(xué)科建設(shè)。1999年12所重點大學(xué)招收IE碩士、博士研究生,形成了多層次、多種形式、大范圍的辦學(xué)格局。截至2009年底,根據(jù)教育部高考專業(yè)目錄的檢索,2010年開設(shè)工業(yè)工程專業(yè)的院校為159所,“211”工程建設(shè)高校44所,其中“985”21所。目前我國高校IE人才辦學(xué)模式主要概括為4種[3]:1)管理類4年制本科,以天津大學(xué)工業(yè)工程專業(yè)為代表。2)管理類5年制本科,以西安交通大學(xué)工業(yè)工程專業(yè)為代表。這種模式前3年時間在工程類專業(yè)學(xué)習(xí),后2年在管理學(xué)院學(xué)習(xí)。3)機械類4年本科的工業(yè)工程專業(yè),以清華大學(xué)、重慶大學(xué)、上海交通大學(xué)為主要代表。這種辦學(xué)模式專業(yè)工程技術(shù)學(xué)習(xí)較為扎實,基礎(chǔ)較好。4)冶金、能源、化工及其它產(chǎn)業(yè)類型的工業(yè)工程專業(yè)4年本科,以北京航空航天大學(xué)、東北大學(xué)、中國礦業(yè)大學(xué)等為代表。這些院校的IE專業(yè)模式既體現(xiàn)了很強的專業(yè)工程基礎(chǔ),又體現(xiàn)了專業(yè)特色。前2種設(shè)置在管理學(xué)院(系),約占全國的40%,管理特色濃厚;第3類設(shè)置在機械工程學(xué)院(系)、機電類背景較強,約占全國的50%;第4類工程特色明顯,約占10%。

1.2工業(yè)工程實驗室建設(shè)現(xiàn)狀

通過對公開發(fā)表的文獻資料[4-15]的查閱分析,目前國內(nèi)高校工業(yè)工程實驗室依據(jù)其建設(shè)內(nèi)容的完備和先進程度,大致可以分成4類:示范型工業(yè)工程實驗室、綜合型工業(yè)工程實驗室、驗證型基礎(chǔ)工業(yè)工程實驗室和規(guī)劃設(shè)計階段工業(yè)工程實驗室。

1)示范型工業(yè)工程實驗室。示范型工業(yè)工程實驗室是指工業(yè)工程實驗室建設(shè)內(nèi)容或?qū)嶒烍w系先進,得到工業(yè)工程專業(yè)院校的好評,成為實驗室建設(shè)學(xué)習(xí)的對象。目前,國內(nèi)示范型工業(yè)工程實驗室有清華大學(xué)工業(yè)工程實踐教學(xué)中心、山東大學(xué)IE大型綜合實驗中心和天津大學(xué)工業(yè)工程實驗室。

(1)清華大學(xué)工業(yè)工程實踐教學(xué)中心。清華大學(xué)工業(yè)工程實踐教學(xué)中心是在國家“211”和“985”專項經(jīng)費支持下建成。通過實地對美國排名前4位的工業(yè)工程系和德國阿亨工業(yè)大學(xué)實驗室、香港4所大學(xué)和臺灣新竹清華大學(xué)實驗室情況調(diào)研的基礎(chǔ)上,根據(jù)學(xué)生培養(yǎng)需求與學(xué)科發(fā)展方向以及在多位國際知名工業(yè)工程專家的討論下,制定了實驗室建設(shè)方案[4]:充分利用信息技術(shù)的優(yōu)勢,建設(shè)一個體驗與演示中心,取代購買大量昂貴的機械電子設(shè)備,同時利用信息技術(shù)共享外部設(shè)備。清華大學(xué)工業(yè)工程系建立的工業(yè)工程系實踐教學(xué)中心包括3個分實驗室和1個體驗中心,即先進制造與數(shù)字化企業(yè)實驗室、人因工程實驗室、物流工程實驗室,以及支持上述3個實驗室的體驗與演示中心。

(2)山東大學(xué)面向IE專業(yè)的大型綜合實驗體系。山東大學(xué)管理學(xué)院于1996年提出了建立工業(yè)工程教學(xué)實驗體系的設(shè)想,經(jīng)過進行1999年“面向IE專業(yè)的大型綜合實驗體系”、2002年“管理學(xué)科綜合實驗教學(xué)平臺”等項目的建設(shè)和探索,建立了特色鮮明的工業(yè)工程實驗教學(xué)體系。其具體的做法是[5]:選擇一個較典型的工業(yè)產(chǎn)品為主要實驗對象,各門專業(yè)課根據(jù)工業(yè)工程總體培養(yǎng)要求結(jié)合該課程本身的知識點、圍繞這個統(tǒng)一的實驗對象來開發(fā)實驗,使整個工業(yè)工程實驗體系能夠模擬企業(yè)從設(shè)施規(guī)劃與布局、物流系統(tǒng)設(shè)計、生產(chǎn)計劃與控制、質(zhì)量管理、流程改進、人因工程等包括物流、人流和信息流的全部或大部分IE活動。在實驗室建設(shè)過程中,形成了一批獨具特色的實驗室建設(shè)成果,開發(fā)了一些實驗軟件,出版了《工業(yè)工程專業(yè)實驗與實習(xí)教程》指導(dǎo)書。

(3)天津大學(xué)工業(yè)工程標準實驗室。天津大學(xué)工業(yè)工程實驗室成立于1986年,是在全國現(xiàn)有150多個工業(yè)工程專業(yè)的院校中首個建立的專業(yè)實驗室[6],側(cè)重于工效學(xué)或人機工程實驗、動作與時間研究和生產(chǎn)過程組織實驗等。形成了比較完善的實驗教學(xué)體系,具有明確的實驗室定位和發(fā)展規(guī)劃。

2)綜合型工業(yè)工程實驗室。綜合型工業(yè)工程實驗室以教學(xué)服務(wù)為主,其綜合性體現(xiàn)在實驗室的構(gòu)成、實驗課程的開設(shè)、實驗的組織形式、實驗設(shè)施的組成等方面。根據(jù)工業(yè)工程主干專業(yè)課程,有針對性地建立了專門的IE實驗室,滿足如基礎(chǔ)IE、生產(chǎn)管理、質(zhì)量管理、設(shè)施規(guī)劃與物流、人因工程、管理信息系統(tǒng)、系統(tǒng)工程等課程的教學(xué)實驗需要,支撐工業(yè)工程本科教學(xué)。建立了綜合型工業(yè)工程實驗室的高校,以上海交通大學(xué)[2]、東北大學(xué)[7]、重慶大學(xué)、合肥工業(yè)大學(xué)[8]、中國礦業(yè)大學(xué)等為代表。部分綜合型實驗室建設(shè)情況如表1所示。

3)驗證型基礎(chǔ)工業(yè)工程實驗室。設(shè)置工業(yè)工程專業(yè)的院校基本建立了基礎(chǔ)工業(yè)工程實驗室?；A(chǔ)工業(yè)工程實驗大多以驗證型為主,側(cè)重對所開設(shè)的基礎(chǔ)工業(yè)工程和人因工程專業(yè)知識的驗證測試[9-10]。

(1)基礎(chǔ)工業(yè)工程的實驗:作業(yè)時間測定和動作測定實驗,即流程程序分析、機操作分析、聯(lián)合作業(yè)分析、雙手操作分析、時間研究實驗、工作抽樣、模特法應(yīng)用實驗等。

(2)人因工程的實驗:心理感知實驗、條件反射動覺實驗、聽覺反應(yīng)和記憶實驗、生產(chǎn)環(huán)境計測實驗等。具體有注意廣度實驗、反應(yīng)時間測定實驗、學(xué)習(xí)曲線實驗、勞動強度與疲勞測定、環(huán)境照明噪聲粉塵測定等。

4)規(guī)劃設(shè)計階段工業(yè)工程實驗室。在159所工業(yè)工程院校中,還有一部分院校沒有建立工業(yè)工程實驗室,尤其是近3年新設(shè)置工業(yè)工程專業(yè)的十幾所院校,專業(yè)相關(guān)實驗主要依靠外單位實驗室。這些院校的工業(yè)工程專業(yè)實驗室建設(shè)尚處在規(guī)劃設(shè)計階段,基本不具備工業(yè)工程相關(guān)實驗的條件。

2工業(yè)工程實驗室建設(shè)構(gòu)成

2.1工業(yè)工程實驗室建設(shè)的依據(jù)

1)工業(yè)工程學(xué)科特征。工業(yè)工程學(xué)科的體系內(nèi)容及其特點是工業(yè)工程實驗室建設(shè)的基礎(chǔ),從工業(yè)工程學(xué)科本身出發(fā),建設(shè)工業(yè)工程實驗室,因此,工業(yè)工程實驗室建設(shè)的基本要求是體現(xiàn)工業(yè)工程學(xué)科特點。工業(yè)工程學(xué)科具有以下特征[16]。

(1)IE是一門技術(shù)與管理相結(jié)合的交叉學(xué)科。

(2)IE的研究對象是由人員、物料、設(shè)備、能源、信息組成的各種生產(chǎn)及經(jīng)營管理系統(tǒng)以及服務(wù)系統(tǒng)。

(3)IE的研究方法是數(shù)學(xué)、物理學(xué)以及社會科學(xué)中的專門知識和工程學(xué)中的分析、規(guī)劃、設(shè)計等理論,特別與系統(tǒng)工程的理論、方法和計算機系統(tǒng)技術(shù)關(guān)系密切。

(4)IE的任務(wù)是如何將人員、物料、設(shè)備、能源和信息等要素設(shè)計和建立成—個集成系統(tǒng),并不斷改善,從而實現(xiàn)更有效的運行。

(5)IE的目標是提高生產(chǎn)率和效率、降低成本、保證質(zhì)量和安全,獲取多方面的綜合效益。

(6)IE的功能是對生產(chǎn)系統(tǒng)進行規(guī)劃、設(shè)計、評價和創(chuàng)新。

2)工業(yè)工程人才培養(yǎng)目標及要求。工業(yè)工程師工作核心是降低成本;工作目標是生產(chǎn)率和質(zhì)量[17];工業(yè)工程研究的實質(zhì)是創(chuàng)新———持續(xù)不斷的創(chuàng)新。

(1)工業(yè)工程專業(yè)的人才培養(yǎng)目標:具備現(xiàn)代工業(yè)工程和系統(tǒng)管理等方面知識、素質(zhì)和能力,富有開拓精神和創(chuàng)新能力,能在企業(yè)從事生產(chǎn)、經(jīng)營、服務(wù)等管理系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計、評價和創(chuàng)新工作的復(fù)合型、應(yīng)用型人才。

(2)培養(yǎng)要求:學(xué)習(xí)工業(yè)工程的基本理論和基本知識,接受工業(yè)工程理論、方法及應(yīng)用方面的基本訓(xùn)練,具有從事規(guī)劃、設(shè)計、評價和創(chuàng)新等工作的素質(zhì)。

2.2工業(yè)工程實驗內(nèi)容構(gòu)成

工業(yè)工程內(nèi)容體系十分廣泛,根據(jù)美國國家標準ANSI-Z94(1982年修訂版),從學(xué)科角度可把工業(yè)工程知識領(lǐng)域分為17個分支[17]。這些知識領(lǐng)域涉及工業(yè)工程的基礎(chǔ)理論和工業(yè)工程專業(yè)技術(shù)。工業(yè)工程的基礎(chǔ)理論比較廣泛,其專業(yè)技術(shù)體系也在不斷地發(fā)展和擴大,但其中人因與效率工程、生產(chǎn)及其制造系統(tǒng)工程、現(xiàn)代經(jīng)營工程和工業(yè)系統(tǒng)分析方法與技術(shù)等4個方面內(nèi)容是最基本的。工業(yè)工程從基礎(chǔ)工業(yè)工程時展到現(xiàn)代工業(yè)工程的時代。基礎(chǔ)工業(yè)工程以經(jīng)驗分析為主,研究生產(chǎn)過程的局部或小系統(tǒng)的改善。而現(xiàn)代工業(yè)工程以計算機技術(shù)、信息技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)等多學(xué)科技術(shù)、方法進行定量分析,研究復(fù)雜大系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計、優(yōu)化和評價。IE實驗室的構(gòu)成既要體現(xiàn)基礎(chǔ)工業(yè)工程的特點,更要反映現(xiàn)代工業(yè)工程的特點。因此,IE實驗室規(guī)劃應(yīng)包含基礎(chǔ)IE實驗室和現(xiàn)代IE實驗室兩大塊。

2.3工業(yè)工程實驗?zāi)Ｊ?/p>

根據(jù)國內(nèi)工業(yè)工程實驗室建設(shè)現(xiàn)狀的綜合分析、工業(yè)工程實驗室建設(shè)的依據(jù)以及工業(yè)工程實驗內(nèi)容的基本組成,建立工業(yè)工程實驗?zāi)Ｊ綐?gòu)成體系,分為教學(xué)型、綜合型和平臺型3個層次的實驗?zāi)Ｊ?該模式體系由實驗?zāi)Ｊ?、實驗類型和實驗體系組成。

1)實驗體系?，F(xiàn)代IE實驗室和基礎(chǔ)IE實驗是工業(yè)工程實驗室建設(shè)的兩大基本模塊,是工業(yè)工程實驗室的核心和關(guān)鍵。

2)實驗?zāi)Ｊ健?/p>

(1)教學(xué)型工業(yè)工程實驗室立足工業(yè)工程專業(yè)本科教學(xué)實驗需求,搭建教學(xué)實驗平臺,以服務(wù)本科教學(xué)實驗,培養(yǎng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才為主。

(2)綜合型工業(yè)工程實驗室立足實驗條件,在滿足工業(yè)工程本科教學(xué)實驗的基礎(chǔ)上,充分利用實驗室資源,結(jié)合工業(yè)工程問題,創(chuàng)造科研條件,培育科研方向,具有從事相關(guān)工業(yè)工程科研的能力。

(3)平臺型工業(yè)工程實驗室構(gòu)建工業(yè)工程學(xué)科體系平臺,具有從事工業(yè)工程基礎(chǔ)理論、方法及重大項目實踐研究的條件,是科技創(chuàng)新的載體和基礎(chǔ),具備科學(xué)研究、人才培養(yǎng)和學(xué)術(shù)交流三大主要職能。

3)實驗類型。根據(jù)學(xué)科發(fā)展的層次建立的實驗?zāi)Ｊ?實驗類型分為教學(xué)型以認知為主、綜合型以驗證測試綜合應(yīng)用為主、平臺型以開發(fā)設(shè)計為主。

3結(jié)論

1)通過對國內(nèi)工業(yè)工程專業(yè)實驗室建設(shè)現(xiàn)狀分析,將國內(nèi)工業(yè)工程實驗室分成4種類型,即示范型實驗室、綜合型實驗室、驗證型基礎(chǔ)實驗室和規(guī)劃設(shè)計階段工業(yè)工程實驗室。2)從工業(yè)工程學(xué)科特征、人才培養(yǎng)目標及要求出發(fā),確定了工業(yè)工程實驗內(nèi)容構(gòu)成為基礎(chǔ)IE實驗和現(xiàn)代IE實驗。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合國內(nèi)工程工程實驗室建設(shè)現(xiàn)狀分析,建立了工業(yè)工程實驗?zāi)Ｊ?即教學(xué)型、綜合型和平臺型3個層次的實驗室類型。