“物流系统与设施规划”教学改革与实践

作者简介:王红军(1966-),女,河南郑州人,北京信息科技大学机电工程学院机械制造与工业工程系主任,教授,主要研究方向:先进制造技术。(北京 100192)

基金项目:本深圳到吕梁物流文系北京市高等学校教育教学改革立项项目(项目编号:22401157)、北京市教育科学“十一五”规划2007年度课题“北京市管高校应用型人才培养研究”(课题编号:ADA07074)的研究成果。

工业工程( Industrial Engineering , IE) 是运用工程的方法来改善管理、用管理的理念来策划工程的学科体系,应用于众多行业和领域,为企业降低成本、提高效率和效益提供技术支持。[1]目前我国大约有150多所高校设立了工业工程专业。北京信息科技大学(以下简称“我校”)工业工程专业创立于2002年,其中“物流系统与设施规划”是工业工程专业的专业必修课程,其教学内容包括物流工程、设施选址及评价、物流设备与器具、工厂物流分析、设施的布置规划(Systematic Layout Planning,SLP)、物料搬运系统设计、自动化仓储系统、物流管理与控制、物流配送、物流信息系统以及物流系统计算机仿真等内容。

该课程的前期必修课程为“运筹学”、“系统工程”、“机械制造基础”、“人因工程学”等课程内容。通过课程的学习,要求学生掌握物流与物流系统的基本概念,掌握设施规划与设计、物流搬运系统、物流管理与控制、物流信息系统的基本知识。立足企业物流,并掌握物流企业的运作、配送与仓储的基本知识,使学生能结合生产实际,运用所学知识,解决有关物流系统工程的规划与设计的实际问题。

课程的教学目的是培养学生成为在物流管理领域从事全过程策划、管理和物流信息化工作的高级应用型管理人才。该课程内容多,具有很强的理论性和实践性。仅靠课堂理论教学远远不能满足要求,为此开展了本课程的教学改革与实践, 以适应人才市场的要求,并取得了良好的教学效果。

一、基于应用型人才培养目标的课程体系的优化

我校是2004年5月经教育部批准在北京机械工业学院和北京信息工程学院基础上合并筹建的一所以工为主,兼有管、文、理门类等专业的普通高校。2008年正式挂牌。学校的发展目标是建设在电子信息、现代制造与光机电一体化、知识管理与技术经济等领域特色鲜明,立足北京、面向全国,培养应用型人才为主,教学科研协调发展的高水平多科型大学。

针对学校的应用型人才培养目标,对课程体系进行梳理和优化调整,加强各种以体验与加深对课程理论的理解为目的的实践活动,重点培养学生的实践能力、分析问题及解决问题的能力。本课程采用理论授课、实验、生产实习和课程设计相结合的课程体系,加强理论教学与实践教学的融合,使实践教学成为理论教学的延伸,成为培养学生综合能力的重要环节。

学院建立了工业工程专业实验室,可为本课程开设“认知实验”、“设施规划与物流分析综合实验”、“库存管理与A韶关到澳门物流GV小车实验”和综合性实验。帮助学生实际了解设施规划和物流分析的基本原理,掌握基本方法,了解库存管理的流程,了解AGV小车的结构和功能,使学生对实际的工程环境和设施有了感性认识。

安排2周的生产实习,实地考察北京市某一汽车总装厂的企业物流活动状况。通过生产实习,了解企业实际并通过自己的观察发现问题,分析其中存在的问题,目的是让学生对本课程的教学内容有直观和形象的了解,并结合社会实际使学生对本课程理论的理解得以升华。

安排2周的课程设计。通过课程设计, 实现对学生解决工程实际问题的综合能力的训练和培养。课程设计的题目选择十分重要,一般要符合下列要求:(1)能反映课程的教学内容,培养学生综合运用课程及其先修课程知识解决工程实际问题的能力;(2)使学生学习和掌握一般企业物流系统设计的基本方法和程序;(3)难易程度适当;(4)能实现对学生查阅资料、计算、绘图等工程设计和动手能力的培养。

课程设计的选题之一为“液压转向器厂总平面布置设计”。要求学生根据给出的场址位置、规模尺寸、产品结构文件、工艺路线和装配工艺等数据设计一个液压转向器厂。深圳到东方物流设计时应进行作业单位调查,对于生产车间,主要调查产品、产量、设备类型与台数、物料流动模式、建筑物结构型式与占地面积等;对于职能管理部门,主要调查职责、人员构成、设备配备、办公室面积等;对于仓储部门,应调查储存物品、储存方式、占地面积大小等;对于辅助服务部门,主要调查工作性质、功能、占地面积大小等。要考虑车间和厂区的布置图、需要使用的机床数量、工人数量、工人的作业、物料搬运的方式和设备等因素。

学生要完成如下任务:(1)绘制详细工艺过程图,并注明各工序间物料搬运量。(2)进行系统物流分析。计算物流量,绘制系统物料流程图。(3)进行作业单位关系分析。绘制作业单位相关图、面积图;提供至少三种工厂平面布置图方案;采用定量与定性分析相结合的方法进行方案评价与选择。(4)提供详细的课程设计说明书和最终确定的工厂布置方案设计图。

课程设计完成后进行答辩,按照学生日常表现、图纸和说明书质量及答辩情况给出课程设计的成绩。

二、基于应用型人才培养的教学方法的改革

清华大学罗福午教授提出高等院校工程专业的专业基础课和专业课常用的教学方法有:讲授、讨论、实验、设计、实习、参观、课题研究、谈话指导等。[2]作为讲授多年“物流系统与设施规划”课程的教师,笔者认为,在该课程讲授过程中,应根据教学内容和实际需要合理运用多种教学方法, 才能达到良好的教学效果, 培养学生分析问题和解决问题的能力。

1.案例教学法

案例教学法是一种能改善学生学习效果、提高学生综合决策和解决实际问题能力的新型教学方法。案例教学是指将案例应用于教学,通过教师讲授、组织学生讨论、撰写案例分析报告、教师归纳总结等过程来实现教学目的,进而提高学生理论水平和实践能力的教学方法。国际知名案例问题专家Donald B. Schoen和Philip A.Sprague 说:“案例方法用的是关于特定企业情况的记录或描述材料而非课本;与传统的既定的讲授方式不同,案例方法下的教员引导学生对上述企业情况进行讨论。”[3]

“物流系统与设施规划”课程具有很强的理论性和实践性。特别是在场址选择和采用SLP进行工厂布局理论讲授时,只是单纯地讲解理论,无法真正地使学生掌握该方法的内涵和应用。针对目前学生自主性、实践性能力较欠缺的特点,在课堂教学过程中注重理论联系实际,通过案例学习、讨论,启迪学生的思维,激发学生的潜能,加深学生对有关知识、理论等内容的理解。

采用案例教学法教学时,在案例分析方面,教师事先对案例分析的具体过程进行充分的设计,考虑可能发生的各种情况,并向学生下发有关案例;然后教师组织学生进行案例讨论,教师把握讨论的进度及方向,进行必要的提示,引导学生运用所学物流知识,分析、解决实际问题;案例讨论后,教师及时对学生的案例分析进行总结。通过案例分析,提高了学生分析问题与解决问题的能力。

在厂址选择阶段,选择汽车生产企业、物流企业、化工企业、核电企业等分门别类进行讨论,得出结论。学生们总结出,除了书本上提到的考虑因素外,还要结合不同类型的企业特点,考虑节能减排。特别要关注到对环境的影响,注重绿色场址的确定。

2.基于项目小组的教学方法

在基于问题学习中,学生通过解决实际问题而学习。学生以小组为单位进行学习,学生共享专业知识,共同处理学习问题的复杂性。通过基于问题学习,最终使学习者成为一个愿意合作也善于合作的人。[4]

结合一个具体的项目,学生们自由结成2～3人小组, 小组成员齐心协力合作完成课程项目, 并制作成相应的幻灯片, 由一位学生对其内容进行讲解和演示, 教师作为场外指导, 适时地对学生陈述的观点及表现作点评。它以小组合作活动为主要形式, 形成“组内合作, 组间竞争”的格局。使学生亲身参与教学,让学生成为学习主体,让学生有机会发表自己的学习体会,相互交流。这样充分调动了学生的主观能动性,将教师的教学与学生的学习活动融为一体。

3.倡导新的科学理念

早期IE是将人与设备、物料、产品同样视为有待设计的生产要素,而现代IE则是借助心理学、行为科学的理论与方法,把人视为资本,把提高人的效用看作是促使系统效率提高的首要因素。面向21世纪,IE将与生命科学紧密结合,研究如何将人员、物料、设备、能源、信息等要素进行有效运用,为管理活动提供技术上的支持与保证,以达到实现系统效益和提高生产力的目的。将绿色概念、节能减排、以人为本的人文情怀贯彻到整个教学过程中,非单独强调生产效率,强调综合考虑人因工程、关注工人的生产环境、能源节约等等。

4.将科研成果融入教学过程,开展计算机仿真模拟的教学法

目前, 大多数用人单位招聘时看重的人才是具有实际专业技能的人才, 特别是物流方面的人才, 这就意味着培养具有实践能力的大学毕业生是我们的重要培养目标。仿真教学法是一种重要的实践性教学方法, 通过计算机软件把直观、生动的可视化效果展现在学生面前, 激发学生的求知欲, 调动学生的学习潜能, 强化学生的动手操作能力。

作为专业课教师,笔者承担完成了留学回国人员基金资助等多个项目的研究,积累了丰富的实际科研成果。在教学过程中,将这些实际的项目研究成果介绍给学生,利用相应的设施规划和物流分析的仿真软件,进行 “基于仿真的生产线建模技术”讲授。这些生动的研究实例和对前沿问题的阐述对激发学生的创新思维和其多方面的能力培养产生了深刻的影响。

三、结论

“物流系统与设施规划”课程作为工业工程专业的专业课,教学改革与实践十分必要。不仅要符合工业工程的发展趋势、符合课程的理论性和实践性的特点,还要培养应用型人才的实际动手能力和一定的创新能力。经过上述教学改革,对学生进行调查发现,大部分学生对本课程的教学方法、教学内容和教学手段比较满意。本课程生动的教学方式和有效的课程体系,大大激发了学生对专业的热爱,提高了学生的竞争力。