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        新發(fā)展階段的中國工業(yè)工程創(chuàng)新問題研究

        2021-09-10 07:22:44李從東鐘鳴莉劉倩屈挺黃國全
        機(jī)電工程技術(shù) 2021年3期
        關(guān)鍵詞:工業(yè)工程路線圖系統(tǒng)集成

        李從東 鐘鳴莉 劉倩 屈挺 黃國全

        摘要:中國進(jìn)入新發(fā)展階段,國家要貫徹新發(fā)展理念、構(gòu)建新發(fā)展格局。通過對中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展大迭代、世界進(jìn)入大變局帶來重要技術(shù)契機(jī)以及工業(yè)工程自身發(fā)展的系統(tǒng)集成要求等的分析,提示中國工業(yè)工程創(chuàng)新正處在重大的革命性關(guān)口。針對中國工業(yè)工程創(chuàng)新所面對的國家重大戰(zhàn)略需求,從工業(yè)工程創(chuàng)新的歷史邏輯、理論邏輯和實(shí)踐邏輯出發(fā),探究中國工業(yè)工程創(chuàng)新方向,提出中國工業(yè)工程創(chuàng)新要在傳承的基礎(chǔ)上完成構(gòu)建技術(shù)集成理論與方法、市場集成理論與方法和產(chǎn)業(yè)集成理論與方法的戰(zhàn)略任務(wù);通過建立以全產(chǎn)業(yè)、全過程、全要素綜合集成為特征的工業(yè)工程創(chuàng)新方法論框架,提煉并規(guī)劃工業(yè)工程創(chuàng)新技術(shù)路線圖,為迎接中國工業(yè)工程發(fā)展歷史轉(zhuǎn)折點(diǎn)的到來進(jìn)行必要的思想準(zhǔn)備并提供研究參考。

        關(guān)鍵詞:工業(yè)工程;創(chuàng)新;特征;任務(wù);系統(tǒng)集成;方法論;路線圖

        中圖分類號:F424.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

        文章編號:1009—9492f2021103—0001—10

        0引言

        曾先后助推美國、日本等成為全球經(jīng)濟(jì)實(shí)力強(qiáng)大的國家,助推韓國、中國臺灣、中國香港和新加坡成為“亞洲四小龍”的工業(yè)工程,早已被全世界公認(rèn)為是提升生產(chǎn)力最有效的管理技術(shù)體系之一。我國改革開放以來,通過引進(jìn)、學(xué)習(xí)、推廣工業(yè)工程,企業(yè)管理水平和經(jīng)濟(jì)效益得到顯著提高。但必須看到,上述在不同國家和地區(qū)發(fā)揮重要作用的工業(yè)工程并不是一個靜止不變的范疇,其一直在因應(yīng)著技術(shù)、市場和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的快速迭代而不斷推陳出新。那么,工業(yè)工程創(chuàng)新的內(nèi)在邏輯和規(guī)律是什么?其創(chuàng)新對外在環(huán)境的要求是什么?

        迄今為止,中國已經(jīng)成為全球第二大經(jīng)濟(jì)體。十九屆五中全會指出,中國已進(jìn)入新發(fā)展階段。中國經(jīng)濟(jì)當(dāng)前所處的時(shí)空坐標(biāo),既不同于西方發(fā)達(dá)國家應(yīng)用工業(yè)工程的情境,也不同于中國自身在改革開放前30年的技術(shù)情境、市場情境和產(chǎn)業(yè)情境。處于新發(fā)展階段的中國,要支持和促進(jìn)新發(fā)展格局的構(gòu)建,無論是工業(yè)工程的理論界,還是對工業(yè)工程應(yīng)用十分期盼和渴望的企業(yè)界,究竟需要一個什么樣的工業(yè)工程理論與方法體系?怎樣得到這樣一個支撐中國經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的工業(yè)工程理論與方法體系?

        本文試圖沿著工業(yè)工程發(fā)展的歷史軸線,再次回味先賢們在工業(yè)工程從無到有、從一個能級躍升到另一個更高能級時(shí)的閃光思想和他們在那些被后人們稱為標(biāo)桿企業(yè)的地方所進(jìn)行的偉大實(shí)踐,梳理工業(yè)工程創(chuàng)新的理論邏輯和實(shí)踐邏輯,探究新發(fā)展階段工業(yè)工程創(chuàng)新的歷史機(jī)遇和戰(zhàn)略需求,從而確立工業(yè)工程創(chuàng)新的目標(biāo)和任務(wù)——中國工業(yè)工程創(chuàng)新要在傳承工業(yè)工程核心內(nèi)核的基礎(chǔ)上,完成構(gòu)建技術(shù)集成理論與方法、市場集成理論與方法和產(chǎn)業(yè)集成理論與方法的戰(zhàn)略任務(wù)。與這一歷史任務(wù)相匹配,在系統(tǒng)哲學(xué)和新系統(tǒng)觀、新生產(chǎn)觀、新能源觀、新效益觀、新集成觀指導(dǎo)下,規(guī)劃以全產(chǎn)業(yè)、全過程、全要素綜合集成為特征的工業(yè)工程創(chuàng)新方法論框架和創(chuàng)新路線圖。

        1工業(yè)工程創(chuàng)新邏輯分析

        1.1歷史邏輯

        (1)工業(yè)工程的概念演化

        工業(yè)工程(Industrial Engineering,IE)問世100多年以來,其定義林林總總,其中被學(xué)術(shù)界廣泛認(rèn)可的是美國工業(yè)工程師學(xué)會(American Institute of Industrial Engineers,AIIE)在1955年最早提出、后經(jīng)多次修訂的定義:“工業(yè)工程是對人員、物料、設(shè)備、能源和信息組成的集成系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、改善和設(shè)置的一門學(xué)科。其綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、物理學(xué)和社會科學(xué)方面的專門知識和技術(shù),以工程分析和設(shè)計(jì)的原理與方法,對該系統(tǒng)所取得的成果進(jìn)行確定、預(yù)測和評價(jià)”。在該定義中,“能源”一詞是20世紀(jì)70年代初在原定義的基礎(chǔ)上添加的,而“信息”一詞則于20世紀(jì)91D年代被補(bǔ)充??梢钥吹剑?dāng)人們意識到能源和信息成為企業(yè)成功運(yùn)營的重要外生變量乃至內(nèi)生變量時(shí),AIIE只是結(jié)合這一時(shí)代特征不斷地完善其定義而已。相信這個進(jìn)程不會止步于此。在新時(shí)代,從數(shù)據(jù)到信息、知識、智慧的演化以及新的能源觀(由碳中和、碳減排戰(zhàn)略所決定)必然會成為工業(yè)工程創(chuàng)新框架中的對象、約束、特征和邊界條件,工業(yè)工程內(nèi)涵和外延的持續(xù)演化,呈現(xiàn)了與時(shí)俱進(jìn)、與時(shí)代融合的創(chuàng)新發(fā)展邏輯。

        (2)工業(yè)工程的發(fā)展歷程

        工業(yè)革命時(shí)代,蒸汽機(jī)的誕生使制造業(yè)擺脫了對人力、畜力、風(fēng)力、水力等自然力的依賴,生產(chǎn)力和生產(chǎn)組織形式都突破了家庭手工業(yè)和工場手工業(yè)的束縛。從生產(chǎn)力的視角看,手工業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)器大工業(yè)生產(chǎn),生產(chǎn)力迅猛發(fā)展、市場規(guī)??焖贁U(kuò)大;從生產(chǎn)組織形式看,過去以家庭和工場為生產(chǎn)組織單位的作坊式生產(chǎn)轉(zhuǎn)變成以工廠為生產(chǎn)組織單位的規(guī)模化生產(chǎn)方式。馬克思指出,“分工、蒸汽力和機(jī)器是從18世紀(jì)中葉起工業(yè)用來搖撼舊世界基礎(chǔ)的3個偉大的桿杠”。正是因?yàn)橐哉羝麆恿蜋C(jī)器體系為代表的機(jī)器大工業(yè)以及采用了分工協(xié)作生產(chǎn)組織形式的工廠的出現(xiàn),才構(gòu)造了工業(yè)工程萌芽的“土壤”,工業(yè)工程才會由此孕育而生。

        20世紀(jì)初至20世紀(jì)30年代中期,可稱為工業(yè)工程的奠基期。泰勒、吉爾布雷斯、甘特等工業(yè)工程先驅(qū)者因應(yīng)著生產(chǎn)實(shí)踐對效率、質(zhì)量、成本、安全等的要求,在科學(xué)管理運(yùn)動中摸索、提煉和總結(jié)出科學(xué)管理理論,后經(jīng)不斷吸收數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、管理學(xué)、社會學(xué)等學(xué)科成果,豐富了早期工業(yè)工程理論和方法,為工業(yè)工程學(xué)科的形成奠定了學(xué)術(shù)基礎(chǔ),促成高校中工業(yè)工程相關(guān)課程開設(shè)和工業(yè)工程學(xué)系設(shè)立,工業(yè)工程學(xué)科體系和工業(yè)工程師培養(yǎng)體系逐步形成。

        20世紀(jì)30年代到70年代中期,運(yùn)籌學(xué)和系統(tǒng)工程的產(chǎn)生以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的興起,促使工業(yè)工程進(jìn)入快速發(fā)展階段,工業(yè)工程學(xué)科體系日漸豐滿、完善,物流工程、生產(chǎn)工程、人因工程、效率工程、質(zhì)量工程、價(jià)值工程等工業(yè)工程內(nèi)容體系得到了全面發(fā)展。20世紀(jì)中后期,以創(chuàng)造并提升顧客價(jià)值為目標(biāo),以多品種、變批量生產(chǎn)為背景,以發(fā)現(xiàn)、辨識和消除浪費(fèi)為中心,以拉式生產(chǎn)為抓手的精益生產(chǎn)理論與實(shí)踐,成為迄今為止工業(yè)工程創(chuàng)新史上最突出的成果之一。

        在系統(tǒng)工程專家和工業(yè)工程專家共同努力下,工業(yè)工程在發(fā)展中逐漸接受系統(tǒng)哲學(xué)的頂層設(shè)計(jì)和指導(dǎo),不再僅僅停留在最初的“法”、“術(shù)”、“器”、“用”的層面。一方面,工業(yè)工程的方法、技術(shù)和工具逐漸根植于系統(tǒng)哲學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)和系統(tǒng)工程,主動接受系統(tǒng)管理思想作為工業(yè)工程的“統(tǒng)帥性”理論;另一方面,大量結(jié)合了當(dāng)代信息和通信技術(shù)的工業(yè)工程方法和工具被廣泛運(yùn)用于生產(chǎn)過程之中,如計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)(Computer Aid X,CAX)、物料需求計(jì)劃(Material Requirement Planning,MRP)、制造資源計(jì)劃(Manufacturing Resource Planning,MRPII)、制造執(zhí)行系統(tǒng)(Manufacturing Execution System,MES)、并行工程(Concurrent Engineering,CE)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(computer Integrated Manufactur-ing System,CIMS)等。

        必須注意到,無論工業(yè)工程的外延有多少變異,這些新的工業(yè)工程技術(shù)形式以優(yōu)化生產(chǎn)系統(tǒng)(由人員、物料、設(shè)備、能源和信息等生產(chǎn)要素組成,有種類、批量和質(zhì)量產(chǎn)出要求和時(shí)間、空間約束的集成系統(tǒng))為目標(biāo),以系統(tǒng)論和系統(tǒng)工程為統(tǒng)領(lǐng),以經(jīng)典工業(yè)工程思想為基礎(chǔ),推動了工業(yè)工程的進(jìn)一步發(fā)展和在各個產(chǎn)業(yè)的廣泛運(yùn)用。發(fā)展到社會生產(chǎn)力高度發(fā)展、企業(yè)生產(chǎn)方式變革最為活躍的今天,除制造業(yè)外,以服務(wù)業(yè)為主的非制造業(yè)給工業(yè)工程增加了新的外延。工業(yè)工程外延的變化,只是反映了時(shí)代的技術(shù)特征、經(jīng)濟(jì)特征和市場特征而已。有人片面地看到泰勒時(shí)代的工業(yè)工程與當(dāng)今技術(shù)場景和市場場景的某些不適應(yīng),就試圖得出“工業(yè)工程過時(shí)了”的結(jié)論;有人堅(jiān)持制造業(yè)特別是機(jī)械制造業(yè)工業(yè)工程的“正統(tǒng)”地位,試圖否定工業(yè)工程在其他產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)力提升中的巨大作用;有人認(rèn)為工業(yè)工程創(chuàng)新只能發(fā)生于發(fā)達(dá)國家,中國只能模仿、借鑒、學(xué)習(xí),而不能再創(chuàng)新……。林林總總、不一而論。如果忽視了工業(yè)工程創(chuàng)新的歷史邏輯,很可能陷入到機(jī)械唯物主義的錯誤創(chuàng)新認(rèn)知思維中或“只見樹木,不見森林”的創(chuàng)新外延困擾中。應(yīng)該注意到,在工業(yè)工程與時(shí)俱進(jìn)的發(fā)展過程中,全局功能性優(yōu)化而非局部結(jié)構(gòu)性優(yōu)化相疊加的思想將主導(dǎo)工業(yè)工程創(chuàng)新進(jìn)程。

        1.2理論邏輯

        (1)工業(yè)工程具有集理論和實(shí)踐于一體的二分屬性

        工業(yè)工程理論體系的研究對于指導(dǎo)后人科學(xué)地學(xué)習(xí)、傳承和創(chuàng)新工業(yè)工程,對于更好地在經(jīng)濟(jì)、社會、文化、生態(tài)等領(lǐng)域應(yīng)用工業(yè)工程,都具有重要意義。多位學(xué)者從不同角度試圖對工業(yè)工程理論和方法體系進(jìn)行劃分:陳國權(quán)從生產(chǎn)系統(tǒng)出發(fā),通過生產(chǎn)系統(tǒng)效益實(shí)現(xiàn)概念模型形成現(xiàn)代工業(yè)工程完整體系,將該體系劃分為3個研究層次,即技術(shù)、組織、策略層次,以進(jìn)行系統(tǒng)及內(nèi)容概括分析。齊二石等從生命周期視角對工業(yè)工程理論體系進(jìn)行劃分,于1995年將現(xiàn)代工業(yè)工程理論與方法劃分為4類,即分析型理論與方法,規(guī)劃、設(shè)計(jì)型理論與方法,生產(chǎn)過程控制與管理理論方法,評價(jià)理論與方法;于1998年又將工業(yè)工程理論與技術(shù)體系劃分為3個技術(shù)群,分別是分析型技術(shù)群、規(guī)劃與設(shè)計(jì)技術(shù)群以及管理與控制型技術(shù)群;于2010年對現(xiàn)代工業(yè)工程(Chinese Indus-tri alEngineer,CIE)理論體系總結(jié)為1個概念、2種技術(shù)、3大專業(yè)技術(shù)體系、4項(xiàng)重要特征、5種關(guān)鍵意識。王國明、簡禎富在研究臺灣工業(yè)工程理論發(fā)展時(shí),從學(xué)科角度出發(fā),將工業(yè)工程學(xué)門分為5大類,即運(yùn)籌學(xué)子學(xué)門、信息系統(tǒng)子學(xué)門、人因工程子學(xué)門、生產(chǎn)系統(tǒng)子學(xué)門、科技管理與服務(wù)系統(tǒng)子學(xué)門。

        毋庸諱言,工業(yè)工程的理論體系先天不足。這是由工業(yè)工程誕生背景決定的——最初的工業(yè)工程伴隨著機(jī)器大工業(yè)和工廠而誕生,其理論萌芽來源于工業(yè)工程先驅(qū)者的實(shí)驗(yàn),如搬運(yùn)實(shí)驗(yàn)、鐵鏟實(shí)驗(yàn)、切削實(shí)驗(yàn)、砌墻實(shí)驗(yàn)等。先賢們從各種實(shí)驗(yàn)中歸納整理得出經(jīng)驗(yàn),再對這些長期積累的經(jīng)驗(yàn)逐步加以體系化和知識化,才形成最初的工業(yè)工程理論。這種由“法”、“術(shù)”、“器”、“用”升華而來的理論,在其初級階段不但缺乏體系上的完整性、層次性,在思想性上也有所欠缺。

        也恰恰是這種背景,決定了工業(yè)工程實(shí)踐和工業(yè)工程理論之間先天存在著極其緊密的內(nèi)在聯(lián)系。工業(yè)工程具有集理論和實(shí)踐于一體的二分屬性,即工業(yè)工程實(shí)踐是工業(yè)工程理論創(chuàng)新的最重要源泉,工業(yè)工程理論問題的提出具有實(shí)踐背景,理論問題的解決指向?qū)嶋H工作的瓶頸。諸如福特生產(chǎn)方式、豐田生產(chǎn)方式這樣的工業(yè)工程實(shí)踐為工業(yè)工程理論創(chuàng)新不斷提供著鮮活的經(jīng)驗(yàn)樣本,而精益生產(chǎn)理論又指導(dǎo)了眾多企業(yè)的工業(yè)工程實(shí)踐;工業(yè)工程創(chuàng)新面對的所有問題及其解決都具有系統(tǒng)特征,企業(yè)的效率、質(zhì)量、成本等問題在本質(zhì)上相互聯(lián)系、相互糾纏,牽一發(fā)而動全身。工業(yè)工程的各種理論、方法和技術(shù)相互支撐,子學(xué)科之間相互滲透,是同一個整體體系。

        (2)工業(yè)工程學(xué)具有集管理學(xué)與工程學(xué)于一體的二分屬性

        最初的工業(yè)工程理論可以歸納為以下3個門類:①以時(shí)間研究和方法研究為基礎(chǔ)的效率管理理論,以泰勒、吉爾布雷斯等為代表;②以統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制為基礎(chǔ)的質(zhì)量管理理論,以休哈特、朱蘭、戴明等為主要代表人物;③以預(yù)算控制和工程經(jīng)濟(jì)為基礎(chǔ)的成本管理理論,代表人物有麥爾斯和德魯克等。一方面,工業(yè)工程的發(fā)展與管理學(xué)有密不可分的關(guān)系;另一方面,一些學(xué)者非常執(zhí)著地認(rèn)為工業(yè)工程屬于工程學(xué)科。本文按照“道-理-法-術(shù)-器-用”的中國傳統(tǒng)知識體系分層邏輯進(jìn)行梳理,認(rèn)為工業(yè)工程在“道-理”層面更多地表現(xiàn)出其管理學(xué)屬性,即工業(yè)工程以系統(tǒng)哲學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、系統(tǒng)工程為統(tǒng)帥的屬性以及受管理學(xué)指導(dǎo)、為管理目的服務(wù)的屬性;而在“法-術(shù)-器”層面更多地表現(xiàn)出工程學(xué)屬性,即方法和手段的工程屬性、與工程學(xué)科特別是工藝學(xué)緊密聯(lián)系的屬性;而在“用”的層面則完美地體現(xiàn)了管理學(xué)、工程學(xué)結(jié)合乃至融合的屬性。如果按照人為的學(xué)科劃分按圖索驥,非要在管理學(xué)和工程學(xué)中進(jìn)行排他性選擇,無疑是不利于工業(yè)工程創(chuàng)新發(fā)展的。工業(yè)工程是管理學(xué)與工程學(xué)的結(jié)合部,在發(fā)揮其雙向“賦能-增能-使能”作用方面無可替代,在兩個學(xué)科門類之間進(jìn)行交叉創(chuàng)新、邊緣創(chuàng)新、融合創(chuàng)新的作用無可替代。工業(yè)工程學(xué)具有集管理學(xué)與工程學(xué)于一體的二分屬性,兩面性和諧地統(tǒng)一于一個完整系統(tǒng)中,不斷構(gòu)造新的生產(chǎn)力,提升原有生產(chǎn)力。

        (3)工業(yè)工程學(xué)具有普適、多源和時(shí)代性的特征

        工業(yè)工程廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)、社會、文化等不同的領(lǐng)域,既有跨領(lǐng)域的共有機(jī)理和技術(shù),也有結(jié)合了不同領(lǐng)域的社會屬性和技術(shù)屬性后,在該領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)踐中所形成的特定領(lǐng)域的專有工業(yè)工程理論和方法。工業(yè)工程的共有基礎(chǔ)理論和共有技術(shù)是本質(zhì)和基礎(chǔ),因而,工業(yè)工程具備鮮明的普適性特征。

        工業(yè)工程的多源性體現(xiàn)在工業(yè)工程不斷地吸收自然科學(xué)、工程技術(shù)和社會科學(xué)的學(xué)科成果,在這個過程中不斷發(fā)展與變革,逐漸補(bǔ)充、完善甚至發(fā)展自身理論體系。工業(yè)工程所依托的數(shù)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)、心理學(xué)等學(xué)科的當(dāng)代創(chuàng)新成果也是工業(yè)工程創(chuàng)新的驅(qū)動因素,信息與通信技術(shù)使得工業(yè)工程更如虎添翼。

        不僅僅是工業(yè)工程的定義隨著時(shí)代變遷而發(fā)展,由于經(jīng)濟(jì)、社會在各個發(fā)展階段具有不同的歷史背景、時(shí)代特征和主要矛盾,不同時(shí)期出現(xiàn)的生產(chǎn)實(shí)踐問題各異,因此工業(yè)工程也伴隨著時(shí)代發(fā)展而發(fā)展,為解決不同時(shí)代的實(shí)踐問題而展現(xiàn)其與時(shí)代相容的特征。與時(shí)俱進(jìn)是工業(yè)工程創(chuàng)新最具代表性的特征之一。

        但是,同其他科學(xué)理論的發(fā)展過程一樣,工業(yè)工程理論創(chuàng)新必須要在形成科學(xué)體系的三大要素(具有一般性的公理系統(tǒng)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)表達(dá)、可重復(fù)的實(shí)驗(yàn)證明)方面繼續(xù)攻堅(jiān)克難。

        1.3實(shí)踐邏輯

        (1)工業(yè)工程不變的初衷——效益驅(qū)動

        19世紀(jì)末到20世紀(jì)初,新生的機(jī)器大工業(yè)對提高勞動生產(chǎn)率的旺盛需求催生了工業(yè)工程。泰勒以一系列實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)提出科學(xué)管理理論,改變了傳統(tǒng)生產(chǎn)模式下因勞動效率低下、管理職能效率低下而制約企業(yè)效益提升的狀況。吉爾布雷斯的動作經(jīng)濟(jì)性原則、甘特的計(jì)劃進(jìn)度方法等進(jìn)一步完善了泰勒的科學(xué)管理理論,為當(dāng)時(shí)企業(yè)提升經(jīng)濟(jì)效益提供了有力支撐。

        20世紀(jì)上半葉,工業(yè)工程作為提高生產(chǎn)效率的工具為制造業(yè)賦能。標(biāo)準(zhǔn)化、勞動定額管理、經(jīng)濟(jì)批量采購和節(jié)拍化的剛性自動化流水生產(chǎn)線等在大批量制造中兼收效率、成本和質(zhì)量等多重紅利。

        20世紀(jì)70年代,戰(zhàn)后最嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)危機(jī)重創(chuàng)了制造業(yè)。豐田把工業(yè)工程對生產(chǎn)的賦能作用從推式生產(chǎn)和大規(guī)模制造的桎梏中解放出來,補(bǔ)充和完善了傳統(tǒng)工業(yè)工程在拉式生產(chǎn)和多品種變批量中應(yīng)用的短板,開發(fā)出一系列不同于以往的、以團(tuán)隊(duì)為中心(自主管理)、以持續(xù)改進(jìn)為靈魂的工業(yè)工程方法,自動化防錯、準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)制、看板、一個流、標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)和均衡生產(chǎn)等組合拳,完美地解決了品種、批量與質(zhì)量、成本和工期之間的矛盾,創(chuàng)造了傳統(tǒng)制造管理情境下無法達(dá)到的效益水平,這再一次證實(shí)了工業(yè)工程創(chuàng)新是促進(jìn)企業(yè)效益增長的有力工具。

        (2)工業(yè)工程顯著的特征——融合發(fā)展

        工業(yè)工程的發(fā)展史就是一部不斷吸納、融合其他學(xué)科理論、方法和技術(shù)的創(chuàng)新史。

        早期的工業(yè)工程缺乏定量化、系統(tǒng)化的分析工具。由于運(yùn)籌學(xué)在二戰(zhàn)盟軍資源統(tǒng)籌規(guī)劃中表現(xiàn)卓越,因而戰(zhàn)后被工業(yè)工程作為重要的量化分析工具用于為制造業(yè)和交通運(yùn)輸業(yè)的迅猛發(fā)展提供方法指導(dǎo)和技術(shù)支撐。20世紀(jì)50—60年代以來,系統(tǒng)工程與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,使工業(yè)工程對于復(fù)雜的工業(yè)和社會生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行量化分析與系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力大大增強(qiáng)。各種自動化、電子化技術(shù)都被融入到工業(yè)工程的技術(shù)與方法中,成為工業(yè)工程實(shí)踐創(chuàng)新的動力源泉。在當(dāng)今的智能化時(shí)代,工業(yè)工程不但廣泛滲入到物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、5G、區(qū)塊鏈、云計(jì)算、數(shù)字孿生等新技術(shù)的應(yīng)用中,也充分吸納、融合了上述新技術(shù)成果或利用新技術(shù)復(fù)合支持來實(shí)現(xiàn)自身理論和技術(shù)的升級。

        除了作為各行各業(yè)的共用管理技術(shù),工業(yè)工程還可以與不同的工程技術(shù)相融合,從而發(fā)展成為面向特定行業(yè)或領(lǐng)域的專用技術(shù),如煤礦工業(yè)工程、機(jī)械工業(yè)工程、航空工業(yè)工程、電子工業(yè)工程、醫(yī)療服務(wù)工業(yè)工程等專門領(lǐng)域的工業(yè)工程理論與方法。吸收并融合了工業(yè)工程的專業(yè)工程(如煤炭工程、機(jī)械工程、紡織工程、電力工程、航空工程、電子工程、臨床醫(yī)學(xué)、臨床護(hù)理學(xué)等)的應(yīng)用通常比單純的專業(yè)工程技術(shù)應(yīng)用具有更高能級的生產(chǎn)力。

        縱觀工業(yè)工程創(chuàng)新的發(fā)展,工業(yè)工程與工程技術(shù)特別是主導(dǎo)時(shí)代變革的新技術(shù)具有特別的親和力,例如機(jī)械化時(shí)代工業(yè)工程與機(jī)械工程的融合、信息化時(shí)代工業(yè)工程與信息技術(shù)的融合等。新技術(shù)的出現(xiàn)為工業(yè)工程的發(fā)展提供新的可行域、新思路和新方法,為工業(yè)工程實(shí)踐創(chuàng)新注入新的血液。無論是被新技術(shù)賦能的工業(yè)工程,還是被工業(yè)工程賦能的復(fù)合新技術(shù),往往具有更強(qiáng)大的生產(chǎn)力。

        (3)工業(yè)工程卓越的地位——標(biāo)桿引領(lǐng)

        在工業(yè)工程創(chuàng)新中,標(biāo)桿的作用不能小覷。

        1913年,根據(jù)勞動專門化和零件互換性的原理,福特在底特律高地公園工廠通過裝配流水線使汽車平均裝配時(shí)間從之前的514 min(1908年)減少到1.19 min(1913年),在極大地提高了生產(chǎn)效率的同時(shí)也大大提高了工人的工資收入。工業(yè)工程創(chuàng)造的效益令人咋舌,福特成為當(dāng)時(shí)全球汽車制造業(yè)的標(biāo)桿,福特汽車創(chuàng)造的流水線裝配方式是全世界工廠的通用模式。汽車業(yè)界的董事、經(jīng)理、工程師從世界各地蜂擁到高地公園工廠,學(xué)習(xí)福特先進(jìn)的生產(chǎn)運(yùn)作模式。福特流水生產(chǎn)線代表了當(dāng)時(shí)的先進(jìn)生產(chǎn)力,引領(lǐng)了整個制造業(yè)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)下的工業(yè)工程創(chuàng)新。有人說,成就福特汽車的是新材料“釩鋼”而不是工業(yè)工程。釩鋼誕生于英國謝斯菲爾德大學(xué),最先應(yīng)用于歐洲鐵路的鋼軌鋪設(shè),偶然間被法國車企用于汽車制造。在歐洲出生并投入產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的“釩鋼”為何最終成就了一家美國汽車制造企業(yè)?答案是——福特汽車不但解決了釩鋼在美國從冶煉到軋制的量產(chǎn),而且解決了以釩鋼為物料的汽車整車從島式裝配到線式裝配的規(guī)模化量產(chǎn)。而量產(chǎn)的關(guān)鍵,是以經(jīng)典工業(yè)工程技術(shù)(基于工位分工的裝配作業(yè)分解技術(shù)、節(jié)拍控制技術(shù)和多工位生產(chǎn)線平衡技術(shù)等)為支撐的流水生產(chǎn)線。

        20世紀(jì)70—80年代,豐田生產(chǎn)方式(Toyota Production System,TPS)使工業(yè)工程的效益性得到淋漓盡致的發(fā)揮。經(jīng)過30多年的探索和努力,豐田從汽車業(yè)界默默無聞的小公司一躍成為世界上最大的汽車制造公司,日本汽車行業(yè)憑借這套獨(dú)特的生產(chǎn)制造模式從衰敗中崛起,一舉顛覆了美國在全世界汽車制造業(yè)中的霸主地位。豐田的工業(yè)工程創(chuàng)新不但給日本的中小企業(yè)在戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)蕭條、資源緊缺的窘境下尋到了一線生機(jī),也為20世紀(jì)亞洲四小龍的經(jīng)濟(jì)起飛起到了強(qiáng)大的助推作用,乃至全世界的制造業(yè)都在推廣豐田的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。即便是極為低調(diào)內(nèi)斂的大野耐一也對其生產(chǎn)管理作品極為自信,他說:“如果亨利·福特一世仍然在世的話,必定采用類似于豐田生產(chǎn)方式的管理模式”。美國人則在震驚之余開始反思和學(xué)習(xí)——通用汽車?yán)眉又菖c豐田的合資公司,間接地學(xué)習(xí)TPS真髓;福特汽車則采取把豐田(美國)公司的員工吸引過來的策略,打造成TPS的福特版;克萊斯勒公司向已經(jīng)TPS化了的福特取經(jīng)學(xué)習(xí);德爾福這個全球最大的汽車零部件生產(chǎn)商也實(shí)施了TPS。整個行業(yè)學(xué)習(xí)帶來的效果是驚人的。事實(shí)上,豐田生產(chǎn)方式不僅吸納了美國通用汽車公司的“多品種少量生產(chǎn)”的理念,還采納了福特公司的“徹底的合理化和成本降低”思想,可以說TPS是將通用和福特的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了有效的吸收和本土化創(chuàng)新。麻省理工學(xué)院的研究人員以及美國的其他專家學(xué)者,把豐田生產(chǎn)方式提煉、總結(jié)為“精益生產(chǎn)理念”,說它“是一種不做無用功的精干型生產(chǎn)系統(tǒng)”。以TPS為基礎(chǔ)而被美國學(xué)者提煉總結(jié)的精益生產(chǎn)管理理論,是工業(yè)工程實(shí)踐創(chuàng)新帶來豐碩理論成果的歷史性杰作,被全世界的工業(yè)工程學(xué)者和制造經(jīng)理奉為圭臬。

        企業(yè)家是務(wù)實(shí)和理性的。說服企業(yè)家接納某種工業(yè)工程創(chuàng)新模式的唯一方式,就是以標(biāo)桿企業(yè)的成功經(jīng)驗(yàn)為例。工業(yè)工程創(chuàng)新中的標(biāo)桿企業(yè)、標(biāo)桿流程、標(biāo)桿方法,對工業(yè)工程在各行各業(yè)的推廣產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。也必須注意到,工業(yè)工程理論和實(shí)踐的創(chuàng)新成果無法簡單地從一個情境復(fù)制到另一個情境。在情境結(jié)構(gòu)相似的地方,工業(yè)工程發(fā)展迅速,進(jìn)入“快速生長期”;反之,在情境異構(gòu)的地方,需要長時(shí)間的探索,這就是所謂的“緩慢增長期”。如何讓已被實(shí)踐證明行之有效的工業(yè)工程理論、方法、技術(shù)在新的情境下實(shí)現(xiàn)最大價(jià)值,如何因應(yīng)新的應(yīng)用情境而創(chuàng)造、開發(fā)出新的工業(yè)工程理論、方法、技術(shù),以及工業(yè)工程實(shí)踐如何在全價(jià)值鏈、產(chǎn)業(yè)鏈乃至創(chuàng)新鏈上創(chuàng)造、提煉新的理論內(nèi)涵與成果,這既是工業(yè)工程實(shí)踐創(chuàng)新的難點(diǎn),同時(shí)也是中國工業(yè)工程在新發(fā)展階段的必經(jīng)之路。

        2新發(fā)展階段工業(yè)工程創(chuàng)新的目標(biāo)和任務(wù)

        2.1創(chuàng)新需求和創(chuàng)新目標(biāo)

        任何學(xué)科都要面對其理論和實(shí)踐之間的關(guān)系問題。在不同發(fā)展階段,不同學(xué)科的理論和實(shí)踐,其先后、主次是不同的。一般學(xué)科發(fā)展規(guī)律是兩階段論,即最初的“在實(shí)踐中形成技術(shù),在技術(shù)基礎(chǔ)上提煉理論”,以及之后長期有效的“用科學(xué)創(chuàng)新指導(dǎo)技術(shù)創(chuàng)新,再通過技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動工程創(chuàng)新”。但在工業(yè)工程100多年的發(fā)展中,理論發(fā)展長期滯后于實(shí)踐,例如科學(xué)管理理論滯后于泰勒、吉爾布雷斯等人的一系列實(shí)驗(yàn),精益生產(chǎn)理論也滯后于豐田汽車公司的管理實(shí)踐。在這些實(shí)踐成果中,幾乎看不到工業(yè)工程在工業(yè)工程哲學(xué)(頂層的世界觀和方法論)、工業(yè)工程科學(xué)(機(jī)理)層面對實(shí)踐的指導(dǎo),說明截至精益生產(chǎn),工業(yè)工程創(chuàng)新仍處于學(xué)科發(fā)展的第一階段。

        在工業(yè)工程創(chuàng)新歷史上,雖然以機(jī)器體系的大規(guī)模應(yīng)用為特征的工業(yè)革命爆發(fā)于英國,福特生產(chǎn)方式和科學(xué)管理理論卻誕生于美國;豐田生產(chǎn)方式誕生于日本,但源于豐田生產(chǎn)方式的精益生產(chǎn)理論誕生于美國。事實(shí)證明,重大的工業(yè)工程創(chuàng)新不僅需要產(chǎn)業(yè)發(fā)展的階段迭代帶來重大科學(xué)問題,也需要有與該迭代相匹配的創(chuàng)新引導(dǎo)機(jī)制和創(chuàng)新動力機(jī)制。

        中國工業(yè)工程創(chuàng)新正處在重大的革命性關(guān)口。這個論斷基于以下3個方面的事實(shí)。

        (1)中國工業(yè)工程重大理論與實(shí)踐創(chuàng)新所需要的產(chǎn)業(yè)發(fā)展迭代的迫切需求、重大科學(xué)問題源泉和創(chuàng)新引導(dǎo)機(jī)制、動力機(jī)制已經(jīng)具備

        習(xí)近平指出:“新發(fā)展階段是社會主義初級階段中的一個階段,同時(shí)是其中經(jīng)過幾十年積累、站到了新的起點(diǎn)上的一個階段”,“中國特色社會主義進(jìn)入新時(shí)代,意味著近代以來久經(jīng)磨難的中華民族迎來了從站起來、富起來到強(qiáng)起來的偉大飛躍,迎來了實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的光明前景”。在新時(shí)代、新發(fā)展階段,中國經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)、質(zhì)量和效率不僅事關(guān)中華民族偉大復(fù)興事業(yè)的成敗、事關(guān)中國人民追求美好生活的“中國夢”能否順利實(shí)現(xiàn),對世界經(jīng)濟(jì)格局乃至地緣政治格局也有重大影響。決定上述可能性的是宏觀經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和微觀經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的治理體系、管理方式和管理效能,在這里,工業(yè)工程理論方法是不能缺席的。在中國經(jīng)濟(jì)走向強(qiáng)起來的階段,不僅關(guān)注發(fā)展的數(shù)量之強(qiáng),更注重發(fā)展的質(zhì)量之強(qiáng)。為此,必須轉(zhuǎn)變發(fā)展方式,優(yōu)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu),提高全要素生產(chǎn)率,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式從數(shù)量和規(guī)模擴(kuò)張型向質(zhì)量和效益提升型的根本轉(zhuǎn)變。發(fā)展如此之快、迭代變化如此之大、對發(fā)展之強(qiáng)有切膚之痛的中國企業(yè),如何準(zhǔn)確把握新發(fā)展階段、貫徹新發(fā)展理念、加快構(gòu)建新發(fā)展格局,需要工業(yè)工程領(lǐng)域的研究者和實(shí)踐者堅(jiān)持通過理論與實(shí)踐的緊密結(jié)合,為國家重大戰(zhàn)略性問題的解決提供既有堅(jiān)實(shí)的學(xué)理支撐,又符合中國實(shí)際的中國方案。國家重大戰(zhàn)略需求和持續(xù)深化改革、持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展的主戰(zhàn)場,為工業(yè)工程創(chuàng)新提出了鮮明的需求導(dǎo)向、問題導(dǎo)向和目標(biāo)導(dǎo)向。

        (2)中國工業(yè)工程重大理論與實(shí)踐創(chuàng)新有彎道超車的宏觀機(jī)遇和變局中開新局的技術(shù)契機(jī)

        世界進(jìn)入百年未有之大變局,國際政治經(jīng)濟(jì)秩序正在劇烈動蕩中實(shí)現(xiàn)新舊交替,第四次工業(yè)革命方興未艾。盡管西方世界在工業(yè)工程創(chuàng)新歷史上扮演過重要角色,但世界沒有永恒不變的中心,馬克思早在100多年前就預(yù)測過西方中心主義終將結(jié)束。隨著中國經(jīng)濟(jì)從高速度發(fā)展轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展,工業(yè)工程創(chuàng)新演化中的“西方中心主義”必將結(jié)束。改革開放以來,中國從西方學(xué)習(xí)到的工業(yè)工程理論和方法在經(jīng)濟(jì)起飛階段發(fā)揮了重要作用。但在新發(fā)展階段,中國工業(yè)工程如果繼續(xù)沿著過去幾十年“照著講”、“抄作業(yè)”的模式,不但無法滿足中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和構(gòu)建新發(fā)展格局的需要,在某些局部甚至可能造成東施效顰、事與愿違的不良后果。從制造大國走向制造強(qiáng)國的中國,迫切地需要獲得新時(shí)代工業(yè)工程創(chuàng)新的話語權(quán)。

        僅從制造視角分析,全產(chǎn)品、全產(chǎn)業(yè)、全過程的高度精益化(恰質(zhì)、恰量、恰時(shí)、恰地、恰價(jià)、恰鏈的顧客價(jià)值創(chuàng)造和增值)、高度智能化(復(fù)合應(yīng)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字化、人工智能、網(wǎng)絡(luò)化高速多材質(zhì)3D打印、虛擬現(xiàn)實(shí)、區(qū)塊鏈以及量子科技等新技術(shù))、高度綠色化(閉環(huán)物流、清潔生產(chǎn)和可復(fù)用資源、無害化材料、無害化工藝、無害化產(chǎn)品、無害化排放)、高度服務(wù)化(基于從產(chǎn)品到顧客價(jià)值全面解決方案的大范圍制造服務(wù)協(xié)同、小微眾創(chuàng)制造和供應(yīng)鏈生態(tài)化)的融合迫切需要新的工業(yè)工程理論、方法和技術(shù)體系與之匹配并對其支撐。

        在當(dāng)今時(shí)代,關(guān)鍵知識(例如關(guān)鍵結(jié)構(gòu)技術(shù)、關(guān)鍵材料技術(shù)、關(guān)鍵裝備技術(shù)、關(guān)鍵制造技術(shù)等)和垂直供應(yīng)鏈管理對現(xiàn)代制造而言,比福特的生產(chǎn)線管理、豐田的作業(yè)現(xiàn)場管理更顯重要。例如,蘋果不組裝iPhone并不妨礙它成為全球最頂級的消費(fèi)品公司,特斯拉弗里蒙特工廠大量的組裝工作交由大型機(jī)器人完成;2015—2016年,小米曾陷入供應(yīng)鏈管理和產(chǎn)能的雙重危機(jī),小米5遲遲不能發(fā)布,雷軍將管理重點(diǎn)從打造優(yōu)秀產(chǎn)品轉(zhuǎn)到打造生態(tài)化垂直供應(yīng)鏈才解決了危機(jī),奠定了成長為千億市值企業(yè)的重要基礎(chǔ)。

        新時(shí)代的中國工業(yè)工程可以在傳統(tǒng)工業(yè)工程的基礎(chǔ)上,以系統(tǒng)思維統(tǒng)領(lǐng),遵循“在學(xué)科交叉融合的邊緣發(fā)現(xiàn)復(fù)雜科學(xué)問題,在學(xué)科交叉融合的過程中解決復(fù)雜科學(xué)問題”的基本規(guī)律,通過新技術(shù)復(fù)合支持和多學(xué)科交叉融合,創(chuàng)立原創(chuàng)性的方法論與方法體系,提高和改進(jìn)現(xiàn)有解決科學(xué)問題和工程問題的實(shí)際能力,實(shí)現(xiàn)重要科學(xué)突破和實(shí)踐中的工程突破,獲得獨(dú)樹一幟的工業(yè)工程重大創(chuàng)新成果。

        但是也必須注意到,受歷史、自然和經(jīng)濟(jì)發(fā)展基礎(chǔ)等條件的影響,中國生產(chǎn)力在地域和產(chǎn)業(yè)之間存在著嚴(yán)重的發(fā)展不均衡、不充分的矛盾,針對這種典型的多元斷面結(jié)構(gòu),工業(yè)工程的應(yīng)用和推廣必須處理好“通識課”和“專業(yè)課”、“打基礎(chǔ)”和“攀高峰”的關(guān)系。

        (3)新發(fā)展階段工業(yè)工程創(chuàng)新對象復(fù)雜化對工業(yè)工程創(chuàng)新提出系統(tǒng)集成的要求

        根據(jù)物理學(xué)的理論,孤立系統(tǒng)的熵值永遠(yuǎn)是增加的。在新發(fā)展階段,工業(yè)工程不宜一味強(qiáng)調(diào)“問題導(dǎo)向”,否則就可能染上管理近視征,陶醉于局部最優(yōu)而罔顧了全局。微觀上的問題導(dǎo)向應(yīng)服從于、服務(wù)于宏觀上的目標(biāo)導(dǎo)向。工業(yè)工程創(chuàng)新對象從最初個體(人、機(jī)、物等)的單維度指標(biāo)(效率、質(zhì)量、成本等)發(fā)展到企業(yè)內(nèi)部相互聯(lián)系的物流、資金流、信息流的復(fù)合效率,到如今萬物互聯(lián)下全產(chǎn)品、全產(chǎn)業(yè)、全過程的產(chǎn)業(yè)鏈、價(jià)值鏈、供應(yīng)鏈即時(shí)感知、數(shù)據(jù)可視、數(shù)字孿生、精準(zhǔn)決策,其創(chuàng)新對象呈現(xiàn)復(fù)雜關(guān)聯(lián)、交互影響和高頻變化的特征,產(chǎn)業(yè)鏈和跨產(chǎn)業(yè)鏈廣泛協(xié)同以及價(jià)值鏈生態(tài)體系構(gòu)建中的“大問題”越來越成為經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)高質(zhì)量發(fā)展的主要瓶頸。

        對上述“大問題”的發(fā)掘、發(fā)現(xiàn)、刻畫、分析和解決,須高度重視復(fù)雜系統(tǒng)動態(tài)數(shù)據(jù)建模和仿真。中國工業(yè)工程必須因應(yīng)新時(shí)代的巨大變化和挑戰(zhàn),研究和解決我國經(jīng)濟(jì)管理實(shí)踐中的“大問題”,一方面在微觀結(jié)構(gòu)上繼續(xù)夯實(shí)精益基礎(chǔ),一方面更加重視數(shù)字化條件下針對復(fù)雜系統(tǒng)以設(shè)計(jì)實(shí)體型“工程”或“類工程”人造物系統(tǒng)(例如數(shù)字孿生系統(tǒng))作為發(fā)現(xiàn)、分析和解決實(shí)際管理問題的方案。

        綜上,如何使工業(yè)工程真正成為具有自身學(xué)理邏輯、方法論特征和實(shí)際應(yīng)用優(yōu)勢的學(xué)科,使工業(yè)工程也按照“科學(xué)(發(fā)現(xiàn))——技術(shù)(發(fā)明)——工程(造物)”的接續(xù)路徑進(jìn)行創(chuàng)新演化,既是通過工業(yè)工程創(chuàng)新使工業(yè)工程學(xué)科走向成熟的必然路徑,也是工業(yè)工程持續(xù)創(chuàng)新必須面對的艱難挑戰(zhàn)。在中國進(jìn)入新發(fā)展階段、貫徹新發(fā)展理念、構(gòu)建新發(fā)展格局的總要求下,在世界經(jīng)濟(jì)的新中心產(chǎn)出源頭性、自主性學(xué)術(shù)主張、理論觀點(diǎn)、方法變革或?qū)⒅R轉(zhuǎn)化為解決中國現(xiàn)實(shí)問題的實(shí)質(zhì)性貢獻(xiàn),凝練成為中國工業(yè)工程學(xué)科的新思想、新理論以形成具有中國特色的工業(yè)工程學(xué)術(shù)話語體系,是新時(shí)代中國工業(yè)工程創(chuàng)新的重大需求、重大目標(biāo)。

        2.2新發(fā)展階段工業(yè)工程的創(chuàng)新任務(wù)

        如果說古典工業(yè)工程是適應(yīng)工業(yè)化的工程管理活動,那么現(xiàn)代工業(yè)工程除了是適應(yīng)和支持相互融合的工業(yè)化和信息化的工程管理活動,還是促進(jìn)企業(yè)集成進(jìn)化的工程管理活動,以及在這些活動中所展現(xiàn)出來的集成化思想和方法體系。根據(jù)前述中國工業(yè)工程創(chuàng)新需求、創(chuàng)新目標(biāo)和創(chuàng)新邏輯,提出中國工業(yè)工程創(chuàng)新的3大任務(wù)。

        2.2.1豐富和完善面向新發(fā)展階段多元斷面結(jié)構(gòu)生產(chǎn)力構(gòu)建和提升情境的技術(shù)集成理論與方法

        (1)基于多元斷面結(jié)構(gòu)生產(chǎn)力系統(tǒng)提升的工業(yè)工程技術(shù)集成

        一方面,我國仍然處于并將長期處于社會主義初級階段,雖然已經(jīng)贏得“世界工廠”的贊譽(yù),但中國制造乃至中國經(jīng)濟(jì)總體上“大而不強(qiáng)”仍是一個客觀事實(shí)。我國生產(chǎn)力水平在不同地域、不同產(chǎn)業(yè)乃至同一地域、同一產(chǎn)業(yè)的不同企業(yè)之間都呈現(xiàn)不均衡的特征,一些企業(yè)、產(chǎn)業(yè)和地區(qū)的技術(shù)水平和管理水平仍然十分低下。由生產(chǎn)力發(fā)展水平和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平所決定,工業(yè)工程在低發(fā)展水平的企業(yè)、行業(yè)和區(qū)域的創(chuàng)新發(fā)展非常艱難。以精益化運(yùn)動為例,精益認(rèn)知尚未在企業(yè)形成思想共識,精益改善尚未在產(chǎn)業(yè)鏈全流程形成價(jià)值生態(tài)模式,精益管理的專業(yè)隊(duì)伍規(guī)模小、結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,精益研究尚不能超越實(shí)踐、指導(dǎo)實(shí)踐,許多源于一線的精益成果尚不能被普遍認(rèn)同和樹為標(biāo)桿,這些極大地限制了精益化的大范圍推廣。

        另一方面,無論與70年前相比還是與40年前相比,情況已有很大發(fā)展變化——新中國成立之初,我國不能造一臺汽車、拖拉機(jī),而今天嫦娥五號、“天問一號”、“奮斗者”號等科學(xué)探測以及量子計(jì)算、5G、高鐵技術(shù)、新冠疫苗等在世界占有重要一席之地,甚至不乏引領(lǐng)世界的高端生產(chǎn)(高功能、高性能、高質(zhì)量的“三高”產(chǎn)品,定制化、變品種、高效率的生產(chǎn)模式等);改革開放之初,我國人均GDP只有200美元左右,而到今天人均GDP已經(jīng)突破1萬美元。這反映了中國總體技術(shù)實(shí)力呈現(xiàn)出結(jié)構(gòu)性的不均衡。

        我國正在探索多層次、自適應(yīng)的工業(yè)工程技術(shù)集成模式,這種集成是與應(yīng)用場景自適應(yīng)、與垂直供應(yīng)鏈生態(tài)化運(yùn)作自適應(yīng)的工業(yè)工程技術(shù)集成、專業(yè)工程技術(shù)集成,以及新技術(shù)與工業(yè)工程技術(shù)自適應(yīng)的綜合技術(shù)集成。將來回顧這場偉大的工業(yè)工程創(chuàng)新時(shí),一定會發(fā)現(xiàn)其意義不亞于福特對手工工場生產(chǎn)模式、豐田對剛性批量生產(chǎn)模式的革命。針對這種多元斷面結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)力系統(tǒng),必須把較高層級的工業(yè)工程整體規(guī)劃與基層全員、全過程的工業(yè)工程預(yù)防性改善、持續(xù)性改善結(jié)合起來,按照基礎(chǔ)水平、提升目標(biāo)和動態(tài)實(shí)施能力等構(gòu)成的生產(chǎn)力情境,實(shí)事求是地采用定制化、集成化的復(fù)合工程技術(shù)和管理技術(shù)的組合方案,既要一企一策、一業(yè)一策、一地一策,也要結(jié)合企業(yè)技術(shù)路線圖和產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖,沿垂直供應(yīng)鏈實(shí)現(xiàn)跨企業(yè)、多層次的工業(yè)工程技術(shù)綜合集成、沿生態(tài)價(jià)值鏈實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈和創(chuàng)新鏈的跨鏈工業(yè)工程技術(shù)的綜合集成。

        (2)支持新技術(shù)快速大規(guī)模應(yīng)用與迭代升級的技術(shù)集成

        福特模式可以使制造業(yè)在批量化制造中獲得規(guī)模經(jīng)濟(jì)帶來的低成本,但無法帶來競爭的差異性成本;豐田模式可以使制造業(yè)在多品種制造中獲得高質(zhì)量、短周期和低成本的綜合收益,但一是無法徹底解決垂直供應(yīng)鏈的生態(tài)化集成問題,二是無法徹底解決推式生產(chǎn)和拉式生產(chǎn)的源頭性矛盾。

        在萬物互聯(lián)和全域數(shù)字化的新時(shí)代,云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈在“超前”、“精準(zhǔn)”、“可信”、“齊套”這4個生產(chǎn)難點(diǎn)的解決上正在發(fā)揮決定性作用。訂單驅(qū)動的精益生產(chǎn)模式將被升級為數(shù)據(jù)驅(qū)動的智慧精益模式(即整個產(chǎn)業(yè)鏈完全可以在尚無訂單發(fā)生或有限訂單情境下按需生產(chǎn))。從歐陽生等、Frederic Rosin等、Sensors、Jochen Deuse等。的研究中和國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃近年來的項(xiàng)目布局上都可以很清晰地看到這個趨勢。

        新時(shí)代工業(yè)工程創(chuàng)新的任務(wù),一是要通過工業(yè)工程對應(yīng)用需求的分析、遴選、優(yōu)化、規(guī)劃,指導(dǎo)新技術(shù)指向性乃至靶向性應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)對新技術(shù)迭代升級的需求牽引、效益驅(qū)動;二是要通過工業(yè)工程對新技術(shù)自身創(chuàng)新動力機(jī)制的使能、激活,實(shí)現(xiàn)新技術(shù)縱向自組織、自生長;三是要通過工業(yè)工程對新技術(shù)復(fù)合過程催化和加速,實(shí)現(xiàn)橫向融合性迭代升級。這樣才能“加速科技成果向現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化,提升產(chǎn)業(yè)鏈水平,維護(hù)產(chǎn)業(yè)鏈安全”。

        2.2.2創(chuàng)立面向構(gòu)建新發(fā)展格局的市場集成理論與方法

        習(xí)近平指出,“我們要堅(jiān)持供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革這個戰(zhàn)略方向,扭住擴(kuò)大內(nèi)需這個戰(zhàn)略基點(diǎn),使生產(chǎn)、分配、流通、消費(fèi)更多依托國內(nèi)市場,提升供給體系對國內(nèi)需求的適配性,形成需求牽引供給、供給創(chuàng)造需求的更高水平動態(tài)平衡”。

        首先,市場集成是對供給側(cè)所進(jìn)行的結(jié)構(gòu)優(yōu)化、水平提升。構(gòu)建新發(fā)展格局的關(guān)鍵在于經(jīng)濟(jì)循環(huán)的暢通無阻。在國內(nèi)大循環(huán)方面,宏觀上要通過深化改革、微觀上要通過精益產(chǎn)業(yè)鏈的管理,不斷清淤除障、固本強(qiáng)基。工業(yè)工程在繼續(xù)深化供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、繼續(xù)完成“三去一降一補(bǔ)”、持續(xù)形成更高效率和更高質(zhì)量的投入產(chǎn)出關(guān)系、持續(xù)增強(qiáng)供給體系韌性等方面的作用無可替代,任務(wù)明確。

        第二,市場集成是對由消費(fèi)、生產(chǎn)、服務(wù)構(gòu)成的大循環(huán)所進(jìn)行的靶向性構(gòu)鏈、補(bǔ)鏈、強(qiáng)鏈。通過創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈的對接性部署、集成化運(yùn)行,在產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)高水平的自立自強(qiáng)。工業(yè)工程不但要繼續(xù)在產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化部署、布局中發(fā)揮作用,也要在自身過去并不活躍的創(chuàng)新鏈優(yōu)化部署、布局乃至與產(chǎn)業(yè)鏈對接、集成中發(fā)揮重要作用,在提升創(chuàng)新效率,提高創(chuàng)新的產(chǎn)業(yè)成功率、創(chuàng)新的用戶滿意度方面發(fā)揮作用,任務(wù)復(fù)雜。

        第三,市場集成是對需求側(cè)所進(jìn)行的重新定義、規(guī)劃、建設(shè)和管理。中國必須讓內(nèi)需為高質(zhì)量發(fā)展注入強(qiáng)勁動力。工業(yè)工程一是要通過持續(xù)感知需求、挖掘需求來擴(kuò)大消費(fèi)規(guī)模、提升消費(fèi)層次,使建設(shè)超大規(guī)模的國內(nèi)市場成為一個可持續(xù)的歷史過程;二是要精確定義、精細(xì)測量并精準(zhǔn)滿足顧客感知價(jià)值,精心創(chuàng)造顧客未來價(jià)值、提升顧客價(jià)值,以最小的內(nèi)部差異化獲得最大的顧客感知價(jià)值。工業(yè)工程要在需求牽引供給、供給創(chuàng)造需求以實(shí)現(xiàn)更高水平的產(chǎn)業(yè)鏈供需動態(tài)適配平衡方面發(fā)揮作用,任務(wù)艱巨。

        第四,市場集成是通過國際大循環(huán)對國內(nèi)大循環(huán)所進(jìn)行的補(bǔ)充、完善、提升。在參與國際大循環(huán)中,不是簡單地利用外資、引進(jìn)技術(shù)或輸出產(chǎn)能,而是更多地考慮優(yōu)化國內(nèi)國際市場布局、商品結(jié)構(gòu)和貿(mào)易方式,更多地借鑒與國際標(biāo)準(zhǔn)相銜接的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)體系、標(biāo)準(zhǔn)化體系、競爭秩序、經(jīng)營資質(zhì)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、檢驗(yàn)檢疫、認(rèn)證認(rèn)可等,加速補(bǔ)齊要素、資源、營商環(huán)境等方面的短板和不足,推進(jìn)“同線、同標(biāo)、同質(zhì)”。工業(yè)工程不但要在中國企業(yè)參與國際大循環(huán)的進(jìn)程中繼續(xù)學(xué)習(xí)先進(jìn)的理論和方法以實(shí)現(xiàn)工業(yè)工程自身的開放性創(chuàng)新,而且要在更寬廣的視野下,在引導(dǎo)國內(nèi)產(chǎn)業(yè)推動質(zhì)量變革、效率變革、動力變革方面發(fā)揮作用,任務(wù)緊迫。

        2.2.3創(chuàng)立基于生態(tài)價(jià)值鏈的雙鏈融合產(chǎn)業(yè)集成理論與方法

        習(xí)近平指出,“要堅(jiān)定不移實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略,培育新動能,提升新勢能,建設(shè)具有全球影響力的科技和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新高地。要圍繞產(chǎn)業(yè)鏈部署創(chuàng)新鏈、圍繞創(chuàng)新鏈布局產(chǎn)業(yè)鏈,前瞻布局戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),培育發(fā)展未來產(chǎn)業(yè),發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)”,“要依托我國超大規(guī)模市場和完備產(chǎn)業(yè)體系,創(chuàng)造有利于新技術(shù)快速大規(guī)模應(yīng)用和迭代升級的獨(dú)特優(yōu)勢,加速科技成果向現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化,提升產(chǎn)業(yè)鏈水平,維護(hù)產(chǎn)業(yè)鏈安全”??萍及l(fā)展的目的不僅僅是為人類文明探索未知、生產(chǎn)知識,更重要的是創(chuàng)造生產(chǎn)力增量,提升和激活生產(chǎn)力存量,為產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新服務(wù)。雖然創(chuàng)新鏈的構(gòu)鏈、補(bǔ)鏈、強(qiáng)鏈迫切需要運(yùn)用系統(tǒng)科學(xué)思維和科學(xué)范式進(jìn)行分析、預(yù)測、決策、優(yōu)化、評估和調(diào)控,但對創(chuàng)新鏈的規(guī)劃、管理,過去并不是工業(yè)工程的傳統(tǒng)優(yōu)勢領(lǐng)域。工業(yè)工程在創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略中的作用毋庸置疑,任務(wù)卻十分艱巨。

        前述習(xí)近平講話對新技術(shù)應(yīng)用的要求可以展開為兩點(diǎn):一是依托我國超大規(guī)模市場和完備產(chǎn)業(yè)體系實(shí)現(xiàn)新技術(shù)快速大規(guī)模應(yīng)用;二是依托我國超大規(guī)模市場和完備產(chǎn)業(yè)體系實(shí)現(xiàn)新技術(shù)快速迭代升級。就本文的理解,這并不是說新技術(shù)應(yīng)用不需要完備的需求分析、規(guī)劃設(shè)計(jì)和應(yīng)用試點(diǎn),而是強(qiáng)調(diào)其應(yīng)用不應(yīng)該在企業(yè)層面的“點(diǎn)”上,應(yīng)該在產(chǎn)業(yè)鏈乃至跨產(chǎn)業(yè)鏈層面上進(jìn)行新技術(shù)系統(tǒng)復(fù)合和合成化實(shí)施。

        基于以上分析,以創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈為管理對象的新時(shí)代工業(yè)工程的主要任務(wù)包括以下內(nèi)容。

        (1)要自覺將工業(yè)工程原理應(yīng)用于鏈?zhǔn)絼?chuàng)新過程,既要縱向深化單一新技術(shù)的發(fā)展空間,也要橫向主動疊加、融合不同種類的新技術(shù),從系統(tǒng)層面提升創(chuàng)新鏈的水平

        ①要建立精益創(chuàng)新示范鏈以最大程度地提升創(chuàng)新價(jià)值、減少創(chuàng)新過程中的各種效率損失、質(zhì)量損失和創(chuàng)新消耗,在從基礎(chǔ)科學(xué)研究、應(yīng)用科學(xué)研究、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、到商業(yè)化量產(chǎn)以及技術(shù)跨界轉(zhuǎn)移的整個創(chuàng)新過程中全面推廣精益創(chuàng)新方法。

        ②要研究和利用工業(yè)工程與新技術(shù)的雙向賦能、增能、使能機(jī)制,善于將工業(yè)工程與新技術(shù)進(jìn)行融合。要認(rèn)識到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈、高速3D打印等新技術(shù)是具有“金箍棒”般神奇力量的生產(chǎn)力換代動因,是“以科技創(chuàng)新催生新發(fā)展動能”的時(shí)代契機(jī),基于這種認(rèn)識,必須積極開發(fā)“工業(yè)工程+新技術(shù)”的復(fù)合技術(shù)形態(tài),實(shí)現(xiàn)雙向賦能、增能、使能。例如“精益智能”既可以使智能化的靶點(diǎn)對正關(guān)鍵需求,又可以使智能化過程全面提質(zhì)、增效、降本;“數(shù)字IE”可以在更高的系統(tǒng)層級上,通過網(wǎng)絡(luò)化智慧感知和辨識知識,智慧化推理和生產(chǎn)知識,系統(tǒng)化復(fù)用知識并不斷更新知識,持續(xù)進(jìn)行自我優(yōu)化、自我重建;通過全系統(tǒng)、全要素、全過程數(shù)據(jù)可視化,以動態(tài)數(shù)字建模和高能力計(jì)算進(jìn)行鏈?zhǔn)絻?yōu)化,以人工智能和區(qū)塊鏈支持產(chǎn)業(yè)鏈全鏈甚至跨鏈的可信智能決策,實(shí)現(xiàn)供給與需求在種、量、質(zhì)、價(jià)、鏈、時(shí)、空等多維空間上的前攝決策和分布式精準(zhǔn)配置,發(fā)揮工業(yè)工程在此前無法想象的作用。

        (2)要運(yùn)用工業(yè)工程分析、規(guī)劃的理論和方法整體規(guī)劃、協(xié)調(diào)產(chǎn)業(yè)鏈和創(chuàng)新鏈的關(guān)系

        ①必須圍繞著產(chǎn)業(yè)鏈的所痛、所需,以工業(yè)工程的方法體系施力于創(chuàng)新鏈的短板弱項(xiàng)、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),為打好關(guān)鍵核心技術(shù)攻堅(jiān)戰(zhàn)提供綜合支撐。通過創(chuàng)新鏈分析和評估,制訂包括產(chǎn)品技術(shù)路線圖、企業(yè)技術(shù)路線圖在內(nèi)的企業(yè)級創(chuàng)新規(guī)劃,使關(guān)鍵技術(shù)迅速轉(zhuǎn)化為關(guān)鍵企業(yè)的核心創(chuàng)新能力、核心競爭能力。

        ②通過生態(tài)價(jià)值鏈的無形之手協(xié)調(diào)、促進(jìn)、優(yōu)化創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈的結(jié)構(gòu)關(guān)系,運(yùn)用工業(yè)工程戰(zhàn)略技術(shù)規(guī)劃方法制訂產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖,并按政府、市場兩種資源配置模式為不同創(chuàng)新鏈的基礎(chǔ)科學(xué)研究、應(yīng)用科學(xué)研究、工程技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品開發(fā)等環(huán)節(jié)制訂并持續(xù)優(yōu)化資源配置方案,研究創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈、人才鏈的匹配、對接、融合方法,促進(jìn)創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈“雙鏈”互動優(yōu)化、融合發(fā)展。

        (3)要運(yùn)用工業(yè)工程分析技術(shù)防范和化解雙鏈融合中的技術(shù)和市場風(fēng)險(xiǎn)

        ①由于創(chuàng)新技術(shù)到商業(yè)化量產(chǎn)之間存在著被稱為“達(dá)爾文之?!保―arwinian Sea)的巨大鴻溝,必須對雙鏈融合進(jìn)行全程風(fēng)險(xiǎn)發(fā)現(xiàn)、動態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估和全方位風(fēng)險(xiǎn)治理,并以價(jià)值鏈為牽引,對“用、產(chǎn)、學(xué)、研、政、資”和“人、機(jī)、料、法、環(huán)”各維度進(jìn)行全面規(guī)劃和動態(tài)靈敏度壓力測試。

        ②企業(yè)在各種新技術(shù)風(fēng)起云涌時(shí)容易陷入“唯先進(jìn)技術(shù)論”的陷阱,對個別技術(shù)的盲目崇拜以及一味追求技術(shù)領(lǐng)先的做法可能違背工業(yè)工程的初衷——效益導(dǎo)向。多年前廣東華寶空調(diào)的“無人工廠”案例已經(jīng)給“唯先進(jìn)技術(shù)論”打上了失敗的烙印。要運(yùn)用工業(yè)工程分析技術(shù),合理(即西蒙的滿意決策準(zhǔn)則而非最優(yōu)決策準(zhǔn)則)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、遴選符合企業(yè)長遠(yuǎn)利益和產(chǎn)業(yè)鏈、價(jià)值鏈生態(tài)化要求的技術(shù)體系。

        ③必須把新技術(shù)的應(yīng)用者轉(zhuǎn)變?yōu)椤褒R天大圣”,否則無論多么神奇的新技術(shù),帶給企業(yè)的只能是“緊箍咒”般的痛苦。要運(yùn)用團(tuán)隊(duì)作戰(zhàn)、全員精益、持續(xù)改善的思想促使企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)、各級干部和基層員工對新技術(shù)與新技術(shù)、工業(yè)工程與新技術(shù)的關(guān)系從“認(rèn)知”轉(zhuǎn)為“認(rèn)同”、進(jìn)而轉(zhuǎn)為“視為己任”,才能使新技術(shù)真正成為撬動生產(chǎn)力的“金箍棒”。

        3新發(fā)展階段工業(yè)工程創(chuàng)新的方法論框架和路線圖

        本文從工業(yè)工程發(fā)展的歷史脈絡(luò)中梳理了工業(yè)工程創(chuàng)新的理論軌跡與實(shí)踐軌跡,分析了工業(yè)工程創(chuàng)新的產(chǎn)業(yè)需求和學(xué)科發(fā)展需求,規(guī)劃了工業(yè)工程創(chuàng)新的目標(biāo)和任務(wù)。僅僅有目標(biāo),可能仍然不得不望洋興嘆。結(jié)合工業(yè)工程發(fā)展的歷史延續(xù)性和新時(shí)代技術(shù)經(jīng)濟(jì)環(huán)境的新變化,本文試圖提出新發(fā)展階段工業(yè)工程創(chuàng)新的路線圖和方法論框架以供商榷。

        3.1方法論框架

        工業(yè)工程是工業(yè)化運(yùn)動催生的產(chǎn)物。早期的工業(yè)生產(chǎn)非常依賴勞動,勞動者個人的技能和潛能、個人的勞動績效、勞動者之間以及勞動者與管理者之間的關(guān)系、工作地的勞動組織模式是影響勞動生產(chǎn)率的最重要因素。生產(chǎn)計(jì)劃方法和工廠管理職能效率的影響稍次于勞動要素。早期工業(yè)工程的先賢們,如泰勒、吉爾布雷斯,甚至到20世紀(jì)30年代的梅奧,主要采用實(shí)驗(yàn)方法摸索提高勞動生產(chǎn)率的手段和方式。實(shí)驗(yàn)方法在科學(xué)管理理論、行為科學(xué)理論的形成中扮演了無可替代的角色。

        隨著運(yùn)籌學(xué)和系統(tǒng)工程的導(dǎo)入,工業(yè)工程在對其對象及其狀態(tài)的描述、刻畫上,在問題的顯化和揭示上,在目標(biāo)和約束條件的量化上,在解決方案的優(yōu)化上取得了前所未有的重大進(jìn)展。數(shù)學(xué)是工業(yè)工程創(chuàng)新的重要工具,近百年來,管理問題數(shù)學(xué)化在工業(yè)工程發(fā)展中發(fā)揮了并將繼續(xù)發(fā)揮重要作用。數(shù)學(xué)方法,特別是運(yùn)籌學(xué)方法成為工業(yè)工程在測量、計(jì)量、抽象建模、模擬仿真、計(jì)算優(yōu)化等方面最得力的支持工具,統(tǒng)計(jì)學(xué)方法作為在經(jīng)濟(jì)學(xué)、社會學(xué)和工程學(xué)中被廣泛采用的方法,也同樣在工業(yè)工程領(lǐng)域被大量使用。要明確數(shù)學(xué)僅僅是工業(yè)工程創(chuàng)新的工具,“不能成為‘工具主義”。

        處于管理學(xué)與工程學(xué)結(jié)合部的工業(yè)工程,管理學(xué)方法庫和工程學(xué)方法庫無疑是其最主要方法來源。從管理學(xué)意義上看,工業(yè)工程方法主要包括問題挖掘與發(fā)現(xiàn)、問題辨識與預(yù)測型方法,問題分析型方法,目標(biāo)規(guī)劃與方案設(shè)計(jì)型方法,決策、實(shí)施與控制型方法等;從工程學(xué)意義上看,在AIIE的經(jīng)典定義中已經(jīng)闡明了工業(yè)工程采用“設(shè)計(jì)、改善和設(shè)置”的工程學(xué)方法。當(dāng)然前述利用數(shù)學(xué)工具所進(jìn)行的測量、計(jì)量、抽象建模、模擬仿真、計(jì)算優(yōu)化等多數(shù)方法也屬于工程學(xué)方法。需要指出,作為工程學(xué)門類中的信息工程,在工業(yè)工程創(chuàng)新的后續(xù)發(fā)展中的作用不可小覷,如在集成化管理中,可借鑒CIMS中的企業(yè)工程建模方法和企業(yè)參考模型(如功能建模方法、組織建模方法、信息建模方法、過程建模方法、知識建模方法等)。特別是信息工程中的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等,其方法與工業(yè)工程結(jié)合后,使工業(yè)工程不僅僅提高了效率,甚至優(yōu)化了基因(如前所述,“精益生產(chǎn)”+“人工智能”的結(jié)果,是使得精益生產(chǎn)進(jìn)入其2.0時(shí)代,即“智慧精益”時(shí)代,直接改變了原精益生產(chǎn)只用于拉式生產(chǎn)場景的基本條件)。工業(yè)工程與其他工程學(xué)科一樣,也包括工程思維方法和工程工具方法,也具有“硬件”(如“看板”中各種形式的“板”)、“軟件”(如MRPII和MES)、“斡件”(工程組織機(jī)制)。工業(yè)工程“通過設(shè)計(jì)和構(gòu)建‘工程、‘類工程人造系統(tǒng)作為解決管理問題方案樣式”。

        心理學(xué)方法在工業(yè)工程演化創(chuàng)新中也有重要地位。工業(yè)工程針對實(shí)際管理問題中人的心理與行為要素及復(fù)雜形態(tài)、人作為主體的管理情景及情景演化等進(jìn)行研究、設(shè)計(jì)和改善。以心理學(xué)為基礎(chǔ),近年來“神經(jīng)工業(yè)工程”也很活躍,把工業(yè)工程學(xué)帶進(jìn)一個新的發(fā)展階段,實(shí)現(xiàn)人、機(jī)、環(huán)系統(tǒng)總體性能的優(yōu)化。神經(jīng)工業(yè)工程研究生產(chǎn)活動中的人腦神經(jīng)活動的特征、人腦對各類信號(視覺的或聽覺的)的反應(yīng)特征,以及如何依據(jù)這些特征來改進(jìn)生產(chǎn)管理、生產(chǎn)調(diào)度,改進(jìn)安全系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和產(chǎn)品設(shè)計(jì),以減輕生產(chǎn)活動中勞動者的腦力和體力負(fù)荷,以利于提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量,減少因過度疲勞引起的生產(chǎn)事故。

        事實(shí)上,除了以上方法,工業(yè)工程善于借鑒、學(xué)習(xí)各個學(xué)科的方法,并在發(fā)展中演化、改造成為自己的方法。在學(xué)科廣泛交融的今天,試圖窮盡工業(yè)工程創(chuàng)新方法是不現(xiàn)實(shí)的。如前所述,兼收并蓄、融合發(fā)展、綜合集成是工業(yè)工程創(chuàng)新方法論的基本特征。

        3.2創(chuàng)新的路線圖

        關(guān)于工業(yè)工程創(chuàng)新演化的路線圖如圖1所示。

        (1)系統(tǒng)哲學(xué)與工業(yè)工程觀念創(chuàng)新是工業(yè)工程創(chuàng)新路線圖的靈魂

        新發(fā)展階段工業(yè)工程創(chuàng)新,首先是系統(tǒng)哲學(xué)主導(dǎo)下的觀念創(chuàng)新,包括新系統(tǒng)觀、新生產(chǎn)觀、新效益觀、新能源觀和新集成觀等。

        ①新系統(tǒng)觀

        工業(yè)工程的對象系統(tǒng)既不是原來狹義的“人、機(jī)、料、法、環(huán)”系統(tǒng),也不限于AIIE關(guān)于工業(yè)工程定義中所說的“人員、物料、設(shè)備、能源和信息”系統(tǒng)。新系統(tǒng)對由人員、物料、設(shè)備、能源、數(shù)據(jù)、信息、知識和智慧等要素有結(jié)構(gòu)(種類)、規(guī)模(數(shù)量)、質(zhì)量等屬性要求和時(shí)間、空間約束,其外部環(huán)境由“用、產(chǎn)、學(xué)、研、政、資”共同構(gòu)成,也包括工程方法學(xué)意義上的斡件——結(jié)構(gòu)規(guī)則和機(jī)制規(guī)則,是由以上要素、環(huán)境和系統(tǒng)斡件構(gòu)成的集成系統(tǒng)。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云制造的語境下,系統(tǒng)層次性被復(fù)雜系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)所取代,系統(tǒng)邊界具有彈性化、模糊化、虛擬化的特征。

        ②新生產(chǎn)觀

        鑒于新系統(tǒng)觀對AIIE工業(yè)工程定義中“集成系統(tǒng)”涵義的修訂,生產(chǎn)的涵義也需要改變。新的生產(chǎn)概念指的是制造和服務(wù)的大范圍廣泛協(xié)同,全產(chǎn)業(yè)鏈、全要素、全過程的定制化生產(chǎn),以及服務(wù)生產(chǎn)。

        ③新效益觀

        傳統(tǒng)語境下的工業(yè)工程效益主要指的是由效率、質(zhì)量、成本構(gòu)成的綜合效益。在新發(fā)展階段,效益概念在傳統(tǒng)涵義外,應(yīng)增加顧客價(jià)值和顧客關(guān)系管理理論下的顧客滿意度、供應(yīng)商關(guān)系管理理論下的垂直供應(yīng)鏈生態(tài)價(jià)值、可持續(xù)發(fā)展理論下的環(huán)境生態(tài)價(jià)值等,是對上述效益進(jìn)行集成后的綜合效益。

        ④新能源觀

        事實(shí)上傳統(tǒng)工業(yè)工程較少涉及能源問題。在“碳達(dá)峰”、“碳中和”的政策要求下,工業(yè)工程創(chuàng)新要集成低耗能產(chǎn)品研發(fā)、低耗能材料選用、低耗能工藝開發(fā),加強(qiáng)低耗能制造管理,協(xié)助用戶對產(chǎn)品進(jìn)行低耗能使用、維護(hù)和用后回收、再利用,實(shí)現(xiàn)價(jià)值生產(chǎn)全過程的低碳化。

        ⑤新集成觀

        工業(yè)工程的核心思想是集成。早期的工業(yè)工程只強(qiáng)調(diào)對象系統(tǒng)的要素集成,而新發(fā)展階段的工業(yè)工程創(chuàng)新應(yīng)該是數(shù)據(jù)驅(qū)動,面向供給側(cè)和需求側(cè)雙向管理,以“四高”(高度精益化、高度智能化、高度綠色化、高度服務(wù)化)為抓手,通過“四可”(可視、可信、可控、可追溯)過程管理,將流程、工具、人才育成與環(huán)境等可持續(xù)性地加以集成,使工業(yè)工程理論方法與應(yīng)用場景、專業(yè)工程技術(shù)和新技術(shù)自適應(yīng)集成,與垂直供應(yīng)鏈生態(tài)化運(yùn)作自適應(yīng)集成,與關(guān)鍵知識自適應(yīng)集成,沿生態(tài)價(jià)值鏈實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈和創(chuàng)新鏈相融合的智慧工業(yè)工程綜合集成。

        (2)工業(yè)工程創(chuàng)新路線圖是工業(yè)工程發(fā)展歷史、現(xiàn)實(shí)和未來的統(tǒng)一表達(dá)

        工業(yè)工程創(chuàng)新路線圖必須包括沿歷史軸線發(fā)展的工業(yè)工程理論和實(shí)踐的標(biāo)志性節(jié)點(diǎn)、驅(qū)動動因以及創(chuàng)新特征,具有解釋歷史、闡釋現(xiàn)實(shí)和規(guī)劃未來的三重作用。

        如前所述,從手工生產(chǎn)到大機(jī)器體系生產(chǎn)的主要動因是分工、蒸汽力和機(jī)器,其生產(chǎn)特征是低水平(效率低、成本高、質(zhì)量差異大)的單件定制生產(chǎn)。福特生產(chǎn)方式并不是亨利·福特一世憑空創(chuàng)造出來的。此前的勞動分工理論、標(biāo)準(zhǔn)化思想、零件互換性思想、規(guī)模經(jīng)濟(jì)思想啟發(fā)著制造業(yè)者,同時(shí)代的泰勒通過一系列實(shí)驗(yàn)創(chuàng)立了科學(xué)管理理論,汽車市場以旺盛的需求期待著大規(guī)模批量制造對效率低、成本高、質(zhì)量一致性差的低水平個性化定制生產(chǎn)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)迭代。豐田生產(chǎn)方式也是如此。根據(jù)顧客價(jià)值思想和顧客滿意理論,大野耐一改變了生產(chǎn)現(xiàn)場的一切:勞動組織上從福特的按職能各自為戰(zhàn)改變?yōu)閳F(tuán)隊(duì)作戰(zhàn);生產(chǎn)組織上從福特的計(jì)劃推動改為顧客拉動。在十幾年的實(shí)踐中,豐田摸索出后來被MFT的教授們稱之為“價(jià)值原理”、“價(jià)值流原理”、“流動原理”、“拉動原理”、“持續(xù)改進(jìn)原理”、“員工參與原理”等的企業(yè)管理思想和相應(yīng)的技術(shù)方法,以應(yīng)對市場的變化,實(shí)現(xiàn)多品種變批量生產(chǎn)對少品種大規(guī)模生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)迭代。無論是福特生產(chǎn)方式還是豐田生產(chǎn)方式,基本上循著“實(shí)踐出經(jīng)驗(yàn)——經(jīng)驗(yàn)技術(shù)化——技術(shù)知識系列化——理論化——指導(dǎo)推廣應(yīng)用”這樣的創(chuàng)新路徑。實(shí)踐創(chuàng)新既是理論創(chuàng)新的源泉,也是理論創(chuàng)新指導(dǎo)實(shí)踐的更寬廣的舞臺。

        大的產(chǎn)業(yè)迭代需求與重大工業(yè)工程創(chuàng)新依然如影相隨。在新發(fā)展階段,再次看到這樣的時(shí)代契機(jī)——新技術(shù)革命如火如荼,第四次產(chǎn)業(yè)革命的序幕已經(jīng)拉開,以內(nèi)循環(huán)為主、雙循環(huán)相互促進(jìn)的國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展迭代重大戰(zhàn)略需求已經(jīng)彰顯。在上個時(shí)代,“機(jī)器生產(chǎn)力”創(chuàng)造了福特神話和豐田神話;如今,“數(shù)據(jù)生產(chǎn)力+機(jī)器生產(chǎn)力”已經(jīng)顯露出巨大的力量。工業(yè)工程創(chuàng)新必須反映出新生產(chǎn)力的要求,以匹配、支持這種新的生產(chǎn)力。工業(yè)工程的本質(zhì)仍然是對集成系統(tǒng)(其新的涵義見前述)進(jìn)行設(shè)計(jì)、設(shè)置、實(shí)施和優(yōu)化,但在外延上,數(shù)字工業(yè)工程(DIE)或智慧工業(yè)工程(IIE)將大行其道;在精益語境下,亦可稱其為數(shù)字精益(DLP)或智慧精益(ILP)。

        數(shù)字工業(yè)工程不是“IE+IT”。DIE是在數(shù)字化情境下,以系統(tǒng)哲學(xué)、新系統(tǒng)觀、新生產(chǎn)觀、新效益觀、新能源觀、新集成觀和“老三論(SCI)”、“新三論(DSC)”、復(fù)雜系統(tǒng)集成理論等思想為指導(dǎo),以基于數(shù)據(jù)和關(guān)鍵知識的定制生產(chǎn)、服務(wù)生產(chǎn)、大范圍廣泛協(xié)同制造的產(chǎn)業(yè)迭代需求和服務(wù)\協(xié)同、生態(tài)價(jià)值鏈與流程管理原理為驅(qū)動動因,以技術(shù)集成、市場集成和產(chǎn)業(yè)集成為任務(wù),對傳統(tǒng)工業(yè)工程理論方法進(jìn)行揚(yáng)棄式的繼承,綜合集成了現(xiàn)代IE理論、行業(yè)IE應(yīng)用技術(shù)和數(shù)字IE應(yīng)用技術(shù)的新發(fā)展階段工業(yè)工程理論方法體系。從分類上看,DIE理論方法體系包括發(fā)現(xiàn)、辨識與預(yù)測型理論與方法,分析型理論與方法,方案規(guī)劃與設(shè)計(jì)型理論與方法,決策、實(shí)施與控制型理論與方法。與之前相關(guān)文獻(xiàn)的分類相比,一是增加了發(fā)現(xiàn)、辨識與預(yù)測型理論與方法,這是因?yàn)椋l(fā)掘、發(fā)現(xiàn)、刻畫、分析和解決問題,是分析問題的前提,對制約生產(chǎn)力發(fā)展的關(guān)鍵問題做到“提前發(fā)現(xiàn)”、“精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)”、“快速發(fā)現(xiàn)”、“低成本發(fā)現(xiàn)”可以使工業(yè)工程的后續(xù)活動有的放矢。借助大數(shù)據(jù)、云智能,工業(yè)工程具有了此前不具有的問題發(fā)現(xiàn)能力、問題辨識能力和狀態(tài)預(yù)測能力,將這些能力轉(zhuǎn)化為確定的事件,對于工業(yè)工程具有重大理論意義,例如前述的無須確定訂單、非拉式情境的精益2.0;二是對控制型理論與方法做了擴(kuò)充,既包括“控制”,也包括“決策”、“實(shí)施”,“控制”(包括前攝和反饋控制)是圍繞“決策”和“實(shí)施”進(jìn)行的調(diào)校行為。數(shù)字IE還是IE嗎?當(dāng)然是!變化的只是其外延,其內(nèi)核——對各種生產(chǎn)要素構(gòu)成的“集成系統(tǒng)”進(jìn)行“設(shè)計(jì)、改善和設(shè)置”的思想沒有變化。

        4結(jié)束語

        工業(yè)工程因時(shí)而變、與時(shí)俱進(jìn)。時(shí)代雖然不同了,工業(yè)工程促進(jìn)生產(chǎn)力發(fā)展的使命從未改變。但也必須認(rèn)識到,在新發(fā)展格局下,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。工業(yè)工程創(chuàng)新并非孤立的創(chuàng)新,在理論與實(shí)踐、管理與技術(shù)、技術(shù)與技術(shù)等方面,必須進(jìn)行交互,通過交叉融合,協(xié)同創(chuàng)新,以形成不同理論維度和應(yīng)用情境下都能夠?qū)?shí)踐發(fā)揮指導(dǎo)作用的工業(yè)工程理論方法體系。

        當(dāng)前,在大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、5G、區(qū)塊鏈等新技術(shù)復(fù)合的背景下,如何通過數(shù)字化與人工智能對工業(yè)工程賦能、使能、增能,將精益化、智能化、綠色化、服務(wù)化等加以有效集成,如何有效地與各種應(yīng)用場景的專業(yè)工程技術(shù)實(shí)現(xiàn)有機(jī)結(jié)合,仍有許多困擾。

        中國經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的實(shí)踐、產(chǎn)業(yè)大發(fā)展大迭代的需求是中國工業(yè)工程創(chuàng)新的源泉。工業(yè)工程領(lǐng)域的從業(yè)者應(yīng)兼顧頂層設(shè)計(jì)和基層創(chuàng)新,兼顧理論創(chuàng)新和實(shí)踐創(chuàng)新,兼顧IE專業(yè)化和IE普及化,合縱連橫,善于組織、協(xié)調(diào)企業(yè)內(nèi)外的制造技術(shù)專家、制造質(zhì)量專家、數(shù)字化專家、網(wǎng)絡(luò)化專家、智能化專家等進(jìn)行企業(yè)生產(chǎn)力提升和供應(yīng)鏈生產(chǎn)力提升的體系作戰(zhàn)和合成作戰(zhàn)。

        工業(yè)工程創(chuàng)新,宏大而艱辛,任重而道遠(yuǎn)。

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