摘要　本文概要地介紹了現代工業工程的概念、理論、發展水平及應用情況,分析了在我國研究與應用的前景。

關鍵詞　工業工程;發展概況

1.工業工程的概念

工業工程(ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ,簡稱ＩＥ)在國際上有近百年的歷史,是影響相當廣泛的綜合性、交叉性、反映技術與管理相結合的交叉型學科,并且它的內涵與外延仍然在不斷發展。在ＩＥ發展的不同時期,不同背景,不同國家的學者、學術團體對其所下的定義也不盡相同,但其內涵大體相似。其中最有代表性的當屬美國工業工程師學會(ＡＩＩＥ ＡｍｅｒｉｃａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＥｎｇｉｅｅｒｓ)1955年提出后經修改的定義:“工業工程是研究由人、物料、設備、能源和信息所組成的綜合系統的設計、改善和設置的工程技術,它應用數學、物理學等自然科學和社會科學方面的專門知識和技術,以及工程分析和設計的原理和方法來確定、預測和評價由該系統可得到的結果”。

從該定義可以看出工業工程的特征。

(1)工業工程是一門集自然科學、社會科學、工程學和管理學等的綜合、交叉型科學。因而工業工程師是一種復合型人才。

(2)工業工程的工程屬性很強,其工作原理是采用工程分析與設計的原理和方法,所以容易強調定量方法等技術手段。

(3)它追求由人、物料、設備、能源、信息等生產要素所組成的綜合系統的整體效益,無論系統的大小都反映出很強的降低成本、提高系統管理效益的特征。因而有的學者稱之為管理支持技術體系也不為過。

(4)現代ＩＥ不僅是一種工程技術而且還是一種哲理,特別強調發揮系統中人的作用。這也是ＩＥ發展到今天的一個非常突出的特征。因而在研究組織設計與重構、人員評價、激勵手段等時往往采用工業工程的方法。

2.工業工程的發展動因及發展過程

任何一門科學能被人們所接受并成為人們改造自然和社會強有力的工具,必然存在其賴以生存和發展的基礎、環境和動因。概況地說ＩＥ發展的動因在于三個方面, 即社會生產力發展的需求、科學技術日新月異的成果的支持作用和社會環境(或說經濟形態),確切地說是商品經濟所提供的社會發展環境。生產力的發展使生產與管理系統的規模越來越大和越來越多樣化。這客觀上要求必需存在著分析、設計、改善這些系統和管理的技術體系,因而本世紀初在生產力開始快速發展時,才產生工業工程。而科學技術成果如運籌學、統計學、系統工程、計算機工程及信息技術都為工業工程技術體系提供支持和手段。商品經濟提供了企業競爭的社會環境,誰做得更好,誰就生存、成功,否則消亡。這樣客觀需要提供競爭的武器。因而無論是工業發達國家,還是像印度、泰國、馬來西亞這樣的發展中國家都不約而同地采用工業工程來提高企業競爭能力,且收效甚佳。也可說工業工程是商品經濟的產物。根據上述分析就很容易理解工業工程發展的歷史原因和過程。

工業工程作為一門正式的學科應從本世紀初算起,起源于美國。泰勒(Ｔａｙｌｏｒ)和吉爾布雷斯(Ｇｉｂｒｅｔｈ)等一批學者應視為ＩＥ的創始人。從那時起至現在工業工程的發展大致可分為三個階段。

第一階段,從19世紀末至二次大戰結束40年代中期可稱為奠基期。這個時期由于福特生產線的產生,生產系統從小規模的作坊式企業走上了較大規模生產的工廠制。由于電動機的產生與廣泛應用,人們的生產能力大大提高,商品經濟發展到資本原始積累結束將要快速起步階段。恰恰此時發生了兩次世界大戰,客觀上需求工廠效率提高,因而工業工程得以誕生和發展。從1895年起,泰勒先后發表了《計件工資制》、《工廠管理》和《科學管理原理》等論著,系統地闡述了科學管理思想,主要是以時間研究和動作研究為主的工作研究理論。在本世紀初工人運動風起云涌,科學管理既被管理者接受與采用,又被工人階級視為資本家剝削工人的手段而反對。這樣在當時形勢下人們提議將“科學管理”更名為“工業工程”。從這時起工業工程作為一門純技術型工程學科發展與壯大到今天。然而,科學管理并未由此而偏廢。到本世紀30年代產生了行為科學,使科學管理與之相結合補充又發展到今天形成了眾多的現代管理理論。因而現代管理科學理論體系與現代工業工程都起源于泰勒的科學管理,今天已形成了完全不同的兩大學科體系,但又緊密相聯,只不過功能不盡相同而已。

第二階段,從40年代中期到70年代末為發展期。這個時期生產力得到前所未有的高速發展期,特別是由戰后經濟建設的恢復需求,生產系統規模越來越大,形成了大量流水生產、成批生產、單件小批生產的三種典型的生產系統。同時統計學的廣泛應用和運籌學的產生為工業工程解決越來越大的管理與生產系統規劃、設計、改造、創新提供了有效的手段。市場競爭的焦點以資本、實力競爭為主,工業工程從早期應用工作研究解決現場效率提高發展到企業整體的設計、改善,包括工廠設計、物料搬運、人機工程、生產計劃、貯存控制、質量控制等。在這一時期工業工程已不僅僅是歐美工業發達國家的“專利”,而且已被成功引入亞太地區。最典型和最成功的是日本人。他們在戰后經濟恢復期從美國的管理思維和技術手段中成功地將工業工程引入日本各行各業,并進行日本式消化和改造,開創出豐田生產方式 (ＴＰＳ ＴｏｙｏｔａＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ)、全面質量管理(ＴＱＣＴｏｔａｌＱｕａｌｉｔｙＣｏｎｔｒｏｌ)等。而臺灣、韓國、香港、新加坡更是加大工業工程的開發與應用力度,在高等教育、培訓、企業應用等方面都是走在國際前列,開創了“亞洲四小龍”的經濟飛速發展現實。從這個時期起到現在,形成了現代工業工程學科體系。

第三階段,從本世紀70年代末到今天,可稱為創新期。這個時期是社會生產力最為活躍的時期。國際市場的形成,競爭由于是全面性供大于求的競爭,競爭焦點在于價格、質量、品種、交貨期、售后服務等全方位的競爭,使企業的生存對管理的依賴性空前的強。企業也不僅僅是大型化,而是更加注重多樣化、柔性化,生產力發展速度在世界各國很不平衡。然而,信息時代的到來已是由于計算機、系統工程、通訊技術、高技術的發展,使工業工程所面臨的問題既前所未有的復雜又提供了新的技術和手段。因而,當今是工業工程學科最富有創造力的時代。全面應用于生產、服務、行政、文體、衛生、教育的各種產業之中。甚至有的韓國學者將其譯為 “產業工程”。

值得說明的是,盡管工業工程是一門工程學科,但它與機械、電子、化工等這些工程性學科具有完全不同的特征。它不是研究如何設計開發新產品、新工藝、新設備,而是研究怎樣將這些新工藝、新技術、新產品轉化為現實生產力并有效利用企業的材料、能源、人力、環境等現在資源的工程技術?？梢哉f它的技術特征最突出表現為著眼于系統性、整體性和技術與管理的有機結合。由于它注重人的因素,所以ＩＥ的開發與應用必須充分考慮與民族、社會文化背景相結合。日本豐田公司生產調查部部長中山清孝先生說,“豐田生產方式就是工業工程在日本企業管理中的成功應用”。

3.現代工業工程的理論與技術體系分析

從工業工程發展的三個階段看,它的技術體系是從著眼局部改造的工作研究開始逐步到第二個階段的設施設計、物料搬運、人因(機)工程、生產計劃與控制、質量控制、工程經濟及成本控制等。其特點是著眼于生產和管理的全過程和整體系統的效益提高。而第三個階段在全面性、整體性的基礎上,吸收了信息技術的特點,面向企業的柔性化、集成化、全面化服務又產生了諸如ＣＡＤ/ＣＡＭ、ＭＲＰ、ＭＲＰＩＩ、ＪＩＴ、靈捷制造、并行工程、重構工程(ＢＰＲ)等最新的技術方法。這些技術往往是基于系統理論為指導的。

如果按照工業工程各種技術特點和功能劃分,又可將其劃分為三個技術群:

1)分析型技術群。包括:統計分析方法,工程經濟分析,可靠性分析,人事考核與評價等。

2)規劃與設計型技術群。包括工作研究(時間研究和方法研究),人機工程,設施設計,組織設計,重構工程,ＣＡＤ/ＣＡＭ,并行工程等。

3)管理與控制型技術群。包括生產計劃與控制,質量控制,成本控制,信息控制(ＭＲＰ,ＭＲ ＰＩＩ……),準時制生產方法,全面生產力維護(ＴＰＭ)等。

這三個技術群是互相聯系、綜合使用的。近年來在國際上還有人提出了全面工業工程(ＴＩＥＴｏｔａｌＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ)概念[6]。其思想是指當今ＩＥ已不是僅僅在工作研究或設施設計哪個方面的獨立應用來解決企業的問題,而是面臨企業綜合競爭能力提高的問題。因而ＩＥ的應用應面向企業生產與管理的全過程,從市場研究、產品開發、項目建設、生產制造、貯存、包裝到銷售、服務的全過程的開發與應用,并且三個技術群幾乎對每個企業都要應用。眾所周知,日本和德國在80年代制造業已成為世界領先,使美國處于相對落后的局面,經過認真分析和研究,日、德的制造業發展主要依靠技術進步和工業工程。

90年代ＩＥ的另一個突出的特點是它已經完全產業化,不僅僅在制造業廣泛應用,更重要是在建筑工程業、服務行業,諸如旅館、飯店、醫療衛生、體育、教育等領域的廣泛應用。近年來美國ＩＥ應用最成功的案例之一就是全美醫療保健系統的規劃與設計。而90年代香港的制造業已經幾乎全部轉入大陸,香港在60年代隨外資進入而引進的工業工程,目前主要是在服務行業,非常有效。香港工業工程師學會會長莫如虎先生指出,“服務業也是一種產業,也有其產品,制造和銷售過程,也可用ＩＥ在制造業成功的方法來應用于服務業?！毕愀鄣某晒涷?值得我們借鑒和學習。

工業工程是一種工程技術,在今天它對人們研究與開發的若干企業管理模式具有很強的支持功能。如:靈捷制造系統、柔性制造系統、計算機集成制造系統 (ＣＩＭＳ ＣｏｍｐｕｔｅｒＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＳｙｓｔｅｍ)以及精益生產系統等,都需要工業工程的開發與應用。這些先進制造模式的產生與發展都是與ＩＥ發展緊密相關的。它們不是單純依靠技術進步而成功的,更重要的是依靠管理進步,特別是工業工程的開發和應用。比如ＣＩＭＳ的產生,毫無疑問是計算機科學的發展在制造業的成功應用,但它決不僅僅是依計算機來實現的。ＣＩＭＳ是一種新型管理哲理,是美國的企業管理從1911年發展到90年代的結果。這時美國的企業具有相當雄厚的管理基礎 (這與ＩＥ是不可分割的),今天引入以計算機為代表的高技術來管理企業,必須具有與之相適應的現代ＩＥ的支持。因而單純依靠技術進步而忽視管理和ＩＥ,對于發展中國家的企業(管理基礎薄弱)很難實現ＣＩＭＳ。

由此可見,工業工程在90年代乃至21世紀都將成為企業管理現代化和提高競爭能力的必不可少的武器和工具。

4.我國工業工程發展及趨勢

我國的工業基礎是相對薄弱的,特別是制造業的管理基礎相對于工業發達國家具有較為明顯的差距。計劃經濟的模式使企業不具有市場競爭的意識和條件。盡管在解放后,許多大企業象長春一汽、湖北二汽、鞍鋼等都有技術革新方面獲得很好的成績并具有ＩＥ應用的特點。但是真正ＩＥ的推廣和應用當數改革開放以后,特別是 90年代中國機械工程學會工業工程分會的誕生翻開了我國工業工程發展的新篇章。目前,全國已有機械部、航空部、電子部、國家技術監督局、中科院等十幾個部委和北京、上海、遼寧、湖北、河北、安徽等十幾個省市的ＩＥ學會,并有天津大學、西安交通大學、上海交通大學、清華大學等近30所大學設立ＩＥ專業和全國自學考試萬余名ＩＥ學員?？梢哉f在短短的幾年內,工業工程在中國是發展迅速的。究其原因在于符合社會主義市場經濟發展的要求。

改革開放以來,我國引進國外的先進管理理論和模式,如ＴＱＣ,18種管理工具,戰略管理等收到一定效果但并不十分理想。其原因在于:1)體制改革進度不甚理想,國營企業政企不分,束縛發展,擺脫不了計劃經濟的陰影,不能真正實現社會主義市場經濟;2)企業管理不受重視,政府部門和學者更多注重宏觀經濟管理,而國民經濟基礎──企業管理缺乏真正的管理和支持手段。進入90年代人們逐漸認識到企業管理,特別是制造企業的管理是國民經濟發展的關鍵。而企業管理的成功在于工業工程這種管理技術的作用發揮和實現。而我國企業在這方面能力太弱、基礎太薄。盡管如此,已有許多企業在推行工業工程方面受益匪淺。長春一汽變速箱廠在推行精益生產工作中獲得降低流動資金70%,在制品90%,勞動生產率大大提高等效果;湖北二汽的“一個流”生產和廠際運輸看板管理,都是中國式ＩＥ的杰作;在工作研究方面上海金陵無線電廠,成都紅光電子管廠,天津市電子局等都收到顯著的效果。近年來,全國聞名的“邯鋼經驗”的成本否決法等就是ＩＥ中的成本控制法。最為突出的是幾乎所有的外資和中外合資企業都有工業工程部門和工業工程師,像Ｍｏｔｏｒｏｌａ公司,天津ＯＴＩＳ公司,中美史克公司,上海麥道公司,上海大眾有限公司和一汽大眾公司等,都廣泛推廣、應用工業工程,其企業效益不言而喻。

但是,在國家的經濟管理部門和廣大企業還不甚了解工業工程的作用,可以看到許多發達國家的企業管理成功經驗,卻看不到其背后支撐的根本技術體系。我國的ＣＩＭＳ工程發展很快,但對管理和ＩＥ未能給予充分重視,致使迄今ＣＩＭＳ企業效益問題仍是一個未能解決的難題。其實ＣＩＭＳ就是在美國工業工程界的研究課題。

綜上所述,我國的工業工程仍處于認識與起步階段,這與我國的生產力和科技水平不無關系,包括教育管理也處于“發展中”階段。但是知道ＩＥ的重要性的企業也不乏其人,如廣東科龍集團,河南美樂電視機廠,上海電器股份有限公司,上海易初摩托車公司,西安飛機公司,沈陽飛機公司,鞍山鋼鐵公司等都在應用ＩＥ方面收效不少。一個突出的特點是許多鄉鎮企業和現代企業制度試點企業都不約而同地關心工業工程,認為經濟形態的轉變和企業制度的改善是極其重要的。

可以預見,隨著體制改革和社會主義市場經濟的發展,工業工程將在國民經濟建設中發揮越來越重要的作用。我們應加強ＩＥ的宣傳、培訓、教育和試點工作,建設有中國特色的工業工程體系,為國家的經濟建設和發展服務。我相信,工業工程必將在中國大地上發揮出應有的作用。

參考文獻

1 ＧａｖｒｉｅｌＳａｌｖｅｎｄｙ ＨａｎｄｂｏｏｋｏｆＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ,ＪｏｈｎＷｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ Ｉｎｃ,1982

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