国内外工业工程人才培养和课程设置比较研究

2011年 5月 第 29卷 第3期 煤炭高等教育 MEITAN HIGHER EDUCAT10N M ay，2Ol l Vo1．29 No．3 国内外工业工程人才培养和课程设置比较研究 胡罗克 ，杨其华 ，陈 勇 (1．浙江工业大学 工业工程研究所，浙江 杭 州 310032； 2．中国计量学院质量与安全工程学院，浙江 杭州 310018) 摘要 ：通过查阅国外高校工业工程专业的相关网站和文献资料 ，客观地展示国外优秀院校在工业工程人才培养 和课程设置方面的情况；同时介绍了国内院校工业工程的教育概况。然后将两者进行比较分析，从而找出国内院 校与国外优秀院校在工业工程人才培养与课程设置上的差异。最后，提出国内院校在工业工程人才培养中的不 足和 需要 改进的地 方，并根据我 国教 育的特点给 出一 些较 为可行的建议和方 法，从 而对 我 国工业 工程 教育体 系 的完善有所启示。 关键词 ：国内外 ；工业工程 专业；比较分析 中图分类号 ：G 649；G 521 文献标识码 ：A 文章编号 ：1004—8154(2011)03—0102—05 工业工程 (industrial engineering，简称 IE)是 提高企业效益的管理技术，是工业化生产的产物， 工业工程对国民经济有着较为重要的影响，它的工 程特点明显 ，是高度交叉的学科。在西方国家工业 工程 已有百年的历史 ，起源于 2O世纪初的美国，在 之后一段时间里，在一些发达国家，比如德国和日 本，也得到了不 同程度的应用和发展 。IE在各 国的 名称也有所不同，加拿大称为工业工程，英国称为 生产工程，日本称为生产技术l_】]。宾夕法尼亚州立 大学于1908年首次开设IE课程，目前美 国已有200 多所大学设有了工业工程专业 。与发达国家相 比， 我国工业工程起步要晚的多，在20世纪8O年代，我 国工业部门才对工业工程有所认识，之后，工业工 程人才培养逐步得到重视并且 日益正规化。在1993 年秋，西安交通大学，天津大学，重庆大学首次招收 工业工程本科生，并于 1994年开始提供工业工程 研究生教育，目前已有 170余所院校开办了工业工 程专业。 尽管如此，我国的IE教育还处于成长阶段，与 西方发达国家IE人才培养模式相比，还存在一定 的差距，主要体现在课程设置和教学实践环节。本 文主要通过对国内外院校IE人才培养模式的特点 进行归纳总结，比较分析两者之间的差异，从而找 出我国IE教育所存在的不足，进而为我国IE人才 培养体系的完善提供一些思路和方法。 一 、国外工业工程人才培养和课程体 系设置 1．美国大学IE教育概况 工业工程是美国工程学院七大学科之一(机械 工程 、电子工程 、土木工程 、化工工程 、计算机、工业 工程、航空工程)，几乎每所大学都有工业工程系。 在美国，工业工程学科的核心基础理论是运筹学研 究和人因工程理论 ，推崇定量的系统方法 ，它的研 究的目标不在于单元问题，而在于系统效率。因此 对学 习者 的数 学基 础要 求 比较 高，如 UC— Berkley、佐治亚理工学院都强调工业工程问题的 定量化研究 。 美国院校工业工程专业的实验室规模并不大， 通常有人机工程、制造系统和计算机模拟实验室， 但它的特点是以企业为研究对象，选择课题和组织 学生做实践课题都是以企业为基地。在本科阶段， 大部分学校 的四年 总学分在 12O～13O学分之间， 其 中工业工程 的核心课程约 35学分和选修课约 16 学分，非工业工程的技术和工程选修课约 10个学 分，计算机和管理类选修课约 10个学分。总的来 说，美国院校IE课程设置的主要特点：较强的数学 基础和具有一定的工程背景；较多的计算机和管理 课程；专业课程非常强调实践和案例教学。 以佐治亚理工学院IE专业人才培养和课程设 收稿 日期 ：2011一O2—07 ’ 作者简介：胡罗克(1989一)，男，浙江工业大学工业工程专业 2007级本科生；杨其华(1962一)，男，中国计量学院质量与工程学院院长，教授；陈 勇(1 973一)，男，浙江工业大学工业工程研究所副所长，教授。 基金项目：浙江省新世纪高等教育教学改革项 目“依托企业的工管结合类专业大学生工程实践能力培养体系构建与实践”(ZC09039) 一 1O2 一 煤炭高等教育 第29卷 置为例。佐 治亚理工学院 (Georgia Institute of Technology，简称 Georgia Tech)的工程学院是全 美最优秀的工程学院之一，自1991至今，Georgia Tech的工业工程专业在美国大学的学科排名中一 直居于首位。在Georgia Tech的工业与系统工程学 院(ISyE)，学生在本科阶段有六个研究方 向可以 选择，分别为：制造系统、供应链物流、经济决策分 析、作业研究与分析、质量工程和工业工程。佐治亚 理工学院的工业与系统学院对对本科阶段IE学生 的培养目标主要有：能够把数学、科学和工程知识 应用到工业工程领域；能够收集和分析合适的数 据；能够应用IE方法设计受约束的系统；能够有效 率地展示问题的解决途径；能够用工业工程方法不 同程度地影响各类环境；能够快速地融人到一个组 织 当中去 ；等等 。 佐治亚理工学院ISyE的选课非常自由，课程 涉及的范围很广 ，学生完全可以根据 自己的兴趣和 特长选到自己喜欢的课程，并且可在6个专业方向 中选择一个修读，不同专业方向学生的培养和 先读课程路径图会有所差别[2]。无论选择哪个方 向，本科阶段需要完成的学分总数都为128学分。 本科生在前两个学年所修的课程基本上是一样的， 分别为科学、数学、心理学、物理学、经济学、计算机 等综合素质类课程和ISyE专业基础类课程。在第 三和第四学年，不同专业方向的学生需修读的专业 相关课程会有所不同。 2．日本 IE教 育概况 日本最初将工业工程翻译为“生产技术”、“生 产工学”和“经营生产”，随着 日本产业经济国际化， 现直接称之为“IE”。现在 日本大学包含工业工程 内容的大学有近百所，比如早稻田大学，东京工业 大学这些日本一流学府都有工业工程系。日本院校 大都将工业工程专业设置在工学部，所培养的IE 人才主要从事企业生产经营和管理工作。日本工程 教育倡导“将现实的多种技术对象从科学层面整 理，并深入开发技术体系的相关技术”理念。日本大 学也实行学分制，对于四年制本科的学生，至少修 满124学分可毕业，日本大学的课程包含学科专门 课程、综合教育课程、外国语课程、保健体育课程、 共通课程和选择系列课程。日本非常重视基础学科 的教育，包括外语课、体育课、社会科学、自然科学 等，学分一般占总学分1／3以上。日本大学IE教育 致力于培养一批具有科学态度，工程背景，开拓创 新精神并能够运用所学专业知识发现和解决问题 的人才 。 以早稻 田大学工业与管理 系统工程本科生培 养为例。早稻田大学(Waseda University)是 日本 最好的2所私立大学之一，早在 20世纪30年代就 设立了工业工程专业，开创了 日本 IE教育的先 河_3j，其工业与管理系统工程系设在科学与工程学 院。早稻田大学工业与管理系统工程专业本科课程 体系包括低年级阶段的学科基础技术必修课程和 高年级阶段高度专业化的技术应用课程，主要通过 选修的形式。该项 目还强调实验和实践，此外毕业 设计与实际工作结合在一起，使得学生掌握的技术 显得更加实用一些并且能够在今后实际生产中更 快地识别和解决问题。近年来，早稻田大学工业与 管理系统工程系也聚焦国际需要来传授学生相应 的技能 。 早稻 田大学工业与管理系统工程专业本科毕 业生近一半学生会选择继续深造。其余的学生就业 面很广，主要从事制造、金融、证券、保险和咨询行 业的工作；也有一些学生会获得专业资格证，从事 中小企业信用分析师、会计师、专利律师等一些工 作；剩余一些学生会选择 留校或在其它学校做 教员[43。 二、国内工业工程人才培养和课程设置 1．国内工业工程教育概况 国内各院校工业工程的办学目标大都是培养 既掌握工程管理理论又具备工程技术的高级复合 型人才，但不同的院校所侧重的方向有所不同。国 内工业工程本科教育基本上以四年制为主，也有五 年制双学位模式的，比如西安交通大学。大多院校 将工业工程专业归为工科范畴 ，下设在机械学院， 顺利毕业可获得工学学士。也有部分院校将工业工 程设置在管理学院，主要是以天津大学为代表，这 类院校毕业生就业定位大都是能够在国家行政管 理部门、事业单位、科研院所、工商企业从事生产、 经营、服务等管理系统的规划、设计、评价咨询和创 新工作。 以浙江工业大学工业工程本科 人才培养和课 程设置为例。浙江工业大学工业工程系设立在机械 工程学院，浙江工业大学IE专业的办学思想为“面 向企业为主，提高学生综合素质和工程创新意识”， 完善学生知识结构和思维方式，树立经济意识、管 理意识、市场意识、效益意识和竞争观念，增强毕业 生竞争力，适应市场经济的需要。在课程设置方面， 浙江工业大学工业工程专业建立了以机械加工行 业为行业背景的专业特色，设置了工程图学、工程 力学、机械设计基础、机械加工工艺及夹具设计、工 一 1 03 — 第3期 胡罗克，杨其华 ，陈 勇／国内外工业工程人才培养和课程设置比较研究 程训练等课程，以加强学生的机械工程技术基础教 育。在课程学分分配方面，浙江工业大学工业工程 专业本科阶段可修读的经济管理类课程主要有管 理学原理，工程经济，运筹学，会计与财务管理和应 用统计学等共21．5学分；工科类课程方面，开设了 机械设计技术、机械制造工艺学 、电工学和学科基 础选修课共20学分；同时，浙江工业大学开设的专 业课程有：生产计划与控制、精益生产、成本设施规 划和物流分析和专业选修课共 24学分。浙江工业 大学工业工程系还设置了大型专业综合性实验教 学，以达到认知实习、生产实习、毕业设计系统地结 合，形成完整的实践教学体系的目的。 2．港台地 区院校IE教育概况 台湾最早的IE本科教育开始于1963年，由东 海大学所创立。随后在1980年和1984年，台湾清华 大学率先分别设立 IE研究所和工业工程博士 点 ]。经过4O余年的发展，台湾IE教育体系日益完 善并走向成熟，现如今台湾已有 20多所本科院校 设立了工业工程专业，台湾大学，台湾交通大学，台 湾交通大学这些台湾一流学校都专门设有工业工 程系。在台湾，IE专业人才在台湾还处于紧缺状 态，工业工程人才培养受到很大重视。在早期，台湾 IE教育主要以效仿美国为主，但随着产业模式逐 步由劳动密集型转变成技术密集型，一些传统的IE 思想已无法解决一些新出现的问题。台湾不同院校 的IE课程设置各不相同，但都能反映出该专业工 程与管理紧密结合的特点。 香港地区的工业工程教育模式主要以香港大 学为代表。香港大学工业及制造系统工程系设立在 工程学院，该系在本科阶段提供两种学位课程，分 别是工业工程与技术管理(1ETM)和物流工程与 供应链管理(LESCM)，该专业学制为3年。IETM 项目的开设目的：为满足香港需要，培养一批以信 息技术为基础，并且掌握工业工程的专业技术和对 技术管理有透彻理解的人才。这个学位项目聚焦于 工业工程和技术两个领域，并在理论和实践之间寻 求平衡，主要是为响应香港将转变成知识驱动和技 术密集型经济的需要。为了使毕业生具备更广泛的 基础技能，IETM 课程体系在强调技术管理和企业 家精神的同时，在工业营销、产品开发、制造系统工 程、商业系统和管理和财务信息和控制 5方面进行 整合。物流工程与供应链管理(LESCM)本科的课 程体系能够使学生掌握一些专业相关技能，主要 有：(1)物流技能一市场分析、协作关系、采购决策、 变更管理和规划组织能力；(2)系统工程一成本分 一 1 O4 一 析、产品和设计知识、计算机应用、供应商选择、生 产计划及库存控制；(3)人际关系能力一面和口 头沟通、团队机制、问题解决、国际文化意识。香港 大学学分较为灵活，工程类专业至少修满 120 学分以上可毕业，IE专业(IETM 方向)开设经济 管理课程有：商业管理基础、管理会计与金融、运筹 学、应用统计学加选修课共3O学分；开设的工业工 程专业课程有：制造技术、质量管理、工业系统集 成、运作规划与控制、工程项 目管理、项 目设计加选 修课共46．5学分 ]。 三、国内外工业工程人才培养模式对比 国外院校一般将工业工程作为独立的学科并 受到高度重视，在国外，IE与MBA学科位置同等 地位，被列为世界高等教育十大支柱之一_7]。在美 国，几乎每所大学都有工业工程系，按研究方向不 同分为运筹学与运作管理、工效学与人因工程、生 产系统工程、物流工程、企业集成和信息化、质量工 程等等。而国内将工业工程作为一个二级学科，下 设在机械工程或管理科学与工程。 1．国内外工业工程课程设置对比 工业工程专业基本会设置一些学科基础课，这 类课程是解决较为复杂问题的前提和基础，但国内 这类课程的教学都过于机械化，学生对这些课程内 容理解和掌握的深度不足以解决实际问题。以运筹 学这门课为例，开设这门课的主要目的是培养学生 从系统整体的观念出发来观察、分析和处理各种实 际问题 的能力并掌握相应的优化思想和方法，为后 续专业课程提供必要的理论知识和方法[8]。但其教 学 目标很难达到 ，主要原因是教师仅仅教授学生一 些运算和方法，学生是难以成为该门课的精通 使用者[g]。以运筹学的线性规划章节为例，学生对 这部分内容的掌握大都停留在单纯行法的结构和 对已给数据的基本运算上，当碰到一些复杂的实际 问题时，很少有学生能够将这类问题抽象到数学模 型，然后使用所学运算方法加以解决。中国高校本 科阶段 IE课程的开设很大 比例是针对一些工程技 术和IE思想，计算量大的数学课程所占比例很小， 导致学生对一些实际问题只能定性处理而无法定 量处理，这也不利于学生今后继续深造。 国内高校工业工程课程的开设较少考虑区域 因素和当地特色产业优势，各校所开课程大同小 异，与当地产业的相关性不够大。除此之外，学生所 修的部分课程存在过时的现象，一些案例也比较陈 旧，教材内容多年不变，尽管适用于一些低技术的 制造行业，但教材上很多技术手段已无法满足现代 煤炭高等教育 第 29卷 企业制造技术和生产系统的需要。比如，方法研究 和作业测定在一些传统劳动密集型产业中发挥着 较大作用_9]，但如今手工制造逐渐被 自动化机器制 造所取代，这些技术在生产中发挥的效果越来越不 明显。国外院校会根据当地市场和产业需求设置课 程，学校甚至会根据企业需求调整课程。如加州伯 克利分校处于硅谷地带，该校工业工程课程安排很 多会围绕电子制造业展开；密西根大学一安娜堡分 校位于著名汽车城底特律附近，密西根大学则以人 机工程和质量控制为重点；佐治亚州首府亚特兰大 市是美国最大物资转运中心，佐治亚理工学院在工 业工程课程设置方面会相对侧重物流方向。教材方 面，这些优秀院校会根据最新的产业特点和发展趋 势适时更新内容，删去一些过时的概念，这使得学 生在学校所学的知识更加具有实用性。美国优秀院 校工业工程的课程不仅仅局限于服务业和制造业， 也会涉及能源开采、分配、环境规划、废物回收 这些当今热门话题。为了应对环境问题和能源短 缺，倡导可持续发展，国外院校逐渐开始重视对工 业工程学生企业社会责任感的培养而并非局限于 生产和服务能力_1。。。 在实践教学环节，大陆院校也是比较重视的， 安排了相当数量的生产实习，综合实验，课程设计 和机械工程训练。但实践效果并不是很明显，很多 实践课程并不能帮助学生更加深入地理解IE和提 高相关专业知识的应用能力。如国内将工业工程专 业设置在机械学院的院校大都会安排金工实习和 电子工艺实习，而IE强调的是系统的概念，这些实 践课程尽管提高了学生的动手能力，但无法帮助学 生树立IE意识。在实验和课程设计环节上，学生所 做的实验内容基本上是多年不变，学生的课程设计 内容也比较固定，理论性过强，很少能够与实际情 境结合起来。除此之外，学生在做一些课程设计时， 比如管理信息系统的课程设计，很多学生存在时间 紧的现象，主要是对开发工具不是很熟悉而又无法 短期熟练，从而影响系统功能的实现，进而出现了 “重分析、轻开发”的现象[1 。美国院校在实践环节 会鼓励学生参与一些校企合作项目和暑期实习，学 生会有更多接触真实企业环境的机会，使学生对工 业工程将要从事的工作有更为理性和深刻的认识。 在课程设计方面，美国院校学生会有一个多月的时 间做与所学课程相关并且自己感兴趣的作业，学生 也可以跨专业组队，这样更有利于系统开发的顺利 开展。学生所做的实验基本是针对实际问题安排内 容的，每年都会有所变化。 2．国内外 IE教 学环节对比 在IE教学方面，美国院校注重对学生创新意 识的培养，采用启发式教学，致力于知识传授与方 法应用之 间的平衡[1 ，创造更 多潜在 的知识 附加 值。在课堂上会有大量与课程紧密相关的最新案 例，学生可以通过小组讨论加以解决，教师会对学 生的解决方法指出不足之处并提出自己的看法，学 生也可进行相应的解释和反驳 ，并没有固定答案。 教师与学生的互动有利于活跃课堂气氛，并且教师 在这过程中会引导学生不断深入问题和分析问题， 学生在今后遇到实际问题时能够更加严谨地应对。 教师有时也会用一些先进的教学设备模拟企业的 真实情景，让学生参与其中，找出企业运作所存在 的一些问题并用专业知识加以解决，提高了学生对 所学知识的应用 。 中国高校IE课堂教学处于教师单向授课，学 生被动接受的局面 ，学生在课堂上的一些想法和疑 惑无法及时得到肯定和解决，这些疑点可能会影响 到学生对后面内容的理解。教师在授课时以理论知 识为主，教学手段比较单一，较少与实际情境相结 合，学生上课积极性不高。教师在课堂上进行案例 分析时 ，学生一般直接将教师对问题的看法和解法 作为 日后解决实际问题的标准方法 ，不愿意去思考 更好的方法或者举一反三。灌输式的教学方式导致 学生的思维方式比较固定，学生在解决问题时缺少 个性 ，如不 同学生在着手处理 同一个 IE问题时往 往采用相同或相近的解决方式。创新能力的提升是 工业工程人才培养的重要方面，所以IE教学要注 重对学生创新能力的培养，课堂上师生互动是提升 学生创新意识的有效途径，课堂互动不仅仅局限于 师生间的一问一答，更重要的是教师引导学生深入 问题 ，帮助学生发散思维 。 四、启示 一 是，我国院校工业工程专业课程体系的系统 性不是很强，课程之间很少联系起来，总的来说，课 程整合不如国外优秀院校 IE专业课程体系科学 合理。 二是，在IE实践教学环节，国内院校与美国院 校有较大差距，实践内容与IE专业相关性不是很 高，实践内容多年不变。应结合学科背景，探索科学 合理的实践教学体系_1 。 三是，在IE理论教学方面，国内院校强调学生 对理论知识和工程技术的掌握 ，而国外院校注重对 学生IE意识和创新思维的培养。 四是，在IE人才培养方面，国外院校是根据当 一 】O5 一 第3期 胡罗克，杨其华，陈 勇／国内外工业工程人才培养和课程设置比较研究 地产业需求制定培养计划并会根据市场变化做出 相应的课程调整，机动性很强 。而国内院校对IE人 才的培养针对性不是很强，其培养计划的制定不会 针对某个制造行业，而是尽可能涉及更多的行业。 五是，引进国外优秀人才或与国外优秀院校合 作办学是完善国内院校 IE教育体系的有效途径 之一 。 参考文献 [1] [2] [3] [4] [5] 王恩亮．论我国工业工程学科教育体系的确立[J]．辽宁高等 教育研究，1994，(5)：68—71． Previous Track Flowcharts—Manufacturing Track[EB／OL]． http：／／www．isye．gatech．edu／academics／undergraduate／ courses／ISyE—Manufacturing—bsietrack．pdf，2010． 汪应洛．工业工程是 日本经济高速发展的重要推动力[J]．中 国机械工程，1992，3(5)：36—39． Directions after graduation[EB／OL]．http：／／www．sci．wase da． ac． jp／english／global／faculty／creatiVe／indexO4．html， 2010． 王国明，简祯富．台湾工业工程理论及应用发展回顾[J]．工 业工程与管理，2003，8(3)：1—5． [6] 赵涛，牛旭东，路琨．我国工业工程专业教育研究[J]．工业工 程 ，2004，7(1)：61—64． [7] 徐宏毅，欧阳明德．工业工程专业课程体系建设的研究[J]． 交通高教研究，2003，(2)：52—54． [8] 李军，董雄报，张于贤．工业工程专业运筹学课程教学研究 [J]．桂林电子工业学院学报，2003，23(2)：74—76． [9] 郭位，Bryan Deuemeyer，谭芙蓉．工业工程课程的最新沿革 EJ]．工业工程与管理，2005，10(2)：1-5． [1O] Veldzquez Luis，Munguia Nora，Zavala Andrea．Industrial Engineering’S Perspective of CSR[J]．Professionals’ Perspectives of 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engineering；also introduced the domestic education profiles of industrial engineering．Then made a comparative analysis of the tWO，and found the differencesin of industrial engineering talent training and curriCUlum in good domestic universities and foreign universities．Finally，the article put forward the gaps and areas for improvement in the industrial engineering talents of the domestic universities，and give some more practical suggestions and methods according tO the characteristics of education in China， and thus have implications for the improvement of engineering education system in our industry． Key words：home and abroad；industrial engineering；comparative study 一 1O6 一 (责任编辑 周 红)