设施规划与物流分析实践教学体系的研究

唐秀英，陈立畅，杨琳琳，冷雪梅，李 裕，施 杰

（云南农业大学 机电工程学院，云南 昆明 650201）

0 引言

《设施规划与物流分析》是工业工程专业一门重要的专业课，同时也是工程背景很强的课程，它侧重从工程技术角度来研究物流系统规划、设计和运行等问题，要求学生掌握设施规划的基本概念、原理和方法，通过课程的学习，学生应该具有一定的物流分析和系统布置设计的能力，能够运用一定的工具对设计的系统进行优化，尤其是掌握车间布局及物料搬运等内容[1～2]。

《设施规划与物流分析》课程由于没有试验设备和软件，在教学计划中就没有安排实践环节，为了帮助学生理解课程内容，就只能在网上找一些相关的视频或图片，后来了解到玉溪卷烟厂有工业旅游，于是每年安排学生去生产车间参观，了解生产线的布局形式、搬运方式和仓储系统等。但是仅仅1 个小时的时间，多数学生走马观花，并没有对生产系统有整体的认识，这样形式的参观并不能够帮助学生理解设施规划与物流分析的知识。可以看出，该课程的理论教学过多，缺乏实践教学。如何构建实践教学体系无疑是该课程的改革关键。

1 实验教学体系的设计

本课程的实验教学体系必须符合工业工程专业培养目标，通过实践教学环节，掌握设施规划与物流分析的基本知识和方法，重点培养学生的实践能力和创新能力，实验设计应该循序渐进，从基本知识出发，加深对理论的掌握，然后通过实际的实例对知识进行运用。因此，本实践环节构建了三层体系，详见图1。

图1 三层实践教学体系

第一层实践环节为演示实验，时间安排是在仓库与配送中心规划设计课程后，主要是通过演示让学生更直观地了解立体仓库组成以及如何运行，配送中心的区域设置及流程，更好地掌握这章所学知识内容。

第二层实践环节是参观实践，通过所学知识联系实际生产企业，了解生产流程、布局形式，要求学生运用所学知识提出自己的建议，一方面可以巩固理论，另一方面激发学生学以致用。

第三层实践环节是综合类实验，包括：课程设计和实验。课程设计有助于培养学生分析和解决工程问题的能力，让学生综合运用所学知识解决实际问题。仿真实验让学生掌握Flexsim 软件，学习利用虚拟工具解决实际问题。

2 实践内容结构体系

2.1 立体仓储系统管理

该演示实验主要用到的是PLC 综合仓储加工系统的设备（见图2），学生先分组（8 人一组），老师带领学生了解立体仓储系统的组成：货架、托盘、堆垛机、传输系统、自动控制系统等。然后老师演示立体仓储系统如何运行，学生分组自己动手进行操作，老师在旁边对学生进行指导。

图2 PLC 综合仓储加工系统的设备

2.2 配送中心布局

该演示实验主要用配送中心整体布局模型（见图3）来完成演示实验，老师首先介绍：配送中心的概念，配送中心的区域设置包括入库区、理货区、存储区、拣选区、出库区、信息监控区等，介配送中心的主要活动包括入库、仓储、拣选、理货、配货、流通加工、包装等，配送中心的流程。然后，学生绘制配送中心平面图。最后要求学生自己动手对配送中心进行重新设计，至少设计两个方案，并选用适当的评价方法，选出最优的方案。

图3 配送中心布局模型

2.3 参观实践

参观实践包括两次参观活动，一次是在课程教学过程中参观昆明卷烟厂的生产线，参观的内容包括了解生产流程、工厂的布局、立体仓库等；另一次参观实践是安排在第三小学期的第一周参观云南铜业股份有限公司，参观的内容包括了解熔炼分厂、电解分厂、精炼分厂的生产流程、设施布局等。参观后要求学生每人交一份参观实习报告，报告要求学生绘制工厂的平面布局图和生产的工艺流程图，还要求学生就已经学过的知识对两个企业提出意见。

2.4 课程设计

课程设计安排在期末为期一周，选择《设施规划与物流分析课程设计》为指导书，设计内容是关于变速箱厂总平面布置设计，要求学生能够应用所学知识对变速箱厂进行实际操作，熟悉系统布置设计方法，掌握系统布置设计方法的设计程序。设计内容包括物流分析、作业单位相互关系分析、作业单位位置相关图、作业单位面积相关图、总平面布局图等。

2.5 物流仿真实验

仿真实验一般安排在第三小学期的第三周，教材使用的是结合企业提供的操作手册自编《Flexism 实验教程》，软件使用的是2010 年购买了Flexsim 物流仿真软件。实验时间为期一周，前两天学习内容包括：熟悉Flexsim 仿真的应用环境，熟悉仿真的基本步骤，熟悉软件的基本操作，可以进行简单生产系统建模和仿真。后面两天半的时间：学生6 人一组，利用一天的时间了解所选课题的仿真信息和数据，例如超市、银行，也可以选择第三小学期参观的工厂作为仿真对象。根据前两天所学的仿真知识，在老师的指导下建立仿真模型，该过程学生应该能小组完成从如何确定目标、收集仿真对象的相关数据、建立平面布局图、建立仿真模型、统计与分析、找出存在的问题、提出优化解决方案、方案的仿真、确定最终优化方案全过程。最后半天时间为汇报时间，各组用PPT 陈述仿真内容，并进行答辩。

3 实验硬、软件平台

在硬件方面方面，课程有两个机房即物流实验室和物流仿真实验室。物流实验室包括两套设备：配送中心整体布局模型和PLC 综合仓储加工系统的设备。物流仿真实验室挂在学院机房，操作系统是Windows XP，硬件环境：CPU-英特尔* 奔腾；显卡是独立显卡NVIDIA GeForc 系列等。在软件方法，使用Flexsim 物流仿真软件，装载物流仿真实验室，共30 个点的Flexsim 中文网络版[3]。

4 学生物流仿真实验展示

4.1 银行系统

具体流程客户进来，首先在取号机旁取得排序号码，然后进入等候休息区等待叫号，当业务办理窗口喊到该客户号码时，也就是在此客户前面的客户都已办完或正在办理业务且有闲业务办理窗口时，该客户便可前去办理业务，办理完业务的客户从同一个出口一一离开，后面顾客的路线亦是如此，具体仿真布局见图4。

4.2 馅饼的生产线仿真

馅饼的生产流程面粉通过和面后与馅合成成馅饼，然后通过打包后进行装箱，最后在仓库储存，仿真布局见图5。

图4 银行系统仿真布局图

图5 馅饼的生产线仿真布局图

5 结束语

文本所提出的三层的实践教学改革措施包括演示实验、参观实践和仿真实验三个部分，经过两年的实践，得到了学生的认可，激发了学生的学习兴趣，提高了学生学习的主动性和积极性，培养了学生的创新能力和团队协作能力，但课程的实践教学环节的改革和创新是持续的，我们将继续努力持续改革。

[1]马汉武．设施规划与物流系统设计[M]．北京：高等教育出版社，2005.

[2]方庆琯，王转.现代物流设施与规划(第二版)[M].北京:机械工业出版社，2009.

[3]唐秀英，杨琳琳，李顺琴，等.物流仿真实验教学设计[J],高校实验室工作研究，2012，3.