發布時間:2022-03-12 08:57:18
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇工業工程論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
一、創新應用能力培養中的問題及培養目標重構
我國工業工程專業的學生就業因為受各高校所處地點、所屬行業、生源來源地、就業時各行業經濟效益、往屆學生就業企業、高校的科研實力等因素的影響,其學生就業的行業有很大的差異。中國礦業大學地處蘇北,行業背景為采礦,但學生就業行業非常多樣化。一部分學生進入了煤炭企業,一部分學生留在了徐州的工程機械制造企業,一部分學生則進入了長三角和珠三角的制造企業,還有一部分來源于山西、四川、陜西、寧夏、甘肅等省份,畢業之后不想進煤炭企業而又愿意回家鄉發展的學生的就業行業則更是多樣化。這就對學生培養提出了一個課題:當前各高校教學的總體趨勢是專業課程的教學時間逐漸縮短,要在這種情況下讓學生對各個就業行業的工程背景都有認識是不可能的。因此,非常有必要對工業工程專業的培養目標進行認真的審視和思考,并提出相應的解決方案。在這種情況下,經過院系領導和全系教師反復的溝通后,最終提出“厚基礎、寬口徑、個性化”的工業工程專業應用型創新人才培養模式。所謂“厚基礎”,就是要求具備較深厚的數學、計算機、英語、力學、機械、電工與電子技術、管理學等方面的知識基礎,這是培養應用型創新人才的前提,也是為“寬口徑、個性化”的人才培養打好基礎。“寬口徑”就是要求學生對工業工程專業的主要專業課程不僅要求有較深的理論基礎,還要求具有一定的實踐經驗,這樣在未來就業或繼續深造時能夠有較強的變通能力以適應不同的行業。“個性化”是在前兩個基礎打好的基礎上,在后期的專業課學習和畢業設計階段,能夠根據以后可能的就業方向,結合導師的經驗和課題以及可能的就業單位的需求進行個性化的定制式培養。以上三個目標是循序漸進的,前面目標的實現是后面目標實現的必要條件。而寬口徑和個性化又是一對對立而又統一的矛盾體,不管是哪一個行業,其基本的工業工程理念和原理是一致的,比如零庫存、生產線平衡、精益生產、設施規劃與物流分析、質量管理方法等等都是共通的。但是,應用到各個具體行業,又都有各個行業自身的差異和特點。
二、教學模式的探索與實踐
基于以上認識,筆者結合自身專業的基礎和特色,對上述教學目標的實現途徑進行了思考和實踐,即為學生建立一個實踐和創新能力培養的平臺以及在學分制和導師制下的科研與教學的結合。
(一)實踐和創新能力培養平臺建設。
1.網絡化學習平臺。
要做到理論與實踐的結合,需要在教學過程中主要以案例的形式向學生講解理論知識。但是案例庫的建設決不是一朝一夕的事情,而且為了適應不同的就業行業,需要為學生提供不同行業的案例庫。單靠教師的科研經驗以及在日常出差、實習過程中收集的資料是很難實現的。筆者的做法是廣泛發起“群眾運動”,通過建立開放的課程網站的形式來收集相關案例并通過BBS等形式發起網絡化學習活動。往屆已經工作的學生、親朋好友等通過網站上傳了大量案例并積極通過網絡指導在校學生學習。人因工程、系統可靠性、基礎工業工程等課程都通過這種方式收到了較好的效果。
2.學科競賽。
學科競賽是一個很好的刺激學生鍛煉基礎課、專業基礎課和專業課實踐和創新能力的手段,能夠很好地調動學生的積極性。本專業的教師積極地鼓勵學生參加各種各樣的學科競賽和技能競賽,比如數學建模、IE亮劍應用案例大賽、“挑戰杯”等競賽,起到了很好的理論聯系實際和創新能力培養的實際效果。
3.實踐基地建設。
讓學生深入到工廠,了解工廠產品生產過程、生產管理、指揮調度及成本效益核算等,尤其是了解自己所學專業在工廠中的地位、作用與要求,不僅有利于實踐與創新能力培養,還可以提高學習的自覺性和主動性。但是因為資金、安全等問題,實踐基地的建設對大多數高校來說都是一個比較困難的工作,中國礦業大學的工業工程專業也不例外。筆者所在專業采取了多種手段來解決這個問題:一是建立各種來源的平臺,通過學校合作董事單位來推動這項工作。中國礦業大學的采礦工程專業在采礦行業具有較好的威望和關系,已與國內幾百家廠礦企業建立了合作關系,因此,首先在采礦業建立了一批實踐基地。二是通過產學研用的形式來加強學校和企業之間的聯系,讓這些單位嘗到產學研用的甜頭,從而愿意接收學生實習。學校也通過各種手段增加了實習經費,延長了實習時間,提高了支付給企業的經費標準,對實踐基地建設工作提供了極好的支持。為了實現“個性化”培養的需要,畢業實習采用以學生分散實習為主的實習模式,學生可以去工作單位實習或者分散到導師科研課題的各單位實習。
4.實驗平臺建設。
工業工程專業的實驗具有自身獨特的特點,要想在實驗室里實際再現各行業的生產是不現實的。但是學校的采礦工程專業具有雄厚的采礦工程實驗教學資源,擁有部級實驗教學示范中心的大量硬件系統和數字化礦山虛擬現實實驗室的軟件系統,因此,我們一方面利用采礦工程專業的實驗教學資源,培養具有采礦工程背景的能夠適應將來進入煤炭企業的工業工程專業人才。另一方面,大力進行工業工程實驗室建設。先后建立了人因工程實驗系統、物流實驗系統和虛擬現實實驗系統等硬件系統。同時采購了大量軟件來對各行業的生產系統進行工業工程方面的軟件仿真,先后采購了AutoCAD、金蝶ERP、Witness、HumanCAD、DoubleE等軟件,從應用的效果來說,還是非常不錯的。
(二)學分制和導師制下的科研與教學的結合。
考慮到學生就業行業的多樣性,專業的所有教學活動也需要據此進行合理的區分。首先從專業方向上進行大的區分,分設礦業工業工程、制造業工業工程和物流工業工程三個大的方向,并相應設置了專業選修課,學生可以根據自己的實際情況選擇相應的方向和對應的選修課,修滿最低要求的學分。在這個過程中,學生對選擇哪個方向可能感到比較迷茫,導師制剛好能解決這個問題。各個同學可以咨詢自己的導師來確定自己的專業方向以及應該選擇的課程,體現了學分制和導師制的有機結合。到畢業論文(設計)階段,學生們可以有更大的自由度來選擇實習單位、導師以及畢業論文題目,從而實現“個性化”的培養目標。鼓勵學生將自己的就業單位作為自己的實習單位,這樣就能夠獲得充裕的實習時間。可將第7個學期分為兩個小學期,學生在后半個學期之前完成所有的課程學習任務之后就可以到實習單位實習,從而有充裕的時間來理論聯系實際,發現企業生產中的工業工程問題。實習單位也可以是導師主持的科研課題的實施單位,論文題目也可以是導師科研課題里的子課題,這樣就可能實現學生從剛進入大學開始實施導師制的時候就可以跟著導師學習專業的某一方向直至畢業,從而實現在整個大學階段都有導師進行指引,更好地達到“個性化”的培養目標。這樣導師也可以將自己的科研項目同時當成一個教學項目,從而讓教學和科研實現完美結合。
三、結語
在就業形勢日益緊張的形式下,如何使工業工程專業的培養人才符合市場需求,做到企業有所用,人才有所為是十分重要的課題,本文對工業工程人才實踐與創新能力培養模式的構建和實施進行了經驗總結,期望能對同行起到一定的參考作用。
作者:任海兵 段天宏 姬長生 單位:中國礦業大學礦業工程學院 中國礦業大學
1新時期食品工業工程建筑的特點
新時期食品工業建筑首先應與城市總體和區域規劃相協調,盡可能減少對周邊環境的影響。為適應現代工業化生產的要求,新建筑體量越來越大,總圖設計要結合場地地形、地質、地貌等特點,因地制宜并盡可能做到緊湊布置,節約用地。建(構)筑物布置要符合防火和衛生規范及各種安全規定和要求,滿足生產工藝的要求,保證生產作業線連續、便捷。要使廠內外運輸配合協調,避免往返運輸與作業線交叉,避免人流、貨流交叉。還要考慮合理的功能分區,保證有良好的生產聯系、工作環境和職工的休息環境,各種動力設施要盡可能靠近負荷中心,以縮短管線。采用綠色建筑的設計理念,在生產和使用的全過程盡可能多的節約能源、保護環境,創造一個健康、高效的生產環境,滿足地上、地下工程管線的敷設,采用合理的綠化布置。
2項目背景
安徽東鵬飲料有限公司———年產55萬t東鵬飲料生產基地,由深圳市東鵬飲料實業有限公司投資建設。東鵬飲料成立于1987年,是深圳市最早的國有飲料企業。近年來,東鵬飲料依托先進的工藝技術和優良的產品品質,形成以食品流通領域為突破口的經營管理理念和管理機制,使公司步入健康快速發展的軌道。飲料發展到今天,其品種極其繁雜。而消費者的消費習慣逐漸趨同。人們日益關注健康和環境,不喜歡糖和添加劑含量高的飲品。保健功能飲料越來越受到關注。隨著企業的成長,深圳市東鵬飲料實業有限公司在滁州經濟技術開發區城北工業園,打造安徽東鵬飲料有限公司———年產55萬t東鵬飲料生產基地。項目基地西臨杭州路,南接東鵬路,交通便捷,總用地面積約為200666m2。整體呈現東北高西南低的態勢,地勢最高處約為35m,最低處約為29m,最大高差6m左右,并有少量水塘。
3設計理念與規劃布局
設計傳承企業文化,打造獨具文化特色的廠區。以綠色建筑設計理念應用于廠區建設和生產的各個環節,堅持走可持續發展道路,采用現代工藝技術和現代分析儀器應用于飲料生產的過程中,現代分析儀器對原材料采購、生產過程和產品質量進行全面的質量控制。園區規劃以滿足生產流線和空間需要為前提,強調生產流線和生產、營銷、研發等功能的便利聯系。園區的規劃結構可概括為“1軸3核5區”,其中“1軸”:指從東鵬路主出入口一直延續到產品檢測中心的中軸線。“3核”指分布在廠區的主要景觀節點,分別為濱水景觀核、辦公廣場景觀核、工業景觀核,為員工創造良好的生產、生活環境。“6區”為辦公區、生產區、物流區、生活配套區、生產配套區、污水處理區。園區依據地形高差和周邊道路高程,因地制宜布置6個分區,使得廠區既滿足排水等市政管線要求又節約土方量。作為整體的各個局部業已形成明顯的相互關系,建筑秩序才得以產生。辦公區:承擔園區內行政辦公、接待等功能,布局有辦公樓和前廣場,是園區的標志性景觀。整個區域以主辦公樓為優秀,集中展示了東鵬集團的企業文化。辦公樓前廣場,著重表現其莊重大氣。生產區:主要承擔產品的生產功能,以高效緊湊布局模式組織生產車間,集約空間并便于管理。物流區:由于廠區里大型物流車運輸頻繁,在緊靠南側市政道路的生產區東西南三個方向均布置物流區域,整個廠區的人流、物流力求互不干擾。生活配套區:主要承擔員工食宿和其他生活要求的功能。生產配套區:主要承擔污水處理等功能。園區規劃3個出入口,沿杭州路設1個出入口,東鵬路設2個出入口,其中一個為物流出入口。根據使用功能,園區內道路分為園區主要道路(12m)、園區次要道路(9~6m)。園區機動車停車場共計7處,辦公區規劃停車場3處,主要為企業辦公人員和游客車輛服務。生產區規劃停車場2處,主要停放貨運車輛。生活配套區既規劃了機動車停車場也有非機動車停車場,主要為員工生活服務。廠區車間單體建筑平面根據生產工藝的特點布置,使各生產模塊既相互獨立又聯系緊密,根據衛生要求分別布置不同級別的生產區域,并有適當分隔,設備用房緊鄰使用區域,潔凈區域設置更衣和潔凈通道與其相連,避免交叉污染。建筑風格方面,注重建筑與整體環境的協調,采用水平條形窗體現穩重大氣,局部設幕墻和分離片墻形成入口空間,并與之形成虛實對比。開窗結合平面功能,保證采光通風要求。建筑根據工藝特點采用鋼筋混凝土結構與輕鋼結構相結合,既滿足大跨度空間要求又可分層設置不同功能,使兩種結構的特點都得到了充分發揮。當前處在一個迫切需要保持生態環境平衡的時期,輕鋼結構體現出輕型、高效、環保、工廠化生產、機械化施工的特點,體現出環保型建筑可持續發展的特點。輕鋼結構建筑不僅在大跨度建筑上得到應用,在新時期,輕鋼結構體系使得建筑創作與結構的關系更加緊密。設計返回到建筑的本原,從支撐建筑的結構體系上尋找答案,利用當今科技的發展和新材料的涌現,尋求更加合理的結構體系,并由此創造出具有新時期美學價值的建筑形式。生活區由倒班宿舍和食堂組成,沿杭州路布置。利用原有水面形成濱水景觀,生活區相對獨立,與生產區適當分開,通過一個出入口便捷聯系。倒班宿舍平屋面滿足可再生能源利用條件,設置太陽能熱水系統為職工生活服務,達到節約能源的目的。注重生態的建筑環境不僅是能源,而且是同環境的和諧以及自然的融合。
4結束語
新時期食品工業工程設計適應新技術、新工藝的特點,采用適當的新材料,在綠色建筑設計理念的指導下,滿足各種國家的相關規范,在實現功能的同時提供恰當的精神享受,在形態上具備特定的主題,這些就是建筑的價值判斷尺度。所有這些都是在管理方、投資方和設計方之間綜合協調才能完成。
作者:韓冰 單位:安徽省輕工業設計院有限公司
1工業工程專業的實驗課程設置
(1)基礎工業工程是工業工程專業的專業基礎課,實驗目的主要是使學生能夠熟練的運用工作研究中的常用技術(如程序分析、操作分析、動作分析、時間研究、MOD法),“5W1H”提問技術和“ECRS”原則來發現問題,進而進行改善。實驗項目主要包括流程程序分析、人機操作分析、雙手操作分析、時間研究、工作抽樣等。
(2)質量管理模塊的實驗主要是使學生學會質量數據的測定方法,確定抽檢方案,對質量控制狀態進行正確的分析和評價,培養學生發現質量問題和解決質量問題的能力。實驗項目有質量數據測定與處理、質量問題分析等。
(3)人因工程的實驗模塊是通過讓學生操作一些生理、心理以及環境測試儀器,對人體參數、心理認知(深度知覺、空間知覺、注意分配、運動穩定性,動覺方位辨別、動覺技能形成、記憶能力等)、環境特征(溫濕度、光環境、噪聲)、體力作業能力等進行測量,了解人體、環境特性,為設計和改善人-機-環境系統,打下良好的基礎。實驗項目有人體測量實驗、認知能力測試實驗、微氣候測定實驗、環境照明與生產效率關系測定實驗、環境噪聲測量實驗、勞動強度測定實驗等。
(4)物流工程實驗模塊主要是通過一些物流裝備(自動流水線、自動立體倉庫、堆垛機、AGV小車、條形碼打印設備等)進行物流的出庫、入庫等,以及運用一些設施規劃和仿真軟件,使學生對物流設備和物流過程有一個清楚的認識。實驗項目有生產線物流設備操作、車間布局測繪、布局設計等
(5)生產計劃與控制實驗模塊主要是建立生產計劃的模型,掌握生產線平衡基本思路和平衡效果的評價指標,進行生產線平衡。實驗項目有用ExcelSolver解生產計劃問題,用FlexibleLineBalancing進行生產線平衡等。
2工業工程專業實驗教學存在的問題
2.1實驗內容和實驗設備比較陳舊
工業工程在我國出現較晚,發展較慢,是一個相對較新的專業,很多人對此專業的認識存在誤區,工業工程的從業者也很少,不像其他的一些專業,已經發展得很成熟,實驗教學已形成比較完整的體系,有很多設計成熟的設備可供選擇。現在市場上專門針對工業工程專業的實驗設備很少,很多設備也不是很符合工業工程實驗教學的要求,很難購買到理想的實驗設備。許多高校,該專業的實驗設備臺套數遠遠不能滿足實驗教學要求,實驗內容也只是運用一些老舊的測量設備,對一些項目進行測量,根本談不上一些專業技術的應用。
2.2專業實驗課程設置沒有系統性
工業工程專業各門實驗課程實驗項目的設置是互相獨立的,沒有形成一個完整的、系統的實驗體系,各個實驗課程有自己獨立的實驗設備,完成本課程的實驗目的、實驗內容。各課程之間缺乏系統性和連貫性,通過整個專業實驗過程,不能使學生對本專業獲得一個整體的認識,形成一套完整的知識體系。
2.3實驗過程不能發揮學生的主體性
在學習過程中,學生往往比較重視理論課成績,而對實驗課程成績不太重視,這就導致學生做實驗時,態度不積極,缺乏學習主動性,課前不能對實驗內容和實驗過程進行有效的預習,不知道為什么做這個實驗以及做這個實驗的相關理論依據,實驗時不熟悉實驗步驟,動手能力差。再者,在教學過程中一般采取以教師為主、學生為輔的教學模式,先由教師示范實驗步驟,學生照貓畫虎,按照老師的做法再做一遍,沒有發揮學生的主體地位。
2.4驗證性、綜合性、創新性實驗比例設置不合理
整個專業實驗設置中存在大量的驗證性試驗,而綜合性和創新性實驗比例較小,驗證性實驗只能培養學生的基本操作能力,不能有效鍛煉學生的實驗設計能力,獨立思考能力和創新能力,必須加大綜合性和創新性實驗項目的比例。
2.5實驗考核不能很好的反映學生能力
實驗課程成績一般包括操作成績和實驗報告成績,大部分教師在考核時比較注重學生實驗報告的書寫,這就導致出現了一些學生做實驗時出工不出力,寫實驗報告時抄襲別人的實驗數據,蒙混過關的現象,使實驗成績根本無法真實反映學生的實際能力。
3建立以應用型人才培養為目標的工業工程實驗教學體系
在工業工程專業實驗項目設置上,要整合實驗內容,把整個實驗課程設置成不同的實驗教學模塊,以增強學生對實驗的設計能力、獨立思考能力和實際操作能力為目的。
3.1確立以學生為主的實驗教學模式
應用型人才培養,要求學生必須具備很好的實踐能力,這就要求必須改變以往填鴨式、灌注式教學方式,充分發揮學生的主體地位。在實驗設置時,可以把實驗教學分成不同的層次和模塊,比如可以分為基礎性實驗、綜合性實驗和創新性實驗,分別鍛煉學生的不同能力。基礎性實驗使學生掌握基本測定和評價方法,培養學生的基本實驗技能,使學生加深對基礎理論和方法的理解;綜合性和創新性實驗主要鍛煉學生的實驗設計能力和創新能力,可以由學生自由組成實驗小組,運用實驗室的實驗設備,自主選擇實驗項目,明確實驗目的、實驗內容、實驗方案,經指導教師同意后,開展實驗。整個實驗過程要求群組成員團結一致,分工合作,利用專業知識,自主分析和解決問題。當實驗過程中出現問題時,指導教師要積極引導,鼓勵學生通過查找資料等方法,找到問題根源,完成實驗內容,而不是直接給學生提供答案。
3.2建立系統的實驗教學體系
各自獨立的實驗課程在實驗項目、實驗內容、實驗設備等方面都自成體系,之間缺乏連貫性,學生做完每門課程的實驗,只能對本門課程形成一些認識,而不能通過各門實驗課程對本專業形成一個完整的認識,必須建立系統性的實驗教學體系。可以通過購置一些集成的實驗系統或軟件(如ERP),或者設置一些專業綜合實驗,通過綜合運用本專業的知識,完成一些實驗項目,使學生通過這些綜合實驗,對專業知識體系形成整體印象,能夠更好的掌握和運用專業技術知識。
3.3學校和企業聯合研發具有專業特色的實驗設備
現在很多高校的實驗室建設,都是先在企業購買設備,再根據購買的設備設置實驗項目,編制實驗大綱,這就造成了有什么設備做什么實驗的狀況,使得實驗教學的效果大打折扣。針對專業實驗設備生產廠家較少,現有設備不能很好滿足實驗要求的問題,學校可以和企業聯合研發具有專業特色的實驗設備,先由教師提出設備要求,再由企業設計生產,這樣既可以保證企業設計出來的設備能夠充分滿足實驗教學的需要,又可使企業獲得經濟效益,達到雙贏的目的。
3.4建立立體化的實驗教學考核體系
以實驗報告為主評定實驗成績的方式,不能全面真實地反映學生做實驗的實際情況,必須建立一個能夠全面評定學生實驗情況的立體測評體系。新體系的成績評定應該包括學生自評成績、小組長評定成績和指導教師評定成績,最后按照三方得分分別乘以權重形成總分,必要時還可以采取答辯的形式,考核學生對實驗內容的實際掌握情況。
作者:賈利梅 單位:湖北文理學院機械與汽車工程學院湖北文理學院省級協同創新中心
引言:水能利用是把水力轉變為機械能再轉變為電能的科學,是一種既不消耗燃料又不污染環境和就地開發、就地利用的可再生能源利用方式,也可并網遠距離輸送利用。
1、河西走廊水能資源概況
河西走廊的祁連山北坡。從東向西有內陸河流域的石羊河、黑河、疏勒河流域三大水系,有大小河流56條,這些河流的山區面積62375平方公里,河西內陸河域水資源總量為71.84立方米。由于落差達388米~908米,水力蘊藏量約為333萬千瓦,可開發量205萬千瓦。水能資源比較豐富。其中石羊河流域理論蘊藏量65萬千瓦,可開發量37.06萬千瓦,已開發17.33萬千瓦,占開發量的47%,年發電量7.27億千瓦,(其中石羊河流域的金昌市理論蘊藏量20.5萬千瓦,可開發量12.06萬千瓦);黑河流域理論蘊藏量147.06萬千瓦,可開發量82萬千瓦;目前已開發60千瓦,占開發量的60%;疏勒河流域理論蘊藏量120.94萬千瓦,可開發量63萬千瓦,已開發13.26千瓦,年發電量4.19億千瓦,黃河流域武威屬區過境流量23.15億立方,水能理論蘊藏量133.3萬千瓦,可開發量92.3萬千瓦,這些寶貴資源是水能開發的重要條件。
2、人類對水能利用的探索
早在3000多年前,我們的祖先就已經懂得利用水力沖動水輪來帶動水磨、水碾。漢武帝建武十三年(37)時,冶煉工業使用的鼓風設備,都是用人力或畜力來帶動的,其效率很低。當時有一個叫杜詩的人,發明了一種用水輪帶動鼓風的設備,把它叫做水排,來代替人或牲畜的動力。公元260~270年間杜予又創造了連水碓,大幅度提高了工作效率。在東漢末年到西晉時期(220~300),群眾在實踐中又改革發展了用水輪帶動的水磨及連二水磨(即上下層水磨),又經過了200多年,由水磨的啟發創造了水碾。到唐宋時期勞動人民就有利用水輪作為動力的簡車來提水灌溉,并用在紡織上的還有水輪大紡車等。河西在明代移民實邊時,同時帶來了中原先進的生產技術,并開始使用水磨,普遍利用水能磨面、碾米、榨油。一盤水磨能延續使用數百年。在清雍正年間,甘肅省巡撫陳宏謨云:“各縣修渠道,以廣水利,及河西涼、甘、肅等處,夏常少雨,全仗積雪融流,分渠導引灌田轉磨,處處獲利”。清代乾隆年間的《古浪縣志》云:“古浪有三渠,曰古浪渠、土門渠、大靖渠,皆賴水以轉磨、灌田也”。古浪縣的一部分水磨都是清代遺留下來的。這些都記載了當時以水為動力的發展紀實。
隨著時間的推移,河西各地凡有水利條件的溝渠上,都建有水磨或水碾,解決農村生活的糧食加工。據不完全統計,在新中國建國初期,石羊河流域有水磨936盤和水碾10余盤,其中:民勤縣82盤,古浪縣274盤,涼州區455盤,金昌市125盤,這些水磨、水碾比人力或畜力加工糧食的效率提高十多倍,實在是干凈、便捷、省事。一些地方的村名,由于興建了水磨而出名,地名亦漸演繹為水磨名,如武威的三盤磨等。
當時規模較大的水磨在民國三十三年(1944)山西籍富商楊耀候在武威城北2千米的三盤磨村興建的面粉加工廠。他聘請外國專家設計,興建了高3.3米、寬1.7米、長約8米的木制渡槽,將水從西向東順河心穿過大路引入廠房,以水為動力推動石磨,是當時河西地區唯一較大的水力機械化面粉加工廠。
興建水磨一盤需建兩層樓房三間,引水槽和水輪機各一個,木料15立方米,石料40立方米,修輪窩一個,配輪軸鐵件等,需木、石、鐵、泥瓦匠工200多個。興建雙輪磨再增加樓房一間,木輪、水槽各一個,木料5立方米,一般多建雙輪。若建油磨增加油房一間,需高大廠房七間,木料30立方米,10立方米油壓梁一根(約粗80厘米到1米、長10米),還需各類工匠200多個。其實磨面和磨油都可以,只有石匠鍛磨時按需改變。過去興建一處水磨,一般家庭是無力承擔的,只有富裕家庭才可修建。磨坊的收入相當于種植水地30~40畝產量的收入,修建一盤水磨造價一般是50石糧食(一萬千克小麥)。水磨極大地減輕了人、畜的勞動強度,提高了效率,方便了群眾。人、畜力石磨一天只能磨面30~40千克,水磨一天則可達400~500千克。水磨在社會發展中也不斷改進,由原來的平輪改為立輪,提高工效一倍;可以小水帶動大磨,水輪軸是鐵對石后改為鐵對鐵,有時還利用滾珠軸承減輕摩擦,提高出力效率。平輪需水量0.3立方米/秒轉磨,而立輪只有0.1立方米/秒就可帶動。
3、河西地區小水電站的發展時期
新中國成立后,河西地區經過興修水庫,進行徑流調節,河西各河流利用水庫落差及干支渠跌水,開始規模型的修建小型水力發電站,從1957年至2009年,河西地區建有大、中、小型水電站100余座,裝機容量約100萬千瓦,主要有武威的黃羊河電站、金塔河電站及金塔干渠梯級電站和西營總干電站,金昌市的東大河、西大河電站,黑河流域的干流電站和討賴河、梨園河電站、龍渠電站,龍渠一、二、三區電站、盈科電站等;酒泉昌馬干渠梯級電站、河西電站、新河口電站、東沙河電站等。在電力資源中占有重要地位。
河西地區第一座小水電站建設是在1957年石羊河流域的古浪河與柳條河匯合處,利用暖泉水和部分河水發電,主要解決古浪縣城照明及農機修造廠動力用電。全部工程總投資6.86萬元,當時主要是供給古浪縣級機關和學校等45個單位和一些居民照明用電。
古浪水電站是當時河西地區第一個小水電站,電站一發電,張掖專區召開了全河西各縣水利科長參加的現場會;同時還有本省臨夏、天水及內蒙等地的3560多人絡繹不絕地前來參觀學習。張掖專署水利局于1958年2月舉辦了第一個水力發電電工培訓班,先后培訓了數百名電工,為河西大辦小水電起了帶動和促進作用。古浪水電站在運行中陸續擴建為50千瓦、120千瓦。
由于小水電站的建設帶動了當地水利工程建設工地的工、器具技術革新和水能利用的向前發展。古浪縣在1960年前建成了龍溝、黃羊川、曹家湖、菜子口、土門、十八里堡等10多座小水電站。
1959年11月4日中共中央甘肅省委發出了《關于學習推廣天祝縣綜合利用水能經驗的通知》(1958年12月20日古浪縣并入天祝縣),甘肅日報社發表了《偉大的創舉——大力推廣天祝縣綜合利用水能經驗》的社論,甘肅日報刊登了中共天祝藏族自治縣委員會第一書記梁星寫的《用土辦法利用水資源》等文章,更加有力地促進了小水電的建設和發展。1961年水利部在天祝縣召開了全國水能利用現場會議,水利部副部長何基灃主持了會議。有各省、區50多位代表進行現場檢查指導,鼓舞了河西人民大搞水能建設的積極性,從此,河西的小水電建設走上了快速發展的道路。使河西三地區各流域紛紛掀起了水能建設地高潮.
1957~1960年,僅古浪縣新增小水電站14座,裝機容量406千瓦,年發電量36.42萬度,較大的是1960年9月在古浪河興建、改建水力自動化日產1~1.25萬千克的面粉加工廠2座,以及水力一輪帶多磨、鋼磨、油磨、自動籮等。以水能為動力的各種水力機械設備共計約1700臺(座),裝機容量2500千瓦,當年節約勞力29萬個,節約畜力4600多個,為地方工農業生產的發展起了促進作用。
水力發電建設,在河西雖有近50多年的歷史,為河西的社會經濟建設起到了良好的開端。但由于認識上的差距,重大輕小的思想,電力利用的局限性使河西的小水電站建設處于緩慢和停止狀態。從河西的自然生態環境出發考慮,在山區、沿山地區應加大小水電站建設力度,在政策上給予傾斜,使農民的照明、生產、生活用電價位合理低廉,特別是一些地方電能逐步取代燃草、燒柴,杜絕樵采,為自然生態的恢復助力。
4、河西走廊各河流水能開發現狀
4.1石羊河流域多年平均自產地表水資源量15.037億方,水能資源理論蘊藏量65.5千瓦,其中武威市理論蘊藏量45萬千瓦,金昌市理論蘊藏量20.5萬千瓦,可開發量約37.06萬千瓦。其中武威市25萬千瓦,金昌市12.06萬千瓦(金昌市的東、西大河,水能理論蘊藏量20.5萬千瓦,可開發量12.06萬千瓦。現已開發22座54臺,裝機容量達7.76萬千瓦,設計年發電量3.54億千瓦,上繳稅金700萬元)
石羊河流域的武威市2000年前有小水電站21座48臺,總裝機容量15101千瓦,年發電量3599萬千瓦。從2003年開始又掀起了新一輪水電建設的高潮。先后建成西營河雙窯灣1#、2#水電站;西營三溝1~3級水電站;金塔河青大板1~4級電站;雜木河神樹溝1~3級電站,并在雜木河上誕生武威最大的水電站,總裝機6.3萬千瓦,多年平均發電量2.18億千瓦,該工程已動工興建。黃羊河峽口渠道電站等一批水電站建設工程。到2009年底,石羊河流域已建在建的水電站45座,裝機容量17.33萬千瓦,年發電量7.27億千瓦,其中武威市23座,裝機9.57萬千瓦,年發電量3.73億千瓦,金昌市22座,裝機容量7.76萬千瓦,年發電量3.54億千瓦。
黃河流域武威的大通河段,多年平均過境水量23.15億立方,水能理論蘊藏量133.3萬千瓦,可開發量92.3萬千瓦,開發約16.3%,目前投資9.06億元,已建在建的青崗峽、金沙峽、米岔峽、小水地4座水電站,裝機12臺,裝機容量15.03萬千瓦,設計年發電量5.4億千瓦。
4.2黑河流域開發現狀
張掖市的黑河流域全長821公里,河流落差890米,流域多年平均徑流量15.89億立方,平均流量50.4方/秒,水能理論蘊藏量147.06萬千瓦,可開發量達100萬千瓦,年發電量120億千瓦。2010年達到60萬千瓦,占可開發的60%。
黑河流域的干流和兩大支流討賴河、梨園河(隆昌河)水能理論蘊藏量豐富,地形地質條件優越,是最具開發潛力的水能資源富集區。根據境內水能資源理論蘊藏量和開發有利條件,經多年勘察論證規劃,未來裝機容量將達100萬千瓦以上。
1989年以前運行16臺水電站,裝機1.23萬千瓦,年發電量5900萬千瓦。1996年以來,建成了龍渠水電站,龍渠一、二、三級電站和盈科等一批水電站,
2006年為又一個水電建設高潮,續建、興建中小型水電站20座,裝機容量達61.5萬千瓦,投資6.7億元裝機10.2萬千瓦的小孤山水電站建成發電,裝機5.05萬千瓦的二龍山和投資7.5億元裝機11.2萬千瓦的三道灣水電站建成發電,裝機9萬千瓦的討賴河三道灣、投資9.8億元裝機3.3萬千瓦的西營河梯級、1.65萬千瓦的白銀1~5級梯級電站等也已建成發電。
到2009年開發水電站裝機容量達60千瓦,其中裝機5萬千瓦以上的6座,1~5萬千瓦的3座,1萬千瓦以下的33座,水能資源最豐富的黑河流域規劃總裝機達95萬千瓦,要開發34座電站。其中干流科學規劃建設的8級梯級電站由原來設計的44.4萬千瓦提高到總裝機75.4萬千瓦,增加了30萬千瓦。討賴河支流規劃的10級電站,總裝機16.5萬千瓦,梨園河支流規劃22座,總裝機6.2萬千瓦。
4.3酒泉疏勒河水系河川徑流量16億立方米,其中昌馬河9.94億立方米,黨河3.16億立方米。高差388米,渠長40多公里的渠道上建成15座梯級電站。從1989年4月開始,建成裝機容量為2400千瓦的河西水電站,1996年8月投資1000多萬元,建成裝機3000千萬的新河口水電站,1998年投資2500萬元,興建了裝機9600千瓦的東沙河2#、3#水電站。1999年以來,伴隨西部大開發,相繼有11座水電站建成,到目前總投資3億多元,總裝機容量8.16萬千瓦的15座梯級水電站全部建成發電,為社會提供了3.3億千瓦的清潔能源。昌馬盆地1.9億方水量,新建水電站3座,總裝機3.2萬千瓦,昌馬水庫電站,總干梯級電站6座,使小水電站達到16座,總裝機8.16萬千瓦,年發電量2.07億千瓦。
在疏勒河流域的黨河內,年徑流量3億方,水能蘊藏量15.93萬千瓦,可開發7.1萬千瓦。目前已建成黨河水庫電站等8座水電站,裝機3.2萬千瓦,年發電量2.07億千瓦時。
目前疏勒河上最大的青羊河水電站工程總投資4.5億元,裝機容量5.6萬千瓦,在肅北蒙古族自治縣開工建設、建成后年發電量2.116億千瓦時,到2010年已建在建的電站17座,總裝機13.26萬千瓦,年發電量4。19億千瓦時。
5、對水電開發的體會與建議
5.1水能資源開發必須科學嚴謹,以生態角度為前提,河西地區生態環境本身就很脆弱,工程區生態環境要加強保護和管理,并要落實保護范圍,水能資源開發涉及一系列社會性問題,必須科學開發,高效利用,遵循電調服從水調,以資源開發與環境保護相結合的原則,以經濟、生態、社會效益等協調合理化為準則。
5.2農村小水電是可再生清潔能源,在開發小水電的同時,保護與改善生態環境有利于人口、資源、環境的協調發展,河西各市大量掀起第二輪小水電工程建設,為河西財政創稅做了貢獻。
5.3在水電建設60年的不懈努力下,造就了河西地區獨具地方特色的小水電開發模式,形成了比較合理的具有地方特點的發、供、用一體化格局,建立了小水電與大電網互補的電力保障體系。20世紀90年代,在電力普遍緊缺下,有小水電支撐,沒有出現頻繁停電,保障了工農業井灌用電。近幾年隨著小水電建設的蓬勃發展,私營中小企業滲透各個角落,促進了產業結構調整和可持續發展,使河西電網功能的提高,增強了城鄉整體化。
5.4小水電替代燃料并且積極保護生態環境
小水電大多建設在偏遠山區一帶,給農村發展提供了廉價電量,對農村電灶具的推廣、煤柴使用減少、偏遠山區文化生活的提升、電器設備的普及創造了有利條件。小水電代替燃料是一項惠及千家萬戶的“富民工程,生態工程”。小水電對農村電氣化建設的實施,推動了水電代燃料工程,解決了農牧民生活燃料、滿足農村生活生產用電需求,提高農牧民生活質量。對減少木材消耗、保護森林灌木、吸收二氧化碳排放、對護林養林、防止水土流失、保護生態環境、凈化空氣起到了積極作用。形成了以林蓄水、以水發電、以電養林的良性循環體系。
1 引言
對變風量空調系統的研究開始于上世紀七十年代。七十年代到九十年代主要研究VAV空調系統的能耗問題,通過與定風量系統(CAV)與常規的風機盤管系統的能耗比較來改善VAV空調系統。相對CAV空調系統而言,VAV空調系統的送風量和送風再熱量都有較大變化,較低的風機能耗及制冷負荷更加符合節能要求,對風機采用有效的調控措施,降低風機能耗是提高VAV空調系統能效的重要方法。通過對送風靜壓的監測實現對送風量的控制,送風機的變頻調速與DDC控制相結合是這一時期VAV空調系統研究的主要方向,變頻調速與變靜壓控制的有機結合使VAV空調系統具有了更大的節能空間。
2 變風量空調(VAV)系統控制發展
VAV空調系統的控制方式的發展大體上經歷了三個階段:第一個階段,80年代開發并實際投入使用的定靜壓定溫度控制形式;第二個階段,90年代前中期開發并實際運用的定靜壓變溫度控制形式;第三個階段,90年代后期開發并實際運用的變靜壓變溫度控制形式,在此階段同時并存的還有總風量控制形式,已運用于實踐。
目前,VAV空調系統已經成為歐美發達國家集中空調系統的主流模式。進入九十年代后,能源危機的緊迫使得日本對國內七十年代以前建設的中央空調系統進行改建或重建,將原有的定風量系統改造為變風量系統,并加大了對VAV空調控制系統的研究力度,形成了自己的控制模式及標準。目前,在我國發達地區新建公建項目中采用VAV空調系統者已占到較大比例。
我國雖然在VAV空調系統的理論研究上取得了不小的成績,但具體到實踐上與國外同類研究還有不小的差距,由于VAV空調系統真正在國內大范圍得以推廣使用的時間還很短,缺少實踐經驗,加之該控制技術相對復雜,控制環節多,尤其是對VAV空調系統控制部件的復雜性還存在研究上的困難,關鍵部件還需國外產品支持,另外價格較高、實際工程效果不理想等客觀原因也阻礙了VAV空調系統的推廣使用。
3 變風量空調(VAV)系統末端控制與裝置
VAV空調系統的控制機理并不是很復雜,末端送風裝置是實現變風量功能的關鍵,而選擇何種控制系統并與末端送風裝置進行有機結合是整個VAV空調系統最重要的環節之一。VAV空調系統并非是簡單地在定風量系統上加裝可調變速風機及末端裝置,它還包括由多個控制回路所組成的控制系統,要保證VAV空調系統運行隨著空調負荷變化而進行相應改變就必須依靠自動控制系統。變風量控制系統的主要作用是:自動調節系統送風量以適應房間空調負荷變化;通過相對獨立的控制單元分別實現對不同房間、不同功能區域的不同溫度參數要求;能夠根據負荷變化自動調節送風主機的運行頻率以降低空調系統運行能耗,實現節能目的。
目前在過程控制領域中應用最為廣泛的控制器是常規PID(比例,積分,微分)控制器,簡單、穩定性好、可靠性高等特點使其對于線性定常的控制是非常有效的,一般都能夠得到比較滿意的控制效果,至今在全世界的過程控制中有84%的控制器仍是PID控制器,VAV系統末端裝置也大多采用PID)控制器。
PID控制以其巧妙的構思和良好的控制效果一度成為應用最廣泛,實現最簡單的控制策略。PID控制理論內涵給人們留下了較大的研究空間,關于PID參數自整定的方法也相繼問世,但隨著控制理論及應用范圍的不斷發展,控制對象也日趨復雜,有些系統的過程模型難以建立,并且具有高度的非線性、時變性;比如VAV變風量空調系統的時變控制,因此傳統的PID控制策略就顯露了它的不足。雖然研究人員試圖通過簡化控制算法或采取優化集合控制等來解決這一不足,但效果并不很理想。
基于PID控制所存在的問題,相關研究人員根據變風量空調系統的特點結合控制技術在不斷改進PID控制算法的基礎上積極尋找其它更為高級的控制方式,通過實踐,逐步將最優控制、自適應控制、模糊控制及神經網絡控制等智能化控制手段應用于VAV空調系統的控制實踐。
隨著控制技術、空調技術的發展以及將二者相結合運用于建筑系統的發展趨勢來看,VAV空調系統控制技術從最初的定靜壓控制到變靜壓控制再到后來直接數字控制、總風量控制再到智能化控制已經取得了很大的發展,其中清華大學有關學者提出的總風量控制法具有一定影響,該方法不采用靜壓送風量,而是根據壓力無關型VAV空調系統末端裝置的設定風量來確定系統送風總量并據此計算出送風風機的轉速,從而對送風量進行控制。他們通過對總風量控制法與定靜壓控制法、變靜壓控制法的節能效果比較,認為雖然總風量控制法的節能效果雖不如變靜壓控制法,但因其沒有壓力控制環節,所以運行穩定性很好。另外,還有學者通過分析變VAV空調系統的局部控制,利用其送風末端裝置風閥的開度作為各空調區域相關負荷的指示信號,提出送風靜壓優化控制方法。
4 變風量空調(VAV)控制系統模型
VAV空調系統主要應用于大中型建筑物,它是全空氣空調系統與控制技術相結合并不斷發展的產物。與常規的全空氣空調系統相比,VAV空調系統最主要的特點就是在每個空調房間的送風管處設置一個VAV空調系統末端裝置(VAV Box),該末端裝置的主要功能部件是一個風量調節閥門或末端調速風機。
在總風量控制下的VAV系統中, 當室內溫空器實時監測到實際溫度超出設定溫度時,通過A/D轉換將溫差信號由各分支饋線傳輸給末端裝置控制器,并同時將信號傳輸給VAV系統主控制器。通過對信號的比較處理,改變送風主機運行頻率,改變送風量。而末端裝置通過調整閥門開度或風機轉速來控制進入房間的送風量,進而實現對各個房間的溫度控制。末端裝置的風量調節是通過其自身的控制系統來實現的,最簡單的控制方式就是根據比較房間內實際溫度值與設定溫度值之間的差值來調節末端裝置的風閥開度。但這種控制也存在一些問題:當某個房間達到設定溫度而相應末端裝置風閥開度保持穩定時,由于其它房間末端裝置響應相應空調狀況而做出調整時就會影響整個VAV空調系統送風壓力,進而改變已調整穩定的房間末端裝置,而空調負荷的熱惰性又致使末端裝置不會立刻進行調整性動作,等房間空調負荷交得較大并出現溫度波動時,末端裝置才采取動作,而動作的結果又反過來影響其它房間末端裝置的控制效果。這樣一種以動態響應為主連續參量、多環節的控制方式來保證環境溫度與設定溫度相一致是很困難的,其中任何一個環節年問題都會導致運行出現故障或是令系統功能大打折扣。比如,在送風管道上選擇檢測點的位置如何,能否準確代表系統送風狀況,是否失真,再比如送風管道異常漏風時,還有,假如信號抗電磁干擾能力差等都會導致系統送風紊亂,送風主機運行頻率異常,原有送風平衡被破壞,甚至無法進行系統運行調整等等問題。
5 結語
變風量末端裝置是VAV空調系統直接作用于被控環境的設備,通過末端裝置的即時響應來調節環境的溫、濕度,同時又是通過末端裝置將預調整狀態前饋給VAV系統控制器對系統送風主機,進而改變送風量響應末端裝置的即時變化。所以末端裝置是VAV空調系統最為關鍵的設備,其控制環節也是VAV控制系統的重要組成部分。本文對于變風量空調(VAV)及其控制系統相關研究,有利于提高變風量空調控制水平。
1現狀分析
各個高校在教育教學改革中均將企業放到了與高校聯合培養人才的位置上,紛紛提出與之相應的各種各樣的創新型的教育教學體系與模式,如安徽理工大學采礦工程專業創新構建了“2+2”和“3+1”兩種培養模式。與發達國家相比,國內的工科院校在實踐教學尤其在工程實踐教學方面的水平存在著明顯的差距,普遍存在著“課程設計簡化、畢業設計軟化、生產實習形式化”的現象。只有認真研究和探索工業工程專業學生創新能力和實踐能力的培養,并且在教育教學實踐中不斷完善和發展,爭取在新體制、新形勢下通過改革創新,找到一條具有學院自身特色的培養以工程為背景的工業工程人才為目標的“四位一體”實習實訓體系。黑龍江科技大學校工業工程專業是應用型本科專業,無論是特色專業建設還是卓越工程師教育計劃,都對學生的工程實踐能力提出了更高的要求。實習實訓是培養學生工程實踐能力的重要實踐性教學環節,為滿足工業工程應用型人才培養的需要,切實提高學生的工程實踐能力,構建“四位一體”的實習實訓體系,針對目前實習實訓教學存在的主要問題,在師資隊伍建設、實驗室建設、實習基地建設等方面做了大量工作,對工業工程專業實習實訓教學的設計和實施過程提供了有力支撐。
2體系構建
按照該校所倡導的“大德育”、“大工程”和“大實踐”辦學理念,結合教育部提出的“2011高等學校創新能力提升計劃”的指導思想,加強與基礎實訓中心的合作,建立校外企業的實習基地,創建“四位一體”的新型實習實訓體系。主要研究內容如下:
①適應“四位一體”的新型實習實訓體系的師資隊伍建設。高水平的學科專業必然擁有一支高素質的師資隊伍,其良好的科研背景、教學水平與指導經驗直接對學生的學術能力、知識的應用能力以及動手能力具有重要的指導作用;
②通過對知名大學的工業工程專業調研,了解這些學校工業工程專業的人才培養模式,學習認識實習、生產實習、專業實訓和畢業實習等實踐環節的組織方式,借鑒“學校—企業”之間的合作模式,結合該校的實際情況,探索適合本專業的實習實訓體系建設模式,并與校外實習基地和工程實訓中心的合作;
③根據工業工程專業的特點、培養目標,考慮當前社會需求情況及該校的實際情況,結合學生特長、研究興趣和實驗條件,探索認識實習、生產實習、專業實訓和畢業實習整合的方式、各個環節所占的比例、每個環節應完成的任務和最終要實現的目標。
3實施保障
該校工業工程專業建設初期就重視實踐教學的開展,購置了專業設置所必須的實驗設備和相應的專業軟件,為研究提供基本條件。通過幾年的專業建設和基礎工業工程優秀課程的建設,使專業具有以下良好的教學環境:
3.1實踐性教學環境
為豐富和提高教學效果,創造良好的實踐環境,課程組與哈爾濱鉛筆廠、哈爾濱軸承廠、哈爾濱輕塑廠、長春一汽等多家企業進行合作,由這些公司為學生提供認識實習、生產實習、實踐的場所,獲得了從現場分析、案例整理、問題研究的優良學習環境,增強了課程教學的專業性、實踐性和適用性。實踐教學目前已經成為本課程教學的鮮明特征,并獲得顯著成效。
3.2課程建設環境
①通過將校企合作企業的生產過程導入實踐教學,形成了與實踐緊密融合的教學特色,能夠推進“基于就業需求的應用型創新人才”的培養。
②以牢固掌握基礎工業工程技能和手法為目標,強調課程之間的交叉與融合的課程體系的構建,實現了課程內容創新與教學資源的優化整合。
③基于多媒體網絡、啟發式教學的現代教學模式,改變了傳統的教與學模式,為學生自主學習和教師創新性的教學提供了良好的學習環境,充足的網上資料為學生全面、深入的學習提供了條件。
4結束語
工業工程“四位一體”實習實訓體系的構建,需要與合作企業實習基地建立長效機制,共同來完成指導學生的實踐環節工作,探索合理的“學校—企業”之間的合作模式,如何協調學校與合作企業、與工程實訓中心之間的關系,如何合理安排實習內容、如何保證學生在實習基地企業實現頂崗實習,保質、保量地完成實習內容,是該項目擬解決的關鍵問題。例如,專業實訓與畢業實習的內容銜接,有利于畢業設計題目的確定,同時與企業的就業崗位需求、實際問題的解決相關,做好了可直接與就業企業的實際需要接軌,提高學生的就業能力。經過一年多的實踐,黑龍江科技大學工業工程專業2014屆畢業生的就業率位居全校前茅。
作者:李萍 祝榮欣 鞠金艷 單位:黑龍江科技大學機械工程學院
一神經人因實驗在工業工程學科中的應用
Kim等將影響生產系統的因素主要分為四大類,即人的因素、技術因素、結構因素和任務因素,并認為其中人的因素處于系統中四大因素之首的地位。當今的生產系統要能在新的復雜環境下進行有效決策和響應,應當對人的因素投入更多新的研究技術。這其中就包括神經人因實驗的技術。神經人因實驗以其能深入人的大腦思維和身體的生理反應層面所表現出的優勢在工業工程領域備受矚目。目前,各國學者在嘗試運用神經人因實驗來研究工業工程學科中的各項主題,神經人因學的提出者Parasuraman將神經人因實驗的發展方向主要歸納為:多任務下腦力負荷的研究、個體認知差異的研究等。工業工程學科的實驗教學與研究正由過去主要運用傳統的行為學的研究方法向主要運用現代的神經人因實驗的研究方法轉變。
1神經人因實驗在多任務腦力負荷研究中的應用
腦力負荷,是指工作者為達到作業標準而付出的注意力大小,其影響因素包括工作任務量的大小、工作時間要求、工作者素質和能力要求、工作者工作意愿以及工作環境和由環境引發的工作情緒等。在當今高度現代化的生產中,生產人員從過去大部分需要自己手工操作機器設備到現在更多地是監控自動化系統的運行。分布式的大型生產系統要求監控者管理更多的機器設備,各種工作任務以并行的方式將各種信息傳送給高級的人機交互集成系統,人機交互集成系統將信息融合后以各種通道的方式呈現給監控者。在這種分布式的多任務并行處理的生產模式中,監控者需要監控大量的機器設備,感知和分析各種類型的數據信息,其腦力負荷較過去成倍增長,傳統的行為學實驗已經難以對多任務下的平行加工進行研究,而神經人因實驗恰能對由過去經典的聚焦型注意轉向分散型注意的多任務下腦力負荷進行有效測量。神經人因實驗針對工作者在多任務監控過程中涉及到的對多種工作信息的自動感知、選擇性注意以及敏捷操控,能夠有效度量同時應對多項工作任務的腦力負荷。近年來,在工業工程的人的因素研究領域中,北京航空航天大學的人機與環境工程系運用神經人因實驗系統地開展了多模式飛行模擬任務下飛行員的腦力負荷測量與評價。實驗人員使用腦電的事件相關電位實驗技術,選取聽覺失匹配負波腦電成分為實驗指標,采用oddball的神經人因實驗范式,將聽覺失匹配理論用于飛行員的腦力負荷評價中,在9種模式的飛行模擬任務條件下進行飛行員的腦力負荷測量,通過讓被試者完成模擬飛行任務的同時,測試非注意條件下飛行員的聽覺失匹配指標,得到腦力負荷與腦電的聽覺失匹配負波同向變化的規律,為飛機座艙顯示界面的設計提供了依據。除了航空領域,神經人因實驗也能應用于道路交通、船舶航行、高危行業工作人員的腦力負荷度量。
2神經人因實驗在個體認知差異研究中的應用
工業工程學科的主要任務是要對生產及服務系統中的人、機器、物料、環境和信息進行整體設計、評價和優化,在這些過程中,個體認知差異在感覺、動作和情緒過程中形成對各項任務的勝任力和局限性,由此產生的人的不同行為作用于技術系統和環境系統,最終影響整個系統的工作績效。Karwowski從“人—技術—環境”3個系統之間的關系出發,認為人的不同行為是整個系統工作的優秀,因此個體認知的差異是工業工程研究的重點。由于過去受實驗技術條件的限制,對于人體認知的差異只能從外在行為學觀察的角度進行實驗。隨著對被試的無損傷的神經測量技術的進步,神經人因實驗現在能在大腦思維的層面從人的內在生理數據采集出發,進行基于人的生理與心理分析的個體認知差異實驗。近年來,眾多學者開始引入神經人因實驗的技術,針對個體認知差異開展工作過程中個體和群體的心理與行為反應規律的研究。浙江大學神經工業工程團隊通過采用神經人因實驗中的事件相關電位技術,進行工作人員對安全標志信號詞的感知和評價的神經過程實驗。研究發現:人對安全標志信號詞的處理過程分為早期感知和信息評價兩個階段,安全標志信號詞的主觀風險感知存在差異,不同的安全標志信號詞能夠傳遞不同的風險信息,人對安全標志信號詞的認識會受到情緒的影響。這些研究結果為安全管理中的安全培訓、安全標志信號詞的設計及使用提供了依據。神經人因實驗將在系統安全、產品可用性、職業安全等領域的個體認知差異研究方面有著廣泛的應用前景。
二神經人因實驗實例神經人因實驗的過程
一般分為實驗前的實驗設計、實驗實施和實驗后的數據處理和分析。相較于以往的工業工程實驗,神經人因實驗的不同之處在于:在實驗前的設計階段,要根據實驗目的選取合適的神經實驗技術,比如事件相關電位技術、生物反饋技術、眼動技術、功能性核磁共振技術、腦磁技術、近紅外腦成像技術等。在明確了具體的神經實驗技術后,采用相應的實驗范式設計實驗,比如go-nogo范式、oddball范式、等概率范式、n-back范式等。在實驗過程中,需要嚴格按照神經實驗的國際規范開展神經人因實驗。實驗后要根據神經實驗的統計分析方法進行神經測試數據的統計分析,在此基礎上進行討論并得出神經人因實驗的結論。下面以筆者開展的一例關于船舶數字化界面測試的神經人因實驗來展現神經人因實驗的一般過程和方法。該實驗使用真實的海洋工程船拖纜機的自動化控制界面作為刺激材料,通過模擬拖纜機的現實工況,讓被試者在執行監控拖纜機卷筒轉速變化任務的同時,感知自動化控制界面中的事故報警信號的變化,通過認知神經實驗測試應急人員對事故報警信號的反應能力,從大腦思維的層面直接揭示船舶操作人員在事故信號變化下的應急反應機理。
1實驗前準備
參考神經人因實驗中關于視覺失匹配的論文,實驗被試的數量分布在8~12名。本實驗選擇12名健康人員參加實驗(6位男性,6位女性,年齡24~30歲,平均年齡25.5歲,均為右利手),所有被試者實驗前24h內未曾服用鎮靜催眠藥物或者精神活性類物質。均向每位參加實驗人員支付了被試費(20元/h)。每位被試均具有正常的視覺敏銳度和正常的色彩分辨力。本實驗遵守《赫爾辛基宣言》,每位被試在實驗前均簽署了實驗信息的知情同意書。被試在充分理解實驗內容和進行練習后進行正式實驗。實驗刺激材料由E-Prime0軟件編寫和呈現,刺激材料采用的是海洋工程船拖纜機的自動化控制界面,顯示于19寸液晶顯示器中央。所有刺激材料的大小、亮度、對比度等指標一致。在實驗刺激材料中,界面中央的數字表示拖纜機在正常工作情況下的卷筒速度為7.5m/min,界面兩側的圖形符號代表拖纜機的系統壓力報警信號,正常狀態下為綠色,形成實驗的標準刺激。異常報警時為紅色,形成實驗的偏差刺激。界面中的報警信號有5種類型的變化,分別為顏色、持續時間、朝向、形狀和大小的不同變化。5種類型刺激融入一個完整的oddball實驗范式中,在同一實驗環境下測試這5種類型刺激變化下被試者的視覺失匹配指標。
2實驗過程
實驗在隔音、光線事宜和電磁屏蔽的房間中進行,被試者取舒適坐位,距離顯示器1m。被試者被要求注視屏幕中的拖纜機控制界面。界面中央為拖纜機在工作情況下的卷筒速度,正常狀態下為7.5m/min,超過允許的速度范圍后,要求被試者盡快和盡可能準確地進行相應的反應動作,規則為:當速度由7.5增大為7.9時按鍵盤“Z”鍵,當速度由7.5減小為7.1時按鍵盤“/”鍵。這一工作任務代表拖纜機的監控者對卷筒工作速度的實時調整。在實驗的過程中,被試者被要求專心完成拖纜機卷筒速度的監控工作,忽視界面兩側系統壓力報警信號的變化。界面中央數字的變化與兩側報警信號的變化無關聯性。通過這一設定,形成對報警信號的非注意,真正做到對任務不相關的刺激材料變化的視覺失匹配的檢測。實驗包括3個塊(Block),每個塊開始的前15個刺激為標準刺激,以形成一個記憶模板。每個塊之間有一個休息過程,中間休息的過程由屏幕中的休息提示呈現,被試休息好后,按空格鍵繼續。整個實驗用于記錄和分析的標準刺激有450個,每種類型的偏差刺激各有90個。整個實驗大約用時18min。
3實驗后數據處理和分析
使用腦電分析軟件對實驗數據進行離線分析。首先對原始腦電數據進行DC校正,然后進行腦電預覽,拒絕具有明顯漂移或雜質的腦電數據。接著去除眼電對其它導聯數據的影響。然后進行腦電分段,分析時程為刺激后400ms,基線為刺激前100ms。接著進行基線校正,然后去除偽跡,波幅大于±100μV者被視為偽跡去除。接著分別對標準刺激和各類偏差刺激的腦電進行分類疊加平均,然后進行20Hz無相移低通數字濾波,最后將偏差刺激與標準刺激相減,得到視覺失匹配腦電波形(時間窗口:150~200ms)。統計分析時采用SPSS17.0統計軟件對視覺失匹配數據采用重復測量方差分析,因素分別為視覺失匹配類型(顏色、朝向、持續時間、形狀、大小)×大腦半球(左、右)。可采用Greenhouse-Geisser法進行校正。分別列出了五種視覺失匹配的均值、標準誤差和95%置信區間。描述性統計結果顯示,視覺失匹配腦電波幅由大到小排列依次為:朝向偏差引起的失匹配、形狀偏差引起的失匹配、顏色偏差引起的失匹配、持續時間偏差引起的失匹配和大小偏差引起的失匹配。根據球形檢驗(Mauchly’sTestofSphericity)的統計結果,Mauchly的W=0.451,Sig.=0.592,表示各組間的方差矩陣接近相等,故接受球形假設,應接受“SphericityAssumed”的分析結果:各類型視覺失匹配腦電數據的重復測量結果之間的差異顯著(F=193,p<0.05);大腦左右半球間的差異不顯著(F=336,p>0.05);“視覺失匹配類型”與“大腦半球”的交互作用差異不顯著(F=1.296,p>0.05)。根據實驗的重復測量方差分析結果和腦電圖(見圖1),五種類型的視覺失匹配的主效應差異顯著。實驗結果說明采用oddball實驗范式在同一個刺激序列中,不同類型的自動化控制界面的報警信號分別成功誘發出相應的視覺失匹配腦電波;各種類型的視覺失匹配之間的差異顯著,視覺失匹配腦電波幅由大到小排列依次為:朝向偏差引起的失匹配、形狀偏差引起的失匹配、顏色偏差引起的失匹配、持續時間偏差引起的失匹配和大小偏差引起的失匹配。2D腦電電位分布圖可看出,視覺失匹配在人腦的顳枕區最為明顯。根據實驗結果,可以指導設計人員在設計自動化控制界面時,優先選用視覺失匹配強的信號作為自動化控制界面的安全報警信號,以提高安全報警信號的感知效果,從而提升人—機系統的應急反應能力。
三結語
神經人因實驗以其能深入探究生產作業中人的生理和心理的技術優勢而在第三代工業工程的實驗教學中占據重要地位。相較于以往工業工程以行為觀察和問卷調查為主要手段的實驗技術,神經人因實驗不僅能有效將人的認知過程與行為過程相分離,避免認知與行為兩者在實驗測度上互相混淆,而且能研究工作中的人的內隱行為,破解人類內部認知過程的黑箱,通過神經人因實驗揭示生產信息加工中各環節內隱行為的認知機理。因此,神經認知實驗借助最新的神經測量技術手段和設備,突破過去工業工程實驗教學的局限,滿足第三代工業工程的教學與研究要求。隨著當今生產自動化的程度日益提高,人機系統中的人的因素逐漸成為系統優化的瓶頸,隨之而來的是人的注意力分散、警戒水平下降、人誤概率增加等一系列問題凸現。神經人因實驗能有效進行多任務下腦力負荷、個體認知差異等研究,揭示上述問題形成的機理,提供測度和評價指標,為改進和優化薄弱的人的因素提供客觀依據。神經人因實驗有其自身獨特的研究方法和過程。本文通過一例具體的關于船舶數字化界面測試的神經人因實驗展現了該類實驗的實驗范式選擇、實驗數據采集與分析等一般過程和方法。
作者:吳俊韓文民單位:江蘇科技大學
1國內外工業工程本科生培養模式對比
1.1國外工業工程專業本科生培養模式
美國佐治亞理工學院在1924年建立了工業與系統工程系。他們認為,在當今信息社會中,傳統的工業工程專業技術已經不能滿足現代制造業和服務信息系統等企業的分析、設計和改善等多方面需求,只有借助計算機技術才能更好地發展工業工程技術。通過調整工業工程本科生的培養模式,更好地為社會提供具有復雜系統的監測控制和優化能力的工業工程師。該校重點培養學生的專業技術,開設眾多具有特色的專業課程,其中包括:基礎統計方法學、工程經濟學、質量工程、隨機制造與服務系統、仿真系統、供應鏈建模概論、工業工程建模、工程優化、健康系統概念、人機集成系統設計、物流學、技術預測與評價、機器人與自動化數據采集應用等課程。英國諾丁漢大學的工業工程專業主要開設制造工程和管理專業有關課程,他們致力于培養制造和管理工程師,使之能夠通過生產和管理等措施達到降低生產成本、改進產品質量和提高生產率的目標,從而保持并提高企業的競爭力。第一學年主要安排制造工程和管理的基礎課程以及分析方法的課程。第二學年制造工程領域的課程包括基于制造的設計模塊,自動化模塊和制造過程模塊;管理領域的課程主要有工業關系模塊,質量工程模塊以及商業會計模塊。在第三學年,學校安排了廣泛的選修課程,使學生可以根據各自的興趣愛好選擇所修課程。而在第四學年,諾丁漢大學加強了實踐教學,通過與眾多企業建立合作關系,為學生安排與本專業相關的實踐活動,對實際研究項目進行調研、分析和答辯,進一步培養學生應用專業理論知識解決實際問題的能力。
1.2國內工業工程專業本科生培養模式
上海交通大學的工業工程專業設置在工科院系,學生具有扎實的專業技術,有較好的工科基礎,不僅掌握工程專業技術還掌握計算機、管理和工業工程專門技術,是社會急需的既懂技術又擅長管理的復合型專業技術人才,主要研究方向包括:(1)生產與服務系統工程;(2)現代物流工程;(3)生產與服務系統規劃、設計與控制;(4)質量與可靠性工程。但是,學校安排的實踐課程和去企業實習課程少,學生動手實踐能力不足。天津大學工業工程專業隸屬于管理學院,這種模式的專業基礎為管理學、管理經濟學、系統工程學、運籌學和一門工程學科(以機械工程為主)。本科畢業生需掌握工作研究、生產計劃與控制、先進制造系統、物流工程、質量管理與控制、工程經濟學、成本控制、人因工程和管理信息系統等工業工程專業知識和技能,成績合格畢業授予管理學學士學位。其專業培養目標是旨在培養具有管理學、經濟學和系統工程理論與方法的堅實基礎,懂得自然科學和社會科學的基本理論,擁有扎實的專業工程技術。主修課程:管理學、市場營銷學、運籌學、應用統計學、經濟學、企業財務管理、會計學、管理信息系統、經濟法、工程經濟學、系統分析、機械設計基礎、現代制造技術、基礎工業工程、質量管理、成本控制、生產計劃與控制、精益生產、物流工程、可靠性工程、人機工程學、實驗設計、制造系統仿真、工業工程應用與實踐等。由此可見,學校基礎課程比例高,而專業工程類課程比例較少。由上述典型高校工業工程培養模式可知,我國高校工業工程專業的課程設置中管理類課程所占比重較高,而國外高校的工業工程專業課程安排大多以工程學科內容為主,管理類內容為輔。從專業實踐能力來看,美國高校的工業工程專業更注重培養學生的實踐動手能力。許多學校都安排了與機械有關的工廠實習和實際項目研究等方面的學習,使學生有機會獲得生產第一線的基礎經驗,不僅為以后工作打下了良好的基礎,也使學生對所學專業內容有了具體的認識,對以后學習工作都有很大幫助。學習最終是為了投入實踐,我國的工業工程專業也應該進一步加強學生實踐能力的培養,真正做到理論與實踐相結合,為國家和社會培養出優秀的工業工程專業人才。
2對國內高校的幾點教學建議
根據各大高校的調查研究,我國現存教學方案存在以下不足:教學方法古板;教學實踐環節薄弱;課程結構不合理;學生學習目標不明確。針對以上不足,現提出以下改革建議:(1)大力推行以學生為主體的啟發式教學,改變學生思維模式。在國外經濟發達國家,實行以學生為中心的啟發式教學,以啟發學生的思維為優秀,促進他們生動活潑地學習,而我國采取的是以教師為中心的灌輸式教學。啟發式教學的特點是調動學生的主動性,啟發學生獨立思考,發展學生的邏輯思維能力。美國本科教育采取啟發式互動教學方法,教師提問,學生分組討論。只有每個學生都積極地進行討論,才能真正參加到學習過程中。他們把學生在課堂上的活躍度作為平時考核很重要的一部分;(2)將課程設計作為考核科目,鍛煉動手能力。首先,手的操作不僅可以促進視覺、觸覺、感知能力的發展,還可以增加身體協調性。其次,通過動手設計,可以掌握其產品原理和方法,對理論的理解更加深刻。再次,通過具體的實踐操作把知識從課堂延伸到具體研究項目的執行、完成,為未來的學習、工作做好準備;(3)實施開放式教學,完善課程結構。開放式教學的優秀是學生自主探究,主動參與學習到過程中,突出展現了學生的主觀能動性。教師在教學過程中不只是注重學習內容,重要的是從學生的實際需求和興趣愛好出發,讓學生選擇所學內容,培養積極價值觀。目前,開放式教學主要采用案例教學、項目教學和模擬教學等多種開放性的教學方法。案例教學法,一般來源于真實的生活環境,通過相似的組織結構、人員關系與時間,運用同樣的資源約束、競爭壓力、數據和信息,從總體戰略的角度出發,培養學生的政策觀點和解決實際問題的能力。項目教學法,由學校和企業合作組成小組,深入實踐第一線,在解決實際問題的同時,學習如何運用已有的知識,在實際操作中獲取解決問題的能力。模擬教學法是計算機虛擬現實技術的使用,通過模擬企業實際的情況以及所面臨的市場環境的復雜流動,來制定相應的營銷策略,以培養學生解決問題的能力。在國外,一些知名大學幾乎沒有統一教材,學生也沒有統一的課本。教師總是想方設法地挑選最新的、最有發展前途的、就業率最好的內容來進行教學。毫無疑問,不局限于教材、注重實踐能力培養的開放式教學更容易培養出適合社會需要的人才;(4)加大工廠實習力度,明確學習目標。注重理論教育的高校,很多學生不知道所學習的知識到底可以用在何處,以致最后漸漸失去了興趣,沒有了學習目標和學習動力。學校可以結合學生的就業,有針對性地選擇典型的行業和企業,嘗試建立校外實習基地。在學習過程中引導學生對企業生產經營中存在的實際問題進行分析,提出改革方案,實現校企共贏。
3結語
通過對國內外高校工業工程本科專業人才培養模式的對比研究,從而了解到國內外在工業工程專業人才培養上存在課程設計、培養目標等方面的差異,找出我國高校現存的工業工程專業人才培養模式的不足之處。從而調整現有工業工程專業的培養計劃,不斷優化培養方案,為制定和完善符合現代工業工程發展的專業人才培養模式提供參考。
作者:白俊峰閆俊存魏曉燕單位:長春工業大學機電工程學院
一、分析工業工程應用在煤礦安全管理的適用性
1.不同管理水平均適用。
1.1對那些管理水平較為落后的企業中應用工業工程時
可以采取工業工程的技術,根據相關規定,并結合煤礦實際開采的條件以及工程的內容,還有系統以及工藝方面的要求等。合理優化并分析工人操作流程,提供幫助給編制的作業規程,對于基礎設施布局要進行進一步的優化與分析,并深入研究危險性作業的具體動作。
1.2對那些管理水平較為先進的企業中應用工業工程時
在基礎工業工程作為基礎的前提條件下,采取具有現代性的工業工程相關的技術與方法,可以將計算機和無線通訊以及系統優化等技術綜合的運用到生產中,對其進行監控,不管是在井下或是在的井上的作業人員,對其行蹤進行監控,這樣隨時掌握作業的狀態。另外,采取是計算仿真的技術,模擬其煤礦中潛在的危險以及有害因素造成的嚴重后果,進而提供具有針對性對策給安全管理。
2.不同管理層次均適用。
2.1煤礦宏觀管理的層次
工業工程可以幫助管理者規劃安全管理和投入的安全費用,并預先分析能夠取得的效果。從而做到未雨綢繆,避免在今后的工作中走彎路,同時還可以以較少的安全投入達到最好的安全效果。對于一個安全生產的周期內整體的安全狀況進行分析與把握。
2.2煤礦微觀管理的層次指的就是具體的對安全的管理
例如識別現場所存在的安全隱患,以及糾正不當或不規范的人工操作,作業的流程更加合理,配備安全生產的措施要具有合理性,制定合理的安全質量標準,以及制定作業的規程,這些都可以通過事業工程采用而實現。
3.不同工作場合均適用。
3.1生產現場
由于煤礦生產具有較多的系統,同時涉及到較多的設備與設施,并且具有較為復雜的生產環境,生產工藝的流程以及工種都相對較多,若缺乏合理的規劃與管理,十分容易發生安全事故。采取5S這一基本管理的方法與理念優化其現場管理,將不必要的雜物清除,保證現場整潔有序,從而確保安全的生產并提高其工作的質量。
3.2輔助服務部門
對于輔助服務部門也需要采用工業工程的技術理念與方法,優化并改善其各自的系統,從而保證能夠順利的進行生產。
3.3相關人員的培訓與安全教育
因為煤炭生產具有高度的危險性,可以采取應用工業工程的培訓以及安全教育,通過工業工程中的方法對于培訓的計劃進行合理的安排,同時采取分層培訓的形式,盡量投入較少的經費以及工作量,并達到最佳的效果。使員工對工業工程中安全思想以及方法和效率有一個全面的認識,能否發現工作中存在的問題,識別存在的安全隱患,通過工業工程中的方法將安全隱患消除,從而使其安全的生產得到保障。
4.不同的管理對象均適用。
4.1設備設施的管理
煤礦生產中所用的設備與設施具有安全保障以及生產的功能,對其進行管理時必須根據相關規定的基本要求,并融入工業工程管理的思想及方法對其安全設施和設備進行管理,這樣可以將其安全設備與設施進行合理的布置,使其安全以及經濟效益得到最大程度的發揮。
4.2管理生產環境
由于我國大部分的煤礦生產都受到多種因素的影響,在生產的過程中應該將工業工程技術與煤礦安全專業技術想結合,盡量消除其影響因素,優化并治理作業的環境,從而取得理想的效果。
4.3管理煤炭安全的標準化以及基本標準
想要實現煤礦的安全生產,必須采取精細化管理的模式,這種模式必須將安全管理的質量標準化作為基礎。所謂安全質量的標準化就是在煤礦企業生產以及經營活動的過程中實行質量標準化的工作,對于安全教育的宣傳,排查隱患,反饋并統計信息,以及事故搶險和防險與處理等方面均建立工作規范以及責任制度和管理的質量標準,同時還要保證其執行的嚴格性,這樣可以逐漸減少并避免,甚至消除安全事故的發生,使其始終處于安全生產的狀態。
4.4管理安全投入的資金
對煤礦安全進行管理必須要投入一定的安全資金作為保障,最后這種投入會轉化為礦煤安全的成本,煤礦實際的生產中,由于安全保障度較差,導致事故頻頻發生,造成巨大的損失。因此,客觀上需要一個安全保障度。采取工業工程思想以及理論的方法,從而達到安全保障的水平的前提條件下對安全投入成本進行合理的控制。
4.5管理安全信息
在管理煤礦安全中占有重要的地位,因此,必須建立安全信息管理的系統。通過結合工業工程技術與計算機技術建立安全信息管理系統,可以使對與生產系統進行合理的調度和追蹤以及發現錯誤操作行為,還有對于安全隱患進行識別和提示必要物料的缺少這些功能得以實現,從而及時的做出應對的措施。
5.不同管理階段均適用。
5.1工業工程基本的原理與方法運用
在安全管理的設計以及規劃中,對于同一生產周期內每個環節所應采取的管理措施和手段通過統籌的考慮進行規劃并設計。這樣才能有效的降低成本并提高生產的效率。
5.2預防并控制生產過程中的安全事故
采用工業工程的發現以及分析問題這種方法,事先預防可能發生安全問題,使其事故發生的根源在萌芽狀態消亡。工業工程特有的手段可以看出、問出、實踐出、變換角度找出、挖掘出問題的所在,從而發現存在的安全隱患。并結合煤礦實際,制定整改隱患的措施,并付諸于實際的行動。
5.3安全事故發生時采取的應急救援
工業工程對組織優化的理論與方法,建立救援指揮的中心,啟動應急救援的預案,對于救援的物資以及救援人員,組織其進行迅速且有效的實施救援,降低生命以及財產的損失。
二、結語
工業工程主要的目標就是有效的利用生產系統所投入的要素,減少其成本,并且使其質量與安全得到保證,進而使其生產率得到提高,效益最大化。因此,在礦井安全中應用工業工程可以使其安全精細管理效率得到有效的提升,具有針對性的促進其煤礦安全的管理工作。
作者:崔浩歌單位:吉林煤礦安全監察局
一運籌學課程改革實踐綜述
近年來,隨著運籌學課程在管理類專業特別是工業工程專業的廣泛開展,越來越多的教師開始研究適應于本專業的運籌學課程的建設和改革問題。例如,浙江理工大學提出了運籌學課程群的概念,以運籌學課程為中心優化了相關一系列課程的課程結構和教學內容,并對案例教學、模型討論教學和算法推理教學等運籌學課程群的教學手段與方法改革等進行了積極有益的探索。文獻中提出了運籌學教學中存在的不能適應市場需求、實踐課比重不足等問題,并進行了實踐導向的運籌學課程教學體系再設計。文獻進行了“管理運籌學”課程案例教學的探討,提出了針對不同背景的學生進行有效的案例分析,增強該課程的實踐導向性。文獻針對工業工程專業的物流方向課程進行了情景教學平臺的設計。綜上所述,運籌學課程目前存在的問題包括:
(1)教材(教學內容)與課時的沖突:運籌學相關教材內容多,學時少是多數老師在進行運籌學課程改革時發現的問題。如何在有限的學時內滿足學生學習運籌學課程的需求,合理設置課程內容和選擇或編制教材是關鍵。
(2)理論和實踐的脫節問題:應用型工業工程人才培養模式強調將實踐融入到整個專業教學過程中,運籌學是數學背景較強的課程,涉及到很多繁瑣、抽象的理論推導,如果這部分內容講得太細,就會忽略運籌學多學科的橫向交叉聯系和運用運籌學解決實際問題的能力,導致理論和實踐相脫節的問題。
(3)相關課程之前的聯系不夠緊密:近機類工業工程專業設立在機械工程系,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制造業領域內的應用。運籌學課程作為一門專業基礎課,在整個課程體系中應具有承前(機械類背景知識)和啟后(專業知識的綜合運用)的作用,而目前,這種作用尚不明顯。針對上述問題,本文對學習情境體系架構、案例應用模式等方面進行研究,探索提高學生實踐能力的課程內容設置和教學方法的改革措施。
二實踐導向型運籌學課程體系架構設計
1近機類工業工程專業運籌學課程需求
從專業背景方面看,近機類工業工程專業通過大量的機械平臺專業基礎課如:畫法幾何與機械制圖、理論力學、材料力學、機械原理、機械設計、互換性與測量技術、金屬工藝學、電工電子技術等,使學生掌握扎實的機械設計制造基礎知識。在此基礎上,設置管理類課程如:基礎工業工程、人因工程、管理信息系統、生產計劃與控制、質量管理與控制、工程經濟學、財務管理、物流設施規劃、物流設備自動化、物流管理等,使學生具備制造系統的設計與優化、工程技術經濟分析與生產組織管理等基本能力。從就業需求方面看,對近機類工業工程專業培養出來的畢業生的需求大多來自機械制造企業。有了這樣的區別,就使得近機類工業工程專業的運籌學與其他管理類專業的相關課程從教學目標、教學內容、教學方法等方面都應有很大的不同。
2實踐導向型工業工程專業情境化
運籌學課程體系架構實踐導向模式的教學理論認為,知識是學習者主動構建的,教學應以學習者為中心,但由于每個學習者之間存在著很大的差別,因此它主張情境化教學并強調知識的表征與多樣化的情境相關聯,以及根據不同情境來組織課程等。目前,國內外很多高校院校工業工程專業都在積極應用實踐導向模式,例如浙江工業大學提出了基于制造業的工業工程專業教學體系,西安電子科技大學針對學生了解現代制造企業生產、物流等設施的布局的需求構建了工業工程專業情景教學平臺。吉林大學提出了職業生涯規劃導向型人才培養模式。這些研究和實踐在教學體系和實踐環節方面取得了一些成果。在工業工程專業運籌學教學改革方面,現有研究和實踐主要集中在減少數學推導、增加案例分析、正確引導學生主動學習等方面,缺少針對近機類工業工程專業的特殊專業背景和就業需求的運籌學的實踐導向教學模式的研究,特別是解決運籌學作為一門專業平臺必修課與后續專業課和實踐環節的銜接方面的嘗試還未見報道。而實踐導向教學模式不僅需要課程體系中的各種實踐環節的支持,更重要的是像運籌學這樣的專業教育平臺課對實踐環節的支持。為了滿足近機類工業工程專業學生對運籌學課程的學習需求,本文在分析近機類工業工程專業學生基礎課程結構及其對運籌學課程的支持內容,以及后續應用課程(實踐環節)對運籌學課程的需求的基礎上,應用實踐導向理論,提出實踐導向型的工業工程專業情境化運籌學課程體系架構。該體系結構采用“引例-模型-算法-應用”一體化教學模式進行教學內容的闡述,其中:引例過程:充分利用基礎課程及其對運籌學課程的支持,如高等數學中的函數與極限、導數與微分及其應用、定積分及其應用、向量代數、多元函數、微分方程等知識;概率與數理統計中的基本概念、隨機變量及其分布、隨機變量的數字特征、抽樣分布、參數估計、假設檢驗、方差分析、回歸分析等知識;線性代數中的行列式、矩陣運算、矩陣初等變換與線性方程組、向量組的線性相關性、相似矩陣及二次型、線性空間與線性變換等知識;以及學生在金工實習、理論力學、材料力學等機械類基礎課程中接觸過的工程示例,將這些基礎課程中涉及的知識和問題以引例的形式加入到課程教學中去。通過例舉學生在基礎課程中學習過的背景知識,引導學生加強對已經學過的相關基礎數學知識及其應用問題的溫習,盡量提高續前課程的利用率,避免重新學習老知識,減少學生學習的心理負擔。
模型和算法過程:由引例歸納、引出問題的數學/邏輯等抽象描述,將學生易于理解的工程實際問題歸結為運籌學和系統工程典型問題,提出該問題的建模相關的理論、方法和過程,建立系統模型。通過用基礎知識求解和運籌學算法在求解范圍和能力等方面的對比,增強學生對學習運籌學算法的興趣。在教學內容的優選與設計的過程中,根據各主要運籌學分支和系統工程理論體系中與基礎知識的結合程度,以及對應用課程(實踐環節)的支撐程度進行課程內容的重構和設計,形成以系統思維、系統建模與仿真、系統分析與規劃、系統預測、系統評價決策和系統優化幾大主題為中心的相關理論、方法等組成的全新運籌學課程知識體系結構。其中系統思維重點進行霍爾三維結構、定量化方法、以重構為重點的分析-重構法等方面的訓練;系統建模與仿真主要內容包括數學模型、邏輯模型、模擬模型、系統動力學模擬技術及隨機模擬技術;系統分析與規劃內容包括線性規劃、非線性規劃、動態規劃、網絡計劃技術及隨機服務系統分析等;系統預測包括定性預測方法、線性回歸預測、時間序列預測及判別分析預測等;系統評價決策包括九級評分法、系統綜合評價法、層次分析法、風險決策及不確定性決策;系統優化包括線性系統最優化方法、非線性系統最優化方法、隨機服務系統費用優化及網絡最優化方法等。應用過程:充分考慮應用課程及其對運籌學課程的需求,從相關的制造過程、管理過程等實際問題的層面出發,以案例應用的形式引導學生以實踐為導向進行相關模型和算法的推廣練習。相關需求包括后續課程中:生產計劃與控制中的需求預測、生產計劃編制等,設施規劃與物流分析中的設施選址問題、選址評價等,工程經濟學中的多方案經濟評價、風險分析、設備更新分析等;以及實踐環節中:機械設計課程設計中的優化設計、工業工程實習中的工作分析與評價等。
三結論
本文所提出的課程體系結構的重點是針對近機類工業工程專業的需要,充分利用學生已有的數學基礎知識,結合后續課程中的應用案例,有目的地選擇與二者相關性較大的理論和方法,建立實踐導向的工業工程專業運籌學課程理論與方法體系,避免學生在學習過程中,感覺學而無用或學而不會用,提高學生的學習主觀能動性,提高學生對運籌學相關知識的學習興趣和對專業知識的關注度和辨識度,幫助學生后續專業方向、畢業設計、專業科學研究和就業等選擇過程中做出正確的決策。
作者:楊靜萍王萬雷魏莉羅躍綱單位:大連民族大學
1基于職業發展進行實踐教學環節設計的必要性
工業工程專業具有非常強的實踐性。工業工程的目標是用技術的方法,經濟、有效地解決社會系統的現實問題,這就要求工業工程專業培養的學生能將所掌握的知識與社會中的實際問題相聯系,具有解決社會現實問題的能力。目前,高校人才培養方案設計的常規模式是依據學科的知識體系,按時序設置課程,追求本科專業知識的完整性和邏輯性。這種設計模式在理論上是合理的,但容易出現學校教育與市場需求相脫節的現象。因此,應將學科知識體系與市場需求和職業崗位知識能力要求相結合,以職業崗位能力需求為導向,構建更加合理的專業知識結構,并具有較強的適應能力和知識遷移能力的課程體系,從而提高學生的就業競爭力。同時,融入必要的實踐教學,把工業工程專業的實踐性充分地體現在整個教學過程中。我校作為山東省應用基礎型人才培養特色名校,多年來始終把人才培養質量放在重要位置,對本科人才培養和就業工作極其重視。2014年,結合山東省名校建設和自身專業發展,通過多方調研,對培養計劃進行了修訂。通過引入具有一定優勢的機械和土木建筑等工程基礎技術,形成富有特色的工業工程專業培養特色。專業定位為培養具有堅實的自然科學、社會科學、現代經濟與管理科學知識,具備一定的工程技術基礎,具有較強的創新精神和工程實踐能力,能夠綜合應用工業工程理念和知識對生產型和服務型企業進行規劃、設計、評價、改善以及創新,能從事工程、設計、制造、管理、科研與教育等方面工作的高級復合人才。在培養計劃中突出實踐的重要性,構建有特色的實踐教學體系。作為實踐性很強的工業工程專業,其畢業生不僅面臨就業問題,同時也面臨著進入工作崗位后的職業發展問題。對于應用型本科人才的培養,我們強調工業工程人才的培養,不但重視職業對人才素質的培養要求,而且要關注學生個體發展的需要;要把職業能力和職業素質的培養反映在人才培養方案當中,突出畢業生進入工作崗位所需職業技能的各類教學環節,強調解決最短時間上崗的問題,增加就業競爭力;同時還強調培養學生未來職業晉升和相近崗位遷移的職業能力。實踐環節是高校工科專業教學必不可少的環節,更是工業工程(工科)專業實現其培養目標的必修環節,對實現職業發展和提高人才培養質量有重要作用。
2當前工業工程專業實踐教學中的主要問題
實踐環節應該具有較強的針對性。當前在各高校進行工業工程專業實踐教學過程中,雖然都有課程設計、各類實驗和實習等實踐環節,但具體內容上由于專業定位和學校資源的不同,形成了很多有特色的實踐教學模式和體系,但也存在很多問題。
2.1實驗過于側重驗證性
實驗在開設的課程實驗中,多數仍然是驗證性實驗,設計性實驗、綜合性實驗占比較低,各門課程的課內實驗,僅依附于課程內的理論知識,學生難以從實驗中開拓創新。
2.2實踐教學手段單一
理論不能聯系實際課內實驗和部分課程內容設計均采用統一的模式,學生被動接受教師預先設定好的方案,按步驟進行,缺乏實踐活動的參與性,積極性不高,也不利于發揮學生的自主性。同時,由于部分教師缺乏企業實際工作經驗和工程實踐背景,所設計的方案與實際情況出入較大,不能很好地鍛煉學生的實踐能力和學習能力。
2.3實驗設施不夠完備
實踐教學內容簡單在工業工程本科教育中,對于實驗室建設方面明顯投入不足,僅能夠保證基本的專業實驗。對于強調實踐性的工業工程專業,因實驗設施設備的不足,無法充分發揮實驗在實踐教學活動中的作用。
2.4實踐、教學分散
不成體系以我校為例,僅開設了管理信息系統、基礎工業工程、人因工程3門優秀課程的課內實驗和設施規劃與物流分析、人因工程2門課程的課程設計,部分需要課內實驗的優秀課程,例如生產運作管理、質量管理工程、系統建模與仿真等,都沒有開設課內實驗。雖然開設了金工實習、認識實習、生產實習、畢業實習和畢業設計,但由于實習單位生產情況的不確定性,往往造成實習缺乏針對性和代表性,不能很好地參與生產實踐。對于定位于應用型工業工程專業培養的院校,還存在畢業論文過多的情況,經常出現指導教師指定論文題目進行寫作,缺乏實際背景的現象。這些缺乏聯系,過于分散,沒有形成有機整體,更缺乏綜合實踐的課程,未能最大限度地發揮實踐教學對于學生素質和能力培養方面的重要作用。
3基于職業發展的工業工程專業實踐教學體系的構建
工業工程專業培養的合格畢業生,必然是在企業中與工業工程專業相關的崗位上工作,并具有良好的職業發展潛力。這就要求我們關注學生的職業生涯和可持續發展,使學生既具備從事職業活動必需的高技能,又具備能為整個職業生涯提供持續發展動力的職業素質。在進行新的專業培養計劃修訂過程中,按照職業發展的要求構建工業工程專業實踐教學體系。力求以職業發展為導向,促進實驗教學體系的改進,利于學生的順利就業和職業目標的達成。我們通過梳理優秀課程在實踐教學中的作用和相應的職業能力需求,按照從“課堂案例教學-課內實驗-課程設計-工業工程綜合實訓-各類實習-畢業設計”的路徑,輔以課外活動競賽等構建三部分的實踐教學體系工程技術實踐部分,由于工業工程是工程技術與管理的交叉學科,在強調工程技術知識的同時,也要注重工程技術實踐。我們設置機械電子與控制和土建施工兩部分工程技術。實踐部分分別包括機電控制PLC課內實驗和土建施工電子制圖課內實驗,設置機械制造課程設計、電工電子實習以及金工實習。專業優秀實踐部分,在理論課堂增加案例教學的基礎上,通過對專業優秀課程的梳理,重新規劃建設了實驗室,開設了基礎工業工程課程實驗14學時,人因工程學課程實驗12學時,生產運作管理課程實驗16學時,質量管理工程課程實驗6學時,精益生產課程實驗4學時,系統建模與仿真課程實驗24學時,并且在課程實驗中增加設計性實驗和綜合性實驗的比例,開設開放性實驗,由學生利用實驗設備自主選擇實驗內容。在開設課內實驗的基礎上,進一步開設基礎工業工程課程設計、人因工程課程設計、設施規劃課程設計、生產運作管理課程設計。同時,開設工業工程綜合實訓。此外,我們把生產實習放在工業工程綜合實訓之后進行,以便學生在企業進行生產實習時更具針對性。我們強調,畢業實習和畢業設計的關聯性,僅允許極少部分學生撰寫畢業論文,絕大多數學生要求采用畢業生設計形式完成實踐的最后一個環節。要求學生以畢業實習了解的實際企業背景,尋找企業生產實際中的問題,運用工業工程的方式進行解決,或者模擬進行產品的組裝線設計或生產系統設計。經過畢業實習和畢業設計共16周的強化應用訓練,可以讓學生增強解決問題的實踐能力,便于提高學生走向工作崗位后快速適應崗位的工作需要,為職業發展樹立良好的開端。考慮到部分中青年專職教師的企業實踐和工程背景不足,我們聘請了來自企業的校外兼職實踐指導教師。通過他們的指導,可以拉近教學實踐過程和企業實際之間的距離,從而使培養的工業工程畢業生具有更好的職業發展潛力。課外實踐部分,我們充分利用課外實踐增加學生的工程實踐素質,結合大學生數學建模大賽和大學生創新大賽,進行分類指導,充分發揮競賽對科學素質的鍛煉作用。通過組織學生以全國工業工程案例應用大賽,使學生真正感受工業工程在企業的應用。對于大四學生,鼓勵參與中國機械工程協會工業工程分會主辦的見習工業工程師資格考試,從理論知識和實踐能力方面綜合對學生進行第三方評價。
4結束語
實踐是工程技術人才成功之本,缺少了實踐性就不能稱為是工業工程專業。在培養目標和辦學特色中要重視實踐教學,以我校工業工程專業的實踐改革為基礎,基于工業工程從業人員的職業發展需要,構建了工程技術實踐部分、專業優秀實踐部分和課外實踐部分的三部分實踐體系。實踐表明,通過較為全面的實踐訓練期望工業工程畢業生,不僅能在畢業時具有良好的就業競爭力,獲得合適的工作崗位,也能有利于畢業后的職業發展,成為真正合格的應用型高級專業技術人才。
作者:原丕業萬鵬馬蓮欣單位:青島理工大學管理學院
1工業工程本土化中文化和模式
中國工業工程在管理方面與發達國家有所不同,企業的運營模式在不斷摸索中得到的成果,是自然學科和工業工程技術相結合的產物。企業在社會發展中受到本土社會文化的影響,其通過外界環境因素逐漸滲透到企業內部,對企業管理人員和員工不斷的進行滲透,思維和行為媒介傳播至企業內部。企業的管理技術決定了企業發展的目標,其組織形式、過程控制辦法等影響著企業生產要素的投入和輸出能力。所以,企業的文化內涵可以從管理技術以及社會文化方面看出,是內部環境和外部因素共同影響的結果。企業在行業、區域、階段等方面存在一定的差異,因此不能建立一個適合所以企業的管理模式,企業在發展過程中需要有個性化的模式存在。所謂的個性化模式是根據企業自身經營的實際情況、企業員工、技術等能夠正確的反應企業工業工程策略和方法的成果。例如:采用何種技術和產品實際的生產流程等。因此,企業的個性管理模式是企業工業工程和企業文化共同作用的產物,二者缺一不可。其中工業工程包括良好的思維、正確的流程、合理的方法以及先進的生產工具,企業文化包括企業內部長期以來形成的價值觀以及員工的行為規范等。
2能力導向策略實踐選擇
我國企業在實際的生產中存在工業工程能力繼續改進以及信息化技術需要加強的等方面的問題。因此,企業需要清晰的認識到工業工程技術的目的是為了使企業資源利用和管理方面更加集成。對于資源、技術、資金相對優越的企業而言,可以采用系統的工業工程技術將推動企業由集成能力向精益能力方面發展,使企業在人員配置、信息傳輸、資金流動等方面形成更具價值的流程,對于這類企業采用的是IE與IT相結合的策略。而對于資金較為充足、生產過程中自動化能力不足或者生產流程過于簡單的企業,需要改進其生產流程使其更加精益生產,并且輔助以相應的信息系統例如:ERP等,會使企業生產更加完善取得更好的產值,因此這類企業是先采用IE,而后在實施IT的辦法。對于一些自動化程度較低并且生產環節較多的密集型企業而言,在產品加工過程中會出現極大的浪費情況,因此需要科學、合理的對產品生產流程予以改善,建立起一個良好的過程管理,降低浪費發生的概率。基于企業的實際情況,并不適合過快的實行信息化,而應該在基礎工業方面進行加強,當生產能力提升到一定的水平時再予以相應的信息化管理。目前,我國的大部分企業屬于此類,因此在對其進行信息化系統開發時需要堅持實用性和適用性原則,根據企業的實際需求、文化特點有選擇性的利用工業技術,將工業工程技術應用到實處,充分發揮其應有的作用。
3結語
在市場競爭日益激烈的今天,我國企業發展面臨著諸多壓力,因此需要本土工業工程對其進行幫助。本文首先闡述了我國工業工程概念及其內涵,進而分析工業工程本土化中文化和模式,最后能力導向策略實踐選擇。本土化工業工程在實踐中仍有需要不斷完善的地方,因此我國企業在今后的應用中需要不斷改進,使企業發展得更好。
作者:袁源才單位:永裕五金塑料制品有限公司
一工業工程實驗室建設目標
各高校應根據自己學校的資源狀況、辦學特色、區域經濟的特點和不同類型企業對人才知識結構的需求,選擇不同的工程方向模塊課程體系。所以,在實驗內容的安排上盡量要有各自的特色。總體上,可以把工業工程實驗分為基礎實驗和特色實驗兩個部分,以建設滿足“掌握工程技術、計算機技術基礎、現代管理方法與系統理論,具備工程管理與創新能力”培養要求的實驗實踐教學體系。合理配置教學資源,整體規劃、精心設計、突出基礎、強化特色,將系統理論知識傳授和專業技能培養相互融合,構建集情境依賴、模擬仿真、實戰體驗為一體的、滿足學生基本實踐技能培養與個性化創新發展需要的實驗教學基礎平臺,為培養滿足新世紀社會經濟發展需要的工業工程人才創造條件。
二工業工程實驗室建設的現狀
華南農業大學工業工程專業設在信息學院管理科學與工程系,因此,與工業工程有關的實驗室建設也主要由該系完成。該系原來已設置信息管理與信息系統專業,已建成兩個實驗室。這兩個實驗室的總面積為328m2,擁有計算機160臺,每臺計算機上都裝有辦公軟件、統計分析軟件、物流軟件、財務軟件和ERP軟件等常用軟件。這兩個實驗室原有的硬件及軟件只能完成的工業工程中本該由現代工業工程實驗室中應完成的部分實驗項目,主要有:管理統計學實驗、ERP綜合實驗、運籌學與系統分析實驗、工業工程的計算機方法實驗和通信與計算機網絡實驗等。2008年成功申報工業工程專業后,管理科學與工程系申請到少量經費進行工業工程專業實驗室的建造。新建成的工業工程實驗室面積為140m2,采購了一批基礎工業工程實驗設備:倍速鏈、轉角機等模擬流水線生產設備;溫濕度儀、照度計、視覺反應測試儀等。同時還根據需要,添置了建模與仿真軟件、達寶易工業工程軟件等。由于經費有限、學生數量多,所以總體來說,設備數量和種類偏少,部分設備品質達不到實驗要求,從而造成部分實驗達不到預期效果。
三工業工程實驗室建設的幾點建議
專業創始之初,華南農業大學的專業教師分別到香港理工大學、香港城市大學、華中科技大學和廣東工業大學進行調研。據調研,這些學校的工業工程實驗室投入較大,實驗項目建設周期也較長。雖然我校已經初步建好了一個實驗室,但還是需要進行長遠規劃,結合實際情況,仍需分期投資,進一步做大做強實驗室,提高專業建設水平。結合華南農業大學的資金實力及系部設置的實際情況,建議工業工程實驗室建設應參照以下三條原則。
1結合本校優勢
進行資源整合華南農業大學是由廣東省和農業部共建的廣東省“211工程”大學。學校前身是始創于1909年的廣東全省農事試驗場暨附設農業講習所。1952年,在全國高校院系調整時,由中山大學農學院、嶺南大學農學院和廣西大學農學院畜牧獸醫系及病蟲害系的一部分合并成立華南農學院,隸屬農業部主管。1984年,正式更名為華南農業大學。華南農業大學是以農業科學為優勢、以生命科學為特色,農、工、文、理、經、管、法、藝術多學科全面發展,具有鮮明特色的綜合性大學。該校的工程學院、經濟管理學院均屬歷史比較悠久、實力強大的學院。工程學院有國家重點實驗室等各類實驗室共計13000m2,經濟管理學院規劃實驗室有3100m2,已建成1853m2。兩學院中與本專業有關的實驗室有:機類實驗室、物流管理實驗室、ERP實驗室、企業經營模擬實驗室和企業信息化管理技能實驗室等。兩學院實驗室設備先進,實驗室的使用并沒有達到完全飽和的狀態。因此,結合該專業的現狀,可以將部分實驗課改在此兩學院實驗室進行。
2分階段建設的原則
信息學院是一個新成立的學院,而該學院的工業工程專業更是一個新專業。新學院資金比較有限,因此,在資金有限條件下,建設工業工程實驗室應采取主次分明、分階段建設的原則。必須滿足最基本的實驗要求,人因工程實驗是工業工程專業學生認識專業的基礎,而人因工程設備少,有些只有少數幾套,隨著專業擴招,學生人數越來越多,實驗設備尤其顯得不足。而且人因工程實驗室的建設經費的彈性比較大,需要的基本資金不多。因此,建設IE實驗室應該優先考慮加強人因工程實驗室的建設。對于需要資金較多的基礎工業工程實驗室和現代工業工程實驗室應當不斷積累經驗,探索適合我校特色的IE實驗室發展之路,根據專業發展規劃逐步完善實驗室設施,不能急于求成。另外,也應考慮現代工業工程中使用的不少實驗設備和軟件隨著技術發展也在不斷升級,價格和效用也會發生變化,因此應當采用分期延遲采購模式。
3密切校企合作、發展共建的原則
自學院成立以來,該系先后同三家企業建立了合作關系,與他們簽了“校外實習基地”協議。IE本來就是實踐性非常強的學科,可以組織學生到企業參觀、實際操作,回校后學生可以通過模擬與決策、建模與仿真、案例分析等來優化企業原有方案,達到更好的實驗效果。但是目前因為實習基地數量少、部分企業規模小以及路程較遠等客觀因素的制約,想要把企業和實驗較好地結合起來,難度比較大。因此尚需與更多、規模更大、地理位置更便利的企業建立合作關系,使之成為實習基地。以實現學校、學生、企業三贏的目的。
四結束語
IE專業在我國高校的發展歷史還不長,整體來說國內IE實驗室建設發展緩慢。但是工業工程實驗體系的設計與構建,對于學生來說相當于是理論聯系實踐的橋梁,為學生提供各項理論研究與實踐探索的平臺,深化學生對工業工程學科的理解,提高學生對現代工業工程管理手段的駕馭和操作能力,影響甚大。因此,我院應在資源有限的條件下,根據特定的培養目標和特色,結合實際情況,合理規劃、逐步建設。結合以上幾條原則,最終將我校IE實驗室建設得更強更大,將我們的專業辦得更好。
作者:歐陽慶吳春胤張建桃曹詠單位:華南農業大學
一“、卓越工程師”教育理念的貫徹落實
1.師資建設
卓越工程師培養計劃是國家高等教育改革的重要一環,本質上已經超出了教育的范疇。高校能夠動用的社會資源和實踐環境以及器材經費都十分有限,企業不愿意接受大學生的實習,對其進行培養和引導,另一方面又在招聘時對其能力頗有微詞,這就形成了惡性循環。針對這一點,教育部積極協調企業和學校的關系,激勵企業與學校合作,實現雙方的社會價值,充分激發企業的社會責任感。總之,想要增強師資力量,首先需要政府在政策和經費兩個方面的有力支持。其次是教學管理,教學管理也是教學條件的一部分,為了提高學生的創新實踐能力,就要在學生信息登記管理、師資隊伍建設和課程體系等方面下足功夫,如降低數理化等基礎科學課程的比重,增加工程實踐環節等。目前,實踐條件不足,設備條件差,教學場地不足,教學隊伍水平不夠,無法進行雙語教學等問題依然存在。顯然,這些同樣需要教育行政管理部門和高校投入更多,以期循序漸進地解決。
2.課程建設
如果說教學條件屬于硬件建設,那么,展現學校軟實力的具體課程安排顯然占據著更為重要的地位。首先,工科人才的培養體現著團隊合作精神,任何工程的完成都是環環相扣的,而且這些工作絕不可能由一個人完成,那么,在進行課程安排的時候,每一個層次的教學都應該以小組為單位培養每個大學生的團隊意識。其次“,回歸工程”的含義應在課程安排上得到充分的體現,故而課程安排大體上應包括五個基本方面。一是公共基礎課和專業課,通過真實案例和教學經驗,優化課程教學內容,調整課程比例。二是課程設計,即以項目教學的形式作為結課時的考核標準之一,將相關課程所涉及的知識技能濃縮成明確課題布置給小組,讓其根據要求,運用所學知識技能,通過確定項目的任務、制訂工作的計劃、組織項目的實施、考核評估以及總結歸檔等五個階段,查閱資料、問卷采訪、計劃執行,并最終完成課題任務。三是實習,在學校相關實踐中心開展與工程相關的車間基本操作技能及流程練習,或去企業進行假期實習和畢業實習,提高工程實踐能力。四是畢業設計。可以說,畢業設計是對學生大學生活的全面考核,只有在生活、學習和實踐中隨時保持清醒的頭腦,善于觀察,不斷思考和琢磨,才能有想去完成和研究的課題。五是參與項目,通過參與教師的科研項目和各種創新實踐活動,使學生時刻處在一種濃厚的工程實踐氛圍之中,熏陶學生的相關思維,培養學生的實踐意識和綜合修養。
3.周邊教育
“回歸工程”的教育理念本身就具有國際性,是全世界各教育機關都應該思考的問題,如何回歸到工程本身,需要方方面面的努力和加強。與世界高校進行合作交流,鼓勵交換生機制,聘請業內知名教授前來點撥授課,歡迎企業人事部講述對大學生的期許,這些都是在交流中的學習和進步。好想法需要一個很長的孕育期,但技術的進步卻只源自于一個念頭一個靈感,而靈感的誕生,總是在各方各界專業人士討論成果和總結缺點時誕生的。
二“、卓越工程師”的創新工業工程實踐研究
1.在創新競賽中求創新
創新被視為21世紀最重要的能力之一,其實工程方面的創新能力并沒有什么不同,多參加創業比賽、學科競賽、設計競賽等,不一定獲獎,但對學生熟練掌握課堂所學知識,增加常識和人脈,培養細致的觀察力和思考力有很大幫助。在比賽過程中,學生勢必要了解相關的知識,并進行實地考察,這些都是一筆財富,做這件事本身也塑造著學生的做事方法。
2.執行力比創新思維更重要
執行力是21世紀是最值得稱贊的能力。如果一個人空有創新的想法,而必須靠別人將之付諸實踐,是很沒有成就感的一件事。從這方面來說,執行力本身就是創新實踐的一部分,在工業工程中尤為重要。這方面的鍛煉還是強調企業實踐,如生產實習、畢業實習、假期實習、帶薪鍛煉等,或者就是給學生一個項目讓其完成,使學生熟悉企業的管理和運作,這種學習是校內的任何實踐和比賽都無法提供的。
作者:史妍單位:南京理工大學
一、IE專業本科生培養QFD模型的構建
1.顧客及顧客需求高等教育是特殊的服務業,學生通過教育得到知識和素質等各方面的技能,最后走向社會,社會上的單位接納從學校走出的學生,利用學生從學校獲得的各種技能,為企業自身謀求利益,因此,社會上的單位是最終的顧客。學生在學校接受教育期間,要繳納一定的費用,以此獲得接受教育的機會,所以學生也是顧客,他們所要獲得的是知識、能力和素養。因此,高等教育有學生和企業這兩種顧客。本文以問卷的形式向某校13和14屆的IE畢業生和招收IE專業的公司招聘專員征集求職中的技能,并根據求職中技能的重要度對各種技能進行打分。具體技能如表1中第1列所示。
2.關鍵質量需求確定根據學生和企業對求職中各種技能的打分,可以得到各種技能的重要度。根據學生和企業的問卷結果,再比較某校IE專業畢業生與省內以及國內重點院校的畢業生,得出比較分析數據Mi。改進目標是改進后希望達到的需求滿足程度,水平提高率是目標質量評估值相對于現有質量情況評價的提升比率。根據目前某校IE專業的現狀,制訂合理的目標,并計算出水平提高率,具體。
3.制作質量表將技能需求轉換為技術質量要素,用KJ法聚類,將抽出的類似技術指標放在一起,從而將各類特性歸納、合并。通過匯總整理,將各指標的質量特性明確化。最后得到技術需求特性如表2中第
4.關鍵質量特性確定利用式計算各項技術要求重要度Hj。通過對技術水平的分析及省內、國內競爭對手的比較,根據式計算技術競爭力指數。通過上述分析,繪制技術措施及競爭力表格。
5.構建二級質量屋由第一階段質量屋,根據技術要求重要度,從6個技術要求中,選出技術重要度最高的前三個作為輸出特性指標,以對某高校本科生的培養機制進行改進:具有較為完善的實驗室以及實踐基地,較高的教學質量水平次之,然后是完善培養方案和教學計劃。將這三個特性目標作為新的質量屋的左墻,并根據前面介紹的方法和步驟找出更精確更具體的改善措施。用同樣的方法,將第二階段的數字利用相關公式進行處理,利用富通QFD軟件。
二、提高IE人才培養質量的改善措施
1.構造良好的教學質量管理評估體系針對某項學習任務制定相關的學科內部標準,以此來監督各項指標的完成;在關注本校狀況的同時還要關注同類院校的動態,并在各個方面制定相關的外部標準。
2.課程設置靈活性與適應性實踐與動手操作能大大提升IE本科生的培養質量,使IE學生在求職中脫穎而出,所以應該適當增加具有實踐性的科目,在實驗室或者實踐基地進行實習學習,增加IE學生的動手能力;重視英語和計算機等部分科目,開展一定的活動激發學生學習英語以及各種軟件的興趣,讓學生掌握本專業的相關軟件,如CAD、Witness系統仿真、Minitab等軟件。
3.授課水平高與考核機制完善改變傳統授課方式,調動學生自主學習的積極性,讓學生參與到課堂中來,不僅讓學生學到知識,還可以鍛煉語言組織、團隊協作等能力;根據課程的特點來選取合適的考核制度,比如,AutoCAD課程,不應通過論文或者卷面考察。
作者:孟秀麗單位:南京財經大學管理科學與工程學院
一、工業工程課程體系現狀
(一)畢業生外語及軟件技能需求應對國際化與專業化,作者調研了畢業生需要達到的英語水平和計算機操作水平。占比61.54%的企業要求畢業生的英語水平達到CET4;同時,也有將近18%的企業認為還需要專業英語的配合,尤其是多種專業性軟件的操作都需要良好的專業外語基礎。專業軟件的能力需求有明顯的多樣化和專業性趨勢,一家企業往往需要畢業生掌握多種軟件。因此,課程體系中的專業培養要加強專業軟件的教學與實踐,特別是培養學生的自學能力,因為軟件的升級與創新周期越來越短,培養計劃中不可能涵蓋企業要求的每種軟件。
(二)專業知識需求由調研可知企業對IE畢業生的專業知識需求具有集中性的特點,第一,南京工業大學畢業生從事的崗位集中,主要集中在生產計劃、物流管理、質量管理和供應鏈管理四個方向;第二,企業對一些特定崗位人才的需求集中,如對物流管理崗位有需求的企業占據了92%。圖2則直觀體現了現代企業對工業工程人才專業知識的需求具有前瞻性與延伸性的特點,其中“法律”“二外”“國際貿易”“國際金融“”機械工程”占據領先位置。因此工業工程專業應培養的是具有多種知識技能的復合式人才。
二、工業工程課程體系的優化路徑
目前南京工業大學工業工程專業的課程知識結構設置為通識教育、學科基礎課、專業基礎課和專業課四大類。對比專業培養計劃與調研后企業的人才需求發現:第一,專業課學時只占總學時的15%;第二,實踐環節比例不到10%;第三,知識面不夠寬泛。這些都使得IE畢業生難以適應當今社會對于工業工程人才的需求。
(一)優化課程體系設計1.專業方向的優化。根據企業對工業工程人才的期望,以及國內工業工程專業發展的要求,將專業方向增至四個,分別是:A1.工業工程物流與供應鏈方向。A2.工業工程生產與運作管理方向。目標:致力于工業或服務領域的系統分析、設計、優化和管理創新工作,最終成為行業優秀的工業工程師或物流工程師。B1.工業工程(主)+某工程專業。目標:掌握工業工程學科的基本理論知識和系統管理的分析方法和技術,并對某工程專業(化工、生工、土木、電子通信、安全)感興趣,致力于該行業的系統設計和管理創新工作,成為行業優秀的工程師或管理者。B2.工業工程+某工程專業(主)。目標:系統地學習并掌握某一工程專業(化工、生工、土木、電子通信、安全)的基礎知識,并對管理領域感興趣,能夠基本掌握工業工程學科的基本理論知識和系統管理的分析方法和技術,并熟悉經濟學科的基本理論與方法。未來可從事某一行業的管理工作,成為該行業優秀的管理者。2.專業課程的優化。優化后的專業課程模塊劃分成六個知識領域,包括自然科學類、工程基礎類、經濟類、管理類、信息技術類以及專業綜合實踐。其優勢在于可以使學生清楚地了解自身所學的知識領域,并在必修課程的基礎上自由搭配相關領域的課程,方便學生對相關領域知識的拓展學習,既體現了課程安排所學知識的連續性和拓展性,又使得學生在課程的選擇上具有較強的主動性。B1方向和B2方向的專業課程則依據主專業的不同選取六大知識領域,合理安排主專業課程與六大知識領域必修與選修課程的銜接。3.實踐環節的優化。IE是一個面向企業和組織,集工程、管理、經濟等學科為一體的復合型專業。實踐能力與動手能力既是重要環節,也是薄弱環節,并且在學校這個單一環境中進行是相當困難的。因此要解決這一難題,必須注重與市場接軌,加大實踐環節的比重,并采取“實驗”“軟件實訓”“課程設計”“模擬競賽”“企業實習”“社會實踐”等多種手段結合的形式加強學生的競爭力。調整后的實踐環節課時安排達到40%,所占總學時的比例超過原先一倍多。
(二)優化理論與實踐相結合的教學模式1.第四學期認識實習,實行“企業參觀—崗位講堂—專業方向選擇”三步走。認識實習本身就是為大學生更好地了解專業而設定的,安排企業管理人員進行崗位授課,通過學生與企業技術管理人員面對面的交流,使讓學生根據自身的興趣合理選擇專業方向。2.改進教學過程:從原有的“理論—設計”優化為“基礎理論教學—設計—深入理論教學—設計修改—案例解析教學—設計定稿”六個步驟,使得學生有充分的時間進行設計、思考和改進。3.鼓勵并組織學生參與區域性、全國性的比賽,如全國管理決策模擬大賽、IE亮劍、物流技能大賽等;其次,導師也可邀請該門課程表現優異的學生參與到碩士研究課題中。4.增強畢業實習的管理,延長實習時間,加強實習經驗的交流。對于畢業生而言,畢業實習的經歷還是次要的,關鍵在于對工作和崗位的理解。基于企業對工業工程人才的需求調研,從而闡明了南京工業大學工業工程專業培養方案的欠缺之處,并從課程體系中的專業方向、專業課程、實踐環節三方面進行優化;并強調理論與實踐相結合的教學模式進行改革。從而為培養出既熟悉工程技術又擅長經營管理,靈活掌握工業工程專業知識,具有較強實際工程能力的復合應用型人才做好了準備。
作者:蔡虹吳林謙倪衛紅單位:南京工業大學
一、工業工程傳統的特點及其拓展性
隨著高新科技的迅速發展,提高生產率或效率的技術、方法還會繼續增多和更新,現代IE的內容也會隨之不斷充實、變化。正是由于IE學科在目標層次上的穩定性和技術創新層次上的可創新性,保證了這一綜合性應用工程強大的生命力和越來越廣泛的實踐指導意義。
1.IE的研究對象是生產性系統。但是,這種生產性系統越來越不局限于制造類企業或物質生產部門,還涉及服務性的運作系統,也就是說IE從研究工廠活動逐步擴展為一般性的運營組織活動,進而有可能擴展、研究更廣泛的人文社會活動。例如,人機工程在工業設計中的拓展中,其研究對象出現新的內涵,認為人機工程學是研究人在設計、制造和使用人造物過程中所發生的全部人機關系[7];此外,針對人機工程的教育問題出現了“人機工程教育學(Educationalergonomics)”的理論,針對人機工程學方法和原則如何有效應用于實際的課題,則產生了“參與式人機工程學”(ParticipatoryErgonomics)的理論與方法[8]。
2.IE的目標是提高運作效率。盡管現代生產運營系統越來越強調對市場應變能力(效力)的研究,但提高效率仍然是經濟活動基礎性的永恒主題,IE正是在關注不同的效力問題的基礎上研究相應的效率提高課題,從而形成諸多的發展主題和方向,并得到持續地發展動力。對于人文社會系統及其實踐過程,社會性活動效率的持續改進和效力的設計以及適時跨越也是其關鍵議題,效力問題將更被關注。
3.IE的本質是持續改進,強調不斷挖掘潛力、堅信“最好”的工作方法和關注最大整體效益。永不滿足的精神在更廣泛社會活動的推廣,將有利于有益人文活動的保持和改善以及效力系統深入的、持續的創新。
4.IE提供了一套規范性很強的專用圖表工具,能夠幫助工業工程師記錄和分析要研究的事實提供了標準的表達形式和語言基礎,這是IE得以廣泛應用的重要原因。在社會行動領域有必要構建類似的、但適應自身特點的圖表表達和模型工具,除了對社會問題的描述和分析之外,更應該成為對龐雜社會科學知識進行調用的創新機制。
二、工業工程傳統在社會領域的拓展
工業工程關注的主要是生產性活動,這些活動是涉及人的社會性活動的特例,并具有某些類似的特點,但相對于單純的生產性系統,社會人文活動呈現更為復雜的特點。基于以上的分析,工業工程的研究和應用傳統有可能進行社會科學領域的拓展,在借鑒其某些研究的框架的同時,還具有自身的特點。對人類社會人文活動或者稱為社會交際行動的應用性研究,類似地會涉及人-技術-環境的分析框架,見圖2。當然,研究的目標、重點以及涉及的領域知識、工具方法的發展等,具有很大的區別。圖2影響社會活動效果的因素首先,相對于生產性運作活動的研究,一般社會性交往活動的研究除了關注活動的效率,更強調社會交際活動的效用/效力,所以,需要將社會性活動研究的目標定義為社會活動的有效性,包含活動效率和效力優化的雙重目標。在積極引入工業工程的圖表表達和模型工具的基礎上,發展對活動效用的描述、測量和分析的工具,會成為研究的重要方向。
對行動效用的關注,使得社會交際活動的研究更傾向于問題驅動型的分析思維,即首先分析面對什么樣的問題,然后在已有的知識中尋找解決問題的方法。區別于IE工具單純的對所需解決問題的描述和分析,社會人文活動的研究工具更是一個解決問題的工具,既是問題分析工具,還是有關問題解決的知識庫,包括對各類專門知識的積累、總結和簡化,以及還是一個知識的搜索和確認機制。文獻[9]就嘗試將人因工程學的專門知識納入到TRIZ(發明問題解決理論)的沖突問題解決機制中,提高了人因工程學的運用性,有關研究具有很強的拓展價值。發展這樣的問題分析和解決工具對于解決持續涌現的、紛繁復雜的社會人文和交際問題具有啟發性,并有利于運用龐雜的社會科學知識。借鑒創新方法的理論,利用這樣的工具解決社會性問題的過程可以概括為見圖3。此外,在社會性活動的研究中,技術因素具有更廣泛的涵義,或者可以稱之為器物因素。這類因素不僅指一般意義上的工程技術因素,還包括社會性技術因素,例如,經濟機制、政治平衡機制、文化傳遞機制、沖突博弈機制、系統涌現機制等等。并且器物因素的分析具有相對的意義,也就是說某一因素屬于器物因素還是屬于人(參與者)或者環境因素的分析,需要視具體的情況而定。如果有關分析只局限于參與者行為分析的范圍,則屬于人的因素;如果涉及到交際促進機制的研究,則需要歸于器物的因素;如果牽扯到有關環境和氛圍的分析,則屬于環境因素的分析。這樣,在社會交際環境/氛圍的研究中,既包括硬性的環境、機器和工作研究,更包括軟性的社會機制、氛圍的研究。而且,社會性活動效果的研究所涉及的有關知識,既包括科學、技術工程的知識,更涉及到各門類社會科學專門知識的運用,特別是在社會交往機制的設置研究上。
三、結語
工業工程的研究傳統以及相應工具的引入,將促進開展工程應用性的解決社會人文問題的方法體系的研究。但這一機遇更側重于問題的分析和描述方面,由于社會性問題的復雜性以及社會科學知識的龐雜,相應社會科學研究領域的發展方向是開展問題驅動型的社會創新系統體系的研究。這一體系既是問題分析的工具體系,還是社會科學領域的知識庫,更是一個針對問題的知識的搜索和確認機制。因為,人們在解決復雜社會問題時的困境往往表現為或者是知識不足(或不重視),或者是知識過多(沒有梳理),要么就是缺少針對具體問題的知識搜索方法和機制。
作者:張亞強單位:邢臺學院
1存款業務流程分析及改善
根據動作經濟原則及工業工程改善的四大原則結合圖1,2,3分析導致上述結果的原因,首先是工作人員周圍的設備擺放不符合人體運用經濟原則和作業現場布置經濟原則,其次是遞送資料的凹槽設計不符合工具、設備的設計經濟原則,最后是工作人員的有很多無效的動作,操作順序不合理;下面就具體問題進行分析改善。
1.1設備的擺放改善打印機放在工作人員的右側且離工作人員較遠,工作人員打印存款內容時,身體發生扭動,且期間左右手都有空閑。根據動作經濟原則,將打印機放在靠近身體的左側,使其在工作人員的大臂活動范圍內,這樣,放打印機紙和點擊鼠標就可以同時進行。根據人體運用經濟原則及雙手操作平衡原則可知,工作人員要把放打印紙和點鼠標的動作同時協調完成,就要把計算機和打印機分放在他的兩側。如果點鈔機放在工作人員的左側,就可以避免將錢從左手遞送到右手這個浪費動作。原來筆和印章分放在工作人員的兩邊,這樣放下筆和拿印章就不是一個連續的動作,并且左右手有交叉,故把筆和印章放在他的同側可以避免一些不必要的移動。由于錢柜在工作人員的右側,而文件、資料的保管處在工作人員的左側,使得工作人員放存款(資料)的時候向右(向左)扭動身體,必要時還得彎腰;因此,將錢柜設計成抽屜,放在工作人員的視線范圍內,不用扭動身體便可以進行現金和資料的暫存。現有的抽屜沒有把硬幣和5元以下的錢幣細分,不方便工作人員尋找,間接影響工作效率,改進后的抽屜布置圖如圖4所示。
1.2凹槽的設計改善如果儲戶遞送來的現金和存款單是分開的,就能減少工作人員分揀現金和存款單的動作,直接對存款單進行核對。因此,將原來的凹槽一分為二,一側用于遞送現金,一側用于傳送資料。根據現場布置經濟原則和人體運用經濟原則,改進后工作人員的辦公場所布置圖如圖5所示。
1.3作業順序重排根據工業工程改善的四大原則(ECRS),對工作人員的操作進行取消、合并、重排和簡化,發現,有些動作可以取消,部分操作改變順序后總的操作時間縮短了。如點鈔機數錢的時候工作人員是等待狀態,并且核對存款單的內容所用時間大于點鈔機數錢的時間,如果這時核對存款單內容就可以把儲戶所填金額是否正確一起核對,既省了操作步驟又省時間;同理,儲戶核對簽字時,工作人員處于等待狀態,如果錢在儲戶核對簽字時放置,便可以節省兩次等待時間。
2改進效果
通過辦公區域設備的擺放改善、凹槽的重新設計和作業順序的重排后,工作人員的雙手操作分析圖。改進前后效果對比如表1所示。表1表明,左右手的操作次數少了5次,移動次數少了1次,持住增加了1次,檢查次數少了2次,空閑次數少了16次,左右手的操作比較均衡;身體扭動次數減少了8次,整個流程縮短了45.08s,效率提高了20.1%,改善效果明顯。
3結語
服務業的迅速發展,不僅需要從管理的角度去發現并解決問題,更需要我們從服務過程和服務參與者去發現并解決問題,通過對某銀行工作人員辦理存款業務的多次觀察,運用工業工程的理論分析后找出浪費和不完善的方面,改進銀行工作人員工作設備的布置、遞送凹槽的設計改善以及調整工作人員的工作順序,消除了工作人員辦理存款業務中不必要的移動、扭動,減少了整個存款業務辦理的時間,同時也減少了儲戶的等待時間,提升了儲戶的滿意度,達到了雙贏,為服務性企業應用工業工程提供借鑒。
作者:王俊峰陳永當張鈺秦路宇單位:西安工程大學機電工程學院
1工業工程人才需求分析
我國工業工程高等教育明顯是落后的,人才匱乏十分明顯,盡管發展很迅速,但是卻依舊無法滿足我國發展對于工業工程人才的需求。襄陽市是全國十大工業明星城市之一,是中央、省屬三線軍工企事業集中的城市,工業總產值僅次于武漢市,居湖北省第二位。紡織工業是全國39個重點城市之一,全市工業已發展形成以輕工、紡織、機械、汽車制造、電子、醫藥、建材、冶金、化工、食品為主要產業以上工業企業規模個數突破2000家。按每家企業需要2名工業工程人員算,共需要工業工程專業人才4000人,而目前從事工業工程的人才不過500多人,而我校每年培養的工業工程畢業生約60人,可見缺口有多大。從中不難看出,襄陽區域的企業是我校工業工程畢業生的一個重要去向。作為汽車走廊的重要腹地襄陽,汽車產業是重點發展的支柱產業,不僅集中了省內全部整車、發動機企業,而且集中了70%以上汽車零部件生產制造與配套企業。因此,面向汽車產業需求的工業工程人才,是我們人才培養的一個重點方向。從近幾年襄陽區域汽車產業需求的人才來看,主要有以下崗位類別:(1)生產管理:主要負責工廠或車間的人員調配、生產計劃的組織與調度等以人、機器、物料等管理。(2)現場改善:主要負責運用現場管理與改善手段與方法對生產現場的工藝與流程改善,制定改進方案并推進。(3)經營管理:主要負責統計分析企業的各種制造費用,管控成本,降低企業經營成本。(4)質量管理:品質保證,建立管控零部件、生產成品的品質(質量)檢驗標準,判定不良原因責任單位,推動良率提升改善專案,并制作各種品質檢測治具,制定的各種品質管控標準判定的執行單位,檢出不良品,管控產品品質,推動良率提升專案。(5)物流與設施規劃:主要負責工廠或車間生產系統設施布局規劃、物流系統優化等。
2面向襄陽區域產業需求的工業工程人才培養模式
2.1基于汽車產業鏈專業群的工業工程專業建設思路在我國已開辦工業工程專業的高校中,以西安交通大學和天津大學為首的學校依托在管理學院下,而以上海交通大學和重慶大學為首的高校則是依托在機械學院下,湖北文理學院工業工程專業,依托是機械工程一級學科。經過多年的沉淀與積累,確定了我校工業工程專業培養的行業特色,那就是面向汽車產業。我校機械與汽車學院共有4個本科專業,分別是機械設計制造及自動化、車輛工程、工業工程與汽車服務工程,這4個專業具有相同的行業背景。在新一輪的人才培養方案修訂中,經過多次研討,我們確定了面向汽車產業鏈專業群建設思路,即以省級重點學科機械工程為發展方向,緊密結合地方行業和區域經濟需求,以汽車產業為依托,構建“汽車產業鏈特色專業群”,圍繞“汽車整車及關鍵零部件技術”,四個本科專業分別面向“產品設計、制造、生產組織及技術服務”(工業工程專業面向的是汽車行業生產系統的設計、組織、協調與控制等)領域,培養具有創新精神的高級工程技術應用型專門人才。按照“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質”的培養要求,對工業工程等所屬四個本科專業采取一、二年級大類培養,三年級起按專業方向培養,實行通識教育基礎上的寬口徑專業教育,在凸顯專業培養特色的基礎上保證學生的后續可持續發展能力。
2.2基于汽車產業鏈專業群的工業工程專業課程體系設置我校機械與汽車學院下四個本科專業學科基礎相同,行業背景相同,技術領域相近,反映在課程體系中,有著共同的學科基礎理論、技術及技能要求,因此,基于專業群的大類培養課程體系,由“通識教育模塊+學科基礎(基本技能)模塊+專業方向模塊”構成,其中通識教育模塊主要是培養學生的人文綜合素質,使學生具備健全的人格和良好的文化素養;學科基礎模塊是各專業必須具備的機械設計、制造及計算機技術基礎知識及必備的基本技能,是按照機械大類的可持續發展要求開設的課程;“專業方向模塊”是根據地區經濟發展要求,企業崗位需求和專業人才培養目標設置的體現專業特色的課程模塊,是專業能力、方法能力和社會能力訓練的綜合;拓展模塊主要是充分利用學生第二課堂開展綜合性的實踐創新活動,培養學生的創新意識和科學研究能力。
2.3基于汽車產業鏈專業群的工業工程專業實踐創新體系構建為實現實踐教學與理論教學有機結合,以能力培養為優秀,體現實踐教學注重能力、個性及創新意識培養的基本原則,構建了基于機械大類的工業工程專業模塊化、多層次的實踐教學體系,該體系由機械學科基礎實踐平臺、工業工程專業實踐平臺及創新科技平臺構成,在實踐教學活動中采用虛實結合的手段對學生進行實際動手能力的培訓。按照“一條主線(工程應用)、二個平臺(課堂內、外)、三個層次(基本操作技能訓練、專業工程綜合訓練、創新能力訓練)、八個環節(基礎課實踐、專業課實踐、基礎技能實踐、課程設計實踐、專業技能訓練、科技創新活動、就業崗位技能培訓、畢業設計)”構建基于汽車產業鏈專業群的工業工程專業實踐創新體系,其中八個實踐教學環節分散在各個實踐教學平臺上進行。工業工程專業實踐教學體系結構如圖2所示。
3結束語
湖北文理學院作為地方性高等院校,在工業工程專業人才的培養定位上,始終強調與襄陽區域經濟發展的緊密結合。近年來,在全國人才培養模式改革中,我們根據襄陽區域經濟現狀及要求,構建了基于汽車產業鏈專業群的工業工程人才培養體系,凸顯了專業建設的特色。該人才培養模式很好的融入機械工程一級學科,取得了滿意的效果,可為類似高校在人才培養模式中提供參考與借鑒。
作者:胡海瑩陳國華王爽單位:湖北文理學院機械與汽車工程學院
1管材
1.1銅管銅管抗腐蝕性能低于不銹鋼管,銅管在和水長期作用下,易發生銅綠,主要成分為碳酸銅,氫氧化銅化合物和硫酸銅。但是銅管管件比不銹鋼便宜,材質比較軟,適用于小管道,對細菌也有抑制作用,施工安裝方便,在醫用衛生行業應用較多,,有《用氣體和真空用無縫銅管》[1]行業標準。
1.2使用原則根據如上所述的各種材料的特性,以下列出了不同場合壓縮空氣管道的管材推薦選用表,如表1所示[2],方便設計人員選用。
2管徑
當輸送流體量一定時,管徑選擇的大小直接影響著經濟合理性。管徑小,介質流速高,管路壓力降會相應增大,空壓機的運行費用就會增加;管徑大,空壓機運行費用就會減少,但是管路初期投資費用就會增加。因此,為達到合理經濟,設計者必須選擇合理的管徑。管路沿程壓降是管徑考慮的最重要因素,確定方法就是根據管路流量及允許壓降來確定管徑,也可以根據管徑和管路流量來驗算壓降是否符合設計要求。確定管徑時應根據工藝設備運行時可能出現的最大流量和允許的最大壓降雙重因素來計算。工程上管徑一般可根據經濟流速來確定,低壓壓縮空氣輸氣干管一般經濟流速取8m/s~12m/s。當與空壓站距離近時,設計流速可以適當放大。當距離空壓站遠時相反,可以適當減小流速,增加管徑。表2為國際上使用的壓縮空氣流速,表3為國內推薦的壓縮空氣流速,可供設計者參考。
3坡度與放水
壓縮空氣管道初期投入運行過程中,或是空壓站氣體處理不徹底,或是航空工廠非連續運行時外界含濕量大的空氣侵入管網都會造成管道內積水,壓縮空氣管道中的積水如果不排除,一方面會加快管道的腐蝕,減少管道的使用壽命,更重要的是會降低壓縮空氣的品質,影響工藝設備的使用安全,造成產品的不合格。為了不影響末端設備的安全使用,及時恰當的放水很有必要。《壓縮空氣站設計規范》明確規定“設有坡度的管道其坡度不宜小于0.002”。在航空工業工程設計中,一般設計時管道都有坡度,但在很多情況下,往往留給管道敷設的空間很有限,很多情況下需要和別的專業管道共支架敷設。這時如果設計時只考慮有坡度時的放水,而沒考慮現場施工的難度,結果就是現場很多情況都沒按圖施工,沒達到設計需要的坡度,這也為以后氣體品質埋下隱患。鑒于此,如果經壓縮空氣站處理的壓縮空氣壓力露點溫度比周圍環境溫度低,在沿程管道中不會有水分析出,對以上共支架壓縮空氣管道,宜采用無坡度安裝方式。但在具體設計時,為了增加吹掃效果,以及避免平時運行時可能侵入的水分,還需考慮如下兩個因素:1)壓縮空氣沿程適當設置一些放水管,放水管上應設集水器;2)當管道為環狀布置時[3],為提升管道吹掃效果應采用三通彎頭等。這是因為當管路采用環狀布置時,如果用普通彎頭,會存在水壓試驗放水后吹掃不徹底、效果差的問題。
4布置方式
壓縮空氣管網壓力高,泄露點多,泄漏量大,合理的布置方式直接決定著節能減耗,下面介紹布置過程應注意的主要幾個地方:1)廠房內壓縮空氣管道布置形式一般為樹形和環狀形,考慮到廠房后期可能增加生產線,此時可能會造成某一支路氣量不足,建議盡量采用環狀形布置,方便以后改擴建。2)壓縮空氣干管應當避免出現銳角拐彎,壓縮空氣支管與干管應采用“鵝頸”形連接方式,避免主管路中冷凝物直接進入支管路中。在分支管路末端低處設排污口,方便管路中污物排放。3)為了降低局部阻力,盡量選擇局部阻力系數小的管路附件和閥門[4],常開的閥門盡量選擇閘閥等局部阻力小的閥門,彎頭盡量選擇彎曲半徑大的機制彎頭。4)如果廠房面積很大,管路很長,閥門彎頭多,尤其又是三班制企業,在中班和深夜時,用戶用氣量大大減少,管網壓降也相應變小,如果采用樹枝狀風管,不僅壓降大,而且漏泄量也大。此時可以改為輻射狀管網,在空壓站內設置分氣缸,這樣就可以根據用戶生產工藝的需求,調節供氣壓力和流量,既避免了非用氣車間的漏泄,又可方便調節空壓機的運行工況。
5結語
本文通過對壓縮空氣管道管徑、材質、坡度與放水、布置方式等幾方面設計的討論,能夠更加合理優化管網、加強泄漏量的控制、減少管網壓降損失,提高壓縮空氣品質,保證安全運行,降低動力能耗,具有較強的實際應用價值,最后將助推工藝設備的安全使用和航空工業產品的質量提升。
作者:韋云飛胡長才單位:中國航空規劃建設發展有限公司
摘要:在現代經濟高速增長,社會迅猛發展的背景條件之下,不斷推動現代電力行業的發展,促使電力行業成為我國重要的基礎性產業之一。因此,對于電力企業的工業管理是切實關系到我國社會發展、行業進步的重要部分,需要得到相關人員的重視,并且在現代科技不斷發展的現代社會,積極結合現代的管理手段和技術手段來進行電力工業的高效、科學管理,保證電力工業的安全、持續、穩定高速發展。
關鍵詞:電力企業;工業工程管理;探討
隨著現代科技手段和管理理念的發展,電力工業作為我國經濟發展中重要的產業部分,有著舉足輕重的重要地位,需要積極的進行科學有效的管理活動。并且在現代社會激烈競爭的背景之下,人們對于電力資源提出了更加多樣化的需求結構,電力企業為了能夠提高市場范圍內的競爭實力,積極滿足客戶需求,就需要不斷進行自身的突破成長,切實做好電力企業的工業工程管理工作,為后期電力系統的正常運轉,電力資源能夠高效輸送奠定基礎。
1電力企業的工業工程現狀描述
在現代社會的發展狀態當中,電力工程早已不是人們傳統認知當中的僅僅負責傳輸、分配電力資源的一種工程,而是承擔著對于社會運轉的基本能源提供,作為一種基礎性能源,其本身就是一個非常復雜、綜合屬性明顯的系統,在單一因素變化的情況下,會出現多種情況。并且在現代社會多樣化能源發展的背景之下,尤其是水力發電、核能發電等技術不斷突破,電力能源的產生提供了更加多樣化的可能性,也讓電力系統更加復雜、系統,出現更加多樣化的問題。
2未來發展形式探討
在越來越注重用戶體驗的現代社會當中,各行各業都開始著重研究客群的特征和需求結構,提供更好的服務來占據更大的市場份額。未來,電力企業的發展也必然要不斷深耕用戶池,通過深入的研究用戶的需求變化和特征,來改變企業自身的產品結構,讓用戶滿意,保持持續穩定的消費,是未來電力企業發展的一個重要方向,也是電力企業目前改革發展必須要重視的地方。
3如何加強電力企業工業工程管理的對策
3.1增強質量管理
在電力工程管理的過程當中,對于質量的把控是首當其沖的重要部分。首先要從態度上進行轉變,有關電力企業工程質量的問題從來沒有小問題,前期可能出現的任何小問題都可能會引起后期的大事故,威脅到相關工作人員的人身安全,影響到企業的財產保護,并且很有可能會威脅到電力需求用戶的人身財產安全,需要得到工作人員的格外重視。在電力企業的工程推進過程當中,需要對每一個環節都進行嚴格的把關,不能忽略任何一個可能引起事故的因素,重視每一個小問題的解決,避免給后期的運行留下安全隱患。在具體的操作過程當中,如果出現問題要積極根據實際情況進行解決,不要盲目按照固化的規范進行操作,避免延誤補救時機。
3.2提高質量把控意識
在電力工程的管理過程當中,需要電力企業的領導人從觀念上進行改變,重視電力工業工程的質量把控,加強對于員工的安全意識灌輸,領導人通過自身對于質量把控的重視來影響工作人員對于質量問題的看重。另外一方面,在具體的工程施工過程當中,需要相關的工作人員工作要按照行業的操作規范進行,并且在工作開始之前對于工作的場地進行實際的勘探,充分做好施工前的準備工作。一旦發現可能出現的問題要及時匯報,積極引起人們的重視,避免出現問題的遺漏,通過這樣的方式來切實地提高電力工業工程的安全管理。電力工程的技術人員要積極運用自身的技術,來積極發現可能出現的問題,電力企業也要積極培養工作人員的專業技能,尤其是對于質量把控相關的技能,通過人才綜合素質的提升來提高電力工業工程發展的安全系數。
3.3控制電力工業工程的成本管理
在電力工業工程具體的施工過程當中,要針對成本進行嚴格的管理,尤其是在材料、設備的采購過程當中,電力企業需要設定專人進行監督過程,通過降低電力工業工程的成本,減少不必要的浪費,降低企業運轉的消耗,通過科學有效的成本管理,進一步提升電力企業的經濟效益。這一過程的實現就要求電力企業切實提升自身的管理水平,在保證實施過程中的安全、質量前提之下,盡可能地壓低成本,為企業爭取更大的利潤空間,減少資源的浪費。
4電力工業工程管理模式的創新
在電力系統逐漸成熟完善的現代社會當中,電力資源的運轉越來越順暢,但在現代科技和管理理念發展的今天,如果電力企業想要保持持續穩定的發展態勢和明朗的前景,就需要持續關注企業自身的創新能力,就要求電力企業不斷吸引新型的人才和科技手段,可以通過舉辦定期的講壇、聚會等,讓員工充分討論現代電力工業管理的新方法,并且通過學習來不斷激發自身的創新能力,讓創新能夠與實際工作真正地結合起來,促進行業發展和企業自身盈利能力的進步。
5電力企業的發展
在現代社會發展當中,各種行業都出現愈發嚴峻的競爭,電力企業目前已經不能完全使用傳統的電力工業工程管理模式,需要根據行業的發展、現代科技的進步,來不斷更新自身的管理模式,通過新型的管理模式來促進企業的自主活躍度。
6結語
總而言之,在現代社會競爭愈發激烈的背景條件之下,電力企業工業工程管理需要不斷創新,更新管理理念和管理手段,注重行業發展的新動向,積極轉型,并且適應社會發展的多樣化需求,以客戶為導向,不斷滿足現代社會發展的節奏。因此,對于電力企業工業工程管理的探討是具有重要現實意義的課題。
作者:陳雷 單位:國網山東省電力公司汶上縣供電公司