工業(yè)工程與智能制造發(fā)展的思考

(山東科技大學 山東 青島 266000)

一、前言

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，在改革開放的推動下，中國制造業(yè)的得到了迅猛發(fā)展，作為中國的第二產(chǎn)業(yè)，制造業(yè)相對于農(nóng)業(yè)、服務業(yè)發(fā)展很快，成為國民經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱。中國制造業(yè)已經(jīng)影響了世界，世界制造中心正在快速向中國靠近，經(jīng)過近些年的發(fā)展，很多私企、外企在中國快速崛起，在引導經(jīng)濟迅猛發(fā)展的同時，也帶來了先進的技術與就業(yè)機會。中國逐漸成為名副其實的制造業(yè)大國。但中國僅僅是制造業(yè)強大，但是和德國、日本以及美國等制造業(yè)強國相比還有很大的差距。主要差距是：產(chǎn)品生產(chǎn)率低、創(chuàng)新能力偏低、知名品牌缺乏、創(chuàng)造的附加值少等。[1]這些差距不僅阻礙了社會經(jīng)濟的發(fā)展，同時阻礙了中國工業(yè)前進的腳步。中國是一個后工業(yè)化國家,工業(yè)化的進程還遠沒有完成。相比于南方,工業(yè)工程在中國北方的重視程度不高。工業(yè)工程在中國發(fā)展的結構極其的不協(xié)調(diào)。由于北方企業(yè)對工業(yè)工程的不重視,造成了資源、效率的浪費,最后損失了公司的一部分利益。

二、工業(yè)工程的發(fā)展與思考

(一)工業(yè)工程的起源與發(fā)展。由于軍事的需要，工業(yè)工程于20世紀初起源于美國，經(jīng)過短時間的發(fā)展，工業(yè)工程被應用于工業(yè)，其中制造業(yè)最具代表性。在手工生產(chǎn)時代，生產(chǎn)沒有一個標準，人們僅僅靠自己的經(jīng)驗管理生產(chǎn)，會造成資源與效率的浪費。到20世紀初,工業(yè)開始進入“科學管理時代”。出現(xiàn)了泰勒、吉爾布雷斯夫婦等一批代表性人物。美國工程師泰勒發(fā)表的《科學管理的原理》一書是這一時代的代表作，同時也是工業(yè)工程的經(jīng)典著作。現(xiàn)在,工業(yè)工程的應用領域是極其廣泛的,由最初的制造業(yè)擴大到了建筑業(yè),交通運輸,銷售,航空,政府部門,金融,醫(yī)院,軍事后勤,公共衛(wèi)生,服務業(yè)等領域。筆者認為現(xiàn)代工業(yè)工程人應具備工業(yè)工程的思想,在以后不管從事什么工作,都能具備工業(yè)工程的思想以及工業(yè)工程的意識去想問題,甚至于去解決問題,也許會有出其不意的效果。

(二)工業(yè)工程在中國的發(fā)展。工業(yè)工程在世界上已經(jīng)發(fā)展了一百多年,但是在中國僅僅發(fā)展了30多年,時間很短，技術創(chuàng)新方面也遠遠落后于德國、日本等工業(yè)發(fā)達國家。且中國工業(yè)發(fā)展較晚，基礎薄弱，管理制度方面對于工業(yè)發(fā)達國家差距也是十分明顯。工業(yè)工程是一個真正可以匹配應用到制造業(yè)的專業(yè)，但是在80年代才剛剛引入國內(nèi)，到現(xiàn)在為止也沒有深入到各個企業(yè)中，很多企業(yè)還不能很好的了解工業(yè)工程所能發(fā)揮的作用。企業(yè)沒有一個很好的管理制度與應用體系，就無法快速發(fā)展。[2]綜上所述，中國的工業(yè)工程僅僅引進30多年，仍處于認識和起步階段。要想制造業(yè)乃至工業(yè)能迅速發(fā)展，工業(yè)工程將在社會發(fā)展中發(fā)揮越來越重要的作用。

三、智能制造的發(fā)展與思考

(一)智能制造在世界的發(fā)展與技術應用。進入21世紀的大數(shù)據(jù)、云計算時代，德國為提高工業(yè)競爭力，在產(chǎn)、學、研各界共同制定了“工業(yè)4.0”，并推出了《德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略計劃實施建議》，這個計劃將工業(yè)的未來發(fā)展做了大膽預測與藍圖勾劃。[3]提出了以智能+網(wǎng)絡化為一個核心；領先的供應商戰(zhàn)略與市場戰(zhàn)略為兩大戰(zhàn)略支柱；橫向、縱向、端對端三大集成。德國發(fā)動工業(yè)4.0的同時，美國也發(fā)布了國家先進制造戰(zhàn)略計劃。分析了當前的先進制造業(yè)的的生產(chǎn)方式，結合現(xiàn)在面臨的機遇和挑戰(zhàn)，通過規(guī)劃一個強大的創(chuàng)新政策，縮短與其他國家的創(chuàng)新差距，解決一系列科技問題。[3]這時傳統(tǒng)的制造業(yè)強國,日本選擇了機器人作為突破口,創(chuàng)建了物聯(lián)網(wǎng)升級制造模式。隨著,還有中國制造2025,為實現(xiàn)立足國情,立足現(xiàn)實,力爭通過三步走實現(xiàn)制造強國的戰(zhàn)略目標，“中國制造2025”將分類開展流程制造、離散制造、智能裝備和產(chǎn)品、智能制造新業(yè)態(tài)新模式、智能化管理、智能服務這六大重點行動,[3]創(chuàng)造出智能制造新時代。由此看出各個國家在進入21世紀以后都想在工業(yè)方面轉型,通過大數(shù)據(jù)、云制造、標準化,使制造業(yè)智能化。

(二)中國在智能制造方面的瓶頸。我國工業(yè)化起步晚,技術積累相對落后,技術創(chuàng)新與先進技術的產(chǎn)業(yè)化能力與其他工業(yè)發(fā)達國家也有很大的差距，在很多企業(yè)尤其是私企只能做一些類似零件裝配簡單的工作，沒有自己的核心技術，在很多方面受制于人，以至于在行業(yè)競爭中沒有足夠的競爭力，事態(tài)嚴重的可能會引起公司倒閉。我國的軟件系統(tǒng)發(fā)展也沒有處于世界的前端，以至于軟件技術積累嚴重不足，沒有高端科學技術，智能制造就不能快速發(fā)展。近年來，制造企業(yè)的技術有所增強，但是很多企業(yè)都是安于現(xiàn)狀，都是應用外國的軟件系統(tǒng)，受制于人。由于智能制造裝備產(chǎn)業(yè)的不發(fā)達，其還將面臨基礎操作系統(tǒng)缺失的風險。跨國公司壟斷勢力擠壓國內(nèi)企業(yè)發(fā)展空間。當前，發(fā)達國家掌握了全球智能制造產(chǎn)業(yè)并且對后發(fā)國家形成了掣肘作用。雖然我國智能制造需求市場巨大，但90%依賴進口。近年來，我國的智能裝備市場增長迅速，雖然帶動了中國智能制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和技術進步，但同時也進一步擠壓國內(nèi)自主品牌企業(yè)的市場空間。

四、工業(yè)工程人與智能制造結合發(fā)展

(一)對智能制造的發(fā)展應具備工業(yè)工程的思想。智能制造與工業(yè)工程具有同樣的思想。目前被公認最接近工業(yè)4.0的工廠是西門子安貝格電子制造工廠。即該工廠通過智能制造將產(chǎn)品生命周期(PLM)、制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)以及工業(yè)自動化三項關鍵技術整合起來,并將它們作為完整系統(tǒng)應用。PLM與MES都是工業(yè)工程相關學科,并且根據(jù)工科的性質(zhì),工業(yè)工程與智能制造可以協(xié)同進行,共同發(fā)展。作為工業(yè)工程人,我們需要追隨國家的腳步,將工業(yè)工程與智能制造相結合,創(chuàng)造出一個新的領域。

(二)工業(yè)工程人應具備智能制造的技術。由(一)中可以看出工業(yè)工程人才應與時俱進,工業(yè)工程本來就是一個交叉學科,筆者認為,工業(yè)工程人需要掌握智能設計、智能加工、智能裝配、智能服務等各種先進的知識,工業(yè)工程人需要根據(jù)現(xiàn)有的智能制造的方法進行知識儲備,結合工業(yè)工程需要學習的軟件,在充滿創(chuàng)新的21世紀再新。現(xiàn)在衍生出了設計方案的映射與決策、加工工藝的智能優(yōu)化、基于智能導航的裝配精確定位技術、挖掘客戶隱式需求的智能服務技術等走在科技前列的技術。工業(yè)工程人應該學習其科學的方法,學會其需求技術。

五、總結

工業(yè)工程是在實踐中得到的一門學科,實踐性很強。傳統(tǒng)工業(yè)工程已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代企業(yè)的需求。進入21世紀,世界各國正對智能制造進行著新的研究。作為工業(yè)工程人,需要帶著IE的思想,牢記IE的理念,結合智能制造的實際情況,努力做到技術創(chuàng)新與管理創(chuàng)新,把工業(yè)工程變成工業(yè)化工程。