現(xiàn)代工業(yè)工程的研究課題
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發(fā)展
工業(yè)工程的技術(shù)和管理基礎(chǔ)有:信息技術(shù)、制造與生產(chǎn)系統(tǒng)、管理系統(tǒng)工程和服務(wù)。為了創(chuàng)造各類組織的全潛力從中長期看現(xiàn)代工業(yè)工程應(yīng)該重點研究與開發(fā)以下課題:
1) 研究與開發(fā)未來的制造[2 3 > 。
從20 世紀(jì)70 年代以來制造的概念被極大地擴展了。1998 年美國國家研究委員會NRC 證實制造仍然是創(chuàng)造社會財富最基本的手段是國家經(jīng)濟發(fā)動機運行的強大 支 柱并把制造定 義為:創(chuàng)造、開發(fā)、支持和提供產(chǎn)品與服務(wù)所要求的流程/ 過程和組織實體。1999 年麻省理工學(xué)院MIT 認(rèn)為制造包括:產(chǎn)品的規(guī)劃、設(shè)計與開發(fā)、銷售與服務(wù)和實現(xiàn)這些職能所 運用的技術(shù)與流程以及使技術(shù)與人結(jié)合的途徑。
作為一個產(chǎn)業(yè)當(dāng)代制造已經(jīng)擴展為包括:硬件、軟件或硬軟件的集成生物技術(shù)和某些農(nóng)業(yè)綜合企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品。中國的工業(yè)工程必須積極參與和幫助制造應(yīng)對以下六大挑戰(zhàn):
①利用信息技術(shù)提升企業(yè)組織對市場的快速響應(yīng)能力。為此制造必須充分利用電子商務(wù)和并行工程等技術(shù)手段與工具。
②快速捕捉、搜集競爭信息并迅速把它們轉(zhuǎn)換成
競爭情報和知識。工業(yè)工程必須充分運用競爭情報(competitive intelligence) 、橫向?qū)Ρ? benchmarking)與關(guān)系學(xué) (relationship) 等先進 方法及其工具。
③快速配置和系統(tǒng)地集成人、技術(shù)和資源。發(fā)展網(wǎng)絡(luò)制造和基于互聯(lián)網(wǎng)與內(nèi)部網(wǎng)的溝通。
④消除或控制污染提高企業(yè)對環(huán)境的適應(yīng)性。執(zhí)行:不可再生資源利用最小化能源利用最小化對空氣和水的污染最小化使工作與生活環(huán)境綠色化四個判據(jù)準(zhǔn)則。
⑤發(fā)展可重組企業(yè)(Reconfigurable Enterprise) 。
所謂可重組企業(yè)是在良好的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(如法律、法規(guī)與行政和有序而高效的金融與市場運作、資源配送及通信網(wǎng)絡(luò)等社會條件) 支持下根據(jù)任務(wù)或項目的合作要求 可以快速“聚 合”(即組成動態(tài)聯(lián)盟/ 合作或虛擬公司) 一旦任務(wù)完成就可以快速“解散”的新一代可變組織與管理的企業(yè)。
⑥創(chuàng)新和改進了的流(過) 程。它是基于基本粒子物理、生物技術(shù)、納米技術(shù)和微小型化的材料零部件生成與制造和已經(jīng)創(chuàng)新改進了的工藝技術(shù)方法與流程的。
同時工業(yè)工程應(yīng)該積極參與應(yīng)對上述挑戰(zhàn)的十大關(guān)鍵技術(shù)的研究與開發(fā)它們是:
①可重組制造系統(tǒng)RMSs (Reconfigurable Manufacturing Systems) 。制造的實踐證明在企業(yè)的三個核心競爭要素中制造系統(tǒng)經(jīng)常成為滿足顧客需求的新
產(chǎn)品開發(fā)上 市和快速 響應(yīng)市場的商務(wù)活動的瓶頸。RMSs 是對傳統(tǒng)制造系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計、建造與運行理論和方法的創(chuàng)新它利用系統(tǒng)組元/ 模塊組態(tài)(布局) 的可變性與可更新性 實現(xiàn)制造系統(tǒng)的可 變性。它將對產(chǎn)品、制造系統(tǒng)及裝置硬軟件的設(shè)計與制造產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
②無損耗的處理(Waste2free Processing) 。未來的制造過程是能耗與資源消耗最小化的。
③新的物料過程(New Materials Process) 。它是建立在革新了的原材料與零部件制造方法與流程基礎(chǔ)上的。
④制造用生物技術(shù)(Biotechnology for Manufacturing) 。它是利用生物技術(shù)實現(xiàn)自動化裝配和加工的新一代制造技術(shù)。
⑤企業(yè)建模與仿真(Enterprise Modeling and Simulation) 。這一技術(shù)主要解決企業(yè)系統(tǒng)變換、商務(wù)流程和所有制造作業(yè)的建模、仿真和系統(tǒng)集成等有效綜合的問 題。
⑥信息技術(shù)( Information Technology) 。它是為正確、高效的各級決策提供全方位關(guān)鍵信息和快速把信息轉(zhuǎn)換成情報與知識的技術(shù)。
⑦產(chǎn)品與過程的設(shè)計方法( Product and Process Design Methods) 。它要求創(chuàng)新系統(tǒng)、產(chǎn)品與流程/ 過程的設(shè)計理論、方法和工具是新一代的計算機輔助設(shè)計原理、方法和 工具。
⑧增強了的機器- 人的接口( Enhanced Machine Human Interfaces) 。它是解決機器與人接口問題的新一代人機工程技術(shù)重點解決物理接口設(shè)計和增強員工學(xué)習(xí)能力 的問題。
⑨員工的教育與培訓(xùn)(Workforce Education and Training) 。它要求建造一種能快速聯(lián)想知識的教育培訓(xùn)和開發(fā)不同語言直接溝通的翻譯機實現(xiàn)不同文化、語言員工的合作。
⑩智能合作系統(tǒng)軟件(Software for Intelligent Collaboration Systems) 。其目的是把不同語言與文化背景的專家通過智能合作軟件融合為一體。它包括成組通信協(xié)議、制 造專用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、分布式企業(yè)流程控制方法與標(biāo)準(zhǔn)和共享知識等軟件的開發(fā)是利用人的交互動力學(xué)模型和全部智能合作軟件與接口軟件形成的虛擬合作空間。
2) 研究、開發(fā)和利用信息技術(shù)、信息系統(tǒng)和知識管理系統(tǒng)。
信息被理解為是經(jīng)過處理后可獲取人可以接受與理解、有確定涵義的情報的那些原材料。信息技術(shù)是以計算機技術(shù)、微電子- 檢測傳感技術(shù)和通信技術(shù)為支柱的技術(shù)群。信息 系統(tǒng)是提供經(jīng)過處理的信息流和精確數(shù)據(jù)與信息的網(wǎng)絡(luò)其核心功能是信息的處理和存儲保存。工業(yè)工程師們應(yīng)該積極進行信息系統(tǒng)及其軟件工具的研究開發(fā)特別是SCM、 CRMXRP(擴展的資源規(guī)劃) 以及電子貿(mào)易(e2C) 、電子商務(wù)(e2B) 和知識管理的工程系統(tǒng)的研究、開發(fā)與利用。發(fā)揮工業(yè)工程方法學(xué)的優(yōu)勢在我國利用信息技術(shù)改造和提升傳統(tǒng) 產(chǎn)業(yè)、發(fā)展學(xué)習(xí)型組織、發(fā)揮組織全潛力和適應(yīng)快速多變的市場競爭中施展工業(yè)工程師的才華。
3) 研究、開發(fā)和建立管理系統(tǒng)工程。
1990 年W. Skinner 明確指出:“傳統(tǒng)管理失效了”。現(xiàn)代企業(yè)迫切需要新的管理理論、方法與工具近7 ～ 8 年來企業(yè)界掀起學(xué)習(xí)應(yīng)用約束理論(TOC Theory of Constraints) 的熱潮。所謂約束管理是由E1M1Goldratt 開發(fā)的一種管理哲理它由三個分離而相關(guān)的業(yè)績測定、邏輯思考過程和后勤保護工程組成(APICS 2002) 。它不是最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)OPT 可以從以下幾方面根本改進企業(yè)的管理理論、方法和工具。
①企業(yè)的目的不再只是“為老板賺錢”而是“使受益者完全滿意( TSS total stakeholder satisfaction) ”。為了達到TSS 企業(yè)的目標(biāo)是“將來同現(xiàn)在一樣賺錢”以凈利潤 投資回報率和現(xiàn)金流三個指標(biāo)度量企業(yè)業(yè)績用產(chǎn)銷量、庫存和運行費用測度企業(yè)的運作以“產(chǎn)銷量最大化、庫存與運行費用最小化”作為優(yōu)化企業(yè)運作的目標(biāo)判據(jù)。
②約束是阻止(企業(yè)) 系統(tǒng)按其目標(biāo)達到更高業(yè)績水平的因素(APICS 2002) 。基于約束的五步法、99/ 1 規(guī)則和DBR(鼓/ 緩沖器/ 發(fā)信纜) 法是尋找和解決系統(tǒng)約束的方法利 用它們可以有效地找到瓶頸、提升企業(yè)的業(yè)績水平。
③基于約束的管理是按照TOC 原理管理組織和資源的實踐(APICS 2002) 。它利用DBR 法、V2A2T 結(jié)構(gòu)分析、關(guān)鍵鏈等理論管理后勤保障工程;測定每天的業(yè)績改進企業(yè)的業(yè)績 系統(tǒng);利用現(xiàn)在現(xiàn)實樹、未來現(xiàn)實樹、因果審計和云霧圖等工具思考與分析問題。80 年代以來的企業(yè)實踐證明只有把使顧客完全滿足TCS 作為業(yè)務(wù)工作目標(biāo)才能實現(xiàn)企業(yè)業(yè)績 改進。其核心是建立“超過顧客期望”的企業(yè)文化每天用3. 4 ×10 - 6 (6σ) 或0. 287 ×10 - 6 (6. 5σ) 測定所有員工和崗位業(yè)績差錯用每五年壓縮運行時間10 倍測定 效率的提升。同時工業(yè)工程還應(yīng)該繼續(xù)利用TOC 理論、DBD(基于決策的設(shè)計) 等理論在組織的系統(tǒng)管理、發(fā)揮人因作用特別是為建立管理系統(tǒng)工程學(xué)做出應(yīng)有的貢獻。
4) 積極參與服務(wù)領(lǐng)域企業(yè)的創(chuàng)新與改進。
過去十幾年工業(yè)工程象其它學(xué)科一樣不太重視在服務(wù)業(yè)領(lǐng)域的研究開發(fā)。服務(wù)具有不可觸摸性、不可分性、不均勻性和不可存儲性等特征同產(chǎn)品的生產(chǎn)活動有顯著的區(qū)別。對 于 這一最大的國民經(jīng)濟行業(yè)未來的工業(yè)工程不能置之不理應(yīng)該積極參與其改進與創(chuàng)新。
5) 企業(yè)員工教育與培訓(xùn)的革新。
現(xiàn)在事實上它已經(jīng)成為工業(yè)工程發(fā)揮作用的重要領(lǐng)域。未來要求工業(yè)工程在員工教育培訓(xùn)和智能合作系統(tǒng)軟件開發(fā)方面將發(fā)揮更大的作用。
6) 流程(過程) 技術(shù)的研究與開發(fā)。
流程設(shè)計與再造是改進工業(yè)工程方法、工作/ 作業(yè)測定和企業(yè)“全組織業(yè)績”的重要方法與工具。它包括:流程設(shè)計與再造(PDR) 、提問技術(shù)與調(diào)查表設(shè)計、動作經(jīng) 濟原則與方 法改進時間研究/ 作業(yè)測定組織系統(tǒng)業(yè)績測量以及工程決策等方法和對傳統(tǒng)工業(yè)工程工作研究的創(chuàng)新與改進。