密歇根大学工业工程专业毕业设计的实施

陶源

摘 要：本文介绍了美国密歇根大学的工业工程专业毕业设计课，其以工作实践为导向，具有专业性、实战性和实效性等特点，其实施有利于提升学生的团队合作能力、项目管理能力和写作能力。

关键词：工业工程；毕业设计；团队合作；项目实施

工程专业的本科毕业设计课程，是工程学教育的重要实践环节，学生通过综合运用本科四年所学的知识解决实际问题，提升实践、设计和系统整合能力。密歇根大学工业工程专业毕业设计的课程，因设计新颖、专业性强以及胜任实际工作为导向而闻名。本文采用案例研究方法，剖析密歇根大学工业工程毕业设计，以期对我国工程专业建设有所助益。

一、工业工程专业毕业设计导师配置及建设职责

密歇根大学高度重视毕业设计课导师组的师资配置。工业工程专业的毕业设计课程历时14周，导师组成员由3位指导老师组成：毕业设计导师、技术助理和研究生助教。

毕业设计导师由具有企业工业工程管理实践的教授承担。以“A 项目组”为例，Daniel Reaume拥有3个硕士学位和2个博士学位，有22年开发和实施运筹学解决方案的经验，并曾担任通用汽车公司高级领导技术委员会的主席。这些经历是他被密歇根大学聘用的重要

原因。他的职责是指导“A项目组”如何为客户节约成本，目标是“帮助托莱多机场两个仓库降低暖气的消耗量，以减少支出”。学生在导师指导下，收集分析数据、进行成本分析、设计解决方案。

专门配备的技术助理Mary Lind是学生毕业设计报告的写作导师。国外大学生毕业设计研究报告对于学业成绩的等级划分、学位的授予以及劳动就业市场上雇主的决定、研究生导师的选择来说，都是至关重要的显性成果[1]。技术助理除指导本科生写作外，还要指导学生如何与托莱多机场仓库管理部门及其他学生用书面或口头的方式沟通“A项目”进展。授课与学生的项目实践同步进行。具体内容包括，指导学生设计“甘特图”，设定项目进程，撰写作中期报告。

毕业设计导师与技术助理一般会安排3次课堂审查，审查每个小组的开题报告、期中报告与期末报告草稿的内容与形式，并提供建议。

与国内高校不一样的是，研究生助教承担研究小组任务分配，在答辩中担任秘书类工作，同时担任答辩组成员。研究生助教的问题专业性强，有时相当尖锐，在他监督下“A项目组”的各项工作不容懈怠。

二、工业工程专业毕业设计理念及其实施

美国近一百年来的工程教育经历了从注重实际动手到注重科学理论与分析，再到最后补偿性地重新关注设计实践的变化，其目的是为了满足产业界对工程师人才所具备能力的要求[2]。

密歇根大学工程学院本科毕业设计的理念，概括而言就是把学生放在实战环境中，以胜任实际工作为导向，提升学生的学术性和专业水平。

一是强调专业性。要成为一名能胜任实际工作的工业工程专业人才，学生需要具备工业工程专业知识与技能、团队合作能力、项目管理能力和技术传播能力。以“A项目”为例，仓库的电费和暖气开支巨大，为了合理降低成本，导师组建工业工程本科学生三人小组，梳理“A项目”工作流程，明确目的，有效设计，以期找到解决办法。

二是强调实战性。导师把学生放到现实的企业环境中为客户解决问题。“A项目”成员在项目初始阶段到托莱多机场去了三次。第一次与仓库经理进行初步沟通。第二次去仓库检查各种设备的使用手册以及运行情况。第三次向仓库经理汇报数据分析结果及发现的问题。

三是强调实效性。根据周密计算，“A项目组”提出解决方案：（1）在仓库顶上安装6个大风扇，降低加热仓库底部空气所需能量。

（2）更改红外线加热灯位置，使其集中在仓库中心上方，减少热能透过墙壁向仓库外部的渗透。（3）用密封材料封闭排风扇、门缝、墙角等热能泄露点降低能耗。

工业工程专业毕业设计的具体实施有如下几个特点：（1）模拟真实工作环境。在毕业设计课程中，毕业设计导师好像一个小型咨询公司的老板，而学生小组好像咨询公司的一个项目组。每个小组接到的都是“真实世界”里的任务，这就是说这些项目都是企业真正在生产过程中遇到的问题。（2）客户参与学生的评分。每个毕业设计小组的期末评分中，毕业设计导师给分占40%，客户给分占40%，技术助理占20%。（3）注重口语与书面沟通能力的专门训练。学生答辩时，不仅仅面对教授和客户，也要面对其他学生作演讲。（4）注重团队建设。密歇根大学工业工程毕业设计课程团队建设的特色还表现在以下方面：一是对小组成员进行性格测试。二是订立组内合约，明确角色和分工。三是同伴评议。导师会让小组成员进行同伴评议，对专业性、努力程度、参与度、守时四项进行考核。成员之间若无法达成共识，可以各自提交自己的评分，但这意味着将自动进入与导师见面、解决争端的程序。

三、工业工程专业毕业设计项目结题

密歇根大学工业工程毕业设计抓住答辩这个时机训练学生的技能，有利于提升学生作为工程师的素养与专业性。具体来说包括以下内容：

（1）期末书面报告的写作要求和写作内容。报告的写作目的是给客户提供团队的建议，目标受众首先是客户，其次是大学的教师和同学。报告长度至少10页。最终书面报告应量身定制，以满足客户的需要。除非客户许可，否则内容严格保密和限制发行。导师组鼓励团队在编写报告时发挥创造力和主动性。对于书面报告的问题定义、数据搜集和分析的深度及相关性占比40%；所推荐的和已实施的解决方案的质量和合理性占比35%；报告写作质量（组织、语法、清晰度、简洁性等）占比25%。

（2）答辩演讲要求和内容。技术助理指出，期末的执行方案演讲是对项目中所包含的现状分析和建议的口头陈述。所有团队成员都必须参加口头报告。答辩演讲质量的评价，搜集数据的相关性、分析的深度、建议的质量占比50%；风格的专业性、清晰度、视觉材料效果等占比50%。

（3）答辩组成员提出的答辩问题。答辩组成员包括导师组3人和每个项目的客户（或者客户方派出的代表）。在期末答辩演讲时，导师一般不再提问题，只作评论，因为导师的问题上在学生对期末报告草稿的修改中基本上解决了。一般由客户方提出自己感兴趣的问题，比如询问解决方案中某个细节问题如何解决。

如前文所述，客户会参与小组的评分，客户的評分占小组总分的40%。客户根据小组提交的所有文档、所做的沟通，以及是否达到项目目标打分。客户的打分还会影响教授的打分，毕业设计导师负责对工程和科学原理的识别、论证、适当应用和解释等评分，其评分占总分40%。技术助理会根据可交付成果中小组展现出来的沟通和写作能力打分，技术助理评分占总分20%。每个小组成员得到A-，B+和B的评价。除最后一次同伴评议外，其余同伴评议不影响最终得分，只作为发现和迅速解决有关问题之用。至此，项目正式结题。

在导师组的精心安排下，项目小组成员不仅锻炼了分析和处理实际问题的能力、与客户沟通的能力、与小组其他成员合作的能力、写作和演讲等能力，而且收获了友情，获得客户认可。例如在笔者所在小组为客户做完最终演讲后，客户主动提出如需要可为我们提供工作机会，可谓收获良多。

参考文献：

[1] 张平、贾伟.建立毕业设计（论文）四阶段三层次全程质量监控体系[J].高等理科教育，2007（1）.

[2] J. E. Froyd， P. C. Wankat and K. A. Smith， "Five Major Shifts in 100 Years of Engineering Education，" In Proceedings of the IEEE， vol. 100， no. Special Centennial Issue， pp. 1344-1360， 13 May 2012.

[责任编辑：周 杨]