國內外工業專業對比分析

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一、國外工業工程人才培養和課程體系設置

1.美國大學IE教育概況

工業工程是美國工程學院七大學科之一(機械工程、電子工程、土木工程、化工工程、計算機、工業工程、航空工程),幾乎每所大學都有工業工程系。在美國,工業工程學科的核心基礎理論是運籌學研究和人因工程理論,推崇定量的系統方法,它的研究的目標不在于單元問題,而在于系統效率。因此對學習者的數學基礎要求比較高,如UC-Berkley、佐治亞理工學院都強調工業工程問題的定量化研究。美國院校工業工程專業的實驗室規模并不大,通常有人機工程、制造系統和計算機模擬實驗室,但它的特點是以企業為研究對象,選擇課題和組織學生做實踐課題都是以企業為基地。在本科階段,大部分學校的四年總學分在120～130學分之間,其中工業工程的核心課程約35學分和選修課約16學分,非工業工程的技術和工程選修課約10個學分,計算機和管理類選修課約10個學分。總的來說,美國院校IE課程設置的主要特點:較強的數學基礎和具有一定的工程背景;較多的計算機和管理課程;專業課程非常強調實踐和案例教學。以佐治亞理工學院IE專業人才培養和課程設置為例。佐治亞理工學院(GeorgiaInstituteofTechnology,簡稱GeorgiaTech)的工程學院是全美最優秀的工程學院之一,自1991至今,GeorgiaTech的工業工程專業在美國大學的學科排名中一直居于首位。在GeorgiaTech的工業與系統工程學院(ISyE),學生在本科階段有六個研究方向可以選擇,分別為:制造系統、供應鏈物流、經濟決策分析、作業研究與分析、質量工程和工業工程。佐治亞理工學院的工業與系統學院對對本科階段IE學生的培養目標主要有:能夠把數學、科學和工程知識應用到工業工程領域;能夠收集和分析合適的數據;能夠應用IE方法設計受約束的系統;能夠有效率地展示問題的解決途徑;能夠用工業工程方法不同程度地影響各類環境;能夠快速地融入到一個組織當中去;等等。佐治亞理工學院ISyE的選課非常自由,課程涉及的范圍很廣,學生完全可以根據自己的興趣和特長選到自己喜歡的課程,并且可在6個專業方向中選擇一個修讀,不同專業方向學生的培養計劃和先讀課程路徑圖會有所差別[2]。無論選擇哪個方向,本科階段需要完成的學分總數都為128學分。本科生在前兩個學年所修的課程基本上是一樣的,分別為科學、數學、心理學、物理學、經濟學、計算機等綜合素質類課程和ISyE專業基礎類課程。在第三和第四學年,不同專業方向的學生需修讀的專業相關課程會有所不同。

2.日本IE教育概況

日本最初將工業工程翻譯為“生產技術”、“生產工學”和“經營生產”,隨著日本產業經濟國際化,現直接稱之為“IE”。現在日本大學包含工業工程內容的大學有近百所,比如早稻田大學,東京工業大學這些日本一流學府都有工業工程系。日本院校大都將工業工程專業設置在工學部,所培養的IE人才主要從事企業生產經營和管理工作。日本工程教育倡導“將現實的多種技術對象從科學層面整理,并深入開發技術體系的相關技術”理念。日本大學也實行學分制,對于四年制本科的學生,至少修滿124學分可畢業,日本大學的課程包含學科專門課程、綜合教育課程、外國語課程、保健體育課程、共通課程和選擇系列課程。日本非常重視基礎學科的教育,包括外語課、體育課、社會科學、自然科學等,學分一般占總學分1/3以上。日本大學IE教育致力于培養一批具有科學態度,工程背景,開拓創新精神并能夠運用所學專業知識發現和解決問題的人才。以早稻田大學工業與管理系統工程本科生培養為例。早稻田大學(WasedaUniversity)是日本最好的2所私立大學之一,早在20世紀30年代就設立了工業工程專業,開創了日本IE教育的先河[3],其工業與管理系統工程系設在科學與工程學院。早稻田大學工業與管理系統工程專業本科課程體系包括低年級階段的學科基礎技術必修課程和高年級階段高度專業化的技術應用課程,主要通過選修的形式。該項目還強調實驗和實踐,此外畢業設計與實際工作結合在一起,使得學生掌握的技術顯得更加實用一些并且能夠在今后實際生產中更快地識別和解決問題。近年來,早稻田大學工業與管理系統工程系也聚焦國際需要來傳授學生相應的技能。早稻田大學工業與管理系統工程專業本科畢業生近一半學生會選擇繼續深造。其余的學生就業面很廣,主要從事制造、金融、證券、保險和咨詢行業的工作;也有一些學生會獲得專業資格證,從事中小企業信用分析師、會計師、專利律師等一些工作;剩余一些學生會選擇留校或在其它學校做教員[4]。

二、國內工業工程人才培養和課程設置

1.國內工業工程教育概況

國內各院校工業工程的辦學目標大都是培養既掌握工程管理理論又具備工程技術的高級復合型人才,但不同的院校所側重的方向有所不同。國內工業工程本科教育基本上以四年制為主,也有五年制雙學位模式的,比如西安交通大學。大多院校將工業工程專業歸為工科范疇,下設在機械學院,順利畢業可獲得工學學士。也有部分院校將工業工程設置在管理學院,主要是以天津大學為代表,這類院校畢業生就業定位大都是能夠在國家行政管理部門、事業單位、科研院所、工商企業從事生產、經營、服務等管理系統的規劃、設計、評價咨詢和創新工作。以浙江工業大學工業工程本科人才培養和課程設置為例。浙江工業大學工業工程系設立在機械工程學院,浙江工業大學IE專業的辦學思想為“面向企業為主,提高學生綜合素質和工程創新意識”,完善學生知識結構和思維方式,樹立經濟意識、管理意識、市場意識、效益意識和競爭觀念,增強畢業生競爭力,適應市場經濟的需要。在課程設置方面,浙江工業大學工業工程專業建立了以機械加工行業為行業背景的專業特色,設置了工程圖學、工程力學、機械設計基礎、機械加工工藝及夾具設計、工程訓練等課程,以加強學生的機械工程技術基礎教育。在課程學分分配方面,浙江工業大學工業工程專業本科階段可修讀的經濟管理類課程主要有管理學原理,工程經濟,運籌學,會計與財務管理和應用統計學等共21.5學分;工科類課程方面,開設了機械設計技術、機械制造工藝學、電工學和學科基礎選修課共20學分;同時,浙江工業大學開設的專業課程有:生產計劃與控制、精益生產、成本設施規劃和物流分析和專業選修課共24學分。浙江工業大學工業工程系還設置了大型專業綜合性實驗教學,以達到認知實習、生產實習、畢業設計系統地結合,形成完整的實踐教學體系的目的。

2.港臺地區院校IE教育概況

臺灣最早的IE本科教育開始于1963年,由東海大學所創立。隨后在1980年和1984年,臺灣清華大學率先分別設立IE研究所和工業工程博士點[5]。經過40余年的發展,臺灣IE教育體系日益完善并走向成熟,現如今臺灣已有20多所本科院校設立了工業工程專業,臺灣大學,臺灣交通大學,臺灣交通大學這些臺灣一流學校都專門設有工業工程系。在臺灣,IE專業人才在臺灣還處于緊缺狀態,工業工程人才培養受到很大重視。在早期,臺灣IE教育主要以效仿美國為主,但隨著產業模式逐步由勞動密集型轉變成技術密集型,一些傳統的IE思想已無法解決一些新出現的問題。臺灣不同院校的IE課程設置各不相同,但都能反映出該專業工程與管理緊密結合的特點。香港地區的工業工程教育模式主要以香港大學為代表。香港大學工業及制造系統工程系設立在工程學院,該系在本科階段提供兩種學位課程,分別是工業工程與技術管理(IETM)和物流工程與供應鏈管理(LESCM),該專業學制為3年。IETM項目的開設目的:為滿足香港需要,培養一批以信息技術為基礎,并且掌握工業工程的專業技術和對技術管理有透徹理解的人才。這個學位項目聚焦于工業工程和技術兩個領域,并在理論和實踐之間尋求平衡,主要是為響應香港將轉變成知識驅動和技術密集型經濟的需要。為了使畢業生具備更廣泛的基礎技能,IETM課程體系在強調技術管理和企業家精神的同時,在工業營銷、產品開發、制造系統工程、商業系統和管理和財務信息和控制5方面進行整合。物流工程與供應鏈管理(LESCM)本科的課程體系能夠使學生掌握一些專業相關技能,主要有:(1)物流技能—市場分析、協作關系、采購決策、變更管理和規劃組織能力;(2)系統工程—成本分析、產品和設計知識、計算機應用、供應商選擇、生產計劃及庫存控制;(3)人際關系能力—書面和口頭溝通、團隊機制、問題解決、國際文化意識。香港大學學分制度較為靈活,工程類專業至少修滿120學分以上可畢業,IE專業(IETM方向)開設經濟管理課程有:商業管理基礎、管理會計與金融、運籌學、應用統計學加選修課共30學分;開設的工業工程專業課程有:制造技術、質量管理、工業系統集成、運作規劃與控制、工程項目管理、項目設計加選修課共46.5學分[6]。

三、國內外工業工程人才培養模式對比

國外院校一般將工業工程作為獨立的學科并受到高度重視,在國外,IE與MBA學科位置同等地位,被列為世界高等教育十大支柱之一[7]。在美國,幾乎每所大學都有工業工程系,按研究方向不同分為運籌學與運作管理、工效學與人因工程、生產系統工程、物流工程、企業集成和信息化、質量工程等等。而國內將工業工程作為一個二級學科,下設在機械工程或管理科學與工程。

1.國內外工業工程課程設置對比

工業工程專業基本會設置一些學科基礎課,這類課程是解決較為復雜問題的前提和基礎,但國內這類課程的教學都過于機械化,學生對這些課程內容理解和掌握的深度不足以解決實際問題。以運籌學這門課為例,開設這門課的主要目的是培養學生從系統整體的觀念出發來觀察、分析和處理各種實際問題的能力并掌握相應的優化思想和方法,為后續專業課程提供必要的理論知識和方法[8]。但其教學目標很難達到,主要原因是教師僅僅教授學生一些運算步驟和方法,學生是難以成為該門課的精通使用者[9]。以運籌學的線性規劃章節為例,學生對這部分內容的掌握大都停留在單純行法的結構和對已給數據的基本運算上,當碰到一些復雜的實際問題時,很少有學生能夠將這類問題抽象到數學模型,然后使用所學運算方法加以解決。中國高校本科階段IE課程的開設很大比例是針對一些工程技術和IE思想,計算量大的數學課程所占比例很小,導致學生對一些實際問題只能定性處理而無法定量處理,這也不利于學生今后繼續深造。國內高校工業工程課程的開設較少考慮區域因素和當地特色產業優勢,各校所開課程大同小異,與當地產業的相關性不夠大。除此之外,學生所修的部分課程存在過時的現象,一些案例也比較陳舊,教材內容多年不變,盡管適用于一些低技術的制造行業,但教材上很多技術手段已無法滿足現代企業制造技術和生產系統的需要。比如,方法研究和作業測定在一些傳統勞動密集型產業中發揮著較大作用[9],但如今手工制造逐漸被自動化機器制造所取代,這些技術在生產中發揮的效果越來越不明顯。國外院校會根據當地市場和產業需求設置課程,學校甚至會根據企業需求調整課程。如加州伯克利分校處于硅谷地帶,該校工業工程課程安排很多會圍繞電子制造業展開;密西根大學-安娜堡分校位于著名汽車城底特律附近,密西根大學則以人機工程和質量控制為重點;佐治亞州首府亞特蘭大市是美國最大物資轉運中心,佐治亞理工學院在工業工程課程設置方面會相對側重物流方向。教材方面,這些優秀院校會根據最新的產業特點和發展趨勢適時更新內容,刪去一些過時的概念,這使得學生在學校所學的知識更加具有實用性。美國優秀院校工業工程的課程不僅僅局限于服務業和制造業,也會涉及能源開采、資源分配、環境規劃、廢物回收這些當今熱門話題。為了應對環境問題和能源短缺,倡導可持續發展,國外院校逐漸開始重視對工業工程學生企業社會責任感的培養而并非局限于生產和服務能力[10]。在實踐教學環節,大陸院校也是比較重視的,安排了相當數量的生產實習,綜合實驗,課程設計和機械工程訓練。但實踐效果并不是很明顯,很多實踐課程并不能幫助學生更加深入地理解IE和提高相關專業知識的應用能力。如國內將工業工程專業設置在機械學院的院校大都會安排金工實習和電子工藝實習,而IE強調的是系統的概念,這些實踐課程盡管提高了學生的動手能力,但無法幫助學生樹立IE意識。在實驗和課程設計環節上,學生所做的實驗內容基本上是多年不變,學生的課程設計內容也比較固定,理論性過強,很少能夠與實際情境結合起來。除此之外,學生在做一些課程設計時,比如管理信息系統的課程設計,很多學生存在時間緊的現象,主要是對開發工具不是很熟悉而又無法短期熟練,從而影響系統功能的實現,進而出現了“重分析、輕開發”的現象[11]。美國院校在實踐環節會鼓勵學生參與一些校企合作項目和暑期實習,學生會有更多接觸真實企業環境的機會,使學生對工業工程將要從事的工作有更為理性和深刻的認識。在課程設計方面,美國院校學生會有一個多月的時間做與所學課程相關并且自己感興趣的作業,學生也可以跨專業組隊,這樣更有利于系統開發的順利開展。學生所做的實驗基本是針對實際問題安排內容的,每年都會有所變化。

2.國內外IE教學環節對比

在IE教學方面,美國院校注重對學生創新意識的培養,采用啟發式教學,致力于知識傳授與方法應用之間的平衡[12],創造更多潛在的知識附加值。在課堂上會有大量與課程緊密相關的最新案例,學生可以通過小組討論加以解決,教師會對學生的解決方法指出不足之處并提出自己的看法,學生也可進行相應的解釋和反駁,并沒有固定答案。教師與學生的互動有利于活躍課堂氣氛,并且教師在這過程中會引導學生不斷深入問題和分析問題,學生在今后遇到實際問題時能夠更加嚴謹地應對。教師有時也會用一些先進的教學設備模擬企業的真實情景,讓學生參與其中,找出企業運作所存在的一些問題并用專業知識加以解決,提高了學生對所學知識的應用。中國高校IE課堂教學處于教師單向授課,學生被動接受的局面,學生在課堂上的一些想法和疑惑無法及時得到肯定和解決,這些疑點可能會影響到學生對后面內容的理解。教師在授課時以理論知識為主,教學手段比較單一,較少與實際情境相結合,學生上課積極性不高。教師在課堂上進行案例分析時,學生一般直接將教師對問題的看法和解法作為日后解決實際問題的標準方法,不愿意去思考更好的方法或者舉一反三。灌輸式的教學方式導致學生的思維方式比較固定,學生在解決問題時缺少個性,如不同學生在著手處理同一個IE問題時往往采用相同或相近的解決方式。創新能力的提升是工業工程人才培養的重要方面,所以IE教學要注重對學生創新能力的培養,課堂上師生互動是提升學生創新意識的有效途徑,課堂互動不僅僅局限于師生間的一問一答,更重要的是教師引導學生深入問題,幫助學生發散思維。

四、啟示

一是,我國院校工業工程專業課程體系的系統性不是很強,課程之間很少聯系起來,總的來說,課程整合不如國外優秀院校IE專業課程體系科學合理。

二是,在IE實踐教學環節,國內院校與美國院校有較大差距,實踐內容與IE專業相關性不是很高,實踐內容多年不變。應結合學科背景,探索科學合理的實踐教學體系[13]。

三是,在IE理論教學方面,國內院校強調學生對理論知識和工程技術的掌握,而國外院校注重對學生IE意識和創新思維的培養。

四是,在IE人才培養方面,國外院校是根據當地產業需求制定培養計劃并會根據市場變化做出相應的課程調整,機動性很強。而國內院校對IE人才的培養針對性不是很強,其培養計劃的制定不會針對某個制造行業,而是盡可能涉及更多的行業。

五是,引進國外優秀人才或與國外優秀院校合作辦學是完善國內院校IE教育體系的有效途徑之一。