復雜工程問題案例建設

盧冬華 錢平 孫國琴

[摘 要] 在工程教育專業認證和社會人才需求的背景下，提出了通過校企合作畢業設計工程實踐環節進行復雜工程問題案例建設，達到實現“電氣控制項目工程負責人人才培養”的目的，以滿足社會對相關人才的需求。該文分別從案例建設的意義、內容及實施過程以及成果進行了論述。

[關鍵詞] 復雜工程問題;案例建設;畢業設計;人才培養

[基金項目] 2019年度上海應用技術大學課程開發項目“一流人才-課程建設-上應金課建設”（1021ZK191402004-A22）

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

[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、案例建設的意義

（一）問題的提出。工程教育專業認證工作已經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的一種認可[2]。2015年新版工程教育認證標準將畢業要求修訂完善至12條，還特別強調工程類本科專業對“解決復雜工程問題”的要求[3，4]。工科專業的畢業設計是學生進入社會前一個重要的工程實踐環節，提高工程實踐教學質量是高等工程教育體系中培養高素質工程科技人才的關鍵[1]。高素質工程科技人才也是社會迫切需要的人才。目前，社會上企事業單位都要求“有能力”的畢業生，而對“有能力”的含義，不僅是某專業的技術能力，而是要求復合能力、綜合能力、項目組織實施能力，也就是俗稱“項目負責人”能力，即能解決復雜工程問題的能力。而目前大學畢業生在學校實驗中大多僅僅是本專業技術實驗，缺乏綜合項目能力的培養，也就缺乏項目綜合能力。而這種能力必須要讓學生從頭到尾獨立實施一個以上項目才能培養出來，同時也要有豐富教學經驗和實踐經驗即“雙師型”的教師隊伍帶教。另一方面，用人單位普遍反映大學畢業生剛工作時往往缺乏解決復雜工程問題的能力，對承接的任務往往無從入手，必須要經過大半年的訓練才能逐漸上手。如何通過“復雜工程問題案例”的訓練縮短學生從學校到工作崗位的適應時間，使學生具備承擔中小型控制項目工程負責人的能力，為企業提供能獨當一面的高素質工程科技人才？

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

二、案例建設的內容及實施過程

1.建設內容。案例研究的內容是以企事業的具體項目為背景，該項目具有復雜工程問題的特征，同時根據我們學校學生實際掌握的實踐基礎和專業技術知識等綜合能力，通過畢業設計環節培養“電氣控制項目工程負責人”應有的解決復雜工程問題的基本能力。通過校企合作畢業設計真題項目的實施，可以培養學生具有獨立承擔小中型以上項目的綜合能力，除了本專業的專業能力外，能夠對中型項目進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）選擇具有復雜工程問題特征的企業真實項目;（2）將該項目拆分成多個畢業設計任務（多個小項目），且各任務（小項目）相互關聯;（3）進行項目總體需求分析，結合工程實際情況，綜合考慮各種工程因素，進行方案比較;（4）進行設備的選型、比較和評估;（5）完成小項目之間的綜合、接口、協議管理等;（6）技術實施（各人各組進行硬件連接、編程、調試）;（7）各小項目及大系統整體連接和整體聯合調試;（8）完成畢業論文的撰寫和答辯。

3.實施案例-全自動立體倉庫系統。全自動立體倉庫由多個子系統組成。（1）該項目具有工程復雜問題的特征：以自動控制原理為基礎，需要考慮各種工程因素（現場干擾源特點及解決措施;是否需要防塵防潮防爆、現場環保要求;項目成本因素以及用戶的特殊需求等等）需要經過綜合分析才可能解決（符合復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、工業機器人、AGV等多個子系統組成，由主控制機協調整個全自動立體倉庫的自動運行;項目涉及PLC技術、電機技術、傳感器技術、自動分揀技術、OPC技術、變頻技術、無線技術、網絡技術、RFID技術等多方面的技術，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”可以分成3個相對獨立的項目，對每個小項目根據畢業設計要求編寫“畢業設計（論文）任務書”：基于PLC的全自動立體倉庫輸送鏈控制系統設計實施;基于PLC的全自動化立體倉庫堆垛機控制系統設計實施;基于Wincc的全自動立體倉庫監控系統設計實施。三個任務既有一定的獨立性，相互之間又必須進行協調通信才能完成任務。（3）小項目分別進行，又整體協調：幾個學生組成項目組，指定一個為項目組長，協調小項目之間的接口協議和交互工作，保證整個項目按時完成;項目組所有學生根據提供的系統描述了解整個系統的功能，每人重點需要完成的任務;學生根據任務書、系統功能查閱相關文獻資料，理解需要完成的任務，整理出需要解決的問題;學生帶著問題到項目現場去實地參觀考察、了解真實系統需要完成的控制功能和現場各種工程因素以及項目相關的軟硬件系統;項目組長組織各成員進行系統分析、確定各個小項目的接口和交互協調方式，進行該系統總體控制方案（包括各小項）的設計、評估及比較;學生進行大系統中各個小項目設計（控制方式、軟件硬件設備選型、技術參數確定、小項目間通信、接口設計等等）和技術實施（進行硬件選型、連接、編程、調試）;項目組長組織各小項目及大系統整體連接和整體聯合調試;完成畢業論文的撰寫和答辯。

以項目組形式完成具有工程復雜問題項目的畢業設計環節，不僅提高了學生分析和解決技術問題的能力，而且也提高了相互協作、相互溝通以及表達能力，達到培養學生成為電氣控制項目工程負責人的目的。

三、案例建設的成果

此案例建設使學生能夠把理論知識和企業實際結合，鍛煉了學生分析解決復雜工程問題的能力及相互協作相互溝通的能力，畢業設計達到良好的效果，因而學生在應聘中表現出良好的專業基礎理論知識和綜合實踐的應用能力，獲得企業的認可。

2018年和2019年利用課題組教師承接的多個企業項目，課題組完成了“校企聯合指導畢業設計8個”，8位學生畢業時均已簽約企業，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位學生均從事與本專業相關的工作，學生就業的工作專業對口率100%，畢業設計校企合作課題在一定程度上提高了學生解決負責工程問題的能力，為學生順利就業及以后的發展提供了很大的幫助。

參考文獻

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

[2]陳平.專業認證理念推進工科專業建設內涵式發展[J].中國大學教學，2014（1）：42-47.

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

[4]陳耿彪，杜榮華.基于工程教育專業認證的機械類專業課程實踐教學[J].教學研究，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