基于制造业的工业工程发展优化研究

2020-03-22

福建质量管理 2020年1期

(华北科技学院安全工程学院北京 101601)

引言

工业工程(Industrial Engineer简称IE)方法在企业中的目的，是用最有限的资源创造最大的产出。工业工程以系统工程的标准为理念，以数学的理论为基础，以制造思想和管理理念为指导，以信息技术为工具，对制造业中的问题进行分析、设计与优化，以提高整体的效率。现如今，工业工程不仅应用于制造业，同样也开始应用于服务业、非营利性组织中，而且工业工程应用的方式同样变的多种多样，应用手段也变的层出不穷，其能够提高生产效率的作用越来越被社会各界所接受并认可。

一、工业工程的定义与发展

工业工程是一门集管理、经济和多种工程技术的交叉性学科，是以各种产业的整体系统作为研究对象，以解决管理效率、质量和成本问题为核心的工程技术体系[1-2]。

世界各国组织都根据自身的状况对工业工程下了定义，虽然表述上不太一样，但其内在思想是统一的，不过在侧重点上存在着这样那样的不同，如美国工业工程师学会对于工业工程的定义，虽然明确的指出了工业工程的研究对象、方法、内容以及学科性质，但未能明确工业工程的根本目标存在和一定量的不足；日本工业工程协会对于工业工程的定义，对工业工程的性质、目的和方法都给出了简单的说明，其主要体现的是“以人为本”的思想，但定义不够全面具体。文章研究内容为中国制造业中工业工程的发展，遂采用中国对于工业工程的定义：工业工程是以人、物料、设备、能源和信息组成的集成系统为主要研究对象综合应用工程技术、管理科学和社会科学的理论与方法等知识对其进行规划、设计、管理、改进和创新等活动使其达到降低成本提高质量和效益的目的[3]。

无论何时，企业在其正常的发展过程中，都会想要充分的提高企业生产率，降低企业的生产成本，从而有效的提高企业的生产效益，而想要完成这一目标，第一点就在于如何将有限的资源进行合理的分配并加以有效的使用，来减少不必要的浪费。而且因为经济全球化的来临，“一带一路”方针的有效实施，使得有效地利用资源更是企业经济发展由粗放型转向集约型的关键。第二点，以人为本是工业化的基本特征，也是人类社会发展的目标，社会发展过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，更有助于企业生产率的提高。工业工程正好可以有效的解决这两点，它不仅研究工业生产效率有效提高的工程方法，而且强调改善企业的工作环境，使其更加的安全舒适，从而提高企业的生产效率，并且从管理学的高度对企业进行统筹规划，使其更加有效的提高生产力[4]。

工业工程在我国虽然才应用了近30年，但其发展的速度很快，许多大型企业已经开始大量地应用工业工程技术来解决生产经营中所存在的问题。国内比较典型的一汽-大众集团，就应用了工业工程的技术，并取得了明显的经济效益[5-7]。

二、工业工程在制造业方面所遇到的发展困境及解决路径

我国在1989年后开始正式发展工业工程，发展的时间比较短暂，到目前为止，其主要的应用领域依然在制造业上面，但我国制造业逐渐的发展中，也产生了许多关键性的问题。从宏观上来看，中国制造业面临着发达国家制造业回归本土及新兴经济体低成本制造快速发展的阻力；从微观层面上看，制约中国制造业企业发展的关键问题在于在生产实践过程中工业工程基础累积不够；重技术、轻管理的思想普遍存在；缺乏管理与技术集成创新的能力[8-9]，导致着我国工业工程的发展停滞不前，文章从工具、技术、应用对象乃至于思想的角度提出了相对应的方法。

(一)新的工业工程研究工具

在正常的研究过程中，对研究的结果的验证是必不可少的，而且研究工具的变革与改进，更有利于成本的降低以及实验准确性的提高。在以往的工业工程研究中，一般运用Flexsim或Vissim仿真软件对改善后的方案进行了仿真验证[10-12]。但随着我国科技的迅猛发展，人们对仿真技术的期望也越来越高，过去，人们只是通过用仿真技术来模拟某单个物理现象、设备或简单的系统；到如今，人们要求能能用仿真技术来描述复杂的系统，甚至于描述由众多不同系统组成的系统体系。

虚拟现实(Virtual Reality)技术[13]，简称VR，是20世纪80年代新崛起的一种综合集成技术，它可以逼真地模拟现实世界(甚至是不存在的)的事物和环境，从而更好地降低制造成本，缩短实施时间，减少设计的反复，提高实验的准确性。白云霞[14]等提出的在轻化工程专业的应用，王世敏[15]提出的仿真技术在电子产品设计的应用，王凯茜[16]等提出的在工业设计上的应用，这些已经逐步的将虚拟现实技术应用到实际生产中，周泽伟[17]提出的流程工业过程模拟仿真系统更体现了在工业工程中使用新技术的优点。此外，在其他的学科领域也逐渐发展起来了一些新方法，如模糊逻辑、遗传算法以及神经网络等，也不断被引入到工业工程的研究之中。朱琇琪[18]建立了相关的数学模型，朱庆国[19]提出了神经工业工程就体现了这一点。

(二)工业工程与信息技术相结合

我国想要从“中国制造”迈向“中国创造”，工业工程和企业信息化是不可或缺的。实现工业工程信息化(IE+IT)，对于我国制造业的发展与变革具有重大意义。在这一方面，齐二石教授提出了工业工程与信息化集成提升企业竞争力的增效管理创新模式，制造企业面向全生命周期的精益设计就是典型应用之一[20]。彭宁针对自动化程度较高的生产系统中人员和机器的配置问题,将工业工程(IE)技术与信息化手段(IT)结合,提出基于IE+IT的人机配置优化方法[21]。李明辉针对中小包装企业生产现场,运用IE+IT的优化方法解决包装制造企业的作业标准化、物料搬运优化等现场问题[22]。程颢提出以工业工程(IE)技术应用为基础的管理信息系统已成为企业整合资源的有效手段,而且也是企业成功应用信息技术(IT),实现信息化的基础管理[23]。屈亚娟从“IE+IT”的内涵、工业化与信息化融合的战略重点、技术方法等方面进行论述,提出“IE+IT”模式是我国中小制造业在信息化时代下增强核心竞争力的必然选择[24]。工业工程信息化是工业工程发展的必由之路，能够更好的达成自动化、系统化、工业化，能够更好的降低成本，提高效率。

(三)工业工程技术应用于非制造领域

近年来，我国的科技发展极其迅速，而且随着“一带一路”方针的实施，使得制造业所需劳动量大幅度下滑，社会发展的主流已经开始从制造业向着服务业转变，随着服务业时代的来临，就需要把工业工程在制造业中的经验及技术转换到服务业等非制造领域。台湾地区许多医院就已经开始应用了许多工业工程的技术方法来进行医院的日常管理，在保证医疗服务水准的同时，有效降低了医疗成本[25]。杨萍[26]、周清华[27]、莫志平[28]、葛晓梅[29]等同样讲述了工业工程在服务业上的发展趋势。

根据服务业的特点，工业工程技术在服务业主要应用在三个方面：

1.布置优化

在制造业中，首要的是进行布置的优化，一个好的布置是提高生产效率的良好途径，是进行改善生产功能、实现现代化管理的前提。在服务业中亦是如此，优良的设施布置可以有效的改善整体功能，更好的提高整体效益。

2.流程优化

其次是进行流程优化，流程优化是在制造业生产中常见的优化措施，而应用于服务业改进的问题的研究思路与在制造业上大致相同，首先，应用“5W1H”，对服务流程进行分析，得到问题所在，然后再运用“取消、合并、重排、简化”四大原则对工作进行具体优化。使其在流程上得到尽可能的改善，从而提高效率。

3.质量管理

在质量管理上面，服务业的产品往往是无形产品，没有具体的实物成分，看似与制造业上的质量管理差距比较大，实际上殊途同归，将有形化为无形，从而掌握服务业上的质量管理和质量保证的特点，才能有效提高质量管理水平，才能更好地从整体利益的角度上进行提高。

(四)工业工程的思想开始深入人心

除了在具体领域、具体事物的应用以外，工业工程的思想也越来越被人们所重视。越来越多的管理者不仅开始应用IE技术解决生产经营中存在的诸多问题，而且开始运用IE思想解决除生产以外的其他问题，符兴干已经将工业工程应用于行政方面[30]。现如今，工业工程已经成为加强科学管理、实现经济增长的有效手段。而且，随着科技和经济的发展，面临的问题也逐渐变得复杂化，必须深入透彻的理解工业工程的思想，针对具体问题进行具体的分析，才能有效解决问题。更多的采用工业工程的思想，从每个层次都能够提高效率，才能更好的使整个生产系统得到全方面的优化和改善，才能更好地推动工业工程在中国的深入推广与发展。