基于情景教學(xué)的創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺研究與實(shí)驗(yàn)過程設(shè)計(jì)

[摘要]文章以大學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)為出發(fā)點(diǎn)，研究分析了基于情景教學(xué)的大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺的基本功能要求，以Flexsim仿真系統(tǒng)為基本工具，構(gòu)建了物流工程專業(yè)情景教學(xué)創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺；結(jié)合現(xiàn)代物流工程專業(yè)教學(xué)的特點(diǎn)，具體就生產(chǎn)與物流系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行了過程設(shè)計(jì)，并對其實(shí)踐教學(xué)效果進(jìn)行了評價。

[關(guān)鍵詞]生產(chǎn)與物流系統(tǒng)；創(chuàng)新實(shí)踐能力；物流工程；情景教學(xué)

[中圖分類號]G420

[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]B

[論文編號]1009－8097(2011)10－0112－05

一 引言

大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)是高等教育教學(xué)改革的核心目標(biāo)之一，近年來，實(shí)踐教學(xué)理論研究在師生互動、興趣激發(fā)等方面均有諸多有益的探索和嘗試，并提出了新教學(xué)環(huán)境下的“感知一理解一深化”三階段教學(xué)理念。但由于受實(shí)踐教學(xué)形式單一和實(shí)踐教學(xué)經(jīng)費(fèi)投入不足等因素的制約，與學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)相適應(yīng)的教學(xué)體系尚待完善，理論講授多于教學(xué)互動、實(shí)踐教學(xué)形式多于內(nèi)容等問題仍較為突出。

實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建和過程的完善需要創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺，實(shí)踐教學(xué)形式的豐富和質(zhì)量的提升需要情景教學(xué)場景和案例庫的建設(shè)。以生產(chǎn)與運(yùn)作管理為核心的物流工程專業(yè)課程教學(xué)具有極強(qiáng)的實(shí)踐性，需要考察企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)及物流管理各環(huán)節(jié)的運(yùn)行、規(guī)劃及設(shè)計(jì)，其教學(xué)過程必須使學(xué)生首先建立生產(chǎn)現(xiàn)場及企業(yè)物流的物理概念和感性認(rèn)知。近年來，隨著生產(chǎn)實(shí)習(xí)機(jī)會的減少，學(xué)生對企業(yè)生產(chǎn)物流及供應(yīng)鏈運(yùn)行缺乏真實(shí)、直觀感受，加上教材抽象的數(shù)理闡述，極大影響了物流工程專業(yè)課程的學(xué)習(xí)效果。為此，以物流工程專業(yè)課程實(shí)踐教學(xué)的特點(diǎn)和需求狀態(tài)為背景，研究大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺更具現(xiàn)實(shí)意義。

本研究以Flexsim仿真軟件為基本工具，研究適于情景教學(xué)的創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺，試圖通過創(chuàng)設(shè)、模擬具體的生產(chǎn)場景，仿真企業(yè)物流及生產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行，使學(xué)生置身于企業(yè)生產(chǎn)活動和供應(yīng)鏈運(yùn)行的虛擬環(huán)境中，并充分運(yùn)用系統(tǒng)提供的設(shè)計(jì)方案與優(yōu)化功能，推進(jìn)教學(xué)互動過程，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，突破實(shí)踐教學(xué)形式和生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)費(fèi)限制，優(yōu)化教學(xué)質(zhì)量，提升教學(xué)效果。

二 創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺的內(nèi)涵和功能要求

1 創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)和創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺

實(shí)踐能力是人在實(shí)踐活動中培養(yǎng)和發(fā)展起來的解決實(shí)際問題的能力，創(chuàng)新是人們改變客觀現(xiàn)實(shí)的創(chuàng)造性活動。創(chuàng)新能力的形成和發(fā)展以實(shí)踐活動為基礎(chǔ)，實(shí)踐能力是創(chuàng)新能力形成和發(fā)展的重要前提條件；創(chuàng)新的結(jié)果和效果需要通過實(shí)踐才能在現(xiàn)實(shí)世界中體現(xiàn)出來。

創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)是根據(jù)認(rèn)識的本質(zhì)和規(guī)律、實(shí)踐的特點(diǎn)和作用以及教學(xué)的目的和要求而開展的創(chuàng)新實(shí)踐活動。創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)的主體是教師和學(xué)生，客體是教學(xué)內(nèi)容和對象，包括自然對象、社會對象和精神對象。創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)是學(xué)生將理論應(yīng)用于實(shí)踐的試驗(yàn)場，學(xué)生在掌握實(shí)驗(yàn)方法、操作規(guī)范和技能的基礎(chǔ)上，反復(fù)進(jìn)行各種練習(xí)和操作，易于形成發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的實(shí)踐能力；創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)與能力的課堂，在創(chuàng)新實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)中，需要多學(xué)科知識的交叉和綜合運(yùn)用，有助于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)和解決復(fù)雜問題能力的提高；創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)是溝通學(xué)生與社會之間聯(lián)系的橋梁，實(shí)踐活動往往伴隨著大量的社會經(jīng)濟(jì)、自然環(huán)境和生產(chǎn)工藝等各方面問題，學(xué)生在解決這些問題的過程中，自身素養(yǎng)于實(shí)踐中得到磨練。

物流工程及企業(yè)現(xiàn)場管理等專業(yè)課程教學(xué)的總體趨勢是壓縮課堂教學(xué)課時，增加生產(chǎn)一線的現(xiàn)場教學(xué)。西方發(fā)達(dá)國家采用的雙導(dǎo)師聯(lián)合教學(xué)的兩階段模式，同時附以案例教學(xué)、實(shí)驗(yàn)室模擬演練等，取得了較好的教學(xué)效果。從一定意義上說，創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺通過運(yùn)用先進(jìn)的信息技術(shù)、創(chuàng)設(shè)教學(xué)情景和案例模擬，增強(qiáng)了學(xué)生的動手能力，真正使學(xué)生融入“感知—理解—深化”的學(xué)習(xí)過程，從而改變學(xué)生技能培養(yǎng)中單純的以注釋與理論闡述為主、實(shí)踐活動局限于課后上機(jī)實(shí)驗(yàn)等離散性、孤立性過程的局面，真正達(dá)到實(shí)踐教學(xué)的目的。

2 基于生產(chǎn)場景創(chuàng)設(shè)的創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺的功能要求

根據(jù)現(xiàn)代物流工程教學(xué)的特點(diǎn)，物流工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)更強(qiáng)調(diào)學(xué)生系統(tǒng)分析和解決問題能力的培養(yǎng)，重視企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)和優(yōu)化方法的掌握。創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺建設(shè)的基本目標(biāo)是使學(xué)生更積極主動地參與教學(xué)互動，培養(yǎng)學(xué)生良好的動手習(xí)慣和提出問題并解決問題的能力，從根本上強(qiáng)化物流工程專業(yè)本科教學(xué)的實(shí)踐特色。為此，創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺首先應(yīng)當(dāng)考慮創(chuàng)設(shè)基本的企業(yè)生產(chǎn)與物流場景，應(yīng)當(dāng)主要體現(xiàn)學(xué)生動手操作與情景分析相結(jié)合、演示性與研究創(chuàng)新性相結(jié)合、計(jì)算機(jī)仿真與案例相結(jié)合三個基本原則。通過創(chuàng)設(shè)生動的生產(chǎn)物流和供應(yīng)鏈情景，引導(dǎo)學(xué)生從系統(tǒng)工程的視角去觀察企業(yè)生產(chǎn)流程，思考企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場和供應(yīng)鏈運(yùn)行過程中可能存在的問題；以案例庫為載體引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主探究性學(xué)習(xí)，借助Flexshn仿真系統(tǒng)，使學(xué)生置身于企業(yè)生產(chǎn)活動和供應(yīng)鏈運(yùn)行過程的虛擬環(huán)境中，親身參與供應(yīng)鏈規(guī)劃與設(shè)計(jì)。根據(jù)以上指導(dǎo)思想，物流工程專業(yè)情景下創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺應(yīng)當(dāng)包括雙向互動與過程參與、創(chuàng)新過程引導(dǎo)與控制、模擬反饋與方案優(yōu)化、案例與創(chuàng)設(shè)場景的更新等方面的基本功能要素。

雙向互動與過程參與。即物流工程專業(yè)情景下創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺強(qiáng)調(diào)學(xué)生參與的主動性，打破以往被動學(xué)習(xí)的局面，注重訓(xùn)練學(xué)生基本技能，這一過程是學(xué)生和平臺系統(tǒng)的信息交換過程。通過教學(xué)過程的互動，促進(jìn)學(xué)生主動參與；通過角色參與，促進(jìn)理性感知。在此，學(xué)生可以參與的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)主要有：參與實(shí)驗(yàn)?zāi)M和角色體驗(yàn)場景，培養(yǎng)學(xué)生對生產(chǎn)現(xiàn)場的認(rèn)知；參與Flexshn仿真實(shí)驗(yàn)過程，培養(yǎng)學(xué)生動手解決問題的能力；參與案例環(huán)節(jié)，為學(xué)生進(jìn)一步優(yōu)化方案打下基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生思維的邏輯性和廣闊性。

創(chuàng)新過程引導(dǎo)與控制。創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺的目的在于模擬工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行，為了保證平臺的正常運(yùn)行和教學(xué)效果，整個實(shí)踐教學(xué)過程應(yīng)當(dāng)由教師嚴(yán)格控制和引導(dǎo)。通過教師引導(dǎo)和角色設(shè)定，使學(xué)生從不同視角對企業(yè)生產(chǎn)與物流運(yùn)行情況進(jìn)行觀察和感知，激發(fā)學(xué)生的全局創(chuàng)新意識。創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺的可控制性表現(xiàn)在：控制情景教

在創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺系統(tǒng)中，為了向?qū)W生直觀地展現(xiàn)現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)，描述企業(yè)生產(chǎn)物流系統(tǒng)物理模型設(shè)計(jì)的全過程，系統(tǒng)設(shè)置了實(shí)物模擬場景、角色體驗(yàn)場景、仿真實(shí)驗(yàn)場景設(shè)計(jì)等三個依次遞進(jìn)的層次結(jié)構(gòu)，實(shí)物模擬場景能學(xué)的進(jìn)度，確保實(shí)驗(yàn)過程順暢進(jìn)行；控制訪問權(quán)限，提高教學(xué)平臺的安全性；以學(xué)生創(chuàng)新性學(xué)習(xí)為中心實(shí)行控制管理，實(shí)現(xiàn)整個教學(xué)平臺全面控制與仿真實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)控制相結(jié)合，嘗試實(shí)驗(yàn)案例剛性控制與示范案例柔性控制相結(jié)合。

模擬反饋與方案優(yōu)化。創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺通過對創(chuàng)設(shè)場景下的生產(chǎn)與物流方案進(jìn)行模擬運(yùn)行，并對運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行分析，輸出模擬系統(tǒng)方案的運(yùn)行狀態(tài)，從而為系統(tǒng)參與主體反饋系統(tǒng)(方案)參數(shù)，引導(dǎo)學(xué)生對既定生產(chǎn)方案做出評價，進(jìn)而通過對學(xué)生提出的設(shè)計(jì)方案和仿真模擬結(jié)果的比較，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步優(yōu)化方案，在創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺運(yùn)行過程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維。

案例與創(chuàng)設(shè)場景的更新?；谖锪鞴こ虒I(yè)的創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺所提供的情景庫、案例庫，以及方案優(yōu)化方法等，應(yīng)當(dāng)根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐和教學(xué)要求，進(jìn)行相應(yīng)的變化和更新，從而保證模擬教學(xué)平臺的適應(yīng)性。隨著時間的推移和生產(chǎn)實(shí)踐等外部條件和情況的變化，要考慮不同生產(chǎn)環(huán)境及系統(tǒng)的要求，不斷發(fā)展、更新場景和案例，并設(shè)計(jì)、構(gòu)造方案優(yōu)化模式。

三 創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺的模塊結(jié)構(gòu)

從廣義上講，基于，隋景教學(xué)的大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺可應(yīng)用于幾乎全部的管理及物流工程專業(yè)課程實(shí)踐教學(xué)。物流工程與管理涉及企業(yè)物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)、診斷、優(yōu)化和信息管理等，物流工程專業(yè)的主干課程(系統(tǒng)工程、物流與供應(yīng)鏈管理、設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計(jì)、生產(chǎn)運(yùn)作管理等)均可以使用該平臺進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)。根據(jù)創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)的基本要求，基于情景教學(xué)的大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺的核心包括以學(xué)生為主體的Flexsh'n情景模擬與仿真、以教師為主體的教師管理、師生共享的資源案例庫等基本功能模塊，為了保證系統(tǒng)的可操作性，并滿足課前及課后教學(xué)管理的需要，平臺系統(tǒng)還應(yīng)當(dāng)包容方案優(yōu)化與系統(tǒng)分析、學(xué)生成績考核、系統(tǒng)檔案管理等輔助功能模塊。具體的功能模塊結(jié)構(gòu)如圖1所示。讓學(xué)生了解現(xiàn)代制造企業(yè)生產(chǎn)、物流等設(shè)施的布局。角色體驗(yàn)場景讓學(xué)生積極主動參與，進(jìn)入企業(yè)生產(chǎn)物流系統(tǒng)的角色中，體驗(yàn)情境。Flexsin仿真實(shí)驗(yàn)場景設(shè)計(jì)是創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)的重要內(nèi)容，可根據(jù)生產(chǎn)環(huán)境和具體要求，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行虛擬的實(shí)驗(yàn)場景自主設(shè)計(jì)。

Flexsim軟件作為新一代離散事件系統(tǒng)仿真的有效工具，它可以建立集建模、仿真和可視化于一身的真實(shí)生產(chǎn)系統(tǒng)的3D模型，能快速進(jìn)行企業(yè)生產(chǎn)物流系統(tǒng)建模和優(yōu)化，從多個備選方案中找出最優(yōu)方案；還可以用動畫演示的方式模擬生產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行流程。并且，F(xiàn)lexsim軟件操作簡便，易于學(xué)習(xí)，非常適用于實(shí)踐教學(xué)，學(xué)生可以根據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，通過設(shè)定和選擇生產(chǎn)系統(tǒng)參數(shù)對企業(yè)生產(chǎn)物流系統(tǒng)建模仿真，并在Flexsim中編制相應(yīng)程序，模擬實(shí)際生產(chǎn)物流系統(tǒng)運(yùn)行狀況，統(tǒng)計(jì)和分析模擬結(jié)果。Flexsim仿真實(shí)驗(yàn)的一般步驟為系統(tǒng)調(diào)研與問題分析、制定方案與目標(biāo)、系統(tǒng)描述和假設(shè)、收集數(shù)據(jù)和信息初步處理、系統(tǒng)模型構(gòu)建、確定仿真算法、建立仿真模型、運(yùn)行驗(yàn)證和確認(rèn)模型、系統(tǒng)方案分析、修改系統(tǒng)參數(shù)、重復(fù)仿真運(yùn)行和分析，直至輸出最優(yōu)方案。

應(yīng)當(dāng)說明的是，作為創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)和前提，系統(tǒng)的案例庫是情景教學(xué)的另一個重要內(nèi)容，具體包括示范案例及實(shí)驗(yàn)案例等。其中，示范案例適用于初學(xué)者了解及掌握Flexsim仿真系統(tǒng)，熟悉仿真實(shí)驗(yàn)的流程及操作。實(shí)驗(yàn)案例則根據(jù)課程的教學(xué)內(nèi)容編寫，對每一實(shí)驗(yàn)均有標(biāo)準(zhǔn)模型、運(yùn)行結(jié)果及系統(tǒng)分析，學(xué)生只有完成每次仿真實(shí)驗(yàn)，才可以查看案例運(yùn)行的結(jié)果，并自行對照標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行結(jié)果，分析自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出改進(jìn)模型及方案。案例庫的建立和情景教學(xué)系統(tǒng)兩者互為補(bǔ)充，情景教學(xué)系統(tǒng)幫助學(xué)生最大限度彌補(bǔ)生產(chǎn)實(shí)踐感性不足的缺陷，真正學(xué)會如何進(jìn)行生產(chǎn)系統(tǒng)、生產(chǎn)物流設(shè)施規(guī)劃方案等的設(shè)計(jì)，而案例庫幫助學(xué)生理解和消化一定的內(nèi)容，使情景實(shí)踐教學(xué)平臺的功能發(fā)揮得更加淋漓盡致。

另外，教師管理系統(tǒng)模塊除了可以設(shè)置教師訪問和更新指令外，主要還用于教師發(fā)布相關(guān)教學(xué)與案例資料、協(xié)調(diào)與安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容等，指導(dǎo)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)，同時監(jiān)控實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程、并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行檢查和評價，有利于進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)交流。

四 企業(yè)生產(chǎn)與物流系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程設(shè)計(jì)

1 現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)與物流系統(tǒng)場景模擬與感知

企業(yè)生產(chǎn)與物流系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，旨在通過具體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程模擬和說明，進(jìn)一步明晰實(shí)踐教學(xué)平臺系統(tǒng)的運(yùn)行過程。首先，利用創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺，可以引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室建立一個柔性化的、可組合式的現(xiàn)代生產(chǎn)企業(yè)小型生產(chǎn)過程及物流模擬系統(tǒng)，按照生產(chǎn)及物流設(shè)施布局的一般要求配置生產(chǎn)及物流設(shè)備，包括生產(chǎn)企業(yè)原材料入庫、出庫、半成品加工、生產(chǎn)流水線裝配到成品入庫各個功能環(huán)節(jié)的物料搬運(yùn)過程，可真實(shí)體現(xiàn)制造型企業(yè)物流與生產(chǎn)計(jì)劃控制的集成過程。

模擬場景設(shè)計(jì)結(jié)束后，即進(jìn)入角色體驗(yàn)階段。指定各實(shí)驗(yàn)小組在生產(chǎn)流程中的角色，要求按所分配為的角色功能設(shè)計(jì)設(shè)備及設(shè)施參數(shù)。角色體驗(yàn)環(huán)節(jié)是以真實(shí)的工業(yè)生產(chǎn)過程為對象，在對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析、工藝流程分析和BOM設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行理論設(shè)計(jì)，然后利用Flexsim仿真系統(tǒng)開展系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)技能訓(xùn)練，讓學(xué)生在親身體驗(yàn)中理解貨位管理基本理論和基本參數(shù)設(shè)計(jì)要求。

2 生產(chǎn)系統(tǒng)仿真與優(yōu)化模擬實(shí)驗(yàn)

生產(chǎn)與物流系統(tǒng)實(shí)物模擬場景和企業(yè)倉儲管理系統(tǒng)的角色體驗(yàn)場景，是從兩個不同角度簡要說明創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺的基本運(yùn)行條件。不論是實(shí)物模擬場景，還是系統(tǒng)角色體驗(yàn)場景，均可以根據(jù)不同的教學(xué)需要進(jìn)行有針對性的選擇(視系統(tǒng)情景庫的更新頻率而定)。創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺的仿真實(shí)驗(yàn)宜采取學(xué)生個人獨(dú)立完成的形式，全部完成規(guī)定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容后，同學(xué)、師生之間可以相互探討所設(shè)計(jì)的方案并探尋優(yōu)化方案。以下以企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)為例，簡要描述創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺的運(yùn)行過程。

(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皩?shí)驗(yàn)原理

該生產(chǎn)系統(tǒng)模擬企業(yè)生產(chǎn)車間內(nèi)由三道工序組成的流水生產(chǎn)線運(yùn)行情況，原材料經(jīng)加工、檢驗(yàn)、包裝三道工序后，成品經(jīng)運(yùn)輸機(jī)送至倉庫貨架。實(shí)驗(yàn)的目的是：①讓學(xué)生了解生產(chǎn)線的系統(tǒng)設(shè)計(jì)；②學(xué)會添加和設(shè)置生成器Source、暫存區(qū)Queue、處理器Processor等常見實(shí)體；③運(yùn)用Flexsim系統(tǒng)，按各設(shè)計(jì)方案運(yùn)行生產(chǎn)線，觀察各自的運(yùn)行情況，對比運(yùn)行結(jié)果，進(jìn)行方案優(yōu)化，探尋最優(yōu)方案。

實(shí)驗(yàn)及優(yōu)化原理是通過模擬和觀察各方案運(yùn)行狀態(tài)，在參與和體驗(yàn)中理解生產(chǎn)線布局和運(yùn)行的基本方法，使學(xué)生掌握生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化的基本途徑與方法。

(2)實(shí)驗(yàn)步驟及內(nèi)容

通過Flexsim系統(tǒng)創(chuàng)建生成器Source、暫存區(qū)Queue、處理器Processor等實(shí)體，其次，對各實(shí)體設(shè)置合理的運(yùn)行參數(shù)，構(gòu)建模型布局并定義物流流程。讓學(xué)生將對Flexsim的對象庫及對象分類有所了解，并且掌握創(chuàng)建實(shí)體及通過端口將實(shí)體對象進(jìn)行連接的操作方法。

本例中，實(shí)驗(yàn)?zāi)M具有三道工序的企業(yè)生產(chǎn)線的生產(chǎn)過程，每道工序配備一名操作人員；成品首先由傳送帶送至?xí)捍鎱^(qū)，然后由運(yùn)輸機(jī)送至倉庫貨架。本案例包括原料和成品在內(nèi)，一共將會出現(xiàn)4種不同的產(chǎn)品形態(tài)，發(fā)生器生成4種不同顏色的臨時實(shí)體來進(jìn)行模擬。紅色臨時賣體表示原料，黑色臨時實(shí)體表示經(jīng)第一次加工后的半成品，藍(lán)色臨時實(shí)體表示經(jīng)第二次加工后的半成品，淺綠色I(xiàn)臨時實(shí)體表示第三次加工后的成品。原料到達(dá)速度為2秒／件。參數(shù)設(shè)置如圖2、圖3所示：

參數(shù)設(shè)置是實(shí)驗(yàn)合理運(yùn)行的保證，學(xué)生通過這一過程可掌握參數(shù)設(shè)置的方法；編譯并運(yùn)行仿真模型，學(xué)生可通過餅狀圖直接觀察到運(yùn)行結(jié)果的差別，切身體驗(yàn)參數(shù)設(shè)置的重要

整個實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生均能直觀觀察各個生產(chǎn)實(shí)體運(yùn)行的狀態(tài)信息，了解系統(tǒng)空閑時間分布以及生產(chǎn)線的均衡狀態(tài)。由此，本系統(tǒng)的運(yùn)行過程同時也能引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行優(yōu)化方案阿設(shè)計(jì)。觀察生產(chǎn)線仿真模型的系統(tǒng)狀態(tài)圖，可發(fā)現(xiàn)模型存在的問題。在該仿真模型中，工序一空閑時間比約為50％(藍(lán)色部分)，并且貨物緩存區(qū)存在明顯貨物積壓情況。此時，學(xué)生可對模型進(jìn)行優(yōu)化，提高原料到達(dá)的速度，并增加性。圖4為某時刻生產(chǎn)線加工、檢測實(shí)驗(yàn)過程截圖及工序一工作效率餅狀圖。運(yùn)輸車數(shù)量。變更參數(shù)設(shè)置，將原料到達(dá)速度提高到1.4秒，件，并增加一臺運(yùn)輸車B，再次編譯、運(yùn)行仿真模型，如圖5所示。對比運(yùn)行結(jié)果，可發(fā)現(xiàn)工序一工作效率約為70％，并且暫存區(qū)無明顯貨物積壓，生產(chǎn)線處于良好運(yùn)行狀態(tài)。模型的優(yōu)化是循序漸進(jìn)的過程，需要經(jīng)過多次的修改實(shí)驗(yàn)，才能確定最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。

最后，通過撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，教師可引導(dǎo)學(xué)生查看實(shí)驗(yàn)案例庫中關(guān)于生產(chǎn)線系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求、參數(shù)和規(guī)范，對照學(xué)生自己設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，總結(jié)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、分析教訓(xùn)，引導(dǎo)學(xué)生加深對實(shí)驗(yàn)過程、優(yōu)化方案以及相關(guān)專業(yè)知識的理解。

五 結(jié)論與展望

創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺通過創(chuàng)設(shè)生產(chǎn)場景，充分利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、信息技術(shù)等，可以滿足物流工程及生產(chǎn)管理多門課程的實(shí)踐教學(xué)需要，大幅度提高學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新意識。對于學(xué)生而言，創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺提供了完成實(shí)習(xí)與課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐活動的機(jī)會，有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新性思維，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性；使得學(xué)生對企業(yè)生產(chǎn)與物流流程等過程有了直觀感受和切身體驗(yàn)，有助于學(xué)生對當(dāng)前學(xué)習(xí)內(nèi)容所反映事物的本質(zhì)、規(guī)律形成較深刻的理解，促進(jìn)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的形成和完善。

從長遠(yuǎn)看，經(jīng)濟(jì)管理類專業(yè)的本科教學(xué)乃至研究生教學(xué)，都應(yīng)該從物理模型的角度重視實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)和學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)，加強(qiáng)學(xué)生對物流工程系統(tǒng)理論的理解，促使實(shí)踐創(chuàng)新能力的提高。同時，基于情景教學(xué)的創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺也有利于在借鑒和引入西方的“兩階段教學(xué)”經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，使經(jīng)濟(jì)管理類專業(yè)的所有實(shí)踐教學(xué)朝著更加系統(tǒng)化、柔性化的方向發(fā)展，促進(jìn)創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新性教學(xué)。

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