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[关键词]内涵建设;教育教学质量工程;实践;思考
[中图分类号]F275 [文献标识码]A [文章编号]1005-6432(2013)30-0219-02
1 理清质量工程提出的背景,准确把握质量工程的内涵
近年来高等教育规模取得了历史性的突破,为经济社会发展服务的能力明显增强,但仍然面临着许多新问题。不少学校扩招后资源不足,难以满足学生的需求;教育观念落后,教学内容陈旧,教学方法单一,教师队伍水平不尽如人意;还有些学校的专业设置、培养目标、课程体系与社会需求脱节。这些问题直接影响了高等教育自身的健康发展。针对以上情况,教育部明确指出:“培养人才是根本任务,教学工作是中心工作,教学改革是各项改革的核心,提高质量是永恒的主题。”要求各高等院校同时启动“高等学校教学质量工程与教学改革”工程,“切实提高高等教育质量,进一步提高创新人才培养水平”。
“质量工程”以提高教学质量为目标,以推进改革和实现优质资源共享为手段,按照“分类指导、鼓励特色、重在改革”的原则,选择具有基础性、全局性、引导性的项目,引导高校加强内涵建设,积极开展教学工作改革与创新,形成重视教学、重视质量的良好环境和管理机制,全面提升我国高等教育的质量和整体实力。
2 扎实推进质量工程建设,稳步提高教学质量的实践
良好的教育教学质量,是一所学校生存和发展的前提条件。遵循教育教学规律,按照质量工程建设目标与要求,把事关学院教学质量提升的每项工作都力争做到精益求精,为学院在质量、规模、结构、效益等方面的可持续发展奠定了良好的基础。
2.1 构建特色化的专业体系
专业建设是学校抓内涵、抓质量、上水平的突破点和着力点,是学校做强、做优的根本途径。以社会需要、市场需求为前提,形成具有特色的专业体系。
(1)灵活设置专业方向,建设专业群。在全球化、信息化背景下,新技术、新工艺、新职业不断出现,要求专业建设在总体稳定的前提下,灵活的设置专业方向。专业方向的设置适应社会经济发展的需要,满足不同学生的兴趣、爱好需要,实现教学资源共享。专业建设是一个积累过程,建设过程中要注意专业水平、质量与稳定三者的关联性。
(2)专业建设的关键是制定好人才培养目标。人才培养目标是专业建设的“宪法”,必须高度重视,认真制订。培养计划要有明确的职业目标和职业能力标准,以提高学生的实践能力、创造能力、就业能力和创业能力。
2.2 加强课程建设
课程的原始意义是将宏观的教育理论和微观教学实践联系起来的桥梁。它是实现培养目标的重要手段,是一切教育和教学活动的核心。
(1)开展精品课程建设。制定了《精品课程建设管理办法》,建立院系两级精品课程体系,确定了核心课程为学院的精品课程,以此带动其他课程的建设。
(2)启动基础课程教学改革。求质量的内涵发展,只有通过课程改革来实现。制定教改方案,对课程内容、教学方法、考核方式等进行改革。
(3)在课程建设中,我们要引导大家思考5个重要问题:①课程结构是否基于人才培养目标?②教学内容是否反映了生产一线要求?③实训条件是否类似工作现场?④教学方法是否适合学生?⑤评价体系是否适合应用型的高等教育?
(4)教师是课程改革的关键。①转变观念。对于应用型的高等教育来说,教师应该“学高、技高、德高”才能为师为范。教师不仅要具备扎实的专业理论功底,而且应掌握熟练的专业技能,积累丰富的技术实践经验。应用型高等教育的教师手上“要有油”。②应用型高等教育发展的瓶颈是缺人。致力于人力资源开发,占领师资人才高地,是应用型高等教育办强办精的战略任务。要建立奖励机制,培养自己的课程改革师资队伍。③发挥团队的作用。决定教学质量的不是一个或几个优秀教师的成就,而是占多数的普通教师的教学态度和教学水平。整合力量组建教学团队、技术团队、管理团队,推动课程建设。
2.3 加强教材建设
教材是课程内容的具体体现。随着时代的发展和课程改革的深入,编写适应实际情况的新教材势在必行。
2.4 改革教学方法和评价方式
采用了模拟、角色扮演、项目、案例等新的教学方法,把知识传授和能力培养相结合,寓能力培养于知识传授过程中。提倡教师使用多媒体技术,以提高学生的学习兴趣和对知识的领悟能力;鼓励学生积极使用校园网,进行网络学习。另外,在积极推进教学方法改革的同时,制定《课程考核办法》,改革课程教学的评价方法,注重对学生的能力进行测试。
2.5 建立完善教学质量监控体系
教学质量的有效监督与控制是提高教学质量的重要手段和有力保障。学院结合实际,对教学质量监控工作进一步细化分解落实,形成易操作、见实效的实施细则,形成科学和规范的教学质量监控体系。
2.6 强化教学管理
教学管理是一门科学,高水平的教学管理在人才培养过程中具有重要的作用,教学管理人员的素质是决定教学管理水平的主要因素。针对教学管理人员水平参差不齐的情况,通过召开研讨会,交流教学管理方法和经验,安排讲座等,提高教学管理人员的管理水平、业务能力和整体素质。
2.7 提升教师队伍素质
建设一支德才兼备、素质优良、结构合理、高效精干的教师队伍,是提高人才培养质量的重要保证,是专业办出特色的关键。
(1)加大人才引进力度。聘请教学经验丰富、学术造诣深厚、具有较高知名度的专家教授担任专业带头人;同时引进既有工作实践经验,又有扎实理论基础的高级技术和管理人员从事实践教学。形成了一支既有学术科研能力,又具有“双师型”素质的高质量的教师队伍。
(2)加强教师在职培养。通过开展教师业务技能竞赛,加强教师教学基本功训练;组织教师通过各种形式参加社会实践,加强职业实践能力的培养。
(3)加强教师队伍管理。制定《教师教书育人工作条例》和《教学工作规范》等文件,实行“师德一票否决制”,培养广大教师良好的职业道德。实行教师岗位年终考核制度。考核结果作为教师聘任、晋升、奖惩的依据,提高了教师的工作积极性和创造性。
(4)加强教学团队建设。教学团队以老带新、专兼结合,走工学结合的路子,积极推动教学改革。
3 关于质量工程建设的思考与体会
3.1 质量工程是内涵发展,提高高等教育质量的有价值的探索
质量工程是科学发展观在学校领域的具体实现,是时展、社会需要对学校提出的新要求。通过质量工程建设,解决好质量与数量的矛盾,切实把重点放在内涵发展和提高质量上,形成可持续发展的机制,实现高校的规模、结构、质量、效益协调发展。
3.2 顺利开展,有效推进质量工程的前提是对党的教育方针、正确教育理念的深入理解
质量工程以坚持“巩固、深化、提高、发展”的方针,按照分类指导、注重特色的原则,树立了人才培养是高校根本任务、质量是高校的生命线、教学是高校中心工作的理念。只有对指导思想、教育方针、教育的基本规律有深入的理解和正确的认识,才能建设好质量工程。
(1)坚持以育人为本,确保教学工作的中心地位。开展质量工程,要坚持科学发展观,以学生的发展为本,把人才培养作为“质量工程”的根本出发点,同时正确处理教学与其他工作的关系,确保教学工作的中心地位不动摇。
(2)树立科学的人才质量观,加强素质教育。开展推进质量工程,要全面贯彻教育方针,坚持育人为本,德育为先,深入实施素质教育。要切实加强大学生的思想教育,同时努力提高学生的学习能力、创新能力、实践能力、交流能力和社会适应能力。要加强人文教育,把人文教育与科学教育相结合,使学生不仅掌握丰富的知识,还学会做事、做人、学习,成为全面发展的高素质人才。
3.3 推进质量工程建设,提高教学管理水平是基础
教学管理是高校一切管理工作的核心,它的基本任务是对教学工作进行计划、组织、指挥和协调。推进质量工程,提高教学管理水平是基础。
3.4 推进质量工程建设,关键是加强教师队伍建设,整合教育资源
建设高水平的教师队伍,是实现教育质量提升的关键因素。没有高素质的师资队伍,就不能培养出生机勃勃,富有创新精神的高素质人才。在资源一定的情况下,要建立团队合作机制,积极挖掘、利用、整合现有资源,集中相近专业的实验设备、实验基地等教育资源,集合相关学科领域内的师资力量,形成一支教学质量高、结构合理的教学团队。通过团队的成立和建设,由点及面,由团队到整体,充分调动教师参与教育教学改革的积极性,让全体教师积极投入到提高教学水平、提高自身素质、提高教学质量的实践中来。
参考文献:
关键词:工业工程;创新
当代世界经济发展的主流已经从“知识经济”转向“创新经济”,称之为“创新力经济”。有效利用人力与资本并鼓励创新,成为推动社会发展的“全因素生产力”。在历次科技革命的高新技术发明的前提下,信息与信息之间、经营与管理之间、企业与企业之间发生着交融互促的效应,在这个过程中,工业工程(IndustrialEngineering,IE)应运而生,为世界经济的迅速发展带来了必要的技术与理念的前提。
工业工程是工程技术、经济管理科学和人文社会科学相结合的边缘学科。工业工程将人、信息、物料、设备、过程和能源集成到产品、服务或项目的整个寿命期内,把获利性、效率、适应性、响应能力、质量同产品与服务的不断改进和创新,贯穿整个寿命期做为目标。
工业工程自诞生以来,经历了围绕提高作业效率为重要内容的传统工业工程阶段;与运筹学相结合进行更系统和精确设计的独立活动阶段;以系统工程为新的支柱,形成从微观到宏观、从局部到整体进行分析和设计的系统科学体系阶段;目前可以认为是工业工程应用各种新技术、新理论不断拓展应用领域和范围的新的发展阶段。工业工程在其发展和应用实践过程中,逐步形成了自身的特色和职能。
1、工业工程的内涵
工业工程是对由人员、物料、设备、能源和信息所组成的集成系统进行设计改善和设置的一门学科。它综合运用数学、物理学和社会科学方面的专门知识和技术,以及工程分析和设计的原理和方法,对该系统所取得的成果进行鉴定、预测和评价[1]。
工业工程不仅用于生产事业,还可用于服务业、金融业等领域。由其广阔的应用范围可以看出它的内涵相当广泛。工业工程涉及的学科领域很多,研究方法多样,它综合运用数学、物理学及社会科学方面的知识和工程学中的分析、规划、设计等理论,另外与运筹学、系统工程、计算机等现代科学技术紧密结合[2]。
工业工程是一个过程。它是一个不断改进,追求创新的过程。坚信“改善无止境”——“Thereisalwaysabetterway!”。工业工程强调人的因素,它将影响人的因素放在比较重要的位置,追求人——机——环境关系的最佳、最和谐状态。工业工程是集成系统的整体优化,将系统中的各要素孤立考虑和仅仅将各要素简单相加都是不合适的,它追求由人员、物料、设备、能源、信息等生产要素所组成的集成系统的整体效益,要产生1+1>2的效果。
2、创新是工业工程的本质
创新是企业发展的根本源泉。通过对系统的分析评价、完善改造以达到促进系统不断创新的目标,是工业工程的功能之一。这里的创新主要包括产品改进、工艺改进、设施改进、系统组织改进、工作方式改进、技术创新的激励与组织、新产品新技术的工作开发等。
工业工程的研究对象是以人为主体的工作系统,它的最基本的思想就是“做每件事,总有一个最好的办法”。从其内涵可看出,改善是实现工业工程任务和目标的基本手段,是工业工程的永恒目标,是工业工程的灵魂,而改善的结果是创新。
工业工程是一门对以人为主体的工作系统进行规划设计和组织管理的综合技术,其工作过程是一个集体努力和综合创造的过程。如果把它理解为管理,它需要不断探索改进管理系统与工作程序以提高效率。工业工程的基本方法,除系统分析和系统设计外,就是创造性技术。随着发明学、创造工程、系统工程和管理科学的发展,人们已经先后提出了一百多种创造技术和方法,其中1个不忘(不忘动作经济原则)、4大原则(取消、合并、重排、简化)、5个方面(操作、运输、贮存、检验、等待)、6大提问技术(目的、方法、人物、时间、地点、原因),这些都是改进与创新工作必不可少的关键。由此可见,工业工程需要高度的改善改造性,改善创新是工业工程的本质功能。3、工业工程的创新技术的特点
信息环境下工业工程的创新技术可以概括为:针对知识资源无形性,使用价值的间接性、共享性、增值性等特征,并有利于实现集约发展的管理方法与技巧。它的研究应用具有以下特点:
(1)集群性。把市场需求和技术供给、把技术创新与管理创新有机结合起来,取得全方位的改善效益。
(2)虚拟性。经济全球化和信息经济时代的典型产物就是虚拟就是与信息紧密挂钩的高智能性知识密集型产品和产业。创新技术的虚拟化具有灵活、柔性、合作、共享、快速反应、高效输出等素质。
(3)融合性。创新技术应当是多元、合作与共享的集合。多元优于一元,合作大于竞争,共享胜过独享,就能突破看似有限的改善空间和社会结构,实现优势忽布和资源重组,在更为广泛的程度上形成双赢或多赢的管理运作。
(4)模糊性。现代网络通信技术使创新的来源无处不在,没有明确的边界。
小结
工业工程是解决各生产要素达到有效结合、形成一个有机整体过程中各种复杂矛盾的创造性方法。它是一个动态的、发展的研究领域,凡是有利于对系统进行分析、设计和评价以及有利于提高效益的方法,都被及时纳入了工业工程的研究和应用范畴,其发展具有鲜明的时代气息。在信息经济时代,创新的作用得到空前强化,并升华成为一种社会主题。而工业工程从一诞生起就强调不断改进与创新,工业工程就是在不断发现问题,考察分析问题、寻求对策的实践中,永无止境地改革、创新和发展。新晨:
参考文献:
【关键词】工业工程;电子产品;生产管理;效率
ABSTRACT:The article describes IE orginal and leads to huge performance and improves productivity.Then,for current problem during production,through IE method improving productivity and reducing manpower cost and improving machine OEE & material quality,canceling non value added process.At last,we get obvious performance,this is the predicted target of the paper.
KEY WORDS:Industry;Engine;Electronics product;ProduetsManagemen;Productivity
1.引言
目前,越来越多的国际知名电子企业都将生产基地建在中国,我国电子企业和产业发展面临前所未有的国际市场的严峻挑战。同时,电子产品市场日益激增,要求生产企业根据市场需求快速作出反应,满足消费者需求,以提高市场竞争力。而应用工业工程方法能够有效降低成本,缩短生产时间,取得很好的实际效果。
2.工业工程技术概述
2.1 工业工程内涵
工业工程的内涵是有判断地综合利用人类在社会发展和科技实践中获得的社会科学与自然科学知识,提出一个能经济地利用劳力、资本和知识资源的最优化配置,以期实现预期目标的一种学科。
2.2 工业工程发展
从19世纪末至二次大战结束40年代中期,工业工程得以诞生和发展。从40年代中期到70年代末,工业工程从早期应用工作研究解决现场效率提高发展到企业整体的设计、改善,包括工厂设计、物料搬运、人机工程、生产计划、贮存控制、质量控制等。从本世纪70年代末到今天,工业工程所面临的问题既前所未有的复杂又提供了新的技术和手段,全面应用于生产、服务、行政、文体、卫生、教育的各种产业之中。今后工业工程的研究、应用发展趋势,集中在降低制造业整体效率、质量的提高和成本;物流工程与管理控制;人因工程及效率改善;环境与资源设计与控制;安全、健康与卫生;现代制造与信息化工程。
2.3 工业工程管理方式
工业工程的方法基本上分为三块,第一个领域是意识,即理解用工业工程思维方法去想问题;第二个领域是方法,利用工业工程理论解决不同的问题;第三个领域是实践,工业工程是管理和工程相结合的学科。必须在企业中实践才能理解这个方法具体是怎样用的,怎样才能有用。 (下转第178页)(上接第176页)
2.4 工业工程功能
工业工程能够实现对企业新产品开发、技术更新、培训教育、成本控制以及业务发展等进行规划。并对产品设计与实施全过程进行管理,包括制造、信息管理、结构组织、物流等。同时,可以借助各种评价工具对产品进行系统评价,包括产品设计、质量可靠性、规划方案等。通过对产品的分析评价,并以评价结果为基础,改进产品生产工艺、优化组织结构、创新工作方式,达到不断创新的目标。
3.电子产品生产管理分析
3.1 生产流程
一般的生产流程如图1所示。
3.2 电子产品生产效率低的原因分析
(1)生产线人员积极性不高
电子生产企业的作业员工报酬水平一般都处于所有企业中靠后的位置。电子产品,特别是生产工厂,基本是劳动密集型的企业,生产线充满了作业人员。作业速率非常快,作业人员要高强度高注意力地工作,每天重复进行上千次动作,工作枯燥容易乏味,产生厌恶心理。
(2)生产线管理模式落后
电子生产企业中,大型的皮带线一旦建成,在频繁更换产品的种类时,需要改变和调整生产线的运行参数、夹工具等等,需要耗费很多的人力、物力和时间,其造成效率大幅度下降。
(3)生产系统流程不够紧密
实际流程图如图2所示。
工人工作效率较低,每天生产二十四小时,三班两倒制,每班生产十二小时,工作时间中需要分析有效生产时间及损失时间。
4.运用工业工程优化生产管理
4.1 人机结合
通过人机操作分析得到合理的人机配合,便能有效地提高人员的效率及机器的利用率。
改变前后效率比较,如图3所示。
图3 改善前后比较图
图5 改善前后比较图
图6 改善统计图
4.2 人员效率改善
改善措施如图4所示。
结果如图5所示。
4.3 局部自动化
根据作业流程图,可做如下改善,如图6所示。
4.4 设备管理优化
在制造过程中,提高主要设备的工作效率,可以明显降低投资成本,改善后的结果如图7所示:
图7 改善前后比较图
5.总结
通过对流水线的整改可以发现,应用工业工程产生的效率和效益是很大的,通过开展工作研究和时间研究,定能寻找到更经济、更合理的工作方法,从而减少各种浪费,提高产品质量和效率,确实值得各个企业深入去做,而不是敷衍了事。本文运用工业工程方法,改善生产线的效率。
参考文献
[1]范中志.工程基础[M].南理工大学出版社,2005-8.
[2]易树术,郭伏.基础工业工程[M].械工业出版社,2006.
[3]胡宗武,工业工程――原理方法与应用[M].上海交通大学出版社,2003-2.
[4]齐二石,等,编.现代工业工程与管理[M].天津大学出版社,2007.
关键词:工业工程,中小企业,实施策略,应用,趋势。
中图分类号: C29 文献标识码: A 文章编号:
工业工程(简称IE ) 是在实践中产生的, 是以人、物料、设备、能源和信息组成的集成系统为主要研究对象, 综合应用工程技术、管理科学和社会科学的理论和方法等知识, 对其进行规划、设计、管理、改进和创新等活动, 使整个组织提高工作效率和生产率、降低成本, 使技术和管理的有机结合。
从二十世纪一十年代左右泰勒等人的工作研究和时间研究, 到八十年代左右计算机技术在工业领域的应用乃至九十年代左右通信和网络技术的迅速发展和广泛普及, 工业工程的内涵和外延都发生了很大的变化, 但工业工程理论和方法始终是那些尊重市场规律的企业获得巨大经济效益和可持续竞争优势的首要选择。尤其是以泰勒等人在1 9 10 年左右所提出的基础工业工程理论更是企业优化制造、管理流程、制定时间标准以实施规范化和精细化管理所不可逾越的阶段。
一、我国中小企业实施工业工程所存在的问题
(一)完全模仿西方。将西方的工业工程体系毫无改变的整体照搬。事实证明这是非常不现实的,一方面,由于国内对该体系的认识还处于比较初级的阶段,并不具备完全的理论基础和人员及技术支持;另一方面因为本土文化的限制,没有经过任何本土化的改造并不能适应我国企业的应用环境,无法形成企业核心竞争力。
(二)作为专门的工业工程部门,在企业中,从现场改善做起,通过企业管理基础的夯实,使得企业的整体管理水平得到提高,进而实施信息化战略。
(三)以信息化战略的带动提高企业的管理水平,这忽略了经典的工业工程技术改善企业现场的重要作用。在对手工工作的替代与初步的信息集成基本实现了后,企业进一步提高,取得更大发展的瓶颈将是管理基础。
二、中小企业实施工业工程所需要解决的问题
(一)改变观念与认识为了解决观念与认识问题,我们需要通过各种渠道增强中小企业对工业工程的了解和认同感,应利用各种渠道,如报纸杂志、宣传栏、互联网络等,做好工业工程知识的宣传与普及;举办研讨会、培训班,对企业中高层管理人员进行工业工程知识的扫盲;扩大年会的影响,在年会上对企业实施工业工程的效果进行总结与归纳,并给出相应的奖赏;增加国际合作与交流,借鉴国外的实施经验,取其精华,为己所用。今后需要完成的一项非常艰巨的任务是做好工业工程知识的传播、普及和推广工作,在这一方面,相关的学会和理论界应该积极发挥正面的引导和标杆作用。
(二)大力培养人才工业工程专业方面的人才,其培养的最重要途径之一是高校的素质教育,从目前状况看,在经济的快速发展时期,我国高校教育的培养机制并不能达到这一要求,无法满足中小企业对工业工程人才快速增长的需求。统计数据表明,2000年,除了经济发达的广东、江苏、北京等地,我国的内蒙、吉林等十个省份没有分配到一个工业工程专业的毕业生。加入WTO后,合资、外资企业对工业工程人才的需求呈现迅速增加趋势,如果在人才竞争上,我们继续处于劣势状态,后果将非常严重。
(三)全面的整体实施从企业规划、企业设计、企业诊断到企业改造等各个阶段提供全过程规划模块,提供从资本视图、信息视图、业务视图到组织视图等各个方面的全方位解决方案,在多变的经济环境、市场环境和技术环境下,企业系统必须经常调整自身的目标、功能(以及结构形态)、输入和输出,将“摸着石头过河”式的企业改造转变为有目标、有方法、有工具(集)的改造。
三、中小企业工业工程的实施策略
1. 分阶段实施
( 1) 起步阶段: 该阶段的主要任务是了解工业工程、认识工业工程, 并在小范围内启动基础工业工程工作, 同时开始在企业宣传工业工程。处于起步阶段的企业, 工业工程机构定位不宜过高, 一般应直接定位在生产系统甚至定位在试点车间或班组。
( 2) 发展阶段: 该阶段的主要任务是研究和推广应用基础工业工程, 扩大应用范围。在中小企业普及计算机应用的同时开始研究和推行现代工业工程。发展阶段中的另一项重要任务是在中小企业普及工业工程基本知识并进行工业工程应用技术培训。该阶段工业工程机构的定位不宜太低, 至少应定位在业务处室一级。
( 3) 高级阶段: 该阶段的主要任务是进一步巩固基础工业工程的应用成果, 并在研究、消化国际先进的现代工业工程技术的基础上, 结合CIMS 工程的实施, 选择适宜于中小企业的一项或几项现代工业工程技术推广应用。高级阶段的目标是要通过现代工业工程技术的实施使工业工程对中小企业的促进作用从局部的优化改造上升到对企业的整体推动, 同时实现企业传统生产运行模式的根本性转变, 使企业的运行达到国际先进水平。显然, 该阶段工业工程的工作重点已不再是局部改造, 而是整体实施效果, 因此应其工业工程机构必须定位在较高层次上, 同时, 对工业工程专职人员的素质要求更高。
2. 正确处理好工业工程实施中的几个问题
( 1) 研究与推广应用之间的关系。中小企业的研究主要以应用研究为主, 理论研究为辅。这种研究的最终目的是为应用实践服务, 因此它应当属于应用的范畴。许多中小企业的工业工程机构将工作重点放在推广应用上, 但忽视了应用之前的研究工作, 由于对推广应用的工业工程方法和实施对象研究不够, 必然影响实施的效果。
( 2) 重视工业工程知识普及和培训工作。工业工程的实施不仅要求改变传统的工作流程, 而且要求更新许多传统观念。如准时制生产要求工人在指定时间生产出指定数量的产品, 在这种生产模式里, 提前、超额完成任务都是因对整个生产经营过程有害而被禁止的。这些与传统生产观念相悖的工业工程思想以及工业工程的基本知识都必须预先进行培训, 否则会给工业工程实施带来很大困难。
( 3) 增强信心。中小企业实施工业工程必然会遇到许多困难, 特别是传统阻力大。此外, 工业工程的实施并不能立竿见影, 其实施成效是随着工作的深化逐步从业务工作中体现出来的。因此, 应在实施过程中选准目标, 坚定实施的信心, 这对处于起步阶段和初级阶段的企业尤为重要。
四、未来中小企业应用工业工程的趋势
(一)借鉴国外先进生产技术和经验方面,更加注重与国际间的融合、互动学习,同时,结合我国的具体实际情况,在我国进行本土化实施,并推动工业工程的发展与应用。这种互动学习既包括学术界的合作,还包括学术界与企业间的合作、企业间的合作。只有不断的通过与国际先进水平的企业交流,才能够使企业的管理水平得到快速的提高,从而实现跨越式的发展,并不断向工业化强国的目标前进。
(二)产学研结合如果中小企业没有系统的工业工程知识理论的武装和支撑,仅仅依靠自身的力量,工业工程从业人员很难有效推行工业工程的应用,只有借助与高校的紧密合作,在其人才和技术优势下,采取产学研相结合的办法,是有效实现生产力最大转化的方式。在市场经济的快速发展背景下,未来成为推动工业工程应用的主导力量之一将会是咨询行业,其产业化也将是必然的发展趋势。
(三)对于工业工程的工作范围和职能、工业工程组织机构的定位和目标、工业工程的工作流程与方式、工业工程部门与中小企业其他部门的关系等问题的系统化应用将是当前国内中小企业必须首先着力解决的,因为这些问题的解决将促使工业工程的在国内的应用迈上一个全新的台阶。从国内外目前的各种应用模式优缺点来看,结合最新的管理成果及研究可推测,未来我国企业开展工业工程的基本工作模式将会是跨职能团队合作的工作方式。
五、结语
工业工程是中小企业信息化的工具和基础, 是提高中小企业信息化成功率的重要保证。企业信息化不仅是对现代信息技术的应用, 而更重要的是对企业进行全面的深刻变革, 甚至是脱胎换骨的改造, 以及管理理念及其模式的全面转变。企业知识管理是新一代信息化技术, 是企业信息化的继续和提高, 是企业信息化的第三代技术, 是提高核心竞争力的保证。
参考文献:
关键词:工业工程;实践教学;全过程式实践教学模式
作者简介:李红艳(1979-),女,河南周口人,河南工程学院管理工程学院,副教授。(河南 郑州 451191)
中图分类号:G642.423 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)08-0093-02
工业工程(Industral Engineering,简称IE)是一门整合工程技术和管理为一体的学科,[1]也是一门实践性很强的应用型学科,该专业19世纪末20世纪初诞生于美国,与当时的机械工程、电气工程、土木工程、化学工程、计算机工程、航空工程并称为七大工程,[2]为世界经济的发展起到了巨大的推动作用。我国20世纪80年代引入工业工程,1992年才开始工业工程专业的高等工程教育,工业工程专业起步较晚。但短短的几十年,随着我国社会经济快速发展,对工业工程专业人才的需求也在日渐增长,目前国内已有200多所高等院校开设了该专业,其中有1/2的高校设在机械学院,1/2的高校设在管理学院,不同学校不同学院设置下的工业工程专业在专业定位、实践教学等环节呈现出多样化,也形成了自己的特色。[3-7]河南工程学院(以下简称“我院”)是2007年3月经国家教育部和河南省人民政府批准,由原郑州经济管理干部学院和河南纺织高等专科学校合并组建而成的一所本科院校,我院的发展定位是服务社会型高校,近年来,我院遵循这一定位,不断整合和优化课程体系,完善教学大纲和课时计划,积极探索工业工程全过程式的综合实践教学模式,取得了一定的成效,希望能给其他院校提供借鉴。
一、工业工程实践教学现状分析
1.工业工程传统实践教学内容
实践教学环节包括各类实验、实习、社会调查、课程设计、毕业设计等。通过文献资料检索、专家座谈、到相关高校实地考察,在教育部管理科学与工程教育指导委员会的要求下,我国各高校IE专业的实践教学体系,一般包括课程实验、课程设计、实习、毕业设计等环节。[8-10]课程实验主要是课内实验,如基础工业工程课内的人机操作分析、动作分析、双手操作分析等;课程设计主要有基础工业工程课程设计、人因工程课程设计、生产运作管理课程设计、设施规划课程设计等,一般放在课程理论内容结束后的2周内进行;实习主要包括专业认识实习、金工实习、生产实习和毕业实习等内容,其中,生产实习和毕业实习的时间稍长些;毕业设计是IE实践教学体系的最后一个环节,是在所有专业课程完成后,采取学生自选课题、教师推荐课题及学生到企业生产第一线做课题三种形式,通过课题的开展达到全面培养学生综合运用所学的基础理论和专业知识的能力,进一步提高学生独立分析问题和解决问题的能力。
2.目前工业工程专业实践教学环节存在的问题
目前,国内高校IE专业实践教学的各个环节都服务于相应的课程或课程群,且各环节在内容、形式、要求、时间安排等方面的设计上是独立于其他环节而存在的,加上其他一些外部因素,没有达到实践教学原定目标。总体来看,目前IE实践教学存在的问题主要有:经费投入不足;各环节缺乏有机联系;实习环节的失控现象较为突出;缺乏综合实践教学环节;实践中学生的领导能力培养不足。
二、全过程式实践教学模式
1.全过程式实践教学模式的基本内涵
全过程式实践教学模式是指用系统工程的方法将各个环节贯穿于学生入学到毕业的整个过程,包括学生在校学习和寒暑假在内的整个四年时间,并把教学中各实践教学环节联系在一起,通过梯级反馈系统实现管理中各个环节的衔接与控制,明确各阶段的职责与相互间的制约关系。
2.全过程式实践教学模式的流程
全过程式实践教学模式大致可以分为三个阶段九大环节,具体如图1所示。
三、河南工程学院工业工程专业全过程式实践教学实践
根据全过程式实践教学流程设计,我院工业工程专业实践教学分为三个大的阶段,每个阶段都有其教学目标、实践环节与相应负责人,各个阶段间又有相应衔接环节。
1.初步认识阶段
初步认识阶段的教学目标是让学生对工业工程专业进行初步了解,为以后专业课学习打下基础。我院工业工程专业该阶段主要由专业教育、专业认识实习、学术讲座三个环节组成。专业教育一般在军训结束后,基础课程学习之前由专业任课教师从专业教学目标、课程设置、就业方向、发展前景及考研参考几个方面向学生逐一讲解,使学生对专业有一个基本认识。专业认识实习是在大二第一学期开学后的前两周进行,该环节主要由三部分组成:一是大一寒、暑假的顶岗实习(或调研),该部分是分散的,放假前指导教师将任务布置给学生,由学生通过实习或调研对企业生产流程有一个初步了解。二是组织学生统一到企业参观,学校负责联系相关企业,并由指导教师带队到企业实地参观生产流程,引导学生发现生产现场存在的问题,并让学生提出相应的改进意见。三是集中汇报。主要由学生逐一汇报顶岗实习和进企业参观后的感受和认识,指导教师在汇报过程中引导学生树立正确的专业认识。在专业教育和认识实习中间穿插有学术讲座,主要请企业IE部门主管及专业骨干教师讲解工业工程在企业的实际应用及发展前沿。通过这一阶段的实习,可以使学生对生产过程有大致了解,对专业学习产生深厚的兴趣。
2.打牢基础阶段
打牢基础阶段的教学目标是通过学习专业课程,掌握基本技能。我院该阶段主要由课内实验、课程设计、综合仿真等环节组成,且与上阶段的衔接是寒暑假的顶岗实习和学术讲座。该阶段的主要负责人是实验室指导教师及各课程任课教师。我院IE专业目前开设的课内实验主要有:基础工业工程的人机作业分析、联合作业分析、双手操作分析、生产运营管理的生产线平衡实验、人因工程的人类工效学等实验。通过课内实验,为以后其他专业课的学习奠定实践基础。课程设计的目的是通过设计,培养学生综合运用 IE 知识解决问题的能力和素养,是学生在掌握了专业课程的基本理论、基础知识的前提下进行的,目前,我院 IE 专业课程设计主要有管理信息系统课程设计、基础工业工程课程设计、物流工程课程设计、生产与运作管理课程设计等,课程设计通常由指导教师指定课题,采用集中实习的方式。综合仿真是学完所有专业课后的综合实践环节,主要是采集、分析并优化企业中人、财、物、设备、方法、信息等资源的运行状况,对企业进行整体分解、实现优化组合,并对整个系统进行模拟。目前我院管理工程学院已建成了人因工程实验室、IE体验式教学平台及综合仿真实验室,可以为该阶段的所有实验及设计提供保障。
3.应用实际阶段
应用实际阶段是综合性最强的一个阶段,其教学目标是将所学知识运用到生产现场,达到学以致用的目的。主要包括生产实习、毕业实习和毕业设计三个环节,企业导师、论文指导教师是该阶段的负责人。我院IE生产实习的时间安排非常灵活,从大二开始的寒暑假顶岗实习到大四开始的集中实习,采取教师联系为主、学生联系为辅的方式,安排学生到企业生产一线学习,进而深入了解制造企业实际情况,并应用所学的 IE 理论与方法,对企业生产运作系统中各环节可能存在的问题进行分析,并力所能及地提出一些符合实际的解决方案。毕业实习与毕业设计是同时完成的,被安排在第8学期,由指导教师给出选题,学生结合实习企业的实际情况及自己的能力,确定具体的毕业设计题目。
以上三个阶段并不是孤立存在的,各阶段都要通过顶岗实习衔接起来,在所有阶段结束后,我院还建立了实践教学数据库,即反馈信息数据,包括毕业生信息反馈、用人单位信息反馈、家长期望信息反馈及在整个实践教学过程中指导教师的信息反馈,将所有信息反馈到相应阶段,并由相应阶段的负责人适时调整实践教学计划、实践教学大纲。
四、结论
通过近几年的实践,在实践中发现问题,再带着问题去学习,将实践教学贯穿到大学四年的全部过程,并将事后信息反馈回来,发现学生学习的主观性和能动性大大提高,理论课程的教学效果也大大提高。但由于我院IE专业师资力量较薄弱,很多实践环节没能实现教师统一带队、集中实践,其效果要比集中实践稍差些。
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我国实施“以信息化带动工业化”发展战略以来,企业信息化伴随着经济建设得到了快速发展。信息技术的发展,为企业提供了极大的挖掘潜力的的可能和发展空间,越来越多的企业开始将信息化作为重要的竞争手段。信息化手段的应用将为企业组织整体的改造及升级提供新型的技术平台,企业信息化已经成为企业实现战略目标、创造竞争优势的重要手段。然而我国企业信息化建设总体水平比较低,综合优势发挥不出来,企业在信息化的过程中往往陷入进退维谷的境地,呈现出“信息孤岛”、资源不能共享等局面,作为企业信息化主体的ERP(企业资源计划)实施成功率比较低,对提高企业管理水平的效果并不显着,BPR(业务流程再造)、CRM(客户关系管理)等技术应用也存在高失败率的现象。由此可见国内的信息化建设中存在的问题还很严重。究其原因是基础管理薄弱、管理体系不规范、作业流程不标准等初始数据缺失或和零散分布,更深层次的原因是企业没有系统的应用工业工程的原理和方法。
二、工业工程与企业信息化建设的关系
工业工程是企业信息化的微观基础及其核心思想。工业工程(IndustrialEngineering,简称IE)是对由人员、物料、设备、能源和信息所组成的集成系统进行设计、改善和设置的一门学科。它综合运用数学、物理和社会科学方面的专门知识与技术,并且使用工程分析的原理和方法,对该系统取得的成果予以确定、预测和评价。工业工程的内涵在于有判断地综合利用人类在社会发展和科技实践中获得的社会科学和自然科学知识,对企业或组织中的人、物料、设备、信息、能源等要素进行集成规划、设计、改善、控制和创新,提出一个能经济地利用劳动力、资本和知识资源的最优化配置方案,以期实现预期的“TQCS”(交货期、质量、成本和服务)目标的工程学科。工业工程技术对制定作业标准、规范管理流程等过程的工程再造是经典IE的方法,而这些技术正是企业信息化的管理基础。企业信息化是充分发挥工业工程作为微观层面的管理技术的作用,是企业信息资源管理的基础。企业管理信息系统(MIS)是一个基于管理流程设计并服务于管理的信息系统,是指通过引进现代管理原理和系统化的开发方法,对信息进行收集、组织加工、存储检索,并利用信息进行预测、控制,辅助企业管理决策的系统,而标准管理流程的设计正是应用工业工程的结果。通过建立起科学、高效的管理信息系统,提高数据处理的及时性、准确性,节约人力、提高效率,对整个组织的管理决策过程提供预测、计划、控制等方面的综合信息支持。实现数据资源的共享,达到企业信息功能的集成,实现企业信息系统各要素的优化组合,使信息系统各要素之间形成强大的协同作用,从而最大限度地放大企业信息的功能,有效提升企业的整体实力。改善和创新是工业工程的灵魂。在全球信息技术与经济管理的迅猛发展过程中,工业工程得到长足的发展。丰田公司创立的精益生产模式(LP)和准时生产制(JIT)模式,夯实了丰田公司的基础管理,为公司实施数字化管理奠定了基础。随着企业自动化和信息化的发展,以及企业之间合作制造趋势日益明显,横向一体化正在加强,产生了供应链管理(SCM)这一新的运作与经营模式,供应链管理的出现促进了制造资源计划(MRPII)、企业资源计划(ERP)的发展。信息技术与管理的融合是先进制造技术(ATM)的一个重大突破,是人类认识世界、改造世界的一大进步。再到后来的敏捷制造(AM)、企业流程再造(BPR)、计算机集成制造(CIM)、智能制造(IM)、并行工程(CE)等均是工业工程在新的全球技术经济背景下的发展。现代工业工程的突破带动了企业信息化的快速发展。
三、工业工程在企业信息化建设中的作用
工业工程有经典与现代之分,经典工业工程研以提高现场作业效率为主要目的,研究什么是正确的工作方法以及如何有效地工作,也就是企业内的基础管理及其标准,例如作业方法、场地布置、生产线设计、能力平衡、标准工时、人机关系、物流系统规划等,所以早期工业工程被誉为“效率工程”。现代工业工程是基于系统分析、计算机技术和运筹学,用于解决大系统最优化与宏观资源配置,与信息技术密切相关。当前大力宣传的BPR、MRPII、ERP、CIMS、SCM、JIT等概念都属于现代工业工程的范畴。IE在发达国家的应用已有近百年的历史,被认为是现代工业化的重要基础。目前,我国工业化和企业管理水平方面与发达国家相比,仍存在巨大的差距,主要表现为许多工业化所必需的基础工作缺乏或不到位,如对基础IE的研究和应用、企业在工作方法和程序的标准化、基础数据的准确性和及时性、组织机构和作业流程的规范化等方面,难以给现代IE实施提供适合的运行环境和有效地支持。而我国现阶段还没有完成工业化进程即进入了几乎与发达国家同步的信息化阶段,造成了ERP在中国“水土不服”的现象。所以工业工程在信息化建设中的作用绝不可以忽视。
1.企业信息化过程中离不开工业工程的有效支持。企业信息化对基础数据的准确度要求很高,所依赖的基础数据,如节拍、工艺路线、工时定额、各种物料的期量标准、物料表(BOM)的编码规则、代用件的代用规则等等都需要IE的支撑;像标准工时这种数据,如果没有经过动作分析和作业研究很难保证其准确性。很多实施企业的基础数据都是估计值,进而影响到生产周期、产品成本、生产计划的准确性。企业信息化还包括CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM等软件的应用,这些软件的有效使用都是以基础数据的准确为前提。
2.对信息化建设项目、信息系统进行总体规划和设计是工业工程的基本功能。进行信息化建设要求从系统的整体规划设计出发,即在理解、理清企业发展远景和信息化应用的总体方向的基础上,客观分析企业的现状和需求,分析当前和未来之间的差距,然后制定信息化建设的策略,明确原则和路线,确定各个信息化建设项目之间的先后顺序和依赖关系,并落实每一个信息化建设项目的里程碑。如果缺乏信息化总体规划,很容易导致系统繁多、信息孤岛、维护费用高、收益低、风险高等问题。
3.MRPII/ERP是制造企业以对其资源的计划与控制为核心的信息管理系统。其中的主生产计划MPS,是确定每一个具体的产品在某一具体时间段的生产计划,根据MPS确定的物料需求计划MRP,继而产生全部制造件、采购件的生产作业计划和物料采购计划。所以,生产计划是企业各种资源调配、平衡的中心,也是ERP系统与实际生产经营保持一致的关键。各种计划与控制的方法,如销售预测(计划)、生产及物料需求计划与控制、库存策略与控制等又是工业工程的经典内容之一。
4.企业要成功实施ERP必须先实施BPR,BPR是ERP的前提和基础。BPR关注整个流程的优化、整个流程的效率。它强调利用先进的信息技术和运用工业工程的理念与方法对企业现有的业务流程进行根本的再思考和彻底的再设计,实现管理组织结构扁平化,最终实现企业经营在成本、质量、服务和速度等方面“戏剧性”的改善。工业工程的分析评价技术如程序分析、作业分析、“5W1H”技术和“ECRS”四大原则是其进行流程优化的主要工具。
(一)工业工程创新型人才的内涵
在新形势下,建设创新型国家,促进经济发展模式的转型,实现节能减排目标以及经济与社会的可持续发展,越来越需要培养更多的具有创新意识、掌握创新方法的工业工程人才。为了更好地培养出工业工程专业创新型人才,需要了解这类人才应该具备的基本素质,制定一套完整的工业工程人才培养评价体系,为教育教学改革提供参照目标。美国在2004年发表的《2020工程师:新世纪工程愿景》,详细列出了未来工程师必须具备的各项能力,主要包括:较强的分析能力、实践能力、创造力、沟通能力、商务与管理能力、领导力、高道德标准和专业精神、灵活性、适应性、充沛的精力与终身学习能力[1]。从工业工程人才培养的宏观角度来看,工业工程人才应是掌握多学科知识和综合性技能,富有开拓精神和创新能力的复合型、应用型人才[2]。因此,要全面评价一个人的综合素质,不仅要评价属于知识记忆性和技能技巧性的内容,还应包括一定比例的没有现成标准参考、可让学生充分发挥想象、表现学生自己创造能力的内容。工业工程人才需要具备的严谨、求实等素质,学习态度、学术道德、平时表现、课程设计、创造性学习都应在评价指标中占一定的比例,并对这些指标进行合理配比,以激发学生的创新思路,培养学生求异思维、逆向思维等创新思维能力[3]。
(二)工业工程人才评价指标体系的设计框架
借助于定性与定量相结合的方法,通过一系列相对客观的评价指标对一个人的才能多面性和可持续发展的潜在素质进行评估。选择的评价指标兼顾学生的业务能力和非业务素质,将课内表现(第一课堂)与课外表现(第二课堂)相结合,全面衡量一个人的综合素质,为工业工程创新型人才的培养提供参考标准。工业工程人才培养评价体系主要是基于层次分析法的基本思想,设计三个层次指标。其中,一级目标层是一个综合的评价指标集,是对评价指标的宏观分类。一级目标层划分为4个维度,分别是思想、学术与文体素养,科技创新能力,学习、分析与实践能力,沟通与协调能力,从这4个维度对学生进行宏观评价。二级目标层是对一级目标层的细分和具体化。一级目标层分解为更加细致的9个维度,构成评价体系的二级目标层。二级目标层是通过对学生能力和素养的客观描述,说明社会和学校对工业工程人才培养的要求。三级指标层是在二级目标层的基础上,结合育人目标对评价指标进一步细化。根据学生在第一课堂和第二课堂中的各项活动来评价学生的综合素质,共分为22个维度。为了获得更加准确、全面的评价指标,通过专家法对初步确立的评价指标体系进行调整和完善。选择的专家是具有从事人才培养工作经历和实践经验的班(年级)主任及辅导员,或在人才培养方面进行过深入研究的教师。在获得专家许可之后,将访谈内容提前告知专家,使其有足够的时间对访谈内容进行思考,然后采用一对一访谈的方式征询他们对评价指标的意见。在正式访谈时,主要围绕评价指标是否完整、是否需要进行整合或筛选以及指标是否具有足够的客观性来征求专家的修改意见。根据专家的修改意见对评价指标体系进行修改和完善,并将修改结果反馈给专家,进行第二轮讨论。经过四轮讨论之后,得到完整的、具有层次结构的评价指标体系,如表1所示。
二、人才培养评价指标相对权重的确定
在确定具有层次结构的人才培养评价体系之后,采取对比分析的方法,对评价指标的相对重要性进行研究。首先,设计分析评价指标相对重要性的调查问卷,在清华大学选择工业工程系和偏重于学术研究的某个工科系(记为MSE)进行调研,收集相关专家关于评价指标之间的相对重要性数据;然后,对调查数据进行分类整理,分析两个系在人才培养方面的相似性与差异性。
(一)评价指标的相对重要性与调查问卷设计
在评价指标体系基础上,针对工业工程系以及参照系(MSE系)的情况,对评价指标间的相对重要性进行量化分析。评价指标间重要性主要通过调查问卷来获得。相对重要性的评语集包括9个重要性等级,分别为非常不重要、很不重要、不重要、较不重要、同等重要、较重要、重要、很重要、非常重要,分别对应着1~9中的一个数字。在调查问卷设计中,要求调查对象对不同层级指标给出相对重要性的值。根据调查问卷的数据,可以得到相对重要性的判断矩阵。调查问卷在正式发放给专家之前,首先需要进行预调研。在本研究中,预调研的调研对象选择为有过调查问卷制作经验,并学习过调查问卷设计相关理论知识的工业工程专业学生。预调研采取的是当面调研的方法,调研对象在填写问卷的同时,研究人员向调研对象提出关于问卷设计的问题,并将调研对象的反馈记录在表格中。
根据预调研中获得的问题反馈信息,对调查问卷的填写说明、问卷的表格设计以及问卷的整体结构进行调整,确定调查问卷设计的最终方案,并开展正式的调研工作。为了多视角考察各项评价指标的相对重要性,正式调研主要选择了三类调研对象:各班(年级)主任与学生工作组组长(下称教师)、学生辅导员、各班级现任班长和支书。这三类群体平时与学生接触较多,对学生工作和学生的成长需求比较熟悉,不仅了解学校层面的人才培养目标和社会需求,而且了解学生层面的具体工作,因此这三类人员具有一定的代表性。为了比较工科系之间在评价指标相对重要性方面的差异性和相似性,分别在清华大学的MSE系和工业工程系(下面分别称为A系、B系)进行调研。根据实际情况,问卷的发放采用纸板直接调查与电子邮件发放两种途径。共发放调查问卷65份,回收有效问卷63份。
(二)相对重要性数据的判断矩阵一致性
在处理数据之前,需要对判断矩阵的一致性进行检验。在一致性检验中,多数判断矩阵的一致性良好,随机一致性比例(CR)值小于0.1,但是也有部分判断矩阵不满足一致性,需要对这些判断矩阵进行一致性修正,使其满足判断矩阵一致性要求[4][5]。在实际操作中,使用Matlab程序可以求解矩阵对应的优化问题,获得一致性修正后的判断矩阵。此外,通过Matlab程序可以进一步求得各个判断矩阵对应的权重向量,即指标间的相对重要性。
(三)相对重要性数据的处理及对比分析
对A、B两系在一级目标层上评价指标的相对重要性数据进行分析。本文使用箱线图描述A、B两系的权重数据,并通过双样本的T检验以及单因子的方差分析法对数据进行对比分析。首先,通过箱线图描述两系给出的相对重要性数据。箱线图不仅可以发现不同集合数据的差异性,同时可以发现数据中的异常点。在排除异常点后,可以得到A系与B系教师、辅导员、班长支书以及系内综合相对重要性的对比箱线图,如图1所示。
在箱线图上,A系与B系大部分数据在均值及分散程度上表现出了差异性,少部分数据的相似性非常明显。为了从统计意义上确定A、B两系数据的差异性,本研究对A、B两系的数据进行了双样本的T检验。在双样本T检验中,原假设设定为:A、B两系获得的相对重要性数据均值相等,备择假设设定为:两系获得的相对重要性数据均值不相等,T检验的结果如表2所示。由T检验的结果可以看到,A、B两系教师在四个一级指标上都未表现出显著的差异性,说明在教师层面上,A、B两系在人才评价方面具有很高的一致性。在辅导员层面上,A、B两系在“科技创新能力”这一指标的判断方面存在显著的差异性,在其他三个一级目标上未表现出明显的差异性。在班长及支书层面上,A、B两系在“沟通与协调能力”上具有显著的差异性,在其他三个一级目标上未表现出明显的差异性。而综合三个层面发现,A、B两系在“思想、学术与文体素养”与“科技创新能力”表现出了明显的差异性,而在其他两个一级目标上的差异并不明显。在同一个系内部,对教师、辅导员、班长支书给出的相对重要性数据进行了对比。从图2的箱线图上可以看到,无论A系还是B系,在相对重要性的均值和分散程度上都表现出了不同程度的相似性。同时,本研究通过单因子方差分析来确定同一个系内部差异性的显著程度。在方差分析中,影响因子为调查对象的身份,该因子有三个水平,分别为教师、辅导员、班长支书,方差分析结果见表3。
从表3中的统计数据可以发现,在A系中,教师、辅导员、班长支书给出的一级目标层的相对重要性具有一定的相似性,彼此间的差异性并不显著。在B系中,除了在“科技创新能力”方面表现出明显的差异性之外,其他三个指标的相对重要性差异都不显著。所以,从这一部分的结果中可以看到,A、B两系内部教师、辅导员、班长支书三个群体的观点基本一致,在人才培养方向上具有一定的共识。总之,从A、B两系的对比分析中可以看出,两系在“思想、学术与文体素养”与“科技创新能力”重要性认知方面存在差异,而在其他两个一级目标上的差异不明显。这反映出两个系在人才培养导向方面还是存在一定的差异,但“学习、分析与实践能力”和“沟通与协调能力”评价指标权重的相似性也反映出,在学生的基本能力培养方面,不同的工科专业之间具有共识。
三、可测指标层、人才矢量与创新型人才面的设定
人才评价指标体系由三个层次构成,虽然三个层次逐层细化,但三级指标仍然难以直接测量。在人才评价体系的实际操作过程中,对于每一个三级指标,需要找到若干个可测量指标对其进行评估,这些可测量指标构成了人才培养评价体系的可测量指标层。可测量指标层为人才评价体系收集评估对象的可测量数据,可测数据经过后期处理,转化成反映第三级评价指标的定量化数据。可测数据的处理方法包括定性数据向定量数据的转换、定量数据的无量纲化等。总之,以人才培养评价体系中第三级指标层的22个效用值作为分量,可以构成22维空间中一个点,对于每一位评估对象,在理论上都可以通过可测量指标层及其变换函数,获得其三级指标层各项指标的评估(效用)值,形成一个该评估对象的评价向量,可称之为一个22维人才矢量。所有可能的22维人才矢量在22维空间中形成一个单位超方体,超方体上效用值为1的面表示其对应的评估对象在相应指标方面存在特长,因此,将超方体上某个效用值为1的面称为创新型人才面。根据创新型人才面的含义,本文把人才矢量能够达到或者接近创新型人才面的评估对象视为需要重点培养的拔尖创新型人才。当然,关于创新人才的含义,也可以借助于若干个创新型人才面来界定,这与不同高校或者不同专业人才的评价机制有紧密的关系。不同专业以及不同高校的办学特点,可以通过所培养学生的人才矢量分布,以及与创新型人才面的关系加以定量化界定。
随着国内设立工业工程(IndustrialEngineering,IE)专业的高校数量日益增长,对于IE专业实验室的建设受到越来越多的重视。根据IE学科特点,国内较早设立IE专业的学校在进行专业实验室的规划与建设时,一般设置了基础IE实验室和现代IE实验室两个模块[1-3]。
基础IE实验,或称经典IE实验主要研究劳动者同劳动对象和周围环境之间的内在联系,以及人的心理、体力、能力与岗位作业要求、作业环境、疲劳状态之间的关系;以及以生产系统的微观基础———作业或操作为研究对象,对工作过程中的程序、操作、动作进行诊断分析。通过实验让学生对工业工程产生直观、综合性的认识,启发学生探索适宜的操作环境和高效的操作方法,掌握工作研究这一专门的IE诊断技术和有效的人因测试分析方法[2]。可开设的实验非常多,基本涵盖工业工程基础、人因工程学和工程心理学(研究生课程)三门课程,大部分为一般性的验证性实验,涉及程序分析、操作分析等内容的实验有些是建立在录像分析的基础上进行的。
现代IE实验,主要是利用现代高科技手段与计算机,采集、分析并优化产供销一体化企业中人、财、物、设备、方法、信息等资源的运行状况,充分挖掘企业人财物的利用潜力,进行整体分解并实现系统优化。主要建设内容体现在(各高校在名称上有所不同,但主要实验类型基本一致):
(1)先进制造及数字化企业实验室[2]。与制造、生产系统有关课程。如清华大学的微型CIMS、自建的“微型工厂”[3]和购置商品化“微型工厂”再开发[4],目的是营造一个类似真实的生产环境,来从事CAD/CAM技术、CNC技术、NC编程、物流系统控制、FMS技术、CIMS技术、设施规划及物料搬运和运作研究、作业研究、系统工程与分析和工效学等等实验与研究。
(2)企业资源规划实验室。生产计划与控制,管理信息系统,现代质量管理等课程。主要通过软件模拟企业生产、销售、供应链中所涉及的一切活动,实时跟踪控制和管理所涉及的信息流、资金流和物流运行状况;如上海交通大学的基于WWW的ERP系统WelcomeSoft,用友企业资源计划ERP系统(很多高校均有使用)[1]。
(3)系统仿真与设施规划实验室。设施规划与物流分析,运筹学,系统仿真和试验设计等课程,如在线仿真系统[6]、柔性制造系统仿真平台[7]。
(4)物流工程实验室。与物流、供应链相关课程,如混流装配实验软件平台[5]。相对于基础IE实验而言,现代IE实验更注重在设计性、综合性实验,以及少部分的研究创新型实验,以培养学生的科学实验能力和创新能力[8]。
1工业工程研究型实验的开发基础
现代IE实验完全体现了工业工程专业突出的设计性、综合性要求,但是在创新性和研究型实验方面表现一般,本人认为原因在于:不管实验室的硬件营建起点多高,由于IE与生产实际的关联度高过很多其他专业,不可能将IE面临的各种系统及其运行状态在实验室展示出来,因而必须有其他方法和技术来补充IE实验室的内涵,例如信息技术、虚拟现实技术等等,而所有这一切必须建立在IE的基石———工业工程基础上。
1.1基于生产实习的实验开发
1998年,经广东省教育厅批准,我校工业工程专业于1999年招收本科生。IE实验室经过10多年的建设,已经建成了工作设计与时间研究实验室和人因工程实验室(经典IE)和企业资源规划实验室和系统仿真与设施规划实验室(现代IE实验室),为IE专业本科生和研究生教学实验服务。实际教学中注重专业特色,率先在国内实施生产实习到珠三角的台资、港资及外资开展IE比较早和比较成功的企业进行生产实习和毕业设计[9-10],在企业中担当实习IE工程师的角色。生产实习的时间安排非常灵活,从大二结束的暑假、大三的寒假到大三的暑假,以老师联系为主学生联系实习单位为辅,企业将实习学生完全看成是自己的员工,工资福利与实习生一致。而学生则必须帮助企业解决生产实际问题,一般以小组形式成立各种IE专案改善小组,实习结束面向企业高中层进行成果汇报,并由企业给出实习成绩及评定。实习优秀和改善效果显著的,有些可以获得企业提供的奖励,同时也可以为毕业就业奠定基础。
我校是较早在IE专业开设“试验设计(DesignofExperiment,DOE)”课程教学的学校之一,上机实验基本上是使用Minitab软件进行相关的数据分析处理,这些数据大部分是从其他教材中摘取的,与生产实际的关联不大,学生认为该课程非常有用,但是不知道应该如何与生产实际过程相关联,从而定量分析解决生产实际问题。从2004年起开始,我们尝试要求学生完成正常实习要求及企业IE专案外,增加用DOE方法定量解决一个具体问题,要求从发现问题入手,进行DOE指标确定、因子确定、数据采集、方法分析、因子设计等工作,并写出报告,而非一般实验室报告。将实验内容中与生产实际关联密切的部分移出到工厂企业进行真正的DOE的尝试是成功的,启发了我们在后续的广东省质量工程项目建设和广东省特色专业的建设中,重新审视IE专业教学体系构成,在2011版的工业工程“3+1”教学大纲中已经完全体现了这种方法。由此,我校工业工程专业实验室体系构成为“基础IE实验+现代IE实验+实习基地生产实验”的模式。
1.2研究型实验的开发
校外实习穿插生产实验可能会碰到的一个最大问题是有些实习工厂难于提供合适的工作环境与条件,因此这类实验必须是多向可选型,即教师必须从众多的课程教学与实验教学中提取相关的适宜在工厂企业进行的实验项目供学生选择,同时也供实习单位选择。同样地,有些实习单位也提供了一些与企业自身产品相关的实验项目,这样一来就可以保证学生在1~3次实习过程中完成至少一项综合性的实验过程。以往的实习过程中,有些同学3个假期均在工厂实习,完成了几项IE专案改善的同时,也进行了几次综合性、设计性实验。这些同学在三年级下学期、四年级上学期的“设施规划与物流分析”及“生产计划与控制”等专业课程学习时给我们提出了一个问题:在已经完成基础IE等实验情况下,能否进行一些研究型的实验?
以“生产计划与控制”的“生产作业计划”教学为例,涵盖的内容有主要讲解作业排序及排队论的基础知识,流水车间作业排序主要介绍几个经典的启发式求解排序的方法,对于作业车间排序问题则只讲解能动计划的生成。相应地,对于该章节教学是不安排实验教学环节的。研究生的教学中则增加优化算法求解排序问题的相关内容,并且很多研究生的毕业论文多少与生产系统的优化相关。例如有IE专业本科生毕业后到纺织印染企业从事生产调度与排产工作,凸显了实际生产系统对于系统优化知识的需求。因此在工业工程本科教学中,除了通过教学与实验实践使学生具有运用工业工程理论与方法、面向实际生产/服务系统进行开发、改进、管理的基本能力外,有条件的情况下,可以培养学生对系统进行优化的能力和进行研究的能力。
研究型实验教学注重实验教学中的研究性,故又称研究性实验教学,研究性表现在实验的内容、方法、技术和过程上面[12]。浙江大学国家力学实验教学示范中心采用了“自助式实验教学模式”[11],特别强调学生的自主性,即以科研模式进行实验,鼓励学生自立课题,并依托实验室资源由学生自己设计实验装置并自主指导工人制作,自己构思实验方案、独立完成实验并提交实验报告,学校则必须为学生提供放式(宽口径)研究型实验教学平台[13-14]。
鉴于IE专业的特点,研究型实验的开发应该是在已有硬件设施的前提下,充分运用信息技术、系统仿真技术、虚拟现实技术等等,面向生产/服务系统的优化而进行的。应该即能为本科高年级提供研究型实验,也能为研究生提供相关实验,同时为教学科研服务。
2工业工程研究型仿真实验系统的开发
2008年,我校正式成为Siemens数字化工厂软件的客户,主要是工厂设计和优化相关的软件系统,包括ProcessDesigner/ProcessSimulate/PlantSimulation/FactoryCAD。其中PlantSimulation主要面向本科研究生教学和相关科研项目,其他模块则主要为科研项目服务。作为拟成立的“西门子广东工业大学生产系统仿真实验室”的一个主要内容,面向工业工程领域的经典问题的优化仿真模型的建立其实从2005年就开始了。从研究型实验教学的需求出发,我们从运筹学、试验设计、设施规划与物流分析、生产计划与控制等几门课程中提取了一些经典IE优化问题,并结合系统仿真课程,于2006年的教学改革中将这5门课程的实验单独成2门独立的实验课程,实现了实验的课程化建设。2010年广东省质量工程项目建设、特色专业建设和校质量工程项目中,又提出了工业工程研究型仿真实验系统的建设。我们的初衷非常朴实:与其让部分学生大量课外时间花在网络及网络游戏上,不如让他们参与到一些同样是在电脑上完成的有意思的研究型仿真建模上面来。经过近1年的努力,已经初步建设完成。
2.1工业工程研究型仿真实验系统基本框架
本仿真试验系统涵盖5门IE专业主干课程:运筹学、试验设计、设施规划与物流分析、生产计划与控制和系统仿真,基本构成框架如下(部分仿真模型界面见图1)。
(1)运用DOE技术和仿真技术研究变动性对生产系统产出效率的影响的相关优化实验;
(2)一般装配及混流装配系统中的物流配送系统的设计,装载小车的优化及线边暂存区在JIT生产方式下的最佳容量大小设置;
(3)设施规划中的布置设计优化,包括工艺原则布置设计和产品原则布置设计的优化;
(4)流水生产排产问题的优化求解;
(5)作业车间排产问题的优化求解。
对于研究型仿真试验系统,在设计时应遵循的一些基本原则有:
(1)系统为工业工程的每类经典问题提供一个基本框架,由研究实验者自己动手构建模型中的物流对象、信息流对象、用户接口对象等等;
(2)系统提供一些优化算法,由研究实验者根据问题的特征进行选取。同时提供这些优化算法的说明,研究实验者自己编写相应的程序;
(3)系统应具有良好的用户界面,模型简单易懂,便于研究实验者进行多方面的扩充开发;
(4)仿真系统内的模型应该是可重用的,如标准HFS模型应该是对标准FSP模型重用,变异性HFS模型则是标准HFS模型的重用等等;
(5)系统的发展应该朝网络化、实时化方向开发,以便实现“何时何地”均能进行,甚至学生在宿舍、在实习单位等等都可以方便登陆系统。
2.2变动性对生产系统产出效率的影响
生产系统的变动包括:加工时间波动、机器故障的波动及故障修复时间的波动、供料的波动、生产切换(换模/换型)及返工(重工)等等,在DOE中属于影响因子,而系统指标为生产系统的产出率,因此本研究型实验就是要求学生通过仿真试验方法,通过方差分析、回归分析、因子设计和正交试验设计等方法,找出变动性对系统产出效率的影响规律来,然后从IE的角度提出提高效率的方法。其中,在加工系统的工站之间设立暂存区是一个不错的选择,而暂存区在系统的什么位置设置比较合适?暂存区的容量设置为多大可以使系统整体最优?等等这些问题预先提出给学生,让学生自己提出仿真模型构建的方案并且自己编程搭建模型,然后再运行优化求解。
2.3混流装配系统物料配送优化
对于面向订单的制造企业,当生产计划与排产已经优化,即假设对于不同类型产品的装配序列已经确定的情况下的物料配送,混流装配线为保证已有装配任务的及时完成,如何在正确的条件下,将正确的物料按正确的数量在正确的时刻从物料中转区正确地运送到混装线的各个备料暂存区。及时制生产方式下,物料配送采用拉动方式,在装配线工站旁边设立有物料暂存区,暂存区的最小最大库存的设置与优化以及物料搬运小车的优化等等是本仿真实验研究的两个主要目标。
2.4布置设计的优化
设施规划中关于布置设计这一节的教学,主要面向本科学生讲述新建法、改建法和图论法,研究生教学中讲述常见的智能优化算法:模拟退火算法和遗传算法。由于实际工作中对于车间级的布置设计与布置改善有较多的需求,这一点在学生的生产实习和毕业设计中已经反映了很多年了,而国内有关“设施规划与物流分析”的教材对于车间级的布置设计基本没有讲述,更没有相应的实验教学内容了。鉴于PlantSimulation提供了很好的遗传算法工具库,对于高年级本科生可以开设一些基本的遗传算法应用研究,用于进行布置设计中等面积设置布置中二次分配问题(Quadraticassignmentproblem,QAP)的优化求解,不等面积的多行布置设计的优化求解。
已知作业单位的物料搬运量及布置工作地之间的位置关系,以此构造工作地之间的距离,要求得到一个最小物流量的优化布置方案,这是本实验的基本要求。变异型的布置设计研究则可以考虑部分设备之间的工艺约束、环境约束等等。不等面积的布置设计问题是指已知作业单位间的物料搬运量,以及各作业单位的面积需求、布置场所的总面积大小,进行多行布置得优化求解。
2.5生产排产问题的优化求解
生产排产优化对于本科生教学只做启发式算法的仿真实验设计,个别学生要求可以进行标准的流水车间调度(Flow-shopSchedulingProblem,FSP)的仿真模型构建及优化求解,而对研究生则要求在标准FSP基础上,对于混合流水车间调度(HybridFlow-shopScheduling,HFS)及并行流水车间调度问题做一定的要求,而对于作业车间调度问题的研究实验仅限于研究生开设。
关键词 工业工程IE;标准时间;标准作业方法
中图分类号F273 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2011)56-0059-02
1 工业工程简介
1.1 工业工程定义与目标
工业工程(IE――Industrial Engineering)是对人员、物料、设备、能源和信息所组成的集成系统进行设计、改善的一门学科。它综合运用数学、物理学和社会科学方面的专门知识和技术以及工程分析和设计的方法,对该系统所取得的成果进行确定、预测和评价。IE形成于19世纪末、20世纪初的美国泰勒等人的科学管理运动,它是一门综合交叉性的边缘学科,是技术与管理相结合的一门工程学,其综旨是提高工作效率,降低成本,提高质量,追求系统的整体优化。它是精益生产系统的基础工程技术,它又是科学、客观、量化的管理技术。
IE的研究目标就是要使生产系统投入要素得到有效利用,降低成本,保证质量和安全,提高生产率,获得最佳效益。具体的讲,就是通过研究、分析和评估,对制造系统的每个组成部分进行设计(包括再设计,即改善),再将各个组成部分恰当地综合起来,设计出系统整体,以实现生产要素合理配置,优化运行,保证低成本、低消耗、安全、优质、准时、高效地完成生产任务。它追求的是系统整体的优化与提高。
1.2 工业工程的特点
IE是实践性很强的应用学科。现代IE有以下几个方面的基本特点:
1)以人为本
生产系统的要素,人、机、料、法、环,人是其中最活跃和最不确定性的因素,所以在进行系统设计、实施、控制和改善的过程中,必须充分考虑人和其他要素之间的关系和相互作用,以人为中心进行设计才能更好的达到目标。
2)核心TQC
T(Time)即提高生产生产效率,Q(Quality)即提高产品质量,C(Cost)即降低成本,此为任何一个生产系统的设计和改善所追求的永恒目标。
3)IE的重点是面向微观管理(注重三化)
三化是指简单化、专业化和标准化,是IE的重要原则。三化对降低成本,提高效率起到重要作用。
4)IE是系统优化技术
IE所强调的优化是系统整体的优化,不单是某个生产要素或某个局部的优化,最终追求的目标是系统整体效益最佳。
1.3 工业工程在制造业的作用
尽管现代IE应用极其广泛,但制造业仍然是最主要和有代表性的一个领域,制造业包括技术和管理两个方面:一是对材料进行加工工艺与设备的研究,这是硬件部分;二对由人、机、料、法、环等组成系统进行控制和管理,这是软件部分。IE正是将两者有机结合起来的原理和技术。所以作业研究的应用可以直接促使生产效率提高,作业研究是以生产系统为研究对象,对产品的设计、加工工艺、选料、设备与工装的运用及人的作业动作加以分析研究,从而制定最佳工作方法,并对此方法设定标准时间,这种方法与时间标准用于编制生产工艺标准、作业标准、生产计划、交货日期、计算产品标准成本和计划定员、考评生产结果、人员绩效考核等。
IE手法是以人的活动为中心,以事实为依据,用科学的分析方法对生产系统进行观察、记录、分析、改善,最后对结果进行标准化的方法。它包括方法研究、作业测定、布局研究、生产线平衡等方法手段。本文下面主要介绍一下作业测定中的标准时间的设定。
2 标准时间
2.1 标准时间的定义
标准时间是在正常的工作条件下,以标准的作业方法及合理的劳动强度和速度符合质量要求的工作所需的作业时间。它具有以下主要因素:
1)正常的工作条件:工装、工具、设备、工作台、工作椅、温度等环境条件都符合作业内容;
2)作业方法:标准作业指导书规定的方法;
3)劳动强度与速度:适合大多数普通作业者的强度与速度,并且不易疲劳;
4)质量标准:符合标准检验指导书要求。
因此标准时间是衡量一切工作的标准,具有相当高的客观性与公平性。
但是标准时间不是一成不变的,如图1所示通过不断的持续改善,标准时间可以不断刷新,从而提高生产效率,降低生产成本。
图1 标准时间的设定
一般情况下标准时间是由“标准主体作业时间”和“标准准备时间”构成的。此两项又分别由净作业时间和宽放时间构成。
2.2 标准时间的设定
从现场观测的时间转成标准时间步骤如下:
1)对观测时间进行评比求得正常作业时间;
2)对正常作业时间进行宽放,求得标准时间。
公式如下:
标准时间=正常作业时间X(1+宽放率)
=观测时间X评比系数X(1+宽放率)
时间评比目的在于把实际作业时间修正到合理的作业速度下的时间,消除因被测量个人的工作态度、熟练度及环境因素对实测时间的影响。
平均化法是一种常用的时间评比方法。平均化法从熟练、努力、作业条件和一致性四个方面评价作业速度。
通过现场的观察,努力度及熟练度对作业时间影响是很大的。特别是当有新产品投产时,员工开始时一般是无法做到标准时间的作业速度的,经过一段时间后,普遍会提高30%~40%左右,此时已达到或超过标准时间的速度了。因此现场评比时如无特殊情况可忽略环境因素及一致性的影响,只评价努力度与熟练度即可。
作业时间中减除净作业时间外,由于“作业者的生理需要”、“作业方法的问题”、“管理需要”等原因,经常会造成作业中断产生作业时间以外的时间,这种不可避免的必要的时间增加,即时间宽放。宽放多以与净时间的比率即宽放率来表述,宽放率要定义的是在一定的作业时间内允许的宽放比例,通常以百分率表示。
时间宽放的内涵与标准:
私事宽放:是指除疲劳以外作业者在生理上的需要,如喝水、上厕所等。
设定此宽放时特别要注意的是要认真听取现场员工的意见,因为强制且主观的判断会造成广大员工的不满与反抗。解决造成疲劳的问题才是关键,确定标准时间只是现场改善的第一步,接下来需群策群力解决问题才是重点。
作业宽放主要是由于材料、零件、工具等生产相关物品造成的非周期性、不规则的准备或是清扫等类似的作业,一般在15分钟内完成。
管理宽放是企业管理制度所规定的管理时间。如交接班、日常工装、设备点检等。
特殊宽放,根据产品的工艺特点或生产计划周期的长短,不同的产品、不同的生产线根据具体情况可以设定特殊宽放,无特别原因不可以乱加特殊宽放。
设定宽放时间方法不只一种,最重要的原则是实事求是,尽量客观公正。
宽放时间=正常时间X(1+宽放率)
标准时间设定是在分析现场观测时间的基础上经过修正得到正常时间,然后考虑宽放因素,加上宽放时间后得到标准时间,其构成如下图:
标准时间构成
因为标准时间最重要的目的是用来评价改善及革新的成绩,如果现有作业方法未经过认真检讨的话,标准化就成了一个错误的方法,充其量是对一个较差的方法进行了标准化,并强制员工执行。因此标准时间设定时的注意事项: