IE工業(yè)工程及其在工業(yè)生產中的應用
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工業(yè)工程(IndustrialEngineering，IE)是以規(guī)模化工業(yè)生產及工業(yè)經(jīng)濟系統(tǒng)為研究對象,以優(yōu)化生產系統(tǒng),提高勞動生產率和綜合效益為追求目標,在生產制造技術、管理科學和系統(tǒng)工程等科學不斷發(fā)展的基礎上形成的一門交叉邊緣學科。它伴隨著工業(yè)生產的需求而誕生,隨著技術的進步而發(fā)展,對提高企業(yè)發(fā)展水平和效益,促進國民經(jīng)濟發(fā)展起到了巨大的推動作用。實踐證明,在發(fā)展經(jīng)濟和工業(yè)生產各領域,科學技術和管理技術往往是推動生產力發(fā)展的關鍵性因素。工業(yè)工程正是在探索科學技術與管理相結合的背景下誕生的,并在其轉化為現(xiàn)實生產力的過程中起到了相當重要的作用。
1、工業(yè)工程的概念
工業(yè)工程是一門不斷發(fā)展和完善的學科,它有效地綜合了工程科學、管理科學、自然科學和社會科學等多學科研究的最新成果,逐步形成了自己獨立的科學體系,并且隨著科學技術的發(fā)展和市場需求的不斷發(fā)展而變化,其內涵和外延還在不斷豐富和發(fā)展。1955年美國工業(yè)工程師學會給出了工業(yè)工程完整的定義,即“工業(yè)工程是對有關人員、物資、設備、能源和信息等組成的整體系統(tǒng)進行設計、改造與實施的一門學科,它利用數(shù)學、物理和社會科學的專門知識和技能,并且應用工程分析和設計的原理和方法,對該系統(tǒng)可能獲得的成果予以確定、預測和評價”。可以看出,工業(yè)工程是綜合運用各種實用的知識和方法,為把人力、物資、裝備、技術和信息組成更加有效和更富于生產力的綜合系統(tǒng),所從事的規(guī)劃、設計、評價和創(chuàng)新的活動,它為有效的組織和管理提供科學依據(jù)。
2、工業(yè)工程的基本特征
從工業(yè)工程的概念到實際工程實踐來看,工業(yè)工程具有如下基本特征:
(1)整體系統(tǒng)的思想:工業(yè)工程的理論和思想是追求系統(tǒng)的整體效益。各子系統(tǒng)的目標必須服從系統(tǒng)的總目標。在實施過程中IE把工業(yè)生產看成是一個龐大而復雜的系統(tǒng),當然一個企業(yè)、車間、工段等也可以是一個系統(tǒng)。現(xiàn)代IE就是用系統(tǒng)的、結合的觀點和方法,進行統(tǒng)籌規(guī)劃、綜合平衡,以充分發(fā)揮系統(tǒng)的整體效益。
(2)技術與管理集成的思想:IE一個很重要的特點是從技術角度研究和解決生產組織和管理中的問題,而具體實施中,則是站在系統(tǒng)全局管理的角度進行分析、設計、改造和控制系統(tǒng)的運行行為,以求整體最優(yōu)。因此它是技術和管理緊密結合的工程學科,而工業(yè)工程師是執(zhí)行這一任務的懂管理的復合型專業(yè)技術人才。
(3)不斷發(fā)展和完善的思想:IE自誕生以來,經(jīng)歷了圍繞提高作業(yè)效率為重要內容的傳統(tǒng)IE階段;與運籌學相結合進行更系統(tǒng)和精確設計的獨立活動階段;以系統(tǒng)工程為新的支柱,形成從微觀到宏觀,從局部到整體進行分析和設計的系統(tǒng)科學體系階段;目前可以認為是IE應用各種新技術、新理論不斷拓展應用領域和范圍的新的發(fā)展階段。
從學科方面看,IE是一個動態(tài)的、發(fā)展的研究領域,具有鮮明的時代氣息,許多現(xiàn)代科學技術知識都成為IE的相關學科,例如早期的實驗統(tǒng)計方法、運籌方法到現(xiàn)在的大系統(tǒng)理論及系統(tǒng)集成的理論和方法等,凡是有利于對系統(tǒng)進行分析、設計和評價以及有利于提高效益的方法,都被及時納入IE的研究和應用范疇。因此IE被認為是發(fā)展最快的工程技術學科之一。從應用方面看,IE的應用領域范圍也不斷拓展。最初工業(yè)工程的主要應用在制造業(yè)。當今社會,工業(yè)已成為社會各產業(yè)的集合,因此IE迅速從制造業(yè)發(fā)展到各產業(yè)領域,甚至包括服務業(yè)、現(xiàn)代農業(yè)乃至行政公共事業(yè)。從本身的內涵方面看,工業(yè)工程本身的內涵也在不斷變化,例如過去談到的人及人員,一般指工業(yè)生產中的勞動者,是一種生產資源,而現(xiàn)在更多地強調生產活動中人的積極性及創(chuàng)造性,強調合理的人員配置和使用。又如物資和物料的概念,現(xiàn)在已不局限于生產過程的原材料、在制品,而是系統(tǒng)中運行的各種實體的總稱,這些概念的擴展使工業(yè)工程的研究內容更加豐富多彩。
3、工業(yè)工程的基本職能
工業(yè)工程在其發(fā)展和應用實踐過程中,逐步形成了自身的特色和職能。按照現(xiàn)代工業(yè)工程的定義,其基本職能包括系統(tǒng)規(guī)劃功能、系統(tǒng)設計與實施功能、系統(tǒng)評價功能和系統(tǒng)創(chuàng)新功能四大部分。
(1)系統(tǒng)規(guī)劃功能
一般包括宏觀系統(tǒng)規(guī)劃和微觀系統(tǒng)規(guī)劃兩大部分。宏觀規(guī)劃,包括產業(yè)政策、產業(yè)結構、產業(yè)技術政策、技術發(fā)展規(guī)劃、工業(yè)教育及培訓規(guī)劃等。微觀規(guī)劃,包括企業(yè)新
產品開發(fā)、業(yè)務發(fā)展規(guī)劃、企業(yè)經(jīng)營戰(zhàn)略、技術更新和改造、安全環(huán)境規(guī)劃、
質量成本規(guī)劃、產品標準及系列化規(guī)劃、職工教育及人力資源開發(fā)規(guī)劃等。
(2)系統(tǒng)設計與實施功能
這是IE最主要的功能之一,主要有:①系統(tǒng)設計與實施,包括制造過程系統(tǒng)、質量保證系統(tǒng)、組織結構系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)、物流系統(tǒng)(工程選址、工廠布置、工程項目總體設計、設施設計等)和支持系統(tǒng)(網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫)等。②工作研究與實施,包括生產流程設計、生產技術選擇、作業(yè)程序方法設計、作業(yè)時間及動作標準制訂、作業(yè)環(huán)境設計、人力資源開發(fā)與設計等。③制造過程控制,包括制造資源計劃、質量控制與
可靠性、
生產計劃與控制、過程成本控制等。④標準制訂與實施,主要有設計標準、質量標準、工作標準、規(guī)范與規(guī)程制訂、工業(yè)安全、衛(wèi)生、環(huán)保系統(tǒng)標準與規(guī)范等。⑤企業(yè)重組與再造,主要有虛擬企業(yè)設計與實施、各種現(xiàn)代制造方式的設計與實施、經(jīng)營過程設計與再造,職工培訓與教育的設計與安排等等。
(3)系統(tǒng)評價功能
系統(tǒng)評價功能主要是借助各種分析評價工具對系統(tǒng)的效益或成果進行評價分析,以達到最優(yōu)的結果,主要包括技術經(jīng)濟發(fā)展預測評價,投資分析、產品設計評價、工程經(jīng)濟分析與評價、各種規(guī)劃設計方案的評價、現(xiàn)存各子系統(tǒng)的評價、質量與可靠性評價,職工業(yè)績與職務評價、評價指標及規(guī)程技術評價,獎懲機制建立與評價、宣傳教育系統(tǒng)結果評價等。
(4)系統(tǒng)創(chuàng)新功能
創(chuàng)新是企業(yè)發(fā)展的根本源泉,通過對系統(tǒng)的分析評價、完善改造以達到促進系統(tǒng)不斷創(chuàng)新的目標,是IE的功能之一。這里主要包括產品改進、工藝改進、設施改進、系統(tǒng)組織改進、工作方式改進、技術創(chuàng)新的激勵與組織、新產品新技術的工作開發(fā)等。
按照上述的功能,從事工業(yè)工程專業(yè)的人才絕非一般的專業(yè)技術人才和一般的管理人才所能勝任的,它必須是具有全面素質的復合型人才,美國工業(yè)工程師學會為工業(yè)工程師下了如下定義:“工業(yè)工程技術人員是為了達到管理者的目標(目標的根本含義是企業(yè)取得最佳利潤,且風險最小)而貢獻出技術的人,工業(yè)工程技術人員協(xié)助各級管理人員,在業(yè)務經(jīng)營的設想、規(guī)劃、實施、控制方法等方面從事研究和發(fā)明,以期更有效地利用人才和各種經(jīng)濟資源”。因此,工業(yè)工程師必須具備寬廣深厚的基礎知識、專業(yè)知識、系統(tǒng)工程的理論、現(xiàn)代管理知識及計算機應用知識。
4、工業(yè)工程的應用及發(fā)展
工業(yè)工程以其鮮明的實踐性、工程性、社會性、創(chuàng)新性、綜合性、時代性等特征,已被大家接受,并且圍繞系統(tǒng)規(guī)劃、設計與實施、評價和創(chuàng)新四大職能開展了廣泛的理論研究和工程應用實踐。取得了豐碩的成果。
IE的應用經(jīng)歷了不同的階段。在工業(yè)工程初期,主要以現(xiàn)場為中心,作業(yè)者為對象,采用科學管理的方法進行時間及動作研究、工作簡化、質量控制、工廠布置、物料搬運等工作,以提高單項作業(yè)的效率和降低其作業(yè)成本;隨著研究工作的深入,逐步轉向以工廠為中心,管理者為對象,采用綜合的管理以及運籌學的思想,進行生產過程的分析、規(guī)劃、完善改進等工作,并提供系統(tǒng)各種最優(yōu)化的技術支持。在此基礎上,向以企業(yè)整體為中心,經(jīng)營者為對象,用系統(tǒng)戰(zhàn)略進行管理的階段轉變,這一階段的主要特點是系統(tǒng)性和綜合性,強調的是企業(yè)整體效益最佳。
制造企業(yè)是一個復雜的非線性系統(tǒng),在這一系統(tǒng)中伴隨著生產過程的進行,始終有物質流、信息流、能量流、資金流、人員流、誤差流等流素不斷地流動,如何對這些流素進行規(guī)劃、組織、管理、優(yōu)化和匹配使系統(tǒng)取得更好的效益是企業(yè)追求的目標。在市場競爭日益加劇,生產系統(tǒng)對市場的響應速度成為企業(yè)生存的關鍵因素的今天,各種先進制造技術和先進生產模式不斷涌現(xiàn)。這些技術和模式大致可以分為兩種,一種是以生產技術為中心并逐步延伸和發(fā)展的制造技術和模式,它強調生產過程高速化、精密化、自動化、柔性化、智能化。例如CNC、DNC、MC、FMC、FMS等,其重點是以零件制造過程為對象,集CAD、CAPP和CAM為一體,形成高效的生產系統(tǒng),其最高發(fā)展形式是計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS);另一種是以企業(yè)生產經(jīng)營管理過程為中心的生產技術和模式,它強調產品多樣化、單件化和個性化,生產經(jīng)營過程的敏捷性、動態(tài)性以及虛擬性。例如JIT、MRPⅡ、ERP、成組技術、并行工程、敏捷制造、
精益生產、網(wǎng)絡化制造、動態(tài)聯(lián)盟、虛擬制造及虛擬企業(yè),大批量定制生產(MCM)、全能制造等都是為了適應這一需要而提出的生產技術和模式。無論哪種新的生產技術和模式,它們的共同特點都是以市場為導向,顧客的需求為宗旨,以工業(yè)工程和系統(tǒng)工程的思想和方法為指導,以技術和管理緊密結合為特征,達到生產系統(tǒng)高速度、高質量、高靈活性、低成本、短生產周期的目的。從這個意義上講,工業(yè)工程的發(fā)展,為生產系統(tǒng)的發(fā)展和進步提供了思想方法和理論依據(jù),同時各種先進制造技術的不斷出現(xiàn)也為工業(yè)工程研究的深入和完善提出了新的研究課題和突破口,因此我們有理由相信,大力發(fā)展先進制造技術,探索先進制造技術和各種先進生產模式的集成與融合,使其發(fā)揮更好更有效的作用將是工業(yè)工程的必然趨勢。