工業(yè)工程其應(yīng)用
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工業(yè)工程(IndustrialEngineering，IE)是以規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)及工業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)為研究對象，以優(yōu)化生產(chǎn)系統(tǒng)，提高勞動生產(chǎn)率和綜合效益為追求目標(biāo)，在生產(chǎn)制造技術(shù)、管理科學(xué)和系統(tǒng)工程等科學(xué)不斷發(fā)展的基礎(chǔ)上形成的一門交叉邊緣學(xué)科。它伴隨著工業(yè)生產(chǎn)的需求而誕生，隨著技術(shù)的進(jìn)步而發(fā)展，對提高企業(yè)發(fā)展水平和效益，促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了巨大的推動作用。實踐證明，在發(fā)展經(jīng)濟(jì)和工業(yè)生產(chǎn)各領(lǐng)域，科學(xué)技術(shù)和管理技術(shù)往往是推動生產(chǎn)力發(fā)展的關(guān)鍵性因素。工業(yè)工程正是在探索科學(xué)技術(shù)與管理相結(jié)合的背景下誕生的，并在其轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力的過程中起到了相當(dāng)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(xué)科，它有效地綜合了工程科學(xué)、管理科學(xué)、自然科學(xué)和社會科學(xué)等多學(xué)科研究的最新成果，逐步形成了自己獨立的科學(xué)體系，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和市場需求的不斷發(fā)展而變化，其內(nèi)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(xué)會給出了工業(yè)工程完整的定義，即“工業(yè)工程是對有關(guān)人員、物資、設(shè)備、能源和信息等組成的整體系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計、改造與實施的一門學(xué)科，它利用數(shù)學(xué)、物理和社會科學(xué)的專門知識和技能，并且應(yīng)用工程分析和設(shè)計的原理和方法，對該系統(tǒng)可能獲得的成果予以確定、預(yù)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(shù)和信息組成更加有效和更富于生產(chǎn)力的綜合系統(tǒng)，所從事的規(guī)劃、設(shè)計、評價和創(chuàng)新的活動，它為有效的組織和管理提供科學(xué)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(biāo)必須服從系統(tǒng)的總目標(biāo)。在實施過程中ＩＥ把工業(yè)生產(chǎn)看成是一個龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)，當(dāng)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(jié)合的觀點和方法，進(jìn)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(shù)與管理集成的思想：ＩＥ一個很重要的特點是從技術(shù)角度研究和解決生產(chǎn)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(jìn)行分析、設(shè)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(shù)和管理緊密結(jié)合的工程學(xué)科，而工業(yè)工程師是執(zhí)行這一任務(wù)的懂管理的復(fù)合型專業(yè)技術(shù)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(nèi)容的傳統(tǒng)ＩＥ階段；與運籌學(xué)相結(jié)合進(jìn)行更系統(tǒng)和精確設(shè)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(jìn)行分析和設(shè)計的系統(tǒng)科學(xué)體系階段；目前可以認(rèn)為是ＩＥ應(yīng)用各種新技術(shù)、新理論不斷拓展應(yīng)用領(lǐng)域和范圍的新的發(fā)展階段。
從學(xué)科方面看，ＩＥ是一個動態(tài)的、發(fā)展的研究領(lǐng)域，具有鮮明的時代氣息，許多現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)知識都成為ＩＥ的相關(guān)學(xué)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(jìn)行分析、設(shè)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(yīng)用范疇。因此ＩＥ被認(rèn)為是發(fā)展最快的工程技術(shù)學(xué)科之一。從應(yīng)用方面看，ＩＥ的應(yīng)用領(lǐng)域范圍也不斷拓展。最初工業(yè)工程的主要應(yīng)用在制造業(yè)。當(dāng)今社會，工業(yè)已成為社會各產(chǎn)業(yè)的集合，因此ＩＥ迅速從制造業(yè)發(fā)展到各產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，甚至包括服務(wù)業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)乃至行政公共事業(yè)。從本身的內(nèi)涵方面看，工業(yè)工程本身的內(nèi)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(chǎn)中的勞動者，是一種生產(chǎn)資源，而現(xiàn)在更多地強調(diào)生產(chǎn)活動中人的積極性及創(chuàng)造性，強調(diào)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(chǎn)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(nèi)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(yīng)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(shè)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(chǎn)業(yè)政策、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)技術(shù)政策、技術(shù)發(fā)展規(guī)劃、工業(yè)教育及培訓(xùn)規(guī)劃等。微觀規(guī)劃，包括企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)、業(yè)務(wù)發(fā)展規(guī)劃、企業(yè)經(jīng)營戰(zhàn)略、技術(shù)更新和改造、安全環(huán)境規(guī)劃、質(zhì)量成本規(guī)劃、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)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(shè)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(shè)計與實施，包括制造過程系統(tǒng)、質(zhì)量保證系統(tǒng)、組織結(jié)構(gòu)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(shè)計、設(shè)施設(shè)計等)和支持系統(tǒng)(網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫)等。②工作研究與實施，包括生產(chǎn)流程設(shè)計、生產(chǎn)技術(shù)選擇、作業(yè)程序方法設(shè)計、作業(yè)時間及動作標(biāo)準(zhǔn)制訂、作業(yè)環(huán)境設(shè)計、人力資源開發(fā)與設(shè)計等。③制造過程控制，包括制造資源計劃、質(zhì)量控制與可靠性、生產(chǎn)計劃與控制、過程成本控制等。④標(biāo)準(zhǔn)制訂與實施，主要有設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、工作標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范與規(guī)程制訂、工業(yè)安全、衛(wèi)生、環(huán)保系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范等。⑤企業(yè)重組與再造，主要有虛擬企業(yè)設(shè)計與實施、各種現(xiàn)代制造方式的設(shè)計與實施、經(jīng)營過程設(shè)計與再造，職工培訓(xùn)與教育的設(shè)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(jìn)行評價分析，以達(dá)到最優(yōu)的結(jié)果，主要包括技術(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展預(yù)測評價，投資分析、產(chǎn)品設(shè)計評價、工程經(jīng)濟(jì)分析與評價、各種規(guī)劃設(shè)計方案的評價、現(xiàn)存各子系統(tǒng)的評價、質(zhì)量與可靠性評價，職工業(yè)績與職務(wù)評價、評價指標(biāo)及規(guī)程技術(shù)評價，獎懲機制建立與評價、宣傳教育系統(tǒng)結(jié)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(dá)到促進(jìn)系統(tǒng)不斷創(chuàng)新的目標(biāo)，是ＩＥ的功能之一。這里主要包括產(chǎn)品改進(jìn)、工藝改進(jìn)、設(shè)施改進(jìn)、系統(tǒng)組織改進(jìn)、工作方式改進(jìn)、技術(shù)創(chuàng)新的激勵與組織、新產(chǎn)品新技術(shù)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(shù)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(zhì)的復(fù)合型人才，美國工業(yè)工程師學(xué)會為工業(yè)工程師下了如下定義:“工業(yè)工程技術(shù)人員是為了達(dá)到管理者的目標(biāo)(目標(biāo)的根本含義是企業(yè)取得最佳利潤，且風(fēng)險最小)而貢獻(xiàn)出技術(shù)的人，工業(yè)工程技術(shù)人員協(xié)助各級管理人員，在業(yè)務(wù)經(jīng)營的設(shè)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(jì)資源”。因此，工業(yè)工程師必須具備寬廣深厚的基礎(chǔ)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(yīng)用知識。
4、工業(yè)工程的應(yīng)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(shè)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(yīng)用實踐。取得了豐碩的成果。
ＩＥ的應(yīng)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(xué)管理的方法進(jìn)行時間及動作研究、工作簡化、質(zhì)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(zhuǎn)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(xué)的思想，進(jìn)行生產(chǎn)過程的分析、規(guī)劃、完善改進(jìn)等工作，并提供系統(tǒng)各種最優(yōu)化的技術(shù)支持。在此基礎(chǔ)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(jìn)行管理的階段轉(zhuǎn)變，這一階段的主要特點是系統(tǒng)性和綜合性，強調(diào)的是企業(yè)整體效益最佳。
制造企業(yè)是一個復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，在這一系統(tǒng)中伴隨著生產(chǎn)過程的進(jìn)行，始終有物質(zhì)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(jìn)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(biāo)。在市場競爭日益加劇，生產(chǎn)系統(tǒng)對市場的響應(yīng)速度成為企業(yè)生存的關(guān)鍵因素的今天，各種先進(jìn)制造技術(shù)和先進(jìn)生產(chǎn)模式不斷涌現(xiàn)。
這些技術(shù)和模式大致可以分為兩種，一種是以生產(chǎn)技術(shù)為中心并逐步延伸和發(fā)展的制造技術(shù)和模式，它強調(diào)生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)經(jīng)營管理過程為中心的生產(chǎn)技術(shù)和模式，它強調(diào)產(chǎn)品多樣化、單件化和個性化，生產(chǎn)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(shù)、并行工程、敏捷制造、精益生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)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(chǎn)(ＭＣＭ)、全能制造等都是為了適應(yīng)這一需要而提出的生產(chǎn)技術(shù)和模式。
無論哪種新的生產(chǎn)技術(shù)和模式，它們的共同特點都是以市場為導(dǎo)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(dǎo)，以技術(shù)和管理緊密結(jié)合為特征，達(dá)到生產(chǎn)系統(tǒng)高速度、高質(zhì)量、高靈活性、低成本、短生產(chǎn)周期的目的。從這個意義上講，工業(yè)工程的發(fā)展，為生產(chǎn)系統(tǒng)的發(fā)展和進(jìn)步提供了思想方法和理論依據(jù)，同時各種先進(jìn)制造技術(shù)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(jìn)制造技術(shù)，探索先進(jìn)制造技術(shù)和各種先進(jìn)生產(chǎn)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。