论文部分内容阅读
摘要：研究了国内工业工程专业培养模式及专业实验室建设的现状及趋势，分析了三峡大学在工业工程专业实验室建设规划中的基本思路和建设现状，提出了工业工程实验室建设应围绕培养目标，体现基础IE和现代IE并存、可重构性与可扩展性、系统性与阶段性的特点。
关键词：近机类；工业工程；实验室建设
作者简介：李浩平（1971-），女，广东台山人，三峡大学机械与材料学院，副教授；方子帆（1963-），男，湖北黄冈人，三峡大学机械与材料学院，教授。（湖北 宜昌 443002）
中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）08-0136-02
工业工程（Industrial Engineering，简称IE）专业是国际上高等工程教育的主要专业之一。它是一门以工程技术、经济管理和人文科学相结合的交叉学科，也是一门实践性很强的应用型学科，兼具工程技术和管理技术的双重属性，要求工业工程学生不但要具有扎实的理论基础，而且应有较强的实践能力、沟通能力、创新能力、管理能力。实验或实践环节是高校工业工程专业实现培养目标的必修环节。
我国20世纪80年代引入工业工程，20世纪90年代初开始工业工程专业的高等工程教育。目前，国内设置工业工程专业的高校中，有75%是在2000年以后开设的。在近200所開设工业工程专业的高校中，有1/2的高校将该专业设在管理学院，另外1/2的高校设在机械学院。由于各个学校的办学历史、优势学科、行业背景等各不相同，工业工程专业培养模式呈现多样化，专业实验室建设模式也各有特点。就目前而言，大部分高校的实践环境并不理想，教学实践环节落后于课堂理论教学，使得IE 教学实践难成体系。如何建设一个能够满足教学实践要求，实现培养目标的工业工程专业实验室已经成为必须深入研究的问题。由于高校实验室建设资金的不足及国内现有条件不够成熟，分步骤、分阶段、多渠道地进行IE实验室的建设，逐步完善实践体系，是当前工业工程实验室建设的主要思路。
一、近机类工业工程专业体系建设的基本思路
工业工程专业设立的归属不同，专业体系建设的思路就不同，人才培养的模式也不同，实验室建设的方向和模式也就不同。
1.国内高校工业工程专业建设的基本思路
在专业设立的归属方面，国外普遍是把工业工程专业设立在工学院系，比较重视专业的工程基础教育和工程背景培养。而我国工业工程专业的设立目前主要有以下几种情况：一是把工业工程专业设立在机械工程学院系，二是把工业工程专业设立在管理工程学院系，三是个别学校把专业设立在经济管理学院系。
目前国内高校工业工程的培养模式主要可分为两个方面。
（1）设立于机械学院，授予工学学士学位，以机械工程技术为背景增加管理知识，强调制造工程相关技术和理论在工业领域内的应用。
（2）设立于管理学院，授予管理学学士学位，以管理科学为背景增加机电基础知识，突出经济管理与工程技术相结合的系统方法和理论的应用。
2.三峡大学工业工程专业建设的基本思路
三峡大学（以下简称“我校”）工业工程专业开设在机械与材料学院，2004年开始筹备，2005年获准开设，2006年正式招生，2010年培养出第一届毕业生，同时开展工业工程专业学位硕士培养。
机械与材料学院是我校最早开办的学院之一，开设有：机械设计制造及其自动化专业、输电线路工程专业、金属材料专业、材料成型专业。机械设计制造及其自动化专业是湖北省品牌专业、国家特色专业，具有一定的学科优势，与周边地区的机械制造企业建立了长期的科研合作关系，教学科研力量雄厚。我校在2004年筹备工业工程专业时就充分考虑了工业工程学科特点及校企互补、产学研相结合培养人才的目标，将专业设置在机械与材料学院，专业定位于近机类专业，明确了毕业生授予工学学士学位，培养方向定位为主要为机械制造企业培养复合型高级工程技术人才。工业工程依托机械优势学科开展专业建设，因此专业建设强调制造工程相关技术和理论在工业领域内的应用，应体现以机械制造技术为基础，以生产系统管理基本理论为核心，以计算机信息技术为手段，强化实践性教学环节的思路。
3.我校工业工程专业培养模式
我校机械与材料学院在工业工程专业的规划与建设中，基于机械大类教学平台，注重依托本学院的机械设计制造及其自动化湖北省重点学科，以及水电机械设备设计与维护实验室湖北省重点实验室，充分利用该学科较强的师资力量及制造实验室大环境，使工业工程专业成为学院现代制造系统大平台下的一个重要组成部分，共享教学实验资源。
我校工业工程专业的培养目标主要是面向生产制造业，培养的学生毕业后能从事工厂规划设计和改善、产品制造工艺设计、生产制造过程管理等方面的技术和管理工作，具备经典工业工程的应用能力和现代工业工程的创新能力。
二、专业实验教学体系建设
1.工业工程专业实验室建设思路
当前工业工程实验室建设呈现两大方向：基础IE实验室和现代IE实验室。
基础IE是工业工程发展的起点，也是现代IE的基础和组成部分，在工业工程应用中最为普遍，加强基础IE课程及其实验教学是非常重要的。目前，已开办IE专业的高校基本上都建立了以工作研究与人因工程为研究重点的基础IE实验平台。
现代IE是传统工业工程由工业技术及相关学科的发展不断注入新内容而演变的结果。现代IE涉及范围广泛，内容不断充实和深化，兼收并蓄了越来越多的学科知识和高新技术，其中包括信息科学、自动化技术、计算机技术、优化理论和仿真技术等。目前，部分已开设IE专业的高校正分步骤、分阶段地进行现代IE实验室建设。因为现代IE实验涵盖知识范围较广、内容较多，同时由于投资经费的限制，各个高校现代IE实验建设侧重点不一、层次也不齐。
2.我校工业工程专业实验室建设思路
工业工程是一个应用性很强的交叉性学科，要求理论联系实践，特别强调实践环节对学生的训练。本专业在人才培养方案的制订时就把实验和实践放到了一个很重要的位置，在实践环节的设置、课时的分配等问题上都做了明确的规定，实践教学环节占总学分比例达到20%。
同时，工业工程学科又是一门综合运用工程技术、管理技术，采用系统化、专业化和科学化的方法，综合多种学科的知识和技术，对由人员、物料、设备、能源和信息组成的集成系统进行设计、规划、评价、创新和决策的系统工程学科，在规划和设计IE实验室时，必须强调现代IE的系统工程特点，必须注意知识的系统性、连贯性以及综合运用所学知识和技能来解决复杂问题能力的培养。
在专业培养目标和培养模式的指引下，我校在参考著名高校工业工程实验室的基础上，确立了基础IE实验室+现代IE实验室的工业工程专业综合实验室建设方向，将基础IE实验平台与现代IE实验平台有机地融合在一套实验平台中。我校工业工程实验室建设思路：营造一个类似真实的自动化制造系统生产运作环境，为学生提供一个全面的、创新的、密切联系工业实际的实验教学平台，能满足主要专业课程教学实验需要，保证实验内容的系统性、完整性、连续性，以达到锻炼和提高学生对制造系统的认知和操作能力以及生产运作与管理水平、系统分析和设计能力的目的。
作为实验体系的核心部分，综合实验室中教学实验的设置，不应是相互独立的单项实验，而应根据IE专业的课程与知识体系，运用系统原理，设计一套相对独立又相互联系，覆盖多门专业课程与知识领域的实验形式多样的教学实验体系，它能够提供验证理论知识和综合应用相关技术的环境，模拟真实生产系统的场所和开发应用工业工程知识的条件。
三、工业工程专业实验室的建设实践
在模拟真实的自动化制造系统生产运作环境的建设思想下，我校工业工程综合实验室建设的总体目标是：在实验室里建立一个微型工厂（Mini-factory），营造一个类似真实的生产环境，主要从事制造系统规划设计研究、设施规划及物流分析研究、时间分析与作业研究、人因工程实验研究、生产计划与控制的实验与研究等，以加强学生对基础工业工程的知识和技能、现代工业工程的技术和方法的掌握，同时支持机械工程学科的相关课程实验。要求：实验体系模块化，可扩展、可重构；不仅可以满足教学要求，而且应当为科研和培训提供服务。
我校工业工程综合实验室的微型工厂基本配置规劃为一套功能设备较为完备的模块化的自动化制造系统FMS，包括：环形可扩展生产流水线，微型化、教学型的生产设备（至少一台立式，一台卧式数控加工中心），一台教学型工业机器人，一套RGV系统，堆垛机及微型化立体仓库、相关控制系统等。在此基础上，根据实验教学需要，适当添加工业摄像机、电子看板及其他数据采集及分析处理设备。微型工厂化配置是我校实验室建设的定位，也是高校工业工程实验室规划的一种趋势。这是一个大的系统工程，需要总体规划，分步实施。
在进行实验室规划过程中，我校机械与材料学院充分考虑到院、系现有的以及待建的实验资源共享问题，以避免重复性建设。为此，学院一方面利用机械工程学科现有实验资源，另一方面投入大量人力物力，购置设备，建立和完善专业实验室。工业工程综合实验室主要功能模块包括：基础工业工程实验模块、自动化制造系统实验模块、人因工程实验模块、设施规划与物流分析实验模块、生产计划与控制实验模块等。目前已经建设好并投入实验教学的是基础工业工程实验模块、自动化制造系统中的仓储与物流分析实验模块、人因工程实验模块。该实验室主要针对工业工程专业的“基础工业工程”、“生产计划与控制”、“生产自动化与制造系统”、“人因工程”、“设施规划与物流分析”、“工业机器人”等多门课程。同时与机械工程学科资源共享，提供机械设计制造及其自动化专业的“先进制造技术”、“机械制造装备”、“机电传动控制”、“机电系统设计”、“企业生产管理”、“工业机器人”等课程的教学实验。下一阶段，计划在2011～2015年间，进行专业实验室其他设备的购买、安装、调试，基本完成工业工程专业综合实验室的建设。
四、结语
我校在工业工程专业实验室建设中，围绕培养目标，探索出一条依托机械设计制造及其自动化优势学科，基于机械大类教学实验平台，整合现有资源，分阶段逐步建立完善的工业工程专业实验室的道路。实践表明，工业工程专业是随着时代的发展而不断进步和发展的，专业实验室的建设只有符合时代发展的趋势，才有助于培养适应我国现代化建设所需的工业工程人才。
参考文献：
[1]兰建义,任华.新形势下工业工程专业课程体系设置分析研究[J].高教论坛,2010,(7).
[2]周贞云,马汉武,叶春明,曹国安.现代工业工程专业实验室的规划趋势[J].工业工程,2004,(3).
[3]陈世平,廖林清,郑光泽,侯智.我国高等教育工业工程专业实验室建设模式浅析[J].工业工程,2005,(11).
[4]杜战其.工业工程实验室建设模式研究[J].价值工程,2006,(1).
[5]杜春沈.工业工程实验教学系统的设计与实施[J].实验室研究与探索,2006,(9).
（责任编辑：苏宇嵬）
关键词：近机类；工业工程；实验室建设
作者简介：李浩平（1971-），女，广东台山人，三峡大学机械与材料学院，副教授；方子帆（1963-），男，湖北黄冈人，三峡大学机械与材料学院，教授。（湖北 宜昌 443002）
中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）08-0136-02
工业工程（Industrial Engineering，简称IE）专业是国际上高等工程教育的主要专业之一。它是一门以工程技术、经济管理和人文科学相结合的交叉学科，也是一门实践性很强的应用型学科，兼具工程技术和管理技术的双重属性，要求工业工程学生不但要具有扎实的理论基础，而且应有较强的实践能力、沟通能力、创新能力、管理能力。实验或实践环节是高校工业工程专业实现培养目标的必修环节。
我国20世纪80年代引入工业工程，20世纪90年代初开始工业工程专业的高等工程教育。目前，国内设置工业工程专业的高校中，有75%是在2000年以后开设的。在近200所開设工业工程专业的高校中，有1/2的高校将该专业设在管理学院，另外1/2的高校设在机械学院。由于各个学校的办学历史、优势学科、行业背景等各不相同，工业工程专业培养模式呈现多样化，专业实验室建设模式也各有特点。就目前而言，大部分高校的实践环境并不理想，教学实践环节落后于课堂理论教学，使得IE 教学实践难成体系。如何建设一个能够满足教学实践要求，实现培养目标的工业工程专业实验室已经成为必须深入研究的问题。由于高校实验室建设资金的不足及国内现有条件不够成熟，分步骤、分阶段、多渠道地进行IE实验室的建设，逐步完善实践体系，是当前工业工程实验室建设的主要思路。
一、近机类工业工程专业体系建设的基本思路
工业工程专业设立的归属不同，专业体系建设的思路就不同，人才培养的模式也不同，实验室建设的方向和模式也就不同。
1.国内高校工业工程专业建设的基本思路
在专业设立的归属方面，国外普遍是把工业工程专业设立在工学院系，比较重视专业的工程基础教育和工程背景培养。而我国工业工程专业的设立目前主要有以下几种情况：一是把工业工程专业设立在机械工程学院系，二是把工业工程专业设立在管理工程学院系，三是个别学校把专业设立在经济管理学院系。
目前国内高校工业工程的培养模式主要可分为两个方面。
（1）设立于机械学院，授予工学学士学位，以机械工程技术为背景增加管理知识，强调制造工程相关技术和理论在工业领域内的应用。
（2）设立于管理学院，授予管理学学士学位，以管理科学为背景增加机电基础知识，突出经济管理与工程技术相结合的系统方法和理论的应用。
2.三峡大学工业工程专业建设的基本思路
三峡大学（以下简称“我校”）工业工程专业开设在机械与材料学院，2004年开始筹备，2005年获准开设，2006年正式招生，2010年培养出第一届毕业生，同时开展工业工程专业学位硕士培养。
机械与材料学院是我校最早开办的学院之一，开设有：机械设计制造及其自动化专业、输电线路工程专业、金属材料专业、材料成型专业。机械设计制造及其自动化专业是湖北省品牌专业、国家特色专业，具有一定的学科优势，与周边地区的机械制造企业建立了长期的科研合作关系，教学科研力量雄厚。我校在2004年筹备工业工程专业时就充分考虑了工业工程学科特点及校企互补、产学研相结合培养人才的目标，将专业设置在机械与材料学院，专业定位于近机类专业，明确了毕业生授予工学学士学位，培养方向定位为主要为机械制造企业培养复合型高级工程技术人才。工业工程依托机械优势学科开展专业建设，因此专业建设强调制造工程相关技术和理论在工业领域内的应用，应体现以机械制造技术为基础，以生产系统管理基本理论为核心，以计算机信息技术为手段，强化实践性教学环节的思路。
3.我校工业工程专业培养模式
我校机械与材料学院在工业工程专业的规划与建设中，基于机械大类教学平台，注重依托本学院的机械设计制造及其自动化湖北省重点学科，以及水电机械设备设计与维护实验室湖北省重点实验室，充分利用该学科较强的师资力量及制造实验室大环境，使工业工程专业成为学院现代制造系统大平台下的一个重要组成部分，共享教学实验资源。
我校工业工程专业的培养目标主要是面向生产制造业，培养的学生毕业后能从事工厂规划设计和改善、产品制造工艺设计、生产制造过程管理等方面的技术和管理工作，具备经典工业工程的应用能力和现代工业工程的创新能力。
二、专业实验教学体系建设
1.工业工程专业实验室建设思路
当前工业工程实验室建设呈现两大方向：基础IE实验室和现代IE实验室。
基础IE是工业工程发展的起点，也是现代IE的基础和组成部分，在工业工程应用中最为普遍，加强基础IE课程及其实验教学是非常重要的。目前，已开办IE专业的高校基本上都建立了以工作研究与人因工程为研究重点的基础IE实验平台。
现代IE是传统工业工程由工业技术及相关学科的发展不断注入新内容而演变的结果。现代IE涉及范围广泛，内容不断充实和深化，兼收并蓄了越来越多的学科知识和高新技术，其中包括信息科学、自动化技术、计算机技术、优化理论和仿真技术等。目前，部分已开设IE专业的高校正分步骤、分阶段地进行现代IE实验室建设。因为现代IE实验涵盖知识范围较广、内容较多，同时由于投资经费的限制，各个高校现代IE实验建设侧重点不一、层次也不齐。
2.我校工业工程专业实验室建设思路
工业工程是一个应用性很强的交叉性学科，要求理论联系实践，特别强调实践环节对学生的训练。本专业在人才培养方案的制订时就把实验和实践放到了一个很重要的位置，在实践环节的设置、课时的分配等问题上都做了明确的规定，实践教学环节占总学分比例达到20%。
同时，工业工程学科又是一门综合运用工程技术、管理技术，采用系统化、专业化和科学化的方法，综合多种学科的知识和技术，对由人员、物料、设备、能源和信息组成的集成系统进行设计、规划、评价、创新和决策的系统工程学科，在规划和设计IE实验室时，必须强调现代IE的系统工程特点，必须注意知识的系统性、连贯性以及综合运用所学知识和技能来解决复杂问题能力的培养。
在专业培养目标和培养模式的指引下，我校在参考著名高校工业工程实验室的基础上，确立了基础IE实验室+现代IE实验室的工业工程专业综合实验室建设方向，将基础IE实验平台与现代IE实验平台有机地融合在一套实验平台中。我校工业工程实验室建设思路：营造一个类似真实的自动化制造系统生产运作环境，为学生提供一个全面的、创新的、密切联系工业实际的实验教学平台，能满足主要专业课程教学实验需要，保证实验内容的系统性、完整性、连续性，以达到锻炼和提高学生对制造系统的认知和操作能力以及生产运作与管理水平、系统分析和设计能力的目的。
作为实验体系的核心部分，综合实验室中教学实验的设置，不应是相互独立的单项实验，而应根据IE专业的课程与知识体系，运用系统原理，设计一套相对独立又相互联系，覆盖多门专业课程与知识领域的实验形式多样的教学实验体系，它能够提供验证理论知识和综合应用相关技术的环境，模拟真实生产系统的场所和开发应用工业工程知识的条件。
三、工业工程专业实验室的建设实践
在模拟真实的自动化制造系统生产运作环境的建设思想下，我校工业工程综合实验室建设的总体目标是：在实验室里建立一个微型工厂（Mini-factory），营造一个类似真实的生产环境，主要从事制造系统规划设计研究、设施规划及物流分析研究、时间分析与作业研究、人因工程实验研究、生产计划与控制的实验与研究等，以加强学生对基础工业工程的知识和技能、现代工业工程的技术和方法的掌握，同时支持机械工程学科的相关课程实验。要求：实验体系模块化，可扩展、可重构；不仅可以满足教学要求，而且应当为科研和培训提供服务。
我校工业工程综合实验室的微型工厂基本配置规劃为一套功能设备较为完备的模块化的自动化制造系统FMS，包括：环形可扩展生产流水线，微型化、教学型的生产设备（至少一台立式，一台卧式数控加工中心），一台教学型工业机器人，一套RGV系统，堆垛机及微型化立体仓库、相关控制系统等。在此基础上，根据实验教学需要，适当添加工业摄像机、电子看板及其他数据采集及分析处理设备。微型工厂化配置是我校实验室建设的定位，也是高校工业工程实验室规划的一种趋势。这是一个大的系统工程，需要总体规划，分步实施。
在进行实验室规划过程中，我校机械与材料学院充分考虑到院、系现有的以及待建的实验资源共享问题，以避免重复性建设。为此，学院一方面利用机械工程学科现有实验资源，另一方面投入大量人力物力，购置设备，建立和完善专业实验室。工业工程综合实验室主要功能模块包括：基础工业工程实验模块、自动化制造系统实验模块、人因工程实验模块、设施规划与物流分析实验模块、生产计划与控制实验模块等。目前已经建设好并投入实验教学的是基础工业工程实验模块、自动化制造系统中的仓储与物流分析实验模块、人因工程实验模块。该实验室主要针对工业工程专业的“基础工业工程”、“生产计划与控制”、“生产自动化与制造系统”、“人因工程”、“设施规划与物流分析”、“工业机器人”等多门课程。同时与机械工程学科资源共享，提供机械设计制造及其自动化专业的“先进制造技术”、“机械制造装备”、“机电传动控制”、“机电系统设计”、“企业生产管理”、“工业机器人”等课程的教学实验。下一阶段，计划在2011～2015年间，进行专业实验室其他设备的购买、安装、调试，基本完成工业工程专业综合实验室的建设。
四、结语
我校在工业工程专业实验室建设中，围绕培养目标，探索出一条依托机械设计制造及其自动化优势学科，基于机械大类教学实验平台，整合现有资源，分阶段逐步建立完善的工业工程专业实验室的道路。实践表明，工业工程专业是随着时代的发展而不断进步和发展的，专业实验室的建设只有符合时代发展的趋势，才有助于培养适应我国现代化建设所需的工业工程人才。
参考文献：
[1]兰建义,任华.新形势下工业工程专业课程体系设置分析研究[J].高教论坛,2010,(7).
[2]周贞云,马汉武,叶春明,曹国安.现代工业工程专业实验室的规划趋势[J].工业工程,2004,(3).
[3]陈世平,廖林清,郑光泽,侯智.我国高等教育工业工程专业实验室建设模式浅析[J].工业工程,2005,(11).
[4]杜战其.工业工程实验室建设模式研究[J].价值工程,2006,(1).
[5]杜春沈.工业工程实验教学系统的设计与实施[J].实验室研究与探索,2006,(9).
（责任编辑：苏宇嵬）