工業(yè)工程與智能制造發(fā)展的思考

(山東科技大學(xué) 山東 青島 266000)

一、前言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在改革開放的推動(dòng)下，中國(guó)制造業(yè)的得到了迅猛發(fā)展，作為中國(guó)的第二產(chǎn)業(yè)，制造業(yè)相對(duì)于農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)發(fā)展很快，成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱。中國(guó)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(guó)靠近，經(jīng)過近些年的發(fā)展，很多私企、外企在中國(guó)快速崛起，在引導(dǎo)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展的同時(shí)，也帶來(lái)了先進(jìn)的技術(shù)與就業(yè)機(jī)會(huì)。中國(guó)逐漸成為名副其實(shí)的制造業(yè)大國(guó)。但中國(guó)僅僅是制造業(yè)強(qiáng)大，但是和德國(guó)、日本以及美國(guó)等制造業(yè)強(qiáng)國(guó)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(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，同時(shí)阻礙了中國(guó)工業(yè)前進(jìn)的腳步。中國(guó)是一個(gè)后工業(yè)化國(guó)家,工業(yè)化的進(jìn)程還遠(yuǎn)沒有完成。相比于南方,工業(yè)工程在中國(guó)北方的重視程度不高。工業(yè)工程在中國(guó)發(fā)展的結(jié)構(gòu)極其的不協(xié)調(diào)。由于北方企業(yè)對(duì)工業(yè)工程的不重視,造成了資源、效率的浪費(fèi),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(jì)初起源于美國(guó)，經(jīng)過短時(shí)間的發(fā)展，工業(yè)工程被應(yīng)用于工業(yè)，其中制造業(yè)最具代表性。在手工生產(chǎn)時(shí)代，生產(chǎn)沒有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，人們僅僅靠自己的經(jīng)驗(yàn)管理生產(chǎn)，會(huì)造成資源與效率的浪費(fèi)。到20世紀(jì)初,工業(yè)開始進(jìn)入“科學(xué)管理時(shí)代”。出現(xiàn)了泰勒、吉爾布雷斯夫婦等一批代表性人物。美國(guó)工程師泰勒發(fā)表的《科學(xué)管理的原理》一書是這一時(shí)代的代表作，同時(shí)也是工業(yè)工程的經(jīng)典著作?，F(xiàn)在,工業(yè)工程的應(yīng)用領(lǐng)域是極其廣泛的,由最初的制造業(yè)擴(kuò)大到了建筑業(yè),交通運(yùn)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(wù)業(yè)等領(lǐng)域。筆者認(rèn)為現(xiàn)代工業(yè)工程人應(yīng)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(shí)去想問題,甚至于去解決問題,也許會(huì)有出其不意的效果。

(二)工業(yè)工程在中國(guó)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(guó)僅僅發(fā)展了30多年,時(shí)間很短，技術(shù)創(chuàng)新方面也遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于德國(guó)、日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家。且中國(guó)工業(yè)發(fā)展較晚，基礎(chǔ)薄弱，管理制度方面對(duì)于工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家差距也是十分明顯。工業(yè)工程是一個(gè)真正可以匹配應(yīng)用到制造業(yè)的專業(yè)，但是在80年代才剛剛引入國(guó)內(nèi)，到現(xiàn)在為止也沒有深入到各個(gè)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(gè)很好的管理制度與應(yīng)用體系，就無(wú)法快速發(fā)展。[2]綜上所述，中國(guó)的工業(yè)工程僅僅引進(jìn)30多年，仍處于認(rèn)識(shí)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(huì)發(fā)展中發(fā)揮越來(lái)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(shù)應(yīng)用。進(jìn)入21世紀(jì)的大數(shù)據(jù)、云計(jì)算時(shí)代，德國(guó)為提高工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，在產(chǎn)、學(xué)、研各界共同制定了“工業(yè)4.0”，并推出了《德國(guó)工業(yè)4.0戰(zhàn)略計(jì)劃實(shí)施建議》，這個(gè)計(jì)劃將工業(yè)的未來(lái)發(fā)展做了大膽預(yù)測(cè)與藍(lán)圖勾劃。[3]提出了以智能+網(wǎng)絡(luò)化為一個(gè)核心；領(lǐng)先的供應(yīng)商戰(zhàn)略與市場(chǎng)戰(zhàn)略為兩大戰(zhàn)略支柱；橫向、縱向、端對(duì)端三大集成。德國(guó)發(fā)動(dòng)工業(yè)4.0的同時(shí)，美國(guó)也發(fā)布了國(guó)家先進(jìn)制造戰(zhàn)略計(jì)劃。分析了當(dāng)前的先進(jìn)制造業(yè)的的生產(chǎn)方式，結(jié)合現(xiàn)在面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，通過規(guī)劃一個(gè)強(qiáng)大的創(chuàng)新政策，縮短與其他國(guó)家的創(chuàng)新差距，解決一系列科技問題。[3]這時(shí)傳統(tǒng)的制造業(yè)強(qiáng)國(guó),日本選擇了機(jī)器人作為突破口,創(chuàng)建了物聯(lián)網(wǎng)升級(jí)制造模式。隨著,還有中國(guó)制造2025,為實(shí)現(xiàn)立足國(guó)情,立足現(xiàn)實(shí),力爭(zhēng)通過三步走實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略目標(biāo)，“中國(guó)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(wù)這六大重點(diǎn)行動(dòng),[3]創(chuàng)造出智能制造新時(shí)代。由此看出各個(gè)國(guó)家在進(jìn)入21世紀(jì)以后都想在工業(yè)方面轉(zhuǎn)型,通過大數(shù)據(jù)、云制造、標(biāo)準(zhǔn)化,使制造業(yè)智能化。

(二)中國(guó)在智能制造方面的瓶頸。我國(guó)工業(yè)化起步晚,技術(shù)積累相對(duì)落后,技術(shù)創(chuàng)新與先進(jìn)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化能力與其他工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)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(jiǎn)單的工作，沒有自己的核心技術(shù)，在很多方面受制于人，以至于在行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中沒有足夠的競(jìng)爭(zhēng)力，事態(tài)嚴(yán)重的可能會(huì)引起公司倒閉。我國(guó)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(shù)積累嚴(yán)重不足，沒有高端科學(xué)技術(shù)，智能制造就不能快速發(fā)展。近年來(lái)，制造企業(yè)的技術(shù)有所增強(qiáng)，但是很多企業(yè)都是安于現(xiàn)狀，都是應(yīng)用外國(guó)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(dá)，其還將面臨基礎(chǔ)操作系統(tǒng)缺失的風(fēng)險(xiǎn)。跨國(guó)公司壟斷勢(shì)力擠壓國(guó)內(nèi)企業(yè)發(fā)展空間。當(dāng)前，發(fā)達(dá)國(guó)家掌握了全球智能制造產(chǎn)業(yè)并且對(duì)后發(fā)國(guó)家形成了掣肘作用。雖然我國(guó)智能制造需求市場(chǎng)巨大，但90%依賴進(jìn)口。近年來(lái)，我國(guó)的智能裝備市場(chǎng)增長(zhǎng)迅速，雖然帶動(dòng)了中國(guó)智能制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，但同時(shí)也進(jìn)一步擠壓國(guó)內(nèi)自主品牌企業(yè)的市場(chǎng)空間。

四、工業(yè)工程人與智能制造結(jié)合發(fā)展

(一)對(duì)智能制造的發(fā)展應(yīng)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(rèn)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(dòng)化三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)整合起來(lái),并將它們作為完整系統(tǒng)應(yīng)用。PLM與MES都是工業(yè)工程相關(guān)學(xué)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(jìn)行,共同發(fā)展。作為工業(yè)工程人,我們需要追隨國(guó)家的腳步,將工業(yè)工程與智能制造相結(jié)合,創(chuàng)造出一個(gè)新的領(lǐng)域。

(二)工業(yè)工程人應(yīng)具備智能制造的技術(shù)。由(一)中可以看出工業(yè)工程人才應(yīng)與時(shí)俱進(jìn),工業(yè)工程本來(lái)就是一個(gè)交叉學(xué)科,筆者認(rèn)為,工業(yè)工程人需要掌握智能設(shè)計(jì)、智能加工、智能裝配、智能服務(wù)等各種先進(jìn)的知識(shí),工業(yè)工程人需要根據(jù)現(xiàn)有的智能制造的方法進(jìn)行知識(shí)儲(chǔ)備,結(jié)合工業(yè)工程需要學(xué)習(xí)的軟件,在充滿創(chuàng)新的21世紀(jì)再新?，F(xiàn)在衍生出了設(shè)計(jì)方案的映射與決策、加工工藝的智能優(yōu)化、基于智能導(dǎo)航的裝配精確定位技術(shù)、挖掘客戶隱式需求的智能服務(wù)技術(shù)等走在科技前列的技術(shù)。工業(yè)工程人應(yīng)該學(xué)習(xí)其科學(xué)的方法,學(xué)會(huì)其需求技術(shù)。

五、總結(jié)

工業(yè)工程是在實(shí)踐中得到的一門學(xué)科,實(shí)踐性很強(qiáng)。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(jìn)入21世紀(jì),世界各國(guó)正對(duì)智能制造進(jìn)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(jié)合智能制造的實(shí)際情況,努力做到技術(shù)創(chuàng)新與管理創(chuàng)新,把工業(yè)工程變成工業(yè)化工程。