近機類工業實驗室創建思考

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一、近機類工業工程專業體系建設的基本思路

工業工程專業設立的歸屬不同，專業體系建設的思路就不同，人才培養的模式也不同，實驗室建設的方向和模式也就不同。

1.國內高校工業工程專業建設的基本思路

在專業設立的歸屬方面，國外普遍是把工業工程專業設立在工學院系，比較重視專業的工程基礎教育和工程背景培養。而我國工業工程專業的設立目前主要有以下幾種情況：一是把工業工程專業設立在機械工程學院系，二是把工業工程專業設立在管理工程學院系，三是個別學校把專業設立在經濟管理學院系。目前國內高校工業工程的培養模式主要可分為兩個方面。（1）設立于機械學院，授予工學學士學位，以機械工程技術為背景增加管理知識，強調制造工程相關技術和理論在工業領域內的應用。（2）設立于管理學院，授予管理學學士學位，以管理科學為背景增加機電基礎知識，突出經濟管理與工程技術相結合的系統方法和理論的應用。

2.三峽大學工業工程專業建設的基本思路

三峽大學（以下簡稱“我校”）工業工程專業開設在機械與材料學院，2004年開始籌備，2005年獲準開設，2006年正式招生，2010年培養出第一屆畢業生，同時開展工業工程專業學位碩士培養。機械與材料學院是我校最早開辦的學院之一，開設有：機械設計制造及其自動化專業、輸電線路工程專業、金屬材料專業、材料成型專業。機械設計制造及其自動化專業是湖北省品牌專業、國家特色專業，具有一定的學科優勢，與周邊地區的機械制造企業建立了長期的科研合作關系，教學科研力量雄厚。我校在2004年籌備工業工程專業時就充分考慮了工業工程學科特點及校企互補、產學研相結合培養人才的目標，將專業設置在機械與材料學院，專業定位于近機類專業，明確了畢業生授予工學學士學位，培養方向定位為主要為機械制造企業培養復合型高級工程技術人才。工業工程依托機械優勢學科開展專業建設，因此專業建設強調制造工程相關技術和理論在工業領域內的應用，應體現以機械制造技術為基礎，以生產系統管理基本理論為核心，以計算機信息技術為手段，強化實踐性教學環節的思路。

3.我校工業工程專業培養模式

我校機械與材料學院在工業工程專業的規劃與建設中，基于機械大類教學平臺，注重依托本學院的機械設計制造及其自動化湖北省重點學科，以及水電機械設備設計與維護實驗室湖北省重點實驗室，充分利用該學科較強的師資力量及制造實驗室大環境，使工業工程專業成為學院現代制造系統大平臺下的一個重要組成部分，共享教學實驗資源。我校工業工程專業的培養目標主要是面向生產制造業，培養的學生畢業后能從事工廠規劃設計和改善、產品制造工藝設計、生產制造過程管理等方面的技術和管理工作，具備經典工業工程的應用能力和現代工業工程的創新能力。

二、專業實驗教學體系建設

1.工業工程專業實驗室建設思路

當前工業工程實驗室建設呈現兩大方向：基礎IE實驗室和現代IE實驗室。基礎IE是工業工程發展的起點，也是現代IE的基礎和組成部分，在工業工程應用中最為普遍，加強基礎IE課程及其實驗教學是非常重要的。目前，已開辦IE專業的高校基本上都建立了以工作研究與人因工程為研究重點的基礎IE實驗平臺。現代IE是傳統工業工程由工業技術及相關學科的發展不斷注入新內容而演變的結果。現代IE涉及范圍廣泛，內容不斷充實和深化，兼收并蓄了越來越多的學科知識和高新技術，其中包括信息科學、自動化技術、計算機技術、優化理論和仿真技術等。目前，部分已開設IE專業的高校正分步驟、分階段地進行現代IE實驗室建設。因為現代IE實驗涵蓋知識范圍較廣、內容較多，同時由于投資經費的限制，各個高校現代IE實驗建設側重點不一、層次也不齊。

2.我校工業工程專業實驗室建設思路

工業工程是一個應用性很強的交叉性學科，要求理論聯系實踐，特別強調實踐環節對學生的訓練。本專業在人才培養方案的制訂時就把實驗和實踐放到了一個很重要的位置，在實踐環節的設置、課時的分配等問題上都做了明確的規定，實踐教學環節占總學分比例達到20%。同時，工業工程學科又是一門綜合運用工程技術、管理技術，采用系統化、專業化和科學化的方法，綜合多種學科的知識和技術，對由人員、物料、設備、能源和信息組成的集成系統進行設計、規劃、評價、創新和決策的系統工程學科，在規劃和設計IE實驗室時，必須強調現代IE的系統工程特點，必須注意知識的系統性、連貫性以及綜合運用所學知識和技能來解決復雜問題能力的培養。在專業培養目標和培養模式的指引下，我校在參考著名高校工業工程實驗室的基礎上，確立了基礎IE實驗室+現代IE實驗室的工業工程專業綜合實驗室建設方向，將基礎IE實驗平臺與現代IE實驗平臺有機地融合在一套實驗平臺中。我校工業工程實驗室建設思路：營造一個類似真實的自動化制造系統生產運作環境，為學生提供一個全面的、創新的、密切聯系工業實際的實驗教學平臺，能滿足主要專業課程教學實驗需要，保證實驗內容的系統性、完整性、連續性，以達到鍛煉和提高學生對制造系統的認知和操作能力以及生產運作與管理水平、系統分析和設計能力的目的。作為實驗體系的核心部分，綜合實驗室中教學實驗的設置，不應是相互獨立的單項實驗，而應根據IE專業的課程與知識體系，運用系統原理，設計一套相對獨立又相互聯系，覆蓋多門專業課程與知識領域的實驗形式多樣的教學實驗體系，它能夠提供驗證理論知識和綜合應用相關技術的環境，模擬真實生產系統的場所和開發應用工業工程知識的條件。

三、工業工程專業實驗室的建設實踐

在模擬真實的自動化制造系統生產運作環境的建設思想下，我校工業工程綜合實驗室建設的總體目標是：在實驗室里建立一個微型工廠（Mini-factory），營造一個類似真實的生產環境，主要從事制造系統規劃設計研究、設施規劃及物流分析研究、時間分析與作業研究、人因工程實驗研究、生產計劃與控制的實驗與研究等，以加強學生對基礎工業工程的知識和技能、現代工業工程的技術和方法的掌握，同時支持機械工程學科的相關課程實驗。要求：實驗體系模塊化，可擴展、可重構；不僅可以滿足教學要求，而且應當為科研和培訓提供服務。我校工業工程綜合實驗室的微型工廠基本配置規劃為一套功能設備較為完備的模塊化的自動化制造系統FMS，包括：環形可擴展生產流水線，微型化、教學型的生產設備（至少一臺立式，一臺臥式數控加工中心），一臺教學型工業機器人，一套RGV系統，堆垛機及微型化立體倉庫、相關控制系統等。在此基礎上，根據實驗教學需要，適當添加工業攝像機、電子看板及其他數據采集及分析處理設備。微型工廠化配置是我校實驗室建設的定位，也是高校工業工程實驗室規劃的一種趨勢。這是一個大的系統工程，需要總體規劃，分步實施。在進行實驗室規劃過程中，我校機械與材料學院充分考慮到院、系現有的以及待建的實驗資源共享問題，以避免重復性建設。為此，學院一方面利用機械工程學科現有實驗資源，另一方面投入大量人力物力，購置設備，建立和完善專業實驗室。工業工程綜合實驗室主要功能模塊包括：基礎工業工程實驗模塊、自動化制造系統實驗模塊、人因工程實驗模塊、設施規劃與物流分析實驗模塊、生產計劃與控制實驗模塊等。目前已經建設好并投入實驗教學的是基礎工業工程實驗模塊、自動化制造系統中的倉儲與物流分析實驗模塊、人因工程實驗模塊。該實驗室主要針對工業工程專業的“基礎工業工程”、“生產計劃與控制”、“生產自動化與制造系統”、“人因工程”、“設施規劃與物流分析”、“工業機器人”等多門課程。同時與機械工程學科資源共享，提供機械設計制造及其自動化專業的“先進制造技術”、“機械制造裝備”、“機電傳動控制”、“機電系統設計”、“企業生產管理”、“工業機器人”等課程的教學實驗。下一階段，計劃在2011～2015年間，進行專業實驗室其他設備的購買、安裝、調試，基本完成工業工程專業綜合實驗室的建設。

四、結語

我校在工業工程專業實驗室建設中，圍繞培養目標，探索出一條依托機械設計制造及其自動化優勢學科，基于機械大類教學實驗平臺，整合現有資源，分階段逐步建立完善的工業工程專業實驗室的道路。實踐表明，工業工程專業是隨著時代的發展而不斷進步和發展的，專業實驗室的建設只有符合時展的趨勢，才有助于培養適應我國現代化建設所需的工業工程人才。