物流工程專業(yè)實驗實訓(xùn)教學(xué)體系研究

肖生苓，楊慧敏，李 洋，孫術(shù)發(fā)

（東北林業(yè)大學(xué) 工程技術(shù)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040）

1 引言

隨著我國現(xiàn)代物流業(yè)的崛起，物流高等教育得到了快速發(fā)展。據(jù)教育部統(tǒng)計數(shù)據(jù)，截止到2013年12月，我國已有物流管理與物流工程類本科專業(yè)475個，其中物流工程專業(yè)80個[1]。在短短的10余年間，物流本科專業(yè)從無到有，從依附于某一特色專業(yè)到獨立發(fā)展，初步形成了自己的專業(yè)建設(shè)體系。但相當(dāng)一部分高等院校，理論教學(xué)體系日趨完善，而實驗教學(xué)體系距離物流管理與工程類專業(yè)教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)有很大差距，表現(xiàn)為實驗實訓(xùn)硬件教學(xué)資源的局限性與階躍式增長的人才培養(yǎng)需求之間的矛盾[2-3]；實驗實訓(xùn)軟件平臺的落后性與快速發(fā)展的物流信息技術(shù)之間的矛盾[4-5]；單一的實驗教學(xué)體系與多元化學(xué)生能力培養(yǎng)之間的矛盾日益突出。這對我國培養(yǎng)的物流人才能否成為全面參與全球化競爭、推動我國經(jīng)濟迅速發(fā)展的戰(zhàn)略性人力資源具有重要的意義[6-9]。

2005年3月經(jīng)教育部批準(zhǔn)正式設(shè)立的東北林業(yè)大學(xué)物流工程專業(yè)，在全國是設(shè)立物流工程專業(yè)較早的高校之一（當(dāng)年在教育部備案第19位）。經(jīng)過近10年的發(fā)展建設(shè)、探索與實踐，逐步形成了比較完善的物流工程人才培養(yǎng)模式，特別是實驗實訓(xùn)教學(xué)體系和實驗室平臺建設(shè)實現(xiàn)了較高水平的快速發(fā)展，并在實驗實訓(xùn)教學(xué)理念、教學(xué)體系、實驗設(shè)施與設(shè)備建設(shè)等方面取得了一定的成績[10-12]。

2 物流工程創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實驗實訓(xùn)教學(xué)體系

依托東北林業(yè)大學(xué)的“211工程”建設(shè)和“2011計劃”創(chuàng)新平臺建設(shè)優(yōu)勢，以教學(xué)科研為載體，以實驗實訓(xùn)教學(xué)為平臺，以信息技術(shù)為手段，以能力培養(yǎng)為目標(biāo)，突出行業(yè)特色，建立了“五結(jié)合、五模塊、五方向、四連續(xù)”的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實驗實訓(xùn)教學(xué)新體系。

（1）“五結(jié)合”。實驗實訓(xùn)教學(xué)體系體現(xiàn)5個結(jié)合，即：①實驗實訓(xùn)教學(xué)研究與理論教學(xué)研究相結(jié)合；②教學(xué)研究與科學(xué)研究相結(jié)合；③實驗實訓(xùn)過程與仿真視頻相結(jié)合；④實驗實訓(xùn)教學(xué)與科技創(chuàng)新相結(jié)合；⑤實驗實訓(xùn)與對外服務(wù)相結(jié)合。

（2）“五模塊”。實驗教學(xué)體系分為五個實驗教學(xué)模塊：①基礎(chǔ)實驗?zāi)K。目的是訓(xùn)練學(xué)生的基本實驗?zāi)芰Α⒘私馕锪鞴こ虒I(yè)基礎(chǔ)知識，主要由專業(yè)基礎(chǔ)課程實驗組成；②專業(yè)實驗實訓(xùn)模塊。通過該模塊的實驗訓(xùn)練，學(xué)生可以掌握物流工程專業(yè)的實驗技能，主要由專業(yè)課程實驗組成；③綜合性實驗實訓(xùn)模塊。涉及到較多的專業(yè)前沿內(nèi)容，重點是訓(xùn)練學(xué)生的綜合、設(shè)計能力，主要由綜合性和設(shè)計性課程實驗組成；④創(chuàng)新實驗實訓(xùn)模塊。目的是使學(xué)生將理論知識應(yīng)用于生產(chǎn)實際，訓(xùn)練學(xué)生解決生產(chǎn)實際問題和實際動手能力，主要由創(chuàng)新性課程實驗組成；⑤創(chuàng)業(yè)實驗實訓(xùn)模塊。學(xué)生可以通過企業(yè)經(jīng)營模擬實驗，在實驗實訓(xùn)過程中轉(zhuǎn)換角色，重點訓(xùn)練學(xué)生協(xié)同、合作，提升創(chuàng)業(yè)思維，主要由創(chuàng)業(yè)性課程實驗組成。

（3）“五方向”。分別為：①物流設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計，主要進行設(shè)施選擇、作業(yè)單元設(shè)計、物料搬運系統(tǒng)分析、計算機輔助設(shè)計設(shè)施布局、設(shè)施規(guī)劃評價與選擇等實驗。②物流裝備與測試，主要進行物流裝備零部件設(shè)計、總裝設(shè)計、物流裝備實際操作、故障診斷和簡單維護實訓(xùn)等；③物流系統(tǒng)優(yōu)化與仿真，主要進行采購與供應(yīng)系統(tǒng)、運輸系統(tǒng)、倉儲系統(tǒng)、貨物通關(guān)系統(tǒng)等優(yōu)化和仿真實驗實訓(xùn)等；④物流信息與技術(shù)；⑤林業(yè)物流等五個專業(yè)方向。

（4）“四連續(xù)”。①一年級，專業(yè)感性認識性實驗；②二年級，專業(yè)基礎(chǔ)性實驗；③三年級，專業(yè)應(yīng)用綜合性實驗實訓(xùn)；④四年級，專業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)性實驗實訓(xùn)。

按不同層次、不同模塊、不同方向和不同年級建立的物流工程實驗實訓(xùn)教學(xué)新體系，注重物流工程專業(yè)的特點和自身的系統(tǒng)性，實驗實訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容從基礎(chǔ)、專業(yè)到實踐知識的綜合，循序漸進，培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型高素質(zhì)物流工程人才。

3 物流工程實驗實訓(xùn)平臺建設(shè)

以培養(yǎng)現(xiàn)代物流工程人才為主線，結(jié)合物流工程專業(yè)培養(yǎng)方案，研究開發(fā)并重點建設(shè)了6個實驗實訓(xùn)系統(tǒng)。

（1）自動化立體倉儲實驗實訓(xùn)系統(tǒng)。自動化立體倉儲系統(tǒng)包括堆垛機控制系統(tǒng)和輸送鏈控制系統(tǒng)，由堆垛機控制柜和輸送鏈控制柜分別控制相應(yīng)的機械對象，同時兩個控制柜和主控計算機連在一起構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)控制。主控計算機和配送軟件計算機構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。堆垛機和輥道包括：堆垛機及控制柜和輥道及控制柜。堆垛機和輥道系統(tǒng)具有手動運行、演示系統(tǒng)和物流系統(tǒng)三種方式。演示系統(tǒng)運行方式用于堆垛機和輥道的聯(lián)動，控制命令來自本地計算機；物流系統(tǒng)運行方式用于完成整個系統(tǒng)的實驗和實訓(xùn)操作，控制命令來自服務(wù)器。

（2）可視化生產(chǎn)物流實驗實訓(xùn)系統(tǒng)。通過CCD視頻技術(shù)，把每臺機器的產(chǎn)品加工、生產(chǎn)、維護、停機故障、值班等情況信息采集反饋到中控系統(tǒng)，錄入中心數(shù)據(jù)庫，進行綜合分析、對比計算與顯示，從而達到監(jiān)測目的，實現(xiàn)可視化?；趯ιa(chǎn)線數(shù)據(jù)的采集和產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤、追溯，采用一套高度精細化和智能化的制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）控制整個生產(chǎn)過程，以使企業(yè)向生產(chǎn)制造柔性化和管理精細化方向發(fā)展，改善生產(chǎn)線的運行效率，加強生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和在制品管理、產(chǎn)品質(zhì)量和售后服務(wù)能力，降低生產(chǎn)成本等建造了可視化生產(chǎn)物流系統(tǒng)。

（3）RFID綜合實驗實訓(xùn)系統(tǒng)。系統(tǒng)包括：①RFID綜合試驗系統(tǒng)、低頻RFID讀寫系統(tǒng)、手持式高頻RFID讀寫系統(tǒng)、工業(yè)級PDA手持終端/RFID數(shù)據(jù)采集器、高頻RFID一體機等物聯(lián)網(wǎng)中感知層設(shè)備，其主要功能是識別物體，采集信息；②無線傳感網(wǎng)絡(luò)，WiFi自組網(wǎng)、機器間通信（M2M）的移動通訊網(wǎng)絡(luò)等通信技術(shù)，負責(zé)傳遞和處理感知層獲取的信息；③商業(yè)智能BQ、地理信息系統(tǒng)（GIS）、物聯(lián)網(wǎng)軟件等技術(shù)，應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)和用戶的接口，它與行業(yè)需求結(jié)合，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應(yīng)用，具體應(yīng)用的系統(tǒng)集成技術(shù)。

（4）自動分揀實驗實訓(xùn)系統(tǒng)。該實驗系統(tǒng)基于信息集成、自動控制和先進的工程技術(shù)等現(xiàn)代高新技術(shù)，將原木加工和分揀過程實現(xiàn)于實驗室。包括合理量材造材實驗子系統(tǒng)、原木縱向和橫向輸送智能控制實驗子系統(tǒng)、原木生產(chǎn)線自動拋木與分揀實驗子系統(tǒng)。該系統(tǒng)原木按材長分為5個等級，材質(zhì)檢測和量材設(shè)計采用CCD視頻技術(shù)，原木貯存采用庫存技術(shù)，該系統(tǒng)與實際生產(chǎn)線的比例為1:5，凈長36m。該實驗系統(tǒng)涵蓋了原木自動化造材、檢測、選材、繳庫驗收等全部實際過程，可全面培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生綜合運用所學(xué)專業(yè)知識、解決實際問題，提高創(chuàng)新能力。

（5）物流裝卸搬運實驗實訓(xùn)系統(tǒng)。物流設(shè)備是物流系統(tǒng)中的物質(zhì)基礎(chǔ)，伴隨著物流的發(fā)展與進步，物流設(shè)備不斷得到提升與發(fā)展。物流設(shè)備領(lǐng)域中許多新的設(shè)備不斷涌現(xiàn)，極大地減輕了人們的勞動強度，提高了物流運作效率和服務(wù)質(zhì)量，降低了物流成本，在物流作業(yè)中起著重要作用。該系統(tǒng)主要包括：四向托盤、高架叉車、自動分揀機、自動引導(dǎo)搬運車（AGV）、液壓升降臺等，主要訓(xùn)練學(xué)生實際操作能力。

（6）物流企業(yè)ERP經(jīng)營模擬實驗實訓(xùn)系統(tǒng)。沙盤每個團隊由CEO（首席執(zhí)行官）、財務(wù)總監(jiān)、銷售總監(jiān)、生產(chǎn)總監(jiān)和采購總監(jiān)組成。每個團隊聯(lián)系從事4-6個會計年度的經(jīng)營活動。通過直觀的企業(yè)沙盤，模擬企業(yè)實際運作狀況，內(nèi)容涉及企業(yè)整體戰(zhàn)略，產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、市場、銷售、財務(wù)管理、團隊協(xié)作等多方面，讓學(xué)生在游戲般的學(xué)習(xí)中體驗到完整的企業(yè)經(jīng)營過程。ERP沙盤模擬以其科學(xué)、易用、實用、趣味的設(shè)計為廣大學(xué)生和老師所喜歡。融合理論與實踐于一體、集角色扮演與崗位體驗于一身的設(shè)計思路，使學(xué)生在參與、體驗中完成了從知識到技能的轉(zhuǎn)化。能幫助提升學(xué)生創(chuàng)業(yè)思維及能力，以彌補當(dāng)前大學(xué)生創(chuàng)業(yè)教育的不足。

4 一體化物流工程實驗實訓(xùn)信息系統(tǒng)軟件平臺建設(shè)

通過軟件體系的建設(shè)搭建理論與實踐的橋梁，深化學(xué)生對現(xiàn)代物流理論的理解，提高學(xué)生的操作能力。該系統(tǒng)包括物聯(lián)網(wǎng)3D運輸系統(tǒng)、國際物流信息系統(tǒng)、供應(yīng)鏈管理信息系統(tǒng)和物流作業(yè)仿真系統(tǒng)等。

（1）物聯(lián)網(wǎng)3D運輸系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以3D動畫的形式形象的模擬物流運輸系統(tǒng)。以公路運輸為核心，其主要有：發(fā)貨人、承運人、收貨人以及物流運輸公司之間的物流、信息流的業(yè)務(wù)流程，發(fā)貨人填單，承運人受理、辦理托運、進行調(diào)度協(xié)調(diào)，組織承運在途GPS監(jiān)控、收貨人簽收、結(jié)算、付款、統(tǒng)計分析、經(jīng)驗決策等運輸過程。

（2）國際物流信息系統(tǒng)。國際物流管理平臺軟件是針對物流工程專業(yè)開發(fā)的，平臺體現(xiàn)國際物流的核心思想及具有物流教學(xué)軟件特色。整個系統(tǒng)按國際物流所涉及的環(huán)節(jié)進行實驗與實訓(xùn)。學(xué)生通過模擬買方、賣方、貨代、船代、承運人、海關(guān)、理貨公司、港口堆場、銀行、外匯管理局、運輸公司等環(huán)節(jié)熟悉每個角色所涉及的業(yè)務(wù)操作。在訓(xùn)練中，學(xué)生可自行選擇某個角色的某項業(yè)務(wù)操作，有助于學(xué)生對國際物流實驗進行操作以及整個國際物流流程的認識。教師可通過后臺設(shè)置實驗流程及實驗情景，分配實驗角色，學(xué)生依照角色進行實驗；同時學(xué)生也可以通過教師的權(quán)限分配，在前臺對當(dāng)前行業(yè)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行設(shè)置與維護，并根據(jù)數(shù)據(jù)的設(shè)置來完成當(dāng)前的實驗任務(wù)。

（3）供應(yīng)鏈管理信息系統(tǒng)?；趯虒W(xué)發(fā)展需要的了解和支持研發(fā)了供應(yīng)鏈管理與優(yōu)化軟件，該軟件主要從供應(yīng)鏈計劃（SCP）和供應(yīng)鏈執(zhí)行（SCE）的角度出發(fā)，為教學(xué)提供了著眼于全面資源整合的優(yōu)秀供應(yīng)鏈教育解決方案，為學(xué)校物流實驗室模擬教學(xué)提供了平臺。供應(yīng)鏈管理與優(yōu)化軟件采用國際標(biāo)準(zhǔn)JAVA2EE（Java 2 Platform Enterprise Edition）技術(shù)作為開發(fā)平臺。系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器/應(yīng)用服務(wù)器/數(shù)據(jù)庫服務(wù)器三層結(jié)構(gòu)，以B/S方式來實現(xiàn)教師和學(xué)生的教與學(xué)的實際模擬過程。

（4）物流作業(yè)仿真系統(tǒng)。以快速建模、科學(xué)數(shù)據(jù)分析為特點的三維動畫物流系統(tǒng)仿真工具軟件，能充分滿足教師和學(xué)生三維動畫物流系統(tǒng)仿真的快速建模和數(shù)據(jù)分析需求。軟件運用三維動畫系統(tǒng)仿真模塊，對物流倉儲配送中心系統(tǒng)進行系統(tǒng)仿真規(guī)劃設(shè)計、分析和驗證，通過對物流設(shè)備、控制系統(tǒng)、作業(yè)人員和業(yè)務(wù)信息數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)仿真，為物流生產(chǎn)管理以及物流工程規(guī)劃和設(shè)計提供經(jīng)過仿真驗證的科學(xué)數(shù)據(jù)，為物流中心及工廠獲取各種最佳解決方案提供快速實用的三維動畫仿真形象化展示、數(shù)字化系統(tǒng)仿真和方案驗證平臺。

5 結(jié)束語

結(jié)合現(xiàn)代物流理念和先進的信息技術(shù)建立的物流實驗實訓(xùn)教學(xué)平臺，能夠展現(xiàn)我國現(xiàn)代物流工程領(lǐng)域的技術(shù)和理論水平，采用企業(yè)和專業(yè)聯(lián)合、協(xié)同設(shè)計與開發(fā)的方法，構(gòu)建理論教學(xué)與實踐操作有機結(jié)合的系統(tǒng)平臺，能有效解決物流工程專業(yè)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱、理論教學(xué)與實踐教學(xué)脫節(jié)等問題。根據(jù)物流工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，采用理論與實際相結(jié)合、科研與教學(xué)相結(jié)合、專業(yè)與市場相結(jié)合的方法，以實際物流作業(yè)流程為主線，針對不同年級構(gòu)建多層次、多角度的實驗實訓(xùn)系統(tǒng)，實驗教學(xué)內(nèi)容從對專業(yè)知識的驗證了解、綜合分析、技能訓(xùn)練，到獨立解決問題能力的培養(yǎng)提高，層次循序漸進，模塊交叉融合，適合我國現(xiàn)代物對高素質(zhì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需要。

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