餐厅优化项目在工业工程教学中的应用范文

摘要：

本文将CDIO工程教育模式的理论框架，应用到工业工程课堂教学实践，通过对宁波大学餐厅收费流程进行优化，将工业工程理论知识应用于实际工程项目中，在寻求问题解决方法的过程中探索和丰富CDIO的实践方案。这对CDIO在其它专业的教学中的实际应用也起到一定的借鉴意义。

关键词：

CDIO；工业工程；收费流程优化

工业工程专业整合了制造工程、管理工程、计算机应用工程的理论知识，培养训练学生应用工业工程方法分析和解决工程实际问题的基本能力。该专业知识具有涵盖面广、应用性强等特点。故而如何引导学生将其复杂宽泛的理论知识灵活地应用于具体的项目实践是教学的关键之处。CDIO工程教育模式有助于实现学生在工程项目学习中从被动接受理论知识到有目的性地主动学习知识的转变。因此，发掘合适的工程项目将是在工业工程教学中引入CDIO的关键。本研究中选取大学餐厅付费程序的优化作为CDIO工程项目，探索将工业工程专业的各类知识应用于项目实践中，从而在解决问题的同时深化对专业知识的理解。

一、CDIO理念、工业工程教学与餐厅优化项目的有机结合

CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它以项目研发到运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程,从工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面全面培养学生。[1]基于该理念，工业工程专业开展了以“E餐厅”为主题的学校餐厅案例分析大赛，旨在引导学生通过团队合作方式运用专业知识进行项目优化。项目由团队完成，从选题构思、概念设计、详细设计、可行性分析、实现与运行、直至最终汇报总结,小组开展多次讨论，集思广益，协作分工，各方面能力均得到了锻炼。我们选取其中一个参赛项目，具体分析该项目在其全“生命”周期的运作过程中与工业工程专业知识结构、改善目标和方法手段、以及CDIO基本理念的映射对应关系。

二、CDIO工程项目的全周期运作

（一）构思优化项目优化项目的选择需要定量的分析,小组以宁波大学第一餐厅二楼（以下简称“一餐”）为优化对象，通过实地及问卷调查，收集数据并统计分析，具体如下：1、问卷分析：设计调查问卷，对就餐学生进行满意度调查。合计发放问卷50份，回收43份有效问卷。分析发现,满意度最低的三点分别为：取菜速度（40%）、结算速度（60%）及结算准确度（69.9%）。2、人工结算的时间研究：利用时间研究方法，小组成员分别记录晚餐高峰期时一餐二楼两位收费员分别结算10位同学的时间，得出收费平均时间为5.53秒，方差为3.79秒，可知人工口算并手动输入餐费耗时普遍偏长，且速度不稳定。明确了现状后，采用6W2H分析法[2]发现一餐的收费处效率低的核心问题在于收费方式，考虑取代现有的人工计费收费的方式。条形码技术具有可靠性强、效率高、成本低、易于制作等优点，其扫描速度可达40字符/秒［3］，计算处理快，通过条码收费的效率远高于人工。因此，明确用条码技术对餐厅收费优化作为改进项目，完成构思阶段。

（二）设计优化方案实现条形码收费必须配套一系列的收费流程改造设计，具体包括餐盘规划、付费流程设计、场地布局设置等，从而形成了多个子项目。每个子项目分属不同的工业工程专业领域知识和技术。1、餐盘规划(1)餐具颜色和数量的统计分析：小组成员对一餐二楼现有的盘子进行数据收集，经统计，晚餐消耗菜盘数约为1056件，客流量约500人。现有餐盘颜色及占总量的百分比分别为：绿（49%）、黄（23%）、蓝（14%）、橙（8%）及粉（6%）。（2）颜色分类设计：实地调研了餐厅饭菜的种类及价格，各菜价所占比例分别为3.5元（49%）、3元（23%）、4元（14%）、5元及以上（8%）、2.5元及以下（6%）。考虑成本，在不重新购置新餐具的前提下，将现有餐盘颜色与菜价对应，可最经济地实现条码技术。其中3.5元的菜价所占比例最大，可对应数目最多的绿色菜盘，以此类推。考虑餐盘的循环使用中，餐具数量能够满足客流量最大值。2、人员配置设计利用条码技术可实现收费计费的自动化，但还需要考虑配置人员对收费过程进行维护和监管。已知条形码的读取平均每15000个字符才会出现一个错误[4]，每个条形码含13个字符[5]，扫描器故障率p为0.26%。考虑故障发生的随机性，利用随机服务计算来量化最优的人机配置。公式（1）为n台设备中m个同时出现维护需求的概率P，根据该公式计算，当收费设备为2台时，设备同时发生故障的概率仅为0.0007%。由此，在设置两台机器时，仅一人监管即可。3、场地布局设计(1)流程设计：菜价与餐盘颜色对应，在餐盘底部印刷相应价格的条形码。学生取菜后，将盘子放在镂空的托盘上。至结算处，将扫描器安置在水平桌面上，推过托盘，扫描器对条码进行扫描，与阅读器连接的计算机自动计算总价，学生刷卡即可。(2)布局路线设计：更改条码收费方式后，结算路线也需要相应调整。一餐二楼现行结算路线较为不合理，现应用布局规划方法，绘制出改良后的结算路线。改良前后的布局对比如图2所示。优化后结算面积减小，路线缩短，就餐面积相应扩大。可同时解决排队耗时长，高峰时交通拥堵及座位不够的问题。

（三）项目实现的经济性实现改进方案需要另外购置一套条码扫描器及数据处理系统（约12000元）、热转印条码打印机及所需耗材（约2000元）。按员工每月工资2000元计算，由于本方案将原有2名结算员工缩至1名，则7个月即可回收成本。此外，从理论上计算，优化后结算过程至少可缩短至3秒/人，其效率提高了40%。

三、总结

本文以学校餐厅的付费流程优化为例，以实例展示了CDIO理念在工业工程教学中的应用。本次教学实例对如何将抽象的CDIO理念与实际的工程教育的专业知识相结合起到了借鉴意义，不仅有助于对工业工程专业的CDIO模式教学道路的探索，也有助于启发其他专业的CDIO模式的教学实践。

参考文献

[1]中国CDIO网站.CDIO简介[EB/OL].

[2]方松,赵红萍.基于6W2H标准化决策&评价模型研究中国农业基本建设项目谋划工作[J].世界农业，2014,（01）：51-54.

[3]百度百科.条形码[EB/OL].

[4]李金哲,朱俊英.条码自动识别技术[M].北京:国防工业出版社,1991.

[5]中国标准出版社.条码国家标准汇编[M].北京:中国标准出版社,2004.

作者：覃颖 徐晓倩 施韬晦 单位：宁波大学 机械工程与力学学院