復(fù)雜工程問題案例建設(shè)

盧冬華 錢平 孫國琴

[摘 要] 在工程教育專業(yè)認證和社會人才需求的背景下，提出了通過校企合作畢業(yè)設(shè)計工程實踐環(huán)節(jié)進行復(fù)雜工程問題案例建設(shè)，達到實現(xiàn)“電氣控制項目工程負責(zé)人人才培養(yǎng)”的目的，以滿足社會對相關(guān)人才的需求。該文分別從案例建設(shè)的意義、內(nèi)容及實施過程以及成果進行了論述。

[關(guān)鍵詞] 復(fù)雜工程問題;案例建設(shè);畢業(yè)設(shè)計;人才培養(yǎng)

[基金項目] 2019年度上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)課程開發(fā)項目“一流人才-課程建設(shè)-上應(yīng)金課建設(shè)”（1021ZK191402004-A22）

[作者簡介] 盧冬華（1968—），女，江蘇啟東人，碩士，上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)工程創(chuàng)新學(xué)院高級工程師，主要從事電氣自動化和計算機技術(shù)研究。

[中圖分類號] G642.0? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）38-0046-02? ? [收稿日期] 2020-03-04

一、案例建設(shè)的意義

（一）問題的提出。工程教育專業(yè)認證工作已經(jīng)在我國高校開始實施，該項工作對中國工程型人才走向國際舞臺具有重要的意義，也是國家對高校人才培養(yǎng)的一種認可[2]。2015年新版工程教育認證標準將畢業(yè)要求修訂完善至12條，還特別強調(diào)工程類本科專業(yè)對“解決復(fù)雜工程問題”的要求[3，4]。工科專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計是學(xué)生進入社會前一個重要的工程實踐環(huán)節(jié)，提高工程實踐教學(xué)質(zhì)量是高等工程教育體系中培養(yǎng)高素質(zhì)工程科技人才的關(guān)鍵[1]。高素質(zhì)工程科技人才也是社會迫切需要的人才。目前，社會上企事業(yè)單位都要求“有能力”的畢業(yè)生，而對“有能力”的含義，不僅是某專業(yè)的技術(shù)能力，而是要求復(fù)合能力、綜合能力、項目組織實施能力，也就是俗稱“項目負責(zé)人”能力，即能解決復(fù)雜工程問題的能力。而目前大學(xué)畢業(yè)生在學(xué)校實驗中大多僅僅是本專業(yè)技術(shù)實驗，缺乏綜合項目能力的培養(yǎng)，也就缺乏項目綜合能力。而這種能力必須要讓學(xué)生從頭到尾獨立實施一個以上項目才能培養(yǎng)出來，同時也要有豐富教學(xué)經(jīng)驗和實踐經(jīng)驗即“雙師型”的教師隊伍帶教。另一方面，用人單位普遍反映大學(xué)畢業(yè)生剛工作時往往缺乏解決復(fù)雜工程問題的能力，對承接的任務(wù)往往無從入手，必須要經(jīng)過大半年的訓(xùn)練才能逐漸上手。如何通過“復(fù)雜工程問題案例”的訓(xùn)練縮短學(xué)生從學(xué)校到工作崗位的適應(yīng)時間，使學(xué)生具備承擔(dān)中小型控制項目工程負責(zé)人的能力，為企業(yè)提供能獨當一面的高素質(zhì)工程科技人才？

2.解決的思路?；诠こ探逃龑I(yè)認證要求和社會對高素質(zhì)工程科技人才的需求，提出了“電氣控制項目工程負責(zé)人人才培養(yǎng)”的復(fù)雜工程問題案例建設(shè)項目。通過校企合作畢業(yè)設(shè)計工程實踐讓學(xué)生從頭到尾參加一個真實的、具有工程復(fù)雜問題特征的項目。在項目的整個實施過程中：（1）引導(dǎo)學(xué)生充分發(fā)揮主動積極性，主動找到差距和不足之處，主動發(fā)現(xiàn)問題;（2）運用所學(xué)理論知識和工程實踐分析問題、解決問題;（3）針對學(xué)生的工程實踐薄弱環(huán)節(jié)進行重點指導(dǎo)。通過真實項目的訓(xùn)練，不僅培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)能力，而且培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力、項目組織實施能力，即“項目負責(zé)人”能力，從而具備解決相應(yīng)復(fù)雜工程問題的能力，縮短學(xué)生從學(xué)校到工作崗位的適應(yīng)時間，為企業(yè)提供能獨當一面獨立承擔(dān)中小型控制項目的工程負責(zé)人才。

二、案例建設(shè)的內(nèi)容及實施過程

1.建設(shè)內(nèi)容。案例研究的內(nèi)容是以企事業(yè)的具體項目為背景，該項目具有復(fù)雜工程問題的特征，同時根據(jù)我們學(xué)校學(xué)生實際掌握的實踐基礎(chǔ)和專業(yè)技術(shù)知識等綜合能力，通過畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)培養(yǎng)“電氣控制項目工程負責(zé)人”應(yīng)有的解決復(fù)雜工程問題的基本能力。通過校企合作畢業(yè)設(shè)計真題項目的實施，可以培養(yǎng)學(xué)生具有獨立承擔(dān)小中型以上項目的綜合能力，除了本專業(yè)的專業(yè)能力外，能夠?qū)χ行晚椖窟M行項目總體需求分析、項目分拆小項目的能力、方案比較能力、實施設(shè)備的選型比較和評估能力、小項目的實施能力、小項目之間綜合、接口、協(xié)議管理能力以及整個項目實施和完成能力。

2.實施過程。（1）選擇具有復(fù)雜工程問題特征的企業(yè)真實項目;（2）將該項目拆分成多個畢業(yè)設(shè)計任務(wù)（多個小項目），且各任務(wù)（小項目）相互關(guān)聯(lián);（3）進行項目總體需求分析，結(jié)合工程實際情況，綜合考慮各種工程因素，進行方案比較;（4）進行設(shè)備的選型、比較和評估;（5）完成小項目之間的綜合、接口、協(xié)議管理等;（6）技術(shù)實施（各人各組進行硬件連接、編程、調(diào)試）;（7）各小項目及大系統(tǒng)整體連接和整體聯(lián)合調(diào)試;（8）完成畢業(yè)論文的撰寫和答辯。

3.實施案例-全自動立體倉庫系統(tǒng)。全自動立體倉庫由多個子系統(tǒng)組成。（1）該項目具有工程復(fù)雜問題的特征：以自動控制原理為基礎(chǔ)，需要考慮各種工程因素（現(xiàn)場干擾源特點及解決措施;是否需要防塵防潮防爆、現(xiàn)場環(huán)保要求;項目成本因素以及用戶的特殊需求等等）需要經(jīng)過綜合分析才可能解決（符合復(fù)雜工程問題必備的第一條）。該項目由主控制機、輥道輸送鏈站點和堆垛機站點、工業(yè)機器人、AGV等多個子系統(tǒng)組成，由主控制機協(xié)調(diào)整個全自動立體倉庫的自動運行;項目涉及PLC技術(shù)、電機技術(shù)、傳感器技術(shù)、自動分揀技術(shù)、OPC技術(shù)、變頻技術(shù)、無線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、RFID技術(shù)等多方面的技術(shù)，具有較高的綜合性。（2）將項目拆分成相對獨立的幾個小項目。例如：“全自動立體倉庫系統(tǒng)”可以分成3個相對獨立的項目，對每個小項目根據(jù)畢業(yè)設(shè)計要求編寫“畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書”：基于PLC的全自動立體倉庫輸送鏈控制系統(tǒng)設(shè)計實施;基于PLC的全自動化立體倉庫堆垛機控制系統(tǒng)設(shè)計實施;基于Wincc的全自動立體倉庫監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計實施。三個任務(wù)既有一定的獨立性，相互之間又必須進行協(xié)調(diào)通信才能完成任務(wù)。（3）小項目分別進行，又整體協(xié)調(diào)：幾個學(xué)生組成項目組，指定一個為項目組長，協(xié)調(diào)小項目之間的接口協(xié)議和交互工作，保證整個項目按時完成;項目組所有學(xué)生根據(jù)提供的系統(tǒng)描述了解整個系統(tǒng)的功能，每人重點需要完成的任務(wù);學(xué)生根據(jù)任務(wù)書、系統(tǒng)功能查閱相關(guān)文獻資料，理解需要完成的任務(wù)，整理出需要解決的問題;學(xué)生帶著問題到項目現(xiàn)場去實地參觀考察、了解真實系統(tǒng)需要完成的控制功能和現(xiàn)場各種工程因素以及項目相關(guān)的軟硬件系統(tǒng);項目組長組織各成員進行系統(tǒng)分析、確定各個小項目的接口和交互協(xié)調(diào)方式，進行該系統(tǒng)總體控制方案（包括各小項）的設(shè)計、評估及比較;學(xué)生進行大系統(tǒng)中各個小項目設(shè)計（控制方式、軟件硬件設(shè)備選型、技術(shù)參數(shù)確定、小項目間通信、接口設(shè)計等等）和技術(shù)實施（進行硬件選型、連接、編程、調(diào)試）;項目組長組織各小項目及大系統(tǒng)整體連接和整體聯(lián)合調(diào)試;完成畢業(yè)論文的撰寫和答辯。

以項目組形式完成具有工程復(fù)雜問題項目的畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)，不僅提高了學(xué)生分析和解決技術(shù)問題的能力，而且也提高了相互協(xié)作、相互溝通以及表達能力，達到培養(yǎng)學(xué)生成為電氣控制項目工程負責(zé)人的目的。

三、案例建設(shè)的成果

此案例建設(shè)使學(xué)生能夠把理論知識和企業(yè)實際結(jié)合，鍛煉了學(xué)生分析解決復(fù)雜工程問題的能力及相互協(xié)作相互溝通的能力，畢業(yè)設(shè)計達到良好的效果，因而學(xué)生在應(yīng)聘中表現(xiàn)出良好的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識和綜合實踐的應(yīng)用能力，獲得企業(yè)的認可。

2018年和2019年利用課題組教師承接的多個企業(yè)項目，課題組完成了“校企聯(lián)合指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計8個”，8位學(xué)生畢業(yè)時均已簽約企業(yè)，1人在捷普科技、1人在航天部門、1人在BOSCH、2人在外企，3人在民企。8位學(xué)生均從事與本專業(yè)相關(guān)的工作，學(xué)生就業(yè)的工作專業(yè)對口率100%，畢業(yè)設(shè)計校企合作課題在一定程度上提高了學(xué)生解決負責(zé)工程問題的能力，為學(xué)生順利就業(yè)及以后的發(fā)展提供了很大的幫助。

參考文獻

[1]李善壽.“CDIO”工程教學(xué)模式在實踐教學(xué)中的實施方法研究[J].重慶科技學(xué)院學(xué)報（社會科學(xué)版），2010（20）：164-166.

[2]陳平.專業(yè)認證理念推進工科專業(yè)建設(shè)內(nèi)涵式發(fā)展[J].中國大學(xué)教學(xué)，2014（1）：42-47.

[3]萬林林，伍俏平，鄧朝暉.工程教育專業(yè)認證下機械制造裝備設(shè)計課程改革[A].當代教育理論與實踐，2015，7（S4）：40-42.

[4]陳耿彪，杜榮華.基于工程教育專業(yè)認證的機械類專業(yè)課程實踐教學(xué)[J].教學(xué)研究，2015（01）：108-109.

Case Construction of Complex Engineering Problems：Talent Training of Electrical Control Project Principals

LU Dong-hua，QIAN Ping，SUN Guo-qin

（School of Engineering Innovation，Shanghai Institute of Technology，Shanghai 201418，China）

Abstract：Against the background of professional certification of engineering education and social talent demand，the present paper puts forward the case construction of complex engineering problems through the engineering practice part of graduation project in the form of school-enterprise cooperation，so as to achieve the goal of "talent training of electrical control project principals" and meet the social demand for related talents.In this study，the significance，content，implementation process，and achievements of case construction are discussed.

Key words：complex engineering problems;case construction;graduation project;talent training