基于精益实战训练营的工业工程实践教学研究
马志斌，陈典红，顾巧祥，刘曦泽，叶良朋
（中国计量大学 质量与安全工程学院，浙江 杭州）
摘 要： 针对目前工业工程专业实践教学中存在的问题，基于“问题导向、训战结合”的理念，以课程实践为驱动，以实际微型工厂为载体，开发了精益实战训练营。训练营以精心设计的具有丰富加工工艺的模型飞机为产品，进行真实的生产运营，实现对各工业工程主干课程实验的整合。生产包含批量生产、改善生产、精益生产三个大阶段，实现从推动到拉动的生产方式转变，使学生切身体验发现问题、消除浪费、持续改善的实战过程，在夯实精益理论基础的同时，更培养学生问题意识、创新思维、团队精神、沟通协调等综合实战能力。
关键词： 精益实战训练营；问题导向；实战演练；课程实验整合
一 工业工程教学特点
工业工程是借助于科学和技术，人、机、料、法、环、信、资金以及管理手段，进行生产或服务系统的规划、设计、制造，具有明确目标、时间限制以及质量和生产率要求的实践活动。工业工程是综合性、交叉性学科，其解决的是生产中系统性问题，需要将技术、管理多领域知识理论融会贯通。
工业工程是实践性非常强的专业，其理论知识只有在实践应用中才能深入体会和理解。工业工程对人才的培养，应注重发现、分析问题的问题意识和解决问题的创新能力、现场实战能力。现代IE 不仅是一种工程技术，而且还是一种哲理，特别强调发挥系统中人的作用，[1]工业工程人才特别需要社会组织沟通、团队精神及协作、灵活应变等知识外的能力。
二 工业工程教学主要问题
1998年，时任德克萨斯农工大学工业工程系主任郭位教授指出当时工业工程教学上的诸多问题。[2]近些年，工业工程的实践教学有许多积极的探索，如：构建从点→线→面逐步强化的综合实践教学体系，[3]使用乐高玩具的工业工程仿真实验实践教学平台，[4]实践教学体系的框架模型的研究等。[5]但总体而言，依然有以下主要问题没有得到实质性解决。
（一) 缺少生产运营实践体验
由于各种条件限制，学生非常缺少企业实践，对企业实际生产环境和制造环节缺少感性认识，对很多工业工程理论在普通实验室没有途径验证从而无法深刻理解，更无法体会实际企业改善中技术以外的阻碍和困难，理论知识之外的各种能力也难以培养。
（二）课程分裂缺少整合
工业工程是系统性学科，在企业实际中，计划、物流、仓储、生产、布局、成本核算等各领域是紧密关联的。而学校中主要专业课程的教学相互之间是垂直的，缺少问题关联及互动，不能形成教学体系，知识不能融合。学生很难真正理解专业知识的内在机制和相互之间的关联。
（三）缺少真实问题的驱动
实际生产中，问题的产生可能是方方面面综合因素造成的。实验课程中，知识理论解决的是各门教师设计的、孤立的问题，而不是真实问题。造成学生对生产实际问题不能产生深刻认识，也会造成“发现问题”这一最主要的工业工程能力培养的缺失。
（四）实验课程没有足够的样本数量
目前一些采用折纸飞机、装配乐高玩具等精益生产实验方式，有其局限性，如工序只有组装，没有机械加工环节，也没有足够的产品样本数量，生产体现不全面。而计划控制、订单交付、质量统计、物料配送、设备布局、成本核算等方面的实际状况，需要一段时间的生产运转和足够大的产品数量支撑才能得以体现。
三 精益实战训练营
图1 “问题导向、训战结合”的训练营体系框架
1.真实的生产运营。精益实战训练营以模型飞机为产品进行生产加工，完全以真实工厂的形式运作，涉及制造企业中订单接受与处理、试生产、计划控制、采购、生产加工、质量控制、成品交付、现场管理、设备维护、成本核算、仓储物流、设备布局、组织结构和岗位职能等主要领域。涵盖了工艺文件、BOM表、标准作业、工时测定、库存信息等动静态基础数据，工艺流程卡等各类生产管理表单，以及相应的生产管理信息系统。
（一）设计思路
针对上述问题，中国计量大学工业工程专业面向IE学生实际能力和创新能力的培养，在多年企业咨询、培训的经验积累的基础上，研发了综合性大型体验式生产演练实验课程“精益实战训练营”。训练营基于“问题导向、训战结合”理念，以课程实践为驱动，道具演练为载体，模拟企业实际生产运营过程，设计丰富的教学环节，让学生深刻理解精益理念、应用精益知识并掌握精益工具方法。通过生产持续改善的过程，使学员系统理解和应用工业工程各主干课程的理论知识，并提高学员组织沟通协调能力、问题发掘分析能力、改善设计创新能力、精益工具运用能力等。
认识到教学内容的价值，就要将这些有思维价值的内容在教学中发挥作用，让其落实在课堂中，体现出生命力，那就必须理解教学．只有理解了教学，才能设计出好的数学活动，通过这些活动，数学内部的育人价值得以生存，并能放大，数学的活动才真正的有意义，才能使学生真正感受到数学的力量，也只有通过这些活动，数学才不会是纸上谈兵，借题发挥的空洞学科．
2.代表性的产品与工艺。为尽可能全面地体现生产加工，专门针对精益沙盘训练营精心设计、开发了模型飞机产品。除整机装配外，还包括切割、钻孔、裁剪、粘贴等工序。为体现多品种小批量的生产环境，设计了不同颜色和规格的产品系列，并体现快速换模等精益工具的使用。为体现质量控制，设计了诸多质量检验控制点和相应的质检方法和检具，见图2。
5.丰富授课形式。生产过程融合理论讲解、演示实验、验证实验、企业实际案例分析等多种多样的授课手段，并采用大班上课小班讨论、微课程、翻转课堂等多种授课形式，从而有效保证实验效果，实现学生的综合能力培养。
此阶段采用工艺原则布局，实行MRP计划方式，划分车间以批量生产模式组织生产。在此生产过程中，学生通过自身实际生产的体验，看到亲自造成的大量浪费，以及通过运用工业工程知识对生产过程的分析和感受分享，对制造企业运作方式、推动式生产的运行机制及其缺陷、等待等八大浪费以及工业工程分析手法形成刻骨铭心的理解，激发出强烈的改善意愿，见图3。
演讲、小组讨论、角色扮演、访问、实地考察、辩论、做调查/调研、小研究、个案分析、自学、研习小组、做实验
图2 精益实战训练营产品和典型工序
3.缜密周到的环节设计。整体上生产过程分为批量生产、改善生产和精益生产三个阶段。三个阶段遵循“现状”、“分析” “改善”“实施验证”的过程。各阶段都设置讨论、总结、分享环节，学生对生产状况及工业工程理论的应用进行充分沟通和交流。各阶段的利润分析和成本核算直观显示财务数据和生产绩效。通过公司组建、破冰游戏，培养团队精神和沟通交流能力，寓教于乐。各价值流小组在各环节进行竞争评比，使学生感受市场竞争的压力并增加乐趣。配套软件实现计划控制，以及对质量、成本、生产进度的统计和分析。
（二）精益实战训练营的实验过程
精益实战训练营根据实验场地、学员数量等条件，可以容纳20～60位学员。整体上采用批量生产、改善生产、精益生产三个阶段，以达到消除浪费、持续改善的教学过程体验：
此阶段调整组织结构，结合价值流原理，将工厂分为若干价值流小组，并进行团队建设和破冰游戏，培养沟通能力并增加趣味性。
4.各主干课程实验整合。精益实战训练营本身是真实的生产过程，涉及生产运营的各个领域，从而整合工业工程专业各主干相关课程，是集计划控制、质量管理、物流与设施规划、人因工程、基础工业工程、精益生产等工业工程各主干课程实验于一体的综合实验平台。另外，软件管理信息系统可以将管理信息系统、ERP等信息化课程实验很好地整合进来。
2.改善生产阶段
事实证明，大力发展核桃产业是加快大荔县农村经济发展，促进农民增收的有效途径，也是发挥资源优势，实现“生产发展、生活富裕、生态良好”目标的重要举措。通过调研了解，虽然县镇村干部对发展核桃产业的重要性认识到位，但广大群众发展核桃产业的积极性不高。为此，要教育、引导干部和群众提高对发展核桃产业重要性必要性的认识，特别是要深入群众，做好群众思想工作，用效益比较的办法把帐算给群众听，把前景指给群众看，有效地提高群众对发展核桃产业的认识，从而真正在全县形成发展核桃产业的主流思想，推动核桃产业健康、有序发展。
他汀类药物治疗参照中国成人血脂异常防治指南 (2016年修订版)[2,5]推荐的方案，根据治疗的效果分为LDC-C<1.8 mmol/L和LDC-C<2.6 mmol/L进行分析。
1.批量生产阶段
各价值流小组利用课堂学习的精益生产和质量控制等理论，针对批量生产阶段的各种浪费进行剖析，并通过绘制价值流图，设计拉动生产方式，改善布局，优化信息流，设计工装等方法，对人、机、料、法、环进行改善，并对改善方案进行验证。通过改善方案的设计和实施，使学生对精益生产、物流与设备布局、生产计划、基础工业工程及应用软件、质量管理、人因工程等理论、方法和工具进行实际运用，切身感受各生产要素之间的制约以及改善中的困难和阻碍，加深对各种管理工具的理解，深刻体会精益生产系统的本质和精髓。改善以实际生产中的浪费为问题导向，培养现场观察能力，以及在生产中发现、分析、解决问题的能力，增强对改善思维、创新精神的培养，见图4。
“闲时莫论人之非”，这句中国古语对陷入“麦克风门”的外国政要们同样适用。不过，偶尔恰当的“幽默”点到为止，即使被泄露也无伤大雅。
观察两组心理状态，评估血糖和生活质量。心理状态应用焦虑、抑郁量表（SAS、SDS）进行评估[3]，50～59 分表示轻度焦虑，60～69分表示中度焦虑，＞70分表示重度焦虑；53～62分表示轻度抑郁，63～72分表示中度抑郁，＞72分表示重度抑郁。血糖情况主要观察空腹血糖和餐后2 h血糖水平，生活质量情况选用生活能力量表（ADL）进行评估，量表满分100分，分值越高表示生活质量越佳。
3.精益生产阶段
此阶段采用教师精心设计的高效的精益生产方案进行新一轮的生产。精益生产方案采用拉动式生产方式，使用精益的布局、物流、信息流，利用恰当的工装，配合以清晰的定置、定位、可视化等现场管理手段。通过对精益方案的设计思路和精益工具运用方法的讲解，使学生进一步加深对工业工程知识、原理和工具的理解，体会工业工程改善在实际生产中的灵活应用。通过精益生产阶段与批量生产阶段、改善生产阶段在质量、成本、交期、现场管理、定置定位及可视化等方面的强烈反差，体验精益生产的精髓及工业工程的威力，深刻理解改善无止境的内涵，增强学生对工业工程专业的热爱、信心和学习动力，提高投身工业工程事业的热情和欲望，见图5。
四 总结与展望
图3 批量生产中的各种浪费
图4 团队建设及改善方案讨论
图5 精益生产方案实施
精益实战训练营在中国计量大学应用，并已经在若干大学推广。针对企业培训特点开发了企业实训版本，开展企业精益生产培训。通过实践应用，取得非常好的教学和培训效果。后期继续扩展，陆续加入自动化设备、智能仓储、MES系统等实验内容，培养优秀的工业工程人才。
参考文献
[1] 庄品，沈辉.工业工程专业教学实验体系的设计与构建[J].装备制造技术， 2011(11):81-85.
[2] 郭位，Bryan Deuermeyer，谭芙蓉.工业工程课程的最新沿革[J].工业工程与管理，2005(02):1-5.
[3] 陈亚绒.应用型工业工程专业人才培养的实践教学研究[J].中国成人教育，2008(18):25-27.
[4] 王文轲，张伟，张燕，等.工业工程仿真实验实践教学平台设计与构建研究[J].高教学刊，2017(15):74-75+78.
[5] 孔繁森，王瑞.实践教学体系的框架模型研究[J].高等工程教育研究，2017(05):135-139.
本文引用格式： 马志斌，等.基于精益实战训练营的工业工程实践教学研究[J]. 教育现代化，2019，6(59):116-119.
DOI： 10.16541/j.cnki.2095-8420.2019.59.042
基金项目： 本文系“中国高等教育学会高等教育科学研究“十三五”规划课题”（项目编号：SCYB1704）、“浙江省高等教育“十三五”第一批教学改革研究项目”（项目编号：jg20180138）及“中国计量大学教改课题” （项目编号：HEX2017020）的研究成果。
作者简介： 马志斌，男，黑龙江人，中国计量大学质量与安全工程学院，讲师；陈典红，女，江西人，中国计量大学质量与安全工程学院，副教授。
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