工業工程與智能制造發展的思考

(山東科技大學 山東 青島 266000)

一、前言

隨著經濟的發展，在改革開放的推動下，中國制造業的得到了迅猛發展，作為中國的第二產業，制造業相對于農業、服務業發展很快，成為國民經濟發展的重要支柱。中國制造業已經影響了世界，世界制造中心正在快速向中國靠近，經過近些年的發展，很多私企、外企在中國快速崛起，在引導經濟迅猛發展的同時，也帶來了先進的技術與就業機會。中國逐漸成為名副其實的制造業大國。但中國僅僅是制造業強大，但是和德國、日本以及美國等制造業強國相比還有很大的差距。主要差距是：產品生產率低、創新能力偏低、知名品牌缺乏、創造的附加值少等。[1]這些差距不僅阻礙了社會經濟的發展，同時阻礙了中國工業前進的腳步。中國是一個后工業化國家,工業化的進程還遠沒有完成。相比于南方,工業工程在中國北方的重視程度不高。工業工程在中國發展的結構極其的不協調。由于北方企業對工業工程的不重視,造成了資源、效率的浪費,最后損失了公司的一部分利益。

二、工業工程的發展與思考

(一)工業工程的起源與發展。由于軍事的需要，工業工程于20世紀初起源于美國，經過短時間的發展，工業工程被應用于工業，其中制造業最具代表性。在手工生產時代，生產沒有一個標準，人們僅僅靠自己的經驗管理生產，會造成資源與效率的浪費。到20世紀初,工業開始進入“科學管理時代”。出現了泰勒、吉爾布雷斯夫婦等一批代表性人物。美國工程師泰勒發表的《科學管理的原理》一書是這一時代的代表作，同時也是工業工程的經典著作。現在,工業工程的應用領域是極其廣泛的,由最初的制造業擴大到了建筑業,交通運輸,銷售,航空,政府部門,金融,醫院,軍事后勤,公共衛生,服務業等領域。筆者認為現代工業工程人應具備工業工程的思想,在以后不管從事什么工作,都能具備工業工程的思想以及工業工程的意識去想問題,甚至于去解決問題,也許會有出其不意的效果。

(二)工業工程在中國的發展。工業工程在世界上已經發展了一百多年,但是在中國僅僅發展了30多年,時間很短，技術創新方面也遠遠落后于德國、日本等工業發達國家。且中國工業發展較晚，基礎薄弱，管理制度方面對于工業發達國家差距也是十分明顯。工業工程是一個真正可以匹配應用到制造業的專業，但是在80年代才剛剛引入國內，到現在為止也沒有深入到各個企業中，很多企業還不能很好的了解工業工程所能發揮的作用。企業沒有一個很好的管理制度與應用體系，就無法快速發展。[2]綜上所述，中國的工業工程僅僅引進30多年，仍處于認識和起步階段。要想制造業乃至工業能迅速發展，工業工程將在社會發展中發揮越來越重要的作用。

三、智能制造的發展與思考

(一)智能制造在世界的發展與技術應用。進入21世紀的大數據、云計算時代，德國為提高工業競爭力，在產、學、研各界共同制定了“工業4.0”，并推出了《德國工業4.0戰略計劃實施建議》，這個計劃將工業的未來發展做了大膽預測與藍圖勾劃。[3]提出了以智能+網絡化為一個核心；領先的供應商戰略與市場戰略為兩大戰略支柱；橫向、縱向、端對端三大集成。德國發動工業4.0的同時，美國也發布了國家先進制造戰略計劃。分析了當前的先進制造業的的生產方式，結合現在面臨的機遇和挑戰，通過規劃一個強大的創新政策，縮短與其他國家的創新差距，解決一系列科技問題。[3]這時傳統的制造業強國,日本選擇了機器人作為突破口,創建了物聯網升級制造模式。隨著,還有中國制造2025,為實現立足國情,立足現實,力爭通過三步走實現制造強國的戰略目標，“中國制造2025”將分類開展流程制造、離散制造、智能裝備和產品、智能制造新業態新模式、智能化管理、智能服務這六大重點行動,[3]創造出智能制造新時代。由此看出各個國家在進入21世紀以后都想在工業方面轉型,通過大數據、云制造、標準化,使制造業智能化。

(二)中國在智能制造方面的瓶頸。我國工業化起步晚,技術積累相對落后,技術創新與先進技術的產業化能力與其他工業發達國家也有很大的差距，在很多企業尤其是私企只能做一些類似零件裝配簡單的工作，沒有自己的核心技術，在很多方面受制于人，以至于在行業競爭中沒有足夠的競爭力，事態嚴重的可能會引起公司倒閉。我國的軟件系統發展也沒有處于世界的前端，以至于軟件技術積累嚴重不足，沒有高端科學技術，智能制造就不能快速發展。近年來，制造企業的技術有所增強，但是很多企業都是安于現狀，都是應用外國的軟件系統，受制于人。由于智能制造裝備產業的不發達，其還將面臨基礎操作系統缺失的風險。跨國公司壟斷勢力擠壓國內企業發展空間。當前，發達國家掌握了全球智能制造產業并且對后發國家形成了掣肘作用。雖然我國智能制造需求市場巨大，但90%依賴進口。近年來，我國的智能裝備市場增長迅速，雖然帶動了中國智能制造產業的發展和技術進步，但同時也進一步擠壓國內自主品牌企業的市場空間。

四、工業工程人與智能制造結合發展

(一)對智能制造的發展應具備工業工程的思想。智能制造與工業工程具有同樣的思想。目前被公認最接近工業4.0的工廠是西門子安貝格電子制造工廠。即該工廠通過智能制造將產品生命周期(PLM)、制造執行系統(MES)以及工業自動化三項關鍵技術整合起來,并將它們作為完整系統應用。PLM與MES都是工業工程相關學科,并且根據工科的性質,工業工程與智能制造可以協同進行,共同發展。作為工業工程人,我們需要追隨國家的腳步,將工業工程與智能制造相結合,創造出一個新的領域。

(二)工業工程人應具備智能制造的技術。由(一)中可以看出工業工程人才應與時俱進,工業工程本來就是一個交叉學科,筆者認為,工業工程人需要掌握智能設計、智能加工、智能裝配、智能服務等各種先進的知識,工業工程人需要根據現有的智能制造的方法進行知識儲備,結合工業工程需要學習的軟件,在充滿創新的21世紀再新。現在衍生出了設計方案的映射與決策、加工工藝的智能優化、基于智能導航的裝配精確定位技術、挖掘客戶隱式需求的智能服務技術等走在科技前列的技術。工業工程人應該學習其科學的方法,學會其需求技術。

五、總結

工業工程是在實踐中得到的一門學科,實踐性很強。傳統工業工程已經不能滿足現代企業的需求。進入21世紀,世界各國正對智能制造進行著新的研究。作為工業工程人,需要帶著IE的思想,牢記IE的理念,結合智能制造的實際情況,努力做到技術創新與管理創新,把工業工程變成工業化工程。