面向本科教學(xué)的物流實(shí)驗(yàn)室建設(shè)探討

徐 斌

（安徽工業(yè)大學(xué) 管理科學(xué)與工程學(xué)院，安徽 馬鞍山243002）

物流工程是綜合運(yùn)用機(jī)電工程、信息系統(tǒng)和管理科學(xué)知識(shí)，對(duì)現(xiàn)代物流系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃與優(yōu)化的充滿(mǎn)活力的新興學(xué)科。它具有很強(qiáng)的工程性，顯著地區(qū)別于管理、經(jīng)濟(jì)和一般社會(huì)科學(xué)專(zhuān)業(yè)，需要從實(shí)踐中不斷地學(xué)習(xí)、吸取經(jīng)驗(yàn)。因此國(guó)內(nèi)高校除了不斷開(kāi)拓企業(yè)實(shí)習(xí)基地外，還紛紛建設(shè)物流實(shí)驗(yàn)室，而現(xiàn)代化的物流綜合實(shí)驗(yàn)室涉及物流設(shè)備龐雜，一般投資較大，動(dòng)輒數(shù)百萬(wàn)甚至上千萬(wàn)。如何高效利用資金，走出其他高校物流實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的誤區(qū)，［1－2］設(shè)計(jì)面向本科教學(xué)的具有特色的高水平物流實(shí)驗(yàn)室是擺在我們面前的一個(gè)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。面向本科教學(xué)是指以本科教學(xué)為直接目的，兼顧科研需要，真正做到建為所用。安徽工業(yè)大學(xué)物流實(shí)驗(yàn)室在立項(xiàng)初期就走訪(fǎng)和調(diào)研了很多高校及企業(yè)，博采眾長(zhǎng)，根據(jù)教學(xué)實(shí)際設(shè)計(jì)詳細(xì)方案并組織專(zhuān)家反復(fù)論證，確保實(shí)驗(yàn)室成功建設(shè)。

一、我國(guó)物流實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展

我國(guó)高校的物流實(shí)驗(yàn)室建設(shè)大致經(jīng)歷了如下三個(gè)階段：一是模擬實(shí)驗(yàn)階段。興起于1999—2002年，此時(shí)的物流實(shí)驗(yàn)完全是由計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行模擬，學(xué)生對(duì)物流不能形成直觀(guān)感性認(rèn)識(shí)，無(wú)法培養(yǎng)其動(dòng)手能力。二是離散式實(shí)驗(yàn)室階段。為克服模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的不足，增加了一些物流硬件設(shè)備，如貨架、自動(dòng)化立體庫(kù)、射頻標(biāo)簽系統(tǒng)、條碼系統(tǒng)、電子標(biāo)簽分揀系統(tǒng)、自動(dòng)引導(dǎo)小車(chē)等。這種實(shí)驗(yàn)室從一定程度上彌補(bǔ)了模擬實(shí)驗(yàn)的缺點(diǎn)，教學(xué)過(guò)程中可以就具體物流設(shè)備進(jìn)行操作演示，加深印象。但這種實(shí)驗(yàn)室由于各子系統(tǒng)相對(duì)離散，缺乏信息化集成，系統(tǒng)很難有效運(yùn)行，對(duì)加強(qiáng)學(xué)生理論水平和動(dòng)手能力還是不理想。三是集成化實(shí)驗(yàn)室階段。在總結(jié)了前兩個(gè)階段不足的基礎(chǔ)上，集成化物流實(shí)驗(yàn)室以物流自動(dòng)化設(shè)備為基礎(chǔ)，以物流管理信息系統(tǒng)為核心，通過(guò)真實(shí)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)讓所有的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)成為一個(gè)有機(jī)的整體，這樣使學(xué)生能夠?qū)膯我辉O(shè)備的操作到整個(gè)業(yè)務(wù)的流程都能很好掌握，還能對(duì)物流環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新。

二、我校物流實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)與規(guī)劃

（一）本科教學(xué)物流實(shí)驗(yàn)室的定位

實(shí)驗(yàn)室的規(guī)劃和設(shè)計(jì)除了考慮到資金投入外，更要密切結(jié)合教學(xué)需要與課程設(shè)計(jì)，這樣才能做到建為所用。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，高職類(lèi)院校在興建物流實(shí)驗(yàn)室的投資額度往往超過(guò)本科院校，這與高職教育偏重實(shí)踐技能而本科教育偏重理論有關(guān)。本科院校實(shí)驗(yàn)室應(yīng)著重加強(qiáng)學(xué)生的理論認(rèn)知與實(shí)踐創(chuàng)新，不能也沒(méi)必要像高職院校那樣簡(jiǎn)單引進(jìn)基礎(chǔ)硬件，如配置大量的各類(lèi)型貨架、叉車(chē)、地牛、打包機(jī)等。作為面向本科教學(xué)的實(shí)驗(yàn)室在定位上就應(yīng)當(dāng)與高職院校有所區(qū)別，如安徽工業(yè)大學(xué)物流綜合實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)目的如下：滿(mǎn)足課程教學(xué)實(shí)驗(yàn)的需要，拓展學(xué)生的知識(shí)面，培養(yǎng)實(shí)訓(xùn)能力；通過(guò)開(kāi)設(shè)實(shí)踐環(huán)節(jié)相關(guān)課程，培養(yǎng)學(xué)生專(zhuān)業(yè)技能，如物流設(shè)施的硬件控制技術(shù)，軟件接口設(shè)計(jì)以及二次開(kāi)發(fā)能力；提供一個(gè)培養(yǎng)研究生和教師科研的實(shí)踐平臺(tái)。

（二）本科物流實(shí)驗(yàn)室的規(guī)劃

本科物流實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃要遵循系統(tǒng)性、先進(jìn)性、實(shí)用性和開(kāi)放性原則，同時(shí)注重“虛實(shí)結(jié)合”，即在演示型實(shí)驗(yàn)上少投入，如盡量減少貨架的種類(lèi)和數(shù)量，把一眼能看明白的演示裝備做“虛”，將有限的資金重點(diǎn)投向體現(xiàn)理論或先進(jìn)的自動(dòng)化、信息化技術(shù)的系統(tǒng)中來(lái)，將不易弄懂和難以掌握的內(nèi)在技術(shù)點(diǎn)做“實(shí)”。

安徽工業(yè)大學(xué)物流實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目建設(shè)是以物流管理信息系統(tǒng)為主線(xiàn)，以先進(jìn)的物流設(shè)備如自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)及搬運(yùn)設(shè)備、分揀設(shè)備、核心物流技術(shù)設(shè)備、GPS／GIS等為實(shí)現(xiàn)手段，優(yōu)化物流系統(tǒng)為目標(biāo)，形成一個(gè)整體、先進(jìn)、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)代物流綜合實(shí)驗(yàn)室，實(shí)現(xiàn)教學(xué)、實(shí)訓(xùn)、大學(xué)生科研訓(xùn)練的目的。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)過(guò)程中，物流系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原材料及產(chǎn)成品的倉(cāng)儲(chǔ)、生產(chǎn)線(xiàn)組裝、運(yùn)輸及配送過(guò)程，實(shí)現(xiàn)真正意義上的供應(yīng)鏈一體化。

具體設(shè)計(jì)可分為以下幾個(gè)模塊：（1）自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，由立體倉(cāng)庫(kù)、全自動(dòng)巷道堆垛機(jī)、滑塊式分揀機(jī)、AGV等構(gòu)成；（2）條形碼實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，由條碼打印機(jī)、條碼掃描器、條碼檢測(cè)儀等設(shè)備構(gòu)成；（3）運(yùn)輸配送實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，由運(yùn)輸配送管理軟件及GPS／GIS系統(tǒng)構(gòu)成；（4）電子標(biāo)簽輔助揀貨實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，由流利式貨架、電子標(biāo)簽及控制軟件構(gòu)成；（5）商業(yè)連鎖實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，由超市貨架、POS機(jī)、服務(wù)器組成；（6）RFID與傳感網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)；由RFID讀寫(xiě)器、電子標(biāo)簽、視覺(jué)控制器、傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)箱等組成；（7）流通加工實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，由倍速鏈及工位看板、數(shù)據(jù)采集終端等構(gòu)成；（8）物流自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，由PLC綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)、物流動(dòng)態(tài)沙盤(pán)等組成。（9）物流仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，由一系列物流仿真軟件、第三方物流企業(yè)管理系統(tǒng)組成。

由于物流系統(tǒng)具有綜合性、集成性，故上述各模塊間一般并無(wú)嚴(yán)格劃分，或具體為單元技術(shù)，或融合為集成系統(tǒng)，具體使用形式結(jié)合教學(xué)實(shí)際進(jìn)行安排。

三、物流實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的特色

物流實(shí)驗(yàn)室建設(shè)應(yīng)圍繞自身學(xué)科發(fā)展特點(diǎn)尋找特色之路。安徽工業(yè)大學(xué)物流實(shí)驗(yàn)室的特色主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

系統(tǒng)的高度集成。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)及局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的所有自動(dòng)化設(shè)備與信息系統(tǒng)間無(wú)縫集成，［3］使得各實(shí)驗(yàn)?zāi)K結(jié)合成為一個(gè)有機(jī)整體，對(duì)進(jìn)、銷(xiāo)、存、加工、流通等環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)高效的自動(dòng)化作業(yè)與信息化管理，同時(shí)要求控制軟件與信息系統(tǒng)做到接口開(kāi)放、數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)放、源代碼開(kāi)放，為今后的系統(tǒng)維護(hù)與優(yōu)化研究打好基礎(chǔ)。

注重物流自動(dòng)化開(kāi)發(fā)技術(shù)。為提高學(xué)生對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)的認(rèn)知和動(dòng)手編程能力，學(xué)校建設(shè)了物流自動(dòng)化技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，配套有物流動(dòng)態(tài)沙盤(pán)、西門(mén)子PLC及運(yùn)動(dòng)控制卡、單片機(jī)開(kāi)發(fā)板、嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)等設(shè)備。其中，物流動(dòng)態(tài)沙盤(pán)為微縮了自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)、AGV、自動(dòng)分揀等設(shè)備，能為學(xué)生提供一個(gè)物流自動(dòng)化裝備編程調(diào)試的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，彌補(bǔ)了大型實(shí)驗(yàn)設(shè)備的不足。同時(shí)開(kāi)設(shè)物流自動(dòng)化技術(shù)、物流信息技術(shù)等課程，使學(xué)生能親自動(dòng)手編程，深入掌握物流自動(dòng)化技術(shù)，同時(shí)也增強(qiáng)了學(xué)生的計(jì)算機(jī)技能。

與學(xué)科或行業(yè)發(fā)展前沿相融合。建設(shè)了冷鏈物流實(shí)驗(yàn)室，展示了冷鏈倉(cāng)儲(chǔ)與配送中的溫度監(jiān)控技術(shù)；建設(shè)物聯(lián)仿真實(shí)驗(yàn)室，以物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)箱加物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)沙盤(pán)為核心，通過(guò)實(shí)驗(yàn)箱研究基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的通訊與控制技術(shù)，通過(guò)沙盤(pán)應(yīng)用展示物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代物流工程中的應(yīng)用。建設(shè)可視化管理實(shí)驗(yàn)室，該實(shí)驗(yàn)室融合了信息管理技術(shù)、數(shù)據(jù)可視化技術(shù)、視頻監(jiān)控技術(shù)等，以數(shù)據(jù)圖表和實(shí)時(shí)畫(huà)面直觀(guān)展示物流信息管理和物流作業(yè)過(guò)程中的關(guān)鍵信息。

四、實(shí)驗(yàn)室實(shí)訓(xùn)與課程體系的設(shè)計(jì)

物流實(shí)驗(yàn)室實(shí)訓(xùn)過(guò)程既區(qū)別于傳統(tǒng)的電腦系統(tǒng)模擬，又區(qū)別于物流硬件設(shè)備的簡(jiǎn)單觀(guān)摩和演示，包括了三個(gè)層面：物流流程再現(xiàn)與實(shí)踐、系統(tǒng)之間的集成與銜接、二次開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。通過(guò)物流流程將現(xiàn)代物流的核心活動(dòng)——訂單、倉(cāng)儲(chǔ)配送、組裝、運(yùn)輸、庫(kù)存控制、客戶(hù)服務(wù)與先進(jìn)、實(shí)用的物流設(shè)備串連起來(lái)，達(dá)到一體化物流的模擬效果。

教學(xué)內(nèi)容的開(kāi)設(shè)分以下四類(lèi)。

演示類(lèi)：此類(lèi)實(shí)驗(yàn)一般基于高度集成的系統(tǒng)化平臺(tái)，學(xué)生短時(shí)間難以掌握操作規(guī)程，故采取教師操作并講解、學(xué)生觀(guān)摩為主要形式。如物流管理與物流系統(tǒng)的多媒體教學(xué)演示；物流信息技術(shù)演示，如條碼、RFID、GPS／GIS系統(tǒng)的應(yīng)用演示；倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)演示，如堆垛機(jī)、自動(dòng)分揀系統(tǒng)、AGV小車(chē)等的運(yùn)行。

實(shí)訓(xùn)類(lèi)：該類(lèi)實(shí)驗(yàn)以教師指導(dǎo)、學(xué)生動(dòng)手操作為主，體驗(yàn)和掌握物流作業(yè)或物流管理流程環(huán)節(jié)，重在體現(xiàn)管理流程與技術(shù)內(nèi)涵，通過(guò)學(xué)生分組分工完成倉(cāng)儲(chǔ)管理作業(yè)、電子標(biāo)簽輔助分揀作業(yè)、流通加工裝配作業(yè)等。

設(shè)計(jì)類(lèi)：該類(lèi)實(shí)驗(yàn)針對(duì)物流管理或作業(yè)流程中的可變參數(shù)，由學(xué)生制定流程方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，評(píng)價(jià)方案的優(yōu)劣，使學(xué)生掌握物流管理優(yōu)化的方法，如倉(cāng)儲(chǔ)規(guī)劃、立體庫(kù)作業(yè)的訂單排序。部分物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)及優(yōu)化實(shí)驗(yàn)可基于仿真平臺(tái)完成，如多級(jí)庫(kù)存系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、牛鞭效應(yīng)實(shí)驗(yàn)、電子采購(gòu)和電子交易模擬系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、運(yùn)輸與配送管理實(shí)驗(yàn)等，目前在用的仿真平臺(tái)有Flexsim、Proplaner、STELLA、3PL管理系統(tǒng)等，其中3PL軟件采用某大型物流企業(yè)真實(shí)業(yè)務(wù)平臺(tái)，大大提高了學(xué)生對(duì)真實(shí)物流業(yè)務(wù)場(chǎng)景的認(rèn)知。

綜合類(lèi)：該類(lèi)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目結(jié)合物流工程或管理實(shí)際，兼顧交叉的學(xué)科知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合知識(shí)運(yùn)用能力、獨(dú)立分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。［4］如物流網(wǎng)絡(luò)博弈實(shí)驗(yàn)，物流GIS技術(shù)及系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)，物流系統(tǒng)績(jī)效分析實(shí)驗(yàn)，物流系統(tǒng)仿真分析實(shí)驗(yàn)，供應(yīng)鏈一體化系統(tǒng)集成實(shí)驗(yàn)；基于RFID的供應(yīng)鏈可視化實(shí)驗(yàn)，數(shù)字化現(xiàn)代物流中心智能化作業(yè)實(shí)驗(yàn)等，VMI模式下的供應(yīng)鏈一體化實(shí)驗(yàn)。

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