如何將工業工程技術應用到先進制造業中

說起工業工程技術在制造業的應用，我們直接會想到的往往是標準工時的核算、新廠房的設計、作業現場的改善、以及人機作業的分析等這些傳統的IE技術，它們在低端勞動力密集型的企業使用得尤為頻繁。而像豐田汽車、富士康等應用這類IE技術最為成功的公司成為許多制造型企業推崇的業界標桿，或者工業工程老師研究的對象。

然而，近年來隨著中央及各地政府提出的加快淘汰落后制造業、優先發展先進制造業的產業轉型等一系列政策，工業工程技術在現代制造業中的價值似乎有下降的趨勢。尤其是在上海、天津等東部沿海大城市，大量工廠紛紛關閉、搬遷或轉型，直接導致大量員工下崗或改行，同時導致這些城市的高校中，工業工程專業的吸引力遠遠落后于金融工程、電子工程、生物工程等熱門專業。

那么，工業工程專業的前途在哪里？略微仔細地了解幾家當前比較有代表性的先進制造型企業，不難發現：

所謂先進制造業，是指制造業不斷吸收電子信息、計算機、機械、材料以及現代管理技術等方面的高新技術成果，并將這些先進制造技術綜合應用于制造業產品的研發設計、生產制造、在線檢測、營銷服務和管理的全過程，實現優質、高效、低耗、清潔、靈活生產，即實現信息化、自動化、智能化、柔性化、生態化生產，取得很好經濟社會和市場效果的制造業總稱。

相對于傳統制造業而言，先進制造業中的“先進”二字，可以從下述三個方面認識：

1產業先進性：即在全球生產體系中處于高端，具有較高的附加值和技術含量，通常指高技術產業或新興產業；

2技術先進性：“只有夕陽技術，沒有夕陽產業”。從這個觀點看，先進制造業基地不是非高新技術產業莫屬，傳統產業只要通過運用高新技術或先進適用技術改造，在制造技術和研發方面保持先進水平，同樣可以成為先進制造業基地；

3管理先進性：無論哪種類型的制造業基地，要冠以“先進”兩字，在管理水平方面必須是先進的。不能想象，落后的管理能夠發展先進的產業和先進的技術。

由此可見，一貫強調技術與管理相結合的工業工程在先進制造業中也是大有前途的，只是不能把研究對象局限在機械加工等傳統行業上，而是應該針對半導體、生物化工、航空航天等高科技行業的特點，強調一些工業工程新技術的應用，這樣才能使工業工程在新時代煥發出新的活力。

想要在先進制造業中成功推廣IE技術，要注意以下幾個特點：

1 流程的信息化程度顯著提升，大規模數據的自動生成使生產過程中的物質流、能量流和信息流的徹底量化成為現實。

2 持續改善的重點不僅僅停留在加工制造階段，而是應當拓展到從產品研發、加工制造到產品銷售、使用、維修的所有環節中。

3 與計算機、統計學、運籌學等其他專業技術之間的不斷交叉、融合，形成了綜合的、集成的新技術。

正是由于這些特點的存在，現代工業工程技術的運用與以數據分析為基礎的精細化方法越來越緊密地聯系。例如，在半導體行業中，可以運用“數據可視化”等一系列探索性數據分析EDA方面的方法，提高集成電路產品的設計及應用、晶圓制造、封裝測試等方面的水平。圖一顯示的就是半導體行業特有的“晶圓圖”，可以用來探究可能發生產品質量低下的原因（如有問題的機臺或異常的制程步驟等）。

圖一 JMP“晶圓圖”的可視化分析
在生物化工行業，可以運用“混料設計與分析”等試驗設計DOE方面的工具，開發出具有高性能的新產品配方，優化精細化學品的合成技術，滿足平衡生態環境和綠色化學的要求。圖二顯示的就是生物化工行業特有的“三元圖”，可以用來揭示各種配方成份的設置組合應當滿足怎樣的條件，才能調制出同時滿足不同指標要求的成品來。

圖二 JMP混料設計中的“三元圖”
如果關注航空航天行業的話，還可以看到運用多變量數據分析Multivariate Analysis等技術來縮短航天器發射成本，縮短發射準備時間，提高探索、開發和利用外層空間的效率。圖三顯示的就是航空航天行業特有的“多維散點圖矩陣”，可以用來研究不同設備參數設置之間的關聯特性以及它們對最終復雜系統的影響規律。

圖三 基于JMP的“多維散點圖矩陣”的可視化分析
JMP是SAS公司的高級統計質量管理及六西格瑪軟件，在高科技行業中應用很普遍，包括像Apple蘋果、Intel英特爾這樣全球最具創新力的公司，以及佐治亞理工、MIT等世界級高等學府。
先進制造業的發展并沒有抑制工業工程的發展，相反，為其提供了新的契機。無論您是工業工程的理論研究者，還是實踐工作者，都應當與時俱進，學習并應用IE新技術，使工業工程真正成為實現管理創新的重要途徑，成為實現精細化管理的最有效措施。