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新发展阶段的中国工业工程创新问题研究

2021-09-10李从东钟鸣莉刘倩屈挺黄国全

机电工程技术 2021年3期
关键词:工业工程系统集成路线图

李从东 钟鸣莉 刘倩 屈挺 黄国全

摘要:中国进入新发展阶段,国家要贯彻新发展理念、构建新发展格局。通过对中国产业发展大迭代、世界进入大变局带来重要技术契机以及工业工程自身发展的系统集成要求等的分析,提示中国工业工程创新正处在重大的革命性关口。针对中国工业工程创新所面对的国家重大战略需求,从工业工程创新的历史逻辑、理论逻辑和实践逻辑出发,探究中国工业工程创新方向,提出中国工业工程创新要在传承的基础上完成构建技术集成理论与方法、市场集成理论与方法和产业集成理论与方法的战略任务;通过建立以全产业、全过程、全要素综合集成为特征的工业工程创新方法论框架,提炼并规划工业工程创新技术路线图,为迎接中国工业工程发展历史转折点的到来进行必要的思想准备并提供研究参考。

关键词:工业工程;创新;特征;任务;系统集成;方法论;路线图

中图分类号:F424.3 文献标志码:A

文章编号:1009—9492f2021103—0001—10

0引言

曾先后助推美国、日本等成为全球经济实力强大的国家,助推韩国、中国台湾、中国香港和新加坡成为“亚洲四小龙”的工业工程,早已被全世界公认为是提升生产力最有效的管理技术体系之一。我国改革开放以来,通过引进、学习、推广工业工程,企业管理水平和经济效益得到显著提高。但必须看到,上述在不同国家和地区发挥重要作用的工业工程并不是一个静止不变的范畴,其一直在因应着技术、市场和产业发展的快速迭代而不断推陈出新。那么,工业工程创新的内在逻辑和规律是什么?其创新对外在环境的要求是什么?

迄今为止,中国已经成为全球第二大经济体。十九届五中全会指出,中国已进入新发展阶段。中国经济当前所处的时空坐标,既不同于西方发达国家应用工业工程的情境,也不同于中国自身在改革开放前30年的技術情境、市场情境和产业情境。处于新发展阶段的中国,要支持和促进新发展格局的构建,无论是工业工程的理论界,还是对工业工程应用十分期盼和渴望的企业界,究竟需要一个什么样的工业工程理论与方法体系?怎样得到这样一个支撑中国经济高质量发展的工业工程理论与方法体系?

本文试图沿着工业工程发展的历史轴线,再次回味先贤们在工业工程从无到有、从一个能级跃升到另一个更高能级时的闪光思想和他们在那些被后人们称为标杆企业的地方所进行的伟大实践,梳理工业工程创新的理论逻辑和实践逻辑,探究新发展阶段工业工程创新的历史机遇和战略需求,从而确立工业工程创新的目标和任务——中国工业工程创新要在传承工业工程核心内核的基础上,完成构建技术集成理论与方法、市场集成理论与方法和产业集成理论与方法的战略任务。与这一历史任务相匹配,在系统哲学和新系统观、新生产观、新能源观、新效益观、新集成观指导下,规划以全产业、全过程、全要素综合集成为特征的工业工程创新方法论框架和创新路线图。

1工业工程创新逻辑分析

1.1历史逻辑

(1)工业工程的概念演化

工业工程(Industrial Engineering,IE)问世100多年以来,其定义林林总总,其中被学术界广泛认可的是美国工业工程师学会(American Institute of Industrial Engineers,AIIE)在1955年最早提出、后经多次修订的定义:“工业工程是对人员、物料、设备、能源和信息组成的集成系统进行设计、改善和设置的一门学科。其综合运用数学、物理学和社会科学方面的专门知识和技术,以工程分析和设计的原理与方法,对该系统所取得的成果进行确定、预测和评价”。在该定义中,“能源”一词是20世纪70年代初在原定义的基础上添加的,而“信息”一词则于20世纪91D年代被补充。可以看到,当人们意识到能源和信息成为企业成功运营的重要外生变量乃至内生变量时,AIIE只是结合这一时代特征不断地完善其定义而已。相信这个进程不会止步于此。在新时代,从数据到信息、知识、智慧的演化以及新的能源观(由碳中和、碳减排战略所决定)必然会成为工业工程创新框架中的对象、约束、特征和边界条件,工业工程内涵和外延的持续演化,呈现了与时俱进、与时代融合的创新发展逻辑。

(2)工业工程的发展历程

工业革命时代,蒸汽机的诞生使制造业摆脱了对人力、畜力、风力、水力等自然力的依赖,生产力和生产组织形式都突破了家庭手工业和工场手工业的束缚。从生产力的视角看,手工业生产转变为机器大工业生产,生产力迅猛发展、市场规模快速扩大;从生产组织形式看,过去以家庭和工场为生产组织单位的作坊式生产转变成以工厂为生产组织单位的规模化生产方式。马克思指出,“分工、蒸汽力和机器是从18世纪中叶起工业用来摇撼旧世界基础的3个伟大的杆杠”。正是因为以蒸汽动力和机器体系为代表的机器大工业以及采用了分工协作生产组织形式的工厂的出现,才构造了工业工程萌芽的“土壤”,工业工程才会由此孕育而生。

20世纪初至20世纪30年代中期,可称为工业工程的奠基期。泰勒、吉尔布雷斯、甘特等工业工程先驱者因应着生产实践对效率、质量、成本、安全等的要求,在科学管理运动中摸索、提炼和总结出科学管理理论,后经不断吸收数学、统计学、管理学、社会学等学科成果,丰富了早期工业工程理论和方法,为工业工程学科的形成奠定了学术基础,促成高校中工业工程相关课程开设和工业工程学系设立,工业工程学科体系和工业工程师培养体系逐步形成。

20世纪30年代到70年代中期,运筹学和系统工程的产生以及计算机技术的兴起,促使工业工程进入快速发展阶段,工业工程学科体系日渐丰满、完善,物流工程、生产工程、人因工程、效率工程、质量工程、价值工程等工业工程内容体系得到了全面发展。20世纪中后期,以创造并提升顾客价值为目标,以多品种、变批量生产为背景,以发现、辨识和消除浪费为中心,以拉式生产为抓手的精益生产理论与实践,成为迄今为止工业工程创新史上最突出的成果之一。

在系统工程专家和工业工程专家共同努力下,工业工程在发展中逐渐接受系统哲学的顶层设计和指导,不再仅仅停留在最初的“法”、“术”、“器”、“用”的层面。一方面,工业工程的方法、技术和工具逐渐根植于系统哲学、系统科学和系统工程,主动接受系统管理思想作为工业工程的“统帅性”理论;另一方面,大量结合了当代信息和通信技术的工业工程方法和工具被广泛运用于生产过程之中,如计算机辅助技术(Computer Aid X,CAX)、物料需求计划(Material Requirement Planning,MRP)、制造资源计划(Manufacturing Resource Planning,MRPII)、制造执行系统(Manufacturing Execution System,MES)、并行工程(Concurrent Engineering,CE)、计算机集成制造系统(computer Integrated Manufactur-ing System,CIMS)等。

必须注意到,无论工业工程的外延有多少变异,这些新的工业工程技术形式以优化生产系统(由人员、物料、设备、能源和信息等生产要素组成,有种类、批量和质量产出要求和时间、空间约束的集成系统)为目标,以系统论和系统工程为统领,以经典工业工程思想为基础,推动了工业工程的进一步发展和在各个产业的广泛运用。发展到社会生产力高度发展、企业生产方式变革最为活跃的今天,除制造业外,以服务业为主的非制造业给工业工程增加了新的外延。工业工程外延的变化,只是反映了时代的技术特征、经济特征和市场特征而已。有人片面地看到泰勒时代的工业工程与当今技术场景和市场场景的某些不适应,就试图得出“工业工程过时了”的结论;有人坚持制造业特别是机械制造业工业工程的“正统”地位,试图否定工业工程在其他产业生产力提升中的巨大作用;有人认为工业工程创新只能发生于发达国家,中国只能模仿、借鉴、学习,而不能再创新……。林林总总、不一而论。如果忽视了工业工程创新的历史逻辑,很可能陷入到机械唯物主义的错误创新认知思维中或“只见树木,不见森林”的创新外延困扰中。应该注意到,在工业工程与时俱进的发展过程中,全局功能性优化而非局部结构性优化相叠加的思想将主导工业工程创新进程。

1.2理论逻辑

(1)工业工程具有集理论和实践于一体的二分属性

工业工程理论体系的研究对于指导后人科学地学习、传承和创新工业工程,对于更好地在经济、社会、文化、生态等领域应用工业工程,都具有重要意义。多位学者从不同角度试图对工业工程理论和方法体系进行划分:陈国权从生产系统出发,通过生产系统效益实现概念模型形成现代工业工程完整体系,将该体系划分为3个研究层次,即技术、组织、策略层次,以进行系统及内容概括分析。齐二石等从生命周期视角对工业工程理论体系进行划分,于1995年将现代工业工程理论与方法划分为4类,即分析型理论与方法,规划、设计型理论与方法,生产过程控制与管理理论方法,评价理论与方法;于1998年又将工业工程理论与技术体系划分为3个技术群,分别是分析型技术群、规划与设计技术群以及管理与控制型技术群;于2010年對现代工业工程(Chinese Indus-tri alEngineer,CIE)理论体系总结为1个概念、2种技术、3大专业技术体系、4项重要特征、5种关键意识。王国明、简祯富在研究台湾工业工程理论发展时,从学科角度出发,将工业工程学门分为5大类,即运筹学子学门、信息系统子学门、人因工程子学门、生产系统子学门、科技管理与服务系统子学门。

毋庸讳言,工业工程的理论体系先天不足。这是由工业工程诞生背景决定的——最初的工业工程伴随着机器大工业和工厂而诞生,其理论萌芽来源于工业工程先驱者的实验,如搬运实验、铁铲实验、切削实验、砌墙实验等。先贤们从各种实验中归纳整理得出经验,再对这些长期积累的经验逐步加以体系化和知识化,才形成最初的工业工程理论。这种由“法”、“术”、“器”、“用”升华而来的理论,在其初级阶段不但缺乏体系上的完整性、层次性,在思想性上也有所欠缺。

也恰恰是这种背景,决定了工业工程实践和工业工程理论之间先天存在着极其紧密的内在联系。工业工程具有集理论和实践于一体的二分属性,即工业工程实践是工业工程理论创新的最重要源泉,工业工程理论问题的提出具有实践背景,理论问题的解决指向实际工作的瓶颈。诸如福特生产方式、丰田生产方式这样的工业工程实践为工业工程理论创新不断提供着鲜活的经验样本,而精益生产理论又指导了众多企业的工业工程实践;工业工程创新面对的所有问题及其解决都具有系统特征,企业的效率、质量、成本等问题在本质上相互联系、相互纠缠,牵一发而动全身。工业工程的各种理论、方法和技术相互支撑,子学科之间相互渗透,是同一个整体体系。

(2)工业工程学具有集管理学与工程学于一体的二分属性

最初的工业工程理论可以归纳为以下3个门类:①以时间研究和方法研究为基础的效率管理理论,以泰勒、吉尔布雷斯等为代表;②以统计质量控制为基础的质量管理理论,以休哈特、朱兰、戴明等为主要代表人物;③以预算控制和工程经济为基础的成本管理理论,代表人物有麦尔斯和德鲁克等。一方面,工业工程的发展与管理学有密不可分的关系;另一方面,一些学者非常执着地认为工业工程属于工程学科。本文按照“道-理-法-术-器-用”的中国传统知识体系分层逻辑进行梳理,认为工业工程在“道-理”层面更多地表现出其管理学属性,即工业工程以系统哲学、系统科学、系统工程为统帅的属性以及受管理学指导、为管理目的服务的属性;而在“法-术-器”层面更多地表现出工程学属性,即方法和手段的工程属性、与工程学科特别是工艺学紧密联系的属性;而在“用”的层面则完美地体现了管理学、工程学结合乃至融合的属性。如果按照人为的学科划分按图索骥,非要在管理学和工程学中进行排他性选择,无疑是不利于工业工程创新发展的。工业工程是管理学与工程学的结合部,在发挥其双向“赋能-增能-使能”作用方面无可替代,在两个学科门类之间进行交叉创新、边缘创新、融合创新的作用无可替代。工业工程学具有集管理学与工程学于一体的二分属性,两面性和谐地统一于一个完整系统中,不断构造新的生产力,提升原有生产力。

(3)工业工程学具有普适、多源和时代性的特征

工业工程广泛应用于经济、社会、文化等不同的领域,既有跨领域的共有机理和技术,也有结合了不同领域的社会属性和技术属性后,在该领域的应用实践中所形成的特定领域的专有工业工程理论和方法。工业工程的共有基础理论和共有技术是本质和基础,因而,工业工程具备鲜明的普适性特征。

工业工程的多源性体现在工业工程不断地吸收自然科学、工程技术和社会科学的学科成果,在这个过程中不断发展与变革,逐渐补充、完善甚至发展自身理论体系。工业工程所依托的数学、经济学、管理学、心理学等学科的当代创新成果也是工业工程创新的驱动因素,信息与通信技术使得工业工程更如虎添翼。

不仅仅是工业工程的定义随着时代变迁而发展,由于经济、社会在各个发展阶段具有不同的历史背景、时代特征和主要矛盾,不同时期出现的生产实践问题各异,因此工业工程也伴随着时代发展而发展,为解决不同时代的实践问题而展现其与时代相容的特征。与时俱进是工业工程创新最具代表性的特征之一。

但是,同其他科学理论的发展过程一样,工业工程理论创新必须要在形成科学体系的三大要素(具有一般性的公理系统、严谨的科学表达、可重复的实验证明)方面继续攻坚克难。

1.3实践逻辑

(1)工业工程不变的初衷——效益驱动

19世纪末到20世纪初,新生的机器大工业对提高劳动生产率的旺盛需求催生了工业工程。泰勒以一系列实验为基础提出科学管理理论,改变了传统生产模式下因劳动效率低下、管理职能效率低下而制约企业效益提升的状况。吉尔布雷斯的动作经济性原则、甘特的计划进度方法等进一步完善了泰勒的科学管理理论,为当时企业提升经济效益提供了有力支撑。

20世纪上半叶,工业工程作为提高生产效率的工具为制造业赋能。标准化、劳动定额管理、经济批量采购和节拍化的刚性自动化流水生产线等在大批量制造中兼收效率、成本和质量等多重红利。

20世纪70年代,战后最严重的经济危机重创了制造业。丰田把工业工程对生产的赋能作用从推式生产和大规模制造的桎梏中解放出来,补充和完善了传统工业工程在拉式生产和多品种变批量中应用的短板,开发出一系列不同于以往的、以团队为中心(自主管理)、以持续改进为灵魂的工业工程方法,自动化防错、准时生产制、看板、一个流、标准作业和均衡生产等组合拳,完美地解决了品种、批量与质量、成本和工期之间的矛盾,创造了传统制造管理情境下无法达到的效益水平,这再一次证实了工业工程创新是促进企业效益增长的有力工具。

(2)工业工程显著的特征——融合发展

工业工程的发展史就是一部不断吸纳、融合其他学科理论、方法和技术的创新史。

早期的工业工程缺乏定量化、系统化的分析工具。由于运筹学在二战盟军资源统筹规划中表现卓越,因而战后被工业工程作为重要的量化分析工具用于为制造业和交通运输业的迅猛发展提供方法指导和技术支撑。20世纪50—60年代以来,系统工程与计算机技术的发展,使工业工程对于复杂的工业和社会生产系统进行量化分析与系统设计的能力大大增强。各种自动化、电子化技术都被融入到工业工程的技术与方法中,成为工业工程实践创新的动力源泉。在当今的智能化时代,工业工程不但广泛渗入到物联网、大数据、人工智能、5G、区块链、云计算、数字孪生等新技术的应用中,也充分吸纳、融合了上述新技术成果或利用新技术复合支持来实现自身理论和技术的升级。

除了作为各行各业的共用管理技术,工业工程还可以与不同的工程技术相融合,从而发展成为面向特定行业或领域的专用技术,如煤矿工业工程、机械工业工程、航空工业工程、电子工业工程、医疗服务工业工程等專门领域的工业工程理论与方法。吸收并融合了工业工程的专业工程(如煤炭工程、机械工程、纺织工程、电力工程、航空工程、电子工程、临床医学、临床护理学等)的应用通常比单纯的专业工程技术应用具有更高能级的生产力。

纵观工业工程创新的发展,工业工程与工程技术特别是主导时代变革的新技术具有特别的亲和力,例如机械化时代工业工程与机械工程的融合、信息化时代工业工程与信息技术的融合等。新技术的出现为工业工程的发展提供新的可行域、新思路和新方法,为工业工程实践创新注入新的血液。无论是被新技术赋能的工业工程,还是被工业工程赋能的复合新技术,往往具有更强大的生产力。

(3)工业工程卓越的地位——标杆引领

在工业工程创新中,标杆的作用不能小觑。

1913年,根据劳动专门化和零件互换性的原理,福特在底特律高地公园工厂通过装配流水线使汽车平均装配时间从之前的514 min(1908年)减少到1.19 min(1913年),在极大地提高了生产效率的同时也大大提高了工人的工资收入。工业工程创造的效益令人咋舌,福特成为当时全球汽车制造业的标杆,福特汽车创造的流水线装配方式是全世界工厂的通用模式。汽车业界的董事、经理、工程师从世界各地蜂拥到高地公园工厂,学习福特先进的生产运作模式。福特流水生产线代表了当时的先进生产力,引领了整个制造业大规模工业化生产下的工业工程创新。有人说,成就福特汽车的是新材料“钒钢”而不是工业工程。钒钢诞生于英国谢斯菲尔德大学,最先应用于欧洲铁路的钢轨铺设,偶然间被法国车企用于汽车制造。在欧洲出生并投入产业应用的“钒钢”为何最终成就了一家美国汽车制造企业?答案是——福特汽车不但解决了钒钢在美国从冶炼到轧制的量产,而且解决了以钒钢为物料的汽车整车从岛式装配到线式装配的规模化量产。而量产的关键,是以经典工业工程技术(基于工位分工的装配作业分解技术、节拍控制技术和多工位生产线平衡技术等)为支撑的流水生产线。

20世纪70—80年代,丰田生产方式(Toyota Production System,TPS)使工业工程的效益性得到淋漓尽致的发挥。经过30多年的探索和努力,丰田从汽车业界默默无闻的小公司一跃成为世界上最大的汽车制造公司,日本汽车行业凭借这套独特的生产制造模式从衰败中崛起,一举颠覆了美国在全世界汽车制造业中的霸主地位。丰田的工业工程创新不但给日本的中小企业在战后经济萧条、资源紧缺的窘境下寻到了一线生机,也为20世纪亚洲四小龙的经济起飞起到了强大的助推作用,乃至全世界的制造业都在推广丰田的先进经验。即便是极为低调内敛的大野耐一也对其生产管理作品极为自信,他说:“如果亨利·福特一世仍然在世的话,必定采用类似于丰田生产方式的管理模式”。美国人则在震惊之余开始反思和学习——通用汽车利用加州与丰田的合资公司,间接地学习TPS真髓;福特汽车则采取把丰田(美国)公司的员工吸引过来的策略,打造成TPS的福特版;克莱斯勒公司向已经TPS化了的福特取经学习;德尔福这个全球最大的汽车零部件生产商也实施了TPS。整个行业学习带来的效果是惊人的。事实上,丰田生产方式不仅吸纳了美国通用汽车公司的“多品种少量生产”的理念,还采纳了福特公司的“彻底的合理化和成本降低”思想,可以说TPS是将通用和福特的优点进行了有效的吸收和本土化创新。麻省理工学院的研究人员以及美国的其他专家学者,把丰田生产方式提炼、总结为“精益生产理念”,说它“是一种不做无用功的精干型生产系统”。以TPS为基础而被美国学者提炼总结的精益生产管理理论,是工业工程实践创新带来丰硕理论成果的历史性杰作,被全世界的工业工程学者和制造经理奉为圭臬。

企业家是务实和理性的。说服企业家接纳某种工业工程创新模式的唯一方式,就是以标杆企业的成功经验为例。工业工程创新中的标杆企业、标杆流程、标杆方法,对工业工程在各行各业的推广产生了深远的影响。也必须注意到,工业工程理论和实践的创新成果无法简单地从一个情境复制到另一个情境。在情境结构相似的地方,工业工程发展迅速,进入“快速生长期”;反之,在情境异构的地方,需要长时间的探索,这就是所谓的“缓慢增长期”。如何让已被实践证明行之有效的工业工程理论、方法、技术在新的情境下实現最大价值,如何因应新的应用情境而创造、开发出新的工业工程理论、方法、技术,以及工业工程实践如何在全价值链、产业链乃至创新链上创造、提炼新的理论内涵与成果,这既是工业工程实践创新的难点,同时也是中国工业工程在新发展阶段的必经之路。

2新发展阶段工业工程创新的目标和任务

2.1创新需求和创新目标

任何学科都要面对其理论和实践之间的关系问题。在不同发展阶段,不同学科的理论和实践,其先后、主次是不同的。一般学科发展规律是两阶段论,即最初的“在实践中形成技术,在技术基础上提炼理论”,以及之后长期有效的“用科学创新指导技术创新,再通过技术创新驱动工程创新”。但在工业工程100多年的发展中,理论发展长期滞后于实践,例如科学管理理论滞后于泰勒、吉尔布雷斯等人的一系列实验,精益生产理论也滞后于丰田汽车公司的管理实践。在这些实践成果中,几乎看不到工业工程在工业工程哲学(顶层的世界观和方法论)、工业工程科学(机理)层面对实践的指导,说明截至精益生产,工业工程创新仍处于学科发展的第一阶段。

在工业工程创新历史上,虽然以机器体系的大规模应用为特征的工业革命爆发于英国,福特生产方式和科学管理理论却诞生于美国;丰田生产方式诞生于日本,但源于丰田生产方式的精益生产理论诞生于美国。事实证明,重大的工业工程创新不仅需要产业发展的阶段迭代带来重大科学问题,也需要有与该迭代相匹配的创新引导机制和创新动力机制。

中国工业工程创新正处在重大的革命性关口。这个论断基于以下3个方面的事实。

(1)中国工业工程重大理论与实践创新所需要的产业发展迭代的迫切需求、重大科学问题源泉和创新引导机制、动力机制已经具备

习近平指出:“新发展阶段是社会主义初级阶段中的一个阶段,同时是其中经过几十年积累、站到了新的起点上的一个阶段”,“中国特色社会主义进入新时代,意味着近代以来久经磨难的中华民族迎来了从站起来、富起来到强起来的伟大飞跃,迎来了实现中华民族伟大复兴的光明前景”。在新时代、新发展阶段,中国经济的结构、质量和效率不仅事关中华民族伟大复兴事业的成败、事关中国人民追求美好生活的“中国梦”能否顺利实现,对世界经济格局乃至地缘政治格局也有重大影响。决定上述可能性的是宏观经济系统和微观经济系统的治理体系、管理方式和管理效能,在这里,工业工程理论方法是不能缺席的。在中国经济走向强起来的阶段,不仅关注发展的数量之强,更注重发展的质量之强。为此,必须转变发展方式,优化经济结构,提高全要素生产率,实现经济发展方式从数量和规模扩张型向质量和效益提升型的根本转变。发展如此之快、迭代变化如此之大、对发展之强有切肤之痛的中国企业,如何准确把握新发展阶段、贯彻新发展理念、加快构建新发展格局,需要工业工程领域的研究者和实践者坚持通过理论与实践的紧密结合,为国家重大战略性问题的解决提供既有坚实的学理支撑,又符合中国实际的中国方案。国家重大战略需求和持续深化改革、持续高质量发展的主战场,为工业工程创新提出了鲜明的需求导向、问题导向和目标导向。

(2)中国工业工程重大理论与实践创新有弯道超车的宏观机遇和变局中开新局的技术契机

世界进入百年未有之大变局,国际政治经济秩序正在剧烈动荡中实现新旧交替,第四次工业革命方兴未艾。尽管西方世界在工业工程创新历史上扮演过重要角色,但世界没有永恒不变的中心,马克思早在100多年前就预测过西方中心主义终将结束。随着中国经济从高速度发展转向高质量发展,工业工程创新演化中的“西方中心主义”必将结束。改革开放以来,中国从西方学习到的工业工程理论和方法在经济起飞阶段发挥了重要作用。但在新发展阶段,中国工业工程如果继续沿着过去几十年“照着讲”、“抄作业”的模式,不但无法满足中国经济发展和构建新发展格局的需要,在某些局部甚至可能造成东施效颦、事与愿违的不良后果。从制造大国走向制造强国的中国,迫切地需要获得新时代工业工程创新的话语权。

仅从制造视角分析,全产品、全产业、全过程的高度精益化(恰质、恰量、恰时、恰地、恰价、恰链的顾客价值创造和增值)、高度智能化(复合应用工业互联网、数字化、人工智能、网络化高速多材质3D打印、虚拟现实、区块链以及量子科技等新技术)、高度绿色化(闭环物流、清洁生产和可复用资源、无害化材料、无害化工艺、无害化产品、无害化排放)、高度服务化(基于从产品到顾客价值全面解决方案的大范围制造服务协同、小微众创制造和供应链生态化)的融合迫切需要新的工业工程理论、方法和技术体系与之匹配并对其支撑。

在当今时代,关键知识(例如关键结构技术、关键材料技术、关键装备技术、关键制造技术等)和垂直供应链管理对现代制造而言,比福特的生产线管理、丰田的作业现场管理更显重要。例如,苹果不组装iPhone并不妨碍它成为全球最顶级的消费品公司,特斯拉弗里蒙特工厂大量的组装工作交由大型机器人完成;2015—2016年,小米曾陷入供应链管理和产能的双重危机,小米5迟迟不能发布,雷军将管理重点从打造优秀产品转到打造生态化垂直供应链才解决了危机,奠定了成长为千亿市值企业的重要基础。

新时代的中国工业工程可以在传统工业工程的基础上,以系统思维统领,遵循“在学科交叉融合的边缘发现复杂科学问题,在学科交叉融合的过程中解决复杂科学问题”的基本规律,通过新技术复合支持和多学科交叉融合,创立原创性的方法论与方法体系,提高和改进现有解决科学问题和工程问题的实际能力,实现重要科学突破和实践中的工程突破,获得独树一帜的工业工程重大创新成果。

但是也必须注意到,受历史、自然和经济发展基础等条件的影响,中国生产力在地域和产业之间存在着严重的发展不均衡、不充分的矛盾,针对这种典型的多元断面结构,工业工程的应用和推广必须处理好“通识课”和“专业课”、“打基础”和“攀高峰”的关系。

(3)新发展阶段工业工程创新对象复杂化对工业工程创新提出系统集成的要求

根据物理学的理论,孤立系统的熵值永远是增加的。在新发展阶段,工业工程不宜一味强调“问题导向”,否则就可能染上管理近视征,陶醉于局部最优而罔顾了全局。微观上的问题导向应服从于、服务于宏观上的目标导向。工业工程创新对象从最初个体(人、机、物等)的单维度指标(效率、质量、成本等)发展到企业内部相互联系的物流、资金流、信息流的复合效率,到如今万物互联下全产品、全产业、全过程的产业链、价值链、供应链即时感知、数据可视、数字孪生、精准决策,其创新对象呈现复杂关联、交互影响和高频变化的特征,产业链和跨产业链广泛协同以及价值链生态体系构建中的“大问题”越来越成为经济系统高质量发展的主要瓶颈。

对上述“大问题”的发掘、发现、刻画、分析和解决,须高度重视复杂系统动态数据建模和仿真。中国工业工程必须因应新时代的巨大变化和挑战,研究和解决我国经济管理实践中的“大问题”,一方面在微观结构上继续夯实精益基础,一方面更加重视数字化条件下针对复杂系统以设计实体型“工程”或“类工程”人造物系统(例如数字孪生系统)作为发现、分析和解决实际管理问题的方案。

綜上,如何使工业工程真正成为具有自身学理逻辑、方法论特征和实际应用优势的学科,使工业工程也按照“科学(发现)——技术(发明)——工程(造物)”的接续路径进行创新演化,既是通过工业工程创新使工业工程学科走向成熟的必然路径,也是工业工程持续创新必须面对的艰难挑战。在中国进入新发展阶段、贯彻新发展理念、构建新发展格局的总要求下,在世界经济的新中心产出源头性、自主性学术主张、理论观点、方法变革或将知识转化为解决中国现实问题的实质性贡献,凝练成为中国工业工程学科的新思想、新理论以形成具有中国特色的工业工程学术话语体系,是新时代中国工业工程创新的重大需求、重大目标。

2.2新发展阶段工业工程的创新任务

如果说古典工业工程是适应工业化的工程管理活动,那么现代工业工程除了是适应和支持相互融合的工业化和信息化的工程管理活动,还是促进企业集成进化的工程管理活动,以及在这些活动中所展现出来的集成化思想和方法体系。根据前述中国工业工程创新需求、创新目标和创新逻辑,提出中国工业工程创新的3大任务。

2.2.1丰富和完善面向新发展阶段多元断面结构生产力构建和提升情境的技术集成理论与方法

(1)基于多元断面结构生产力系统提升的工业工程技术集成

一方面,我国仍然处于并将长期处于社会主义初级阶段,虽然已经赢得“世界工厂”的赞誉,但中国制造乃至中国经济总体上“大而不强”仍是一个客观事实。我国生产力水平在不同地域、不同产业乃至同一地域、同一产业的不同企业之间都呈现不均衡的特征,一些企业、产业和地区的技术水平和管理水平仍然十分低下。由生产力发展水平和社会经济发展水平所决定,工业工程在低发展水平的企业、行业和区域的创新发展非常艰难。以精益化运动为例,精益认知尚未在企业形成思想共识,精益改善尚未在产业链全流程形成价值生态模式,精益管理的专业队伍规模小、结构不稳定,精益研究尚不能超越实践、指导实践,许多源于一线的精益成果尚不能被普遍认同和树为标杆,这些极大地限制了精益化的大范围推广。

另一方面,无论与70年前相比还是与40年前相比,情况已有很大发展变化——新中国成立之初,我国不能造一台汽车、拖拉机,而今天嫦娥五号、“天问一号”、“奋斗者”号等科学探测以及量子计算、5G、高铁技术、新冠疫苗等在世界占有重要一席之地,甚至不乏引领世界的高端生产(高功能、高性能、高质量的“三高”产品,定制化、变品种、高效率的生产模式等);改革开放之初,我国人均GDP只有200美元左右,而到今天人均GDP已经突破1万美元。这反映了中国总体技术实力呈现出结构性的不均衡。

我国正在探索多层次、自适应的工业工程技术集成模式,这种集成是与应用场景自适应、与垂直供应链生态化运作自适应的工业工程技术集成、专业工程技术集成,以及新技术与工业工程技术自适应的综合技术集成。将来回顾这场伟大的工业工程创新时,一定会发现其意义不亚于福特对手工工场生产模式、丰田对刚性批量生产模式的革命。针对这种多元断面结构的生产力系统,必须把较高层级的工业工程整体规划与基层全员、全过程的工业工程预防性改善、持续性改善结合起来,按照基础水平、提升目标和动态实施能力等构成的生产力情境,实事求是地采用定制化、集成化的复合工程技术和管理技术的组合方案,既要一企一策、一业一策、一地一策,也要结合企业技术路线图和产业技术路线图,沿垂直供应链实现跨企业、多层次的工业工程技术综合集成、沿生态价值链实现产业链和创新链的跨链工业工程技术的综合集成。

(2)支持新技术快速大规模应用与迭代升级的技术集成

福特模式可以使制造业在批量化制造中获得规模经济带来的低成本,但无法带来竞争的差异性成本;丰田模式可以使制造业在多品种制造中获得高质量、短周期和低成本的综合收益,但一是无法彻底解决垂直供应链的生态化集成问题,二是无法彻底解决推式生产和拉式生产的源头性矛盾。

在万物互联和全域数字化的新时代,云计算、大数据、人工智能、区块链在“超前”、“精准”、“可信”、“齐套”这4个生产难点的解决上正在发挥决定性作用。订单驱动的精益生产模式将被升级为数据驱动的智慧精益模式(即整个产业链完全可以在尚无订单发生或有限订单情境下按需生产)。从欧阳生等、Frederic Rosin等、Sensors、Jochen Deuse等。的研究中和国家重点研发计划近年来的项目布局上都可以很清晰地看到这个趋势。

新时代工业工程创新的任务,一是要通过工业工程对应用需求的分析、遴选、优化、规划,指导新技术指向性乃至靶向性应用,实现对新技术迭代升级的需求牵引、效益驱动;二是要通过工业工程对新技术自身创新动力机制的使能、激活,实现新技术纵向自组织、自生长;三是要通过工业工程对新技术复合过程催化和加速,实现横向融合性迭代升级。这样才能“加速科技成果向现实生产力转化,提升产业链水平,维护产业链安全”。

2.2.2创立面向构建新发展格局的市场集成理论与方法

习近平指出,“我们要坚持供给侧结构性改革这个战略方向,扭住扩大内需这个战略基点,使生产、分配、流通、消费更多依托国内市场,提升供给体系对国内需求的适配性,形成需求牵引供给、供给创造需求的更高水平动态平衡”。

首先,市场集成是对供给侧所进行的结构优化、水平提升。构建新发展格局的关键在于经济循环的畅通无阻。在国内大循环方面,宏观上要通过深化改革、微观上要通过精益产业链的管理,不断清淤除障、固本强基。工业工程在继续深化供给侧结构性改革、继续完成“三去一降一补”、持续形成更高效率和更高质量的投入产出关系、持续增强供给体系韧性等方面的作用无可替代,任务明确。

第二,市场集成是对由消费、生产、服务构成的大循环所进行的靶向性构链、补链、强链。通过创新链与产业链的对接性部署、集成化运行,在产业链关键节点实现高水平的自立自强。工业工程不但要继续在产业链优化部署、布局中发挥作用,也要在自身过去并不活跃的创新链优化部署、布局乃至与产业链对接、集成中发挥重要作用,在提升创新效率,提高创新的产业成功率、创新的用户满意度方面发挥作用,任务复杂。

第三,市场集成是对需求侧所进行的重新定义、规划、建设和管理。中国必须让内需为高质量发展注入强劲动力。工业工程一是要通过持续感知需求、挖掘需求来扩大消费规模、提升消费层次,使建设超大规模的国内市场成为一个可持续的历史过程;二是要精确定义、精细测量并精准满足顾客感知价值,精心创造顾客未来价值、提升顾客价值,以最小的内部差异化获得最大的顾客感知价值。工业工程要在需求牵引供给、供给创造需求以实现更高水平的产业链供需动态适配平衡方面发挥作用,任务艰巨。

第四,市场集成是通过国际大循环对国内大循环所进行的补充、完善、提升。在参与国际大循环中,不是简单地利用外资、引进技术或输出产能,而是更多地考虑优化国内国际市场布局、商品结构和贸易方式,更多地借鉴与国际标准相衔接的知识产权保护体系、标准化体系、竞争秩序、经营资质、质量标准、检验检疫、认证认可等,加速补齐要素、资源、营商环境等方面的短板和不足,推进“同线、同标、同质”。工业工程不但要在中国企业参与国际大循环的进程中继续学习先进的理论和方法以实现工业工程自身的开放性创新,而且要在更宽广的视野下,在引导国内产业推动质量变革、效率变革、动力变革方面发挥作用,任务紧迫。

2.2.3创立基于生态价值链的双链融合产业集成理论与方法

习近平指出,“要坚定不移实施创新驱动发展战略,培育新动能,提升新势能,建设具有全球影响力的科技和产业创新高地。要围绕产业链部署创新链、围绕创新链布局产业链,前瞻布局战略性新兴产业,培育发展未来产业,发展数字经济”,“要依托我国超大规模市场和完备产业体系,创造有利于新技术快速大规模应用和迭代升级的独特优势,加速科技成果向现实生产力转化,提升产业链水平,维护产业链安全”。科技发展的目的不仅仅是为人类文明探索未知、生产知识,更重要的是创造生产力增量,提升和激活生产力存量,为产业创新服务。虽然创新链的构链、补链、强链迫切需要运用系统科学思维和科学范式进行分析、预测、决策、优化、评估和调控,但对创新链的规划、管理,过去并不是工业工程的传统优势领域。工业工程在创新驱动发展战略中的作用毋庸置疑,任务却十分艰巨。

前述习近平讲话对新技术应用的要求可以展开为两点:一是依托我国超大规模市场和完备产业体系实现新技术快速大规模应用;二是依托我国超大规模市场和完备产业体系实现新技术快速迭代升级。就本文的理解,这并不是说新技术应用不需要完备的需求分析、规划设计和应用试点,而是强调其应用不应该在企业层面的“点”上,应该在产业链乃至跨产业链层面上进行新技术系统复合和合成化实施。

基于以上分析,以创新链、产业链为管理对象的新时代工业工程的主要任务包括以下内容。

(1)要自觉将工业工程原理应用于链式创新过程,既要纵向深化单一新技术的发展空间,也要横向主动叠加、融合不同种类的新技术,从系统层面提升创新链的水平

①要建立精益创新示范链以最大程度地提升创新价值、减少创新过程中的各种效率损失、质量损失和创新消耗,在从基础科学研究、应用科学研究、关键技术攻关、到商业化量产以及技术跨界转移的整个创新过程中全面推广精益创新方法。

②要研究和利用工业工程与新技术的双向赋能、增能、使能机制,善于将工业工程与新技术进行融合。要认识到工业互联网、云计算、大数据、人工智能、区块链、高速3D打印等新技术是具有“金箍棒”般神奇力量的生产力换代动因,是“以科技创新催生新发展动能”的时代契机,基于这种认识,必须积极开发“工业工程+新技术”的复合技术形态,實现双向赋能、增能、使能。例如“精益智能”既可以使智能化的靶点对正关键需求,又可以使智能化过程全面提质、增效、降本;“数字IE”可以在更高的系统层级上,通过网络化智慧感知和辨识知识,智慧化推理和生产知识,系统化复用知识并不断更新知识,持续进行自我优化、自我重建;通过全系统、全要素、全过程数据可视化,以动态数字建模和高能力计算进行链式优化,以人工智能和区块链支持产业链全链甚至跨链的可信智能决策,实现供给与需求在种、量、质、价、链、时、空等多维空间上的前摄决策和分布式精准配置,发挥工业工程在此前无法想象的作用。

(2)要运用工业工程分析、规划的理论和方法整体规划、协调产业链和创新链的关系

①必须围绕着产业链的所痛、所需,以工业工程的方法体系施力于创新链的短板弱项、关键节点,为打好关键核心技术攻坚战提供综合支撑。通过创新链分析和评估,制订包括产品技术路线图、企业技术路线图在内的企业级创新规划,使关键技术迅速转化为关键企业的核心创新能力、核心竞争能力。

②通过生态价值链的无形之手协调、促进、优化创新链与产业链的结构关系,运用工业工程战略技术规划方法制订产业技术路线图,并按政府、市场两种资源配置模式为不同创新链的基础科学研究、应用科学研究、工程技术研发、产品开发等环节制订并持续优化资源配置方案,研究创新链与产业链、人才链的匹配、对接、融合方法,促进创新链、产业链“双链”互动优化、融合发展。

(3)要运用工业工程分析技术防范和化解双链融合中的技术和市场风险

①由于创新技术到商业化量产之间存在着被称为“达尔文之海”(Darwinian Sea)的巨大鸿沟,必须对双链融合进行全程风险发现、动态风险评估和全方位风险治理,并以价值链为牵引,对“用、产、学、研、政、资”和“人、机、料、法、环”各维度进行全面规划和动态灵敏度压力测试。

②企业在各种新技术风起云涌时容易陷入“唯先进技术论”的陷阱,对个别技术的盲目崇拜以及一味追求技术领先的做法可能违背工业工程的初衷——效益导向。多年前广东华宝空调的“无人工厂”案例已经给“唯先进技术论”打上了失败的烙印。要运用工业工程分析技术,合理(即西蒙的满意决策准则而非最优决策准则)规划、设计、遴选符合企业长远利益和产业链、价值链生态化要求的技术体系。

③必须把新技术的应用者转变为“齐天大圣”,否则无论多么神奇的新技术,带给企业的只能是“紧箍咒”般的痛苦。要运用团队作战、全员精益、持续改善的思想促使企业领导、各级干部和基层员工对新技术与新技术、工业工程与新技术的关系从“认知”转为“认同”、进而转为“视为己任”,才能使新技术真正成为撬动生产力的“金箍棒”。

3新发展阶段工业工程创新的方法论框架和路线图

本文从工业工程发展的历史脉络中梳理了工业工程创新的理论轨迹与实践轨迹,分析了工业工程创新的产业需求和学科发展需求,规划了工业工程创新的目标和任务。仅仅有目标,可能仍然不得不望洋兴叹。结合工业工程发展的历史延续性和新时代技术经济环境的新变化,本文试图提出新发展阶段工业工程创新的路线图和方法论框架以供商榷。

3.1方法论框架

工业工程是工业化运动催生的产物。早期的工业生产非常依赖劳动,劳动者个人的技能和潜能、个人的劳动绩效、劳动者之间以及劳动者与管理者之间的关系、工作地的劳动组织模式是影响劳动生产率的最重要因素。生产计划方法和工厂管理职能效率的影响稍次于劳动要素。早期工业工程的先贤们,如泰勒、吉尔布雷斯,甚至到20世纪30年代的梅奥,主要采用实验方法摸索提高劳动生产率的手段和方式。实验方法在科学管理理论、行为科学理论的形成中扮演了无可替代的角色。

随着运筹学和系统工程的导入,工业工程在对其对象及其状态的描述、刻画上,在问题的显化和揭示上,在目标和约束条件的量化上,在解決方案的优化上取得了前所未有的重大进展。数学是工业工程创新的重要工具,近百年来,管理问题数学化在工业工程发展中发挥了并将继续发挥重要作用。数学方法,特别是运筹学方法成为工业工程在测量、计量、抽象建模、模拟仿真、计算优化等方面最得力的支持工具,统计学方法作为在经济学、社会学和工程学中被广泛采用的方法,也同样在工业工程领域被大量使用。要明确数学仅仅是工业工程创新的工具,“不能成为‘工具主义”。

处于管理学与工程学结合部的工业工程,管理学方法库和工程学方法库无疑是其最主要方法来源。从管理学意义上看,工业工程方法主要包括问题挖掘与发现、问题辨识与预测型方法,问题分析型方法,目标规划与方案设计型方法,决策、实施与控制型方法等;从工程学意义上看,在AIIE的经典定义中已经阐明了工业工程采用“设计、改善和设置”的工程学方法。当然前述利用数学工具所进行的测量、计量、抽象建模、模拟仿真、计算优化等多数方法也属于工程学方法。需要指出,作为工程学门类中的信息工程,在工业工程创新的后续发展中的作用不可小觑,如在集成化管理中,可借鉴CIMS中的企业工程建模方法和企业参考模型(如功能建模方法、组织建模方法、信息建模方法、过程建模方法、知识建模方法等)。特别是信息工程中的工业互联网、云计算、大数据、人工智能、区块链等,其方法与工业工程结合后,使工业工程不仅仅提高了效率,甚至优化了基因(如前所述,“精益生产”+“人工智能”的结果,是使得精益生产进入其2.0时代,即“智慧精益”时代,直接改变了原精益生产只用于拉式生产场景的基本条件)。工业工程与其他工程学科一样,也包括工程思维方法和工程工具方法,也具有“硬件”(如“看板”中各种形式的“板”)、“软件”(如MRPII和MES)、“斡件”(工程组织机制)。工业工程“通过设计和构建‘工程、‘类工程人造系统作为解决管理问题方案样式”。

心理学方法在工业工程演化创新中也有重要地位。工业工程针对实际管理问题中人的心理与行为要素及复杂形态、人作为主体的管理情景及情景演化等进行研究、设计和改善。以心理学为基础,近年来“神经工业工程”也很活跃,把工业工程学带进一个新的发展阶段,实现人、机、环系统总体性能的优化。神经工业工程研究生产活动中的人脑神经活动的特征、人脑对各类信号(视觉的或听觉的)的反应特征,以及如何依据这些特征来改进生产管理、生产调度,改进安全系统的设计和产品设计,以减轻生产活动中劳动者的脑力和体力负荷,以利于提高生产效率和产品质量,减少因过度疲劳引起的生产事故。

事实上,除了以上方法,工业工程善于借鉴、学习各个学科的方法,并在发展中演化、改造成为自己的方法。在学科广泛交融的今天,试图穷尽工业工程创新方法是不现实的。如前所述,兼收并蓄、融合发展、综合集成是工业工程创新方法论的基本特征。

3.2创新的路线图

关于工业工程创新演化的路线图如图1所示。

(1)系统哲学与工业工程观念创新是工业工程创新路线图的灵魂

新发展阶段工业工程创新,首先是系统哲学主导下的观念创新,包括新系统观、新生产观、新效益观、新能源观和新集成观等。

①新系统观

工业工程的对象系统既不是原来狭义的“人、机、料、法、环”系统,也不限于AIIE关于工业工程定义中所说的“人员、物料、设备、能源和信息”系统。新系统对由人员、物料、设备、能源、数据、信息、知识和智慧等要素有结构(种类)、规模(数量)、质量等属性要求和时间、空间约束,其外部环境由“用、产、学、研、政、资”共同构成,也包括工程方法学意义上的斡件——结构规则和机制规则,是由以上要素、环境和系统斡件构成的集成系统。在工业互联网、大数据和云制造的语境下,系统层次性被复杂系统网络所取代,系统边界具有弹性化、模糊化、虚拟化的特征。

②新生产观

鉴于新系统观对AIIE工业工程定义中“集成系统”涵义的修订,生产的涵义也需要改变。新的生产概念指的是制造和服务的大范围广泛协同,全产业链、全要素、全过程的定制化生产,以及服务生产。

③新效益观

传统语境下的工业工程效益主要指的是由效率、质量、成本构成的综合效益。在新发展阶段,效益概念在传统涵义外,应增加顾客价值和顾客关系管理理论下的顾客满意度、供应商关系管理理论下的垂直供应链生态价值、可持续发展理论下的环境生态价值等,是对上述效益进行集成后的综合效益。

④新能源观

事实上传统工业工程较少涉及能源问题。在“碳达峰”、“碳中和”的政策要求下,工业工程创新要集成低耗能产品研发、低耗能材料选用、低耗能工艺开发,加强低耗能制造管理,协助用户对产品进行低耗能使用、维护和用后回收、再利用,实现价值生产全过程的低碳化。

⑤新集成观

工业工程的核心思想是集成。早期的工业工程只强调对象系统的要素集成,而新发展阶段的工业工程创新应该是数据驱动,面向供给侧和需求侧双向管理,以“四高”(高度精益化、高度智能化、高度绿色化、高度服务化)为抓手,通过“四可”(可视、可信、可控、可追溯)过程管理,将流程、工具、人才育成与环境等可持续性地加以集成,使工业工程理论方法与应用场景、专业工程技术和新技术自适应集成,与垂直供应链生态化运作自适应集成,与关键知识自适应集成,沿生态价值链实现产业链和创新链相融合的智慧工业工程综合集成。

(2)工业工程创新路线图是工业工程发展历史、现实和未来的统一表达

工业工程创新路线图必须包括沿历史轴线发展的工业工程理论和实践的标志性节点、驱动动因以及创新特征,具有解释历史、阐释现实和规划未来的三重作用。

如前所述,从手工生产到大机器体系生产的主要动因是分工、蒸汽力和机器,其生产特征是低水平(效率低、成本高、质量差异大)的单件定制生产。福特生产方式并不是亨利·福特一世凭空创造出来的。此前的劳动分工理论、标准化思想、零件互换性思想、规模经济思想启发着制造业者,同时代的泰勒通过一系列实验创立了科学管理理论,汽车市场以旺盛的需求期待着大规模批量制造对效率低、成本高、质量一致性差的低水平个性化定制生产进行产业迭代。丰田生产方式也是如此。根据顾客价值思想和顾客满意理论,大野耐一改变了生产现场的一切:劳动组织上从福特的按职能各自为战改变为团队作战;生产组织上从福特的计划推动改为顾客拉动。在十几年的实践中,丰田摸索出后来被MFT的教授们称之为“价值原理”、“价值流原理”、“流动原理”、“拉动原理”、“持续改进原理”、“员工参与原理”等的企业管理思想和相应的技术方法,以应对市场的变化,实现多品种变批量生产对少品种大规模生产的产业迭代。无论是福特生产方式还是丰田生产方式,基本上循着“实践出经验——经验技术化——技术知识系列化——理论化——指导推广应用”这样的创新路径。实践创新既是理论创新的源泉,也是理论创新指导实践的更宽广的舞台。

大的產业迭代需求与重大工业工程创新依然如影相随。在新发展阶段,再次看到这样的时代契机——新技术革命如火如荼,第四次产业革命的序幕已经拉开,以内循环为主、双循环相互促进的国家产业发展迭代重大战略需求已经彰显。在上个时代,“机器生产力”创造了福特神话和丰田神话;如今,“数据生产力+机器生产力”已经显露出巨大的力量。工业工程创新必须反映出新生产力的要求,以匹配、支持这种新的生产力。工业工程的本质仍然是对集成系统(其新的涵义见前述)进行设计、设置、实施和优化,但在外延上,数字工业工程(DIE)或智慧工业工程(IIE)将大行其道;在精益语境下,亦可称其为数字精益(DLP)或智慧精益(ILP)。

数字工业工程不是“IE+IT”。DIE是在数字化情境下,以系统哲学、新系统观、新生产观、新效益观、新能源观、新集成观和“老三论(SCI)”、“新三论(DSC)”、复杂系统集成理论等思想为指导,以基于数据和关键知识的定制生产、服务生产、大范围广泛协同制造的产业迭代需求和服务\协同、生态价值链与流程管理原理为驱动动因,以技术集成、市场集成和产业集成为任务,对传统工业工程理论方法进行扬弃式的继承,综合集成了现代IE理论、行业IE应用技术和数字IE应用技术的新发展阶段工业工程理论方法体系。从分类上看,DIE理论方法体系包括发现、辨识与预测型理论与方法,分析型理论与方法,方案规划与设计型理论与方法,决策、实施与控制型理论与方法。与之前相关文献的分类相比,一是增加了发现、辨识与预测型理论与方法,这是因为,发掘、发现、刻画、分析和解决问题,是分析问题的前提,对制约生产力发展的关键问题做到“提前发现”、“精准发现”、“快速发现”、“低成本发现”可以使工业工程的后续活动有的放矢。借助大数据、云智能,工业工程具有了此前不具有的问题发现能力、问题辨识能力和状态预测能力,将这些能力转化为确定的事件,对于工业工程具有重大理论意义,例如前述的无须确定订单、非拉式情境的精益2.0;二是对控制型理论与方法做了扩充,既包括“控制”,也包括“决策”、“实施”,“控制”(包括前摄和反馈控制)是围绕“决策”和“实施”进行的调校行为。数字IE还是IE吗?当然是!变化的只是其外延,其内核——对各种生产要素构成的“集成系统”进行“设计、改善和设置”的思想没有变化。

4结束语

工业工程因时而变、与时俱进。时代虽然不同了,工业工程促进生产力发展的使命从未改变。但也必须认识到,在新发展格局下,促进经济高质量发展是一项复杂的系统工程。工业工程创新并非孤立的创新,在理论与实践、管理与技术、技术与技术等方面,必须进行交互,通过交叉融合,协同创新,以形成不同理论维度和应用情境下都能够对实践发挥指导作用的工业工程理论方法体系。

当前,在大数据、工业互联网、5G、区块链等新技术复合的背景下,如何通过数字化与人工智能对工业工程赋能、使能、增能,将精益化、智能化、绿色化、服务化等加以有效集成,如何有效地与各种应用场景的专业工程技术实现有机结合,仍有许多困扰。

中国经济高质量发展的实践、产业大发展大迭代的需求是中国工业工程创新的源泉。工业工程领域的从业者应兼顾顶层设计和基层创新,兼顾理论创新和实践创新,兼顾IE专业化和IE普及化,合纵连横,善于组织、协调企业内外的制造技术专家、制造质量专家、数字化专家、网络化专家、智能化专家等进行企业生产力提升和供应链生产力提升的体系作战和合成作战。

工业工程创新,宏大而艰辛,任重而道远。

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