工業生產系統建模與仿真教育

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1理論內容的教學

該課程的理論教學內容主要包括對各類生產系統建模并進行仿真的原理和方法,輸入數據及輸出數據的統計分析的理論等。這些知識的數學基礎都是概率論與數理統計。一個原因是這不同于當初他們上概率論與數理統計課程,相應的理論公式的推導都很詳細,而且每一講的內容都配有相應的例題及大量的練習題。而在現在的課程學習當中,只是羅列了大量的數學公式,這樣造成的后果就是一方面學生覺得學起來比較困難,另一方面也覺得比較枯燥,喪失了學習的興趣。理論知識如何能夠運用到我們所講的建模中去,這也是學生關心的一個方面。對于這些知識的講解我在授課的時候也充滿疑慮,不知道怎樣才能達到更好的效果。

2實踐環節的教學

大四的學生,如果他們看不到這門課程能否在今后的實際工作中發揮作用,他們的學習熱情就會大打折扣,而且過多的理論教學確實不能夠帶來更多的益處。如果學生畢業后選擇更進一步的學習,那在研究生階段,他必然會學習更深的理論知識。實踐環節主要的目的是教會學生如何利用現有的仿真軟件進行各類生產系統的建模與仿真?，F在的建模軟件很多:Witness、Flexsim、Promode等。我們選擇的是ARENA,因為它有教學版,教學版供教學使用已經足夠了。我們也曾經計劃過使用Witness教學,但其價格昂貴。二是因為ARENA應用廣泛,可用來進行各類離散系統的建模。我們采取的方法是理論與實踐同行,將理論部分的知識講解完后,立即開始該部分內容的建模。對于簡單的系統,可采用數學的方法或讓學生對系統進行建模,而后再教他們如何采用Arena軟件建模與仿真。在向學生講授了如何使ARENA建模后,在實驗課上讓學生一試身手。這門課程我們的實驗課安排的是18學時,教學實踐證明這是比較合理的。要給學生明確的實驗目的及實驗方法,要讓學生掌握如何運用這個軟件去完成系統建模,并理解如何通過仿真對系統進行設計優化及改進,這才是我們仿真的最終目的。

3教學方法的改進

(1)培養學生的興趣。興趣是最好的老師,培養學生的興趣是學生學好一門課程的一個重要的因素。讓學生看到學習到的理論知識和實踐結合后產生的效果是激發他們興趣的最好方法?，F實的問題的解決讓學生感覺到知識的力量,生動的操作界面也會激發學生的興趣。

(2)培養學生的自學能力。學生一旦有了學習的興趣,那么主動性上來了就可以進一步提高自身的自學能力。一種方法是給他們一些比較有挑戰性的課后實驗,另一種方法是鼓勵他們發現自己的能力。舉例來說Arena軟件只有英文版的,沒有中文版的。學生一開始總是抱怨連菜單都看不懂。調試模型的時候,一處現錯誤提示就問老師:怎么辦？這種原因主要是來自他們對英語的恐懼。要一開始就告訴他們,這里面用到的英語都是簡單的,基本的,詞匯也肯定在四級水平以下。讓他們不要有恐懼心理。建模的成功帶給他們不斷的成就感,問題的解決讓他們感覺的了自己的能力。

(3)理論與實踐相結合。狹義的結合就是指把課本中講理論知識的部分與講操作實踐的部分結合起來。建議的做法就是講完理論知識部分,隨后就講軟件上是如何實現的。例如在講完了排隊系統建模的理論知識后,用數學的方法進行一個簡單系統的建模,然后再讓學生自己用Arena對同一系統進行建模,然后運行系統觀察結果并將結果進行對比。廣義的結合就是這門課程的學習如何與我們生產企業的需求結合起來。建議的做法是最好要能夠在實習的階段讓他們有意識的去了解相關的企業,并能夠搜集相應的數據,然后在做畢業設計的時候,能夠針對自己發現的問題,利用本門課程的知識及其他專業知識,進行一個完整的鍛煉。

(4)期待更優秀的教材出現。目前這方面的教材比較少,多是以講解系統建模理論為主。期待能夠出現理論與實踐相結合的、難度深度適宜的專為本專業本科生編寫的教材出現。

4結語

工業工程的專業培養目標是造就既懂得工程技術,又熟悉生產經營管理的復合型專門人才,具有明顯的學科交叉特征,同時具有與制造產業對人才需求直接關聯的特點。學校的辦學方針應該緊扣社會對人才的要求,最終實現學科建設服務于社會的和諧發展目標。我們應該不斷加強和完善該專業的課程建設及進行教學改革,積極探索該專業的人才培養模式。最終使該專業不斷創新、發展,培養出符合社會需求的專業IE人才。