探討工業(yè)工程的設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計(jì)

張永東

【摘 要】本文作者介紹了工業(yè)工程、設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計(jì)的定義及發(fā)展； 闡述了我國(guó)應(yīng)用工業(yè)工程的意義。

【關(guān)鍵詞】工業(yè)工程簡(jiǎn)介；設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計(jì)；工業(yè)工程意義

1.工業(yè)工程

工業(yè)工程作為一門學(xué)科， 起源于美國(guó)， 是從泰勒創(chuàng)立的科學(xué)管理開(kāi)始發(fā)展起來(lái)的， 至今已有近百年的歷史。它綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、物理學(xué)和社會(huì)科學(xué)等方面的專門知識(shí)和技術(shù)， 以及工程分析和設(shè)計(jì)的原理和方法， 確定、預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)由該系統(tǒng)所得到的結(jié)果?！痹诒臼兰o(jì)初， 當(dāng)工業(yè)工程剛興起時(shí)， 其主要內(nèi)容是以時(shí)間研究、動(dòng)作研究為主的科學(xué)管理方法。20世紀(jì)20年代后， 出現(xiàn)了專門從事工業(yè)工程的職業(yè)， 在吸收數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上， 產(chǎn)生了進(jìn)度圖、庫(kù)存模型、人的激勵(lì)、組織理論、工程經(jīng)濟(jì)、工廠布置、物料搬運(yùn)等方法。70年代以來(lái)， 系統(tǒng)工程原理用于工業(yè)工程， 應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大， 出現(xiàn)了全面質(zhì)量管理、制造資源計(jì)劃（MRPI）、準(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn)（JIT）等現(xiàn)代工業(yè)工程方法?？梢?jiàn)， 工業(yè)工程是一個(gè)不斷發(fā)展的領(lǐng)域， 被認(rèn)為是現(xiàn)代工程學(xué)科中發(fā)展最快， 也是變化最快的領(lǐng)域之一。工業(yè)工程在國(guó)外被劃入工程學(xué)的范疇， 因?yàn)樗退衅渌こ虒W(xué)科（如機(jī)械工程、化學(xué)工程等） 一樣，包括利用自然科學(xué)知識(shí)和其他技術(shù)進(jìn)行觀察、實(shí)驗(yàn)、研究、設(shè)計(jì)等活動(dòng)。同時(shí)， 工業(yè)工程也具有管理的特征， 是用于管理的技術(shù)， 從技術(shù)角度為管理決策提供依據(jù)、方法、手段。

2.設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計(jì)

設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計(jì)，一直是工業(yè)工程的重要分支， 它發(fā)源于早期制造業(yè)的工廠設(shè)計(jì)。自從有了工業(yè)生產(chǎn)，就有了工廠設(shè)計(jì)，18世紀(jì)80年代產(chǎn)業(yè)革命后， 由于機(jī)械制造的發(fā)展，蒸汽機(jī)的發(fā)明和完善， 工廠逐步取代了小手工作坊。自泰勒時(shí)代起，管理工程師就開(kāi)始關(guān)心制造廠的設(shè)計(jì)工作。在早期，工廠設(shè)計(jì)的活動(dòng)主要是3項(xiàng)，即： 操作法工程，包括工作測(cè)定、動(dòng)作研究等工人的活動(dòng)；工廠布置，就是機(jī)器設(shè)備、運(yùn)輸通道和場(chǎng)地的合理配置；物料搬運(yùn)，就是對(duì)從原料到制成產(chǎn)品的物流進(jìn)行控制。

最近出版的全國(guó)高等教育自學(xué)考試工業(yè)工程教材《設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計(jì)》，根據(jù)上述特征，把設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計(jì)定義為：設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計(jì)是為新建、擴(kuò)建或改建的生產(chǎn)系統(tǒng)或服務(wù)系統(tǒng)， 綜合考慮相關(guān)因素，進(jìn)行分析、構(gòu)思、規(guī)劃、論證、設(shè)計(jì)，作出全面安排，使資源得到合理配置，使系統(tǒng)能夠有效運(yùn)行， 以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計(jì)的范圍包括場(chǎng)址選擇、布置設(shè)計(jì)、搬運(yùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)、公用工程設(shè)計(jì)、信息通訊設(shè)計(jì)。其核心部分是布置設(shè)計(jì)和搬運(yùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，所以，工業(yè)工程師對(duì)這兩個(gè)方面進(jìn)行了許多研究，發(fā)展了很多方法和技術(shù)。布置設(shè)計(jì)，就是根據(jù)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)目標(biāo)，在已確定的空間場(chǎng)所內(nèi)，將人員、設(shè)備、物料所需的空間作最適當(dāng)?shù)姆峙浜陀行У慕M合。布置的好壞直接影響整個(gè)系統(tǒng)的物流、信息流、生產(chǎn)能力、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本以及生產(chǎn)安全。由于優(yōu)良的平面布置可以使物料搬運(yùn)費(fèi)用至少減少10%-30%，因此，在美國(guó)， 工廠布置被認(rèn)為是加速生產(chǎn)率提高的決定因素之一。物料搬運(yùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和布置設(shè)計(jì)被認(rèn)為是一對(duì)伙伴。物流合理化是布置的前提，也是布置的結(jié)果?；蛘哒f(shuō)， 有效的物流規(guī)劃是合理配置工藝設(shè)施的基礎(chǔ)，并促進(jìn)工藝過(guò)程的有效運(yùn)行。西方國(guó)家統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)， 在工廠生產(chǎn)活動(dòng)中，從原材料到成品出廠， 物料真正處于加工檢驗(yàn)的時(shí)間只占生產(chǎn)周期的5%-10%， 而90%-95%的時(shí)間都處于停滯或搬運(yùn)狀態(tài)。在制造業(yè)中，總經(jīng)營(yíng)費(fèi)用的20%-50%是物料搬運(yùn)費(fèi)用。所以，物流合理化被認(rèn)為是企業(yè)利潤(rùn)的第二源泉（有的稱為第三源泉）。

物料搬運(yùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)就是要使各種生產(chǎn)設(shè)施配置合理，減少物流的迂回、交叉、往返等無(wú)效搬運(yùn)；減少庫(kù)存和在制品，縮短物料的停滯等待； 選用適當(dāng)?shù)难b卸搬運(yùn)方式和機(jī)具；廠內(nèi)外運(yùn)輸方便、協(xié)調(diào)、有機(jī)銜接等， 這就要把物流全過(guò)程所涉及的裝備、器具、設(shè)施、路線及其布置作為一個(gè)系統(tǒng)，運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和方法，進(jìn)行綜合優(yōu)化。設(shè)施布置和搬運(yùn)設(shè)計(jì)最著名的方法就是美國(guó)的設(shè)施規(guī)劃?rùn)?quán)威R·繆瑟提出的系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)（SLP）和系統(tǒng)搬運(yùn)分析（SHA）。它們都是有條理的系統(tǒng)分析方法， 包括解決問(wèn)題的方法，依次進(jìn)行的階段和程序，圖表化的圖例符號(hào)。SLP是將物流分析和作業(yè)單位相互關(guān)系密切程度分析相結(jié)合，求得合理布置的技術(shù)。SHA是以分析所要搬運(yùn)的物料、需要進(jìn)行的移動(dòng)、確定經(jīng)濟(jì)實(shí)用的物料搬運(yùn)方法這3項(xiàng)為基本內(nèi)容。SLP和SHA所采用的一套圖表，如物料流程圖、工藝過(guò)程圖、從至表、作業(yè)單位相關(guān)圖、搬運(yùn)路線表等都是簡(jiǎn)便實(shí)用的分析工具，被廣泛應(yīng)用。

60年代以來(lái)， 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展、應(yīng)用與推廣，計(jì)算機(jī)技術(shù)已滲透到設(shè)施設(shè)計(jì)的各個(gè)領(lǐng)域和各個(gè)階段。例如，場(chǎng)址選擇問(wèn)題、設(shè)計(jì)報(bào)價(jià)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)施布置等。在計(jì)算機(jī)輔助布置方面，發(fā)展了兩類程序：一類是為新建設(shè)施做新的布置，主要有CORELAP，ALDEP，PLAN ET等；另一類是為現(xiàn)有設(shè)施的改建做布置，主要有CRAFT，COFAD 等。這些程序可以優(yōu)化設(shè)施布置，達(dá)到手工布置難以達(dá)到的預(yù)期目標(biāo)。

3.我國(guó)應(yīng)用工業(yè)工程的意義

在我國(guó)，50 年代開(kāi)始實(shí)行工業(yè)化建設(shè)以來(lái)，一些領(lǐng)域中不同程度地用到某些屬于工業(yè)工程范疇的方法。但工業(yè)工程在我國(guó)并沒(méi)有形成獨(dú)立的學(xué)科，沒(méi)有經(jīng)過(guò)專門訓(xùn)練的工業(yè)工程人才，其應(yīng)用既不系統(tǒng)也不普遍。1990年后才成立了有關(guān)學(xué)術(shù)組織，一些高等院校開(kāi)始設(shè)置工業(yè)工程專業(yè)，一些企業(yè)等組織在應(yīng)用中取得了有效的成果。

目前，我國(guó)的生產(chǎn)率與一些發(fā)達(dá)國(guó)家相比，普遍存在著消耗大、成本高、質(zhì)量差、效率低等問(wèn)題。我國(guó)曾推行過(guò)許多管理技術(shù)，但單項(xiàng)地推行不足以解決系統(tǒng)的問(wèn)題，而工業(yè)工程強(qiáng)調(diào)的是系統(tǒng)整體的優(yōu)化， 從提高系統(tǒng)總生產(chǎn)率的目標(biāo)出發(fā)， 統(tǒng)籌分析，合理配置，尋求最佳的設(shè)計(jì)和改善方案。聽(tīng)以有人把工業(yè)工程形容為確診企業(yè)癥結(jié)的“診斷術(shù)”； 提高企業(yè)素質(zhì)、增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的“健身術(shù)”；提高企業(yè)生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益的“ 點(diǎn)金術(shù)” 。我國(guó)的一些機(jī)械、電子、汽車、飛機(jī)制造等企業(yè)應(yīng)用工業(yè)工程的實(shí)踐證明，它對(duì)挖掘企業(yè)潛力、提高效益取得了明顯的效果。一些專家研究認(rèn)為，結(jié)合我國(guó)國(guó)情，企業(yè)應(yīng)用工業(yè)工程可以在系統(tǒng)規(guī)劃與管理、生產(chǎn)計(jì)劃與控制、效率工程、質(zhì)量控制與保證、設(shè)施規(guī)劃與物流分析、營(yíng)銷工程、工業(yè)安全與衛(wèi)生、人力資源管理等方面發(fā)揮積極作用。

4.結(jié)語(yǔ)

機(jī)電工業(yè)的設(shè)計(jì)單位自80年代以來(lái)，引進(jìn)和應(yīng)用設(shè)施規(guī)劃的方法和技術(shù)，取得了可喜的成績(jī)。1982年，機(jī)械部設(shè)計(jì)總院邀請(qǐng)美國(guó)專家R·繆瑟來(lái)華講授物流系統(tǒng)規(guī)劃技術(shù)。培訓(xùn)了一批設(shè)計(jì)人員，翻譯出版了他的著作《系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)》、《搬運(yùn)系統(tǒng)分析》、《工業(yè)設(shè)施系統(tǒng)規(guī)劃》。兵器行業(yè)設(shè)計(jì)單位派人出國(guó)學(xué)習(xí)設(shè)施規(guī)劃，并在設(shè)計(jì)工作中予以應(yīng)用。一些設(shè)計(jì)單位、高等院校和企業(yè)應(yīng)用物流技術(shù)，調(diào)整生產(chǎn)布局，改善物料搬運(yùn)，用較少的投入取得了縮短搬運(yùn)距離和搬運(yùn)量，降低生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)周期，節(jié)約資金的效果。一些設(shè)計(jì)單位在運(yùn)用工業(yè)工程的其他技術(shù)，如成組技術(shù)、MRP一I、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、質(zhì)量控制方面也取得不少成績(jī)。事實(shí)證明， 運(yùn)用工業(yè)工程不僅能提高設(shè)計(jì)的現(xiàn)代化水平，也有利于方法的改革與國(guó)際接軌。 [科]