工業(yè)工程和大數(shù)據(jù)整合的可行性分析

柳祥軍

摘要：工業(yè)工程（Industrial Engineering，IE）和大數(shù)據(jù)有著天然的密切關系，起源于美國IE技術致力于提高勞動生產(chǎn)效率，其所借助的技術手段如工程分析、設計、測量等，都需要和數(shù)據(jù)打交道，經(jīng)過統(tǒng)計計量、編程建模、數(shù)字仿真和虛擬現(xiàn)實等過程，把運籌學、行為科學等學科技術和企業(yè)管理規(guī)程銜接起來。IE極大推動了世界工業(yè)發(fā)展，如日本豐田公司借鑒美國把IE應用于現(xiàn)代管理，發(fā)展起來適合日本國情的精益生產(chǎn)管理思想和規(guī)范;東南亞和臺灣等地區(qū)的經(jīng)濟飛速發(fā)展也都有IE技術廣泛推廣的原因。

關鍵詞：工業(yè)工程;大數(shù)據(jù);整合;重要性;可行性

當前，大數(shù)據(jù)技術存在并應用于生產(chǎn)、醫(yī)療、教育、管理、互聯(lián)網(wǎng)等各個領域，海量大數(shù)據(jù)的復雜性超過了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫和互聯(lián)網(wǎng)信息的規(guī)模和程度。大數(shù)據(jù)在工業(yè)工程領域的應用，必將促使未來的生產(chǎn)和經(jīng)濟發(fā)展獲得巨大的增長動力。

一、工業(yè)工程和大數(shù)據(jù)整合的必要性

當前，人們在對大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)進行劃分時根據(jù)占有大數(shù)據(jù)情況分出大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)和大數(shù)據(jù)衍生產(chǎn)業(yè)，根據(jù)數(shù)據(jù)的營銷模式分出“應用大數(shù)據(jù)進行用戶信息行為分析，實現(xiàn)企業(yè)自身產(chǎn)品和廣告推介的產(chǎn)業(yè);通過對大數(shù)據(jù)進行整合，為用戶提供從硬件、軟件到數(shù)據(jù)整體解決方案的企業(yè);出售數(shù)據(jù)產(chǎn)品和為用戶提供具有針對性解決方案的服務產(chǎn)業(yè)”等。這些產(chǎn)業(yè)領域的劃分一定程度上符合了IE技術發(fā)展的初衷。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，計算機、系統(tǒng)工程乃至人文社會科學等領域知識被歸納運用于工業(yè)工程。IE技術的發(fā)展經(jīng)過了科學管理、系統(tǒng)管理階段，在上世紀80年代進入以IT和信息技術為特征的現(xiàn)代管理階段。在當今和未來的工業(yè)工程領域，中國的工業(yè)工程必須面對的挑戰(zhàn)就包括“利用信息技術提升企業(yè)組織對市場的快速響應能力”，“快速捕捉、搜集競爭信息，并迅速把它們轉換成競爭情報和知識”，“快速配置和系統(tǒng)地集成人、技術和資源”等。IE著眼于解決生產(chǎn)、流通、管理服務領域的效率提升和技術集成等問題，離不開對海量數(shù)據(jù)的準確分析。

大數(shù)據(jù)發(fā)展的態(tài)勢促進企業(yè)自覺采用IE和大數(shù)據(jù)來提高勞動生產(chǎn)效率。在設計優(yōu)化、決策分析和過程控制等領域，大數(shù)據(jù)將充分滲透于人因工效、物流組織、市場預測、人力管理、成本控制、質量保障、信息處理、風險管控等諸多方面。IE曾面對過許多挑戰(zhàn)且屢屢證明了它強大的生命力。當前計算機、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術和IE的聯(lián)姻，必將助推現(xiàn)代企業(yè)管理走上高速公路。尤其是大數(shù)據(jù)技術，將為IE管理提供高效而準確的信息數(shù)據(jù)支撐，這是提高企業(yè)管理效率的必然基礎和前提;同時大數(shù)據(jù)自身作為一種技術手段嵌入傳統(tǒng)管理，必將為現(xiàn)代企業(yè)的信息化管理插上高飛的翅膀。

在工業(yè)工程學科領域，數(shù)字化企業(yè)管理、先進制造和工作流程優(yōu)化等都需要通過建模和仿真等來實現(xiàn)。數(shù)字化企業(yè)從產(chǎn)品設計、工藝流程開發(fā)、生產(chǎn)線運行、企業(yè)管理、設備維護管理、生產(chǎn)調度系統(tǒng)分析和信息系統(tǒng)管理等方面，復雜系統(tǒng)的集成也需要借助大數(shù)據(jù)建立起高效的信息承載平臺。人因工效學注重人、設備和環(huán)境等因素之間的協(xié)調，對作業(yè)者的生理、心理、認知和動作等方面的數(shù)據(jù)和效率進行測算，以此來了解工作質量、效率、舒適性和滿意度等。借助于大數(shù)據(jù)，人因工程可以實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實的設計與復雜人機交互界面的優(yōu)化等。包括產(chǎn)品成本價值核算、借助排隊論實現(xiàn)排序、篩選的最優(yōu)化等，若有大數(shù)據(jù)相助便如虎添翼。工業(yè)工程面對系統(tǒng)優(yōu)化、可靠性分析、資源配置等問題時，也亟待大數(shù)據(jù)提供可靠的參數(shù)。系統(tǒng)可靠性的數(shù)據(jù)獲得離不開大數(shù)據(jù)提供的定量和定性的計算分析。設備效率的提高、故障的減少、功能的穩(wěn)定、質量的保障，都需要數(shù)據(jù)信息來說話，數(shù)理統(tǒng)計、概率核算、信息篩選、效果預測等都要借助數(shù)據(jù)來進行。

二、工業(yè)工程和大數(shù)據(jù)融合的可能性

當前我國工業(yè)工程的發(fā)展已經(jīng)為大數(shù)據(jù)和IE的聯(lián)姻創(chuàng)造了良好的條件。我國產(chǎn)業(yè)信息化已經(jīng)取得了非凡成就，許多企業(yè)已建立起信息化管理系統(tǒng)，這為大數(shù)據(jù)技術應用提供了物質前提。信息系統(tǒng)管理是現(xiàn)代企業(yè)特色，信息庫、資料庫、智囊團等和計算機技術的結合，實現(xiàn)了企業(yè)生產(chǎn)的精細化管理，提升了企業(yè)快速應變的生存能力。信息化本身就是工業(yè)工程在資源、生產(chǎn)、管理等方面實現(xiàn)綜合統(tǒng)籌、優(yōu)化組合的方式。當前許多企業(yè)建立了自己的數(shù)據(jù)庫和服務站，對企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理過程的一切信息都進行了存儲和備份，這對于開展大數(shù)據(jù)管理非常重要。企業(yè)辦公和管理的各種系統(tǒng)的自動化、信息化和智能化，有助于管理的集約化和體系化。各種信息鏈、供應網(wǎng)的構成，有助于各種信息流、數(shù)據(jù)流、物資流的匯合、傳輸和加工。

現(xiàn)代工業(yè)工程發(fā)展的一些新特征，如“研究對象和應用范圍擴大到系統(tǒng)整體”，“計算機和信息技術被廣泛采用”，“強調對象系統(tǒng)的高效、集成與柔性”等也表明大數(shù)據(jù)的應用將迎來廣闊前景。IE技術將加快從傳統(tǒng)工業(yè)制造領域向服務行業(yè)遷移，從而形成橫跨生產(chǎn)和服務系統(tǒng)的高能技術手段。IE學科自身具有綜合性、交叉性和拓展性，它可以整合多學科資源，如我國清華大學工業(yè)工程系最早的師資是來源于精密儀器、機械工程和經(jīng)濟管理等專業(yè)。就工業(yè)工程學科內部而言，美國普渡大學工業(yè)工程學院的專業(yè)研究方向大致分為人因工程（工效學）、制造系統(tǒng)工程、運籌和系統(tǒng)工程、生產(chǎn)和管理系統(tǒng)工程等方面，大數(shù)據(jù)在這些方面都可以發(fā)揮舉足輕重的作用。大數(shù)據(jù)和IE攜手借助運籌學、邏輯學、遺傳學、神經(jīng)學等學科方法，通過數(shù)理統(tǒng)計計算、設計實驗分析、仿真模擬預測等途徑，獲得生產(chǎn)管理與服務的高效。IE既注重改善單獨作業(yè)流程又注重流程之間相互結合，發(fā)展起所謂“精益西格瑪”技術，這都為大數(shù)據(jù)手段運用提供了技術條件。

實際上，目前一些企業(yè)內部和外部運行的供應鏈和物流系統(tǒng)，如物流目的、路線、效率等方面的控制、運籌、分析等均依賴于信息數(shù)據(jù)的準確和豐富。IE技術要實現(xiàn)世界工廠的大規(guī)模生產(chǎn)和復雜流通鏈之間的有效鏈接，其中也包括電子商務業(yè)績、產(chǎn)品后續(xù)服務績效管理等。人們認識到“云物流和大數(shù)據(jù)環(huán)境下的物流企業(yè)聯(lián)盟、供應鏈物流一體化、虛擬無水港的物流模式在我國是一個新生事物”，“這三種模式以大數(shù)據(jù)和物流技術為基礎，實施物流信息化、自動化、智能化和集成化”。當前企業(yè)生產(chǎn)、儲存、流通、管理、服務等各種系統(tǒng)的整合和融通本質上也是大數(shù)據(jù)功能的實現(xiàn)。

當前我國正處于從制造大國向制造強國轉變的進程中，原有的質量低、成本高、附加值低，處于全球產(chǎn)業(yè)鏈中低端的產(chǎn)品逐漸失去競爭力，而生產(chǎn)效率差，信息化、數(shù)字化、智能化水平低，產(chǎn)能過剩，產(chǎn)業(yè)結構不合理等特點說明了中國制造必須借助于工業(yè)工程的推動和大數(shù)據(jù)技術的優(yōu)勢，盡快實現(xiàn)轉型升級、集成創(chuàng)新，重構高效的生產(chǎn)和管理系統(tǒng)，早日實現(xiàn)數(shù)字化智能制造與創(chuàng)新驅動，這樣才能在世界舞臺立于不敗之地。

參考文獻

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[3] 梁紅波：《云物流和大數(shù)據(jù)對物流模式的變革》，《中國流通經(jīng)濟》，2014年第5期，第45頁。

（作者單位：四機賽瓦石油鉆采設備有限公司）