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1、工业工程专业 教学实验与实习,山东大学管理学院 工业工程研究所 所长 张绪柱 副教授 Email: 2006年7月,提 纲,一、工业工程专业实验教学的必要性 二、山东大学工业工程专业实验教学概况 三、IE专业教学实验体系 四、网络实验 五、IE实验管理 六、工业工程专业实验指导书 七、工业工程专业实习指导书,工业工程专业实验教学的必要性,工业工程起源于实验（试验）！ 我们大家都知道，从理论上讲：合理安排工作负荷能够提高工作效率。但是，如何确定合理的工作负荷？ 实验！ 管理科学之父泰勒通过铁锹实验给出了答案。从而催生了我们今天为之奋斗的工业工程专业。,工业工程专业实验教学的必要性,泰勒的铁锹实
2、验： 管理科学之父泰勒在贝特莱汉姆钢铁厂工作的时候，对铁锹作业的工作效率产生了兴趣。当时，该厂有600多名工人用铁锹铲铁矿石和煤。泰勒想：一铁锹的重量为多少时工人感到最省力，并能达到最佳的工作效率呢？他决定通过实验来研究一下这个问题。为此他选出两名工人，通过改变每铁锹所装的重量来仔细观察并记录每天的实际工作量。结果发现： 当每铁锹的重量为38磅时每天的工作量是25吨、34磅时是30吨，于是，他得出作业效率随着每铁锹重量的减轻越来越高的结论。 但是，当每铁锹的重量下降到2122磅以下时，工作效率反而下降。由此，他认为矿石重量较重应使用小锹，而煤较轻应使用大锹，当每铁锹的重量为2122磅时为最合理
3、的负荷。 他合理地安排600名工人的工作量，生产效率大大提高，由每天12.5吨提高到48吨，费用由每吨0.072美元下降到0.033美元，每年节省了8万美元的装运费用。,工业工程专业实验教学的必要性,工业工程专业的学科特点 职能：规划、设计、评价、创新 具有利用自然科学知识和其它技术进行观察、实验、研究、设计的功能和属性 是工程技术与管理密切结合的交叉学科 实践性很强的学科 工业工程专业的培养目标 本专业培养适应社会主义现代化建设需要的、德、智、体等全面发展的具有现代工业工程和系统管理等方面的知识、素质和能力，获得工业工程师基本训练，懂技术、懂经济、懂管理、能应用计算机、会外语的、宽基础、高素
4、质、具有创新精神和实践能力的高级复合型人才。,工业工程专业实验教学的必要性,学生来源 本科生主要来自高中在校生，缺乏企业实践经验以及对工业工程整体体系的感悟和理解 学科建设和评估的需要 教育部：高等学校实验室工作规程（附录二） 管理科学与工程类学科教指委：工业工程专业实验室建设基本要求 （附录三） 基础工业工程 人因工程 生产管理 物流工程 因此，实验教学在工业工程专业教学中起着举足轻重的作用,提 纲,一、工业工程专业实验教学的必要性 二、山东大学工业工程专业实验教学概况 三、IE专业教学实验体系 四、网络实验 五、IE实验管理 六、工业工程专业实验指导书 七、工业工程专业实习指导书,山东大学
5、工业工程专业实验教学概况,山东大学管理学院概况 2个博士点（企业管理、管理科学与工程） 9个硕士点（含3个专业硕士学位点） 13个本科专业 教师：170余人 学生：5000余名（其中本科生约3500名、研究生约1500名）,山东大学工业工程专业实验教学概况,工业工程研究所简介 1982年成立（管理工程教研室管理工程专业） 学位：管理科学与工程专业博士学位、硕士学位，工业工程领域工程硕士学位、工业工程学士学位 94年正式设立工业工程本科专业 专业教师：教授、副教授9名 毕业学生： -本科生近1000名，研究生约50人 在校学生： -本科生约140人，研究生30人,山东大学工业工程专业实验教学概况
6、,本科毕业生去向 研究生 山东大学、西安交大、天津大学、浙江大学、同济大学、北航、重庆大学等 就业单位（排名不分先后）： - 沃尔玛公司 -海尔集团 -海信集团 - LG电子 - 一汽集团 - 华硕电脑公司 - 西南航空公司 - 中国航天科技集团 - 富士康集团 - 浪潮集团 - 中国重汽集团 - 烟台张裕集团 - 日照港集团公司 - 建设银行、大众日报社 等等,山东大学工业工程专业实验教学概况,管理学院实验中心 实验室设置： 5个教学实验室：工业工程与工程管理专业实验室、工商管理基础实验室、管理科学与工程基础实验室、人力资源开发与管理专业实验室、多媒体综合教学实验室 3个创新实验室：管理体验
7、开放创新实验室，决策模拟开放创新实验室，人力资源管理开放创新实验室 4个国内企业资助的共建实验室：赛尔网络实验室，山大浪潮ERPEC实验室、山大浪潮企业信息化工程研究中心、山大用友管理体验实验室， 1个国际合作共建的实验室：山大lanner管理决策模拟实验室 个研究生专用实验室 拥有实验资产720多万元（其中设备总值670万元） 近5年累计投入858.8万元 （含企业合作共建部分） 实验面积840平方米 现已承担13个专业41门课程，261个实验项目的教学任务 年接纳计划内实验学生2600人左右、开放实验室学生约4000人，预约实验学生约200人 年完成实验教学12万人时，开放实验室16万人时
8、,山东大学工业工程专业实验教学概况,管理学院实验中心近五年投入情况 1、学校投入280万，用于实验中心基础建设，购买计算机、机器人等； 2、科技部专项基金70万，建设“微型实习工厂”； 3、教育部高校修缮基金50万，建设“工作能量消耗测试系统”； 4、“985工程”项目30万，建设工商管理虚拟实验平台和人力资源实验环境； 5、山东省教学改革试点专业工商管理专业项目6万，建设远程实验管理系统； 6、企业赞助270万，建设“赛尔网络实验室”、“浪潮ERP EC实验室”、“用友管理体验中心”； 7、学院配套经费90万，用于购买空调、改造实验设备、开发实验项目； 8、每年10万元的实验教学维持费，共5
9、0万，购买消耗材料； 9、实验软件项目建设费（学校资助开发实验项目），12.8万元。 近五年累计投入：858.8万元,山东大学工业工程专业实验教学概况,工业工程实验室 承担校内本科生、研究生的教学实验和工业工程专业全国自学考试（山东考生）的实验教学以及岗位技能培训任务 工业工程实验室创建于1983年（是全国建立最早的IE专业实验室之一） 1988年启动了“面向IE专业大型综合实验的研究”工作 1995年工业工程专业教学实验体系的研究与策划获山东省高等学校实验室管理研究会实验教学与研究论文优秀奖 1996年建立工业工程教学实验体系，在实验开发方面进行了一系列有益的尝试 1999年，作为山东省教育
10、厅的重点实验建设项目，全面实施了工业工程专业大型综合实验体系的建设 基于网络环境下的IE专业实验教学体系的研究与实施获2004年山东大学“实验教学改革及实验技术创新优秀论文” 奖 已有来自北京、上海、天津、浙江、江苏、四川、河南、河北、内蒙古等地的近五十所兄弟院校来参观交流,工业工程实验室 物理环境 实验面积640M2 动手操作实验的实验面积180 M2 设有四个机房，一个按校园网模式设计的网络总控室，一个案例讨论室，一个研究室 主要设备 可介入式现代物流系统（含全自动堆垛机，滚道、滑道、皮带式、链式、板式、辊式、滚珠式输送装置，水平式、三维式、滚珠式出货台，AGV小车、机器人等） 国外进口便
11、携式肺功能测量仪 高档平板机 进口数控加工中心 喷油泵装配流水线 机加工现场数据采集系统 图片编辑系统以及传统的录放像影片分析系统 可立体监控现场工作环境的嵌入式视频信号采集系统 自动灯光调节系统 实验能力 物理环境下的传统工业工程实验 可模拟物流工程中的三方物流 现代制造系统中的协同作业 远程实时工作研究等 网络实验,山东大学工业工程专业实验教学概况,实验室设备布局,管理学院实验中心网络系统,实 验 室 新 貌,工业工程与工程管理专业实验室,管理科学与工程基础实验室,工商管理基础实验室,多媒体综合教学实验室,人力资源开发与管理 专业实验室,总控制室,决策模拟开放 创新实验室,“微型工厂”实验
12、环境,现代与传统制造方式融为一体,提 纲,一、工业工程专业实验教学的必要性 二、山东大学工业工程专业实验教学概况 三、工业工程专业教学实验体系 四、网络实验 五、IE实验管理 六、工业工程专业实验指导书 七、工业工程专业实习指导书,工业工程专业教学实验体系,传统实验教学的弊端 建立IE教学实验体系的基本指导思想 基本方法 实验对象的选择 工业工程专业教学实验体系的基本功能 工业工程专业教学实验体系的基本结构,工业工程专业教学实验体系,传统实验教学的弊端 过去，我国高校传统的教学实验大多是按课程来安排的，每门课单独设立实验项目。 实验项目大多是为了验证某个理论或训练某个知识点或技能点而设计的。
13、由于没有建立统一的专业教学实验体系，即使在一门课内，各实验项目之间也基本是相互独立的，缺乏必要的联系，各门课之间的实验内容就更谈不上相互联系了。 这样，所有实验做下来，同学们头脑中仍然建立不起一个专业的总体的系统概念。,题西林壁,苏轼 横看成岭侧成峰， 远近高低各不同。 不识庐山真面目， 只缘身在此山中。,工业工程专业教学实验体系,建立IE教学实验体系的基本指导思想： 在实现IE基本技能训练的基础上，突出综合性、系统性训练的特点，通过一个共同的实验载体，将各实验项目联系起来，形成一个有机的整体，并实现实验教学与理论教学的有机融合。 基本方法： 选择一个或少数几个较典型的工业产品为主要实验对象，
14、使整个实验体系能够模拟企业的设施规划与布局、物流系统设计、生产计划与控制、质量管理、流程改进、人因工程等包括物流、信息流、资金流和人员流动的全部或大部分IE活动。,工业工程专业教学实验体系,实验对象的选择 选择实验对象需考虑多方面因素 复杂程度： 既要考虑基础工业工程的实验，让学生在进行方法和时间研究的实验时容易掌握其生产和装配流程，所以实验对象不能太复杂； 又要考虑流水线的设计与平衡、物流系统的设计、BOM表的设计、生产计划与控制等，所以实验对象也不能太简单； 实验成本：实验消耗要少 实验对象的寿命：实验对象要比较耐用，能够供学生反复拆装而不损坏。,工业工程专业教学实验体系,经过反复论证和探
15、索，山东大学管理学院在建立工业工程教学实验体系时选择了柴油机喷油泵为主要对象，围绕它开发的实验项目贯穿了该实验体系中基础工业工程系列实验、流水线设计、车间平面布局设计等主要实验项目。 但是，考虑到油泵的构成零件太少，不能完全适应生产计划与控制实验中BOM表的设计、物料需求计划等实验的复杂性要求，同时为了使淘汰下来的微机能够“变废为宝”以节省实验费用，该校又选择了微机作为研究对象，并在保持实验体系整体功能的基础上围绕微机拆装开发了一系列实验。 需要说明的是，只要不影响工业工程教学实验体系的功能，各校可根据自身情况选择合适的研究对象。,工业工程专业教学实验体系的基本功能 验证所学专业理论，训练IE
16、基本技能。 模拟企业生产经营系统的设计与运行，提高学生综合分析与设计的能力。 适用于本科生、研究生和工厂IE人员等不同训练对象和层次的需要。 将案例教学、习题训练、课程设计纳入教学实验体系，实现实验教学与课堂教学的有机融合。 为教师和研究生提供实验、研究平台，并将其研究成果不断更新和丰富教学实验体系的内容。,工业工程教学实验体系,工业工程专业教学实验体系的基本结构,图1-1,工业工程教学实验体系,工业工程专业教学实验体系的基本结构 图1-1 体现了工业工程专业教学实验的总体思想，是一个概念模型。 它涵盖了企业为实现其总体战略所从事的几乎所有工业工程活动，包括设施规划与布局、工程经济评价、工时定额的制定、物流系统设计、生产计划与控制、质量管理、人因工程等，是工业工程专业教学实验体系的一个总的功能流程图。 考虑到各门专业课理论教学的相对独立行和实验项目开发的可操作性，在保持工业工程专业教学实验体系的逻辑性和系统性的基础上，在具体开发实验项目时，我们基本上还是按
