现代工业工程的理论和发展趋势

现代工业工程的理论和发展趋势（1）在市场经济条件下，企业只有不断开发出适合市场需求的新产品，才能在竞争中立于不败之地。经济全球化的今天，企业所面临的市场竞争更加激烈，也迫使企业的产品朝着个性化﹑多样化的方向发展。信息技术﹑制造技术和管理技术的发展，使得生产和经营活动的节奏加快，从产品策划﹑设计开发到投放市场的时间不断地缩短。因而，产品的市场竞争力不仅体现在质量和成本，而且还要求设计与投产周期缩短﹑市场响应速度加快。传统的产品设计模式已不能适应企业发展的需要，因此，要研究新的产品开发管理模式。工业工程（IndustrialEngineering）是一门涉及人力﹑物料﹑设备﹑信息﹑能源等要素的集成规划﹑设计﹑改善﹑控制的创新的工程学科，为实现生产制造﹑管理和服务系统的低成本﹑高效率和高效益的管理目标提供有利的技术支持。现代工业工程是面向企业经营管理的全过程，降低成本﹑提高效率﹑技术与管理的有机结合﹑实现经营管理的整体目标是现代工业工程最显着的特征。随着知识经济时代的到来，工业工程的理论与方法结构发生了重大变化，这个发展趋势表现在兼收并蓄高新技术理论，注重敏捷﹑柔性﹑精益﹑并行制造系统的集成开发与应用。1、动态联盟的新产品开发组织模式敏捷制造是通过虚拟公司，又称为动态联盟实现的。虚拟公司是一种两家以上的独立机构为了抓住迅速变化的市场机遇，各个成员在充分信任和合作的基础上联结起来的虚拟结构的公司，联盟成员发挥各自的核心专长，以求获得共同的收益。一旦完成既定的任务，该公司可自行解散。通过虚拟公司的运作，可以迅速有效地集成必要的资源，对市场变化灵活快速地进行反应。通过向外寻求合作伙伴，企业可以把精力集中于自身关键技术的研究，关注自身优势的核心技术。采用虚拟组织的模式进行产品的开发与创新，可以把产品的开发过程中的各部分研究内容，如在设计开发高新技术产品的过程中的某些技术性很强的专业系统﹑辅助性系统或零部件等的设计及生产，分别交由不同企业或机构来完成，或一个企业把项目中全部内容完整地外包给伙伴机构，这些机构可以是高等院校﹑企业﹑独立的研究组织等，并提供完整的技术资料。虚拟组织模式进行产品设计，可以最大限度地有效利用联盟合作机构已有的设计﹑制造等方面的人才﹑技术﹑设备等资源，减少大量的产品设计与工艺设计工作，缩短了产品开发周期，提高了产品设计的敏捷性。动态联盟在实施新产品开发项目中的计划与控制方式与传统的项目管理方式也不同。虚拟开发的计划与控制不但要考虑本企业内部的业务流程，更应考虑联盟企业之间其他企业或机构的决策，实现信息的共享与集成，各类资源应进行相应协调与整合，并根据产品开发项目的进展情况，及时﹑动态地调整本工作进程，实现异地的开发﹑协调﹑控制。2、精益化设计精益生产的基本原理就是：不断改进﹑消除对资源的浪费﹑协同工作和沟通。精益生产方式的设计技术也体现这一思想。精益设计的领导方式是采用“主查”制，项目小组负责人的任务是进行新产品设计和工艺设计直到投产，他有权借调各部门的人员组成设计组和直接控制完成计划所需的资源。小组成员来自公司的各个部门，各人发挥其特长，便于沟通，集体合作完成任务，由主查对其成员的表现进行评定。精益设计采用同步开发的方式，即西方流行的并行工程的基本做法。这种方法可以消除时间上的浪费。成本规划和质量功能展开也是精益设计的重要部分。成本规划是一种产品开发体制，即在产品规划设计阶段将成本限定在目标内，然后用价值工程的方法实施新产品设计和老产品的更新，同时在设计﹑试制和生产准备阶段，各相关部门通力合作达到目标成本。质量功能展开的思想是新产品开发设计过程中的所有工作都是由客户需求来驱动的。它是一种把用户或市场的要求转化为设计要求﹑零部件特征﹑工艺要求﹑生产要求等多层次演绎的分析方法。3、并行工程协调机制的应用并行工程是集成﹑并行地设计产品及其相关的各种过程（包括制造过程和支持过程）的系统方法。并行工程的工作方式是组织跨部门﹑多学科的开发小组，一起并行协同工作，对产品设计﹑工艺﹑制造等上下游各方面进行同时考虑和并行交叉设计，及时地交流信息，使各种问题尽早暴露，并共同加以解决。这样就使产品开发时间大大缩短，同时新产品质量和成本都得到改善。在并行工程模式中，产品的创新不仅要考虑产品功能本身，还要考虑到产品的制造和装配难易﹑生产成本高低和生产周期的长短。也就是说，产品设计部门不仅要考虑自身的目标，还要考虑整个产品生命周期中从概念形成到报废处理的所有因素，包括产品质量﹑制造成本﹑进度计划，充分利用企业的一切资源，最大限度地满足用户的要求。这就要打破设计﹑工艺﹑销售﹑经营和生产部门的界限，借助计算机网络连成一体，实现知识﹑信息和数据共享。而在虚拟组织情况下，并行工作的范围将从本企业扩大到整个联盟组织。4、现代信息技术的支持随着信息技术的发展与应用，企业逐步应用了CAD﹑CAPP﹑CAM﹑PDM﹑企业资源计划（ERP）等系统，并且系统的集成性不断提高。信息系统的集成化可以有效地控制和管理产品信息，为企业实施并行工程提供必要一个计算机协同支持环境，为在动态联盟环境下的新产品设计奠定了基础。网络经济时代的到来，加快了经济的全球化进程，迫使企业面对全球化的大市场，参与国际市场的竞争。也使企业间的合作范围越来越宽，可以充分利用和吸收不同地区及国家企业﹑机构的人才﹑技术﹑资源优势，建立虚拟敏捷的开发模式。这种模式的有效实现是基于面向企业对外联网络（Internet）和内联网络（Intranet）的集成，形成超越空间约束的分散网络设计开发系统进行动态联盟组织的设计及制造活动，支持企业实现异地协同设计成为虚拟组织产品设计。由于产品设计﹑工艺设计和试制由核心或盟主企业和合作企业分别完成，跨地域的联合设计将成为主要设计方式。因此，在产品及技术开发过程中，必须充分考虑到这一现实的存在及未来的发展趋势,实现用户﹑企业﹑大专院校以及研究机构的广泛合作。二．工业工程在企业信息化中的特殊作用企业信息化，是指企业应用现代工业工程的理论、技术与方法，在对业务流程进行改造、重组、优化或再设计的基础上，利用计算机技术、通信技术、网络技术与数据库技术，控制和集成化管理企业的所有资源和生产经营活动中的所有信息，实现企业内外部信息共享和有效利用，提高企业的管理水平、市场应变能力和整体竞争能力的工程化过程。企业信息化，并非是企业传统流程的计算机化。专家研究发现，传统企业信息化未能达到预期效果的主要原因是未能触及传统管理模式，即未能应用工业工程的技术与方法对各种业务流程加以分析和改造，对企业各种资源未曾优化和合理配置而导致了信息系统的各种功能得不到充分利用。这一发现使得业务流程再造(businessprocessreengineering，BPR)成为主导企业信息化的关键理论和技术。1．BPR的科学内涵包括四个方面（1）BPR是在打破原有部门界限，职能分工的基础上，对业务流程或具体任务重新组合；（2）BPR不是通过渐进改良提高管理效率，而是一场改变传统工业流程的飞跃式革命；（3）BPR是对原有业务流程进行根本性反省，进行彻底改造和再设计，并在此基础上实现信息量化，直接面对顾客、面对市场，增强企业的核心竞争能力；（4）信息技术不是将原有业务处理自动化，而是新流程的数字化与培增器。2．SCM与ERP促进CIMS形成随着企业自动化和信息化的发展，以及企业之间合作制造趋势正日益明显，横向一体化正在加强，工业工程界在20世纪90年代提出了供应链(supplychain)的科学概念。这一理论把企业界的整个生产过程看作为一个整体链，把企业内部各种资源和系统以及供应商、分销商、合作伙伴等单位都集成到一个链条中，于是产生了供应链管理(supplychainmanagement，SCM)这一新的运作与经营模式。所谓供应链管理，其核心是使企业生产过程的内外部实现“横向一体化集成，形成一条供应商到制造商再到分销商的贯穿所有企业的链条”。在这条链上，节点的相邻企业形成供求关系，达到同步、协调运行和共同受益，形成了一个信息化程度极高的经营与运作模式。供应链管理的出现促进了企业资源计划(ERP)的发展。ERP强调对供应链的整体管理，将供应商、制造商、协作商、客户甚至是竞争对手都纳入管理资源的整体系统之中，使业务流程更加紧密集成，对市场反应更加灵敏、快捷，柔性化程度大为提高，风险与成本大大降低。ERP的出现不只是一种管理模式和概念，而已成为与供应链管理体制相匹配的现代化管理软件系统，因此ERP本身就是企业信息化和网络化的重要组成部分。由于供应链管理和ERP的发展进一步增强了企业间的信息和资源的集成与共享，使原来CIMS(计算机集成制造系统)的概念和内涵发生了变化，已由企业内的集成，扩展到企业外的集成，于是出现了现代集成制造系统(contemporaryintegratedmanufacturingsystem，CIMS)。因此，SCM与ERP促进了现代CIMS的形成与发展。3．CPC拓展PDM概念在工业工程集成思想的指导下，CAD计算机辅助设计在20世纪90年代实现了CAD/CAE/CAPP/CAM的高度集成。此外，为了对产品设计数据、图形和图纸进行有效管理和信息共享，在CAD/CAM技术的基础上又发展起了产品数据管理(productdatamanagement，PDM)系统。PDM系统是以产品为核心切入企业信息化领域的新技术。它将所有与产品相关的信息和相关过程集成在一起，使产品的数据、图形及图纸信息能被全部用户按要求方便、快捷地存取与共享，大大提高产品的设计、开发环节对市场的响应速度。现在PDM已拓展了原来的概念，提出了协同产品商务(collaborativeproductcommerce，CPC)新概念。CPC系统力求以Internet技术为核心，将围绕着产品整个生命周期(包括市场分析与营销、设计、工艺、采购、制造、装配、销售、售后服务等)的所有信息集成起来，以强化企业的竞争能力。综上所述，现代工业工程的突破带动了企业信息化的快速发展。三．工业工程与企业信息化1、企业信息化对基础数据环境的要求企业信息化建设在业务流程再造完成之后还有一个重要的环节——基础数据环境建设。我们把反映企业人、财、物及其相互联系的各种数据统一起来，称之为基础数据环境。企业信息化必不可少地要对大量的生产、技术和财务等数据进行处理，为决策者提供有用信息。这些基础数据包罗万象，十分庞杂，并且相互之间存在着千丝万缕的联系。企业信息化，关键要规范化、数据化、标准化。有人将企业管理信息系统从技术、管理、数据三者的相对重要性说成是“三分技术、七分实施、十二分数据”。因此没有规范化的数据管理就没有企业信息化建设的成功。今天，全球大约有39％的大公司、60％的小公司正在部署实施ERP系统，财富1000家企业中有70％已经在制造、财务、人力资源和其他主要领域中实施了ERP的核心应用模块。企业信息化项目上的巨大投资在可能给企业带来丰厚收益的同时也意味着高风险，ERP实施失败甚至导致公司破产已屡见不鲜。导致企业信息化失败的原因何在?原因当然是多方面的，如企业高层管理的支持力度不够、缺乏完善的项目管理和实施计划、企业人员对信息系统应用的抵触、缺乏技术支持来解决信息系统实施中遇到的各种问题等是导致企业信息化未能达到预期结果甚至失败的重要原因。但从实施的实践看，在短时间内难以建成企业信息化所要求的基础数据环境，或提供的数据规范化与准确性差，得到的决策信息无法应用也是导致企业信息化未能达到预期结果甚至失败的重要原因之一。对企业信息管理系统，特别是ERP这样复杂的系统，数据输入时的误差在经过一系列的处理环节后就有可能产生相当大的偏差，从而导致生产计划、物流调度乃至经营决策上的失误。虽然不可能做到百分之百准确的数据，但输入的数据准确程度越高，信息管理系统运行结果的可靠性也就越高，从而更好地为经营管理提供合理的依据。因此，如何将企业的各种原始数据准确、及时地录入到信息管理系统中显得尤为重要。为保证企业信息化建设的顺利进行，企业信息化的基础数据应满足以下要求：（