1、工业工程第三期来源： 工业工程网 作者：郭位工业工程的起源可上溯到工业革命。工业革命使大批量生产在世界范围内得以实现,人类社会因此而跨入了一个新的时代。随着竞争的加剧,生产效率和产品质量愈加重要。为解决这些问题,许多工业工程的关键领域,诸如人因工程、运筹学、质量控制、制造、库存控制和供应链管理,在二十世纪应运而生。其中一些领域虽卓有成效,但由于技术和经济的不断变革,很快面临新的挑战。观察一下四周,你会发现人们的衣着各式各样,鲜有雷同。虽然社会经济仍然依赖于大批量生产,但我们已经跨入了客户化定制时代。今天的工业界充满着机遇和选择。二十世纪20 、30 年代,AT&T引入了质量控制的概念,从而使保
2、证产品质量达到一定的标准成为可能。但由于质量控制的实施是在生产结束之后,此方法不能满足日益严格的质量需求。为此,田口玄一博士率先提出以质量设计取代质量控制。依据这一革命性观念,质量保证措施可以在生产过程中任一阶段实行以达到不同目的。此后人们逐渐认识到,这种质量方法不仅适用于制造行业,也适用于服务、教育及其他行业。近几年来,工业工程行业的成绩不尽如人意。供应链真有助于重振工业工程吗? 效率和质量值得进一步研究吗? 我们应继续关注定义清晰的学科,如人因工程、运筹学,还是应该调整方向,与社会前进的步伐保持一致?今天工业工程研究中最热门的话题是供应链。其次是与信息技术相关的题目,这包括人机界面。现在已
3、很难设想,在一个没有电脑、信息和电子商务的世界上,我们的生活会是怎样(即使电子商务已不像三年前那么热门) 。“. com”来而又去,去而又来,像幽灵一样缠绕着我们。事实上,即使在不景气的2002 年, “. com”仍然是保持增长的行业之一。我们已经被“. com”宠坏了,没有它生活就无法继续。工业工程与其说是个专门学科,不如说是一多边领域。工业工程的研究课题从不局限于本专业范围之内。因此,试图去划分工业工程的界限是个错误。很多其他学科的专业人员即使不知道工业工程、没有受过工业工程训练,也在使用工业工程的技术和方法。举例来说, 每个人都要做日常计划(scheduling) ,而且很有可能比工业
4、工程师做得还好。工业工程师应该积极参与其它活动不仅是工程方面的,而且是科学性和商业性的活动。实际上,工业工程的界限正变得越来越模糊。占大量社会支出的服务业最近也开始亲睐工业工程。到目前为止,涉及工业工程且出色的研究工作还没有在这个行业出现。尽管如此,美国很多机构已经着手进行面向服务业的研究与开发。工业工程的广泛应用还没有得到工程界同仁的足够认同。应当说工业工程是一门应用性学科,同时工业工程师也能从事理论性研究。理论的重要性体现于建立在其上的方法和答案。如果理论无助于解决实际问题,其研究也就失去了价值。令人遗憾的是,过去二十年里的重大进步和发明几乎没有来自工业工程师的。Narendra Karm
5、ar2kar提出了线性规划的内点法,田口玄一发明了质量方法。二者都在工业工程领域做出了卓越贡献,却都不是工业工程师,也没有在传统上认可的质量和运筹学杂志上发表过文章。然而,内点法和质量方法被归纳推广到众多行业和领域。在解决实际问题的同时,Narendra Karmarkar 和田口玄一对相关学科的基础理论也做出了贡献。二者之所以能够进行多学科性课题的研究,是因为能透彻理解手中问题的本质。他们从了解问题入手,进而探索解决问题的途径,最终达到解决问题的目的。他们从不为现实中不存在的问题而开展所谓的理论研究;他们着手于质量问题的方式远非纸上谈兵。工业工程师应该是改革的代理人。我们应该带领其他行业的工
6、程师进行变革,使其认识到这是一个变化中的世界。不幸的是,我们现在没有做到。也许还有地方需要工业工程师去提高效率,但这不会使我们成为改革的代理人。为了成为改革的代理人,工业工程师应该擅于评估社会的需求。这并不意味着我们要对热门的研究主题亦步亦趋。虽然效率在某些行业仍然非常重要,但是其它行业所关注的问题已经超越了效率的范畴。工业工程师在解决这些问题时必须富有创意。只有置身于发展新思维的前沿,我们才有希望成为社会中有号召力的领导者。满足当地需求是贴近社会的基本和首要方式。与其他工业工程系一样,香港中文大学的工业工程系开展了卓有成效的工作,使其课程设置、教学和研究与香港社会相适应。他们没有拷贝美国的程
7、序,而是通过建立金融工程和开发人机界面软件来帮助香港社会进行双语翻译。工业工程师应对全球社会以及人类知识库有所贡献。如果有一天,无人知晓我们曾做过的事情,那这一行业就该从生活中消失了。在工程领域,工业工程师既擅长技术,又可胜任管理。在工程方面,我们应该侧重设计问题,而优化、仿真和建模是设计过程中的关键步骤。设计、建模和仿真使我们能够正确地使用信息。但是切忌把模型建在错误的对象上。首先去理解问题,然后用已有的工具建模。传统的工业工程聚焦在工具上,现在需要把更多的注意力放在问题本身上。模型建立之后,应尝试将其应用到现实的工业问题上。不要在虚拟的问题上下功夫,除非你的专长是虚拟现实。虚拟化乃是手段,
8、研究虚拟现实的宗旨在于模拟复杂现象。虚拟现实的目的不在于虚拟,而是通过解决虚拟问题以找到虚拟化的真实方案。要想成为优秀的改革代理人,我们不能忽略工业工程的管理方面。经典的工程管理方法可以解决侧重管理的工业工程部门的多种问题。此类方法同样可用于提高效率和改善质量。随着社会日趋进步,技术管理将逐渐受到关注。我们来看一个考察高科技信息和生物科技信息学影响的例子。为了弄懂生物信息学,我出席过约二十个由一流学者主讲的研讨会。结果令我非常吃惊。首先,95 %的演讲内容是关于优化的,而这些主讲人并不熟悉由工业工程师开发的优化技术。其次,几乎没有工业工程师(特别是优化专家) 从事生物信息学或了解这门学科。适当
9、的定位对任何事而言都是必需和重要的。工业工程也不例外。我们需要更加面向系统、具备商业头脑和乐于创新。如果在美国高科技公司任职,你需要更加高科技化。不具备高科技知识可能是美国大学中工业工程系数量减少的原因之一。如果处在一个成长的市场里,你需要注重效率,也就是说具有商业头脑,并且这种商业意识应是基于技术的。不只是一味埋头苦干。努力工作虽重要,但还不够。在拥有数量的同时,关键是保持高质量。面对相当多的大学和工业工程学生,是否有足够高质量的师资和教材? 学生仅仅是为获取学位还是具有一定的专业能力? 工业工程学位是社会的基本因素还是可有可无的调节剂? 更进一步,为什么美国的大学有如此多外国工业工程博士生
10、? 毕业后他们将在市场中如何定位? 如果有一天外国学生对美国工业工程博士学位失去了兴趣,又会怎样?其它国家有培养工业工程师的战略计划吗? 其工业工程项目是被监控和评估吗? 最重要的是我们应承担起社会责任。对当地社会而言,什么是最理想的学位? 对学生来说,什么是最佳的课程设置?我们仍在提供已经过时的东西吗?工业工程师还应该做些什么? 为了找到我们的位置,为了生存,我们需要成为一流的工业工程师,而不是二流的数学家、二流的社会学家、二流的制造者,等等。为了找到合适的定位,我们需要认识社会。如果没有恰当的位置,我们将不会被社会所承认。返回 IE 学习报发展工业工程的技术和管理基础有:信息技术、制造与生
11、产系统、管理系统工程和服务。为了创造各类组织的全潜力,从中长期看,现代工业工程应该重点研究与开发以下课题:1) 研究与开发未来的制造2 ,3 。从20 世纪70 年代以来,制造的概念被极大地扩展了。1998 年美国国家研究委员会NRC 证实,制造仍然是创造社会财富最基本的手段,是国家经济发动机运行的强大支柱,并把制造定义为:创造、开发、支持和提供产品与服务所要求的流程/ 过程和组织实体。1999 年麻省理工学院MIT 认为制造包括:产品的规划、设计与开发、销售与服务和实现这些职能所运用的技术与流程,以及使技术与人结合的途径。作为一个产业,当代制造已经扩展为包括:硬件、软件或硬软件的集成,生物技
12、术和某些农业综合企业生产的产品。中国的工业工程必须积极参与和帮助制造应对以下六大挑战:利用信息技术提升企业组织对市场的快速响应能力。为此,制造必须充分利用电子商务和并行工程等技术手段与工具。快速捕捉、搜集竞争信息,并迅速把它们转换成竞争情报和知识。工业工程必须充分运用竞争情报(competitive intelligence) 、横向对比( benchmarking)与关系学(relationship) 等先进方法及其工具。快速配置和系统地集成人、技术和资源。发展网络制造和基于互联网与内部网的沟通。消除或控制污染,提高企业对环境的适应性。执行:不可再生资源利用最小化,能源利用最小化,对空气和水
13、的污染最小化,使工作与生活环境绿色化四个判据准则。发展可重组企业(Reconfigurable Enterprise) 。所谓可重组企业是在良好的基础结构(如法律、法规与行政,和有序而高效的金融与市场运作、资源配送及通信网络等社会条件) 支持下,根据任务或项目的合作要求可以快速“聚合”(即组成动态联盟/ 合作或虚拟公司) ,一旦任务完成,就可以快速“解散”的新一代可变组织与管理的企业。创新和改进了的流(过) 程。它是基于基本粒子物理、生物技术、纳米技术和微小型化的材料零部件生成与制造和已经创新改进了的工艺技术方法与流程的。同时,工业工程应该积极参与应对上述挑战的十大关键技术的研究与开发,它们是
14、:可重组制造系统RMSs (Reconfigurable Manufacturing Systems) 。制造的实践证明,在企业的三个核心竞争要素中,制造系统经常成为满足顾客需求的新产品开发上市和快速响应市场的商务活动的瓶颈。RMSs 是对传统制造系统的规划、设计、建造与运行理论和方法的创新,它利用系统组元/ 模块组态(布局) 的可变性与可更新性实现制造系统的可变性。它将对产品、制造系统及装置硬软件的设计与制造产生深远的影响。无损耗的处理(Waste2free Processing) 。未来的制造过程是能耗与资源消耗最小化的。新的物料过程(New Materials Process) 。它是建
15、立在革新了的原材料与零部件制造方法与流程基础上的。制造用生物技术(Biotechnology for Manufacturing) 。它是利用生物技术实现自动化装配和加工的新一代制造技术。企业建模与仿真(Enterprise Modeling and Simulation) 。这一技术主要解决企业系统变换、商务流程和所有制造作业的建模、仿真和系统集成等有效综合的问题。信息技术( Information Technology) 。它是为正确、高效的各级决策提供全方位关键信息和快速把信息转换成情报与知识的技术。产品与过程的设计方法( Product and Process Design Metho
16、ds) 。它要求创新系统、产品与流程/ 过程的设计理论、方法和工具,是新一代的计算机辅助设计原理、方法和工具。增强了的机器- 人的接口( Enhanced Machine Human Interfaces) 。它是解决机器与人接口问题的新一代人机工程技术,重点解决物理接口设计和增强员工学习能力的问题。员工的教育与培训(Workforce Education and Training) 。它要求建造一种能快速联想知识的教育培训和开发不同语言直接沟通的翻译机,实现不同文化、语言员工的合作。智能合作系统软件(Software for Intelligent Collaboration Systems
17、) 。其目的是把不同语言与文化背景的专家通过智能合作软件融合为一体。它包括成组通信协议、制造专用网络协议、分布式企业流程控制方法与标准和共享知识等软件的开发,是利用人的交互动力学模型和全部智能合作软件与接口软件形成的虚拟合作空间。2) 研究、开发和利用信息技术、信息系统和知识管理系统。信息被理解为是经过处理后可获取人可以接受与理解、有确定涵义的情报的那些原材料。信息技术是以计算机技术、微电子- 检测传感技术和通信技术为支柱的技术群。信息系统是提供经过处理的信息流和精确数据与信息的网络,其核心功能是信息的处理和存储保存。工业工程师们应该积极进行信息系统及其软件工具的研究开发,特别是SCM、CRM
18、,XRP(扩展的资源规划) ,以及电子贸易(e2C) 、电子商务(e2B) 和知识管理的工程系统的研究、开发与利用。发挥工业工程方法学的优势,在我国利用信息技术改造和提升传统产业、发展学习型组织、发挥组织全潜力和适应快速多变的市场竞争中施展工业工程师的才华。3) 研究、开发和建立管理系统工程。1990 年W. Skinner 明确指出:“传统管理失效了”。现代企业迫切需要新的管理理论、方法与工具,近7 8 年来企业界掀起学习应用约束理论(TOC ,Theory of Constraints) 的热潮。所谓约束管理,是由E1M1Goldratt 开发的一种管理哲理,它由三个分离而相关的业绩测定、
19、逻辑思考过程和后勤保护工程组成(APICS ,2002) 。它不是最优生产技术OPT ,可以从以下几方面根本改进企业的管理理论、方法和工具。企业的目的不再只是“为老板赚钱”,而是“使受益者完全满意( TSS ,total stakeholder satisfaction) ”。为了达到TSS ,企业的目标是“将来同现在一样赚钱”,以净利润、投资回报率和现金流三个指标度量企业业绩,用产销量、库存和运行费用测度企业的运作,以“产销量最大化、库存与运行费用最小化”作为优化企业运作的目标判据。约束是阻止(企业) 系统按其目标达到更高业绩水平的因素(APICS ,2002) 。基于约束的五步法、99/
20、1 规则和DBR(鼓/ 缓冲器/ 发信缆) 法是寻找和解决系统约束的方法,利用它们可以有效地找到瓶颈、提升企业的业绩水平。基于约束的管理是按照TOC 原理管理组织和资源的实践(APICS ,2002) 。它利用DBR 法、V2A2T 结构分析、关键链等理论管理后勤保障工程;测定每天的业绩改进企业的业绩系统;利用现在现实树、未来现实树、因果审计和云雾图等工具思考与分析问题。80 年代以来的企业实践证明,只有把使顾客完全满足TCS 作为业务工作目标才能实现企业业绩改进。其核心是建立“超过顾客期望”的企业文化,每天用3. 4 10 - 6 (6) 或0. 287 10 - 6 (6. 5) 测定所有
21、员工和岗位业绩差错,用每五年压缩运行时间10 倍测定效率的提升。同时,工业工程还应该继续利用TOC 理论、DBD(基于决策的设计) 等理论在组织的系统管理、发挥人因作用,特别是为建立管理系统工程学做出应有的贡献。4) 积极参与服务领域企业的创新与改进。过去十几年工业工程象其它学科一样不太重视在服务业领域的研究开发。服务具有不可触摸性、不可分性、不均匀性和不可存储性等特征同产品的生产活动有显著的区别。对于这一最大的国民经济行业,未来的工业工程不能置之不理,应该积极参与其改进与创新。5) 企业员工教育与培训的革新。现在,事实上它已经成为工业工程发挥作用的重要领域。未来要求工业工程在员工教育培训和智
22、能合作系统软件开发方面将发挥更大的作用。6) 流程(过程) 技术的研究与开发。流程设计与再造是改进工业工程方法、工作/ 作业测定和企业“全组织业绩”的重要方法与工具。它包括:流程设计与再造(PDR) 、提问技术与调查表设计、动作经济原则与方法改进,时间研究/ 作业测定,组织系统业绩测量,以及工程决策等方法和对传统工业工程工作研究的创新与改进。作者：张玉麟一、引言 近年来，由于市场需求的多样化、个性化、快捷化和竞争国际化趋势，信息技术的迅猛发展，促使全球制造业进入了一个全新变革的关键时期，传统的生产管理方式面临日趋严峻的挑战。在世纪之交之际，全球刮起来了三股世纪风即顾客(Customers)、竞
23、争(Competition)和变革(Change)。 人类即将跨入充满竞争色彩的21世纪。面对来临的新纪元，现代IE的基本使命是适应当代生产经营环境的变迁，迎接新世纪的挑战，进一步赢得效率、效益与可持续发展。根据我国社会经济发展的现实需要和跨世纪发展目标，顺应世界技术与管理发展的最新潮流，尽快制定出既符合中国国情又能与国际接轨的面向21世纪实施IE方案是一个急待研究与解决的重大现实和战略问题 二、当今生产经营环境的新变化20世纪90年代是处于世纪交替充满变革的时代，以微电子技术、信息技术、自动化技术、新材料技术和现代制造技术与现代化管理为核心的新一代工程技术的飞速发展，使制造业进入了信息化、集
24、成化、自动化、智能化、敏捷化新历史时期。 制造是人类经济活动的重要基础，是历史发展和文明进步的原动力。随着人类工业文明的不断进步，制造业已发展成为一个国家经济发展的支柱产业，成为国民经济收入的重要来源，并且一直是IE主要的实施领域。 70年代以来，随着世界经济的发展，先进的制造与作业管理方法在制造业中得到广泛应用。同时，市场环境日益全球化，产品竞争日趋白热化。虽然企业采用了许多单项先进制造技术和管理办法，如CAD/CAM、FMS、MRP等并取得了一定成效。但实践证明，任何一种单一制造技术和管理方法已不能适应市场的巨变。 时间进入了90年代，通过对传统制造技术与生产管理模式的质疑、反思、扬弃和更
25、新过程，各工业发达国家在探索先进的生产管理模式方面异途同归，形成了一种潮流，即先进制造技术与现代化生产管理相结合的制造模式。美国著名生产管理学家R.施恩伯提出世界级制造模式(World Class Manufacturing)，其基本思想包括下列方面： (1)零缺陷的全面质量管理； (2)JIT生产方式； (3)充分授权自主管理； (4)满足用户要求的高度制造系统柔性。 先进的制造模式理论体系已初步确立，并在实际应用中成绩显著。例如，成组技术(GT)；计算机集成制造系统(CIMS)；现代工业工程技术(IE)；独立制造岛灵捷制造(AM)；虚拟制造(Virtual Manufacture)；顾客化
26、大生产(Mass Customization)；供应链管理(Suppply Chain)等等。许多新的生产理念正在形成或正在对企业的发展起着越来越重要的影响。这些新理念主要为： (1)以消费为中心的生产； (2)一个流生产、小批量多品种生产； (3)生产率定义为用户满意度比投入； (4)不生产不合格产品； (5)不过剩制造的生产； (6)推进七零生产。即生产转换时间、库存、浪费、不合格品、故障损失、延误和伤害等七项为零； (7)可持续发展战略。现代制造模式特点是以市场需求为导向，以系统观念和IE为指导，以计算机技术为依托，精心组织，科学管理达到提高产品质量、降低生产成本、缩短交货周期、减少环境
27、污染的目的。 我国实施工业工程现状IE在我国的传播可追溯至1943年，重庆九龙坡交通大学工学院工业管理工程系。当时该系学习课程一半有关机械工程一半有关IE。早在50年代，国内就已经开展了IE实践如郝建秀操作法、倪志福技术革新、毛泽东号机车组操作法、工时定额标准等等。尽管如此，IE真正在中国落户较晚，约为80年代末和90年代初。但在进入90年代以后，国内企业面临国际市场竞争的严峻挑战，迫切要求提高管理水平、降低成本、提高效率。为在全国范围内进一步推广应用IE，使企业能自觉、有意识地应用IE，按国际惯例来管理企业，我国第一个跨行业IE学术团体中国机械工程学会工业工程分会于1990年应孕而生。该学会
28、联合了机械、电子、兵器、水电、能源、航空、航天、冶金、化工、中科院等十余个部委和部分省市大专院校、科研/设计部门、企业的专家、学者、工程师和企业家多次成功地举办了全国和国际IE学术会议，已产生了巨大而深远的影响。近十年来，应用IE的行业已涉及冶金、化工、机械、汽车、能源、石化、飞机、服务业等各种领域。应用IE技术来解决生产经营中存在的问题，尤其在挖潜力、练内功、增效降耗、生产管理、质量保证、现场管理、项目开发/实施等方面发挥了积极作用，成为企业加强科学管理，实现经济增长方式转变的切入点。IE四项重要技术，即系统分析与统筹规划、工作研究、设施规划与设计及生产计划与控制技术的应用已形成一定格局。今
29、天，越来越多的企业家认识到，实施IE是计划经济向社会主义市场经济过渡并与国际接轨的一条有效途径。事实上，目前国内许多外资/合资企业均设有工业工程师岗位。国有大中型企业应用IE势头日趋旺盛，并已取得了显著经济效益和社会效应(如邯钢，宝钢等)。但是，我们仍应清醒地认识到，我国许多企业特别是国有大中型企业在生产组织与管理方面还存在不少问题，在推行、实施IE过程存在的不少误区急待澄清与解决。 管理层次多大部分企业仍沿用传统的金字塔管理模式，多层次管理，运作效率低，部门间横向协调功能差。 职责不清晰各部门分工太细，职责不清，特别是界面间工作职责不明确，导致多头领导，工作重复和扯皮等弊病。信息滞后生产组织
30、按职能管理而不是按过程管理，部门间生产管理信息传递周期长，存在信息完整性、可靠性和及时性等一系列问题。 管理较粗放企业的制造资源预测与平衡工作较粗放，操作不规范，缺乏一套适合多品种混线生产行之有效的管理模式。 过程待优化生产线布局须重组，生产过程的众多环节有待于简化和优化，缺乏不断过程改进(CPI)意识。 集成功能弱企业内部计算机管理自成体系，各部门自行开发软件不规范、不统一，导致企业内部计算机系统和运行环境复杂，信息集成、数据共享功能较差。当前，国内企业在推行/实施IE过程中存在不少误区困扰着IE深入推广与发展，其主要表现有：误区之一，我国企业尚不具备发展应用IE的条件。他们认为只有当国家生
31、产力水平达到一定高度(即有较高的国民生产总值)，企业的管理者有较高文化素质和具有强烈的现代化管理意识，企业有较大的自主权(包括压缩劳动力权力等)前提条件下才能实施IE。的确，我国经济发展规模水平与发达国家相比尚有较大差距。但是，并不能由此得出我国目前不能发展应用IE的结论。早在一百多年前，IE就开始应用于钢铁、制造、建筑等行业。现代IE是一门将现代科学技术转化为现实生产力的应用性极强的学科。它是在现有的科学技术水平和生产条件下，将生产技术与要素进行最佳组合、配置以达到低成本、高效、优质目标的一项技术与管理相结合的工程技术。所以，在不同的生产率发展阶段，实施IE的方法和范畴将有所侧重。 误区之二
32、，没有必要实施IE。他们习惯于在计划经济体制下传统的经验管理模式，擅长于人治，通过发号施令，大干苦干照样可以完成生产任务。 IE是运用现代科学理论与工程技术方法，采取规划、设计、评估、创新等手段达到提高生产率的目的。IE注重于对运行系统整体优化和重组；注重于系统本身的合理性、科学性和集成化从而实现企业整体优化管理。可以说，如果管理不是建立在IE优化和规范的基础上，则其管理水平将很难进一步提高。误区之三，一种较普遍的想法，即国有企业实施IE不可行。鉴于国内大气候影响，企业运行机制尚不完善，制约因素较多，计算机管理普及率低等原因。认为实施现代IE是可望而不可及的酸葡萄。故在推行IE过程中往往会自觉或不自觉地采取消极观望/等待
