1、基于 VRS 的“生产与运作管理” 的实验教学研究论文关键词：生产与运作管理 虚拟现实仿真 实验教学 论文摘要：运用虚拟现实仿真 (VRS)进行实验教学是激发学生学习兴趣的有效途径。针对大学生的学习特点，分析了传统教学方法的不足，探讨了基于虚拟现实仿真的“生产与运作管理”实验教学的特点、内容和形式，有助于高校教师优化教学过程，提高教学质量和教学效果。 纵观我国工商管理本科专业人才的就业去向可以发现，毕业生就业去向大都是金融业、政府机关和高校，极少有人自愿去制造企业工作，即使到了制造企业，也只愿意去财务或营销部门，而不愿去生产管理部门，原因是生产管理部门的岗位工作环境较差，待遇较低，付出多，导致
2、集中了企业绝大部分财力、人力、设备及其他资源的生产系统受到冷落。在这样的人才使用环境中，学生对于与生产管理相关的课程自然就不重视。然而，从工业发达国家看，近年来，纷纷将注意力转移到生产领域，企业界和学术界也都开始重新审视企业内部的生产系统及其管理理论，将生产战略问题作为企业经营战略的重要组成部分来研究。可见，创新教学方法，增强学生学习 “生产与运作管理”课程的兴趣，具有非常重要的现实意义。 1 生产与运作管理课程的教学调查和教学方式的分析 11 教学调查 在浙江省精品课程 “生产与运作管理”的建设过程中，为了有针对性地开展课程教学方法改革，我们就本课程的学习，于 2007年对我校 04级工商管
3、理专业 40名学生做了一次调查，得到如下结论： (1)由于学生没有实际工程背景，缺乏对企业生产与运作管理的感性认识，对于生产与运作管理的一些理论和方法理解有一定困难； (2)学生对生产与运作管理课程的认识存在误区，对相关理论知识掌握不熟练，对未来是否从事生产管理工作信心不足，导致学习该课程的动力不足： (3)随着非制造业在国民经济中地位的提升以及制造业和非制造业现实的工作性质、工作环境和条件、工资待遇等方面的差异，决定了学生对以制造业为主体的生产与运作管理课程热情不高； (4)学生对传统的案例讨论、观看录像、企业参观、专家讲座、计算机辅助教学等教学模式基本认可，但是对创新教学方法和手段的需求更
4、为强烈。 12 教学方式分析 生产与运作管理是一门实践性、操作性强的课程，教学 的关键是让学生产生 “真实感” 。教学方式除了课堂授课外 ，传统的教学方式主要有如下几种 。 (1)观看录像。这种方式比较简单，国外教材都配有相应的录像教学光盘，学生通过观看录像了解国外先进企业的生产与运作管理经验。比如针对质量管理专题，播放美国著名酒店的全面质量管理录像；讲授 5s现场管理，播放一盘有关现场改善的录像；讲到供应链管理、库存管理时，根据需要选择相应的录像播放。 观看录像这种方式存在 2个问题，一是现有录像大多是英文版，录像的对话比较快，多数学生听不清楚。另外，录像内容以综合性为主，缺乏针对国内生产管
5、理的专题教学光盘。 (2)参观企业。这是一种比较好的理论联系实践的学习方法，能够让学生真实感受到企业的实际生产隋景，并对照所学的专业理论知识加以思考。比如，针对绍兴纺织特色，选择了纺织印染企业作为参观对象，让学生到生产车间看设备布局、生产流程、生产计划与调度、质量控制、现场改善与员工的班组建设等基层运作管理。 这种方法在实施中存在困难，主要是没有建立固定的教学基地，与企业没有稳定的关系；而且，随着学生人数的逐年增多，许多企业对学生参观不感兴趣。 (3)邀请企业专家讲座。对于某些实务性、技巧性比较强的内容，如生产调度、员工指派、班组建设、现场改善等，请企业专家结合自己的工作实际，现身传授管理技巧
6、和经验，比任课教师讲效果好，印象深。 与参观一样，邀请专家也存在一定困难。由于企业的工作繁忙，很难保证企业专家能按照课程的教学时间来安排讲座，这样很有可能打乱教学计划。 (4)案例讨论。教学案例一方面可以增加学生的实践知识，另一方面帮助学生深入理解相应的教学内容，提高学生分析问题、解决问题的综合能力。生产与运作管理课程案例不同于其他管理课程的案例，它的特点是需要生产与运作管理理论知识作基础解决实际问题。比如：生产能力规划案例只有在学习完生产能力查定办法相关理论的基础上，才能进行案例分析；库存管理案例的中心是解决库存问题，如果不了解库存管理理论，是很难进行案例讨论的；又比如网络计划案例，在讨论的
7、时候，学生首先要对网络计划技术有所了解，然后才能进行案例分析。 目前好的生产与运作管理案例不多，主要问题是：案例篇幅太长，描述性内容多，真正反映生产与运作管理的实际数据和实际场景模拟少，教学效果不佳。 (5)传统的计算机辅助模拟实验教学系统(实验教学软件)。采用计算机和多媒体辅助实验教学，教师可以精心设计教学内容，使复杂问题简单化，繁琐问题条理化，抽象问题具体化，具体问题概括化，使教学过程以直观的形式达到人机一体，便于围绕某一学习主题进行密集、快速的活动，同时增加了课堂教学的密度和广度。目前本课程中常用的实验软件主要有物料需求计划制造资源计划实验 (MRPMRP II)、项 目进度计划实验 (
8、PERT)、质量管理实验 (排列图、因果图、直方图、控制图)、工作分析与工作研究实验等。 从近年来的实施情况看，学生对这种传统的计算机辅助实验教学开始产生视觉疲劳，兴趣逐步减弱。原因在于某些实验教学软件只是教学形式的变化，更多的是将重点放在了生产与运作管理活动教学模型的求解上，而对于更为重要的企业业务流程分析、经济模型构建与咨询诊断等功能没有真正体现。实验过程中，学生只要记住几个参数，并输入到软件规定的相应位置，就可以得出实验结果，不能真正起到培养学生知识运用能力和创新能力的目的。另一个主要原因是该课程实践性很强，而高校教师普遍缺乏企业生产管理的实际经验。某些教师一直从事教学工作，没有企业的从
9、业经历，或者即使有一定的生产管理的实际经验，也由于长期在高校从事教学和学术研究，对企业目前生产运营中的某些实际问题的了解不够深人。由于实际管理经验的缺乏，教师容易在教学中造成理论和实践脱节、枯燥和不生动等问题。 2 虚拟现实仿真技术在“生产与运作管理”教学中的应用 随着管理思想的发展和新技术、新方法、新成果的不断涌现，生产与运作管理学科的范围和内容在不断拓展，仅仅依靠人的经验及传统的计算机技术难于满足越来越高的要求。基于现代计算机技术及网络的虚拟现实仿真技术，已经广泛应用于电力、交通运输、通信、化工、核能等各个领域。借助虚拟现实仿真技术进行本课程的实验教学，对企业业务活动进行多维仿真，给学生产
10、生各种感官信号，使学生有身临其境的感觉，并能使学生与虚拟现实环境之间进行多维信息的交互，从定性和定量结合集成的虚拟环境中获得企业生产运作活动的感性和理性认识，体验、接受和认识客观事物，深化对概念、原理和方法的理解，进而提出设计创意。在制造业生产系统的规划、设计、运行、分析及改造的整个生命周期，都可以使用虚拟现实仿真技术进行实验教学，具有代表性的主要有如下几种。 (1)用于产品研发的仿真实验。产品研发过程可分为概念设计、细节设计、评审和再设计阶段。每一阶段又可以细分，如详细设计可分为总体 CAD、零部件 CAD、计算机辅助工程、可制造技术、可装配性设计等。产品研发过程的仿真实验就是对上述活动进行
11、模拟，让学生从进度、资源和成本等指标进行综合分析，选择集成的最优方案。(2)用于车间设施规划和布局的仿真实验。根据车间之间和车间内部空间的组织方式，采用虚拟现实仿真技术模拟各种方案，判断车间整体布局是否能满足车间调度要求，车间设备是否得到充分利用，负荷是否比较平衡，物料处理系统是否能够和车间的柔性程度相适应，生产制造运输费用是否合理等。例如在流水线生产系统的仿真实验中，运用WITNESS仿真软件模拟流水生产过程，加深学生对流水线组织设计与技术设计的理解和掌握，让学生学会对流水线进行控制。目前国内外用于辅助车间生产系统设计的仿真软件有 PURDUE大学开发的 GCMS，System Modeli
12、ng公 司开 发的 SIMANCINEMA，Auto Simulation公司开发的 AUTOMODAUTOGRAM 和清华大学开发的 IMMS 等。 (3)用于车间生产调度的仿真实验。车间内部的生产调度问题包括：确定工件的加工路线，确定工件在机器上的加工工艺和加工时间，选择运输路线和工具，指派加工工人等。生产调度仿真实验就是对这些调度问题进行分析和评价，目前已经有一些成熟的软件可用来仿真调度问题，如 Autosched、JobTimePlus、FACTOR、FACTORAIM 和 SIMNETD等。我国也已研制开发了用于车间调度层面的仿真软件，如南开大学研制的JobShop，清华大学与航天部
13、 204所等单位开发的工厂仿真调度环境FASE，以及在此基础上开发的智能规划调度系统等。 (4)用于物流与供应链管理的仿真实验。从生产线到车问到整个工厂，再到供应链系统的库存、瓶颈、流程、协作和信息共享等方面，通过仿真可以快速改变和优化系统的流程逻辑和决策数据的灵敏度分析。如：在物流系统中配送路线的优化实验中，运用 WITNESS软件的设计功能，根据规划与物流分析的主要内容，以物流系统中运输成本最小为目标，设计物流系统中的配送路线，使整个配送路线最优，从而达到运输成本最低；在垃圾回收物流仿真系统设计实验中，仿真程序研究如何设计物流系统，使收集系统在满足时间约束、载重约束的条件下，使垃圾处理公司
14、的物流总成本最低。系统涉及的指标主要有车辆载重量、随车工作人员数和客户满意度。 总之，虚拟现实仿真技术在制造业的应用已经贯穿于产品设计开发、生产计划制定、加工、装配、测试和销售的整个生命周期。 除了上述单一企业的生产管理的虚拟现实仿真技术外，用于虚拟企业业务流程集成的虚拟现实仿真技术正成为仿真技术研究的热点。比较典型的仿真实验软件是 CIMOSA，在应用 CIMOSA进行供应链分析与设计时，系统描述了 2个仿真工具的开发和设计。其一是在 Arena仿真平台上开发的单机后勤仿真器，其二是基于 Internet的虚拟企业内供应链集成仿真环境。在基于 Internet仿真器的功能设计上，每个供应链模
15、块包括在线的 Intemet应用和离线的信息管理 2个模块。Intemet 系统在通用的 www环境下进行开发，以支持各类广泛应用的 Web服务器和浏览器。根据不同供应链伙伴的不同需求，如在线订购和在线库存量检索等，它们的应用系统将有所不同。 另外，虚拟现实仿真技术的应用也正在向服务业不断渗透。目前许多高校在生产与运作管理的实验课程中，都安排了服务业的相关仿真实验，代表性的是采用 Lanner公司提供的世界领先的仿真工具 WITNESS。通过 WITNESS对实际商业系统 (工业工程、制造工程、运作管理、供应链与物流、战略管理、业务流程)的建模和仿真，让学生了解不同制造业、服务业的运作流程。通
16、过 WITNESS模型的交互菜单，学生可以作出不同的管理、运作流程项目的设计，并能够及时运行和获得系统的效果，给学生提供深刻的流程体验，使学生能很好地完成生产与运作管理课程的各项设计任务，达到真正提高教学效果的目的。 3 结束语 生产与运作管理是一门实践性很强的课程，从增加现实场景模拟、加强课堂师生互动、强化理论与实际结合等方面不断创新多样化的教学方法，对学生进行实践技能和科学研究方法的训练，不仅有助于学生巩固课堂所学知识，加深对生产与运作管理基本概念、基本原理和分析方法的理解，掌握从事企业生产与运作管理活动的基本技能，而且，能够拓宽学生的知识领域，锻炼学生的实践技能，培养科学严谨、求真务实的
17、工作作风。 参考文献（References)： 1王晓燕案例教学法在管理类本科教学中的应用研究 J武汉科技大学学报：社会科学版，2007，9(4)：412414 2陈志祥MBA生产与运作管理课程建设与教学方法研究J教育与现代化，2006(3)：38 3许志端 生产与运作管理教学中企业参观的课程设计J厦门大学学报：自然科学 版，2003，42 (10S)：144147 4王亚超，马汉武生产物流系统建模与仿真 M北京：科学出版社，2006 5章帆，杨娟构建管理学科实践教学体系的研究 J实验技术与管理，2007，24 (10)：1921 6张建华，杨东红，韦小兵 生产与运作管理教学与大学生创业教育 J商场现代化，2008(6)：398
