工业工程的应用和发展

摘要：从不同时期讲述了工业工程的应用发展情况，并概述了应用工业工程应树立的意识，总结了现代工业工程的特点提出了现代工业工程的发展趋势。

关键词：现代工业工程

工业工程是一门实践性很强的学科，随着社会经济及企业环境的变化而不断发展，不断吸收其他学科的最新成果，不断发展和完善，创造出许多先进的技术和方法，广泛应用于各个行业和领域，是目前发展最为活跃的学科。

一、工业工程的应用

工业工程围绕系统规划、设计、评价和创新这四大职能开展了一系列的理论研究和工程应用实践。IE的应用经历了不同的阶段。

1、传统工业工程时期，主要以现场为中心、作业者为对象，采用科学管理的方法来提高单项作业的效率，降低其作业成本。下面是基础工业工程的内容。

(1)工作研究

利用方法研究和作业测定技术，分析影响工作效率的各种因素，帮助企业挖潜、革新和改善工艺流程，消除人力、物力、财力和时间等方面的浪费，合理安排作业，用新工艺代替INI艺，制定该工序所需的标准时间，提高劳动生产率。

(2)生产计划和控制

主要研究生产过程以及各种资源的组织、计划、调度和控制，通过对人、财、物和信息的合理组织及调度。追逐高效、灵活、准时、清洁地生产合格产品或提供满意服务的目的。

(3)设施规划与设计

对系统对象的地址选址、平面布置、物流分析、物料搬运及运输工具的选择等进行规划与设计，从而使各生产要素和各子系统(设计、制造、供应、后勤服务、销售等部门)得到合理的配置和布局，实现系统整体优化，提高整体效益。

(4)质量管理与可靠性技术

质量管理是指为保证产品质量或工作质量所进行的质量调查、计划、控制和改进等各项工作，以保证达到规定的质量，甚至达到零缺陷。可靠性工程是定性或定量地分析、控制、评估和改善产品或系统寿命周期各个阶段的可靠性，保证产品在设计、制造和运行的整个过程中满足用户的需求。

2、现代工业工程时期：随着研究工作的深入，逐渐转向以工厂为中心，管理者为对象，采用运筹学的思想，进行生产过程的分析、规划、改进等工作。并提供系统最优化的技术支持。在此基础上，IE与系统工程结合，以企业整体为中心，经营者为对象，强调企业整体效益最佳。

(1)人因工程学

人因工程学通过对作业中人体机能、能量消耗、疲劳测定、光线、声响、颜色等因素与效率的研究，对工作设计、设施与工具设计、工作场地布置，操作方法，工作环境等做出恰当的设计和改进，使作业系统获得满意的效果，从而达到提高作业效率的目的。

(2)组织行为学

组织行为学是研究员工的各种需要、行为、人与人之间的关系、个人与集体之间的关系，并且研究上述诸因素与组织目标的关系，从而进一步研究改进生产环境、组织结构、管理方法，协调人际的关系，通过相应的激励制度引导员工充分发挥其劳动创造性和工作积极性，提高工作效率和工作效益。

(3)管理信息系统

信息的采集、处理；传输、储存和控制是企业生产、经营活动的神经系统。现代企业利用计算机和通信系统组成管理信息系统，为企业的经营、管理和决策提供信息支持。

(4)现代制造系统

现代IE的主要特征是应用计算机和发展集成生产。主要包括：数控技术、成组技术、计算机辅助设计与制造、柔性制造单元和系统以及计算机集成制造系统(CIMS)。

(5)制造资源计划(MRPⅡ)是在MRP基础上不断扩充逐步发展的一种以企业计划控制为主体的计算机管理信息系统，采用的是拉动式控制方式，其目标是建立一个连接需求预测计划和供应计划的过程，使得资源在多个环节中的能够得到最有效益的利用。

(6)企业资源计划(ERR)是由MRP、MRPⅡ发展而来的。其基本思想是将企业的制造流程看作是一条联结供应商、制造商、分销商和顾客的供应链，强调对供应链的整体管理，使制造过程更有效，使企业流程更加紧密地集中到一起，从而缩短从顾客订货到交货的时间，快速地满足市场需求。

(7)准时生产方式(JIT)，采用推动式控制方式，追求的是零库存、零缺陷、零调整准备时间和零浪费。

(8)并行工程(CE)

并行工程是集成、并行地设计产品及其相关过程(包括制造过程和支持过程)的系统化方法。它要求产品开发人员从设计一开始就考虑产品全生命周期中从概念设计到报废回收的各种因素。目的是提高质量、降低成本、缩短产品周期和产品上市时间。

(9)同步生产

同步生产是对MRPⅡ、JTT的不足充分认识的基础上产生的，依据约束管理原理，将生产系统中的约束资源作为管理和改善的重点，使得非约束资源的利用与约束资源的利用同步，约束资源的利用与市场需求同步。

3、前沿工业工程，市场竞争日益加剧，生产系统对市场响应速度成为企业生存的关键因素，因此各种先进制造技术和先进生产模式不断出现，主要有：

(1)供应链管理，它是对原材料的采购、运输、产品的制造过程，产品的分销渠道，直到将产品交付，到顾客的整个过程进行集成化管理的学科。

(2)敏捷制造，其基本思想是通过把动态灵活的虚拟企业与先进的柔性生产技术和高素质的人员进行全面集成，从而使企业能够从容应付快速变化和不可预测的市场需求，获得企业的长期经济效益。

(3)精细生产(Lean Production)，精指质量高，细指库存抵，是指对一切资源的占用少，对一切资源的利用率高。精细的含义包括质量，质量高的产品在消耗同样多的物化劳动和活劳动的条件下，可以提供更好的功能、更可靠的性能和更长的使用寿命。

(4)业务流程再造(BPR)，实质是为了提高对顾客的服务效率和服务质量，以取得竞争优势。其出发点是顾客的需求、面向顾客；主要任务是对业务流程进行根本性反省、彻底地再设计；目标是绩效的巨大飞跃。

(5)大量定制生产，巧妙地将个性化和标准化结合在一起，使顾客在获得个性化的产品和服务时，只需支付大量生产的产品费用，其关键是如何变顾客个性化的产品为标准化的模块。 。应用和推广工业工程，不仅仅是说它的原理和方法，更重要的是树立工业工程的意识，即树立不断改进和创新的意识、以人为中心的意识、成本和效率意识、问题和改革意识、全局和整体意识、工作简化和标准化意识、快速响应需求意识。

二、工业工程的发展

1、传统工业工程

从20世纪20年代至40年代中期为传统工业工程。20世纪初泰勒提出

了提高效率和生产设施效率的一些科学方法和原理，并根据研究结果写出经典著作《科学管理原理》等。传统工业工程是泰勒科学管理原理的继承和发展，采用统计、概率等数学分析方法，使之具有定量分析的能力和更高的理论基础。传统工业工程是一个个分散的理论、方法和技术，难以在较大系统中发挥综合效益。

2、现代工业工程

20世纪40年代中期到70年代末为IE的发展期，也是工业工程与运筹学相结合的时期。二战中，美军应用运筹学选择军事方案，为IE解决较大的管理与生产系统的规划、设计、改造和创新提供了有效的技术手段和方法。二战后，军用企业转入民用，竞争日趋激烈，Ⅲ的应用领域也发展到企业整体的改善。从20世纪70年代末至今，可称为创新期，也是工业工程与系统工程相结合的时期，旨在以系统整体优化为目的。

现代工业工程的主要特点以及发展趋势如下：

(1)研究对象和应用范围扩大到系统整体。早期IE只研究生产过程，而现代规则扩展到研究开发、设计、销售和服务在内的生产系统，进而延伸到整个经营管理系统。IE是系统优化技术，寻求各因素的合理配置，达到系统整体优化。

(2)应用范围遍及生产领域及其他领域。IE与其他学科相互渗透，随着科学技术的发展，IE兼收并蓄运筹学、系统科学、信息科学等的理论与技术，形成了解决制造企业整体效益的完整工程技术体系，迅速从制造业发展到各产业领域、甚至包括服务业、现代农业乃至行政公共事业。

(3)更加强调和重视人的因素。现代IE借助于心理学、行为科学的理论和方法把人视为资本，研究人与其他要素之间的关系，用以提高生产率和效率。

(4)广泛采用计算机、管理信息系统和决策支持系统为支撑条件。现代Ⅲ以计算机为手段，在生产系统设计中建立完善的信息网络，做到信息传递快，反馈及时，提高对象系统对环境的适应能力。

(5)制造过程向高效、集成、柔性化方向发展。随着计算机科学、自动化技术和人工智能技术的发展，出现了计算机辅助设计与制造(CAD／CAM)、柔性制造单元和系统(FMC、FMS)以及计算机集成制造系统(CIMS)。在这种新环境下，产生了像并行工程、敏捷制造、精益生产等崭新的生产模式。

(6)支持生产经营战略决策。现代IE，以企业整体为中心，经营者为对象，用系统战略对生产经营的全过程进行管理。

(7)吸收相关学科最新成果以保持现代化水平。凡是有利于对系统进行分析、设计和评价以及有利于提高效益的方法，都被及时纳入IE的研究和应用范畴。因此Ⅲ得到了不断完善和发展。

IE的发展具有鲜明的时代性，因此以用户为中心，以需求为目标，采用先进制造技术和各种生产模式，是现代IE发展的必然。发展先进制造技术，探索和先进生产模式的继承和融合。使其发挥更有效的作用将是工业工程的必然趋势。