基于制造業的工業工程發展優化研究

(華北科技學院安全工程學院 北京 101601)

引言

工業工程(Industrial Engineer簡稱IE)方法在企業中的目的，是用最有限的資源創造最大的產出。工業工程以系統工程的標準為理念，以數學的理論為基礎，以制造思想和管理理念為指導，以信息技術為工具，對制造業中的問題進行分析、設計與優化，以提高整體的效率。現如今，工業工程不僅應用于制造業，同樣也開始應用于服務業、非營利性組織中，而且工業工程應用的方式同樣變的多種多樣，應用手段也變的層出不窮，其能夠提高生產效率的作用越來越被社會各界所接受并認可。

一、工業工程的定義與發展

工業工程是一門集管理、經濟和多種工程技術的交叉性學科，是以各種產業的整體系統作為研究對象，以解決管理效率、質量和成本問題為核心的工程技術體系[1-2]。

世界各國組織都根據自身的狀況對工業工程下了定義，雖然表述上不太一樣，但其內在思想是統一的，不過在側重點上存在著這樣那樣的不同，如美國工業工程師學會對于工業工程的定義，雖然明確的指出了工業工程的研究對象、方法、內容以及學科性質，但未能明確工業工程的根本目標存在和一定量的不足；日本工業工程協會對于工業工程的定義，對工業工程的性質、目的和方法都給出了簡單的說明，其主要體現的是“以人為本”的思想，但定義不夠全面具體。文章研究內容為中國制造業中工業工程的發展，遂采用中國對于工業工程的定義：工業工程是以人、物料、設備、能源和信息組成的集成系統為主要研究對象綜合應用工程技術、管理科學和社會科學的理論與方法等知識對其進行規劃、設計、管理、改進和創新等活動使其達到降低成本提高質量和效益的目的[3]。

無論何時，企業在其正常的發展過程中，都會想要充分的提高企業生產率，降低企業的生產成本，從而有效的提高企業的生產效益，而想要完成這一目標，第一點就在于如何將有限的資源進行合理的分配并加以有效的使用，來減少不必要的浪費。而且因為經濟全球化的來臨，“一帶一路”方針的有效實施，使得有效地利用資源更是企業經濟發展由粗放型轉向集約型的關鍵。第二點，以人為本是工業化的基本特征，也是人類社會發展的目標，社會發展過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，更有助于企業生產率的提高。工業工程正好可以有效的解決這兩點，它不僅研究工業生產效率有效提高的工程方法，而且強調改善企業的工作環境，使其更加的安全舒適，從而提高企業的生產效率，并且從管理學的高度對企業進行統籌規劃，使其更加有效的提高生產力[4]。

工業工程在我國雖然才應用了近30年，但其發展的速度很快，許多大型企業已經開始大量地應用工業工程技術來解決生產經營中所存在的問題。國內比較典型的一汽-大眾集團，就應用了工業工程的技術，并取得了明顯的經濟效益[5-7]。

二、工業工程在制造業方面所遇到的發展困境及解決路徑

我國在1989年后開始正式發展工業工程，發展的時間比較短暫，到目前為止，其主要的應用領域依然在制造業上面，但我國制造業逐漸的發展中，也產生了許多關鍵性的問題。從宏觀上來看，中國制造業面臨著發達國家制造業回歸本土及新興經濟體低成本制造快速發展的阻力；從微觀層面上看，制約中國制造業企業發展的關鍵問題在于在生產實踐過程中工業工程基礎累積不夠；重技術、輕管理的思想普遍存在；缺乏管理與技術集成創新的能力[8-9]，導致著我國工業工程的發展停滯不前，文章從工具、技術、應用對象乃至于思想的角度提出了相對應的方法。

(一)新的工業工程研究工具

在正常的研究過程中，對研究的結果的驗證是必不可少的，而且研究工具的變革與改進，更有利于成本的降低以及實驗準確性的提高。在以往的工業工程研究中，一般運用Flexsim或Vissim仿真軟件對改善后的方案進行了仿真驗證[10-12]。但隨著我國科技的迅猛發展，人們對仿真技術的期望也越來越高，過去，人們只是通過用仿真技術來模擬某單個物理現象、設備或簡單的系統；到如今，人們要求能能用仿真技術來描述復雜的系統，甚至于描述由眾多不同系統組成的系統體系。

虛擬現實(Virtual Reality)技術[13]，簡稱VR，是20世紀80年代新崛起的一種綜合集成技術，它可以逼真地模擬現實世界(甚至是不存在的)的事物和環境，從而更好地降低制造成本，縮短實施時間，減少設計的反復，提高實驗的準確性。白云霞[14]等提出的在輕化工程專業的應用，王世敏[15]提出的仿真技術在電子產品設計的應用，王凱茜[16]等提出的在工業設計上的應用，這些已經逐步的將虛擬現實技術應用到實際生產中，周澤偉[17]提出的流程工業過程模擬仿真系統更體現了在工業工程中使用新技術的優點。此外，在其他的學科領域也逐漸發展起來了一些新方法，如模糊邏輯、遺傳算法以及神經網絡等，也不斷被引入到工業工程的研究之中。朱琇琪[18]建立了相關的數學模型，朱慶國[19]提出了神經工業工程就體現了這一點。

(二)工業工程與信息技術相結合

我國想要從“中國制造”邁向“中國創造”，工業工程和企業信息化是不可或缺的。實現工業工程信息化(IE+IT)，對于我國制造業的發展與變革具有重大意義。在這一方面，齊二石教授提出了工業工程與信息化集成提升企業競爭力的增效管理創新模式，制造企業面向全生命周期的精益設計就是典型應用之一[20]。彭寧針對自動化程度較高的生產系統中人員和機器的配置問題,將工業工程(IE)技術與信息化手段(IT)結合,提出基于IE+IT的人機配置優化方法[21]。李明輝針對中小包裝企業生產現場,運用IE+IT的優化方法解決包裝制造企業的作業標準化、物料搬運優化等現場問題[22]。程顥提出以工業工程(IE)技術應用為基礎的管理信息系統已成為企業整合資源的有效手段,而且也是企業成功應用信息技術(IT),實現信息化的基礎管理[23]。屈亞娟從“IE+IT”的內涵、工業化與信息化融合的戰略重點、技術方法等方面進行論述,提出“IE+IT”模式是我國中小制造業在信息化時代下增強核心競爭力的必然選擇[24]。工業工程信息化是工業工程發展的必由之路，能夠更好的達成自動化、系統化、工業化，能夠更好的降低成本，提高效率。

(三)工業工程技術應用于非制造領域

近年來，我國的科技發展極其迅速，而且隨著“一帶一路”方針的實施，使得制造業所需勞動量大幅度下滑，社會發展的主流已經開始從制造業向著服務業轉變，隨著服務業時代的來臨，就需要把工業工程在制造業中的經驗及技術轉換到服務業等非制造領域。臺灣地區許多醫院就已經開始應用了許多工業工程的技術方法來進行醫院的日常管理，在保證醫療服務水準的同時，有效降低了醫療成本[25]。楊萍[26]、周清華[27]、莫志平[28]、葛曉梅[29]等同樣講述了工業工程在服務業上的發展趨勢。

根據服務業的特點，工業工程技術在服務業主要應用在三個方面：

1.布置優化

在制造業中，首要的是進行布置的優化，一個好的布置是提高生產效率的良好途徑，是進行改善生產功能、實現現代化管理的前提。在服務業中亦是如此，優良的設施布置可以有效的改善整體功能，更好的提高整體效益。

2.流程優化

其次是進行流程優化，流程優化是在制造業生產中常見的優化措施，而應用于服務業改進的問題的研究思路與在制造業上大致相同，首先，應用“5W1H”，對服務流程進行分析，得到問題所在，然后再運用“取消、合并、重排、簡化”四大原則對工作進行具體優化。使其在流程上得到盡可能的改善，從而提高效率。

3.質量管理

在質量管理上面，服務業的產品往往是無形產品，沒有具體的實物成分，看似與制造業上的質量管理差距比較大，實際上殊途同歸，將有形化為無形，從而掌握服務業上的質量管理和質量保證的特點，才能有效提高質量管理水平，才能更好地從整體利益的角度上進行提高。

(四)工業工程的思想開始深入人心

除了在具體領域、具體事物的應用以外，工業工程的思想也越來越被人們所重視。越來越多的管理者不僅開始應用IE技術解決生產經營中存在的諸多問題，而且開始運用IE思想解決除生產以外的其他問題，符興干已經將工業工程應用于行政方面[30]。現如今，工業工程已經成為加強科學管理、實現經濟增長的有效手段。而且，隨著科技和經濟的發展，面臨的問題也逐漸變得復雜化，必須深入透徹的理解工業工程的思想，針對具體問題進行具體的分析，才能有效解決問題。更多的采用工業工程的思想，從每個層次都能夠提高效率，才能更好的使整個生產系統得到全方面的優化和改善，才能更好地推動工業工程在中國的深入推廣與發展。

三、總結與期望

1.本文主要講述了工業工程在目前制造業發展的過程中遇到的一些常規性問題，并提出一些相對應的解決措施，有助于在工業工程方面更好的學習和研究。

2.文章在具體實施上沒有做詳細的介紹，企業在如何具體解決問題方面，本文不予考慮。

3.工業工程的使用人員大多為管理層，生產現場的具體工作人員大多不具有工業工程的思想，只有將思想深入底層，從每個層次上進行工業工程的優化，才能使得 IE 方法更好地和現場相結合，產生最大化的經濟效益。