美國工業工程教育的觀察
清華大學機械工程學院工業工程系籌備組
一、介紹:
二零零一年四月,清華大學工業工程系籌備組一行詳細考察訪問了美國四所頂
尖大學工業工程系,包括佐治亞理工大學,密西根大學,普渡大學和加州大學伯克
利分校。按照美國新聞周刊的排名,該四所大學的工業工程系名列美國大學中的前
四位。根據考察結果,對美國工業工程教育的特點進行了總結,並重點觀察了他們
的課程設置和學生培養方式的特色。
工業工程是重要的工程學科,美國一流大學都設置了工業工程系或專業,如佐
治亞理工大學,密西根大學,普渡大學和加州大學伯克利分校,MIT以及Stanford
等。在每年一度美國大學排名中,工業工程是工程學院的7大學科之一(機械工
程、電子工程、土木工程、化工工程、計算機、工業工程、航空工程)。工業強國
如美國、德國和日本大多具有較強的工業工程學科。
工業工程對國民經濟有着重要影響,它的工程特點明顯,是高度交叉的學科,
如工業與電子工程、工業與製造工程,工業工程與金融等。古典工業工程與製造工
程有着十分密切的關係,至今仍有許多學校將工業工程和製造工程等同看待,但現
代工業工程已將應用面擴展到了服務業。製造業和服務業是現代工業工程的主要服
務對象。因此工業工程應有自己的一級學科,而不應設置在管理學科下過於強調其
管理特性,這樣會限制工業工程的發展和應用;
工業工程學科的核心基礎理論是運籌學研究和人因工程理論,它的獨特哲理是
定量的系統方法,它的研究的目標不在於單元問題,而在於系統效率。因此對學習
者的數學基礎要求高,如 Berkley,Geogia Tech都極為強調工業工程問題的定量化
研究;
工業工程的課程設置和研究方向設置應抓住地緣優勢。所考察的四所大學由於
地理位置的不同,其課程和研究與當地的工業特色非常吻合,如加州大學伯克力分
校的工業工程以電子製造業為擅長;密西根州是汽車製造業集中的地方;密西根大
學以製造業中的質量控制和人機工程學為擅長;亞特蘭大是美國最大的物資轉運中
心,佐治亞理工大學則以結合運輸服務業的物流學為重點。而普渡的人因工程是最
強的,擁有以Salvendy教授(美國工程院院士)為首的一批造詣深厚的研究人
員。
工業工程專業在學校內的實驗室規模不大,通常有人機工程、製造系統和計算
機模擬實驗室,但它的特點是以企業為研究對象,選擇課題和組織學生做實踐課題
都以企業為基地。
上述高校的開設課程和研究方向都是根據上面總結的特點來設置的。
二.本科教學情況總結
大部分學校的四年總學分在120-130學分之間,其中工業工程的核心課程約35學
分和選修課組約16學分,非工業工程的技術和工程選修約10個學分,計算機和管
理選修約10個學分。
工業工程核心和選修課程總結如下:(略)
從中可以看到其課程設置的一些主要特點是:較強的數學基礎和較強的工程背
景課程;一定的計算機和管理課程;同時專業課程非常強調實踐和案例教學。
三.研究生方向和課程設置總結
在佐治亞理工,工業工程方向設置了工業和系統工程學院,其可授學位的方向
包括:工業工程碩士;運籌研究碩士;統計學碩士;健康工程碩士;計量和計算金
融學碩士;國際後勤學碩士以及人一機集成系統碩士(需要論文)。總的學分要求
是30分。對入學學生的前提要求是有工程、科學、數學或其他具有完成工業工程
碩士學位所要求基礎的學科的學士學位。
以工業工程方向為例,總學分30 製造和物流類課程必修,包括製造系統、
倉庫系統和運輸和供應鏈系統。而在下列課程中可選3門,決策優化、概率模型及
其應用、仿真統計模型和實驗設計、工程經濟學。必須選2門6000系列課程(研
究生水平),不僅限於工業工程,可來自於計算機、數學、商業等,由導師和學術
指導認可。還有自由選課2門,總的專業課程數目達到10門。相比之下,國內研
究生專業課程數目太少。
密西根的工業與運作工程系則分為6個方向,運籌學、人機工程、管理工程、
製造工程、質量工程、計算機和信息處理。學分要求亦為30。 至少引進500(研究
生)以上水平的課程,至少3門本系課程,不多於6學分的與項目有關的課程,至
少18分是本系的研究生課程,至少2門外系的課程。
加州大學伯克利分校的工業與系統工程系分5個方向:物流方向、管理技術方
向、運作研究方向、生產和服務運作方向、仿真和決策方向。研究生分為科學碩士
1(論文型,20學分課程)和科學碩士11(課程型24學分,12分為專業研究生課
程)。該校的學分數看起來較少,但可選修的範圍很大,這是它與其他幾校的區別
之一。
四.總結
在工程學科門類下,應設置工業工程一級學科,按一級學科招收學生和研究生
以及授學位。而在一級學科下直接設置研究方向,如運籌學、物流學、人機工程、
製造工程、生產與運作管理、質量管理等。在這些研究方向中,教授的研究很多是
穿插的,甚至與其他系的教師組成聯合實驗室,更加體現了學科交叉的特點。
學科和課程設置應結合地區經濟的特點。除了清華的傳統強項如製造外,清華
應立足於北京的電子產業、金融和服務業及2008年的奧運會來設置課程和研究方
向。
課程的設置應強調數學和系統科學的基礎,重視計算機應用,培養管理和人文
的底蘊。學生的課程應有較多的結合實際的Project實踐。可以創造機會讓學生分
階段在企業中進行有導師指導的實習。