浙江大学科教发展战略研究中心(RCSTEP)

浙江大学科教发展战略研究中心（RCSTEP）CDIO：过程链与价值链Conceive构思Design设计Implement实施Operate运行浙江大学王沛民浙江大学科教发展战略研究中心（RCSTEP）CDIO的对象CDIO的三种过程与价值CDIO的实施环境132浙江大学科教发展战略研究中心（RCSTEP）CDIO的对象——科学、工程和技术教育的对象浙江大学科教发展战略研究中心（RCSTEP）CDIOwrong!!浙江大学科教发展战略研究中心（RCSTEP）高等理科教育高等工程教育（高等职业技术教育）中等职业技术教育ScienceEducationEngineeringEducationEngineeringTechnologyEducationTechnicalEducation浙江大学科教发展战略研究中心（RCSTEP）普通高等学校分类汇总师范本科类89（13.4％）专业类（多科）22（42.3％）普通综合类160（24.0％）普通文科类99（14.9％）普通理科类267（40.1％）本科直属类51（7.6％）文理类14（26.9％）专业类（综合）16（30.8％）师范专科类51（4.5％）高职综合类369（32.5％）高职理科类472（41.6％）高职文科类243（21.4％）研究生院大学52（2.8％）普通本科院校666（35.9％）高等职业院校1135（61.3％）1853所（2006年）16＋22＋160＋267＋369＋472＝1306（所）浙江大学科教发展战略研究中心（RCSTEP）专业类研究生院大学：CDIO适用否？综合专业类（16所）“研究型”？清华大学天津大学大连理工大学哈尔滨工业大学上海交通大学同济大学东南大学浙江大学中国科学技术大学华中科技大学中南大学湖南大学华南理工大学重庆大学四川大学西安交通大学多科专业类（22所）“特色研究型”？北京交通大学北京科技大学中国石油大学北京邮电大学中国农业大学北京林业大学北京理工大学北京航空航天大学东北大学哈尔滨工程大学华东理工大学中国矿业大学河海大学南京农业大学南京理工大学南京航空航天大学中国地质大学西南交通大学电子科技大学西安电子科技大学西北农林科技大学西北工业大学浙江大学科教发展战略研究中心（RCSTEP）认识MIT：CDIO的发祥地（1903年怀特兄弟飞行成功的前6年）1896年：Wells设计建造了一个30平方英寸的风洞作为其论文的一个部分。1909年，MIT组建了航空技术俱乐部。1914年：Hunsaker开出了全国第一门航空工程课程，并助手建成一个风洞。1926年：MIT物理系设立航空工程本科专业在此之前仅有研究生计划。1928年：建成Guggenheim航空工程实验室。1933年：航空工程划到机械系。新任机械工程系主任Hunsaker改造了航空工程专业，强调流体动力学、热力学、电气工程选课和飞机设计。1935年：建成仪器仪表实验室供导航和控制系统研究生试验用。1938年，Hunsaker领导建设MIT最大的设施“怀特兄弟纪念风洞”，供高级航空动力研究使用。1939年：航空系成立。1959年：航空航天系成立。1990年代：跨世纪工程教育改革新高潮！Retunetoengineeringpractice!Re-engineeringMIT!浙江大学科教发展战略研究中心（RCSTEP）II_玻尔象限：纯基础研究(Bohr)I_巴斯德象限：应用引起的基础研究(Pasteur)III_皮特森象限：技能训练与经验整理IV_爱迪生象限：纯应用研究(Edison)Stokes,Donald.1997.Pasteur’squadrant:Basicscienceandtechnologicalinnovation.Wash,D.C.,Brookings.Use(Applied)Understanding(Basic)认识巴斯德矩阵浙江大学科教发展战略研究中心（RCSTEP）CDIO的三种过程与价值过程链：学习链过程链：教育链过程链：工程链价值链浙江大学科教发展战略研究中心（RCSTEP）OIDCLearningbythinkingDesignConceiveLearningbyuse基于现代工程环境的工程教育哲学学习链－教育链工程链－价值链LearningbydoingImplementOperate浙江大学科教发展战略研究中心（RCSTEP）工程教育的3种学习机会StudyExperiencePractice基于现代工程环境的工程教育哲学学习链－教育链工程链－价值链3U+1T+2E+1（U/T/E）FEANI公式欧洲工程师的7年形成C-D-I-O浙江大学科教发展战略研究中心（RCSTEP）基于现代工程环境的工程教育哲学学习链－教育链工程链－价值链工程链的4种模式C-D-I-O：以概念的创新为先导C-D-I-O：以设计为核心C-D-I-O：以制造为重点C-D-I-O：以应用和服务为契机浙江大学科教发展战略研究中心（RCSTEP）19世纪中20世纪初20世纪中20世纪7020世纪末21世纪多才多艺专门化非常专门化部分专门化部分系统化交叉综合？？？C模式：以概念的创新为先导浙江大学科教发展战略研究中心（RCSTEP）D模式：以设计为核心典型的产品设计过程。CAD和许多计算机分析软件可以应用。浙江大学科教发展战略研究中心（RCSTEP）CraftMfgMassProductionLeanProductionAgileMfgAgile-VirtualMfg工业生产方式在变迁手工生产I模式：以制造为重点浙江大学科教发展战略研究中心（RCSTEP）MassProductionIn1907,HenryFordannouncedhisgoalfortheFordMotorCompany:tocreateamotorcarforthegreatmultitude.Atthattime,automobileswereexpensive,custom-mademachines.TheModelT,firstproducedin1908,keptthesamedesignuntilthelastone--number15,000,000--rolledoffthelinein1927.In1908thefirstModelTcost$850,halfthepriceofexistingautomobiles.In1909itdroppedto$609,by1924itwasdownto$240.批量生产浙江大学科教发展战略研究中心（RCSTEP）精益生产（LP）最初是MIT对日本丰田公司创造的“即时制”（JIT）生产方式的的赞誉：精，即少而精，不投入多余的生产要素，只是在适当的时间生产必要数量的市场急需产品（或下道工序急需的产品）；益，即所有经营活动都要有益有效，具有经济性。精益生产现已成为工业最佳的一种生产组织体系和方式。LeanProductionLP的实质是管理理念、文化和工具，用于：人事组织管理的优化，大力精简中间管理层，进行组织扁平化改革，减少非直接生产人员；推进行生产均衡化、同步化，实现零库存与柔性生产；推行全生产过程（包括整个供应链）的质量保证体系，实现零缺陷；减少和降低任何环节上的浪费，实现零浪费；最终，实现拉动式的“即时制”生产方式。精益生产浙江大学科教发展战略研究中心（RCSTEP）AgileMfgManufacturingindustryisonthevergeofamajorparadigmshift.Thisshiftwilltakeusawayfrommassproduction,waybeyondleanmanufacturing,intoaworldofAgileManufacturing.——Kidd,T.PaulAgileManufacturing:ForgingNewFrontiers.敏捷制造是美国国防部为了制订21世纪制造业发展而支持的一项研究计划。该计划始于1991年，有100多家公司参加，由通用汽车公司、波音公司、IBM、德州仪器公司、AT＆T、摩托罗拉等15家著名大公司和国防部代表共20人组成了核心研究队伍。此项研究历时三年，于1994年底提出了《21世纪制造企业战略》。在这份报告中，提出了既能体现国防部与工业界各自的特殊利益，又能获取他们共同利益的一种新的生产方式，即敏捷制造（AM）。敏捷生产浙江大学科教发展战略研究中心（RCSTEP）Agile-VirtualMfg敏捷虚拟制造是集计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助工艺设计（CAPP）、计算机辅助工程（CAE）、虚拟现实（VR）和产品生命周期管理（PLM）于一体的综合技术与生产方式。虚拟制造的主要工作集中在计算机模型的建立上，一旦模型建立完成，就可以不断与之进行交互，模拟各种情况的生产和制造过程。模型的可反复修改性是虚拟制造过程有别于实际制造过程的一个最主要的特点，也正是这一特点使得虚拟制造可以根据不同情况，快速地更改设计、工艺和生产过程，从而大幅度压缩新产品的开发时间，提高制造质量，降低成本。虚拟制造是分布式的，进行虚拟制造的人员和设备在空间上可以相互分离，不同地点的技术人员可以通过网络来协同完成同一个虚拟制造过程。虚拟制造是执行并行工程（ConcurrentEngineering）的过程，产品的设计过程、加工过程和装配过程的仿真可以同时进行，大大加快了产品设计过程，减少了新产品的试制时间。敏捷虚拟生产浙江大学科教发展战略研究中心（RCSTEP）敏捷制造认为，新产品投放市场的速度是当今最重要的竞争优势。推出新产品最快的办法除了虚拟制造，还可利用不同公司的资源，使分散在不同公司的人力资源和物资资源借助cyber手段联系成为一个经营实体——虚拟公司（VirtualEnterprise），以完成特定的任务。虚拟公司就像专门完成特定计划的公司一样，只要市场机会存在，虚拟公司就存在；该计划完成了，市场机会消失了，虚拟公司就解体。能够经常形成虚拟公司的能力将成为企业一种强有力的竞争武器。CollaborationEngineeringTheAgileVirtualEnterprise:Cases,Metrics,ToolsbyH.T.Goranson虚拟公司浙江大学科教发展战略研究中心（RCSTEP）＋人＋环境材料元部件产品与服务技术系统人机系统工程系统应用新领域未有天地全新世界＋拓展工程疆域工程运作（应用）工程服务浙江大学科教发展战略研究中心（RCSTEP）O模式：以应用和服务为契机OutsourcingEngineeringOffshoringEngineeringOperation并不局限于维修、销售和生产管理，还要扩大到市场营销、物流和全球供应链管理。不要以为它们只是商人的专利，21世纪工程师在此更有作为。要对operation有一个更加开阔的理解和作为。浙江大学科教发展战略研究中心（RCSTEP）2007年11月，美国国家科学理事会（NSB）发表报告《大力推进工程教育改革》，把全球工程环境的急速变化列为工程教育面临的第一位挑战。全球工程环境的变化包括三个方面：一是市场、企业和供应链已经更大程度的国际化；二是工程服务开始成为能够提供它的那些国家的最大的价值源泉；三是基本的工程能力（如工程原理性知识）已经成为可以从许多国家的廉价工程师那里唾手可得的“日常用品”，同时原本在本土完成的工程任务开始地大量转移到海外。MovingForwardtoImproveEngineeringEducation浙江大学科教发展战略研究中心（RCSTEP）为了响应不断变化的外部环境，美国的工程师需要一套新的技能，这一技能是海外的廉价工程师不能轻易获得的。因为技术不断向社会渗透，即使是最近几年，工程的驱动力也不断发生变化。工程和社会两个系统，越来越紧密联系在一起。工程思维必须能够解决传统工程问题的复杂关系，同时还要把人类和环境问题视为其中的主要因素。除