时间:2022-03-12 08:57:18
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一、创新应用能力培养中的问题及培养目标重构
我国工业工程专业的学生就业因为受各高校所处地点、所属行业、生源来源地、就业时各行业经济效益、往届学生就业企业、高校的科研实力等因素的影响,其学生就业的行业有很大的差异。中国矿业大学地处苏北,行业背景为采矿,但学生就业行业非常多样化。一部分学生进入了煤炭企业,一部分学生留在了徐州的工程机械制造企业,一部分学生则进入了长三角和珠三角的制造企业,还有一部分来源于山西、四川、陕西、宁夏、甘肃等省份,毕业之后不想进煤炭企业而又愿意回家乡发展的学生的就业行业则更是多样化。这就对学生培养提出了一个课题:当前各高校教学的总体趋势是专业课程的教学时间逐渐缩短,要在这种情况下让学生对各个就业行业的工程背景都有认识是不可能的。因此,非常有必要对工业工程专业的培养目标进行认真的审视和思考,并提出相应的解决方案。在这种情况下,经过院系领导和全系教师反复的沟通后,最终提出“厚基础、宽口径、个性化”的工业工程专业应用型创新人才培养模式。所谓“厚基础”,就是要求具备较深厚的数学、计算机、英语、力学、机械、电工与电子技术、管理学等方面的知识基础,这是培养应用型创新人才的前提,也是为“宽口径、个性化”的人才培养打好基础。“宽口径”就是要求学生对工业工程专业的主要专业课程不仅要求有较深的理论基础,还要求具有一定的实践经验,这样在未来就业或继续深造时能够有较强的变通能力以适应不同的行业。“个性化”是在前两个基础打好的基础上,在后期的专业课学习和毕业设计阶段,能够根据以后可能的就业方向,结合导师的经验和课题以及可能的就业单位的需求进行个性化的定制式培养。以上三个目标是循序渐进的,前面目标的实现是后面目标实现的必要条件。而宽口径和个性化又是一对对立而又统一的矛盾体,不管是哪一个行业,其基本的工业工程理念和原理是一致的,比如零库存、生产线平衡、精益生产、设施规划与物流分析、质量管理方法等等都是共通的。但是,应用到各个具体行业,又都有各个行业自身的差异和特点。
二、教学模式的探索与实践
基于以上认识,笔者结合自身专业的基础和特色,对上述教学目标的实现途径进行了思考和实践,即为学生建立一个实践和创新能力培养的平台以及在学分制和导师制下的科研与教学的结合。
(一)实践和创新能力培养平台建设。
1.网络化学习平台。
要做到理论与实践的结合,需要在教学过程中主要以案例的形式向学生讲解理论知识。但是案例库的建设决不是一朝一夕的事情,而且为了适应不同的就业行业,需要为学生提供不同行业的案例库。单靠教师的科研经验以及在日常出差、实习过程中收集的资料是很难实现的。笔者的做法是广泛发起“群众运动”,通过建立开放的课程网站的形式来收集相关案例并通过BBS等形式发起网络化学习活动。往届已经工作的学生、亲朋好友等通过网站上传了大量案例并积极通过网络指导在校学生学习。人因工程、系统可靠性、基础工业工程等课程都通过这种方式收到了较好的效果。
2.学科竞赛。
学科竞赛是一个很好的刺激学生锻炼基础课、专业基础课和专业课实践和创新能力的手段,能够很好地调动学生的积极性。本专业的教师积极地鼓励学生参加各种各样的学科竞赛和技能竞赛,比如数学建模、IE亮剑应用案例大赛、“挑战杯”等竞赛,起到了很好的理论联系实际和创新能力培养的实际效果。
3.实践基地建设。
让学生深入到工厂,了解工厂产品生产过程、生产管理、指挥调度及成本效益核算等,尤其是了解自己所学专业在工厂中的地位、作用与要求,不仅有利于实践与创新能力培养,还可以提高学习的自觉性和主动性。但是因为资金、安全等问题,实践基地的建设对大多数高校来说都是一个比较困难的工作,中国矿业大学的工业工程专业也不例外。笔者所在专业采取了多种手段来解决这个问题:一是建立各种来源的平台,通过学校合作董事单位来推动这项工作。中国矿业大学的采矿工程专业在采矿行业具有较好的威望和关系,已与国内几百家厂矿企业建立了合作关系,因此,首先在采矿业建立了一批实践基地。二是通过产学研用的形式来加强学校和企业之间的联系,让这些单位尝到产学研用的甜头,从而愿意接收学生实习。学校也通过各种手段增加了实习经费,延长了实习时间,提高了支付给企业的经费标准,对实践基地建设工作提供了极好的支持。为了实现“个性化”培养的需要,毕业实习采用以学生分散实习为主的实习模式,学生可以去工作单位实习或者分散到导师科研课题的各单位实习。
4.实验平台建设。
工业工程专业的实验具有自身独特的特点,要想在实验室里实际再现各行业的生产是不现实的。但是学校的采矿工程专业具有雄厚的采矿工程实验教学资源,拥有国家级实验教学示范中心的大量硬件系统和数字化矿山虚拟现实实验室的软件系统,因此,我们一方面利用采矿工程专业的实验教学资源,培养具有采矿工程背景的能够适应将来进入煤炭企业的工业工程专业人才。另一方面,大力进行工业工程实验室建设。先后建立了人因工程实验系统、物流实验系统和虚拟现实实验系统等硬件系统。同时采购了大量软件来对各行业的生产系统进行工业工程方面的软件仿真,先后采购了AutoCAD、金蝶ERP、Witness、HumanCAD、DoubleE等软件,从应用的效果来说,还是非常不错的。
(二)学分制和导师制下的科研与教学的结合。
考虑到学生就业行业的多样性,专业的所有教学活动也需要据此进行合理的区分。首先从专业方向上进行大的区分,分设矿业工业工程、制造业工业工程和物流工业工程三个大的方向,并相应设置了专业选修课,学生可以根据自己的实际情况选择相应的方向和对应的选修课,修满最低要求的学分。在这个过程中,学生对选择哪个方向可能感到比较迷茫,导师制刚好能解决这个问题。各个同学可以咨询自己的导师来确定自己的专业方向以及应该选择的课程,体现了学分制和导师制的有机结合。到毕业论文(设计)阶段,学生们可以有更大的自由度来选择实习单位、导师以及毕业论文题目,从而实现“个性化”的培养目标。鼓励学生将自己的就业单位作为自己的实习单位,这样就能够获得充裕的实习时间。可将第7个学期分为两个小学期,学生在后半个学期之前完成所有的课程学习任务之后就可以到实习单位实习,从而有充裕的时间来理论联系实际,发现企业生产中的工业工程问题。实习单位也可以是导师主持的科研课题的实施单位,论文题目也可以是导师科研课题里的子课题,这样就可能实现学生从刚进入大学开始实施导师制的时候就可以跟着导师学习专业的某一方向直至毕业,从而实现在整个大学阶段都有导师进行指引,更好地达到“个性化”的培养目标。这样导师也可以将自己的科研项目同时当成一个教学项目,从而让教学和科研实现完美结合。
三、结语
在就业形势日益紧张的形式下,如何使工业工程专业的培养人才符合市场需求,做到企业有所用,人才有所为是十分重要的课题,本文对工业工程人才实践与创新能力培养模式的构建和实施进行了经验总结,期望能对同行起到一定的参考作用。
作者:任海兵 段天宏 姬长生 单位:中国矿业大学矿业工程学院 中国矿业大学
1新时期食品工业工程建筑的特点
新时期食品工业建筑首先应与城市总体和区域规划相协调,尽可能减少对周边环境的影响。为适应现代工业化生产的要求,新建筑体量越来越大,总图设计要结合场地地形、地质、地貌等特点,因地制宜并尽可能做到紧凑布置,节约用地。建(构)筑物布置要符合防火和卫生规范及各种安全规定和要求,满足生产工艺的要求,保证生产作业线连续、便捷。要使厂内外运输配合协调,避免往返运输与作业线交叉,避免人流、货流交叉。还要考虑合理的功能分区,保证有良好的生产联系、工作环境和职工的休息环境,各种动力设施要尽可能靠近负荷中心,以缩短管线。采用绿色建筑的设计理念,在生产和使用的全过程尽可能多的节约能源、保护环境,创造一个健康、高效的生产环境,满足地上、地下工程管线的敷设,采用合理的绿化布置。
2项目背景
安徽东鹏饮料有限公司———年产55万t东鹏饮料生产基地,由深圳市东鹏饮料实业有限公司投资建设。东鹏饮料成立于1987年,是深圳市最早的国有饮料企业。近年来,东鹏饮料依托先进的工艺技术和优良的产品品质,形成以食品流通领域为突破口的经营管理理念和管理机制,使公司步入健康快速发展的轨道。饮料发展到今天,其品种极其繁杂。而消费者的消费习惯逐渐趋同。人们日益关注健康和环境,不喜欢糖和添加剂含量高的饮品。保健功能饮料越来越受到关注。随着企业的成长,深圳市东鹏饮料实业有限公司在滁州经济技术开发区城北工业园,打造安徽东鹏饮料有限公司———年产55万t东鹏饮料生产基地。项目基地西临杭州路,南接东鹏路,交通便捷,总用地面积约为200666m2。整体呈现东北高西南低的态势,地势最高处约为35m,最低处约为29m,最大高差6m左右,并有少量水塘。
3设计理念与规划布局
设计传承企业文化,打造独具文化特色的厂区。以绿色建筑设计理念应用于厂区建设和生产的各个环节,坚持走可持续发展道路,采用现代工艺技术和现代分析仪器应用于饮料生产的过程中,现代分析仪器对原材料采购、生产过程和产品质量进行全面的质量控制。园区规划以满足生产流线和空间需要为前提,强调生产流线和生产、营销、研发等功能的便利联系。园区的规划结构可概括为“1轴3核5区”,其中“1轴”:指从东鹏路主出入口一直延续到产品检测中心的中轴线。“3核”指分布在厂区的主要景观节点,分别为滨水景观核、办公广场景观核、工业景观核,为员工创造良好的生产、生活环境。“6区”为办公区、生产区、物流区、生活配套区、生产配套区、污水处理区。园区依据地形高差和周边道路高程,因地制宜布置6个分区,使得厂区既满足排水等市政管线要求又节约土方量。作为整体的各个局部业已形成明显的相互关系,建筑秩序才得以产生。办公区:承担园区内行政办公、接待等功能,布局有办公楼和前广场,是园区的标志性景观。整个区域以主办公楼为核心,集中展示了东鹏集团的企业文化。办公楼前广场,着重表现其庄重大气。生产区:主要承担产品的生产功能,以高效紧凑布局模式组织生产车间,集约空间并便于管理。物流区:由于厂区里大型物流车运输频繁,在紧靠南侧市政道路的生产区东西南三个方向均布置物流区域,整个厂区的人流、物流力求互不干扰。生活配套区:主要承担员工食宿和其他生活要求的功能。生产配套区:主要承担污水处理等功能。园区规划3个出入口,沿杭州路设1个出入口,东鹏路设2个出入口,其中一个为物流出入口。根据使用功能,园区内道路分为园区主要道路(12m)、园区次要道路(9~6m)。园区机动车停车场共计7处,办公区规划停车场3处,主要为企业办公人员和游客车辆服务。生产区规划停车场2处,主要停放货运车辆。生活配套区既规划了机动车停车场也有非机动车停车场,主要为员工生活服务。厂区车间单体建筑平面根据生产工艺的特点布置,使各生产模块既相互独立又联系紧密,根据卫生要求分别布置不同级别的生产区域,并有适当分隔,设备用房紧邻使用区域,洁净区域设置更衣和洁净通道与其相连,避免交叉污染。建筑风格方面,注重建筑与整体环境的协调,采用水平条形窗体现稳重大气,局部设幕墙和分离片墙形成入口空间,并与之形成虚实对比。开窗结合平面功能,保证采光通风要求。建筑根据工艺特点采用钢筋混凝土结构与轻钢结构相结合,既满足大跨度空间要求又可分层设置不同功能,使两种结构的特点都得到了充分发挥。当前处在一个迫切需要保持生态环境平衡的时期,轻钢结构体现出轻型、高效、环保、工厂化生产、机械化施工的特点,体现出环保型建筑可持续发展的特点。轻钢结构建筑不仅在大跨度建筑上得到应用,在新时期,轻钢结构体系使得建筑创作与结构的关系更加紧密。设计返回到建筑的本原,从支撑建筑的结构体系上寻找答案,利用当今科技的发展和新材料的涌现,寻求更加合理的结构体系,并由此创造出具有新时期美学价值的建筑形式。生活区由倒班宿舍和食堂组成,沿杭州路布置。利用原有水面形成滨水景观,生活区相对独立,与生产区适当分开,通过一个出入口便捷联系。倒班宿舍平屋面满足可再生能源利用条件,设置太阳能热水系统为职工生活服务,达到节约能源的目的。注重生态的建筑环境不仅是能源,而且是同环境的和谐以及自然的融合。
4结束语
新时期食品工业工程设计适应新技术、新工艺的特点,采用适当的新材料,在绿色建筑设计理念的指导下,满足各种国家的相关规范,在实现功能的同时提供恰当的精神享受,在形态上具备特定的主题,这些就是建筑的价值判断尺度。所有这些都是在管理方、投资方和设计方之间综合协调才能完成。
作者:韩冰 单位:安徽省轻工业设计院有限公司
1工业工程专业的实验课程设置
(1)基础工业工程是工业工程专业的专业基础课,实验目的主要是使学生能够熟练的运用工作研究中的常用技术(如程序分析、操作分析、动作分析、时间研究、MOD法),“5W1H”提问技术和“ECRS”原则来发现问题,进而进行改善。实验项目主要包括流程程序分析、人机操作分析、双手操作分析、时间研究、工作抽样等。
(2)质量管理模块的实验主要是使学生学会质量数据的测定方法,确定抽检方案,对质量控制状态进行正确的分析和评价,培养学生发现质量问题和解决质量问题的能力。实验项目有质量数据测定与处理、质量问题分析等。
(3)人因工程的实验模块是通过让学生操作一些生理、心理以及环境测试仪器,对人体参数、心理认知(深度知觉、空间知觉、注意分配、运动稳定性,动觉方位辨别、动觉技能形成、记忆能力等)、环境特征(温湿度、光环境、噪声)、体力作业能力等进行测量,了解人体、环境特性,为设计和改善人-机-环境系统,打下良好的基础。实验项目有人体测量实验、认知能力测试实验、微气候测定实验、环境照明与生产效率关系测定实验、环境噪声测量实验、劳动强度测定实验等。
(4)物流工程实验模块主要是通过一些物流装备(自动流水线、自动立体仓库、堆垛机、AGV小车、条形码打印设备等)进行物流的出库、入库等,以及运用一些设施规划和仿真软件,使学生对物流设备和物流过程有一个清楚的认识。实验项目有生产线物流设备操作、车间布局测绘、布局设计等
(5)生产计划与控制实验模块主要是建立生产计划的模型,掌握生产线平衡基本思路和平衡效果的评价指标,进行生产线平衡。实验项目有用ExcelSolver解生产计划问题,用FlexibleLineBalancing进行生产线平衡等。
2工业工程专业实验教学存在的问题
2.1实验内容和实验设备比较陈旧
工业工程在我国出现较晚,发展较慢,是一个相对较新的专业,很多人对此专业的认识存在误区,工业工程的从业者也很少,不像其他的一些专业,已经发展得很成熟,实验教学已形成比较完整的体系,有很多设计成熟的设备可供选择。现在市场上专门针对工业工程专业的实验设备很少,很多设备也不是很符合工业工程实验教学的要求,很难购买到理想的实验设备。许多高校,该专业的实验设备台套数远远不能满足实验教学要求,实验内容也只是运用一些老旧的测量设备,对一些项目进行测量,根本谈不上一些专业技术的应用。
2.2专业实验课程设置没有系统性
工业工程专业各门实验课程实验项目的设置是互相独立的,没有形成一个完整的、系统的实验体系,各个实验课程有自己独立的实验设备,完成本课程的实验目的、实验内容。各课程之间缺乏系统性和连贯性,通过整个专业实验过程,不能使学生对本专业获得一个整体的认识,形成一套完整的知识体系。
2.3实验过程不能发挥学生的主体性
在学习过程中,学生往往比较重视理论课成绩,而对实验课程成绩不太重视,这就导致学生做实验时,态度不积极,缺乏学习主动性,课前不能对实验内容和实验过程进行有效的预习,不知道为什么做这个实验以及做这个实验的相关理论依据,实验时不熟悉实验步骤,动手能力差。再者,在教学过程中一般采取以教师为主、学生为辅的教学模式,先由教师示范实验步骤,学生照猫画虎,按照老师的做法再做一遍,没有发挥学生的主体地位。
2.4验证性、综合性、创新性实验比例设置不合理
整个专业实验设置中存在大量的验证性试验,而综合性和创新性实验比例较小,验证性实验只能培养学生的基本操作能力,不能有效锻炼学生的实验设计能力,独立思考能力和创新能力,必须加大综合性和创新性实验项目的比例。
2.5实验考核不能很好的反映学生能力
实验课程成绩一般包括操作成绩和实验报告成绩,大部分教师在考核时比较注重学生实验报告的书写,这就导致出现了一些学生做实验时出工不出力,写实验报告时抄袭别人的实验数据,蒙混过关的现象,使实验成绩根本无法真实反映学生的实际能力。
3建立以应用型人才培养为目标的工业工程实验教学体系
在工业工程专业实验项目设置上,要整合实验内容,把整个实验课程设置成不同的实验教学模块,以增强学生对实验的设计能力、独立思考能力和实际操作能力为目的。
3.1确立以学生为主的实验教学模式
应用型人才培养,要求学生必须具备很好的实践能力,这就要求必须改变以往填鸭式、灌注式教学方式,充分发挥学生的主体地位。在实验设置时,可以把实验教学分成不同的层次和模块,比如可以分为基础性实验、综合性实验和创新性实验,分别锻炼学生的不同能力。基础性实验使学生掌握基本测定和评价方法,培养学生的基本实验技能,使学生加深对基础理论和方法的理解;综合性和创新性实验主要锻炼学生的实验设计能力和创新能力,可以由学生自由组成实验小组,运用实验室的实验设备,自主选择实验项目,明确实验目的、实验内容、实验方案,经指导教师同意后,开展实验。整个实验过程要求群组成员团结一致,分工合作,利用专业知识,自主分析和解决问题。当实验过程中出现问题时,指导教师要积极引导,鼓励学生通过查找资料等方法,找到问题根源,完成实验内容,而不是直接给学生提供答案。
3.2建立系统的实验教学体系
各自独立的实验课程在实验项目、实验内容、实验设备等方面都自成体系,之间缺乏连贯性,学生做完每门课程的实验,只能对本门课程形成一些认识,而不能通过各门实验课程对本专业形成一个完整的认识,必须建立系统性的实验教学体系。可以通过购置一些集成的实验系统或软件(如ERP),或者设置一些专业综合实验,通过综合运用本专业的知识,完成一些实验项目,使学生通过这些综合实验,对专业知识体系形成整体印象,能够更好的掌握和运用专业技术知识。
3.3学校和企业联合研发具有专业特色的实验设备
现在很多高校的实验室建设,都是先在企业购买设备,再根据购买的设备设置实验项目,编制实验大纲,这就造成了有什么设备做什么实验的状况,使得实验教学的效果大打折扣。针对专业实验设备生产厂家较少,现有设备不能很好满足实验要求的问题,学校可以和企业联合研发具有专业特色的实验设备,先由教师提出设备要求,再由企业设计生产,这样既可以保证企业设计出来的设备能够充分满足实验教学的需要,又可使企业获得经济效益,达到双赢的目的。
3.4建立立体化的实验教学考核体系
以实验报告为主评定实验成绩的方式,不能全面真实地反映学生做实验的实际情况,必须建立一个能够全面评定学生实验情况的立体测评体系。新体系的成绩评定应该包括学生自评成绩、小组长评定成绩和指导教师评定成绩,最后按照三方得分分别乘以权重形成总分,必要时还可以采取答辩的形式,考核学生对实验内容的实际掌握情况。
作者:贾利梅 单位:湖北文理学院机械与汽车工程学院湖北文理学院省级协同创新中心
引言:水能利用是把水力转变为机械能再转变为电能的科学,是一种既不消耗燃料又不污染环境和就地开发、就地利用的可再生能源利用方式,也可并网远距离输送利用。
1、河西走廊水能资源概况
河西走廊的祁连山北坡。从东向西有内陆河流域的石羊河、黑河、疏勒河流域三大水系,有大小河流56条,这些河流的山区面积62375平方公里,河西内陆河域水资源总量为71.84立方米。由于落差达388米~908米,水力蕴藏量约为333万千瓦,可开发量205万千瓦。水能资源比较丰富。其中石羊河流域理论蕴藏量65万千瓦,可开发量37.06万千瓦,已开发17.33万千瓦,占开发量的47%,年发电量7.27亿千瓦,(其中石羊河流域的金昌市理论蕴藏量20.5万千瓦,可开发量12.06万千瓦);黑河流域理论蕴藏量147.06万千瓦,可开发量82万千瓦;目前已开发60千瓦,占开发量的60%;疏勒河流域理论蕴藏量120.94万千瓦,可开发量63万千瓦,已开发13.26千瓦,年发电量4.19亿千瓦,黄河流域武威属区过境流量23.15亿立方,水能理论蕴藏量133.3万千瓦,可开发量92.3万千瓦,这些宝贵资源是水能开发的重要条件。
2、人类对水能利用的探索
早在3000多年前,我们的祖先就已经懂得利用水力冲动水轮来带动水磨、水碾。汉武帝建武十三年(37)时,冶炼工业使用的鼓风设备,都是用人力或畜力来带动的,其效率很低。当时有一个叫杜诗的人,发明了一种用水轮带动鼓风的设备,把它叫做水排,来代替人或牲畜的动力。公元260~270年间杜予又创造了连水碓,大幅度提高了工作效率。在东汉末年到西晋时期(220~300),群众在实践中又改革发展了用水轮带动的水磨及连二水磨(即上下层水磨),又经过了200多年,由水磨的启发创造了水碾。到唐宋时期劳动人民就有利用水轮作为动力的简车来提水灌溉,并用在纺织上的还有水轮大纺车等。河西在明代移民实边时,同时带来了中原先进的生产技术,并开始使用水磨,普遍利用水能磨面、碾米、榨油。一盘水磨能延续使用数百年。在清雍正年间,甘肃省巡抚陈宏谟云:“各县修渠道,以广水利,及河西凉、甘、肃等处,夏常少雨,全仗积雪融流,分渠导引灌田转磨,处处获利”。清代乾隆年间的《古浪县志》云:“古浪有三渠,曰古浪渠、土门渠、大靖渠,皆赖水以转磨、灌田也”。古浪县的一部分水磨都是清代遗留下来的。这些都记载了当时以水为动力的发展纪实。
随着时间的推移,河西各地凡有水利条件的沟渠上,都建有水磨或水碾,解决农村生活的粮食加工。据不完全统计,在新中国建国初期,石羊河流域有水磨936盘和水碾10余盘,其中:民勤县82盘,古浪县274盘,凉州区455盘,金昌市125盘,这些水磨、水碾比人力或畜力加工粮食的效率提高十多倍,实在是干净、便捷、省事。一些地方的村名,由于兴建了水磨而出名,地名亦渐演绎为水磨名,如武威的三盘磨等。
当时规模较大的水磨在民国三十三年(1944)山西籍富商杨耀候在武威城北2千米的三盘磨村兴建的面粉加工厂。他聘请外国专家设计,兴建了高3.3米、宽1.7米、长约8米的木制渡槽,将水从西向东顺河心穿过大路引入厂房,以水为动力推动石磨,是当时河西地区唯一较大的水力机械化面粉加工厂。
兴建水磨一盘需建两层楼房三间,引水槽和水轮机各一个,木料15立方米,石料40立方米,修轮窝一个,配轮轴铁件等,需木、石、铁、泥瓦匠工200多个。兴建双轮磨再增加楼房一间,木轮、水槽各一个,木料5立方米,一般多建双轮。若建油磨增加油房一间,需高大厂房七间,木料30立方米,10立方米油压梁一根(约粗80厘米到1米、长10米),还需各类工匠200多个。其实磨面和磨油都可以,只有石匠锻磨时按需改变。过去兴建一处水磨,一般家庭是无力承担的,只有富裕家庭才可修建。磨坊的收入相当于种植水地30~40亩产量的收入,修建一盘水磨造价一般是50石粮食(一万千克小麦)。水磨极大地减轻了人、畜的劳动强度,提高了效率,方便了群众。人、畜力石磨一天只能磨面30~40千克,水磨一天则可达400~500千克。水磨在社会发展中也不断改进,由原来的平轮改为立轮,提高工效一倍;可以小水带动大磨,水轮轴是铁对石后改为铁对铁,有时还利用滚珠轴承减轻摩擦,提高出力效率。平轮需水量0.3立方米/秒转磨,而立轮只有0.1立方米/秒就可带动。
3、河西地区小水电站的发展时期
新中国成立后,河西地区经过兴修水库,进行径流调节,河西各河流利用水库落差及干支渠跌水,开始规模型的修建小型水力发电站,从1957年至2009年,河西地区建有大、中、小型水电站100余座,装机容量约100万千瓦,主要有武威的黄羊河电站、金塔河电站及金塔干渠梯级电站和西营总干电站,金昌市的东大河、西大河电站,黑河流域的干流电站和讨赖河、梨园河电站、龙渠电站,龙渠一、二、三区电站、盈科电站等;酒泉昌马干渠梯级电站、河西电站、新河口电站、东沙河电站等。在电力资源中占有重要地位。
河西地区第一座小水电站建设是在1957年石羊河流域的古浪河与柳条河汇合处,利用暖泉水和部分河水发电,主要解决古浪县城照明及农机修造厂动力用电。全部工程总投资6.86万元,当时主要是供给古浪县级机关和学校等45个单位和一些居民照明用电。
古浪水电站是当时河西地区第一个小水电站,电站一发电,张掖专区召开了全河西各县水利科长参加的现场会;同时还有本省临夏、天水及内蒙等地的3560多人络绎不绝地前来参观学习。张掖专署水利局于1958年2月举办了第一个水力发电电工培训班,先后培训了数百名电工,为河西大办小水电起了带动和促进作用。古浪水电站在运行中陆续扩建为50千瓦、120千瓦。
由于小水电站的建设带动了当地水利工程建设工地的工、器具技术革新和水能利用的向前发展。古浪县在1960年前建成了龙沟、黄羊川、曹家湖、菜子口、土门、十八里堡等10多座小水电站。
1959年11月4日中共中央甘肃省委发出了《关于学习推广天祝县综合利用水能经验的通知》(1958年12月20日古浪县并入天祝县),甘肃日报社发表了《伟大的创举——大力推广天祝县综合利用水能经验》的社论,甘肃日报刊登了中共天祝藏族自治县委员会第一书记梁星写的《用土办法利用水资源》等文章,更加有力地促进了小水电的建设和发展。1961年水利部在天祝县召开了全国水能利用现场会议,水利部副部长何基沣主持了会议。有各省、区50多位代表进行现场检查指导,鼓舞了河西人民大搞水能建设的积极性,从此,河西的小水电建设走上了快速发展的道路。使河西三地区各流域纷纷掀起了水能建设地高潮.
1957~1960年,仅古浪县新增小水电站14座,装机容量406千瓦,年发电量36.42万度,较大的是1960年9月在古浪河兴建、改建水力自动化日产1~1.25万千克的面粉加工厂2座,以及水力一轮带多磨、钢磨、油磨、自动箩等。以水能为动力的各种水力机械设备共计约1700台(座),装机容量2500千瓦,当年节约劳力29万个,节约畜力4600多个,为地方工农业生产的发展起了促进作用。
水力发电建设,在河西虽有近50多年的历史,为河西的社会经济建设起到了良好的开端。但由于认识上的差距,重大轻小的思想,电力利用的局限性使河西的小水电站建设处于缓慢和停止状态。从河西的自然生态环境出发考虑,在山区、沿山地区应加大小水电站建设力度,在政策上给予倾斜,使农民的照明、生产、生活用电价位合理低廉,特别是一些地方电能逐步取代燃草、烧柴,杜绝樵采,为自然生态的恢复助力。
4、河西走廊各河流水能开发现状
4.1石羊河流域多年平均自产地表水资源量15.037亿方,水能资源理论蕴藏量65.5千瓦,其中武威市理论蕴藏量45万千瓦,金昌市理论蕴藏量20.5万千瓦,可开发量约37.06万千瓦。其中武威市25万千瓦,金昌市12.06万千瓦(金昌市的东、西大河,水能理论蕴藏量20.5万千瓦,可开发量12.06万千瓦。现已开发22座54台,装机容量达7.76万千瓦,设计年发电量3.54亿千瓦,上缴税金700万元)
石羊河流域的武威市2000年前有小水电站21座48台,总装机容量15101千瓦,年发电量3599万千瓦。从2003年开始又掀起了新一轮水电建设的高潮。先后建成西营河双窑湾1#、2#水电站;西营三沟1~3级水电站;金塔河青大板1~4级电站;杂木河神树沟1~3级电站,并在杂木河上诞生武威最大的水电站,总装机6.3万千瓦,多年平均发电量2.18亿千瓦,该工程已动工兴建。黄羊河峡口渠道电站等一批水电站建设工程。到2009年底,石羊河流域已建在建的水电站45座,装机容量17.33万千瓦,年发电量7.27亿千瓦,其中武威市23座,装机9.57万千瓦,年发电量3.73亿千瓦,金昌市22座,装机容量7.76万千瓦,年发电量3.54亿千瓦。
黄河流域武威的大通河段,多年平均过境水量23.15亿立方,水能理论蕴藏量133.3万千瓦,可开发量92.3万千瓦,开发约16.3%,目前投资9.06亿元,已建在建的青岗峡、金沙峡、米岔峡、小水地4座水电站,装机12台,装机容量15.03万千瓦,设计年发电量5.4亿千瓦。
4.2黑河流域开发现状
张掖市的黑河流域全长821公里,河流落差890米,流域多年平均径流量15.89亿立方,平均流量50.4方/秒,水能理论蕴藏量147.06万千瓦,可开发量达100万千瓦,年发电量120亿千瓦。2010年达到60万千瓦,占可开发的60%。
黑河流域的干流和两大支流讨赖河、梨园河(隆昌河)水能理论蕴藏量丰富,地形地质条件优越,是最具开发潜力的水能资源富集区。根据境内水能资源理论蕴藏量和开发有利条件,经多年勘察论证规划,未来装机容量将达100万千瓦以上。
1989年以前运行16台水电站,装机1.23万千瓦,年发电量5900万千瓦。1996年以来,建成了龙渠水电站,龙渠一、二、三级电站和盈科等一批水电站,
2006年为又一个水电建设高潮,续建、兴建中小型水电站20座,装机容量达61.5万千瓦,投资6.7亿元装机10.2万千瓦的小孤山水电站建成发电,装机5.05万千瓦的二龙山和投资7.5亿元装机11.2万千瓦的三道湾水电站建成发电,装机9万千瓦的讨赖河三道湾、投资9.8亿元装机3.3万千瓦的西营河梯级、1.65万千瓦的白银1~5级梯级电站等也已建成发电。
到2009年开发水电站装机容量达60千瓦,其中装机5万千瓦以上的6座,1~5万千瓦的3座,1万千瓦以下的33座,水能资源最丰富的黑河流域规划总装机达95万千瓦,要开发34座电站。其中干流科学规划建设的8级梯级电站由原来设计的44.4万千瓦提高到总装机75.4万千瓦,增加了30万千瓦。讨赖河支流规划的10级电站,总装机16.5万千瓦,梨园河支流规划22座,总装机6.2万千瓦。
4.3酒泉疏勒河水系河川径流量16亿立方米,其中昌马河9.94亿立方米,党河3.16亿立方米。高差388米,渠长40多公里的渠道上建成15座梯级电站。从1989年4月开始,建成装机容量为2400千瓦的河西水电站,1996年8月投资1000多万元,建成装机3000千万的新河口水电站,1998年投资2500万元,兴建了装机9600千瓦的东沙河2#、3#水电站。1999年以来,伴随西部大开发,相继有11座水电站建成,到目前总投资3亿多元,总装机容量8.16万千瓦的15座梯级水电站全部建成发电,为社会提供了3.3亿千瓦的清洁能源。昌马盆地1.9亿方水量,新建水电站3座,总装机3.2万千瓦,昌马水库电站,总干梯级电站6座,使小水电站达到16座,总装机8.16万千瓦,年发电量2.07亿千瓦。
在疏勒河流域的党河内,年径流量3亿方,水能蕴藏量15.93万千瓦,可开发7.1万千瓦。目前已建成党河水库电站等8座水电站,装机3.2万千瓦,年发电量2.07亿千瓦时。
目前疏勒河上最大的青羊河水电站工程总投资4.5亿元,装机容量5.6万千瓦,在肃北蒙古族自治县开工建设、建成后年发电量2.116亿千瓦时,到2010年已建在建的电站17座,总装机13.26万千瓦,年发电量4。19亿千瓦时。
5、对水电开发的体会与建议
5.1水能资源开发必须科学严谨,以生态角度为前提,河西地区生态环境本身就很脆弱,工程区生态环境要加强保护和管理,并要落实保护范围,水能资源开发涉及一系列社会性问题,必须科学开发,高效利用,遵循电调服从水调,以资源开发与环境保护相结合的原则,以经济、生态、社会效益等协调合理化为准则。
5.2农村小水电是可再生清洁能源,在开发小水电的同时,保护与改善生态环境有利于人口、资源、环境的协调发展,河西各市大量掀起第二轮小水电工程建设,为河西财政创税做了贡献。
5.3在水电建设60年的不懈努力下,造就了河西地区独具地方特色的小水电开发模式,形成了比较合理的具有地方特点的发、供、用一体化格局,建立了小水电与大电网互补的电力保障体系。20世纪90年代,在电力普遍紧缺下,有小水电支撑,没有出现频繁停电,保障了工农业井灌用电。近几年随着小水电建设的蓬勃发展,私营中小企业渗透各个角落,促进了产业结构调整和可持续发展,使河西电网功能的提高,增强了城乡整体化。
5.4小水电替代燃料并且积极保护生态环境
小水电大多建设在偏远山区一带,给农村发展提供了廉价电量,对农村电灶具的推广、煤柴使用减少、偏远山区文化生活的提升、电器设备的普及创造了有利条件。小水电代替燃料是一项惠及千家万户的“富民工程,生态工程”。小水电对农村电气化建设的实施,推动了水电代燃料工程,解决了农牧民生活燃料、满足农村生活生产用电需求,提高农牧民生活质量。对减少木材消耗、保护森林灌木、吸收二氧化碳排放、对护林养林、防止水土流失、保护生态环境、净化空气起到了积极作用。形成了以林蓄水、以水发电、以电养林的良性循环体系。
1 引言
对变风量空调系统的研究开始于上世纪七十年代。七十年代到九十年代主要研究VAV空调系统的能耗问题,通过与定风量系统(CAV)与常规的风机盘管系统的能耗比较来改善VAV空调系统。相对CAV空调系统而言,VAV空调系统的送风量和送风再热量都有较大变化,较低的风机能耗及制冷负荷更加符合节能要求,对风机采用有效的调控措施,降低风机能耗是提高VAV空调系统能效的重要方法。通过对送风静压的监测实现对送风量的控制,送风机的变频调速与DDC控制相结合是这一时期VAV空调系统研究的主要方向,变频调速与变静压控制的有机结合使VAV空调系统具有了更大的节能空间。
2 变风量空调(VAV)系统控制发展
VAV空调系统的控制方式的发展大体上经历了三个阶段:第一个阶段,80年代开发并实际投入使用的定静压定温度控制形式;第二个阶段,90年代前中期开发并实际运用的定静压变温度控制形式;第三个阶段,90年代后期开发并实际运用的变静压变温度控制形式,在此阶段同时并存的还有总风量控制形式,已运用于实践。
目前,VAV空调系统已经成为欧美发达国家集中空调系统的主流模式。进入九十年代后,能源危机的紧迫使得日本对国内七十年代以前建设的中央空调系统进行改建或重建,将原有的定风量系统改造为变风量系统,并加大了对VAV空调控制系统的研究力度,形成了自己的控制模式及标准。目前,在我国发达地区新建公建项目中采用VAV空调系统者已占到较大比例。
我国虽然在VAV空调系统的理论研究上取得了不小的成绩,但具体到实践上与国外同类研究还有不小的差距,由于VAV空调系统真正在国内大范围得以推广使用的时间还很短,缺少实践经验,加之该控制技术相对复杂,控制环节多,尤其是对VAV空调系统控制部件的复杂性还存在研究上的困难,关键部件还需国外产品支持,另外价格较高、实际工程效果不理想等客观原因也阻碍了VAV空调系统的推广使用。
3 变风量空调(VAV)系统末端控制与装置
VAV空调系统的控制机理并不是很复杂,末端送风装置是实现变风量功能的关键,而选择何种控制系统并与末端送风装置进行有机结合是整个VAV空调系统最重要的环节之一。VAV空调系统并非是简单地在定风量系统上加装可调变速风机及末端装置,它还包括由多个控制回路所组成的控制系统,要保证VAV空调系统运行随着空调负荷变化而进行相应改变就必须依靠自动控制系统。变风量控制系统的主要作用是:自动调节系统送风量以适应房间空调负荷变化;通过相对独立的控制单元分别实现对不同房间、不同功能区域的不同温度参数要求;能够根据负荷变化自动调节送风主机的运行频率以降低空调系统运行能耗,实现节能目的。
目前在过程控制领域中应用最为广泛的控制器是常规PID(比例,积分,微分)控制器,简单、稳定性好、可靠性高等特点使其对于线性定常的控制是非常有效的,一般都能够得到比较满意的控制效果,至今在全世界的过程控制中有84%的控制器仍是PID控制器,VAV系统末端装置也大多采用PID)控制器。
PID控制以其巧妙的构思和良好的控制效果一度成为应用最广泛,实现最简单的控制策略。PID控制理论内涵给人们留下了较大的研究空间,关于PID参数自整定的方法也相继问世,但随着控制理论及应用范围的不断发展,控制对象也日趋复杂,有些系统的过程模型难以建立,并且具有高度的非线性、时变性;比如VAV变风量空调系统的时变控制,因此传统的PID控制策略就显露了它的不足。虽然研究人员试图通过简化控制算法或采取优化集合控制等来解决这一不足,但效果并不很理想。
基于PID控制所存在的问题,相关研究人员根据变风量空调系统的特点结合控制技术在不断改进PID控制算法的基础上积极寻找其它更为高级的控制方式,通过实践,逐步将最优控制、自适应控制、模糊控制及神经网络控制等智能化控制手段应用于VAV空调系统的控制实践。
随着控制技术、空调技术的发展以及将二者相结合运用于建筑系统的发展趋势来看,VAV空调系统控制技术从最初的定静压控制到变静压控制再到后来直接数字控制、总风量控制再到智能化控制已经取得了很大的发展,其中清华大学有关学者提出的总风量控制法具有一定影响,该方法不采用静压送风量,而是根据压力无关型VAV空调系统末端装置的设定风量来确定系统送风总量并据此计算出送风风机的转速,从而对送风量进行控制。他们通过对总风量控制法与定静压控制法、变静压控制法的节能效果比较,认为虽然总风量控制法的节能效果虽不如变静压控制法,但因其没有压力控制环节,所以运行稳定性很好。另外,还有学者通过分析变VAV空调系统的局部控制,利用其送风末端装置风阀的开度作为各空调区域相关负荷的指示信号,提出送风静压优化控制方法。
4 变风量空调(VAV)控制系统模型
VAV空调系统主要应用于大中型建筑物,它是全空气空调系统与控制技术相结合并不断发展的产物。与常规的全空气空调系统相比,VAV空调系统最主要的特点就是在每个空调房间的送风管处设置一个VAV空调系统末端装置(VAV Box),该末端装置的主要功能部件是一个风量调节阀门或末端调速风机。
在总风量控制下的VAV系统中, 当室内温空器实时监测到实际温度超出设定温度时,通过A/D转换将温差信号由各分支馈线传输给末端装置控制器,并同时将信号传输给VAV系统主控制器。通过对信号的比较处理,改变送风主机运行频率,改变送风量。而末端装置通过调整阀门开度或风机转速来控制进入房间的送风量,进而实现对各个房间的温度控制。末端装置的风量调节是通过其自身的控制系统来实现的,最简单的控制方式就是根据比较房间内实际温度值与设定温度值之间的差值来调节末端装置的风阀开度。但这种控制也存在一些问题:当某个房间达到设定温度而相应末端装置风阀开度保持稳定时,由于其它房间末端装置响应相应空调状况而做出调整时就会影响整个VAV空调系统送风压力,进而改变已调整稳定的房间末端装置,而空调负荷的热惰性又致使末端装置不会立刻进行调整性动作,等房间空调负荷交得较大并出现温度波动时,末端装置才采取动作,而动作的结果又反过来影响其它房间末端装置的控制效果。这样一种以动态响应为主连续参量、多环节的控制方式来保证环境温度与设定温度相一致是很困难的,其中任何一个环节年问题都会导致运行出现故障或是令系统功能大打折扣。比如,在送风管道上选择检测点的位置如何,能否准确代表系统送风状况,是否失真,再比如送风管道异常漏风时,还有,假如信号抗电磁干扰能力差等都会导致系统送风紊乱,送风主机运行频率异常,原有送风平衡被破坏,甚至无法进行系统运行调整等等问题。
5 结语
变风量末端装置是VAV空调系统直接作用于被控环境的设备,通过末端装置的即时响应来调节环境的温、湿度,同时又是通过末端装置将预调整状态前馈给VAV系统控制器对系统送风主机,进而改变送风量响应末端装置的即时变化。所以末端装置是VAV空调系统最为关键的设备,其控制环节也是VAV控制系统的重要组成部分。本文对于变风量空调(VAV)及其控制系统相关研究,有利于提高变风量空调控制水平。
1现状分析
各个高校在教育教学改革中均将企业放到了与高校联合培养人才的位置上,纷纷提出与之相应的各种各样的创新型的教育教学体系与模式,如安徽理工大学采矿工程专业创新构建了“2+2”和“3+1”两种培养模式。与发达国家相比,国内的工科院校在实践教学尤其在工程实践教学方面的水平存在着明显的差距,普遍存在着“课程设计简化、毕业设计软化、生产实习形式化”的现象。只有认真研究和探索工业工程专业学生创新能力和实践能力的培养,并且在教育教学实践中不断完善和发展,争取在新体制、新形势下通过改革创新,找到一条具有学院自身特色的培养以工程为背景的工业工程人才为目标的“四位一体”实习实训体系。黑龙江科技大学校工业工程专业是应用型本科专业,无论是特色专业建设还是卓越工程师教育计划,都对学生的工程实践能力提出了更高的要求。实习实训是培养学生工程实践能力的重要实践性教学环节,为满足工业工程应用型人才培养的需要,切实提高学生的工程实践能力,构建“四位一体”的实习实训体系,针对目前实习实训教学存在的主要问题,在师资队伍建设、实验室建设、实习基地建设等方面做了大量工作,对工业工程专业实习实训教学的设计和实施过程提供了有力支撑。
2体系构建
按照该校所倡导的“大德育”、“大工程”和“大实践”办学理念,结合教育部提出的“2011高等学校创新能力提升计划”的指导思想,加强与基础实训中心的合作,建立校外企业的实习基地,创建“四位一体”的新型实习实训体系。主要研究内容如下:
①适应“四位一体”的新型实习实训体系的师资队伍建设。高水平的学科专业必然拥有一支高素质的师资队伍,其良好的科研背景、教学水平与指导经验直接对学生的学术能力、知识的应用能力以及动手能力具有重要的指导作用;
②通过对知名大学的工业工程专业调研,了解这些学校工业工程专业的人才培养模式,学习认识实习、生产实习、专业实训和毕业实习等实践环节的组织方式,借鉴“学校—企业”之间的合作模式,结合该校的实际情况,探索适合本专业的实习实训体系建设模式,并与校外实习基地和工程实训中心的合作;
③根据工业工程专业的特点、培养目标,考虑当前社会需求情况及该校的实际情况,结合学生特长、研究兴趣和实验条件,探索认识实习、生产实习、专业实训和毕业实习整合的方式、各个环节所占的比例、每个环节应完成的任务和最终要实现的目标。
3实施保障
该校工业工程专业建设初期就重视实践教学的开展,购置了专业设置所必须的实验设备和相应的专业软件,为研究提供基本条件。通过几年的专业建设和基础工业工程优秀课程的建设,使专业具有以下良好的教学环境:
3.1实践性教学环境
为丰富和提高教学效果,创造良好的实践环境,课程组与哈尔滨铅笔厂、哈尔滨轴承厂、哈尔滨轻塑厂、长春一汽等多家企业进行合作,由这些公司为学生提供认识实习、生产实习、实践的场所,获得了从现场分析、案例整理、问题研究的优良学习环境,增强了课程教学的专业性、实践性和适用性。实践教学目前已经成为本课程教学的鲜明特征,并获得显著成效。
3.2课程建设环境
①通过将校企合作企业的生产过程导入实践教学,形成了与实践紧密融合的教学特色,能够推进“基于就业需求的应用型创新人才”的培养。
②以牢固掌握基础工业工程技能和手法为目标,强调课程之间的交叉与融合的课程体系的构建,实现了课程内容创新与教学资源的优化整合。
③基于多媒体网络、启发式教学的现代教学模式,改变了传统的教与学模式,为学生自主学习和教师创新性的教学提供了良好的学习环境,充足的网上资料为学生全面、深入的学习提供了条件。
4结束语
工业工程“四位一体”实习实训体系的构建,需要与合作企业实习基地建立长效机制,共同来完成指导学生的实践环节工作,探索合理的“学校—企业”之间的合作模式,如何协调学校与合作企业、与工程实训中心之间的关系,如何合理安排实习内容、如何保证学生在实习基地企业实现顶岗实习,保质、保量地完成实习内容,是该项目拟解决的关键问题。例如,专业实训与毕业实习的内容衔接,有利于毕业设计题目的确定,同时与企业的就业岗位需求、实际问题的解决相关,做好了可直接与就业企业的实际需要接轨,提高学生的就业能力。经过一年多的实践,黑龙江科技大学工业工程专业2014届毕业生的就业率位居全校前茅。
作者:李萍 祝荣欣 鞠金艳 单位:黑龙江科技大学机械工程学院
一神经人因实验在工业工程学科中的应用
Kim等将影响生产系统的因素主要分为四大类,即人的因素、技术因素、结构因素和任务因素,并认为其中人的因素处于系统中四大因素之首的地位。当今的生产系统要能在新的复杂环境下进行有效决策和响应,应当对人的因素投入更多新的研究技术。这其中就包括神经人因实验的技术。神经人因实验以其能深入人的大脑思维和身体的生理反应层面所表现出的优势在工业工程领域备受瞩目。目前,各国学者在尝试运用神经人因实验来研究工业工程学科中的各项主题,神经人因学的提出者Parasuraman将神经人因实验的发展方向主要归纳为:多任务下脑力负荷的研究、个体认知差异的研究等。工业工程学科的实验教学与研究正由过去主要运用传统的行为学的研究方法向主要运用现代的神经人因实验的研究方法转变。
1神经人因实验在多任务脑力负荷研究中的应用
脑力负荷,是指工作者为达到作业标准而付出的注意力大小,其影响因素包括工作任务量的大小、工作时间要求、工作者素质和能力要求、工作者工作意愿以及工作环境和由环境引发的工作情绪等。在当今高度现代化的生产中,生产人员从过去大部分需要自己手工操作机器设备到现在更多地是监控自动化系统的运行。分布式的大型生产系统要求监控者管理更多的机器设备,各种工作任务以并行的方式将各种信息传送给高级的人机交互集成系统,人机交互集成系统将信息融合后以各种通道的方式呈现给监控者。在这种分布式的多任务并行处理的生产模式中,监控者需要监控大量的机器设备,感知和分析各种类型的数据信息,其脑力负荷较过去成倍增长,传统的行为学实验已经难以对多任务下的平行加工进行研究,而神经人因实验恰能对由过去经典的聚焦型注意转向分散型注意的多任务下脑力负荷进行有效测量。神经人因实验针对工作者在多任务监控过程中涉及到的对多种工作信息的自动感知、选择性注意以及敏捷操控,能够有效度量同时应对多项工作任务的脑力负荷。近年来,在工业工程的人的因素研究领域中,北京航空航天大学的人机与环境工程系运用神经人因实验系统地开展了多模式飞行模拟任务下飞行员的脑力负荷测量与评价。实验人员使用脑电的事件相关电位实验技术,选取听觉失匹配负波脑电成分为实验指标,采用oddball的神经人因实验范式,将听觉失匹配理论用于飞行员的脑力负荷评价中,在9种模式的飞行模拟任务条件下进行飞行员的脑力负荷测量,通过让被试者完成模拟飞行任务的同时,测试非注意条件下飞行员的听觉失匹配指标,得到脑力负荷与脑电的听觉失匹配负波同向变化的规律,为飞机座舱显示界面的设计提供了依据。除了航空领域,神经人因实验也能应用于道路交通、船舶航行、高危行业工作人员的脑力负荷度量。
2神经人因实验在个体认知差异研究中的应用
工业工程学科的主要任务是要对生产及服务系统中的人、机器、物料、环境和信息进行整体设计、评价和优化,在这些过程中,个体认知差异在感觉、动作和情绪过程中形成对各项任务的胜任力和局限性,由此产生的人的不同行为作用于技术系统和环境系统,最终影响整个系统的工作绩效。Karwowski从“人—技术—环境”3个系统之间的关系出发,认为人的不同行为是整个系统工作的核心,因此个体认知的差异是工业工程研究的重点。由于过去受实验技术条件的限制,对于人体认知的差异只能从外在行为学观察的角度进行实验。随着对被试的无损伤的神经测量技术的进步,神经人因实验现在能在大脑思维的层面从人的内在生理数据采集出发,进行基于人的生理与心理分析的个体认知差异实验。近年来,众多学者开始引入神经人因实验的技术,针对个体认知差异开展工作过程中个体和群体的心理与行为反应规律的研究。浙江大学神经工业工程团队通过采用神经人因实验中的事件相关电位技术,进行工作人员对安全标志信号词的感知和评价的神经过程实验。研究发现:人对安全标志信号词的处理过程分为早期感知和信息评价两个阶段,安全标志信号词的主观风险感知存在差异,不同的安全标志信号词能够传递不同的风险信息,人对安全标志信号词的认识会受到情绪的影响。这些研究结果为安全管理中的安全培训、安全标志信号词的设计及使用提供了依据。神经人因实验将在系统安全、产品可用性、职业安全等领域的个体认知差异研究方面有着广泛的应用前景。
二神经人因实验实例神经人因实验的过程
一般分为实验前的实验设计、实验实施和实验后的数据处理和分析。相较于以往的工业工程实验,神经人因实验的不同之处在于:在实验前的设计阶段,要根据实验目的选取合适的神经实验技术,比如事件相关电位技术、生物反馈技术、眼动技术、功能性核磁共振技术、脑磁技术、近红外脑成像技术等。在明确了具体的神经实验技术后,采用相应的实验范式设计实验,比如go-nogo范式、oddball范式、等概率范式、n-back范式等。在实验过程中,需要严格按照神经实验的国际规范开展神经人因实验。实验后要根据神经实验的统计分析方法进行神经测试数据的统计分析,在此基础上进行讨论并得出神经人因实验的结论。下面以笔者开展的一例关于船舶数字化界面测试的神经人因实验来展现神经人因实验的一般过程和方法。该实验使用真实的海洋工程船拖缆机的自动化控制界面作为刺激材料,通过模拟拖缆机的现实工况,让被试者在执行监控拖缆机卷筒转速变化任务的同时,感知自动化控制界面中的事故报警信号的变化,通过认知神经实验测试应急人员对事故报警信号的反应能力,从大脑思维的层面直接揭示船舶操作人员在事故信号变化下的应急反应机理。
1实验前准备
参考神经人因实验中关于视觉失匹配的论文,实验被试的数量分布在8~12名。本实验选择12名健康人员参加实验(6位男性,6位女性,年龄24~30岁,平均年龄25.5岁,均为右利手),所有被试者实验前24h内未曾服用镇静催眠药物或者精神活性类物质。均向每位参加实验人员支付了被试费(20元/h)。每位被试均具有正常的视觉敏锐度和正常的色彩分辨力。本实验遵守《赫尔辛基宣言》,每位被试在实验前均签署了实验信息的知情同意书。被试在充分理解实验内容和进行练习后进行正式实验。实验刺激材料由E-Prime0软件编写和呈现,刺激材料采用的是海洋工程船拖缆机的自动化控制界面,显示于19寸液晶显示器中央。所有刺激材料的大小、亮度、对比度等指标一致。在实验刺激材料中,界面中央的数字表示拖缆机在正常工作情况下的卷筒速度为7.5m/min,界面两侧的图形符号代表拖缆机的系统压力报警信号,正常状态下为绿色,形成实验的标准刺激。异常报警时为红色,形成实验的偏差刺激。界面中的报警信号有5种类型的变化,分别为颜色、持续时间、朝向、形状和大小的不同变化。5种类型刺激融入一个完整的oddball实验范式中,在同一实验环境下测试这5种类型刺激变化下被试者的视觉失匹配指标。
2实验过程
实验在隔音、光线事宜和电磁屏蔽的房间中进行,被试者取舒适坐位,距离显示器1m。被试者被要求注视屏幕中的拖缆机控制界面。界面中央为拖缆机在工作情况下的卷筒速度,正常状态下为7.5m/min,超过允许的速度范围后,要求被试者尽快和尽可能准确地进行相应的反应动作,规则为:当速度由7.5增大为7.9时按键盘“Z”键,当速度由7.5减小为7.1时按键盘“/”键。这一工作任务代表拖缆机的监控者对卷筒工作速度的实时调整。在实验的过程中,被试者被要求专心完成拖缆机卷筒速度的监控工作,忽视界面两侧系统压力报警信号的变化。界面中央数字的变化与两侧报警信号的变化无关联性。通过这一设定,形成对报警信号的非注意,真正做到对任务不相关的刺激材料变化的视觉失匹配的检测。实验包括3个块(Block),每个块开始的前15个刺激为标准刺激,以形成一个记忆模板。每个块之间有一个休息过程,中间休息的过程由屏幕中的休息提示呈现,被试休息好后,按空格键继续。整个实验用于记录和分析的标准刺激有450个,每种类型的偏差刺激各有90个。整个实验大约用时18min。
3实验后数据处理和分析
使用脑电分析软件对实验数据进行离线分析。首先对原始脑电数据进行DC校正,然后进行脑电预览,拒绝具有明显漂移或杂质的脑电数据。接着去除眼电对其它导联数据的影响。然后进行脑电分段,分析时程为刺激后400ms,基线为刺激前100ms。接着进行基线校正,然后去除伪迹,波幅大于±100μV者被视为伪迹去除。接着分别对标准刺激和各类偏差刺激的脑电进行分类叠加平均,然后进行20Hz无相移低通数字滤波,最后将偏差刺激与标准刺激相减,得到视觉失匹配脑电波形(时间窗口:150~200ms)。统计分析时采用SPSS17.0统计软件对视觉失匹配数据采用重复测量方差分析,因素分别为视觉失匹配类型(颜色、朝向、持续时间、形状、大小)×大脑半球(左、右)。可采用Greenhouse-Geisser法进行校正。分别列出了五种视觉失匹配的均值、标准误差和95%置信区间。描述性统计结果显示,视觉失匹配脑电波幅由大到小排列依次为:朝向偏差引起的失匹配、形状偏差引起的失匹配、颜色偏差引起的失匹配、持续时间偏差引起的失匹配和大小偏差引起的失匹配。根据球形检验(Mauchly’sTestofSphericity)的统计结果,Mauchly的W=0.451,Sig.=0.592,表示各组间的方差矩阵接近相等,故接受球形假设,应接受“SphericityAssumed”的分析结果:各类型视觉失匹配脑电数据的重复测量结果之间的差异显著(F=193,p<0.05);大脑左右半球间的差异不显著(F=336,p>0.05);“视觉失匹配类型”与“大脑半球”的交互作用差异不显著(F=1.296,p>0.05)。根据实验的重复测量方差分析结果和脑电图(见图1),五种类型的视觉失匹配的主效应差异显著。实验结果说明采用oddball实验范式在同一个刺激序列中,不同类型的自动化控制界面的报警信号分别成功诱发出相应的视觉失匹配脑电波;各种类型的视觉失匹配之间的差异显著,视觉失匹配脑电波幅由大到小排列依次为:朝向偏差引起的失匹配、形状偏差引起的失匹配、颜色偏差引起的失匹配、持续时间偏差引起的失匹配和大小偏差引起的失匹配。2D脑电电位分布图可看出,视觉失匹配在人脑的颞枕区最为明显。根据实验结果,可以指导设计人员在设计自动化控制界面时,优先选用视觉失匹配强的信号作为自动化控制界面的安全报警信号,以提高安全报警信号的感知效果,从而提升人—机系统的应急反应能力。
三结语
神经人因实验以其能深入探究生产作业中人的生理和心理的技术优势而在第三代工业工程的实验教学中占据重要地位。相较于以往工业工程以行为观察和问卷调查为主要手段的实验技术,神经人因实验不仅能有效将人的认知过程与行为过程相分离,避免认知与行为两者在实验测度上互相混淆,而且能研究工作中的人的内隐行为,破解人类内部认知过程的黑箱,通过神经人因实验揭示生产信息加工中各环节内隐行为的认知机理。因此,神经认知实验借助最新的神经测量技术手段和设备,突破过去工业工程实验教学的局限,满足第三代工业工程的教学与研究要求。随着当今生产自动化的程度日益提高,人机系统中的人的因素逐渐成为系统优化的瓶颈,随之而来的是人的注意力分散、警戒水平下降、人误概率增加等一系列问题凸现。神经人因实验能有效进行多任务下脑力负荷、个体认知差异等研究,揭示上述问题形成的机理,提供测度和评价指标,为改进和优化薄弱的人的因素提供客观依据。神经人因实验有其自身独特的研究方法和过程。本文通过一例具体的关于船舶数字化界面测试的神经人因实验展现了该类实验的实验范式选择、实验数据采集与分析等一般过程和方法。
作者:吴俊韩文民单位:江苏科技大学
1国内外工业工程本科生培养模式对比
1.1国外工业工程专业本科生培养模式
美国佐治亚理工学院在1924年建立了工业与系统工程系。他们认为,在当今信息社会中,传统的工业工程专业技术已经不能满足现代制造业和服务信息系统等企业的分析、设计和改善等多方面需求,只有借助计算机技术才能更好地发展工业工程技术。通过调整工业工程本科生的培养模式,更好地为社会提供具有复杂系统的监测控制和优化能力的工业工程师。该校重点培养学生的专业技术,开设众多具有特色的专业课程,其中包括:基础统计方法学、工程经济学、质量工程、随机制造与服务系统、仿真系统、供应链建模概论、工业工程建模、工程优化、健康系统概念、人机集成系统设计、物流学、技术预测与评价、机器人与自动化数据采集应用等课程。英国诺丁汉大学的工业工程专业主要开设制造工程和管理专业有关课程,他们致力于培养制造和管理工程师,使之能够通过生产和管理等措施达到降低生产成本、改进产品质量和提高生产率的目标,从而保持并提高企业的竞争力。第一学年主要安排制造工程和管理的基础课程以及分析方法的课程。第二学年制造工程领域的课程包括基于制造的设计模块,自动化模块和制造过程模块;管理领域的课程主要有工业关系模块,质量工程模块以及商业会计模块。在第三学年,学校安排了广泛的选修课程,使学生可以根据各自的兴趣爱好选择所修课程。而在第四学年,诺丁汉大学加强了实践教学,通过与众多企业建立合作关系,为学生安排与本专业相关的实践活动,对实际研究项目进行调研、分析和答辩,进一步培养学生应用专业理论知识解决实际问题的能力。
1.2国内工业工程专业本科生培养模式
上海交通大学的工业工程专业设置在工科院系,学生具有扎实的专业技术,有较好的工科基础,不仅掌握工程专业技术还掌握计算机、管理和工业工程专门技术,是社会急需的既懂技术又擅长管理的复合型专业技术人才,主要研究方向包括:(1)生产与服务系统工程;(2)现代物流工程;(3)生产与服务系统规划、设计与控制;(4)质量与可靠性工程。但是,学校安排的实践课程和去企业实习课程少,学生动手实践能力不足。天津大学工业工程专业隶属于管理学院,这种模式的专业基础为管理学、管理经济学、系统工程学、运筹学和一门工程学科(以机械工程为主)。本科毕业生需掌握工作研究、生产计划与控制、先进制造系统、物流工程、质量管理与控制、工程经济学、成本控制、人因工程和管理信息系统等工业工程专业知识和技能,成绩合格毕业授予管理学学士学位。其专业培养目标是旨在培养具有管理学、经济学和系统工程理论与方法的坚实基础,懂得自然科学和社会科学的基本理论,拥有扎实的专业工程技术。主修课程:管理学、市场营销学、运筹学、应用统计学、经济学、企业财务管理、会计学、管理信息系统、经济法、工程经济学、系统分析、机械设计基础、现代制造技术、基础工业工程、质量管理、成本控制、生产计划与控制、精益生产、物流工程、可靠性工程、人机工程学、实验设计、制造系统仿真、工业工程应用与实践等。由此可见,学校基础课程比例高,而专业工程类课程比例较少。由上述典型高校工业工程培养模式可知,我国高校工业工程专业的课程设置中管理类课程所占比重较高,而国外高校的工业工程专业课程安排大多以工程学科内容为主,管理类内容为辅。从专业实践能力来看,美国高校的工业工程专业更注重培养学生的实践动手能力。许多学校都安排了与机械有关的工厂实习和实际项目研究等方面的学习,使学生有机会获得生产第一线的基础经验,不仅为以后工作打下了良好的基础,也使学生对所学专业内容有了具体的认识,对以后学习工作都有很大帮助。学习最终是为了投入实践,我国的工业工程专业也应该进一步加强学生实践能力的培养,真正做到理论与实践相结合,为国家和社会培养出优秀的工业工程专业人才。
2对国内高校的几点教学建议
根据各大高校的调查研究,我国现存教学方案存在以下不足:教学方法古板;教学实践环节薄弱;课程结构不合理;学生学习目标不明确。针对以上不足,现提出以下改革建议:(1)大力推行以学生为主体的启发式教学,改变学生思维模式。在国外经济发达国家,实行以学生为中心的启发式教学,以启发学生的思维为核心,促进他们生动活泼地学习,而我国采取的是以教师为中心的灌输式教学。启发式教学的特点是调动学生的主动性,启发学生独立思考,发展学生的逻辑思维能力。美国本科教育采取启发式互动教学方法,教师提问,学生分组讨论。只有每个学生都积极地进行讨论,才能真正参加到学习过程中。他们把学生在课堂上的活跃度作为平时考核很重要的一部分;(2)将课程设计作为考核科目,锻炼动手能力。首先,手的操作不仅可以促进视觉、触觉、感知能力的发展,还可以增加身体协调性。其次,通过动手设计,可以掌握其产品原理和方法,对理论的理解更加深刻。再次,通过具体的实践操作把知识从课堂延伸到具体研究项目的执行、完成,为未来的学习、工作做好准备;(3)实施开放式教学,完善课程结构。开放式教学的核心是学生自主探究,主动参与学习到过程中,突出展现了学生的主观能动性。教师在教学过程中不只是注重学习内容,重要的是从学生的实际需求和兴趣爱好出发,让学生选择所学内容,培养积极价值观。目前,开放式教学主要采用案例教学、项目教学和模拟教学等多种开放性的教学方法。案例教学法,一般来源于真实的生活环境,通过相似的组织结构、人员关系与时间,运用同样的资源约束、竞争压力、数据和信息,从总体战略的角度出发,培养学生的政策观点和解决实际问题的能力。项目教学法,由学校和企业合作组成小组,深入实践第一线,在解决实际问题的同时,学习如何运用已有的知识,在实际操作中获取解决问题的能力。模拟教学法是计算机虚拟现实技术的使用,通过模拟企业实际的情况以及所面临的市场环境的复杂流动,来制定相应的营销策略,以培养学生解决问题的能力。在国外,一些知名大学几乎没有统一教材,学生也没有统一的课本。教师总是想方设法地挑选最新的、最有发展前途的、就业率最好的内容来进行教学。毫无疑问,不局限于教材、注重实践能力培养的开放式教学更容易培养出适合社会需要的人才;(4)加大工厂实习力度,明确学习目标。注重理论教育的高校,很多学生不知道所学习的知识到底可以用在何处,以致最后渐渐失去了兴趣,没有了学习目标和学习动力。学校可以结合学生的就业,有针对性地选择典型的行业和企业,尝试建立校外实习基地。在学习过程中引导学生对企业生产经营中存在的实际问题进行分析,提出改革方案,实现校企共赢。
3结语
通过对国内外高校工业工程本科专业人才培养模式的对比研究,从而了解到国内外在工业工程专业人才培养上存在课程设计、培养目标等方面的差异,找出我国高校现存的工业工程专业人才培养模式的不足之处。从而调整现有工业工程专业的培养计划,不断优化培养方案,为制定和完善符合现代工业工程发展的专业人才培养模式提供参考。
作者:白俊峰闫俊存魏晓燕单位:长春工业大学机电工程学院
一、分析工业工程应用在煤矿安全管理的适用性
1.不同管理水平均适用。
1.1对那些管理水平较为落后的企业中应用工业工程时
可以采取工业工程的技术,根据相关规定,并结合煤矿实际开采的条件以及工程的内容,还有系统以及工艺方面的要求等。合理优化并分析工人操作流程,提供帮助给编制的作业规程,对于基础设施布局要进行进一步的优化与分析,并深入研究危险性作业的具体动作。
1.2对那些管理水平较为先进的企业中应用工业工程时
在基础工业工程作为基础的前提条件下,采取具有现代性的工业工程相关的技术与方法,可以将计算机和无线通讯以及系统优化等技术综合的运用到生产中,对其进行监控,不管是在井下或是在的井上的作业人员,对其行踪进行监控,这样随时掌握作业的状态。另外,采取是计算仿真的技术,模拟其煤矿中潜在的危险以及有害因素造成的严重后果,进而提供具有针对性对策给安全管理。
2.不同管理层次均适用。
2.1煤矿宏观管理的层次
工业工程可以帮助管理者规划安全管理和投入的安全费用,并预先分析能够取得的效果。从而做到未雨绸缪,避免在今后的工作中走弯路,同时还可以以较少的安全投入达到最好的安全效果。对于一个安全生产的周期内整体的安全状况进行分析与把握。
2.2煤矿微观管理的层次指的就是具体的对安全的管理
例如识别现场所存在的安全隐患,以及纠正不当或不规范的人工操作,作业的流程更加合理,配备安全生产的措施要具有合理性,制定合理的安全质量标准,以及制定作业的规程,这些都可以通过事业工程采用而实现。
3.不同工作场合均适用。
3.1生产现场
由于煤矿生产具有较多的系统,同时涉及到较多的设备与设施,并且具有较为复杂的生产环境,生产工艺的流程以及工种都相对较多,若缺乏合理的规划与管理,十分容易发生安全事故。采取5S这一基本管理的方法与理念优化其现场管理,将不必要的杂物清除,保证现场整洁有序,从而确保安全的生产并提高其工作的质量。
3.2辅助服务部门
对于辅助服务部门也需要采用工业工程的技术理念与方法,优化并改善其各自的系统,从而保证能够顺利的进行生产。
3.3相关人员的培训与安全教育
因为煤炭生产具有高度的危险性,可以采取应用工业工程的培训以及安全教育,通过工业工程中的方法对于培训的计划进行合理的安排,同时采取分层培训的形式,尽量投入较少的经费以及工作量,并达到最佳的效果。使员工对工业工程中安全思想以及方法和效率有一个全面的认识,能否发现工作中存在的问题,识别存在的安全隐患,通过工业工程中的方法将安全隐患消除,从而使其安全的生产得到保障。
4.不同的管理对象均适用。
4.1设备设施的管理
煤矿生产中所用的设备与设施具有安全保障以及生产的功能,对其进行管理时必须根据相关规定的基本要求,并融入工业工程管理的思想及方法对其安全设施和设备进行管理,这样可以将其安全设备与设施进行合理的布置,使其安全以及经济效益得到最大程度的发挥。
4.2管理生产环境
由于我国大部分的煤矿生产都受到多种因素的影响,在生产的过程中应该将工业工程技术与煤矿安全专业技术想结合,尽量消除其影响因素,优化并治理作业的环境,从而取得理想的效果。
4.3管理煤炭安全的标准化以及基本标准
想要实现煤矿的安全生产,必须采取精细化管理的模式,这种模式必须将安全管理的质量标准化作为基础。所谓安全质量的标准化就是在煤矿企业生产以及经营活动的过程中实行质量标准化的工作,对于安全教育的宣传,排查隐患,反馈并统计信息,以及事故抢险和防险与处理等方面均建立工作规范以及责任制度和管理的质量标准,同时还要保证其执行的严格性,这样可以逐渐减少并避免,甚至消除安全事故的发生,使其始终处于安全生产的状态。
4.4管理安全投入的资金
对煤矿安全进行管理必须要投入一定的安全资金作为保障,最后这种投入会转化为矿煤安全的成本,煤矿实际的生产中,由于安全保障度较差,导致事故频频发生,造成巨大的损失。因此,客观上需要一个安全保障度。采取工业工程思想以及理论的方法,从而达到安全保障的水平的前提条件下对安全投入成本进行合理的控制。
4.5管理安全信息
在管理煤矿安全中占有重要的地位,因此,必须建立安全信息管理的系统。通过结合工业工程技术与计算机技术建立安全信息管理系统,可以使对与生产系统进行合理的调度和追踪以及发现错误操作行为,还有对于安全隐患进行识别和提示必要物料的缺少这些功能得以实现,从而及时的做出应对的措施。
5.不同管理阶段均适用。
5.1工业工程基本的原理与方法运用
在安全管理的设计以及规划中,对于同一生产周期内每个环节所应采取的管理措施和手段通过统筹的考虑进行规划并设计。这样才能有效的降低成本并提高生产的效率。
5.2预防并控制生产过程中的安全事故
采用工业工程的发现以及分析问题这种方法,事先预防可能发生安全问题,使其事故发生的根源在萌芽状态消亡。工业工程特有的手段可以看出、问出、实践出、变换角度找出、挖掘出问题的所在,从而发现存在的安全隐患。并结合煤矿实际,制定整改隐患的措施,并付诸于实际的行动。
5.3安全事故发生时采取的应急救援
工业工程对组织优化的理论与方法,建立救援指挥的中心,启动应急救援的预案,对于救援的物资以及救援人员,组织其进行迅速且有效的实施救援,降低生命以及财产的损失。
二、结语
工业工程主要的目标就是有效的利用生产系统所投入的要素,减少其成本,并且使其质量与安全得到保证,进而使其生产率得到提高,效益最大化。因此,在矿井安全中应用工业工程可以使其安全精细管理效率得到有效的提升,具有针对性的促进其煤矿安全的管理工作。
作者:崔浩歌单位:吉林煤矿安全监察局
一运筹学课程改革实践综述
近年来,随着运筹学课程在管理类专业特别是工业工程专业的广泛开展,越来越多的教师开始研究适应于本专业的运筹学课程的建设和改革问题。例如,浙江理工大学提出了运筹学课程群的概念,以运筹学课程为中心优化了相关一系列课程的课程结构和教学内容,并对案例教学、模型讨论教学和算法推理教学等运筹学课程群的教学手段与方法改革等进行了积极有益的探索。文献中提出了运筹学教学中存在的不能适应市场需求、实践课比重不足等问题,并进行了实践导向的运筹学课程教学体系再设计。文献进行了“管理运筹学”课程案例教学的探讨,提出了针对不同背景的学生进行有效的案例分析,增强该课程的实践导向性。文献针对工业工程专业的物流方向课程进行了情景教学平台的设计。综上所述,运筹学课程目前存在的问题包括:
(1)教材(教学内容)与课时的冲突:运筹学相关教材内容多,学时少是多数老师在进行运筹学课程改革时发现的问题。如何在有限的学时内满足学生学习运筹学课程的需求,合理设置课程内容和选择或编制教材是关键。
(2)理论和实践的脱节问题:应用型工业工程人才培养模式强调将实践融入到整个专业教学过程中,运筹学是数学背景较强的课程,涉及到很多繁琐、抽象的理论推导,如果这部分内容讲得太细,就会忽略运筹学多学科的横向交叉联系和运用运筹学解决实际问题的能力,导致理论和实践相脱节的问题。
(3)相关课程之前的联系不够紧密:近机类工业工程专业设立在机械工程系,以机械工程技术为背景增加管理知识,强调制造工程相关技术和理论在制造业领域内的应用。运筹学课程作为一门专业基础课,在整个课程体系中应具有承前(机械类背景知识)和启后(专业知识的综合运用)的作用,而目前,这种作用尚不明显。针对上述问题,本文对学习情境体系架构、案例应用模式等方面进行研究,探索提高学生实践能力的课程内容设置和教学方法的改革措施。
二实践导向型运筹学课程体系架构设计
1近机类工业工程专业运筹学课程需求
从专业背景方面看,近机类工业工程专业通过大量的机械平台专业基础课如:画法几何与机械制图、理论力学、材料力学、机械原理、机械设计、互换性与测量技术、金属工艺学、电工电子技术等,使学生掌握扎实的机械设计制造基础知识。在此基础上,设置管理类课程如:基础工业工程、人因工程、管理信息系统、生产计划与控制、质量管理与控制、工程经济学、财务管理、物流设施规划、物流设备自动化、物流管理等,使学生具备制造系统的设计与优化、工程技术经济分析与生产组织管理等基本能力。从就业需求方面看,对近机类工业工程专业培养出来的毕业生的需求大多来自机械制造企业。有了这样的区别,就使得近机类工业工程专业的运筹学与其他管理类专业的相关课程从教学目标、教学内容、教学方法等方面都应有很大的不同。
2实践导向型工业工程专业情境化
运筹学课程体系架构实践导向模式的教学理论认为,知识是学习者主动构建的,教学应以学习者为中心,但由于每个学习者之间存在着很大的差别,因此它主张情境化教学并强调知识的表征与多样化的情境相关联,以及根据不同情境来组织课程等。目前,国内外很多高校院校工业工程专业都在积极应用实践导向模式,例如浙江工业大学提出了基于制造业的工业工程专业教学体系,西安电子科技大学针对学生了解现代制造企业生产、物流等设施的布局的需求构建了工业工程专业情景教学平台。吉林大学提出了职业生涯规划导向型人才培养模式。这些研究和实践在教学体系和实践环节方面取得了一些成果。在工业工程专业运筹学教学改革方面,现有研究和实践主要集中在减少数学推导、增加案例分析、正确引导学生主动学习等方面,缺少针对近机类工业工程专业的特殊专业背景和就业需求的运筹学的实践导向教学模式的研究,特别是解决运筹学作为一门专业平台必修课与后续专业课和实践环节的衔接方面的尝试还未见报道。而实践导向教学模式不仅需要课程体系中的各种实践环节的支持,更重要的是像运筹学这样的专业教育平台课对实践环节的支持。为了满足近机类工业工程专业学生对运筹学课程的学习需求,本文在分析近机类工业工程专业学生基础课程结构及其对运筹学课程的支持内容,以及后续应用课程(实践环节)对运筹学课程的需求的基础上,应用实践导向理论,提出实践导向型的工业工程专业情境化运筹学课程体系架构。该体系结构采用“引例-模型-算法-应用”一体化教学模式进行教学内容的阐述,其中:引例过程:充分利用基础课程及其对运筹学课程的支持,如高等数学中的函数与极限、导数与微分及其应用、定积分及其应用、向量代数、多元函数、微分方程等知识;概率与数理统计中的基本概念、随机变量及其分布、随机变量的数字特征、抽样分布、参数估计、假设检验、方差分析、回归分析等知识;线性代数中的行列式、矩阵运算、矩阵初等变换与线性方程组、向量组的线性相关性、相似矩阵及二次型、线性空间与线性变换等知识;以及学生在金工实习、理论力学、材料力学等机械类基础课程中接触过的工程示例,将这些基础课程中涉及的知识和问题以引例的形式加入到课程教学中去。通过例举学生在基础课程中学习过的背景知识,引导学生加强对已经学过的相关基础数学知识及其应用问题的温习,尽量提高续前课程的利用率,避免重新学习老知识,减少学生学习的心理负担。
模型和算法过程:由引例归纳、引出问题的数学/逻辑等抽象描述,将学生易于理解的工程实际问题归结为运筹学和系统工程典型问题,提出该问题的建模相关的理论、方法和过程,建立系统模型。通过用基础知识求解和运筹学算法在求解范围和能力等方面的对比,增强学生对学习运筹学算法的兴趣。在教学内容的优选与设计的过程中,根据各主要运筹学分支和系统工程理论体系中与基础知识的结合程度,以及对应用课程(实践环节)的支撑程度进行课程内容的重构和设计,形成以系统思维、系统建模与仿真、系统分析与规划、系统预测、系统评价决策和系统优化几大主题为中心的相关理论、方法等组成的全新运筹学课程知识体系结构。其中系统思维重点进行霍尔三维结构、定量化方法、以重构为重点的分析-重构法等方面的训练;系统建模与仿真主要内容包括数学模型、逻辑模型、模拟模型、系统动力学模拟技术及随机模拟技术;系统分析与规划内容包括线性规划、非线性规划、动态规划、网络计划技术及随机服务系统分析等;系统预测包括定性预测方法、线性回归预测、时间序列预测及判别分析预测等;系统评价决策包括九级评分法、系统综合评价法、层次分析法、风险决策及不确定性决策;系统优化包括线性系统最优化方法、非线性系统最优化方法、随机服务系统费用优化及网络最优化方法等。应用过程:充分考虑应用课程及其对运筹学课程的需求,从相关的制造过程、管理过程等实际问题的层面出发,以案例应用的形式引导学生以实践为导向进行相关模型和算法的推广练习。相关需求包括后续课程中:生产计划与控制中的需求预测、生产计划编制等,设施规划与物流分析中的设施选址问题、选址评价等,工程经济学中的多方案经济评价、风险分析、设备更新分析等;以及实践环节中:机械设计课程设计中的优化设计、工业工程实习中的工作分析与评价等。
三结论
本文所提出的课程体系结构的重点是针对近机类工业工程专业的需要,充分利用学生已有的数学基础知识,结合后续课程中的应用案例,有目的地选择与二者相关性较大的理论和方法,建立实践导向的工业工程专业运筹学课程理论与方法体系,避免学生在学习过程中,感觉学而无用或学而不会用,提高学生的学习主观能动性,提高学生对运筹学相关知识的学习兴趣和对专业知识的关注度和辨识度,帮助学生后续专业方向、毕业设计、专业科学研究和就业等选择过程中做出正确的决策。
作者:杨静萍王万雷魏莉罗跃纲单位:大连民族大学
1基于职业发展进行实践教学环节设计的必要性
工业工程专业具有非常强的实践性。工业工程的目标是用技术的方法,经济、有效地解决社会系统的现实问题,这就要求工业工程专业培养的学生能将所掌握的知识与社会中的实际问题相联系,具有解决社会现实问题的能力。目前,高校人才培养方案设计的常规模式是依据学科的知识体系,按时序设置课程,追求本科专业知识的完整性和逻辑性。这种设计模式在理论上是合理的,但容易出现学校教育与市场需求相脱节的现象。因此,应将学科知识体系与市场需求和职业岗位知识能力要求相结合,以职业岗位能力需求为导向,构建更加合理的专业知识结构,并具有较强的适应能力和知识迁移能力的课程体系,从而提高学生的就业竞争力。同时,融入必要的实践教学,把工业工程专业的实践性充分地体现在整个教学过程中。我校作为山东省应用基础型人才培养特色名校,多年来始终把人才培养质量放在重要位置,对本科人才培养和就业工作极其重视。2014年,结合山东省名校建设和自身专业发展,通过多方调研,对培养计划进行了修订。通过引入具有一定优势的机械和土木建筑等工程基础技术,形成富有特色的工业工程专业培养特色。专业定位为培养具有坚实的自然科学、社会科学、现代经济与管理科学知识,具备一定的工程技术基础,具有较强的创新精神和工程实践能力,能够综合应用工业工程理念和知识对生产型和服务型企业进行规划、设计、评价、改善以及创新,能从事工程、设计、制造、管理、科研与教育等方面工作的高级复合人才。在培养计划中突出实践的重要性,构建有特色的实践教学体系。作为实践性很强的工业工程专业,其毕业生不仅面临就业问题,同时也面临着进入工作岗位后的职业发展问题。对于应用型本科人才的培养,我们强调工业工程人才的培养,不但重视职业对人才素质的培养要求,而且要关注学生个体发展的需要;要把职业能力和职业素质的培养反映在人才培养方案当中,突出毕业生进入工作岗位所需职业技能的各类教学环节,强调解决最短时间上岗的问题,增加就业竞争力;同时还强调培养学生未来职业晋升和相近岗位迁移的职业能力。实践环节是高校工科专业教学必不可少的环节,更是工业工程(工科)专业实现其培养目标的必修环节,对实现职业发展和提高人才培养质量有重要作用。
2当前工业工程专业实践教学中的主要问题
实践环节应该具有较强的针对性。当前在各高校进行工业工程专业实践教学过程中,虽然都有课程设计、各类实验和实习等实践环节,但具体内容上由于专业定位和学校资源的不同,形成了很多有特色的实践教学模式和体系,但也存在很多问题。
2.1实验过于侧重验证性
实验在开设的课程实验中,多数仍然是验证性实验,设计性实验、综合性实验占比较低,各门课程的课内实验,仅依附于课程内的理论知识,学生难以从实验中开拓创新。
2.2实践教学手段单一
理论不能联系实际课内实验和部分课程内容设计均采用统一的模式,学生被动接受教师预先设定好的方案,按步骤进行,缺乏实践活动的参与性,积极性不高,也不利于发挥学生的自主性。同时,由于部分教师缺乏企业实际工作经验和工程实践背景,所设计的方案与实际情况出入较大,不能很好地锻炼学生的实践能力和学习能力。
2.3实验设施不够完备
实践教学内容简单在工业工程本科教育中,对于实验室建设方面明显投入不足,仅能够保证基本的专业实验。对于强调实践性的工业工程专业,因实验设施设备的不足,无法充分发挥实验在实践教学活动中的作用。
2.4实践、教学分散
不成体系以我校为例,仅开设了管理信息系统、基础工业工程、人因工程3门核心课程的课内实验和设施规划与物流分析、人因工程2门课程的课程设计,部分需要课内实验的核心课程,例如生产运作管理、质量管理工程、系统建模与仿真等,都没有开设课内实验。虽然开设了金工实习、认识实习、生产实习、毕业实习和毕业设计,但由于实习单位生产情况的不确定性,往往造成实习缺乏针对性和代表性,不能很好地参与生产实践。对于定位于应用型工业工程专业培养的院校,还存在毕业论文过多的情况,经常出现指导教师指定论文题目进行写作,缺乏实际背景的现象。这些缺乏联系,过于分散,没有形成有机整体,更缺乏综合实践的课程,未能最大限度地发挥实践教学对于学生素质和能力培养方面的重要作用。
3基于职业发展的工业工程专业实践教学体系的构建
工业工程专业培养的合格毕业生,必然是在企业中与工业工程专业相关的岗位上工作,并具有良好的职业发展潜力。这就要求我们关注学生的职业生涯和可持续发展,使学生既具备从事职业活动必需的高技能,又具备能为整个职业生涯提供持续发展动力的职业素质。在进行新的专业培养计划修订过程中,按照职业发展的要求构建工业工程专业实践教学体系。力求以职业发展为导向,促进实验教学体系的改进,利于学生的顺利就业和职业目标的达成。我们通过梳理核心课程在实践教学中的作用和相应的职业能力需求,按照从“课堂案例教学-课内实验-课程设计-工业工程综合实训-各类实习-毕业设计”的路径,辅以课外活动竞赛等构建三部分的实践教学体系工程技术实践部分,由于工业工程是工程技术与管理的交叉学科,在强调工程技术知识的同时,也要注重工程技术实践。我们设置机械电子与控制和土建施工两部分工程技术。实践部分分别包括机电控制PLC课内实验和土建施工电子制图课内实验,设置机械制造课程设计、电工电子实习以及金工实习。专业核心实践部分,在理论课堂增加案例教学的基础上,通过对专业核心课程的梳理,重新规划建设了实验室,开设了基础工业工程课程实验14学时,人因工程学课程实验12学时,生产运作管理课程实验16学时,质量管理工程课程实验6学时,精益生产课程实验4学时,系统建模与仿真课程实验24学时,并且在课程实验中增加设计性实验和综合性实验的比例,开设开放性实验,由学生利用实验设备自主选择实验内容。在开设课内实验的基础上,进一步开设基础工业工程课程设计、人因工程课程设计、设施规划课程设计、生产运作管理课程设计。同时,开设工业工程综合实训。此外,我们把生产实习放在工业工程综合实训之后进行,以便学生在企业进行生产实习时更具针对性。我们强调,毕业实习和毕业设计的关联性,仅允许极少部分学生撰写毕业论文,绝大多数学生要求采用毕业生设计形式完成实践的最后一个环节。要求学生以毕业实习了解的实际企业背景,寻找企业生产实际中的问题,运用工业工程的方式进行解决,或者模拟进行产品的组装线设计或生产系统设计。经过毕业实习和毕业设计共16周的强化应用训练,可以让学生增强解决问题的实践能力,便于提高学生走向工作岗位后快速适应岗位的工作需要,为职业发展树立良好的开端。考虑到部分中青年专职教师的企业实践和工程背景不足,我们聘请了来自企业的校外兼职实践指导教师。通过他们的指导,可以拉近教学实践过程和企业实际之间的距离,从而使培养的工业工程毕业生具有更好的职业发展潜力。课外实践部分,我们充分利用课外实践增加学生的工程实践素质,结合大学生数学建模大赛和大学生创新大赛,进行分类指导,充分发挥竞赛对科学素质的锻炼作用。通过组织学生以全国工业工程案例应用大赛,使学生真正感受工业工程在企业的应用。对于大四学生,鼓励参与中国机械工程协会工业工程分会主办的见习工业工程师资格考试,从理论知识和实践能力方面综合对学生进行第三方评价。
4结束语
实践是工程技术人才成功之本,缺少了实践性就不能称为是工业工程专业。在培养目标和办学特色中要重视实践教学,以我校工业工程专业的实践改革为基础,基于工业工程从业人员的职业发展需要,构建了工程技术实践部分、专业核心实践部分和课外实践部分的三部分实践体系。实践表明,通过较为全面的实践训练期望工业工程毕业生,不仅能在毕业时具有良好的就业竞争力,获得合适的工作岗位,也能有利于毕业后的职业发展,成为真正合格的应用型高级专业技术人才。
作者:原丕业万鹏马莲欣单位:青岛理工大学管理学院
1工业工程本土化中文化和模式
中国工业工程在管理方面与发达国家有所不同,企业的运营模式在不断摸索中得到的成果,是自然学科和工业工程技术相结合的产物。企业在社会发展中受到本土社会文化的影响,其通过外界环境因素逐渐渗透到企业内部,对企业管理人员和员工不断的进行渗透,思维和行为媒介传播至企业内部。企业的管理技术决定了企业发展的目标,其组织形式、过程控制办法等影响着企业生产要素的投入和输出能力。所以,企业的文化内涵可以从管理技术以及社会文化方面看出,是内部环境和外部因素共同影响的结果。企业在行业、区域、阶段等方面存在一定的差异,因此不能建立一个适合所以企业的管理模式,企业在发展过程中需要有个性化的模式存在。所谓的个性化模式是根据企业自身经营的实际情况、企业员工、技术等能够正确的反应企业工业工程策略和方法的成果。例如:采用何种技术和产品实际的生产流程等。因此,企业的个性管理模式是企业工业工程和企业文化共同作用的产物,二者缺一不可。其中工业工程包括良好的思维、正确的流程、合理的方法以及先进的生产工具,企业文化包括企业内部长期以来形成的价值观以及员工的行为规范等。
2能力导向策略实践选择
我国企业在实际的生产中存在工业工程能力继续改进以及信息化技术需要加强的等方面的问题。因此,企业需要清晰的认识到工业工程技术的目的是为了使企业资源利用和管理方面更加集成。对于资源、技术、资金相对优越的企业而言,可以采用系统的工业工程技术将推动企业由集成能力向精益能力方面发展,使企业在人员配置、信息传输、资金流动等方面形成更具价值的流程,对于这类企业采用的是IE与IT相结合的策略。而对于资金较为充足、生产过程中自动化能力不足或者生产流程过于简单的企业,需要改进其生产流程使其更加精益生产,并且辅助以相应的信息系统例如:ERP等,会使企业生产更加完善取得更好的产值,因此这类企业是先采用IE,而后在实施IT的办法。对于一些自动化程度较低并且生产环节较多的密集型企业而言,在产品加工过程中会出现极大的浪费情况,因此需要科学、合理的对产品生产流程予以改善,建立起一个良好的过程管理,降低浪费发生的概率。基于企业的实际情况,并不适合过快的实行信息化,而应该在基础工业方面进行加强,当生产能力提升到一定的水平时再予以相应的信息化管理。目前,我国的大部分企业属于此类,因此在对其进行信息化系统开发时需要坚持实用性和适用性原则,根据企业的实际需求、文化特点有选择性的利用工业技术,将工业工程技术应用到实处,充分发挥其应有的作用。
3结语
在市场竞争日益激烈的今天,我国企业发展面临着诸多压力,因此需要本土工业工程对其进行帮助。本文首先阐述了我国工业工程概念及其内涵,进而分析工业工程本土化中文化和模式,最后能力导向策略实践选择。本土化工业工程在实践中仍有需要不断完善的地方,因此我国企业在今后的应用中需要不断改进,使企业发展得更好。
作者:袁源才单位:永裕五金塑料制品有限公司
一工业工程实验室建设目标
各高校应根据自己学校的资源状况、办学特色、区域经济的特点和不同类型企业对人才知识结构的需求,选择不同的工程方向模块课程体系。所以,在实验内容的安排上尽量要有各自的特色。总体上,可以把工业工程实验分为基础实验和特色实验两个部分,以建设满足“掌握工程技术、计算机技术基础、现代管理方法与系统理论,具备工程管理与创新能力”培养要求的实验实践教学体系。合理配置教学资源,整体规划、精心设计、突出基础、强化特色,将系统理论知识传授和专业技能培养相互融合,构建集情境依赖、模拟仿真、实战体验为一体的、满足学生基本实践技能培养与个性化创新发展需要的实验教学基础平台,为培养满足新世纪社会经济发展需要的工业工程人才创造条件。
二工业工程实验室建设的现状
华南农业大学工业工程专业设在信息学院管理科学与工程系,因此,与工业工程有关的实验室建设也主要由该系完成。该系原来已设置信息管理与信息系统专业,已建成两个实验室。这两个实验室的总面积为328m2,拥有计算机160台,每台计算机上都装有办公软件、统计分析软件、物流软件、财务软件和ERP软件等常用软件。这两个实验室原有的硬件及软件只能完成的工业工程中本该由现代工业工程实验室中应完成的部分实验项目,主要有:管理统计学实验、ERP综合实验、运筹学与系统分析实验、工业工程的计算机方法实验和通信与计算机网络实验等。2008年成功申报工业工程专业后,管理科学与工程系申请到少量经费进行工业工程专业实验室的建造。新建成的工业工程实验室面积为140m2,采购了一批基础工业工程实验设备:倍速链、转角机等模拟流水线生产设备;温湿度仪、照度计、视觉反应测试仪等。同时还根据需要,添置了建模与仿真软件、达宝易工业工程软件等。由于经费有限、学生数量多,所以总体来说,设备数量和种类偏少,部分设备品质达不到实验要求,从而造成部分实验达不到预期效果。
三工业工程实验室建设的几点建议
专业创始之初,华南农业大学的专业教师分别到香港理工大学、香港城市大学、华中科技大学和广东工业大学进行调研。据调研,这些学校的工业工程实验室投入较大,实验项目建设周期也较长。虽然我校已经初步建好了一个实验室,但还是需要进行长远规划,结合实际情况,仍需分期投资,进一步做大做强实验室,提高专业建设水平。结合华南农业大学的资金实力及系部设置的实际情况,建议工业工程实验室建设应参照以下三条原则。
1结合本校优势
进行资源整合华南农业大学是由广东省和农业部共建的广东省“211工程”大学。学校前身是始创于1909年的广东全省农事试验场暨附设农业讲习所。1952年,在全国高校院系调整时,由中山大学农学院、岭南大学农学院和广西大学农学院畜牧兽医系及病虫害系的一部分合并成立华南农学院,隶属农业部主管。1984年,正式更名为华南农业大学。华南农业大学是以农业科学为优势、以生命科学为特色,农、工、文、理、经、管、法、艺术多学科全面发展,具有鲜明特色的综合性大学。该校的工程学院、经济管理学院均属历史比较悠久、实力强大的学院。工程学院有国家重点实验室等各类实验室共计13000m2,经济管理学院规划实验室有3100m2,已建成1853m2。两学院中与本专业有关的实验室有:机类实验室、物流管理实验室、ERP实验室、企业经营模拟实验室和企业信息化管理技能实验室等。两学院实验室设备先进,实验室的使用并没有达到完全饱和的状态。因此,结合该专业的现状,可以将部分实验课改在此两学院实验室进行。
2分阶段建设的原则
信息学院是一个新成立的学院,而该学院的工业工程专业更是一个新专业。新学院资金比较有限,因此,在资金有限条件下,建设工业工程实验室应采取主次分明、分阶段建设的原则。必须满足最基本的实验要求,人因工程实验是工业工程专业学生认识专业的基础,而人因工程设备少,有些只有少数几套,随着专业扩招,学生人数越来越多,实验设备尤其显得不足。而且人因工程实验室的建设经费的弹性比较大,需要的基本资金不多。因此,建设IE实验室应该优先考虑加强人因工程实验室的建设。对于需要资金较多的基础工业工程实验室和现代工业工程实验室应当不断积累经验,探索适合我校特色的IE实验室发展之路,根据专业发展规划逐步完善实验室设施,不能急于求成。另外,也应考虑现代工业工程中使用的不少实验设备和软件随着技术发展也在不断升级,价格和效用也会发生变化,因此应当采用分期延迟采购模式。
3密切校企合作、发展共建的原则
自学院成立以来,该系先后同三家企业建立了合作关系,与他们签了“校外实习基地”协议。IE本来就是实践性非常强的学科,可以组织学生到企业参观、实际操作,回校后学生可以通过模拟与决策、建模与仿真、案例分析等来优化企业原有方案,达到更好的实验效果。但是目前因为实习基地数量少、部分企业规模小以及路程较远等客观因素的制约,想要把企业和实验较好地结合起来,难度比较大。因此尚需与更多、规模更大、地理位置更便利的企业建立合作关系,使之成为实习基地。以实现学校、学生、企业三赢的目的。
四结束语
IE专业在我国高校的发展历史还不长,整体来说国内IE实验室建设发展缓慢。但是工业工程实验体系的设计与构建,对于学生来说相当于是理论联系实践的桥梁,为学生提供各项理论研究与实践探索的平台,深化学生对工业工程学科的理解,提高学生对现代工业工程管理手段的驾驭和操作能力,影响甚大。因此,我院应在资源有限的条件下,根据特定的培养目标和特色,结合实际情况,合理规划、逐步建设。结合以上几条原则,最终将我校IE实验室建设得更强更大,将我们的专业办得更好。
作者:欧阳庆吴春胤张建桃曹咏单位:华南农业大学
一“、卓越工程师”教育理念的贯彻落实
1.师资建设
卓越工程师培养计划是国家高等教育改革的重要一环,本质上已经超出了教育的范畴。高校能够动用的社会资源和实践环境以及器材经费都十分有限,企业不愿意接受大学生的实习,对其进行培养和引导,另一方面又在招聘时对其能力颇有微词,这就形成了恶性循环。针对这一点,教育部积极协调企业和学校的关系,激励企业与学校合作,实现双方的社会价值,充分激发企业的社会责任感。总之,想要增强师资力量,首先需要政府在政策和经费两个方面的有力支持。其次是教学管理,教学管理也是教学条件的一部分,为了提高学生的创新实践能力,就要在学生信息登记管理、师资队伍建设和课程体系等方面下足功夫,如降低数理化等基础科学课程的比重,增加工程实践环节等。目前,实践条件不足,设备条件差,教学场地不足,教学队伍水平不够,无法进行双语教学等问题依然存在。显然,这些同样需要教育行政管理部门和高校投入更多,以期循序渐进地解决。
2.课程建设
如果说教学条件属于硬件建设,那么,展现学校软实力的具体课程安排显然占据着更为重要的地位。首先,工科人才的培养体现着团队合作精神,任何工程的完成都是环环相扣的,而且这些工作绝不可能由一个人完成,那么,在进行课程安排的时候,每一个层次的教学都应该以小组为单位培养每个大学生的团队意识。其次“,回归工程”的含义应在课程安排上得到充分的体现,故而课程安排大体上应包括五个基本方面。一是公共基础课和专业课,通过真实案例和教学经验,优化课程教学内容,调整课程比例。二是课程设计,即以项目教学的形式作为结课时的考核标准之一,将相关课程所涉及的知识技能浓缩成明确课题布置给小组,让其根据要求,运用所学知识技能,通过确定项目的任务、制订工作的计划、组织项目的实施、考核评估以及总结归档等五个阶段,查阅资料、问卷采访、计划执行,并最终完成课题任务。三是实习,在学校相关实践中心开展与工程相关的车间基本操作技能及流程练习,或去企业进行假期实习和毕业实习,提高工程实践能力。四是毕业设计。可以说,毕业设计是对学生大学生活的全面考核,只有在生活、学习和实践中随时保持清醒的头脑,善于观察,不断思考和琢磨,才能有想去完成和研究的课题。五是参与项目,通过参与教师的科研项目和各种创新实践活动,使学生时刻处在一种浓厚的工程实践氛围之中,熏陶学生的相关思维,培养学生的实践意识和综合修养。
3.周边教育
“回归工程”的教育理念本身就具有国际性,是全世界各教育机关都应该思考的问题,如何回归到工程本身,需要方方面面的努力和加强。与世界高校进行合作交流,鼓励交换生机制,聘请业内知名教授前来点拨授课,欢迎企业人事部讲述对大学生的期许,这些都是在交流中的学习和进步。好想法需要一个很长的孕育期,但技术的进步却只源自于一个念头一个灵感,而灵感的诞生,总是在各方各界专业人士讨论成果和总结缺点时诞生的。
二“、卓越工程师”的创新工业工程实践研究
1.在创新竞赛中求创新
创新被视为21世纪最重要的能力之一,其实工程方面的创新能力并没有什么不同,多参加创业比赛、学科竞赛、设计竞赛等,不一定获奖,但对学生熟练掌握课堂所学知识,增加常识和人脉,培养细致的观察力和思考力有很大帮助。在比赛过程中,学生势必要了解相关的知识,并进行实地考察,这些都是一笔财富,做这件事本身也塑造着学生的做事方法。
2.执行力比创新思维更重要
执行力是21世纪是最值得称赞的能力。如果一个人空有创新的想法,而必须靠别人将之付诸实践,是很没有成就感的一件事。从这方面来说,执行力本身就是创新实践的一部分,在工业工程中尤为重要。这方面的锻炼还是强调企业实践,如生产实习、毕业实习、假期实习、带薪锻炼等,或者就是给学生一个项目让其完成,使学生熟悉企业的管理和运作,这种学习是校内的任何实践和比赛都无法提供的。
作者:史妍单位:南京理工大学
一、IE专业本科生培养QFD模型的构建
1.顾客及顾客需求高等教育是特殊的服务业,学生通过教育得到知识和素质等各方面的技能,最后走向社会,社会上的单位接纳从学校走出的学生,利用学生从学校获得的各种技能,为企业自身谋求利益,因此,社会上的单位是最终的顾客。学生在学校接受教育期间,要缴纳一定的费用,以此获得接受教育的机会,所以学生也是顾客,他们所要获得的是知识、能力和素养。因此,高等教育有学生和企业这两种顾客。本文以问卷的形式向某校13和14届的IE毕业生和招收IE专业的公司招聘专员征集求职中的技能,并根据求职中技能的重要度对各种技能进行打分。具体技能如表1中第1列所示。
2.关键质量需求确定根据学生和企业对求职中各种技能的打分,可以得到各种技能的重要度。根据学生和企业的问卷结果,再比较某校IE专业毕业生与省内以及国内重点院校的毕业生,得出比较分析数据Mi。改进目标是改进后希望达到的需求满足程度,水平提高率是目标质量评估值相对于现有质量情况评价的提升比率。根据目前某校IE专业的现状,制订合理的目标,并计算出水平提高率,具体。
3.制作质量表将技能需求转换为技术质量要素,用KJ法聚类,将抽出的类似技术指标放在一起,从而将各类特性归纳、合并。通过汇总整理,将各指标的质量特性明确化。最后得到技术需求特性如表2中第
4.关键质量特性确定利用式计算各项技术要求重要度Hj。通过对技术水平的分析及省内、国内竞争对手的比较,根据式计算技术竞争力指数。通过上述分析,绘制技术措施及竞争力表格。
5.构建二级质量屋由第一阶段质量屋,根据技术要求重要度,从6个技术要求中,选出技术重要度最高的前三个作为输出特性指标,以对某高校本科生的培养机制进行改进:具有较为完善的实验室以及实践基地,较高的教学质量水平次之,然后是完善培养方案和教学计划。将这三个特性目标作为新的质量屋的左墙,并根据前面介绍的方法和步骤找出更精确更具体的改善措施。用同样的方法,将第二阶段的数字利用相关公式进行处理,利用富通QFD软件。
二、提高IE人才培养质量的改善措施
1.构造良好的教学质量管理评估体系针对某项学习任务制定相关的学科内部标准,以此来监督各项指标的完成;在关注本校状况的同时还要关注同类院校的动态,并在各个方面制定相关的外部标准。
2.课程设置灵活性与适应性实践与动手操作能大大提升IE本科生的培养质量,使IE学生在求职中脱颖而出,所以应该适当增加具有实践性的科目,在实验室或者实践基地进行实习学习,增加IE学生的动手能力;重视英语和计算机等部分科目,开展一定的活动激发学生学习英语以及各种软件的兴趣,让学生掌握本专业的相关软件,如CAD、Witness系统仿真、Minitab等软件。
3.授课水平高与考核机制完善改变传统授课方式,调动学生自主学习的积极性,让学生参与到课堂中来,不仅让学生学到知识,还可以锻炼语言组织、团队协作等能力;根据课程的特点来选取合适的考核制度,比如,AutoCAD课程,不应通过论文或者卷面考察。
作者:孟秀丽单位:南京财经大学管理科学与工程学院
一、工业工程课程体系现状
(一)毕业生外语及软件技能需求应对国际化与专业化,作者调研了毕业生需要达到的英语水平和计算机操作水平。占比61.54%的企业要求毕业生的英语水平达到CET4;同时,也有将近18%的企业认为还需要专业英语的配合,尤其是多种专业性软件的操作都需要良好的专业外语基础。专业软件的能力需求有明显的多样化和专业性趋势,一家企业往往需要毕业生掌握多种软件。因此,课程体系中的专业培养要加强专业软件的教学与实践,特别是培养学生的自学能力,因为软件的升级与创新周期越来越短,培养计划中不可能涵盖企业要求的每种软件。
(二)专业知识需求由调研可知企业对IE毕业生的专业知识需求具有集中性的特点,第一,南京工业大学毕业生从事的岗位集中,主要集中在生产计划、物流管理、质量管理和供应链管理四个方向;第二,企业对一些特定岗位人才的需求集中,如对物流管理岗位有需求的企业占据了92%。图2则直观体现了现代企业对工业工程人才专业知识的需求具有前瞻性与延伸性的特点,其中“法律”“二外”“国际贸易”“国际金融“”机械工程”占据领先位置。因此工业工程专业应培养的是具有多种知识技能的复合式人才。
二、工业工程课程体系的优化路径
目前南京工业大学工业工程专业的课程知识结构设置为通识教育、学科基础课、专业基础课和专业课四大类。对比专业培养计划与调研后企业的人才需求发现:第一,专业课学时只占总学时的15%;第二,实践环节比例不到10%;第三,知识面不够宽泛。这些都使得IE毕业生难以适应当今社会对于工业工程人才的需求。
(一)优化课程体系设计1.专业方向的优化。根据企业对工业工程人才的期望,以及国内工业工程专业发展的要求,将专业方向增至四个,分别是:A1.工业工程物流与供应链方向。A2.工业工程生产与运作管理方向。目标:致力于工业或服务领域的系统分析、设计、优化和管理创新工作,最终成为行业优秀的工业工程师或物流工程师。B1.工业工程(主)+某工程专业。目标:掌握工业工程学科的基本理论知识和系统管理的分析方法和技术,并对某工程专业(化工、生工、土木、电子通信、安全)感兴趣,致力于该行业的系统设计和管理创新工作,成为行业优秀的工程师或管理者。B2.工业工程+某工程专业(主)。目标:系统地学习并掌握某一工程专业(化工、生工、土木、电子通信、安全)的基础知识,并对管理领域感兴趣,能够基本掌握工业工程学科的基本理论知识和系统管理的分析方法和技术,并熟悉经济学科的基本理论与方法。未来可从事某一行业的管理工作,成为该行业优秀的管理者。2.专业课程的优化。优化后的专业课程模块划分成六个知识领域,包括自然科学类、工程基础类、经济类、管理类、信息技术类以及专业综合实践。其优势在于可以使学生清楚地了解自身所学的知识领域,并在必修课程的基础上自由搭配相关领域的课程,方便学生对相关领域知识的拓展学习,既体现了课程安排所学知识的连续性和拓展性,又使得学生在课程的选择上具有较强的主动性。B1方向和B2方向的专业课程则依据主专业的不同选取六大知识领域,合理安排主专业课程与六大知识领域必修与选修课程的衔接。3.实践环节的优化。IE是一个面向企业和组织,集工程、管理、经济等学科为一体的复合型专业。实践能力与动手能力既是重要环节,也是薄弱环节,并且在学校这个单一环境中进行是相当困难的。因此要解决这一难题,必须注重与市场接轨,加大实践环节的比重,并采取“实验”“软件实训”“课程设计”“模拟竞赛”“企业实习”“社会实践”等多种手段结合的形式加强学生的竞争力。调整后的实践环节课时安排达到40%,所占总学时的比例超过原先一倍多。
(二)优化理论与实践相结合的教学模式1.第四学期认识实习,实行“企业参观—岗位讲堂—专业方向选择”三步走。认识实习本身就是为大学生更好地了解专业而设定的,安排企业管理人员进行岗位授课,通过学生与企业技术管理人员面对面的交流,使让学生根据自身的兴趣合理选择专业方向。2.改进教学过程:从原有的“理论—设计”优化为“基础理论教学—设计—深入理论教学—设计修改—案例解析教学—设计定稿”六个步骤,使得学生有充分的时间进行设计、思考和改进。3.鼓励并组织学生参与区域性、全国性的比赛,如全国管理决策模拟大赛、IE亮剑、物流技能大赛等;其次,导师也可邀请该门课程表现优异的学生参与到硕士研究课题中。4.增强毕业实习的管理,延长实习时间,加强实习经验的交流。对于毕业生而言,毕业实习的经历还是次要的,关键在于对工作和岗位的理解。基于企业对工业工程人才的需求调研,从而阐明了南京工业大学工业工程专业培养方案的欠缺之处,并从课程体系中的专业方向、专业课程、实践环节三方面进行优化;并强调理论与实践相结合的教学模式进行改革。从而为培养出既熟悉工程技术又擅长经营管理,灵活掌握工业工程专业知识,具有较强实际工程能力的复合应用型人才做好了准备。
作者:蔡虹吴林谦倪卫红单位:南京工业大学
一、工业工程传统的特点及其拓展性
随着高新科技的迅速发展,提高生产率或效率的技术、方法还会继续增多和更新,现代IE的内容也会随之不断充实、变化。正是由于IE学科在目标层次上的稳定性和技术创新层次上的可创新性,保证了这一综合性应用工程强大的生命力和越来越广泛的实践指导意义。
1.IE的研究对象是生产性系统。但是,这种生产性系统越来越不局限于制造类企业或物质生产部门,还涉及服务性的运作系统,也就是说IE从研究工厂活动逐步扩展为一般性的运营组织活动,进而有可能扩展、研究更广泛的人文社会活动。例如,人机工程在工业设计中的拓展中,其研究对象出现新的内涵,认为人机工程学是研究人在设计、制造和使用人造物过程中所发生的全部人机关系[7];此外,针对人机工程的教育问题出现了“人机工程教育学(Educationalergonomics)”的理论,针对人机工程学方法和原则如何有效应用于实际的课题,则产生了“参与式人机工程学”(ParticipatoryErgonomics)的理论与方法[8]。
2.IE的目标是提高运作效率。尽管现代生产运营系统越来越强调对市场应变能力(效力)的研究,但提高效率仍然是经济活动基础性的永恒主题,IE正是在关注不同的效力问题的基础上研究相应的效率提高课题,从而形成诸多的发展主题和方向,并得到持续地发展动力。对于人文社会系统及其实践过程,社会性活动效率的持续改进和效力的设计以及适时跨越也是其关键议题,效力问题将更被关注。
3.IE的本质是持续改进,强调不断挖掘潜力、坚信“最好”的工作方法和关注最大整体效益。永不满足的精神在更广泛社会活动的推广,将有利于有益人文活动的保持和改善以及效力系统深入的、持续的创新。
4.IE提供了一套规范性很强的专用图表工具,能够帮助工业工程师记录和分析要研究的事实提供了标准的表达形式和语言基础,这是IE得以广泛应用的重要原因。在社会行动领域有必要构建类似的、但适应自身特点的图表表达和模型工具,除了对社会问题的描述和分析之外,更应该成为对庞杂社会科学知识进行调用的创新机制。
二、工业工程传统在社会领域的拓展
工业工程关注的主要是生产性活动,这些活动是涉及人的社会性活动的特例,并具有某些类似的特点,但相对于单纯的生产性系统,社会人文活动呈现更为复杂的特点。基于以上的分析,工业工程的研究和应用传统有可能进行社会科学领域的拓展,在借鉴其某些研究的框架的同时,还具有自身的特点。对人类社会人文活动或者称为社会交际行动的应用性研究,类似地会涉及人-技术-环境的分析框架,见图2。当然,研究的目标、重点以及涉及的领域知识、工具方法的发展等,具有很大的区别。图2影响社会活动效果的因素首先,相对于生产性运作活动的研究,一般社会性交往活动的研究除了关注活动的效率,更强调社会交际活动的效用/效力,所以,需要将社会性活动研究的目标定义为社会活动的有效性,包含活动效率和效力优化的双重目标。在积极引入工业工程的图表表达和模型工具的基础上,发展对活动效用的描述、测量和分析的工具,会成为研究的重要方向。
对行动效用的关注,使得社会交际活动的研究更倾向于问题驱动型的分析思维,即首先分析面对什么样的问题,然后在已有的知识中寻找解决问题的方法。区别于IE工具单纯的对所需解决问题的描述和分析,社会人文活动的研究工具更是一个解决问题的工具,既是问题分析工具,还是有关问题解决的知识库,包括对各类专门知识的积累、总结和简化,以及还是一个知识的搜索和确认机制。文献[9]就尝试将人因工程学的专门知识纳入到TRIZ(发明问题解决理论)的冲突问题解决机制中,提高了人因工程学的运用性,有关研究具有很强的拓展价值。发展这样的问题分析和解决工具对于解决持续涌现的、纷繁复杂的社会人文和交际问题具有启发性,并有利于运用庞杂的社会科学知识。借鉴创新方法的理论,利用这样的工具解决社会性问题的过程可以概括为见图3。此外,在社会性活动的研究中,技术因素具有更广泛的涵义,或者可以称之为器物因素。这类因素不仅指一般意义上的工程技术因素,还包括社会性技术因素,例如,经济机制、政治平衡机制、文化传递机制、冲突博弈机制、系统涌现机制等等。并且器物因素的分析具有相对的意义,也就是说某一因素属于器物因素还是属于人(参与者)或者环境因素的分析,需要视具体的情况而定。如果有关分析只局限于参与者行为分析的范围,则属于人的因素;如果涉及到交际促进机制的研究,则需要归于器物的因素;如果牵扯到有关环境和氛围的分析,则属于环境因素的分析。这样,在社会交际环境/氛围的研究中,既包括硬性的环境、机器和工作研究,更包括软性的社会机制、氛围的研究。而且,社会性活动效果的研究所涉及的有关知识,既包括科学、技术工程的知识,更涉及到各门类社会科学专门知识的运用,特别是在社会交往机制的设置研究上。
三、结语
工业工程的研究传统以及相应工具的引入,将促进开展工程应用性的解决社会人文问题的方法体系的研究。但这一机遇更侧重于问题的分析和描述方面,由于社会性问题的复杂性以及社会科学知识的庞杂,相应社会科学研究领域的发展方向是开展问题驱动型的社会创新系统体系的研究。这一体系既是问题分析的工具体系,还是社会科学领域的知识库,更是一个针对问题的知识的搜索和确认机制。因为,人们在解决复杂社会问题时的困境往往表现为或者是知识不足(或不重视),或者是知识过多(没有梳理),要么就是缺少针对具体问题的知识搜索方法和机制。
作者:张亚强单位:邢台学院
1存款业务流程分析及改善
根据动作经济原则及工业工程改善的四大原则结合图1,2,3分析导致上述结果的原因,首先是工作人员周围的设备摆放不符合人体运用经济原则和作业现场布置经济原则,其次是递送资料的凹槽设计不符合工具、设备的设计经济原则,最后是工作人员的有很多无效的动作,操作顺序不合理;下面就具体问题进行分析改善。
1.1设备的摆放改善打印机放在工作人员的右侧且离工作人员较远,工作人员打印存款内容时,身体发生扭动,且期间左右手都有空闲。根据动作经济原则,将打印机放在靠近身体的左侧,使其在工作人员的大臂活动范围内,这样,放打印机纸和点击鼠标就可以同时进行。根据人体运用经济原则及双手操作平衡原则可知,工作人员要把放打印纸和点鼠标的动作同时协调完成,就要把计算机和打印机分放在他的两侧。如果点钞机放在工作人员的左侧,就可以避免将钱从左手递送到右手这个浪费动作。原来笔和印章分放在工作人员的两边,这样放下笔和拿印章就不是一个连续的动作,并且左右手有交叉,故把笔和印章放在他的同侧可以避免一些不必要的移动。由于钱柜在工作人员的右侧,而文件、资料的保管处在工作人员的左侧,使得工作人员放存款(资料)的时候向右(向左)扭动身体,必要时还得弯腰;因此,将钱柜设计成抽屉,放在工作人员的视线范围内,不用扭动身体便可以进行现金和资料的暂存。现有的抽屉没有把硬币和5元以下的钱币细分,不方便工作人员寻找,间接影响工作效率,改进后的抽屉布置图如图4所示。
1.2凹槽的设计改善如果储户递送来的现金和存款单是分开的,就能减少工作人员分拣现金和存款单的动作,直接对存款单进行核对。因此,将原来的凹槽一分为二,一侧用于递送现金,一侧用于传送资料。根据现场布置经济原则和人体运用经济原则,改进后工作人员的办公场所布置图如图5所示。
1.3作业顺序重排根据工业工程改善的四大原则(ECRS),对工作人员的操作进行取消、合并、重排和简化,发现,有些动作可以取消,部分操作改变顺序后总的操作时间缩短了。如点钞机数钱的时候工作人员是等待状态,并且核对存款单的内容所用时间大于点钞机数钱的时间,如果这时核对存款单内容就可以把储户所填金额是否正确一起核对,既省了操作步骤又省时间;同理,储户核对签字时,工作人员处于等待状态,如果钱在储户核对签字时放置,便可以节省两次等待时间。
2改进效果
通过办公区域设备的摆放改善、凹槽的重新设计和作业顺序的重排后,工作人员的双手操作分析图。改进前后效果对比如表1所示。表1表明,左右手的操作次数少了5次,移动次数少了1次,持住增加了1次,检查次数少了2次,空闲次数少了16次,左右手的操作比较均衡;身体扭动次数减少了8次,整个流程缩短了45.08s,效率提高了20.1%,改善效果明显。
3结语
服务业的迅速发展,不仅需要从管理的角度去发现并解决问题,更需要我们从服务过程和服务参与者去发现并解决问题,通过对某银行工作人员办理存款业务的多次观察,运用工业工程的理论分析后找出浪费和不完善的方面,改进银行工作人员工作设备的布置、递送凹槽的设计改善以及调整工作人员的工作顺序,消除了工作人员办理存款业务中不必要的移动、扭动,减少了整个存款业务办理的时间,同时也减少了储户的等待时间,提升了储户的满意度,达到了双赢,为服务性企业应用工业工程提供借鉴。
作者:王俊峰陈永当张钰秦路宇单位:西安工程大学机电工程学院
1工业工程人才需求分析
我国工业工程高等教育明显是落后的,人才匮乏十分明显,尽管发展很迅速,但是却依旧无法满足我国发展对于工业工程人才的需求。襄阳市是全国十大工业明星城市之一,是中央、省属三线军工企事业集中的城市,工业总产值仅次于武汉市,居湖北省第二位。纺织工业是全国39个重点城市之一,全市工业已发展形成以轻工、纺织、机械、汽车制造、电子、医药、建材、冶金、化工、食品为主要产业以上工业企业规模个数突破2000家。按每家企业需要2名工业工程人员算,共需要工业工程专业人才4000人,而目前从事工业工程的人才不过500多人,而我校每年培养的工业工程毕业生约60人,可见缺口有多大。从中不难看出,襄阳区域的企业是我校工业工程毕业生的一个重要去向。作为汽车走廊的重要腹地襄阳,汽车产业是重点发展的支柱产业,不仅集中了省内全部整车、发动机企业,而且集中了70%以上汽车零部件生产制造与配套企业。因此,面向汽车产业需求的工业工程人才,是我们人才培养的一个重点方向。从近几年襄阳区域汽车产业需求的人才来看,主要有以下岗位类别:(1)生产管理:主要负责工厂或车间的人员调配、生产计划的组织与调度等以人、机器、物料等管理。(2)现场改善:主要负责运用现场管理与改善手段与方法对生产现场的工艺与流程改善,制定改进方案并推进。(3)经营管理:主要负责统计分析企业的各种制造费用,管控成本,降低企业经营成本。(4)质量管理:品质保证,建立管控零部件、生产成品的品质(质量)检验标准,判定不良原因责任单位,推动良率提升改善专案,并制作各种品质检测治具,制定的各种品质管控标准判定的执行单位,检出不良品,管控产品品质,推动良率提升专案。(5)物流与设施规划:主要负责工厂或车间生产系统设施布局规划、物流系统优化等。
2面向襄阳区域产业需求的工业工程人才培养模式
2.1基于汽车产业链专业群的工业工程专业建设思路在我国已开办工业工程专业的高校中,以西安交通大学和天津大学为首的学校依托在管理学院下,而以上海交通大学和重庆大学为首的高校则是依托在机械学院下,湖北文理学院工业工程专业,依托是机械工程一级学科。经过多年的沉淀与积累,确定了我校工业工程专业培养的行业特色,那就是面向汽车产业。我校机械与汽车学院共有4个本科专业,分别是机械设计制造及自动化、车辆工程、工业工程与汽车服务工程,这4个专业具有相同的行业背景。在新一轮的人才培养方案修订中,经过多次研讨,我们确定了面向汽车产业链专业群建设思路,即以省级重点学科机械工程为发展方向,紧密结合地方行业和区域经济需求,以汽车产业为依托,构建“汽车产业链特色专业群”,围绕“汽车整车及关键零部件技术”,四个本科专业分别面向“产品设计、制造、生产组织及技术服务”(工业工程专业面向的是汽车行业生产系统的设计、组织、协调与控制等)领域,培养具有创新精神的高级工程技术应用型专门人才。按照“厚基础、宽口径、强能力、高素质”的培养要求,对工业工程等所属四个本科专业采取一、二年级大类培养,三年级起按专业方向培养,实行通识教育基础上的宽口径专业教育,在凸显专业培养特色的基础上保证学生的后续可持续发展能力。
2.2基于汽车产业链专业群的工业工程专业课程体系设置我校机械与汽车学院下四个本科专业学科基础相同,行业背景相同,技术领域相近,反映在课程体系中,有着共同的学科基础理论、技术及技能要求,因此,基于专业群的大类培养课程体系,由“通识教育模块+学科基础(基本技能)模块+专业方向模块”构成,其中通识教育模块主要是培养学生的人文综合素质,使学生具备健全的人格和良好的文化素养;学科基础模块是各专业必须具备的机械设计、制造及计算机技术基础知识及必备的基本技能,是按照机械大类的可持续发展要求开设的课程;“专业方向模块”是根据地区经济发展要求,企业岗位需求和专业人才培养目标设置的体现专业特色的课程模块,是专业能力、方法能力和社会能力训练的综合;拓展模块主要是充分利用学生第二课堂开展综合性的实践创新活动,培养学生的创新意识和科学研究能力。
2.3基于汽车产业链专业群的工业工程专业实践创新体系构建为实现实践教学与理论教学有机结合,以能力培养为核心,体现实践教学注重能力、个性及创新意识培养的基本原则,构建了基于机械大类的工业工程专业模块化、多层次的实践教学体系,该体系由机械学科基础实践平台、工业工程专业实践平台及创新科技平台构成,在实践教学活动中采用虚实结合的手段对学生进行实际动手能力的培训。按照“一条主线(工程应用)、二个平台(课堂内、外)、三个层次(基本操作技能训练、专业工程综合训练、创新能力训练)、八个环节(基础课实践、专业课实践、基础技能实践、课程设计实践、专业技能训练、科技创新活动、就业岗位技能培训、毕业设计)”构建基于汽车产业链专业群的工业工程专业实践创新体系,其中八个实践教学环节分散在各个实践教学平台上进行。工业工程专业实践教学体系结构如图2所示。
3结束语
湖北文理学院作为地方性高等院校,在工业工程专业人才的培养定位上,始终强调与襄阳区域经济发展的紧密结合。近年来,在全国人才培养模式改革中,我们根据襄阳区域经济现状及要求,构建了基于汽车产业链专业群的工业工程人才培养体系,凸显了专业建设的特色。该人才培养模式很好的融入机械工程一级学科,取得了满意的效果,可为类似高校在人才培养模式中提供参考与借鉴。
作者:胡海莹陈国华王爽单位:湖北文理学院机械与汽车工程学院
1管材
1.1铜管铜管抗腐蚀性能低于不锈钢管,铜管在和水长期作用下,易发生铜绿,主要成分为碳酸铜,氢氧化铜化合物和硫酸铜。但是铜管管件比不锈钢便宜,材质比较软,适用于小管道,对细菌也有抑制作用,施工安装方便,在医用卫生行业应用较多,,有《用气体和真空用无缝铜管》[1]行业标准。
1.2使用原则根据如上所述的各种材料的特性,以下列出了不同场合压缩空气管道的管材推荐选用表,如表1所示[2],方便设计人员选用。
2管径
当输送流体量一定时,管径选择的大小直接影响着经济合理性。管径小,介质流速高,管路压力降会相应增大,空压机的运行费用就会增加;管径大,空压机运行费用就会减少,但是管路初期投资费用就会增加。因此,为达到合理经济,设计者必须选择合理的管径。管路沿程压降是管径考虑的最重要因素,确定方法就是根据管路流量及允许压降来确定管径,也可以根据管径和管路流量来验算压降是否符合设计要求。确定管径时应根据工艺设备运行时可能出现的最大流量和允许的最大压降双重因素来计算。工程上管径一般可根据经济流速来确定,低压压缩空气输气干管一般经济流速取8m/s~12m/s。当与空压站距离近时,设计流速可以适当放大。当距离空压站远时相反,可以适当减小流速,增加管径。表2为国际上使用的压缩空气流速,表3为国内推荐的压缩空气流速,可供设计者参考。
3坡度与放水
压缩空气管道初期投入运行过程中,或是空压站气体处理不彻底,或是航空工厂非连续运行时外界含湿量大的空气侵入管网都会造成管道内积水,压缩空气管道中的积水如果不排除,一方面会加快管道的腐蚀,减少管道的使用寿命,更重要的是会降低压缩空气的品质,影响工艺设备的使用安全,造成产品的不合格。为了不影响末端设备的安全使用,及时恰当的放水很有必要。《压缩空气站设计规范》明确规定“设有坡度的管道其坡度不宜小于0.002”。在航空工业工程设计中,一般设计时管道都有坡度,但在很多情况下,往往留给管道敷设的空间很有限,很多情况下需要和别的专业管道共支架敷设。这时如果设计时只考虑有坡度时的放水,而没考虑现场施工的难度,结果就是现场很多情况都没按图施工,没达到设计需要的坡度,这也为以后气体品质埋下隐患。鉴于此,如果经压缩空气站处理的压缩空气压力露点温度比周围环境温度低,在沿程管道中不会有水分析出,对以上共支架压缩空气管道,宜采用无坡度安装方式。但在具体设计时,为了增加吹扫效果,以及避免平时运行时可能侵入的水分,还需考虑如下两个因素:1)压缩空气沿程适当设置一些放水管,放水管上应设集水器;2)当管道为环状布置时[3],为提升管道吹扫效果应采用三通弯头等。这是因为当管路采用环状布置时,如果用普通弯头,会存在水压试验放水后吹扫不彻底、效果差的问题。
4布置方式
压缩空气管网压力高,泄露点多,泄漏量大,合理的布置方式直接决定着节能减耗,下面介绍布置过程应注意的主要几个地方:1)厂房内压缩空气管道布置形式一般为树形和环状形,考虑到厂房后期可能增加生产线,此时可能会造成某一支路气量不足,建议尽量采用环状形布置,方便以后改扩建。2)压缩空气干管应当避免出现锐角拐弯,压缩空气支管与干管应采用“鹅颈”形连接方式,避免主管路中冷凝物直接进入支管路中。在分支管路末端低处设排污口,方便管路中污物排放。3)为了降低局部阻力,尽量选择局部阻力系数小的管路附件和阀门[4],常开的阀门尽量选择闸阀等局部阻力小的阀门,弯头尽量选择弯曲半径大的机制弯头。4)如果厂房面积很大,管路很长,阀门弯头多,尤其又是三班制企业,在中班和深夜时,用户用气量大大减少,管网压降也相应变小,如果采用树枝状风管,不仅压降大,而且漏泄量也大。此时可以改为辐射状管网,在空压站内设置分气缸,这样就可以根据用户生产工艺的需求,调节供气压力和流量,既避免了非用气车间的漏泄,又可方便调节空压机的运行工况。
5结语
本文通过对压缩空气管道管径、材质、坡度与放水、布置方式等几方面设计的讨论,能够更加合理优化管网、加强泄漏量的控制、减少管网压降损失,提高压缩空气品质,保证安全运行,降低动力能耗,具有较强的实际应用价值,最后将助推工艺设备的安全使用和航空工业产品的质量提升。
作者:韦云飞胡长才单位:中国航空规划建设发展有限公司
摘要:在现代经济高速增长,社会迅猛发展的背景条件之下,不断推动现代电力行业的发展,促使电力行业成为我国重要的基础性产业之一。因此,对于电力企业的工业管理是切实关系到我国社会发展、行业进步的重要部分,需要得到相关人员的重视,并且在现代科技不断发展的现代社会,积极结合现代的管理手段和技术手段来进行电力工业的高效、科学管理,保证电力工业的安全、持续、稳定高速发展。
关键词:电力企业;工业工程管理;探讨
随着现代科技手段和管理理念的发展,电力工业作为我国经济发展中重要的产业部分,有着举足轻重的重要地位,需要积极的进行科学有效的管理活动。并且在现代社会激烈竞争的背景之下,人们对于电力资源提出了更加多样化的需求结构,电力企业为了能够提高市场范围内的竞争实力,积极满足客户需求,就需要不断进行自身的突破成长,切实做好电力企业的工业工程管理工作,为后期电力系统的正常运转,电力资源能够高效输送奠定基础。
1电力企业的工业工程现状描述
在现代社会的发展状态当中,电力工程早已不是人们传统认知当中的仅仅负责传输、分配电力资源的一种工程,而是承担着对于社会运转的基本能源提供,作为一种基础性能源,其本身就是一个非常复杂、综合属性明显的系统,在单一因素变化的情况下,会出现多种情况。并且在现代社会多样化能源发展的背景之下,尤其是水力发电、核能发电等技术不断突破,电力能源的产生提供了更加多样化的可能性,也让电力系统更加复杂、系统,出现更加多样化的问题。
2未来发展形式探讨
在越来越注重用户体验的现代社会当中,各行各业都开始着重研究客群的特征和需求结构,提供更好的服务来占据更大的市场份额。未来,电力企业的发展也必然要不断深耕用户池,通过深入的研究用户的需求变化和特征,来改变企业自身的产品结构,让用户满意,保持持续稳定的消费,是未来电力企业发展的一个重要方向,也是电力企业目前改革发展必须要重视的地方。
3如何加强电力企业工业工程管理的对策
3.1增强质量管理
在电力工程管理的过程当中,对于质量的把控是首当其冲的重要部分。首先要从态度上进行转变,有关电力企业工程质量的问题从来没有小问题,前期可能出现的任何小问题都可能会引起后期的大事故,威胁到相关工作人员的人身安全,影响到企业的财产保护,并且很有可能会威胁到电力需求用户的人身财产安全,需要得到工作人员的格外重视。在电力企业的工程推进过程当中,需要对每一个环节都进行严格的把关,不能忽略任何一个可能引起事故的因素,重视每一个小问题的解决,避免给后期的运行留下安全隐患。在具体的操作过程当中,如果出现问题要积极根据实际情况进行解决,不要盲目按照固化的规范进行操作,避免延误补救时机。
3.2提高质量把控意识
在电力工程的管理过程当中,需要电力企业的领导人从观念上进行改变,重视电力工业工程的质量把控,加强对于员工的安全意识灌输,领导人通过自身对于质量把控的重视来影响工作人员对于质量问题的看重。另外一方面,在具体的工程施工过程当中,需要相关的工作人员工作要按照行业的操作规范进行,并且在工作开始之前对于工作的场地进行实际的勘探,充分做好施工前的准备工作。一旦发现可能出现的问题要及时汇报,积极引起人们的重视,避免出现问题的遗漏,通过这样的方式来切实地提高电力工业工程的安全管理。电力工程的技术人员要积极运用自身的技术,来积极发现可能出现的问题,电力企业也要积极培养工作人员的专业技能,尤其是对于质量把控相关的技能,通过人才综合素质的提升来提高电力工业工程发展的安全系数。
3.3控制电力工业工程的成本管理
在电力工业工程具体的施工过程当中,要针对成本进行严格的管理,尤其是在材料、设备的采购过程当中,电力企业需要设定专人进行监督过程,通过降低电力工业工程的成本,减少不必要的浪费,降低企业运转的消耗,通过科学有效的成本管理,进一步提升电力企业的经济效益。这一过程的实现就要求电力企业切实提升自身的管理水平,在保证实施过程中的安全、质量前提之下,尽可能地压低成本,为企业争取更大的利润空间,减少资源的浪费。
4电力工业工程管理模式的创新
在电力系统逐渐成熟完善的现代社会当中,电力资源的运转越来越顺畅,但在现代科技和管理理念发展的今天,如果电力企业想要保持持续稳定的发展态势和明朗的前景,就需要持续关注企业自身的创新能力,就要求电力企业不断吸引新型的人才和科技手段,可以通过举办定期的讲坛、聚会等,让员工充分讨论现代电力工业管理的新方法,并且通过学习来不断激发自身的创新能力,让创新能够与实际工作真正地结合起来,促进行业发展和企业自身盈利能力的进步。
5电力企业的发展
在现代社会发展当中,各种行业都出现愈发严峻的竞争,电力企业目前已经不能完全使用传统的电力工业工程管理模式,需要根据行业的发展、现代科技的进步,来不断更新自身的管理模式,通过新型的管理模式来促进企业的自主活跃度。
6结语
总而言之,在现代社会竞争愈发激烈的背景条件之下,电力企业工业工程管理需要不断创新,更新管理理念和管理手段,注重行业发展的新动向,积极转型,并且适应社会发展的多样化需求,以客户为导向,不断满足现代社会发展的节奏。因此,对于电力企业工业工程管理的探讨是具有重要现实意义的课题。
作者:陈雷 单位:国网山东省电力公司汶上县供电公司