工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)建分析

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1國(guó)內(nèi)工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室建設(shè)現(xiàn)狀

1.1IE專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀

1993年國(guó)家教育部門批準(zhǔn)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(guó)高等工程教育IE學(xué)科建設(shè)。1999年12所重點(diǎn)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(guó)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(shí)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(jī)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(shí),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(guó)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(qiáng)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(guó)的40%,管理特色濃厚;第3類設(shè)置在機(jī)械工程學(xué)院(系)、機(jī)電類背景較強(qiáng),約占全國(guó)的50%;第4類工程特色明顯,約占10%。

1.2工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室建設(shè)現(xiàn)狀

通過對(duì)公開發(fā)表的文獻(xiàn)資料[4-15]的查閱分析,目前國(guó)內(nèi)高校工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室依據(jù)其建設(shè)內(nèi)容的完備和先進(jìn)程度,大致可以分成4類:示范型工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室、綜合型工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室、驗(yàn)證型基礎(chǔ)工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室和規(guī)劃設(shè)計(jì)階段工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室。

1)示范型工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室。示范型工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室是指工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室建設(shè)內(nèi)容或?qū)嶒?yàn)體系先進(jìn),得到工業(yè)工程專業(yè)院校的好評(píng),成為實(shí)驗(yàn)室建設(shè)學(xué)習(xí)的對(duì)象。目前,國(guó)內(nèi)示范型工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室有清華大學(xué)工業(yè)工程實(shí)踐教學(xué)中心、山東大學(xué)IE大型綜合實(shí)驗(yàn)中心和天津大學(xué)工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室。

(1)清華大學(xué)工業(yè)工程實(shí)踐教學(xué)中心。清華大學(xué)工業(yè)工程實(shí)踐教學(xué)中心是在國(guó)家“211”和“985”專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)支持下建成。通過實(shí)地對(duì)美國(guó)排名前4位的工業(yè)工程系和德國(guó)阿亨工業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)室、香港4所大學(xué)和臺(tái)灣新竹清華大學(xué)實(shí)驗(yàn)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(guó)際知名工業(yè)工程專家的討論下,制定了實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案[4]:充分利用信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì),建設(shè)一個(gè)體驗(yàn)與演示中心,取代購(gòu)買大量昂貴的機(jī)械電子設(shè)備,同時(shí)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(shí)踐教學(xué)中心包括3個(gè)分實(shí)驗(yàn)室和1個(gè)體驗(yàn)中心,即先進(jìn)制造與數(shù)字化企業(yè)實(shí)驗(yàn)室、人因工程實(shí)驗(yàn)室、物流工程實(shí)驗(yàn)室,以及支持上述3個(gè)實(shí)驗(yàn)室的體驗(yàn)與演示中心。

(2)山東大學(xué)面向IE專業(yè)的大型綜合實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)體系的設(shè)想,經(jīng)過進(jìn)行1999年“面向IE專業(yè)的大型綜合實(shí)驗(yàn)體系”、2002年“管理學(xué)科綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)”等項(xiàng)目的建設(shè)和探索,建立了特色鮮明的工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。其具體的做法是[5]:選擇一個(gè)較典型的工業(yè)產(chǎn)品為主要實(shí)驗(yàn)對(duì)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(shí)點(diǎn)、圍繞這個(gè)統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)對(duì)象來開發(fā)實(shí)驗(yàn),使整個(gè)工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)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(jì)、生產(chǎn)計(jì)劃與控制、質(zhì)量管理、流程改進(jìn)、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(dòng)。在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)過程中,形成了一批獨(dú)具特色的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成果,開發(fā)了一些實(shí)驗(yàn)軟件,出版了《工業(yè)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)與實(shí)習(xí)教程》指導(dǎo)書。

(3)天津大學(xué)工業(yè)工程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室。天津大學(xué)工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室成立于1986年,是在全國(guó)現(xiàn)有150多個(gè)工業(yè)工程專業(yè)的院校中首個(gè)建立的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室[6],側(cè)重于工效學(xué)或人機(jī)工程實(shí)驗(yàn)、動(dòng)作與時(shí)間研究和生產(chǎn)過程組織實(shí)驗(yàn)等。形成了比較完善的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,具有明確的實(shí)驗(yàn)室定位和發(fā)展規(guī)劃。

2)綜合型工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室。綜合型工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室以教學(xué)服務(wù)為主,其綜合性體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)成、實(shí)驗(yàn)課程的開設(shè)、實(shí)驗(yàn)的組織形式、實(shí)驗(yàn)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(duì)性地建立了專門的IE實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(guó)礦業(yè)大學(xué)等為代表。部分綜合型實(shí)驗(yàn)室建設(shè)情況如表1所示。

3)驗(yàn)證型基礎(chǔ)工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室。設(shè)置工業(yè)工程專業(yè)的院?；窘⒘嘶A(chǔ)工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室?；A(chǔ)工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)大多以驗(yàn)證型為主,側(cè)重對(duì)所開設(shè)的基礎(chǔ)工業(yè)工程和人因工程專業(yè)知識(shí)的驗(yàn)證測(cè)試[9-10]。

(1)基礎(chǔ)工業(yè)工程的實(shí)驗(yàn):作業(yè)時(shí)間測(cè)定和動(dòng)作測(cè)定實(shí)驗(yàn),即流程程序分析、機(jī)操作分析、聯(lián)合作業(yè)分析、雙手操作分析、時(shí)間研究實(shí)驗(yàn)、工作抽樣、模特法應(yīng)用實(shí)驗(yàn)等。

(2)人因工程的實(shí)驗(yàn):心理感知實(shí)驗(yàn)、條件反射動(dòng)覺實(shí)驗(yàn)、聽覺反應(yīng)和記憶實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)環(huán)境計(jì)測(cè)實(shí)驗(yàn)等。具體有注意廣度實(shí)驗(yàn)、反應(yīng)時(shí)間測(cè)定實(shí)驗(yàn)、學(xué)習(xí)曲線實(shí)驗(yàn)、勞動(dòng)強(qiáng)度與疲勞測(cè)定、環(huán)境照明噪聲粉塵測(cè)定等。

4)規(guī)劃設(shè)計(jì)階段工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)主要依靠外單位實(shí)驗(yàn)室。這些院校的工業(yè)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)尚處在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段,基本不具備工業(yè)工程相關(guān)實(shí)驗(yàn)的條件。

2工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室建設(shè)構(gòu)成

2.1工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)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(diǎn)是工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室,因此,工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的基本要求是體現(xiàn)工業(yè)工程學(xué)科特點(diǎn)。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(duì)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(yíng)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(huì)科學(xué)中的專門知識(shí)和工程學(xué)中的分析、規(guī)劃、設(shè)計(jì)等理論,特別與系統(tǒng)工程的理論、方法和計(jì)算機(jī)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(jì)和建立成—個(gè)集成系統(tǒng),并不斷改善,從而實(shí)現(xiàn)更有效的運(yùn)行。

(5)IE的目標(biāo)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(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)和創(chuàng)新。

2)工業(yè)工程人才培養(yǎng)目標(biāo)及要求。工業(yè)工程師工作核心是降低成本;工作目標(biāo)是生產(chǎn)率和質(zhì)量[17];工業(yè)工程研究的實(shí)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(biāo):具備現(xiàn)代工業(yè)工程和系統(tǒng)管理等方面知識(shí)、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(yíng)、服務(wù)等管理系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)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(shí),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(jì)、評(píng)價(jià)和創(chuàng)新等工作的素質(zhì)。

2.2工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)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(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)ANSI-Z94(1982年修訂版),從學(xué)科角度可把工業(yè)工程知識(shí)領(lǐng)域分為17個(gè)分支[17]。這些知識(shí)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(kuò)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(yíng)工程和工業(yè)系統(tǒng)分析方法與技術(shù)等4個(gè)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(shí)展到現(xiàn)代工業(yè)工程的時(shí)代。基礎(chǔ)工業(yè)工程以經(jīng)驗(yàn)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(jì)算機(jī)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(jìn)行定量分析,研究復(fù)雜大系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、優(yōu)化和評(píng)價(jià)。IE實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)成既要體現(xiàn)基礎(chǔ)工業(yè)工程的特點(diǎn),更要反映現(xiàn)代工業(yè)工程的特點(diǎn)。因此,IE實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃應(yīng)包含基礎(chǔ)IE實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)代IE實(shí)驗(yàn)室兩大塊。

2.3工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?/p>

根據(jù)國(guó)內(nèi)工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室建設(shè)現(xiàn)狀的綜合分析、工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的依據(jù)以及工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基本組成,建立工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ綐?gòu)成體系,分為教學(xué)型、綜合型和平臺(tái)型3個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?該模式體系由實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?、?shí)驗(yàn)類型和實(shí)驗(yàn)體系組成。

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

2)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ健?/p>

(1)教學(xué)型工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室立足工業(yè)工程專業(yè)本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)需求,搭建教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),以服務(wù)本科教學(xué)實(shí)驗(yàn),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(shí)驗(yàn)室立足實(shí)驗(yàn)條件,在滿足工業(yè)工程本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,充分利用實(shí)驗(yàn)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(tái)型工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建工業(yè)工程學(xué)科體系平臺(tái),具有從事工業(yè)工程基礎(chǔ)理論、方法及重大項(xiàng)目實(shí)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(shí)驗(yàn)類型。根據(jù)學(xué)科發(fā)展的層次建立的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?實(shí)驗(yàn)類型分為教學(xué)型以認(rèn)知為主、綜合型以驗(yàn)證測(cè)試綜合應(yīng)用為主、平臺(tái)型以開發(fā)設(shè)計(jì)為主。

3結(jié)論

1)通過對(duì)國(guó)內(nèi)工業(yè)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)現(xiàn)狀分析,將國(guó)內(nèi)工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室分成4種類型,即示范型實(shí)驗(yàn)室、綜合型實(shí)驗(yàn)室、驗(yàn)證型基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室和規(guī)劃設(shè)計(jì)階段工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室。2)從工業(yè)工程學(xué)科特征、人才培養(yǎng)目標(biāo)及要求出發(fā),確定了工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容構(gòu)成為基礎(chǔ)IE實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)代IE實(shí)驗(yàn)。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合國(guó)內(nèi)工程工程實(shí)驗(yàn)室建設(shè)現(xiàn)狀分析,建立了工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?即教學(xué)型、綜合型和平臺(tái)型3個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)室類型。