项目负责人:毛照昉
天津大学管理与经济学部教授,博士生导师。主要研究方向为精益物流与供应链管理、运营管理、智能制造与管理创新。作为项目负责人获得国家科技支撑、国家自然基金重大研究计划、创新方法专项等20余项国家和省部级科研项目资助。始终致力于将学术研究与国家、社会及产业发展需求高度融合,曾为中国航天科工集团、中国机械工业集团、中国兵器工业集团、中国中车、国家电网、宝钢、一拖、戴尔和SALINAS集团(墨西哥)、Bunge(越南)等企业开展过管理咨询与技术服务,并在管理世界、管理科学学报、系统工程学报、系统工程理论与实践、POM、OMEGA、IJPE、IJPR、AOR等国内外顶级与权威学术期刊和高水平国际会议上发表学术论文100余篇。
项目参与人:张嘉欣
天津大学管理与经济学部2021级博士研究生(直博),以导师一作学生二作在SCI Q1发表论文2篇,以合著者身份在SCI Q1发表论文2篇,申请国家发明专利2项(1项已授权),曾获博士研究生国家奖学金,入选2024年国家建设高水平大学公派研究生访学项目。
案例摘要
本项目依托于国家自然科学基金重大研究计划重点支持项目“面向智能制造价值链的生产自组织协同机理与管理方法”,致力于开发快速集成创新新模式与价值链综合集成新方法,实现智能制造生态系统高质量发展。主要做法包括深入车企进行实地调研,挖掘生产一线的实际需求,实现产学研结合,聚焦生产制造车间的装配线和车间调度等关键问题。通过研究智能化技术在这些领域的应用,探索最大化工厂效率的途径,从而助力提升智能制造的整体水平。多次在国际顶尖学术会议做报告,发表4篇高水平学术论文,申请/授权专利2项。
一、建设情况
随着智能制造技术的快速发展,本项目聚焦于生产车间的自动化和智能化,特别是在复杂装配线和复杂车间环境下实现人机协同,优化生产过程。协作机器人与工人的高效配合已成为提升生产效率和灵活性的关键,但如何减少总节拍时间或工位数量仍是重要研究课题。本项目通过一系列深入企业调研、国际学术交流、科研项目参与等具体举措,取得了较为显著的育人成效和项目成果。
在企业调研方面,毛照昉教授组织学生多次前往一汽丰田、长城汽车、吉利汽车、华为、比亚迪和中国汽车技术研究中心等企业进行实地调研,还参与了国家自然科学基金国际合作与交流项目的申请,担任课题学生负责人,让学生深入了解生产制造过程和企业运作模式,为其学术研究提供了丰富的实践数据,并强化了理论与实践相结合的能力。在企业调研过程中,深入剖析了智能制造价值链的实际运作模式、生产自组织协同的具体应用,以及如何在装配线中有效实现人机协同,从而为后续研究提供了坚实的基础和宝贵的实地经验。
图1 调研和交流活动
项目团队积极鼓励学生参与国际学术交流,帮助学生拓宽学术视野,提升学术影响力。学生参加了第13届POMS-HK会议和第34届美国POMS年会,并在会议上进行了学术汇报,为其提供了与优秀学者当面交流的机会。科研项目参与是项目培养过程中不可或缺的部分。学生在参与项目申报和研究过程中,积累了丰富的科研经验。跟随课题组多次参与国家自然科学基金和重点研发项目的申报书撰写,并承担了国家自然科学基金重大研究计划重点支持项目的研究工作,还参与了国家自然科学基金国际合作与交流项目的申请,担任子课题的学生负责人。这些经历不仅提高了学生的科研能力,还培养了其独立解决复杂问题的能力,为学术研究发展奠定了坚实的基础。
基于以上育人举措,学生在管理领域的ABS3*级期刊上发表了4篇高水平学术论文,申请了2项发明专利,1项已授权,如图2所示。这些学术成果不仅是对学生科研能力的肯定,也是项目团队培养模式和指导能力的有力证明。
图2 项目育人成果展示
除了学术成果之外,毛照昉教授鼓励学生多方面发展,如图3所示,综测名列前茅,荣获国家奖学金。学生多次参与校内外的志愿服务活动,如POMS国际会议志愿者、国家级竞赛工业工程与精益管理创新大赛志愿者等,全面提升了综合素质和实践能力。此外,鼓励学生积极参与并推动党建工作,担任本科生党建带头人,协助本科生党员的培养教育工作,并在支部建设中发挥了重要作用。由于在党建工作中的突出表现,荣获校级优秀学生干部和党务工作先进个人称号。科研与党建相结合的培养模式确保了学生在学术研究和思想品德上的全面发展。这种全方位的培养方式,不仅提升了学生的科研和创新能力,还培养了实践能力,展示了项目在科研创新和人才培养方面的成效。
图3 全方位培养学生
二、经验启示
在本项目的实施过程中,毛照昉教授提倡的理论与实践相结合的重要性得到了充分体现。通过深入企业调研,学生能够将学术研究与实际生产问题紧密结合,不仅提升了研究的实践性和针对性,也增强了学生解决实际问题的能力。这种产学研结合的模式,不仅有助于推动学术成果的转化,也为企业提供了切实可行的优化方案,实现了双赢。此外,育人计划给予了学生充足的支持和鼓励,尤其是在经费方面的保障,使学生能够积极参与国内外的学术会议。国际化视野的培养对科研工作的质量提升具有关键作用。学生通过参加国际学术会议,接触到最前沿的研究动态,并与全球同行进行交流,极大地开阔了学术视野。这种国际化培养模式,不仅提升了学生的学术影响力,也为他们未来在全球范围内开展学术研究和合作奠定了基础。
三、发展方向
为继续推动本项目的研究和实践,未来工作将聚焦科学研究与产业验证,涵盖多工人协同装配线优化、增材制造调度、以及智能化技术在制造业中的应用,如图4所示。项目将开发多工人协同装配线的数学模型,设计高效的优化算法,并优化现有的协作装配线算法,提升装配效率和灵活性。针对增材制造中的调度问题,将进一步优化调度算法,解决零件分配和包装问题,以提升生产效率和资源利用率。此外,项目将设计高效的管理机制,评估智能化技术在制造业中的应用前景,优化生产流程,提升工厂整体效率。以长城汽车和中国汽车技术研究中心为例,将深入开展生产自组织的调研与实证研究,评估其实施效果并提出改进建议。预计未来的研究成果将包括高水平学术论文、发明专利、学术专著和行业标准,推动智能制造领域的发展与应用。
图4 未来工作计划
供稿 / 经管学部
编辑 / 丁宇峰
审核 / 顾雨竹