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摘要：“工业4.0”、“中国制造2025”战略这一背景，给工业工程专业的人才培养提出了更高的要求，鉴于此，系统分析了国内外高校工业工程专业的特点、发展现状及存在问题，提出了我国高校工业工程专业课程体系建设的思路。
关键词：工业4.0，中国制造2025，工业工程，课程体系
中图分类号：G642
1、引言
2011年，在“第四次工业革命”到来的背景下，为了进一步提升其工业生产的全球竞争力，使其成为全球新一代工业生产技术的供应国和主导市场，德国政府在全球范围内率先提出了“工业4.0”发展战略，这一旨在支持工业领域新一代革命性变革和创新的国家战略的本质就是通过利用信息技术、网络技术、大数据技术、智能控制技术，使制造业实现智能化转型。它的两大主题就是“智能工厂”和“智能生产”。
借鉴工业4.0战略思想，中国政府在2015年也提出了中国制造业顶层设计——“中国制造2025”战略。“中国制造2025”在物联网和务联网基础上，以制造业数字化、网络化、智能化的变革为核心，同时叠加了新能源、新材料等方面的突破，聚焦高档数控机床和机器人、航空航天装备、节能与新能源汽车等十大重点领域，其主要目的就是在我国改革开放不断深化的背景下，进一步提升我国的工业发展水平，使我国迈入世界制造强国行列。
在这一背景下，为了实现“工业4.0”、“中国制造2025”战略，必须要有一流的工业工程人才，这就对工业工程专业的人才培养提出了更高的要求，鉴于此，以“工业4.0+高端制造”为研究背景，深入探讨为了国家“中国制造2025”需求，如何建设工业工程专业的课程体系，如何建设一流的工业工程专业，如何培养一流的工业工程人才。
2、工业工程专业的发展现状及存在问题
2.1 工业工程专业发展及特点
1908年美国宾夕法尼亚州立大学建立了世界第一个工业工程系，距今已有一百多年的历史，工业工程是七大工程学科之一，它集工程和管理于一体，对工业现代化和社会经济发展起了巨大的推动作用。工业工程是一门涉及人、物料、设备、信息、能源等要素的集成规划、设计、评价、改善和创新于一体的工程学科，主要应用自然科学、数学、社会科学，特别是工程技术的理论与方法，为实现生产制造、管理和服务系统的低成本、高效率和高效益的目标提供有力的技术支持。它也是在工程学领域里唯一一个研究提高产品质量和生产力的工程学专业。经过百余年的发展，它已成为国际上普遍设立的工程学科，我国大约就有200多所大学设置工业工程专业。
1、工业工程是一门跨学科专业，它是由交叉学科组成的，如图1所示。
由于工业工程是一门跨学科专业，因此国内外高校对它的认识也出现了分歧，专业开设往往根据学科教学的侧重不同而开设在不同学院下，有的在工学院，有的在管理学院，有的则独立出来成立了专门的工业工程学院。比如清华大学就有独立的工业工程学院，南京大学的工业工程专业属于管理学院，天津大学的业工程专业属于工学院，属于学院不同，那么工业工程专业的体系设置也会出现一些差异。
2、工业工程专业的培养目标是培养具备经济与管理、供应链物流、金融工程、工业工程、IT技能、数理工具与方法等多学科门类的宽广的知识结构，掌握工业工程实验技能、编程和数据处理能力，以及解决基本实际问题的技术手段的具有工程背景的管理型人才。
3、工业工程专业学制4年。学生培养由两个大的阶段组成，分别为：通识教育阶段（或大类培养阶段）、专业教育阶段（或专业培养阶段）。专业教育集中在三个方面：工程学方面：包括各种工程及生产方面的专业知识;商业管理方面：包括市场、金融、及营运方面的基础知识;能力拓展方面：包括数学和统计以及心理学、经济学和社会学等方面的知识。
国际经验表明，任何一个国家的工业化和信息化过程都离不开工业工程的突出贡献。工业工程是关于复杂系统有效运作的科学，将工程技术与管理科学相结合，从系统的角度对制造业、服务业等企业或组织中的实际工程与管理问题进行定量的分析、优化与设计，是一门以系统效率和效益为目标的、独立的工程学科。从大规模生产系统、物流交通系统到医疗服务系统，效率、质量、成本和安全等都是工业工程专业的核心内容，它的学科体系应该如图2所示。
2.2 工业工程专业发展过程中存在的问题
1、课程设置不能满足现代工业发展的需要，工业4.0背景下，智能工厂、智能生产的概念已经提出了好几年，目前许多企业已经在建设部署，工业机器人、智能制造已经被广泛使用，可目前我國高校工业工程专业关于这方面的课程还没有增加，分析比较国内外高校课程设置情况，美国高校工业工程专业工科课程已经占比55%，并且开设了机器人、自动控制、智能控制等课程，而国内在这方面还比较薄弱，而自动化生产程序、机器人技术、材料处理系统等等这些方面正是“中国制造2025”急需的人才领域。
2、工业工程研究方向一般也分为三个方面：人因工程或者是工效学，这个方面国内院校的研究、开设的课程都相对比较少，许多高校没有专门的实验设备来支持这方面的研究;运筹学，它是整个工业工程研究的一个理论基础，这方面高校基本都有研究，但是有一些专业的运筹学是在数学系下面的，这就出现了运筹学的教学偏重数学理论和公式推导，从而对于大多数人学生来说，接受起来比较困难;生产、制造工程，这方面内容比较广泛，涉及许多专业的知识，比如自动化、机械、电子、材料等等。也就是工业工程研究范围很广，学生需要掌握的知识很多，课程体系和教学内容不系统，课程内容之间有重复，各门课程之间属于不同学科，缺少衔接和配合，学生学到的是分离的知识点，缺少集成一体化的知识体系
3、理论和实际应用出现了脱节，现有的工业工程课程提供给学生许多知识，比如人因工程的、运筹学的、管理学等等，由于知识体系繁杂，实践环节、综合训练偏少，学生很难体系化的掌握，因此在面对一个实际问题时，根本不知道如何运用所学的知识体系，选用什么理论去解决问题，这就造成了理论与实践严重脱节。 3、“工业4.0+高端制造”背景下工业工程专业课程体系框架
3.1、工业工程专业培养目标
工业工程专业培养目标是在“中国制造2025”的大背景下，培养掌握工程技术基础理论，熟悉运筹学理论和生产管理的专业知识，了解新材料、新能源技术，并能将多个学科的知识和方法有机结合起来，能够解决与智能生产、高端制造相关的效率、质量、成本和安全相关的系统问题的工程型、管理型、创新型和国际型的“四型”高端复合人才，能够在现代工业工程领域从事科学研究、管理创新、规划设计等工作，并在工作中们传承工业文明的精神，为企业提升效率和质量;钻研工程分析的方法，让管理、决策更加科学和敏捷。
3.2、工业工程专业课程体系框架建设—以AH工程学院为例
AH工程学院本来是二级民办本科学院，学院的工业工程专业培养目标也参照普通高等院校的培养目标制定，近几年随着工业发展的转型升级，对工业工程人才的要求不断提高，传统人才培养方式下培养的工业工程专业人才已经不能满足企业转型升级的需要，因此，这几年的华东就业市场中存在着“就业难与招聘难”同在的怪象。2016年，AH工程学院成为独立的本科院校后，学院在考察、学习国内外工业工程专业课程体系的基本上提出了自己的“三阶段、三学期”工业工程专业课程体系，本文以AH工程学院的工业工程专业课程体系为基础，结合自己的认识，设计学科课程体系框架。
三阶段：工业工程专业采用“数理基础、专业基础课+专业技能和项目实践+企业实习和毕业论文”三阶段式培养模式，大学前两年重视数学、统计学、运筹学、信息技术等专业基础课程学习为第一阶段;专业课程凸显个性发展，分为工程系统的管理与优化、物流网络运筹规划、人因化产品设计、质量与可靠性等方向供学生选择，同时采用项目化的教学手段让学生对专业知识有一个系统的认识，并提高他们的实践动手和解决实际问题的能力，这是第二个阶段;时间为一年，企业实习和毕业论文是第三个阶段，保证本专业学生有4-6个月与专业直接相关的企业实习，整体上构成“先学再练，练后再学，学练一体”的培养模式。
三學期：在一般的春、秋两学期的基本上，设置为期40天左右的夏季学期，安排管理类案例分享、行业产业讲座、职业技能辅导、新知识学习，夏季学期采用讲座、网络化教学、自学、企业调研等多种形式，丰富学生学习内容，强化学习效果，
建立“基础教育+专业基础+专业方向教育+实践教学”人才培养新方案，毕业最低学分设定为160学分。通过压缩课内学时，增加学生课外实践时间，培养学生学习的自主性和针对性，如图3所示。
整个工业工程课程体系分为五个模块：
基础知识模块和其它专业课程设置类似，主要用于强化学生的数理基础、人文基础、工程技术基础和专业基础;
工程技术模块，分为电子工程、机械工程、设计工程等多个方向，主要用于强化学生的工程和制造技术;
工业工程模块为学生掌握工业工程技术与技能服务，强化学生将人力、物料、经济、信息进行最优化的设计和整合的能力;
工程管理模块让学生掌握企业在生产和运作过程中的组织、决策、计划和控制的基本原理与基本方法，强化学生的组织管理能力;
实践教学模块包括课程设计、专业综合设计、企业设计等，提高学习对专业知识的掌握水平，强化学生解决实际问题的能力。
4、“工业4.0+高端制造”背景下工业工程专业课程体系建设的几点建议
1、优化课程设置是基础，工业工程专业是一门交叉学科，需要学生掌握的知识点非常多，这就要求我们尽量做到课程设计的最优化，综合优化专业知识结构，整合课程内容，既要避免专业内容交叉重复又要避免知识遗漏，对于课程的难易程度设置要合适，要结合学校学生的实际情况，不能过于深奥，也不能过于简单。
2、紧跟前沿是关键，要充分利用各种途径让学生了解到当前专业发展的背景是什么，前沿是什么，通过多种形式让学生了解工业工程在科研、企业领域的最新进展，在课程设置中要紧跟前沿增设工业机器人、智能控制、新能源、新材料等新的知识点。
3、实践能力是保证，对于实践环节要通过学分制的形式给予高度重视，不能流于形式。通过实践学习、企业实习，不仅可以使学生对工业工程将要从事的工作有更为理性和深刻的认识，而且可以帮助学生系统的整合所学知识，了解自己的实际能力，为以后的再学习和工作打开一个良好的基础。
4、教学方法改革是核心，“智慧课堂”、“模块化项目化教学”已经被许多高校应用到教学改革中，这些新的教学方法，以学生的能力建设为中心，可以充分调动学生的积极性，提升课堂教学效果，让学生学习以项目任务作为驱动，培养学生的实践操作水平和解决实际问题的能力。
5、结束语
随着我国产业结构的转型升级，工业工程也面临着新的挑战和机遇，我们需要不断探索工业工程学科的发展方向，提高工业工程专业学生的实践能力、动手能力、创新能力，为我国下一阶段的经济与社会转型，培养出“中国制造2025”背景下的新型工业工程专业复合人才。
参考文献：
[1] 张顺堂，张代芹.国内外上业上程本科人才培养课程体系比较[J].山东工商学院学报，2012，26：115-119
[2] 汪应洛，哀治平.工业工程导论[M].北京：中国科学技术出版社，2001.
[3] 贾国柱.高等院校工业工程专业本科培养计划国内外比较研究[J].工业工程与管理，2005，（3）：130-134.
[4] 陈明，张比鹏，王宏祥.教学质量视域下工业工程专业实践教学体系建设探析[J].辽宁工业大学学报，2014，16：38-40.
[5] Heywood，Dave. The Place Analogies in Science Education， Cambridge Journal of Education， Jun2002，32（2）：233
[6] Copenhaver .W. H.;Liability and professional issues facing engineers in industry. Textile， Fiber and Film Industry Technical Conference， 1992.，IEEE 1992 Annual 6-7 May 1992：2/1-210
[7] Wit Hans de.Strategies for Internationalization of Higher Education， the European Association for International Education，1995
关键词：工业4.0，中国制造2025，工业工程，课程体系
中图分类号：G642
1、引言
2011年，在“第四次工业革命”到来的背景下，为了进一步提升其工业生产的全球竞争力，使其成为全球新一代工业生产技术的供应国和主导市场，德国政府在全球范围内率先提出了“工业4.0”发展战略，这一旨在支持工业领域新一代革命性变革和创新的国家战略的本质就是通过利用信息技术、网络技术、大数据技术、智能控制技术，使制造业实现智能化转型。它的两大主题就是“智能工厂”和“智能生产”。
借鉴工业4.0战略思想，中国政府在2015年也提出了中国制造业顶层设计——“中国制造2025”战略。“中国制造2025”在物联网和务联网基础上，以制造业数字化、网络化、智能化的变革为核心，同时叠加了新能源、新材料等方面的突破，聚焦高档数控机床和机器人、航空航天装备、节能与新能源汽车等十大重点领域，其主要目的就是在我国改革开放不断深化的背景下，进一步提升我国的工业发展水平，使我国迈入世界制造强国行列。
在这一背景下，为了实现“工业4.0”、“中国制造2025”战略，必须要有一流的工业工程人才，这就对工业工程专业的人才培养提出了更高的要求，鉴于此，以“工业4.0+高端制造”为研究背景，深入探讨为了国家“中国制造2025”需求，如何建设工业工程专业的课程体系，如何建设一流的工业工程专业，如何培养一流的工业工程人才。
2、工业工程专业的发展现状及存在问题
2.1 工业工程专业发展及特点
1908年美国宾夕法尼亚州立大学建立了世界第一个工业工程系，距今已有一百多年的历史，工业工程是七大工程学科之一，它集工程和管理于一体，对工业现代化和社会经济发展起了巨大的推动作用。工业工程是一门涉及人、物料、设备、信息、能源等要素的集成规划、设计、评价、改善和创新于一体的工程学科，主要应用自然科学、数学、社会科学，特别是工程技术的理论与方法，为实现生产制造、管理和服务系统的低成本、高效率和高效益的目标提供有力的技术支持。它也是在工程学领域里唯一一个研究提高产品质量和生产力的工程学专业。经过百余年的发展，它已成为国际上普遍设立的工程学科，我国大约就有200多所大学设置工业工程专业。
1、工业工程是一门跨学科专业，它是由交叉学科组成的，如图1所示。
由于工业工程是一门跨学科专业，因此国内外高校对它的认识也出现了分歧，专业开设往往根据学科教学的侧重不同而开设在不同学院下，有的在工学院，有的在管理学院，有的则独立出来成立了专门的工业工程学院。比如清华大学就有独立的工业工程学院，南京大学的工业工程专业属于管理学院，天津大学的业工程专业属于工学院，属于学院不同，那么工业工程专业的体系设置也会出现一些差异。
2、工业工程专业的培养目标是培养具备经济与管理、供应链物流、金融工程、工业工程、IT技能、数理工具与方法等多学科门类的宽广的知识结构，掌握工业工程实验技能、编程和数据处理能力，以及解决基本实际问题的技术手段的具有工程背景的管理型人才。
3、工业工程专业学制4年。学生培养由两个大的阶段组成，分别为：通识教育阶段（或大类培养阶段）、专业教育阶段（或专业培养阶段）。专业教育集中在三个方面：工程学方面：包括各种工程及生产方面的专业知识;商业管理方面：包括市场、金融、及营运方面的基础知识;能力拓展方面：包括数学和统计以及心理学、经济学和社会学等方面的知识。
国际经验表明，任何一个国家的工业化和信息化过程都离不开工业工程的突出贡献。工业工程是关于复杂系统有效运作的科学，将工程技术与管理科学相结合，从系统的角度对制造业、服务业等企业或组织中的实际工程与管理问题进行定量的分析、优化与设计，是一门以系统效率和效益为目标的、独立的工程学科。从大规模生产系统、物流交通系统到医疗服务系统，效率、质量、成本和安全等都是工业工程专业的核心内容，它的学科体系应该如图2所示。
2.2 工业工程专业发展过程中存在的问题
1、课程设置不能满足现代工业发展的需要，工业4.0背景下，智能工厂、智能生产的概念已经提出了好几年，目前许多企业已经在建设部署，工业机器人、智能制造已经被广泛使用，可目前我國高校工业工程专业关于这方面的课程还没有增加，分析比较国内外高校课程设置情况，美国高校工业工程专业工科课程已经占比55%，并且开设了机器人、自动控制、智能控制等课程，而国内在这方面还比较薄弱，而自动化生产程序、机器人技术、材料处理系统等等这些方面正是“中国制造2025”急需的人才领域。
2、工业工程研究方向一般也分为三个方面：人因工程或者是工效学，这个方面国内院校的研究、开设的课程都相对比较少，许多高校没有专门的实验设备来支持这方面的研究;运筹学，它是整个工业工程研究的一个理论基础，这方面高校基本都有研究，但是有一些专业的运筹学是在数学系下面的，这就出现了运筹学的教学偏重数学理论和公式推导，从而对于大多数人学生来说，接受起来比较困难;生产、制造工程，这方面内容比较广泛，涉及许多专业的知识，比如自动化、机械、电子、材料等等。也就是工业工程研究范围很广，学生需要掌握的知识很多，课程体系和教学内容不系统，课程内容之间有重复，各门课程之间属于不同学科，缺少衔接和配合，学生学到的是分离的知识点，缺少集成一体化的知识体系
3、理论和实际应用出现了脱节，现有的工业工程课程提供给学生许多知识，比如人因工程的、运筹学的、管理学等等，由于知识体系繁杂，实践环节、综合训练偏少，学生很难体系化的掌握，因此在面对一个实际问题时，根本不知道如何运用所学的知识体系，选用什么理论去解决问题，这就造成了理论与实践严重脱节。 3、“工业4.0+高端制造”背景下工业工程专业课程体系框架
3.1、工业工程专业培养目标
工业工程专业培养目标是在“中国制造2025”的大背景下，培养掌握工程技术基础理论，熟悉运筹学理论和生产管理的专业知识，了解新材料、新能源技术，并能将多个学科的知识和方法有机结合起来，能够解决与智能生产、高端制造相关的效率、质量、成本和安全相关的系统问题的工程型、管理型、创新型和国际型的“四型”高端复合人才，能够在现代工业工程领域从事科学研究、管理创新、规划设计等工作，并在工作中们传承工业文明的精神，为企业提升效率和质量;钻研工程分析的方法，让管理、决策更加科学和敏捷。
3.2、工业工程专业课程体系框架建设—以AH工程学院为例
AH工程学院本来是二级民办本科学院，学院的工业工程专业培养目标也参照普通高等院校的培养目标制定，近几年随着工业发展的转型升级，对工业工程人才的要求不断提高，传统人才培养方式下培养的工业工程专业人才已经不能满足企业转型升级的需要，因此，这几年的华东就业市场中存在着“就业难与招聘难”同在的怪象。2016年，AH工程学院成为独立的本科院校后，学院在考察、学习国内外工业工程专业课程体系的基本上提出了自己的“三阶段、三学期”工业工程专业课程体系，本文以AH工程学院的工业工程专业课程体系为基础，结合自己的认识，设计学科课程体系框架。
三阶段：工业工程专业采用“数理基础、专业基础课+专业技能和项目实践+企业实习和毕业论文”三阶段式培养模式，大学前两年重视数学、统计学、运筹学、信息技术等专业基础课程学习为第一阶段;专业课程凸显个性发展，分为工程系统的管理与优化、物流网络运筹规划、人因化产品设计、质量与可靠性等方向供学生选择，同时采用项目化的教学手段让学生对专业知识有一个系统的认识，并提高他们的实践动手和解决实际问题的能力，这是第二个阶段;时间为一年，企业实习和毕业论文是第三个阶段，保证本专业学生有4-6个月与专业直接相关的企业实习，整体上构成“先学再练，练后再学，学练一体”的培养模式。
三學期：在一般的春、秋两学期的基本上，设置为期40天左右的夏季学期，安排管理类案例分享、行业产业讲座、职业技能辅导、新知识学习，夏季学期采用讲座、网络化教学、自学、企业调研等多种形式，丰富学生学习内容，强化学习效果，
建立“基础教育+专业基础+专业方向教育+实践教学”人才培养新方案，毕业最低学分设定为160学分。通过压缩课内学时，增加学生课外实践时间，培养学生学习的自主性和针对性，如图3所示。
整个工业工程课程体系分为五个模块：
基础知识模块和其它专业课程设置类似，主要用于强化学生的数理基础、人文基础、工程技术基础和专业基础;
工程技术模块，分为电子工程、机械工程、设计工程等多个方向，主要用于强化学生的工程和制造技术;
工业工程模块为学生掌握工业工程技术与技能服务，强化学生将人力、物料、经济、信息进行最优化的设计和整合的能力;
工程管理模块让学生掌握企业在生产和运作过程中的组织、决策、计划和控制的基本原理与基本方法，强化学生的组织管理能力;
实践教学模块包括课程设计、专业综合设计、企业设计等，提高学习对专业知识的掌握水平，强化学生解决实际问题的能力。
4、“工业4.0+高端制造”背景下工业工程专业课程体系建设的几点建议
1、优化课程设置是基础，工业工程专业是一门交叉学科，需要学生掌握的知识点非常多，这就要求我们尽量做到课程设计的最优化，综合优化专业知识结构，整合课程内容，既要避免专业内容交叉重复又要避免知识遗漏，对于课程的难易程度设置要合适，要结合学校学生的实际情况，不能过于深奥，也不能过于简单。
2、紧跟前沿是关键，要充分利用各种途径让学生了解到当前专业发展的背景是什么，前沿是什么，通过多种形式让学生了解工业工程在科研、企业领域的最新进展，在课程设置中要紧跟前沿增设工业机器人、智能控制、新能源、新材料等新的知识点。
3、实践能力是保证，对于实践环节要通过学分制的形式给予高度重视，不能流于形式。通过实践学习、企业实习，不仅可以使学生对工业工程将要从事的工作有更为理性和深刻的认识，而且可以帮助学生系统的整合所学知识，了解自己的实际能力，为以后的再学习和工作打开一个良好的基础。
4、教学方法改革是核心，“智慧课堂”、“模块化项目化教学”已经被许多高校应用到教学改革中，这些新的教学方法，以学生的能力建设为中心，可以充分调动学生的积极性，提升课堂教学效果，让学生学习以项目任务作为驱动，培养学生的实践操作水平和解决实际问题的能力。
5、结束语
随着我国产业结构的转型升级，工业工程也面临着新的挑战和机遇，我们需要不断探索工业工程学科的发展方向，提高工业工程专业学生的实践能力、动手能力、创新能力，为我国下一阶段的经济与社会转型，培养出“中国制造2025”背景下的新型工业工程专业复合人才。
参考文献：
[1] 张顺堂，张代芹.国内外上业上程本科人才培养课程体系比较[J].山东工商学院学报，2012，26：115-119
[2] 汪应洛，哀治平.工业工程导论[M].北京：中国科学技术出版社，2001.
[3] 贾国柱.高等院校工业工程专业本科培养计划国内外比较研究[J].工业工程与管理，2005，（3）：130-134.
[4] 陈明，张比鹏，王宏祥.教学质量视域下工业工程专业实践教学体系建设探析[J].辽宁工业大学学报，2014，16：38-40.
[5] Heywood，Dave. The Place Analogies in Science Education， Cambridge Journal of Education， Jun2002，32（2）：233
[6] Copenhaver .W. H.;Liability and professional issues facing engineers in industry. Textile， Fiber and Film Industry Technical Conference， 1992.，IEEE 1992 Annual 6-7 May 1992：2/1-210
[7] Wit Hans de.Strategies for Internationalization of Higher Education， the European Association for International Education，1995