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數據采集 發展工業工程的技術和管理基礎有:信息技術、制造與生產系統、管理系統工程和服務。為了創造各類組織的全潛力,從中長期看,現代工業工程應該重點研究與開發以下課題:
1) 研究與開發未來的制造[2 ,3 > 。
從20 世紀70 年代以來,制造的概念被極大地擴展了。1998 年美國國家研究委員會NRC 證實,制造仍然是創造社會財富最基本的手段,是國家經濟發動機運行的強大支柱,并把制造定義為:創造、開發、支持和提供產品與服務所要求的流程/ 過程和組織實體。1999 年麻省理工學院MIT 認為制造包括:產品的規劃、設計與開發、銷售與服務和實現這些職能所運用的技術與流程,以及使技術與人結合的途徑。
作為一個產業,當代制造已經擴展為包括:硬件、軟件或硬軟件的集成,生物技術和某些農業綜合企業生產的產品。中國的工業工程必須積極參與和幫助制造應對以下六大挑戰:
①利用信息技術提升企業組織對市場的快速響應能力。為此,制造必須充分利用電子商務和并行工程等技術手段與工具。
②快速捕捉、搜集競爭信息,并迅速把它們轉換成競爭情報和知識。工業工程必須充分運用競爭情報(competitive intelligence) 、橫向對比( benchmarking)與關系學(relationship) 等先進方法及其工具。
③快速配置和系統地集成人、技術和資源。發展網絡制造和基于互聯網與內部網的溝通。
④消除或控制污染,提高企業對環境的適應性。執行:不可再生資源利用最小化,能源利用最小化,對空氣和水的污染最小化,使工作與生活環境綠色化四個判據準則。
⑤發展可重組企業(Reconfigurable Enterprise) 。
所謂可重組企業是在良好的基礎結構(如法律、法規與行政,和有序而高效的金融與市場運作、資源配送及通信網絡等社會條件) 支持下,根據任務或項目的合作要求可以快速“聚合”(即組成動態聯盟/ 合作或虛擬公司) ,一旦任務完成,就可以快速“解散”的新一代可變組織與管理的企業。
⑥創新和改進了的流(過) 程。它是基于基本粒子物理、生物技術、納米技術和微小型化的材料零部件生成與制造和已經創新改進了的工藝技術方法與流程的。
同時,工業工程應該積極參與應對上述挑戰的十大關鍵技術的研究與開發,它們是:
①可重組制造系統RMSs (Reconfigurable Manufacturing Systems) 。制造的實踐證明,在企業的三個核心競爭要素中,制造系統經常成為滿足顧客需求的新產品開發上市和快速響應市場的商務活動的瓶頸。RMSs 是對傳統制造系統的規劃、設計、建造與運行理論和方法的創新,它利用系統組元/ 模塊組態(布局) 的可變性與可更新性實現制造系統的可變性。它將對產品、制造系統及裝置硬軟件的設計與制造產生深遠的影響。
②無損耗的處理(Waste2free Processing) 。未來的制造過程是能耗與資源消耗最小化的。
③新的物料過程(New Materials Process) 。它是建立在革新了的原材料與零部件制造方法與流程基礎上的。
④制造用生物技術(Biotechnology for Manufacturing) 。它是利用生物技術實現自動化裝配和加工的新一代制造技術。
⑤企業建模與仿真(Enterprise Modeling and Simulation) 。這一技術主要解決企業系統變換、商務流程和所有制造作業的建模、仿真和系統集成等有效綜合的問題。
⑥信息技術( Information Technology) 。它是為正確、高效的各級決策提供全方位關鍵信息和快速把信息轉換成情報與知識的技術。
⑦產品與過程的設計方法( Product and Process Design Methods) 。它要求創新系統、產品與流程/ 過程的設計理論、方法和工具,是新一代的計算機輔助設計原理、方法和工具。
⑧增強了的機器- 人的接口( Enhanced Machine Human Interfaces) 。它是解決機器與人接口問題的新一代人機工程技術,重點解決物理接口設計和增強員工學習能力的問題。
⑨員工的教育與培訓(Workforce Education and Training) 。它要求建造一種能快速聯想知識的教育培訓和開發不同語言直接溝通的翻譯機,實現不同文化、語言員工的合作。
⑩智能合作系統軟件(Software for Intelligent Collaboration Systems) 。其目的是把不同語言與文化背景的專家通過智能合作軟件融合為一體。它包括成組通信協議、制造專用網絡協議、分布式企業流程控制方法與標準和共享知識等軟件的開發,是利用人的交互動力學模型和全部智能合作軟件與接口軟件形成的虛擬合作空間。
2) 研究、開發和利用信息技術、信息系統和知識管理系統。
信息被理解為是經過處理后可獲取人可以接受與理解、有確定涵義的情報的那些原材料。信息技術是以計算機技術、微電子- 檢測傳感技術和通信技術為支柱的技術群。信息系統是提供經過處理的信息流和精確數據與信息的網絡,其核心功能是信息的處理和存儲保存。工業工程師們應該積極進行信息系統及其軟件工具的研究開發,特別是SCM、CRM,XRP(擴展的資源規劃) ,以及電子貿易(e2C) 、電子商務(e2B) 和知識管理的工程系統的研究、開發與利用。發揮工業工程方法學的優勢,在我國利用信息技術改造和提升傳統產業、發展學習型組織、發揮組織全潛力和適應快速多變的市場競爭中施展工業工程師的才華。
3) 研究、開發和建立管理系統工程。
1990 年W. Skinner 明確指出:“傳統管理失效了”。現代企業迫切需要新的管理理論、方法與工具,近7 ～ 8 年來企業界掀起學習應用約束理論(TOC ,Theory of Constraints) 的熱潮。所謂約束管理,是由E1M1Goldratt 開發的一種管理哲理,它由三個分離而相關的業績測定、邏輯思考過程和后勤保護工程組成(APICS ,2002) 。它不是最優生產技術OPT ,可以從以下幾方面根本改進企業的管理理論、方法和工具。
①企業的目的不再只是“為老板賺錢”,而是“使受益者完全滿意( TSS ,total stakeholder satisfaction) ”。為了達到TSS ,企業的目標是“將來同現在一樣賺錢”,以凈利潤、投資回報率和現金流三個指標度量企業業績,用產銷量、庫存和運行費用測度企業的運作,以“產銷量最大化、庫存與運行費用最小化”作為優化企業運作的目標判據。
②約束是阻止(企業) 系統按其目標達到更高業績水平的因素(APICS ,2002) 。基于約束的五步法、99/ 1 規則和DBR(鼓/ 緩沖器/ 發信纜) 法是尋找和解決系統約束的方法,利用它們可以有效地找到瓶頸、提升企業的業績水平。
③基于約束的管理是按照TOC 原理管理組織和資源的實踐(APICS ,2002) 。它利用DBR 法、V2A2T 結構分析、關鍵鏈等理論管理后勤保障工程;測定每天的業績改進企業的業績系統;利用現在現實樹、未來現實樹、因果審計和云霧圖等工具思考與分析問題。80 年代以來的企業實踐證明,只有把使顧客完全滿足TCS 作為業務工作目標才能實現企業業績改進。其核心是建立“超過顧客期望”的企業文化,每天用3. 4 ×10 - 6 (6σ) 或0. 287 ×10 - 6 (6. 5σ) 測定所有員工和崗位業績差錯,用每五年壓縮運行時間10 倍測定效率的提升。同時,工業工程還應該繼續利用TOC 理論、DBD(基于決策的設計) 等理論在組織的系統管理、發揮人因作用,特別是為建立管理系統工程學做出應有的貢獻。
4) 積極參與服務領域企業的創新與改進。
過去十幾年工業工程象其它學科一樣不太重視在服務業領域的研究開發。服務具有不可觸摸性、不可分性、不均勻性和不可存儲性等特征同產品的生產活動有顯著的區別。對于這一最大的國民經濟行業,未來的工業工程不能置之不理,應該積極參與其改進與創新。
5) 企業員工教育與培訓的革新。
現在,事實上它已經成為工業工程發揮作用的重要領域。未來要求工業工程在員工教育培訓和智能合作系統軟件開發方面將發揮更大的作用。
6) 流程(過程) 技術的研究與開發。
流程設計與再造是改進工業工程方法、工作/ 作業測定和企業“全組織業績”的重要方法與工具。它包括:流程設計與再造(PDR) 、提問技術與調查表設計、動作經濟原則與方法改進,時間研究/ 作業測定,組織系統業績測量,以及工程決策等方法和對傳統工業工程工作研究的創新與改進。
