工業工程在我國物流行業中的應用

摘要：回顧了西方發達國家工業工程理論和技術的主要發展階段，分析了工業工程技術在國外以快遞為代表的物流行業中的應用，結合其在我國的發展歷程和目前在國內物流行業應用的現狀和缺陷，提出了應用經典工業工程技術改進我國物流企業的微觀運作環節，提高操作效率的方案。

關鍵詞：工業工程；物流；應用

中圖分類號：F719文獻標識碼：A

文章編號：1002-3100(2008)04-0091-04

Abstract: This article offers review of the development of IE in western countries， analyzes implementation of IE technologies to logistics industry， such as express， in developed countries. With the analysis of development of IE in china and application to domestic logistics industry， it points out the method of implementing classical IE technologies to micro-operation sectors of logistics enterprise to improve efficiency.

Key words: industrial engineering（IE）; logistics; implementation

工業工程（Industrial Engineering， IE）作為一門應用型和綜合交叉型學科，在西方發達國家經過上百年的發展，已經建立了完善的學科門類，并形成了包括科研、教育、職業在內的完整體系，滲入到工業、服務業的各個行業和部門。工業工程在進入我國的十多年時間里，逐漸被高校、企業認識和接受，并開始應用于實踐，創造了一定的經濟效益。但筆者在實踐和研究過程中發現，工業工程在我國往往還局限于制造業，在第三產業中的研究和應用剛剛起步，范圍非常有限[1-5]。而物流行業作為服務業中非常重要的一環，已經通過供應鏈思想越來越深入地影響著制造業乃至整個國民經濟的發展。因此，筆者希望通過研究國外工業工程的發展和應用，探討適宜于我國物流行業應用的理論和方法。

1工業工程的定義及發展

1.1工業工程的定義

工業工程的定義大多采用工業工程學會（Institution of Industrial Engineering，IIE）1955年提出后經修改的定義：“Industrial Engineering is concerned with the design， improvement， and installation of integrated system of people， material， information， equipment， and energy. It draws upon specialized knowledge and skills in the mathematical， physical， and social sciences together with the principles and methods of engineering analysis and design to specify， predict， and evaluate the results to be obtained from such system.”可以看出，工業工程是綜合運用各種實用的知識和方法，對一個由人力、物資、信息、設備等組成的系統進行規劃、設計、預測和評價活動。

1.2工業工程的發展

雖然有人認為工業工程的起源可以追溯到工業革命[6]，但普遍的觀點還是將泰勒（Frederick W. Taylor，1856

-1915）的科學管理和吉爾布雷斯（Frank B. Gilbreth，1868-1924）的動作研究作為工業工程的真正開端。其后，甘特（H. L. Gantt）、史密斯（A. Smith）、李嘉圖（Ricardo）、穆勒（S. Mill）、費希（J. Fish）、羅伊（R. H. Roy）等科學家和工程師也都對工業工程的發展產生過重要的影響。根據應用的原理、范圍和在企業中作用的不同，工業工程的發展主要可以分為三個重要的發展時期：

1.2.1經典工業工程時期（20世紀初至二次世界大戰結束的20世紀40年代中期）

19世紀末20世紀初，以福特T型車生產線為代表，工業革命以來一直延續的小規模作坊式企業開始成長為現代大規模生產的工廠制企業。生產規模的擴大，必然要求管理者運用新的技術規劃、設計、改進生產過程進而提高生產效率，客觀上要求工業工程的產生。這一時期，工業工程的研究對象主要集中于企業生產過程中的局部環節（主要是生產線），采用了專業化分工、動作研究、時間研究、作業標準化等方法。同時，在這一時期也開始了工業工程的教學（1908年，美國賓夕法尼亞州立大學開設了第一個工業工程專業[7]），并成立了專業組織（工業工程師協會，Society of Industrial Engineers，1917）。這一時期也可以說是工業工程的奠基時期。

1.2.2現代工業工程時期（20世紀40年代中期至20世紀80年代初）

兩次世界大戰使運籌學得到了很大的發展，而戰后由于經濟建設和工業生產發展的需要，使得工業工程與運籌學結合起來，并不斷加入數學規劃、優化理論、博弈論等新興理論和方法，為工業工程提供了更為科學的方法基礎，也使其研究內容得到了極大的豐富和發展。這一時期，工業工程已不僅僅局限于生產線的效率提高，而是擴大到的整個工廠的運作優化，包括工廠設計、物流搬運、人機界面、生產計劃、倉儲控制、質量控制等等。

同時，在這一個時期，工業工程的教學和專業組織都得到了重大發展。1948年，美國工業工程師學會（American Institute of Industrial Engineers，AIIE）成立，并于1955年第一次給出了工業工程的正式定義；20世紀50年代，工業工程開始建立較為完整的學科體系，美國許多大學先后成立了工業工程系；至70年代，已有150多所大學提供工業工程課程。

在這一時期，工業工程已經不僅局限于歐美國家，亞洲新興工業國家也引入并發展了工業工程，其中，以日本最為典型和成功。至今我們仍在學習和應用的準時生產方式（JIT，Just In Time）、豐田生產方式（TPS，Toyota Production System）和全面質量管理（TQC，Total Quality Control）就是這一個時期亞洲國家引進并發展工業工程的重要成果。

1.2.3創新（新興）工業工程時期（20世紀80年代初至今）

1985年，波特（Michael E. Porter）提出了價值鏈概念，同時的一些咨詢公司也提出了供應鏈管理的概念。而隨著系統分析與設計、信息系統等理論與工業工程的結合，工業工程擺脫了單一工廠的限制，在供應鏈這一企業戰略層面得以應用，發展出了具備柔性化、集成化、全面服務化特征的計算機集成制造系統、敏捷制造系統、MRPII、BPR、ERP等最新的工程和管理技術。

不僅如此，工業工程還超出了傳統制造業的范疇，全面應用于服務、行政、醫療衛生、教育等各種產業。以至于有韓國學者已經將其改稱為“產業工程”[8]。還出現了專門的工業工程服務和咨詢公司，為企業、政府部門及其他經濟部門提供服務。而各企業中工業工程師所占各類工程師總數的比例已經到達8%~15%[9]。與此相適應，工業工程學科發展成為了工程學院的七大學科之一（機械工程、電子工程、土木工程、化工工程、計算機工程、工業工程、航空工程），在美國的200多所大學提供有相應的課程。

由此可見，工業工程起步時，是以現場為中心，作業者為對象，采用科學管理的方法進行時間及動作研究、工作簡化、質量控制、工廠布置、物料搬運等工作，以提高單項作業的效率和降低作業成本。隨著研究工作的深入，逐步轉向以工廠為中心，管理者為對象，采用綜合的管理以及運籌學的思想，進行生產過程的分析、規劃、改進、完善等工作，并提供系統最優化的技術支持。在此基礎上，向以企業整體為中心，經營者為對象，用系統戰略進行管理的階段轉變，這一階段的主要特點是系統性和綜合性，強調的是企業整體效益最佳[10]。

2工業工程在國外物流行業中的應用

香港工業工程師學會會長莫如虎先生曾指出，“服務業也是一種產業，也有其產品制造和銷售過程，也可用工業工程在制造業的方法應用于服務業?！盵11]歐美等西方發達國家很早就意識到了這一點，20世紀70年代末就已經開始將工業工程技術大規模應用于交通運輸和物流行業。經過30年的發展，工業工程技術可以說已經滲透到物流運作的方方面面，從宏觀的物流模型設計，到微觀的人員動作規范，無一不體現出工業工程思想的深刻影響。

這其中最為典型的就是以聯邦快遞（FedEx）和UPS為代表的快遞行業。快遞作為物流行業中的高端，客戶群龐大而分散，時效性要求極高。因此，利用工業工程技術合理的規劃線路、人員、時間、車輛、飛機、信息等各種資源，以達到快速、準確的遞送貨件的目的，就成了快件業者最基本也是是最重要的工作之一。

以聯邦快遞為例，它采用的是集中-分發形式（Hub and Spoke）的操作，即各個地方取到的快件集中到一個轉運中心根據目的地進行統一分揀，然后再分發到各地進行派送。這其中需要進行工程規劃的作業就包括：客服員工人數的規劃和排班，取、派件區域的劃分，動態的車輛路線設定，派送站的分揀系統設計和人員安排，車輛裝卸作業規劃，貨件信息錄入與傳遞，清關作業的流程設定和時間安排（適用于國際快遞），航班裝卸作業規劃，航班計劃，轉運中心分揀系統設計和人員安排，等等。

為了完成這些工程規劃，需要應用到的工業工程技術包括時間研究、動作研究、流程分析、線性規劃、動態規劃、排隊論、系統分析與設定、信息系統、控制理論等等，包括了工業工程從經典到最新的所有理論、技術和實踐。從這個意義上來說，快遞業是工業工程技術應用之集大成者。

3工業工程技術在我國物流行業中的應用設想

3.1工業工程技術在我國的應用現狀

工業工程技術在我國其實也有相當長的應用。早在20世紀20年代，課程設置基本取自西方（特別是美國）的交通大學（上海），已經1921~1922年度開設了名為“Industrial Engineering”的課程[12]。其后的30~40年代，通過翻譯和引進美國一些關于工業組織和工業管理方面的著作，Industrial Engineering先后以“工業管理法”、“實業工程”、“工業工程”的名字向國內的教育和管理界做了深入的介紹，并已開始局部應用于上海等當時工業發達的地區。

但是1949年新中國成立后，由于政治環境、國際形勢和意識形態的原因，工業工程這一來自美國的概念被認為具有資產階級屬性而予以排斥，取而代之的是蘇聯的管理模式和技術革新方法。這之后，我國也開展的一些生產優化、技術革新、效率提高的活動，例如華羅庚教授在60年代領導研究并推廣的“優選法”，但相對于西方已經逐漸成熟和完善的工業工程學科體系來說，還非常缺乏系統和專業的理論指導。改革開放以后，隨著國民經濟由計劃經濟向市場機制的過度，提高生產率和經濟效益成為社會與企業的客觀需求。在這種環境下，管理工程學科開始逐漸受到重視，工業工程的一些技術也被有意識地應用到工業項目的規劃、設計、咨詢、評估和改進方面。

1989年8年，中國機械工程學會首次組織召開“工業工程”座談會；1990年6月，中國第一個全國性工業工程學術團體“中國機械工程學會工業工程研究會”成立（后更名為“中國機械工程學會工業工程分會”）；1992年，教育部批準清華大學、上海交通大學、西安交通大學、天津大學、重慶大學等10所高校首批設立工業工程專業，并于1993年正式招收本科生。至此，工業工程以完整的學科體系進入了中國。在應用方面，幾乎所有外資或合資的生產企業都設立了獨立的工業工程部門和工業工程師；一些大型和特大型國有制造企業也開始大力推行工業工程，例如長春一汽變速箱廠的精益生產工作、湖北二汽的“一個流”生產和廠際運輸看板管理、邯鄲鋼鐵廠的“成本否決法”都是中國式工業工程應用的經典案例。相比之下，民營企業和私營企業在工業工程方面的應用還比較缺乏。同時，雖然也有利用工業工程的規劃和流程分析方法改進醫療衛生和服務行業的個別案例，但和西方發達國家的普遍應用相比較，差距還是非常明顯。

3.2工業工程技術在我國物流行業的應用還十分狹隘

物流這一概念最早形成于美國，當時稱之為“Physical Distribution”（貨物配送）。20世紀50年代吸收了二次世界大戰期間后勤學（Logistics）的思想后，演變成了現在意義上的Logistics。1963年日本學者引進其國內后，翻譯成漢字“物流”。20世紀90年代末，物流的概念被進一步發展，與生產過程結合更加緊密，成為“供應鏈”（Supply Chain）中的一部分。

應該說“物流”這一概念從誕生起，就不同于傳統意義上的交通運輸，而是包含了運輸、保管、信息在內的系統問題，用以提高整個生產環節中物資傳遞效率。這一特點與工業工程提高效率、追求效益的目標有著天然的一致性。國內也有相當多的學者應用與工業工程相同的原理和方法研究物流系統和物流運作，例如線性規劃、動態規劃、存儲論、運籌學、系統分析等等。

但是，從筆者的實踐中發現，目前國內的物流的研究和分析還存在較大的局限性。首先，對物流的研究集中于宏觀層面，過于關注物流園選址、配送節點和道路設置等企業戰略層面問題，較少關注微觀的操作環節，例如配載、倉儲管理、搬運效率、流程優化等。其次，物流研究大多集中于硬件設計，例如選址、道路、運輸工具、倉儲和搬運設備，較少研究如何建立有效的信息管理系統，對于崗位設置、人員配置、動作合理化、崗位分工、排班等的研究就更加匱乏。再次，許多物流的研究與實際運作情況脫節，有許多數學方法和數學模型被大量學者研究和發展，但甚少應用于企業的實際操作，大部分企業還是憑經驗和個人意愿行事，通過作業人員的個人行為改進操作，而不是遵從和應用科學方法。

總體來說，無論是工業工程還是物流系統的研究，我國都已經逐步向世界先進水平靠近。但在實踐中，物流行業應用工業工程技術的水平還凸顯不足。

3.3應加強經典工業工程在物流行業的應用

回顧國外工業工程的發展歷程，我們可以清晰地看到一條“局部優化——整體優化——全局優化”的發展道路，這對于我國在物流行業應用工業工程有著非常重要的啟示。

（1）設立專業的工業工程師職位，將流程規劃和改進的職能從管理者職能中剝離出來，聘用專業的人員進行工業工程研究。這是因為應用工業工程需要一定深度的專業知識，而這部分專業知識不需要管理者掌握，也難以被管理者掌握；同時，工業工程的實際應用往往伴隨著大量的觀察、記錄、分析動作，需要大量的時間，而管理者往往沒有如此充分的時間跟蹤整個作業流程，分析每個作業動作。

（2）從微觀操作環節開始，先進行局部優化。微觀操作環節，即每天作業人員的工作，例如單證整理、單證傳遞、庫位管理、搬運動作、裝卸技術等等。這是工業工程中最經典的技術，也是非常有效的方法。制造業中往往有這樣的案例，將生產線的某些環節重新排列或者對工人的動作進行優化，即可產生翻番甚至數倍于投入的經濟效益。相比之下，即使采用非常先進的設備，如果流程設計和人員規劃不合理，導致設備閑置、人員重復，不僅達不到設計中的效益，反而會產生浪費和虧損。

（3）應用標準化的動作研究、時間研究，規范人員配置和班組設置。物流行業往往需要24小時保持運作，同時又會在運輸工具到達或者離開時出現作業高峰。因此，通過動作研究和時間研究，確保企業在預定的時間段內，運用最合理的人員安排，到達作業效率的最大化，是工業工程在物流企業應用的最基本、最簡單也是最有效的方式。

上述對于工業工程在物流企業應用的建議，其實都屬于20世紀初經典工業工程時期的典型方式，雖然看起來似乎與西方發達國家和國際先進水平有很大差距，但是我們不應該忽略我國現在物流企業的工業工程還處于起步和發展階段，管理水平不高的現狀，如果沒有一套好的、穩定的、經得起考驗的基礎標準，將會使現代工業工程技術方法和先進的物流技術如同建立在沙灘上的空中閣樓，即浪費了資金，花費了時間，還達不到預期的效

果[13]。

4結束語

工業工程主要是通過優化和重新組織企業系統的各種資源，達到提高效率的目的，是一種投資少甚至不需投資就能提高收益的方法，是符合節約型和效益型社會的重要工業技術。雖然我國目前和歐美發達國家以至于日本還有很大的差距，但筆者希望通過寫出個人實踐的體會，拋磚引玉，和廣大學者和企業管理人員共同探討適合我國實際情況的工業工程應用方式。

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