基于制造業(yè)的工業(yè)工程發(fā)展優(yōu)化研究

(華北科技學(xué)院安全工程學(xué)院 北京 101601)

引言

工業(yè)工程(Industrial Engineer簡稱IE)方法在企業(yè)中的目的，是用最有限的資源創(chuàng)造最大的產(chǎn)出。工業(yè)工程以系統(tǒng)工程的標(biāo)準(zhǔn)為理念，以數(shù)學(xué)的理論為基礎(chǔ)，以制造思想和管理理念為指導(dǎo)，以信息技術(shù)為工具，對制造業(yè)中的問題進(jìn)行分析、設(shè)計與優(yōu)化，以提高整體的效率?，F(xiàn)如今，工業(yè)工程不僅應(yīng)用于制造業(yè)，同樣也開始應(yīng)用于服務(wù)業(yè)、非營利性組織中，而且工業(yè)工程應(yīng)用的方式同樣變的多種多樣，應(yīng)用手段也變的層出不窮，其能夠提高生產(chǎn)效率的作用越來越被社會各界所接受并認(rèn)可。

一、工業(yè)工程的定義與發(fā)展

工業(yè)工程是一門集管理、經(jīng)濟和多種工程技術(shù)的交叉性學(xué)科，是以各種產(chǎn)業(yè)的整體系統(tǒng)作為研究對象，以解決管理效率、質(zhì)量和成本問題為核心的工程技術(shù)體系[1-2]。

世界各國組織都根據(jù)自身的狀況對工業(yè)工程下了定義，雖然表述上不太一樣，但其內(nèi)在思想是統(tǒng)一的，不過在側(cè)重點上存在著這樣那樣的不同，如美國工業(yè)工程師學(xué)會對于工業(yè)工程的定義，雖然明確的指出了工業(yè)工程的研究對象、方法、內(nèi)容以及學(xué)科性質(zhì)，但未能明確工業(yè)工程的根本目標(biāo)存在和一定量的不足；日本工業(yè)工程協(xié)會對于工業(yè)工程的定義，對工業(yè)工程的性質(zhì)、目的和方法都給出了簡單的說明，其主要體現(xiàn)的是“以人為本”的思想，但定義不夠全面具體。文章研究內(nèi)容為中國制造業(yè)中工業(yè)工程的發(fā)展，遂采用中國對于工業(yè)工程的定義：工業(yè)工程是以人、物料、設(shè)備、能源和信息組成的集成系統(tǒng)為主要研究對象綜合應(yīng)用工程技術(shù)、管理科學(xué)和社會科學(xué)的理論與方法等知識對其進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計、管理、改進(jìn)和創(chuàng)新等活動使其達(dá)到降低成本提高質(zhì)量和效益的目的[3]。

無論何時，企業(yè)在其正常的發(fā)展過程中，都會想要充分的提高企業(yè)生產(chǎn)率，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，從而有效的提高企業(yè)的生產(chǎn)效益，而想要完成這一目標(biāo)，第一點就在于如何將有限的資源進(jìn)行合理的分配并加以有效的使用，來減少不必要的浪費。而且因為經(jīng)濟全球化的來臨，“一帶一路”方針的有效實施，使得有效地利用資源更是企業(yè)經(jīng)濟發(fā)展由粗放型轉(zhuǎn)向集約型的關(guān)鍵。第二點，以人為本是工業(yè)化的基本特征，也是人類社會發(fā)展的目標(biāo)，社會發(fā)展過程中主要依靠的是人，把人放在第一位，放在最根本的位置上，更有助于企業(yè)生產(chǎn)率的提高。工業(yè)工程正好可以有效的解決這兩點，它不僅研究工業(yè)生產(chǎn)效率有效提高的工程方法，而且強調(diào)改善企業(yè)的工作環(huán)境，使其更加的安全舒適，從而提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，并且從管理學(xué)的高度對企業(yè)進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，使其更加有效的提高生產(chǎn)力[4]。

工業(yè)工程在我國雖然才應(yīng)用了近30年，但其發(fā)展的速度很快，許多大型企業(yè)已經(jīng)開始大量地應(yīng)用工業(yè)工程技術(shù)來解決生產(chǎn)經(jīng)營中所存在的問題。國內(nèi)比較典型的一汽-大眾集團(tuán)，就應(yīng)用了工業(yè)工程的技術(shù)，并取得了明顯的經(jīng)濟效益[5-7]。

二、工業(yè)工程在制造業(yè)方面所遇到的發(fā)展困境及解決路徑

我國在1989年后開始正式發(fā)展工業(yè)工程，發(fā)展的時間比較短暫，到目前為止，其主要的應(yīng)用領(lǐng)域依然在制造業(yè)上面，但我國制造業(yè)逐漸的發(fā)展中，也產(chǎn)生了許多關(guān)鍵性的問題。從宏觀上來看，中國制造業(yè)面臨著發(fā)達(dá)國家制造業(yè)回歸本土及新興經(jīng)濟體低成本制造快速發(fā)展的阻力；從微觀層面上看，制約中國制造業(yè)企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問題在于在生產(chǎn)實踐過程中工業(yè)工程基礎(chǔ)累積不夠；重技術(shù)、輕管理的思想普遍存在；缺乏管理與技術(shù)集成創(chuàng)新的能力[8-9]，導(dǎo)致著我國工業(yè)工程的發(fā)展停滯不前，文章從工具、技術(shù)、應(yīng)用對象乃至于思想的角度提出了相對應(yīng)的方法。

(一)新的工業(yè)工程研究工具

在正常的研究過程中，對研究的結(jié)果的驗證是必不可少的，而且研究工具的變革與改進(jìn)，更有利于成本的降低以及實驗準(zhǔn)確性的提高。在以往的工業(yè)工程研究中，一般運用Flexsim或Vissim仿真軟件對改善后的方案進(jìn)行了仿真驗證[10-12]。但隨著我國科技的迅猛發(fā)展，人們對仿真技術(shù)的期望也越來越高，過去，人們只是通過用仿真技術(shù)來模擬某單個物理現(xiàn)象、設(shè)備或簡單的系統(tǒng)；到如今，人們要求能能用仿真技術(shù)來描述復(fù)雜的系統(tǒng)，甚至于描述由眾多不同系統(tǒng)組成的系統(tǒng)體系。

虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality)技術(shù)[13]，簡稱VR，是20世紀(jì)80年代新崛起的一種綜合集成技術(shù)，它可以逼真地模擬現(xiàn)實世界(甚至是不存在的)的事物和環(huán)境，從而更好地降低制造成本，縮短實施時間，減少設(shè)計的反復(fù)，提高實驗的準(zhǔn)確性。白云霞[14]等提出的在輕化工程專業(yè)的應(yīng)用，王世敏[15]提出的仿真技術(shù)在電子產(chǎn)品設(shè)計的應(yīng)用，王凱茜[16]等提出的在工業(yè)設(shè)計上的應(yīng)用，這些已經(jīng)逐步的將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用到實際生產(chǎn)中，周澤偉[17]提出的流程工業(yè)過程模擬仿真系統(tǒng)更體現(xiàn)了在工業(yè)工程中使用新技術(shù)的優(yōu)點。此外，在其他的學(xué)科領(lǐng)域也逐漸發(fā)展起來了一些新方法，如模糊邏輯、遺傳算法以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，也不斷被引入到工業(yè)工程的研究之中。朱琇琪[18]建立了相關(guān)的數(shù)學(xué)模型，朱慶國[19]提出了神經(jīng)工業(yè)工程就體現(xiàn)了這一點。

(二)工業(yè)工程與信息技術(shù)相結(jié)合

我國想要從“中國制造”邁向“中國創(chuàng)造”，工業(yè)工程和企業(yè)信息化是不可或缺的。實現(xiàn)工業(yè)工程信息化(IE+IT)，對于我國制造業(yè)的發(fā)展與變革具有重大意義。在這一方面，齊二石教授提出了工業(yè)工程與信息化集成提升企業(yè)競爭力的增效管理創(chuàng)新模式，制造企業(yè)面向全生命周期的精益設(shè)計就是典型應(yīng)用之一[20]。彭寧針對自動化程度較高的生產(chǎn)系統(tǒng)中人員和機器的配置問題,將工業(yè)工程(IE)技術(shù)與信息化手段(IT)結(jié)合,提出基于IE+IT的人機配置優(yōu)化方法[21]。李明輝針對中小包裝企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場,運用IE+IT的優(yōu)化方法解決包裝制造企業(yè)的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、物料搬運優(yōu)化等現(xiàn)場問題[22]。程顥提出以工業(yè)工程(IE)技術(shù)應(yīng)用為基礎(chǔ)的管理信息系統(tǒng)已成為企業(yè)整合資源的有效手段,而且也是企業(yè)成功應(yīng)用信息技術(shù)(IT),實現(xiàn)信息化的基礎(chǔ)管理[23]。屈亞娟從“IE+IT”的內(nèi)涵、工業(yè)化與信息化融合的戰(zhàn)略重點、技術(shù)方法等方面進(jìn)行論述,提出“IE+IT”模式是我國中小制造業(yè)在信息化時代下增強核心競爭力的必然選擇[24]。工業(yè)工程信息化是工業(yè)工程發(fā)展的必由之路，能夠更好的達(dá)成自動化、系統(tǒng)化、工業(yè)化，能夠更好的降低成本，提高效率。

(三)工業(yè)工程技術(shù)應(yīng)用于非制造領(lǐng)域

近年來，我國的科技發(fā)展極其迅速，而且隨著“一帶一路”方針的實施，使得制造業(yè)所需勞動量大幅度下滑，社會發(fā)展的主流已經(jīng)開始從制造業(yè)向著服務(wù)業(yè)轉(zhuǎn)變，隨著服務(wù)業(yè)時代的來臨，就需要把工業(yè)工程在制造業(yè)中的經(jīng)驗及技術(shù)轉(zhuǎn)換到服務(wù)業(yè)等非制造領(lǐng)域。臺灣地區(qū)許多醫(yī)院就已經(jīng)開始應(yīng)用了許多工業(yè)工程的技術(shù)方法來進(jìn)行醫(yī)院的日常管理，在保證醫(yī)療服務(wù)水準(zhǔn)的同時，有效降低了醫(yī)療成本[25]。楊萍[26]、周清華[27]、莫志平[28]、葛曉梅[29]等同樣講述了工業(yè)工程在服務(wù)業(yè)上的發(fā)展趨勢。

根據(jù)服務(wù)業(yè)的特點，工業(yè)工程技術(shù)在服務(wù)業(yè)主要應(yīng)用在三個方面：

1.布置優(yōu)化

在制造業(yè)中，首要的是進(jìn)行布置的優(yōu)化，一個好的布置是提高生產(chǎn)效率的良好途徑，是進(jìn)行改善生產(chǎn)功能、實現(xiàn)現(xiàn)代化管理的前提。在服務(wù)業(yè)中亦是如此，優(yōu)良的設(shè)施布置可以有效的改善整體功能，更好的提高整體效益。

2.流程優(yōu)化

其次是進(jìn)行流程優(yōu)化，流程優(yōu)化是在制造業(yè)生產(chǎn)中常見的優(yōu)化措施，而應(yīng)用于服務(wù)業(yè)改進(jìn)的問題的研究思路與在制造業(yè)上大致相同，首先，應(yīng)用“5W1H”，對服務(wù)流程進(jìn)行分析，得到問題所在，然后再運用“取消、合并、重排、簡化”四大原則對工作進(jìn)行具體優(yōu)化。使其在流程上得到盡可能的改善，從而提高效率。

3.質(zhì)量管理

在質(zhì)量管理上面，服務(wù)業(yè)的產(chǎn)品往往是無形產(chǎn)品，沒有具體的實物成分，看似與制造業(yè)上的質(zhì)量管理差距比較大，實際上殊途同歸，將有形化為無形，從而掌握服務(wù)業(yè)上的質(zhì)量管理和質(zhì)量保證的特點，才能有效提高質(zhì)量管理水平，才能更好地從整體利益的角度上進(jìn)行提高。

(四)工業(yè)工程的思想開始深入人心

除了在具體領(lǐng)域、具體事物的應(yīng)用以外，工業(yè)工程的思想也越來越被人們所重視。越來越多的管理者不僅開始應(yīng)用IE技術(shù)解決生產(chǎn)經(jīng)營中存在的諸多問題，而且開始運用IE思想解決除生產(chǎn)以外的其他問題，符興干已經(jīng)將工業(yè)工程應(yīng)用于行政方面[30]?，F(xiàn)如今，工業(yè)工程已經(jīng)成為加強科學(xué)管理、實現(xiàn)經(jīng)濟增長的有效手段。而且，隨著科技和經(jīng)濟的發(fā)展，面臨的問題也逐漸變得復(fù)雜化，必須深入透徹的理解工業(yè)工程的思想，針對具體問題進(jìn)行具體的分析，才能有效解決問題。更多的采用工業(yè)工程的思想，從每個層次都能夠提高效率，才能更好的使整個生產(chǎn)系統(tǒng)得到全方面的優(yōu)化和改善，才能更好地推動工業(yè)工程在中國的深入推廣與發(fā)展。

三、總結(jié)與期望

1.本文主要講述了工業(yè)工程在目前制造業(yè)發(fā)展的過程中遇到的一些常規(guī)性問題，并提出一些相對應(yīng)的解決措施，有助于在工業(yè)工程方面更好的學(xué)習(xí)和研究。

2.文章在具體實施上沒有做詳細(xì)的介紹，企業(yè)在如何具體解決問題方面，本文不予考慮。

3.工業(yè)工程的使用人員大多為管理層，生產(chǎn)現(xiàn)場的具體工作人員大多不具有工業(yè)工程的思想，只有將思想深入底層，從每個層次上進(jìn)行工業(yè)工程的優(yōu)化，才能使得 IE 方法更好地和現(xiàn)場相結(jié)合，產(chǎn)生最大化的經(jīng)濟效益。