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工业生产物流范文1
关键词：优化；运筹学；建模
中图分类号：G642 文献标识码：A
Abstract： This paper optimizes the content of production and logistics course group and strengthens the integration among courses in the group. To reform traditional methods such as heuristic methods and trial methods to solve typical problems in all aspects of production and logistics management， we establish detailed optimization model and explore model optimization techniques. From the perspective of global optimization for every area of production and logistics management， we explore teaching skills for the precise and quantitative optimization method. We also conduct research on teaching methods to enhance students' ability to use optimization techniques to solve production and logistics management problems more effectively.
Key words： optimization； operations research； modeling
0 引 言
生产与物流管理是工业工程专业的重要研究对象，是工业工程专业知识与技能的主要内容。生产与物流类课程群包括运筹学、工业工程基础、生产计划与控制、生产运作管理、物流与设施规划、供应链管理、ERP原理与应用等多门课程。如图1所示，运筹学和工业工程基础是重要的学科基础课程，工业工程基础介绍工业工程的基本原理，运筹学介绍优化与决策的知识，它们是生产与物流类专业课程重要的先修基础课程。由于运筹学研究的数学工具囊括了工业工程专业的常用数学模型及其求解方法，因此该课程在工业工程的课程体系里占据举足轻重的地位。生产与物流类课程群全面介绍了生产过程、物流活动各个领域的管理问题，该课程群所包含课程的数量占了工业工程专业课程相当大的比例，是工业工程最重要的专业核心课程群。由于工业工程学科在国内的发展历史较短，因此目前工业工程专业课程的教材尚不是很完善，专业核心课程内容与教学方式的规划建设与改革是工业工程专业在未来较长时间内需要面临的艰巨任务。目前工业工程专业的教学研究主要针对某一门课程的具体教学内容或教学方法展开研究，如关于生产计划与控制课程的研究[1]、关于生产运作管理课程的研究[2-3]、关于物流与设施规划课程的研究[4-6]、关于供应链管理课程的研究[7-8]等等。本文从生产与物流类课程群整体改革的角度出发展开研究。
生产与物流类课程部分问题的传统教学方法存在可执行性差、过程繁琐、效率低、求解效果差等缺点，而这些问题有一部分在本质上是运筹优化问题，采用运筹优化技能可以有效解决。近年的主流商用运筹优化软件功能齐全，性能强大，而且界面友好，具备很强的可用性，这为将运筹优化技能引入生产与物流管理的教学提供了基础条件。在实际产业应用中，对生产与物流管理问题的求解精度和求解效率的要求越来越高。因此，借助计算机工具，把生产与物流管理教学与运筹优化技能相融合，以运筹优化工具促进生产与物流管理教学内涵的提升是未来的发展趋势。此外，能适应实际产业环境的运筹优化技能是目前社会所迫需的专业技能，强调运筹优化在生产与物流管理教学中的应用能使运筹优化技能的教学更符合实际需要。
1 生产与物流类课程群教学中存在的主要问题
目前本专业生产与物流类课程群的教学内容存在如下主要问题：
（1）课程群包含的各门课程的主流教材内容之间有重复之处。比如生产计划与控制和ERP原理与应用这两门课程都重点介绍生产计划的体系、层次与方法，只是讲解的侧重点有所差异；物流与设施规划和供应链管理这两门课程都有一部分内容介绍物流与供应链的基本知识与概念；精益生产的概念在多门课程都有所提及，然而在这些课程里都只是泛泛而谈，并没有哪一门课程能详细介绍其精髓。不同课程的教材之间的重复性使得教学工作的部分重点模糊化，导致学生难以把握这些重复的内容在工业工程学科体系里的定位。
（2）各门课程的内容在本质上有很强的内在联系，但是在目前的课程体系里并没有充分体现不同课程内容之间的逻辑关系，没有形成一个完整的体系结构把各课程内容捏合成一个有机整体，因此没有很好体现基础课程、先修课程的作用，不利于学生对工业工程各领域知识的整体把握和融会贯通。
（3）重理论，轻实践。过于注重理论的传授，设置的题目和列举的例子过于理想化，缺乏和产业应用实践的结合分析，案例的说服力和实验环节的合理性仍有很大的提高空间。工业工程是结合管理与工程性质的学科，强调实践性和应用性，目前的教学与高标准的要求相比还有差距。
（4）各门课程的许多典型问题都采用启发式方法或试验法来求解，并没有运用运筹优化的技能来求解，因此难以求得全局最优的解决方案。启发式方法是一类基于经验或直觉的方法，它一般由一系列步骤或规则组成，依照这些步骤或规则可以求得解决方案。试验法是一种尝试性、摸索性的方法，它提供一套定性描述的流程，学生根据这套流程通过不断的试验以求生成较优的方案。无论是启发式方法还是试验法都是短视的，不能在全局范围内寻找最优解决方案。
综上所述，传统教学内容与方法已成为进一步提升学生学习兴趣、提高学习效率、改善教学效果的瓶颈。有鉴于此，本专业对生产与物流类课程群的各门课程进行系统的调整与改革，重新梳理该课程群的体系结构与教学内容，加强各课程教学内容之间的联系；基于运筹优化技术对生产过程管理相关课程的教学方式进行改良，获得一种在解决问题初期就综合考虑实际限制条件和预设约束的方法。
2 生产与物流类课程群教学的改革内容与目标
生产与物流管理各领域都存在大量优化问题，求解优化问题最有效方法是建立运筹优化模型来求解，而目前相关的课程与教材很少使用这种方法，即使采用这种方法也只是泛泛而谈，只给出一个粗略的模型，并没有写出详细的建模思路、布置以及编程求解的方法。因此，本研究把这一点作为主要抓手，主要工作是基于运筹优化技术（主要在运筹学课程里面讲述）对生产与物流管理各领域关键问题的教学环节进行改革，具体改革内容主要包括：（1）分析生产与物流类课程群内各门课程的重要内容模块，在课程群的宏观层面理清各重要内容模块之间的内在联系，精简各门课程的冗余内容，调整侧重点的分布，并从各门课程中提炼出生产过程管理各领域的一系列有一定关联性的典型问题。（2）筛选生产过程管理的若干典型问题，根据学生的接受能力对其进行合理化的抽象，根据实际情况确定复杂程度适中的考虑因素和限制条件，并选择合适的运筹学模型（整数规划、0-1规划、目标规划、动态规划或二次规划等数学规划模型）对典型问题进行建模。（3）基于以上运筹优化模型，根据学生的实际情况构造情景引导式的教学案例和上机实验指导书，循序渐进地引导学生学习运筹优化模型的设计理论及其建模过程，引导学生透过这些模型理解生产过程管理问题的本质，并通过采用运筹优化软件求解模型来获得生产过程管理问题的最优解决方案。（4）通过行业应用案例加深学生对问题与方法的理解，设计开放式的综合作业，鼓励学生选择生产过程管理的实际问题，综合运用本研究提出的方法进行建模并编程求解，巩固教学改革的效果。
生产与物流类课程群教学的改革目标是：（1）研究生产与物流类课程群内各课程之间的融合方法与机制，促进课程之间的交叉渗透，以生产过程管理系列典型问题的定量最优化模型为范例进一步完善运筹优化技能的培养体系。（2）通过生产过程管理系列典型问题的教学方法改革来培养学生运用运筹优化技术求解最优方案的能力，包括运筹优化模型的选择能力、建模技巧与建模能力、求解能力和分析能力。（3）调整生产与物流类课程群理论环节和实践环节的层次结构与比例关系，培养学生运用主流商用运筹优化软件（比如ILOG OPL或Xpress）求解生产过程管理典型问题的运筹优化模型的能力，通过上机实验培养集合化思维方式和编程求解实际专业问题的能力。（4）使学生全面掌握生产与物流类课程知识点之间的逻辑关系，增强理论联系实际的能力，为达到培养复合应用型人才的目标探索新途径。
3 实施方案
本研究主要依托生产与物流类课程群的核心教学环节，结合毕业设计等教学环节，沿用理论分析、模型提炼与编程实验相结合的方法展开研究。实施方案主要分为以下几个阶段：
3.1 理清生产与物流类课程群各课程的重点问题之间的层次结构和逻辑关系。生产与物流类课程群各课程以运筹学为基础，其他课程都有部分内容与运筹学相关，而这些课程相互之间又有或多或少的联系。因此，有必要分析生产与物流类课程群各课程之间的具体联系，找出课程之间重复部分的内容，理清各课程的各部分重要内容之间的层次结构和紧密关系，对各课程的教学重点重新进行系统的规划、调整。
3.2 提炼生产与物流管理各领域的典型问题并建立运筹优化模型。总结生产与物流管理相关专业课程中所涉及的重要生产过程管理问题（如图2所示），把它们分门别类，划分其知识层次、学习阶段，并提炼其本质的运筹优化问题，再根据运筹优化问题的特点选择最合适的运筹优化模型进行建模。以物流与设施规划教学为例，选择物流流程优化、基于作业单位相互关系的生产设施布局这两类核心问题进行抽象建模，改革教学方法。物流流程优化采用线图、多产品工艺过程图、从至表等图表化工具进行描述，优化的本质目标都是对不同工序、设备的顺序进行安排，其实质是运筹学的排序问题；因此借助定量的运筹学数学规划模型对这类问题进行抽象并建模描述。基于作业单位相互关系的生产设施布局包括基于物流量的生产设施布局、基于非物流关系的生产设施布局以及基于综合关系的生产设施布局等典型问题，其本质是对多个作业单位在给定范围内进行布局，安排它们的位置，使整个系统的物流成本最小化或者密切关系程度高的作业单位之间的距离尽量缩小。这类问题的实质是运筹学的二次分配问题，因此借助运筹学的二次规划模型对其进行抽象并建模描述。
把生产与物流管理相关问题转化为定量模型，这是一个从文字语义描述到数学公式的转化过程，此环节是教学的重点，也是解决问题的基础。在教学设计中注重针对问题的具体形式选择合适的规划模型表示形式进行建模（包括定义变量、构造约束和目标函数等环节），避免选择太难太复杂的规划模型导致学生有心理负担，丧失学习兴趣。
3.3 运用运筹优化软件求解典型问题所对应的模型，积累教学案例与实验素材。由于建立的模型通常规模不小，因此需要使用专业软件求解。选择OPL专业运筹优化软件来求解模型。运筹优化软件编程是从数学模型到专业的计算机程序代码的转化过程。商用运筹优化软件的建模语言是解释性、描述性语言，虽然它们的语法没有C++等高级语言复杂，但是其编程逻辑比较独特，采用集合化编程思维，因此在设计教案时要突出这一点，刻意培养学生“集合化”的编程思维方式和使用习惯。结合生产与物流管理典型问题的图文描述、运筹优化模型、程序及运行结果综合编制理论教学与实验教学案例。与常用高级语言编程相比，运筹优化软件编程的一个显著特点是采用集合化运算。集合化运算对学生而言是一种全新的编程方式，因此应充分利用软件使用手册的例子并有针对性地设计例子引导学生循序渐进地适应集合化运算的思维方式和编程方式。集合化运算是商用优化软件解决大规模优化问题的技术手段，因此学习时要习惯用集合的思想来定义数据、变量和约束。统筹考虑整个模型的所有组成部分，定义若干个底层的基本集合，其他集合均由这些基本集合运算、衍生得到，再利用这些集合来编写业务逻辑模型。
3.4 与传统解决方法进行详细对比分析，改善模型。对基于运筹优化模型的方法与传统的生产与物流管理问题解决方法从求解步骤、求解效果、运算时间效率、适用范围等多个角度进行对比。通过对比结果进一步优化模型，减少变量和约束的数量，缩短求解时间，降低模型的时间复杂度和空间复杂度。通过大量案例与传统解决方法作对比，充分突出基于运筹优化模型方法的优势。
3.5 教学实践与持续改进。在教学中尝试结合基于运筹优化模型的方法设置理论介绍、案例讨论和实验环节。在教学实践中注重培养学生把实际问题抽象为数学问题的能力，增强学生的建模与分析能力，力图使学生在掌握生产过程管理问题求解技能的同时巩固“运用运筹优化技能”的观念，鼓励学生自主提出并解决由生产过程管理基本问题所衍生的相关问题，促进学生从理论到实践的全面学习。在采用新的教学方式教学的过程中，遵循工业工程学科提倡的P.D.C.A.方法和基本步骤，即Plan（计划）、Do（实施）、Check（检查）、Action（改善），根据新发现的问题进行持续的调整、改进、完善。
4 实施结果
在课程群教学改革过程中设计生产与物流管理应用问题与运筹优化技术的结合方法，由浅入深地设置多层次教学体系，引导学生接受、适应这种融合运筹优化技能的教学方式，掌握生产计划与调度、物流流程优化、生产设施布局等典型问题的建模、求解及分析方法，并主动采用这种思维方式去解决生产过程管理领域的其他优化问题。教学的关键是针对大部分学生的实际情况因材施教，控制好建模的难度和复杂度，在培养解决问题能力的同时注重培养思维方式和思维品质；同时面向学习能力强的学生有针对性地设计开放性的行业实际案例，发掘他们的潜力，给予他们自由发挥、创新的空间。
教学改革方案通过长期的实施，获得一定的成果：（1）为生产与物流类课程的核心环节教学提供创新性的支撑材料，为改进物流与设施规划、运筹学等课程的实践教学环节提供重要案例，为学生学习运筹优化技术提供合适的学习资料，并为工业工程专业调整运筹优化技能的教学内容提供参考依据。（2）由于运筹优化应用技能是工业工程教学中日益重要的一类新兴技能，因此本研究为工业工程乃至管理科学工程学科其他专业课程和毕业设计等实践环节与运筹优化技能的融合提供范例，使学生培养模式更适合产业发展和地方经济向集约化转型的实际需求。（3）项目研究成果可在地方性院校的工业工程教学中交流、推广，也可供各类普通工科院校借鉴，具有一定的实践推广价值和示范作用。
5 结束语
本研究加强运筹学这一专业基础课程与工业工程基础、生产计划与控制、物流与设施规划、供应链管理、ERP原理与应用等工业工程核心课程之间的联系，培养学生运用运筹优化技术解决工业工程实际问题的能力，培养学生牢牢树立解决工业工程问题追求最优化的精益思想观念。本研究提出融合运筹优化技术于生产过程管理全过程的全新理念，把运筹优化技术的应用贯穿于整个课程群的教学，采用产业实际需求迫切的新型运筹优化技能来革新传统的生产过程管理教学，打破一些典型问题采用传统的以启发式方法、试验法为主的教学方式，改善问题求解效果；突出运筹优化技能的应用性及其与工业工程专业课程的深度结合，力图从全局优化的视角运用运筹优化技能解决工业工程的典型问题，弥补传统教学中部分工业工程经典问题解决方案优化程度低的不足；强调多学科知识融合、学科知识与产业实际的融合，借助运筹优化技术应用性很强的特点来强化实践环节，有助于复合应用型人才的培养，从而满足快速增长的运筹优化技能人才的市场需求，突出应用型工业工程工程师培养的特色。
参考文献：
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工业生产物流范文2
关键词 集成式 生产性教学工厂 建设思路 建设路径
中图分类号：G712 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2015.07.022
On Logistics "Integrated Production Teaching Facility" Construction
SHEN Jianjun
（He'nan Mechanical and Electrical Vocational College， Zhengzhou， He'nan 451191）
Abstract Based on "teaching factory" concept， from the "integrated" system point of view， professional training base construction of a vocational college， logistics for the study of the production plant construction to explore teaching research.
Key words integrated; production teaching facility; construction ideas; construction path
“教学工厂”是新加坡南洋理工学院林靖东先生在借鉴德国“双元制”教学模式的前提下，结合新加坡国情创设的一种特别的教学模式。其目的是将真实的企业环境引入教学环境之中，形成学校、实训中心、企业三位一体的综合性教学模式。我国自引入“教学工厂”这一概念，就将其与实训基地的建设和教育、教学改革等结合起来进行研究。但是，目前关于教学工厂的研究主要存在着：教学工厂对于“企业环境”的模拟大打折扣;教学工厂的建设定位于局部性、单一的专业实训基地建设，没有从综合的、集成的高度来认识等问题，本文正是基于上述研究视角，结合某高职院校的物流专业教学工厂建设进行探索、研究。
1 集成式生产型教学工厂建设内涵
集成（Integration），就是一些原本孤立、相关性不强的事物或元素，通过某种方式改变原有的分散和孤立状态集中在一起，产生联系，互为相关，形成一个有机整体的过程。
生产型教学工厂是在引入企业管理理念和管理规章制度等这一传统教学工厂建设的基础上，引入企业的生产工艺和操作流程，即生产真实的产品或向社会提供服务，从而实现真正的企业环境。生产型教学工厂的场景可概括为：职场化教学环境、项目化教学内容、工作化教学方式、流程化过程管理、产品化教学成果、规范化组织学习、企业化组织管理、高职团队无界化。①
物流专业“集成式生产型教学工厂”的内涵是该教学工厂的建设不是物流专业单一实训基地的建设，而是要结合某校机电、机械和信息三大强势专业，共同组建综合实训基地。该基地通过引进工业级别的设备设施来实现产品的批量生产，从而模拟现实中制造企业产、供、存、销这一完整的工业链条，物流作为其中的一部分， 在基地给定产品和产量的基础上，发挥供和存的功能，通过提供仓储服务，从而实现物流管理专业的产业化，为学生学习、实训，教师科研、实践提供平台。
2 集成式生产型教学工厂建设思路
现代化工综合实训教学工厂属于校内生产性实训基地，是全流程的具备真实生产工艺、工业流程的实训装置、学生可实际动手操作的模拟实操的实训教学工厂，实训教学工厂是充分利用现代信息技术，通过模拟真实生产物理化学现象和真实生产场景的虚拟生产性工厂。该教学工厂的建设基于工作过程的系统化课程体系，按典型任务的工作过程设置实训岗位，以项目为逻辑主线组织课程内容，并构建出与之相适应的真实生产环境―生产性教学工厂。
2.1 集成的思想
区别于传统教学工厂在建设上只考虑一个专业的发展、封闭建设的模式，集成式教学工厂在充分考虑某高职学院专业特点的基础上，结合学院机电、机械和信息三个强势专业，借鉴三个专业的人力和设备，统筹规划、综合布局，从而推动物流专业的快速发展。该物流教学工厂是在综合实训基地给定产品和产量的基础上进行建设，要充分考虑到产能的匹配、信息系统的衔接、设备设施的衔接和标准的统一，另外，还要遵循可持续以及柔性的建设原则。
2.2 生产车间与实训室融合
所谓生产性教学工厂，就是让学生在真实的生产环境下，真刀真枪地完成学习和实训。所谓车间，即是在上级下达生产指令后，要分析各类经济技术指标，要全盘考虑既定生产量生产所需要的人力、物力和财力等资源，并把这些条件以合理的方式有机地整合起来，从而开展车间的生产活动。同时，还要根据工段、班组反馈的信息，及时修正偏差，优化、改进车间管理工作，构建和谐而稳定的生产秩序。通过生产性教学工厂建设，使得产学一体的教学环境能够得以实现，教学工厂既是教室又是生产车间;既能为学生的实训提供场所，又能为企业提供生产服务，让学生实现学做合一，做到车间与实训室融合。②
2.3 项目与产品融合
教学工厂要进行批量生产，学生在生产过程中边做边学，构建属于自我的过程性知识，掌握企业真正需要的知识和技能，为使教师的技术更新与企业同步更新，生产人员与教师一同参加生产与项目研发，做到项目与产品融合。另一方面，在允许的条件下，企业自愿提供成熟的项目资源与学校共享，通过资源分享和经验总结给相关师资团队，在为企业解决实际问题和数据分析后，由师资团队根据企业业务中涉及到的专业知识和技能要求，抽象、提炼，分解、完善企业的典型工作项目，由浅及深，逐层递进，并通过合理设计，使之融入到理论教学中。努力开发出适合学生学习，并且乐于学习的教学项目。如物流教学团队可以参与到物流企业仓库出、入库流程优化升级改造项目，配送中心、供应链升级、优化或再造项目等，为了更好的促进教学项目的实施，教学项目的开发要坚持科技成果积累与共享的“无界化”理念。
2.4 教学管理与企业运营融合
在教学工厂中引进企业的管理理念，用企业的管理理念和运营方式武装教学工厂的教学环节。为提供完全现实的“企业环境”，就要研究企业的运营方式。要将现实企业中对于人、财、物的管理方法引入教学工厂。如，人力资源管理，要仿效企业，制定员工的职业生涯规划，根据员工的特点将之安排到最适合他们的岗位上，还要制定薪酬制度、奖惩制度和升迁提拨制度;物资管理，要严格仿效企业的流程，使物的流动在企业各个环节都有据可查，做好记录和档案;财务管理，要制定规范的记账、审核、审计、出纳等制度。总之，在企业中为提高经营效益，需要协调各个部门，使每个部门不能局限于最大化本部门利益，而是要以实现企业的整体效益为目标。所以，让学生在这样的环境中养成良好的职业素养，掌握管理知识和形成企业管理经验，做到教学管理与企业运营融合。
2.5 职业教育与企业生产融合
在教学工厂中，以就业为导向的职业教育与产品的生产并行存在，通过订单为智能工厂提供采购、仓储和JIT配送服务。学生作为准员工覆盖生产的全过程，既完成了企业的产品生产，又实现了学生的教学实训。另外，在人才培养方案制定、实训项目开发和定岗实习等环节，将物流师职业资格证书考试所需的知识和技能融入其中，使学生在取得学分的同时，直接获取物流师职业资格证书。所以，应根据职业标准和行业标准，将课程设置、教学内容和要求与国家职业资格认定标准相衔接，并覆盖职业标准的知识和技能要求，实现理论知识和实践技能考核相结合，理论教学和实践教学相渗透，实施产学融合使职业教育与企业生产合一。
3 集成式生产型教学工厂建设路径
3.1 基于企业环境的软硬件建设
基于真实企业环境建设的理念，与企业技术、管理骨干一起制定职业技术领域各项能力培养目标，围绕人才培养方案，根据实验、训练、实训和实习四个阶段渐次递进，按照实单项、单元与综合职业能力培养的要求设计实训与教学内容。针对教学内容，规划生产型教学工厂中软件、硬件设施，创建以能力培养为核心的工厂化教学环境。③软件包括引入企业的典型各种管理规章制度、生产工艺流程、人力资源管理制度、绩效考核制度、奖惩制度、职业生涯规划、物流管理制度以及财务管理的各方面制度;硬件包括，创设真实的生产和办公环境，配备工业级别的生产设备、设施，装备工业用信息系统等。
3.2 基于典型工作过程设计
教学工厂的建设结合某学院项目化课程改革，在学院原有的实验实训条件基础上，通过系统集成与组合，与学院机电、机械和信息专业共建综合实训基地。基于物流专业发展趋势和行业前景，应在信息化、智能化和集成化方面进行优化、升级和改造，教学工厂应以供应链管理的载体，以物流业务流程为基础，使用先进的物流设备，如BARCODE、RFID、电子标签、自动化立体库、快速分拣设备、AGV、机械手、倍速U链生产线等，形成一个功能齐全、技术先进以及投资经济的现代物流工业级别生产实训基地。
3.3 基于职场环境设计
依据典型物流企业或者第三方仓储企业的岗位进行真实职场氛围的实训场地的环境设计与布局，在设备配置、工位布置以及环境陈设上与企业相对应，并制订相关工厂化管理制度，如有必要可使学生着工装，模拟真实的生产现场氛围，创设逼真的职场环境。另一方面，为了及时准确地掌握专业发展方向，应邀请企业专家、企业高层、行业管理人员一起，与学校教师共同制定物流人才培养方案;定期或不定期举办校企双方交流洽谈会，或以论坛沙龙的形式，目的是为了及时了解企业对物流人才需求分析，搭建供需双方直接对话、交流的平台，为学生生产生活、缩短教学与就业岗位之间的距离。
3.4 基于双师型师资队伍的培养
在我国高职教育快速发展过程中，高职院校师资力量不足，而且实践技能匮乏，缺少企业实践经验是困扰高职教育发展的顽疾。而基于工作过程的课程模式、教学做一体化的教学模式，对高职院校教师的知识和技能提出了更高的要求，师资环境不足的问题也就变得更加棘手。于是，近些年，许多高职院校如雨后春笋般推行所谓“双师”型教学团队以适应这一要求，但实践证明其多流于形式。除此之外，作为高职院校的教师，为发挥大学服务社会的功能，应具备为行业企业提供技术服务的能力，这就要求教师必须了解企业的发展现状、问题及趋势，了解企业需要什么样的人才，需要具备什么样的知识和能力等，具有较强的科研能力和研究经验。生产性教学工厂的运行，教师可参与到企业的项目开发、技术研究工作中，不单单能提高科研能力，更有利于进一步深化教学改革，教师在真实情境中进行基于工作过程的课程开发、建设与实施，切实提高教改能力。④
4 预期效果
（1）创建真实的企业学习环境。某高职院校物流专业在实训基地的建设过程中，将现代工厂的经营、管理理念引入教学工厂，从而创建真实的企业环境。让教学过程和生产过程融合在一起，这不仅让教师能更加真实地教，也能让学生更加真实地学。（2）锻炼学生的动手能力和解决问题的能力。生产性教学工厂把企业真实的设施、任务、环境和项目搬到校园实训室，学生在实训教师的指导下完成实训任务，实训的过程与实际工作的操作过程完全一致，从而充分锻炼学生的动手能力;因为实训环境是模拟的真实的生产环境，这样在实训过程中，就会产生诸多问题，而这些问题又是教科书上所不曾讲授的，这就需要学生自己去分析问题、解问题，（下转第54页）（上接第44页）从而锻炼解决问题的能力。
（3）学生所拥有的知识和技能是企业真正需要的。通过智能工厂项目，物流专业教学工厂在给定产品和产量的基础上提供仓储服务，同时又融入了典型的仓储作业流程和各种规章管理制度，能够较好的模拟真实企业运行模式，学生在其中生产所掌握的知识和锻炼的技能必定是企业真正需要的。（4）教师的实践能力。由于诸多原因，教师的实践能力较差。通过教学工厂，教师的教学过程也是一次实践学习过程。
5 结束语
总之，传统“本科压缩饼干”和“关门办学”带来的种种缺陷和不足可以通过“教学工厂”的人才培养模式得以较好地解决，从不同办学主体的共同利益出发，更好地整合学校、企业与社会的办学资源，为企业、行业和社会经济发展提供称职的、企业需要的技术应用性专业人才。高职院校物流专业希望通过生产型教学工厂的建设与实践，在专业建设、课程综合化改革、综合实训项目开发、顶岗实习、服务社会、技能竞赛等各方面都取得一定的成效。
注释
① 谈慧.物流专业“学习型教学工厂”建设与实践[J].物流技术，2009（11）.
② 滕碧红，张源峰，宋丽，苏李果.生产性教学工厂建设的探索与研究[J].闽西职业技术学院学报，2011（3）.
工业生产物流范文3
关键词： 工业自动生产线； 工业网络控制系统； 实验教学； 实验平台设计
中图分类号： TN964?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）06?0087?02
国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）指出：高等教育要加强实验室建设，强化实践教学环节，教育学生学会知识技能，学会动手动脑。这就要求各高校在完成学生理论教学任务的同时，要采用多种手段保证实验教学的效果，而作为应用性学科的机电控制类课程，其实验环节更是决定教学是否成功的关键。工业自动生产线和工业网络控制系统中所涉及的技术正是目前机电控制类课程的主要教学内容，在此基于流水线单元化、控制方式多样化、网络系统多极化的设计思路，把工业网络控制系统融入到工业自动生产线中，研发了工业自动生产线及网络控制系统实验平台（以下简称实验平台），让学生能够通过实验平台将理论知识应用到工业实际，具有较高的使用价值。
1 实验平台组成
工业自动生产线及网络控制系统实验平台是一套模拟实际工业生产中复杂控制过程的教学培训装置，涵盖了工业网络、机械传动、PLC运动控制、电子电路、气动、传感器、电机驱动、变频调速、人机界面、组态控制等多种技术。实验平台由物料供给单元、物料检测单元、多工位加工单元、表面处理单元、加热单元、机器人搬运单元、装配单元、印码检测单元、自动化仓库单元、货物分拣单元、总控制台单元等组成，各个单元包括PLC控制器及工业网络模块，可完成货物的供给、搬运、检测、分类、识别、传输、仓储、管理、加工、加热、表面处理、装配等过程[1]，如图1所示。
2 平台技术特点
（1）多种网络控制方式。实验平台每个工作单元的传感器、执行器分别连接至分布式I/O模块，然后通过总线与控制器进行连接，工作单元之间采用工业网络实现站与站之间的信息交换，系统与系统之间通过以太网实现系统的管理、执行和数据监控[2]。
（2）模块化设计。实验平台采用模块化设计理念，以自动化的物料传输、加工、分拣以及仓储为对象体现常用的控制，机械传动原理的应用，装置的选择、调试和系统统调。每单元可自成系统，可分别让学生在每单元上进行毕业设计，并且可根据生产现代工艺流程完成上述模块化组合功能。
（3）多种控制技术的综合应用。实验平台集PLC控制技术、计算机控制技术、机器人控制技术、PID控制等多种现代工业控制技术于一体，能采用现场工业网络技术将各个系统单元连成一套完整的工业生产系统，能实现生产物流系统中的装配、加工、加热、表面处理、分拣、传输、搬运、仓储、管理等过程。
（4）多方位教学功能。实验平台既可满足学校的常规的实验教学目的，也可用于学校科研开发的平台，同时还可为将要毕业的学生作为岗前培训的小工厂系统；作为一台实验装置，既可用于电气专业、机电专业的基础技能训练平台，也可用于该专业的技能考核设备。
（5）多种保护功能。实验平台具有漏电保护、短路保护、急停保护、限位保护、隔离保护、智能保护等各种保护功能。
（6）单元模块化设计。实验平台的整体设计采用模块化设计功能，同时对于每个系统单元，其控制单元、执行单元都采用模块化设计功能，教师可根据教学进度安排选择不同的单元模块来组成不同梯度的教学单元，实行循序渐进的教学安排。对于系统单元上的执行机构，可用本单元上的控制单元来实行控制，也可自行设计控制单元模块来实行控制功能。
3 平台整体工作流程及实现
平台整体的工作流程按照现代生产制造企业的生产过程分为3个部分，即原料区、半成品区和成品区。其中原料区包括原料供给和原料检测环节，包括物料供给单元和物料检测单元；半成品区包括加工环节、热处理环节、装配环节以及中间物流环节，包括多工位加工单元、表面处理单元、加热单元、机器人搬运单元、装配单元、印码检测单元；成品区包括仓储及分拣环节，包括自动化仓库系统单元、货物分拣单元。同时系统按照企业的管理方式还可以将工作流程分为3部分，即企业信息管理、生产调度管理和现场设备管理。企业信息管理包括系统整体生产过程的数据信息交换环节，包括总控台单元；生产调度管理包括每个单元与前后单元之间相互衔接和配合；现场设备管理包括每个单元自身之间在完成生产任务过程之间的配合[3]。下面以现代生产制造企业的整体生产过程为例介绍实验平台的实验步骤：
第5步：新建各个站的连接；
第6步：编写各单元PLC程序并下载到对应的PLC中去；
第7步：设定变频器参数[5]；
第8步：设定触摸屏参数及设置网络线连接的计算机IP，将编写好的触程序下载到触摸屏中[6]；
第9步：将各种传感器调节到其规定检测范围内；
第10步：手动调试各个执行机构的动作，动作正常后转为自动执行[7]；
第11步：对照控制要求检验程序的正确性。
4 结 语
工业自动生产线及网络控制系统实验平台把真实的工业技术和工业生产过程融入到实验教学中，能够提高学生对实验课程的兴趣，而其合理的结构设计和先进的实操方法，不但方便教师教学，更能够让教师开展创新性实验课题。平台的设计必将为高校培养“动手动脑”的复合型人才开辟新的实验教学思路，提高电控制类课程的实验教学水平。
参考文献
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[2] 李全利.可编程序控制器及其网络系统的综合应用技术[M].北京：机械工业出版社，2005.
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[4] 西门子（中国）有限公司.工业以太网产品系列操作说明[EB/OL].[2011?07?03].https：//.cn.
[5] 西门子（中国）有限公司. SINAMICS G120型变频器中文使用说明书[EB/OL].[2011?09?31].https：//.cn.
工业生产物流范文4
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工业生产物流范文5
“工业4.0概念”即是以智能制造为主导的第四次工业革命或革命性的生产方法、“工业4.0”项目主要分为三大主题：一是“智能工厂”，重点研究智能化生产系统及过程，以及网路化分布式成产设施的实现;二是“智能生产”，主要涉及整个企业的生产物流管理，人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等;三是“智能物流”，主要通过互联网、物联网、物流网，整合物流资源，充分发挥现有物流资源供应方的效率，而需求方则能够快速获得服务匹配，得到物流支持。
真正工业4.0的实现，以目前的软件和硬件水平无法到达，但自动化和信息化是实施工业4.0的基础。如何利用好自动化和信息化促进工业升级，如何节约成本，减少人为误差，提高质量和工业化水平更是当前值得思考和重视的问题。而实现自动化和信息化的基础就是检测数据的准确可靠，智能化、网络化、模拟化是对检测传感器新的要求。
一：传感器的研制和创新是影响工业4.0的重要因素之一
互联网、物联网，智能化都需要大量的信息，这些信息的产生都是来自仪表仪器或直接来自于各种传感器。智能制造，智能生产没有计量检测便无从谈起。根据我国工业和信息化部制定和的智能制造装备产生发展路线图规划，智能制造装备的发展重点表现在两个方面，一是九大关键智能基础共性技术，包括：新型传感器技术，模块化，嵌入式控制系统设计，先进控制与优化技术，系统协同技术，故障诊断与健康维护技术，高可靠实时通信网络技术，功能安全技术，特种工艺与精密制造技术，识别技术等。二是八项核心智能测控装置与部件。
包括：新型传感器及其系统，智能控制系统现场总线，智能仪表，精密仪器，工业机器人与专业机器人，精密传动装置，伺服控制机构，液气密元件及系统。从以上两个发展重点不难看出，传感技术和传感器的研究是其中的重点项目，而其他重点项目的研究都离不开计量测试的使用、计量测试精度和能力的保障，传感器和传感器技术是计量测试的一种表现形式，传感器及传感器技术的发展和创新将成为工业4.0革命关键中的关键。
二：传感器是智能工厂的生产基础设施
智能的生产基础设施主要包括智能机器、工业机器人，各种传感器以及它们通过网络组合在一起的智能工厂。在未来的智能工厂，每个生产环节都清晰可见，整个车间有序高效地运转。“工业4.0”中，自动化设备在原有的控制功能基础上，附加一定的新功能，就可以实现产品生命周期管理、安全性、可追踪性与节能性等智能化要求。
为设备添加新功能是指通过为生产线配置传感器，让设备具有感知能力，将所检测的信息通过无线网络传送到云计算数据中心，通过大数据分析决策进一步使自动化设备具有自律管理的智能功能，从而实现设备智能化。
未来的智能工厂还会部署大量的传感设备，并组成传感网络。传感设备的作用在于识别物料和产品，生产线工艺监测、安防、计数、监测环境参数，监控能源消耗等。这些传感器通过网络组织在一起，并与生产设备进行交互，为生产过程提供必要的数据支持。现在很多企业为了安全生产及安保需要，会部署视频监控设备，实现生产的可视化管理。
通过视频监控的方式，弥补自动化生产设备的不足。最新发展的智能监控系统，不仅仅是对现场的监控，还能够利用计算机视觉技术对视频信号进行处理，分析和理解。在不需要人为干预的情况下，这些都需要传感器，能够实时检测上传数据。
通过对动态图像自动分析，对监控场景中的变化进行定位，识别和跟踪，并在此基础上分析和判断目标的行为，能在异常情况发生时及时发出报警或提供有用的信息，有效的协助管理人员处理危机，并最大限度地降低误报和漏报现象。
随着先进的检测技术在制药行业的应用，全密闭真空投料，红外技术控制过程质量在线澄明度检测仪等在生产中的应用，或许会导致药品生产离线检测被禁止(即目前的产品检验方式)，一切检验工作均在生产过程中完成。
利用PAT(过程分析技术)可以提供实时且连续的质量信息这一特点，从而将药品“批量生产”转变为“连续化生产”过程，即在生产过程中不间断地进行质量检测，而不必进行最终质量检查就可在产品生产出来后马上放行到市场上去，实施连续化生产的方式后，生产成本会下降50﹪(人工下降75%，所需的生产空间下降70%，物流转移下降65%，废料处理下降60%，水电汽下降65%，产品检验费用下降30%，运营成本下降30%)。
在可以预知的将来，采用“连续化生产”方式的药企可以采用足够多的原材料并集中生产出大量药品满足市场需求，其优势在于提高设备使用效率，实现更高的生产率并确保药品的高质量。这将对现有生产普药的制药企业的生存带来极大的挑战。
三：工业4.0给计量测试及传感器技术带来的思考
“工业4.0”是以智能制造，智能生产为核心，以互联为手段，以计量测试为重要的核心技术。这对计量测试技术的挑战是全面的，综合的，全方位的，我们应从以下方面对计量测试发展进行思考。
1、应从更高准确性，可靠性，一致性上思考如何进一步提高计量检测能力，计量测试技术的准确性，可靠性和一致性是实现工业4.0的基础。
2、应从传感器技术的快速发展来思考仪器仪表产业发展问题以及对传感器的量值传递和溯源问题。
3、应从嵌入式软件全方位应用及互联网的快速发展来思考计量相关软件的检定、校准或检测问题。
4、应从多学科融合的角度来思考计量人才的培养问题。
5、应从计量检定、校准的扁平化来思考计量技术机构的设置及发展方向问题。
6、应从工程控制系统的角度来思考计量的行政管理问题。
四：结论
传感器技术作为信息技术的三大基础之一，是当前各发达国家竞相发展的高技术。然而我们应当看到，我国在传感器技术方面的研究和应用实力仍不及世界上的很多国家。在当前各国大力发展工业4.0的环境下，传感器技术的发展道路上充满机遇。在不久的将来，一定会得到更快速、迅猛的发展。
工业生产物流范文6
【关键词】RFID技术；轮胎行业；应用分析
引言
轮胎行业对于信息化和自动化要求较高，通过引进和运用RFID技术，能够满足焊装车间、涂装车间等严酷的工业环境以及条形码不能满足高温、高湿等环境等级的要求，因此，RFID技术越来越过的运用到轮胎行业生产中。
1.轮胎行业应用RFID的必要性
射频识别即RFID技术，又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。在传统制造业中，RFID技术是针对针对车间生产线上的物料、在制品而研制出的的一套以生产型企业信息化应用为背景的工业生产流程自动化管理系统，为企业生产物资的管理和产品生命周期的管理提供了基础信息解决方案，采集、整合、集成、分析和共享产品在生产过程中的“物料”和“在制品”信息，是车间制造管理系统的核心内容。
就汽车制造轮胎行业而言，使用RFID技术一般伴随着ERP技术、CRM技术以及SCM技术共同运用，在轮胎生产物流等环节中，饮用RFID技术能够有效地解决了ERP系统在物资和产品数据采集、数据准确性和实时输入等方面的问题，是实现轮胎行业企业整体信息化的枢纽信息系统。
1.1轮胎工业品质法规的要求
现阶段，随着轮胎生产技术的不断创新和运用，市场对于轮胎产品期望值越来越高，同时也对其质量的要求也越来越严格，竞争日益激烈，这些要求轮胎工业各领域都要采取高效的质量管理系统（QM系统）。获取和保存质量数据的详细规定，越来越多的体现在轮胎工业品质规范的要求中。必须符合ISO 9000认证标准，符合相关的法律制度，符合轮胎制造商的利益。
1.2柔性化生产
轮胎制造商为提高生产效率，越来越多地采用柔性化生产线。这种情况下，需要根据生产计划的安排把生产信息写入到RFID标签中。在相应的工序将相关的生产信息读取出来，根据事先设定的安排进行生产操作，这些过程全部都是依靠RFID来进行控制，通过对安装在滑橇上的标签的读/写操作，所有信息均通过PLC上传给车间生产过程监控系统PMC进行进一步的处理和运算，从而实现对整个车间工件物流的跟踪和生产过程式控制制。
1.3通过MES制造执行系统来进行物料拉动
WBS中会有几条线，分别贮存不同的车型轮胎。管理系统需要知道在任一时刻，各种车型车身的位置和生产状况，根据生产计划自动安排生产，并通知物料拉动系统补充相应的物料，使得生产自动、高效、有序地进行。通过在吊具或滑橇上安装RFID标签，在工件物流的分岔处、涂装车间入口处等工位安装RFID读写器，读取RFID标签上贮存的车身信息，然后将此信息送入MES系统实现物料的管理。
2.RFID技术在轮胎行业中应用现状
轮胎制造的各个环节都较为复杂，在产品生产、数据管理以及工艺把控等环节，存在轮胎产品数量巨大、产品数据众多等特点，如果简单的通过手动进行数据的纪录，很容易出错。另外，用手工方法将每年几百万条轮胎及相关信息都准确无误地录入到数据库中也可能出错，故大多数轮胎厂都没有针对单个轮胎的详细数据库，这不利于查询轮胎信息，无法在轮胎制造和使用过程中进行科学管理。
作为轮胎生产信息流通平台方便企业进行产品的数据跟踪，现代轮胎企业已经着手开始研究将RFID技术应用于轮胎生产中，生产基于RFID技术的智能轮胎。在轮胎企业车间现场建立统一中心数据库，在工业环节利用RFID技术为每一个在制品零部件赋予一个识别编号（ID），也就是该部件在信息网络中的名字，通过MES系统RFID技术，将生产状态，库存情况映射到信息网络中，登记在现场中心数据库里，在传送到信息 体系中（如ERP，MRP）等。工作人员在轮胎成型工序嵌入RFID标签，嵌入位置是胎体帘布层与胎侧胶之间，胎胚经硫化工序后，标签就被固定并封存在轮胎内，这种智能轮胎从出厂、使用期间的维修及翻新、直至报废的整个生命周期内，所有诸如生产序号、生产日期、生产厂代号、汽车制造厂的标识码等重要数据均完整地保存在标签的芯片中。
RFID技术在轮胎行业中的运用，相比与普通轮胎制造供应链，轮胎供应链的运行效率与效益，主要表现在以下两个方面：一方面，通过RFID读写器识读标签的使用，工作人员通过扫瞄编码就可以完成轮胎制造整个供应链的数据输入，确保轮胎数量可以无一遗漏地的被快速统计。另一方面，由于每个轮胎均拥有唯一的识别码，当轮胎出现早期失效时就可通过识读标签确认该轮胎是否为本厂产品，继而可自上而下追溯到成型、硫化、质检、包装、仓储、发运等各环节，以确定导致轮胎失效的关键环节并查找真实原因，进而逐步提高产品质量。与此同时，有条件的生产商还可以嵌入具有压力和温度感应功能的特制RFID标签，嵌入轮胎内的特制标签可与胎压监测系统结合以及时监测胎压及轮胎温度，从而可随时向驾驶员提供实时数据。如胎压过低时，监测系统将警告驾驶员，不要在低胎压的危险状况下行驶，由此增加了行车安全性并提高了智能轮胎与普通轮胎的差异性。
3.RFID技术在轮胎行业中应用趋势
3.1智能化
在轮胎生产成型以及物流等环节上，采用射频识别技术，同时结合现代化轮胎生产自动化控制技术，可以在轮胎成型产品效果方面达到有效的控制作用。建立成型胎胚和前工序生产的胎面、胎侧、垫胶、胎圈、胎体、1束层、子口包布的信息流的追溯。从而打通从半部工序至成型、成品胎的整个生产过程的物流和信息流。实现车间物流的自动化管理。
3.2自动化
通过射频识别技术在轮胎行业中，从原材料到成品再到仓储物流之间的管理应用；通过在全过程管理中运用计算机技术、信息化技术以及自动化控制技术，解决入库记录繁琐、库存统计困难、信息传递滞后等情况，实现智能化的仓库管理。结合轮胎行业经验和软件开发经验，RFID技术和计算机技术紧密结合，仓库的管理严格符合先进先出的原则，并及时准确的掌握库存，可以有效动态调节最低库存，实现生产运营管理的零库存，加快资金流动。根据规则对库存自动预警、自动提报备件的采购计划，对库存的管理状态实现实时可视化管理。
3.3信息化
未来射频识别技术在轮胎行业中的运用，将朝向自动产品的动态生产方向法很赞，可以实时动态的监控轮胎整个生产管理过程。对流经各个工序的生产工序的工装的电子标签的动态识别，实现整个产品的生产流程的各个环节都能够进行严密的监控和管理。实现自动报表，同时，对在制产品的跟踪达到全新的水平。
4.结束语
在轮胎行业中，RFID自动识别技术结合MES系统可实时监控轮胎生产模具和产品的生产量、生产库存和使用状态，有效地实现模具的动态化管理，实现计划排产的最优化管理。翻新流程对商业轮胎或现有的车辆轮胎嵌入 RFID 标签。可以实时监视生产流程，保证轮胎制作的原材料供应。更新现有的的生产管理流程，使得我们的生产流程更加有效。同时让我们有更多资源用于工艺的改进和开发。轮胎从生产到翻新全过程的实时、动态、可追溯管理。结合物联网架构及先进的软件平台，形成了轮胎企业的物联网。
参考文献：
