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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 玩具產(chǎn)品生產(chǎn)的虛擬微型工廠
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 作品通過全面模擬現(xiàn)實(shí)工廠產(chǎn)品、生產(chǎn)線、生產(chǎn)計(jì)劃與控制、價(jià)值流分析改善工具、倉庫和訂單管理等主要業(yè)務(wù)過程，構(gòu)建虛擬微型工廠系統(tǒng)；并在網(wǎng)頁平臺提供案例引導(dǎo)、視頻演示、操作指導(dǎo)書和下載資源等多種方式，引導(dǎo)和指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)踐和訓(xùn)練。 系統(tǒng)基于計(jì)算機(jī)軟硬件平臺而構(gòu)建，學(xué)生可以在該系統(tǒng)平臺上，進(jìn)行工廠系統(tǒng)的、綜合的訓(xùn)練，既擺脫了實(shí)物實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)使用上的時(shí)間和空間的限制，又彌補(bǔ)上實(shí)物實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)功能上的某些不足。
- 詳細(xì)介紹：
- 微型工廠實(shí)踐教學(xué)體系由實(shí)物系統(tǒng)和基于天空教室網(wǎng)絡(luò)平臺的計(jì)算機(jī)仿真或模擬系統(tǒng)兩部分組成。本項(xiàng)目系統(tǒng)最后將成果展示在網(wǎng)頁上可以方便使用，其中系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下所示： 1.玩具產(chǎn)品生產(chǎn)線設(shè)計(jì)與仿真，是通過Witness軟件對玩具產(chǎn)品的生產(chǎn)進(jìn)行仿真運(yùn)行，根據(jù)仿真軟件提供的運(yùn)行報(bào)告，來分析生產(chǎn)線設(shè)計(jì)是否合理。 2.多種拼裝玩具產(chǎn)品設(shè)計(jì)，是運(yùn)用CAD繪制標(biāo)準(zhǔn)零件的拼裝產(chǎn)品，根據(jù)生產(chǎn)線的工位設(shè)置繪制裝配指導(dǎo)卡； 3.多種裝配生產(chǎn)方式設(shè)計(jì)及仿真，是進(jìn)行多班制多臺并行加工流水線設(shè)計(jì)，多品種可變流水線設(shè)計(jì)，多品種混流流水線設(shè)計(jì)，多工序看板管理方式線設(shè)計(jì)，以及單元制造生產(chǎn)線設(shè)計(jì)，根據(jù)仿真軟件提供的運(yùn)行結(jié)果報(bào)告，包括設(shè)備使用率、在制品平均停留時(shí)間等數(shù)據(jù)和圖表，來分析各種生產(chǎn)方式在怎樣的生產(chǎn)領(lǐng)域較為合適。 4.小型生產(chǎn)計(jì)劃與控制信息系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)基于訂單的生產(chǎn)計(jì)劃和作業(yè)進(jìn)度計(jì)劃的生成，對設(shè)備使用日程負(fù)荷進(jìn)行調(diào)節(jié)，并在生產(chǎn)控制中運(yùn)用看板，進(jìn)行看板回路的設(shè)置、枚數(shù)計(jì)算、看板排程和日狀態(tài)實(shí)績管理。 5.生產(chǎn)系統(tǒng)價(jià)值流分析工具設(shè)計(jì)，是用VBA編制適用于整個(gè)生產(chǎn)過程價(jià)值流分析的軟件工具，能夠方便地根據(jù)實(shí)際過程繪制價(jià)值流圖，并進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算、生成分析圖表，用于生產(chǎn)系統(tǒng)改善。 6.倉庫系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)，能對成品和零部件的入庫情況進(jìn)行系統(tǒng)軟件模擬運(yùn)行和管理。 7.訂單接收與管理系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上訂單接收、多種查詢功能。 8.實(shí)踐平臺網(wǎng)頁界面的設(shè)計(jì)。項(xiàng)目設(shè)計(jì)的最終成果最后以網(wǎng)頁的形式將全部展示出來，通過網(wǎng)頁能夠使用戶全面了解“微型工廠”項(xiàng)目的概況，網(wǎng)頁上提供了案例、演示視頻、操作說明書等，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)、訓(xùn)練和創(chuàng)新使用“微型工廠”系統(tǒng)，并提供了包括軟件、案例等的下載資料。 另外，系統(tǒng)網(wǎng)頁的每個(gè)分頁的主要內(nèi)容和功能如下： 1.首頁。以功能模塊為基礎(chǔ)展示出了項(xiàng)目的主要特色與亮點(diǎn)； 2.項(xiàng)目概況。介紹了項(xiàng)目起始時(shí)間、項(xiàng)目組情況、項(xiàng)目目標(biāo)、項(xiàng)目主要工作內(nèi)容、成果情況、成效與前景； 3.成果展示。以圖文結(jié)合形式形象地展示出各個(gè)模塊中的重要得出成果； 4.特色與創(chuàng)新。綜合描述了該系統(tǒng)的項(xiàng)目特色和專業(yè)特色，具有模擬性、綜合性、全面性、用于實(shí)踐與實(shí)訓(xùn)、設(shè)計(jì)性、易操作性、有趣性； 5.微型工廠。包括生產(chǎn)動態(tài)、案例場景、結(jié)果報(bào)告和實(shí)物現(xiàn)場等。基于微型工廠的多種玩具產(chǎn)品的案例場景，各個(gè)子模塊從訂單下達(dá)到零部件入庫，生產(chǎn)計(jì)劃，看板管理，價(jià)值流工具實(shí)施精益化，生產(chǎn)方式，成品入庫等一系列過程后的結(jié)果報(bào)告和生產(chǎn)動態(tài)的描述； 6.視頻演示。在線觀看圖1所示的系統(tǒng)中各個(gè)子模塊系統(tǒng)的操作使用視頻演示； 7.附件下載。提供作品中各個(gè)子模塊系統(tǒng)的操作說明書、案例場景、系統(tǒng)操作使用視頻、設(shè)計(jì)系統(tǒng)的下載； 8.聯(lián)系我們。提供了作品項(xiàng)目組詳細(xì)的聯(lián)系方式。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 一、目的和基礎(chǔ)思路 微型工廠目的在于縮短理論教學(xué)與企業(yè)所需能力之間的差距，為IE專業(yè)人才提供豐富的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的平臺 基本思路：一是模擬、再現(xiàn)現(xiàn)實(shí)工廠的主要業(yè)務(wù)流程，二是借助網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)踐和實(shí)訓(xùn)，突破對物理實(shí)驗(yàn)室或工廠時(shí)空限制，三是通過案例、演示視頻等，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、使用“微型工廠”系統(tǒng)。 二、創(chuàng)新點(diǎn) 1)全面模擬現(xiàn)實(shí)工廠的主要業(yè)務(wù)過程。包括產(chǎn)品、訂單受理、生產(chǎn)線、倉庫、生產(chǎn)計(jì)劃與控制等核心業(yè)務(wù)過程，并提供改善用“價(jià)值流分析工具” 2)現(xiàn)實(shí)與虛擬的巧妙結(jié)合。系統(tǒng)通過應(yīng)用案例，將真實(shí)的業(yè)務(wù)作業(yè)場景和運(yùn)作方式，與本系統(tǒng)操作應(yīng)用緊密聯(lián)系起來 3)豐富了實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)的手段。提供了實(shí)物實(shí)驗(yàn)室之外的一種基于計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)平臺的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)的方式和手段 4)提供學(xué)生“隨時(shí)隨地”的訓(xùn)練平臺。該系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)可以隨時(shí)隨地被使用，擺脫了對實(shí)驗(yàn)室的時(shí)空限制，提供更多的訓(xùn)練機(jī)會 5)提供了生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、驗(yàn)證的試驗(yàn)平臺。系統(tǒng)中的仿真模型，可以方便地被修改以適應(yīng)學(xué)生的設(shè)計(jì)方案，從而用于試驗(yàn)和驗(yàn)證。 三、技術(shù)關(guān)鍵 1.采用VBA、運(yùn)用線性規(guī)劃求解技術(shù)、動態(tài)規(guī)劃求解技術(shù) 2.采用UG進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.采用MOD法等時(shí)間研究技術(shù)和裝配生產(chǎn)線平衡技術(shù)，進(jìn)行生產(chǎn)線設(shè)計(jì)和工藝過程設(shè)計(jì) 4.Witness仿真技術(shù)，進(jìn)行“多種生產(chǎn)方式的生產(chǎn)系統(tǒng)仿真” 5.運(yùn)用“價(jià)值流分析技術(shù)”構(gòu)建“價(jià)值流分析工藝模塊”，用于繪制當(dāng)前或未來狀態(tài)價(jià)值流圖 四、主要技術(shù)指標(biāo)：一個(gè)平臺，7個(gè)模塊
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 以玩具產(chǎn)品“穿針引線”整個(gè)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)合理、精巧，整個(gè)微型工廠涵蓋了玩具產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、計(jì)劃、控制和生產(chǎn)改進(jìn)等主要業(yè)務(wù)流程的操作和訓(xùn)練，并采用模塊化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)合理。 系統(tǒng)操作界面設(shè)計(jì)合理、操作方便、不易出錯(cuò)，可靠性較好，此外提供原系統(tǒng)操作使用說明書、演示視頻等下載，最大程度地確保操作使用的易學(xué)性、易用性。 作品提供了專門用于實(shí)踐、實(shí)訓(xùn)的，系統(tǒng)化、綜合的、基于網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)平臺，不同于以往的偏重于理論教學(xué)的類似教學(xué)課件。這在國內(nèi)同類作品中比較稀缺。 在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置方面上，對目前試驗(yàn)系統(tǒng)的以下幾個(gè)問題進(jìn)行較大的改善： 1.單純的實(shí)物實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)有局限、項(xiàng)目數(shù)量少； 2.缺乏系統(tǒng)性、全面性； 3.缺乏根據(jù)自行生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)建立生產(chǎn)線的可能； 4.與現(xiàn)實(shí)案例的聯(lián)系較少，比較脫離實(shí)際；而微型工廠系統(tǒng)隨著建設(shè)的深入，案例部分將會越來越多。 （5）提出了一種用于“生產(chǎn)管理”類知識學(xué)習(xí)的綜合的、系統(tǒng)的、設(shè)計(jì)演示相結(jié)合的、專注于技能操作訓(xùn)練的實(shí)踐、實(shí)訓(xùn)體系的框架，有較高的學(xué)術(shù)價(jià)值。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 常州工學(xué)院2011年度挑戰(zhàn)杯大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽二等獎
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 磁盤、現(xiàn)場演示
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 一、使用說明 可在網(wǎng)頁的引導(dǎo)下學(xué)習(xí)使用。1)通過“首頁”、“項(xiàng)目概況”、等子頁了解系統(tǒng)的概況、主要功能和結(jié)構(gòu)；2)通過“微型工廠”子頁的案例系列(應(yīng)用場景、問題、解決方案、結(jié)果報(bào)告和生產(chǎn)動態(tài)等)，學(xué)習(xí)各子模塊使用方法；3)查閱提供的系統(tǒng)操作說明書；4)還可在“視頻演示”子頁觀看錄制的操作使用過程；5)可“下載”各個(gè)功能模塊和案例、視頻、操作說明書等資源。 二、作品的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢 作品融合了多項(xiàng)技術(shù)，采用模塊化結(jié)構(gòu)，維護(hù)、使用方便，進(jìn)一步擴(kuò)展容易；作品緊密結(jié)合專業(yè)實(shí)踐應(yīng)用，“術(shù)有專攻”，彌補(bǔ)目前國內(nèi)在專業(yè)技能和實(shí)踐培訓(xùn)、教學(xué)用手段和資源方面的不足。 三、適應(yīng)范圍、推廣前景及市場分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測 1)可用于IE專業(yè)、管理類專業(yè)、制造業(yè)類專業(yè)的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì) 2)用于工業(yè)工程專業(yè)人才的“繼續(xù)教育”中的技能培訓(xùn)，如見習(xí)工業(yè)工程師、工業(yè)工程師等 3)可用于企業(yè)內(nèi)部員工培訓(xùn) 鑒于目前國內(nèi)用于實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的教學(xué)平臺還較少，因此具有很好的推廣前景、將會取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。
同類課題研究水平概述
- 一、國內(nèi)高校生產(chǎn)管理類課程現(xiàn)行教學(xué)方式的概況與評價(jià) 生產(chǎn)管理類課程在國內(nèi)高校中教改研究主要存在兩種傾向，一種是建議仍采用教師課堂講為主，適當(dāng)增加企業(yè)參觀、錄像放映、模擬游戲等其他方式以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。第二種傾向是建議采用案例教學(xué)方式，在教學(xué)過程中較多地引入了以案例描述、學(xué)生小組討論、情景模擬等為主要形式的案例教學(xué)過程。案例教學(xué)在20世紀(jì)20年代首創(chuàng)于美國哈佛大學(xué)，研究和討論案例，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用有關(guān)知識的能力。 然而，目前應(yīng)用型本科院校的管理類專業(yè)，在進(jìn)行案例教學(xué)以提高學(xué)生創(chuàng)新和實(shí)踐能力的問題沒有得到很好的解決。原因一部分是課時(shí)限制、學(xué)生過多難以組織等客觀原因，另一部分原因是由于案例教學(xué)實(shí)施過程存在一定的隨意性，系統(tǒng)性和針對性強(qiáng)的案例也比較匱乏，本科生沒有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)使得案例討論難深入。 此外，目前國內(nèi)大多數(shù)高校的案例教學(xué)方式在學(xué)生實(shí)戰(zhàn)能力、動手能力的培養(yǎng)上也存在短板。大多數(shù)高校的案例教學(xué)仍然停留在課堂內(nèi)的案例描述、分組討論和分析、方案規(guī)劃的范疇，缺乏現(xiàn)實(shí)模擬、數(shù)據(jù)處理等身體力行的操作體驗(yàn)，這與企業(yè)中實(shí)際的業(yè)務(wù)流程操作狀態(tài)相差較大，實(shí)際公司的流程操作是涉及到基于大量管理信息和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的決策；其次，學(xué)生提出的方案也缺乏驗(yàn)證手段，只能停留在書面上。 因此，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式已顯然不能滿足能力培養(yǎng)的需要，目前盛行的案例教學(xué)方式也不十分適合，應(yīng)該更多地引入“動手”、“實(shí)戰(zhàn)”類的教學(xué)環(huán)節(jié)。 二、國外IE專業(yè)教學(xué)方式的借鑒 國外的IE專業(yè)大都設(shè)在工程學(xué)院，是與機(jī)械和電子工程等并列的工程專業(yè)之一。從課程設(shè)置來看，美國的工業(yè)工程專業(yè)課程基本上是以工程學(xué)科內(nèi)容為主，管理學(xué)科內(nèi)容為輔。從實(shí)踐的角度來看，其更注重學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)。許多學(xué)校都安排了機(jī)械方面和工廠實(shí)際項(xiàng)目研究方面的實(shí)習(xí)，使學(xué)生有機(jī)會獲得第一手的基礎(chǔ)經(jīng)驗(yàn)和對專業(yè)的感性認(rèn)識。 此外，國外大學(xué)還普遍采用一種基于演示方式的管理模擬教學(xué)方式，比如美國許多大學(xué)的教材附帶有軟件公司提供的簡裝版演示軟件，使用該教材的學(xué)校的師生可以用該軟件進(jìn)行模擬生產(chǎn)管理和分析問題；或者是在其高校的網(wǎng)站上提供簡版的軟件供學(xué)生使用。但在我國，這類模擬軟件還比較少。 因此，在長年課程教學(xué)和企業(yè)工作經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)和構(gòu)建了一套模擬企業(yè)生產(chǎn)主要環(huán)節(jié)的、稱之為微型工廠的模擬教學(xué)方式，對于提高學(xué)生的實(shí)踐能力和管理創(chuàng)新能力十分有益。
