什么是工业工程.doc

什么是工业工程？摘自台湾1977年9月93期科学月刊-【摘要】这次的封面故事要向读者介绍的是工业工程这一行业。虽然它兴起的时间已有几十年，但由于它包罗的范围广泛，跨越的学门（field）很多，因此不易顾名思义，相信许多人还是不了解何谓工业工程。然而，随着时势所趋，潮流所至，它的应用范围已愈来愈广，今天的工业工程已被美国列为五大工程之一，与化学工程、土木工程、电机工程及机械工程齐名。一、工业工程是什么？什么是工业工程？这儿有幅连环漫画，图中有两只背对背被绑在一块儿的小狗，它俩的前方各有一根骨头，两只狗都急着向前去啃骨头，却因背道而驰的拉力，寸步难移，谁也吃不着骨头。几番挣扎，两只狗终于想出了一个妙法；两只狗先一齐转向一方，把一边的骨头咬住，然后再转向另一方啃另一边的骨头，这样一来，两只狗各有骨头可啃了。漫画的下方写着：“There is always a better way”。这幅漫画虽然不能完全代表工业工程，但是那一行文字却是工业工程师的座右铭它意谓着永远有个更好的方法！在工作当中，不断寻求更容易、更有效率、更经济而且能令心情更愉快的工作方法，就是工业工程的精神所在。当然，工业工程绝非三言两语可以说得清楚。现在且听我娓娓道来工业工程是怎么回事？任何一种学问的起源必然有其推动的力量，工业工程亦不例外，它的推动力就是人类不屈于现状的意愿和求尽善尽美的成就需欲（achievement demand）。人类不屈于现状的意愿，使他想要把事情做得更好。在不断改善工作的过程中，人类终于了解到用科学方法来改善，可以把事情做得更好。原来，改善的过程也不一定要接受什么特殊训练，每个人天生就可以运用自己的经验与本能来达到改善的目的。等到泰勒把科学的方法带到管理的领域后，这种管理的科学，加上科技的知识才慢慢演变成日后的工业工程。（一）工业工程的基本观念工业工程（Industrial Engineering简称I.E.）是一门新兴的工程科学。早在1881年左右，泰勒（Frederick W. Taylor）就已具有工业工程的观念，但实际上工业工程这门学问却在1920年代才开始，到二次大战后才略具雏型。在国外，泰勒首先提倡时学研究，而纪尔布雷斯夫妇（F.B & Gilbreths）则为工学研究的创始人。（编注：有关时学工学的起源，可看另页工业工程的两个小故事一文。）直到1930年代他们的研究才受到大众的重视，而正式成为工时学（motion and time study），如今工时学可说是工业工程的领域中最基本的一部分，也是传统工业工程的基本观念。当初，工时学的定义是指对于完成一项工作的操作方法、材料、工具与设备，及其所需的时间，加以研究。而其目的在1.寻求最经济有效的工作方法；2.进一步确认并规定因此所选定的工作方法、材料标准、工具规格及设备要求的理想标准；3.研究并制定工人完工所需的标准时间；4.训练并切实实行新方法。（二）工业工程的定义美国工业工程师学会（AIIE）对工业工程的定义是：工业工程是对人员、物料及设备等，从事整个系统之设计改进及运用的一门科学。它利用数学、自然科学与社会科学的专门知识及技巧，并利用工程分析与设计的原理和方法，来规划、预测，并评估由此及其有关系统中所获得的效果。从上述的定义，读者或许可获知一个大概。概括而言，所有人类及非人类参与的活动，只要有动作出现的，都可应用工业工程的原理原则，以及工业工程的一套系统化的技术，经由最佳途径达到目的。譬如工业工程中的动作连贯性分析（operation sequence），由于人类的任何一种动作都有连贯性，因此把各动作经仔细分析，分成一个个微细单元，删掉不必要的动作，合并可连接的动作，以达到工作简化、动作经济、省时省工之目的。（三）工程学与管理科学的桥梁换句话说，工业工程就是衔接工程学与管理科学之间的一门新兴科学。有人称工业工程（机械工程电机工程化学工程土木工程）管理。实际上，最简单的解释就是：工业工程是用工程师的手法去解决与工程和管理有关的问题。在工厂里，一个纯粹研究制造的人和一个精于管理的人常无法沟通，此时就有赖工业工程师作桥梁了。（四）与其它工程学有何不同？那么，工业工程学与机械、电机、化学、土木等工程学有何不同呢？传统的工程学，以设计更经济的系统为目的。如：机械工程设计高效率之经济的机器系统，电机工程设计经济的电路系统，它们设计的对象仅以机器、设备为着眼点。而工业工程除了考虑机器设备之设计外，还包含了人的因素（human factor），而以结合人、材料、设备等之综合系统为对象。（五）与其它管理科学的区别何在？读者或许又要问道：工业工程与企业管理（business management），行政管理（administration management）同样都与管理有关，彼此之间又有何不同呢？工业工程与企业管理之区别，乃在于工业工程是透过工程途径（engineering approach），应用科学上及工程上之方法与技术，考虑人员、机器、设备、制程、方法、时间等因素来解决管理上遭遇的问题，而企业管理、行政管理，便无法采取工程途径去解决管理上的问题。二、我国引进工业工程的情形（一）军方与工业界我国工业工程技术的引进要追溯到民国三十五年，当时贵州大定航空发动机制造厂，开始建立零件制造及装配之标准工时制度，利用马表测时，对于生产计画与管制裨益甚大。民国三十九年兵工署在其所属兵工厂推行工时制度，颇具成效。民国四十二年，军方把工作研究理论引介，后由于中国生产力中心、金属工业发展中心等机构相继成立，并公开介绍推广，国内渐渐应用工业工程于各工厂。兵工厂、裕隆汽车、大同公司、台铝、松山烟厂等，先后推行，惟均局限于狭义的工作简化及传统之工时学范围，及至外资工厂纷纷成立之后，由美资外商大力推行，才慢慢将国内工业工程的领域扩大，目前国内略具规模的企业，皆有工业工程部（课或组）等单位之设立。对促进经济繁荣及国家生产力之提高，贡献颇大。（二）学校教育方面至于学校教育方面，一直到工业界有迫切需要时，才在学校里设立工业工程系。民国52年东海大学及台北工专同时成立工业工程系科，中原理工学院于民国53年成立工业工程学系，而后中正、逢甲、清大、新埔等校亦相继成立。也有些学校用的不是工业工程的系名，但实质上其教学内容与工业工程极为相近，如技术学院的工业管理技术学系，及中央大学的生产工程学系，均是。第一批正式接受专业教育的工业工程师，于民国五十六年进入工业界服务。一位工业工程师的养成训练，其内容包括很广，大致可分为四部分说明：(1)科技与数理基础：包括物理、化学、数学、统计、电子计算器程序设计等。(2)一般工程训练：包括工程力学、图学、制造工程、工程材料、电工原理、化工概论等。(3)工业工程专业训练：包括动作与时间研究、工厂布置、工程经济、作业研究、生产管制、品质管制等。(4)管理科学训练：包括工业组织与管理、会计与成本分析、工业心理学、行为科学等。三、工业工程师扮演的角色既然工业工程科系培养的学生具备上述的知识，那么一个工业工程师在工厂中扮演个什么角色呢？要了解这一问题，首先让我们来看看工厂中所存在的几个普遍问题：(1)工厂中，每位专业工程师专司其职，谁来沟通不同的专业工程师呢？(2)工厂里，老板关心一件事（赚钱与产量），员工关心另件事（薪水与劳力的付出），那么谁来作老板和员工的桥梁？(3)工厂里，人人关心赶货及品质，是否有人关心今天比昨天做得更好，明天比今天做得又更好？如果有，那么这种改善的工作谁来做？(4)人人关心机器、物料、，谁来关心最重要的人？如何使这些人做得更舒服、做得更多、赚得更多，而且受到尊重？(5)大家关心产量，谁关心总成本？(6)各个小单位往往都有本位主义，由谁来考虑整个工厂的最适点（optimization）？解决这些问题的最适当人选就是工业工程师。更详细地说，工业工程师在工厂里做的事有：工作方法的设计和改善、操作标准时间及物料标准用量的设订、制程、夹具与工具的设计、成本的计算与分析、生产计画与管制、产能计画与分析、物料管理、品质分析与管制、工厂布置、工业安全作业、工作评价与奖工制度的设立、事务流程的改善、系统或制度的设计等等。（一）工业界的医生？有人说企管顾问是企业界的医生，则工业工程师亦如工业界的医生一样，他可帮忙工厂界定问题，协调整个工厂的运转，就如一位全科医生，负责诊治病人何处有病，然后再由某部的专家来检验、治疗。工业工程师也是如此，他点出工厂毛病的所在，然后协调各部门的专家去解决。事实上，目前的工业型态是团队工作（team work），要解决任何问题，决非一人一手能包办的，工业工程师扮演的角色往往是团队领导人（team leader），需具有较强的组合（combination）、协调（coordination）及沟通（communication）的能力，广博的知识，即能用适当的语言（right language）与人沟通。在这种倾向之下，工业工程师需同时具有工程和管理方面的知识与训练，因此在工厂中能使别人容易乐意合作，一同去解决问题。（二）效率专家？管理当局的眼线？工业工程师着实扮演了一个复杂的角色，有些人批评他们是：工业工程师是使人们做得快一点，赚得少一点！工业工程师是效率专家，也是管理当局的眼线！工业工程师专门到处找错，喜欢跟别人过不去。（三）多样性的角色？有人认为工业工程师是操作者的安全褓姆，使他们免受刀具伤害及过份工作量之压迫；由于他接受的训练包括管理和工程知识，因此他是工厂的计画者和协调者；也由于他受过统计、机率和可靠度的训练，因此他可成为品质管制人员；他常想这是最好的方法吗？，因此他是较佳途径的寻求者；由上种种来看，工业工程师转换职业的能力强，生存力强；而且他的晋升能力也高，较易擢升至高级管理阶层。四、推广工业工程观念的阻力一般来说，工业工程的观念与作法在工厂里推广起来，并不是一帆风顺毫无阻力的，这可分三点来说：(1)在一些闭塞的家族式企业中，企业主的观念不够开放，不愿公办厂各方面的问题，也不愿提供周全的资料，没有资料工业工程师就无从下手解决问题。(2)人类守旧的观念，拒绝改变，因此工业工程师即无从施展所长。(3)一件新事物要经过学习的过程，人们才能驾轻就熟地应用，而学习的起步总是比较困难且成效不显著，因此人们即使费力些，也宁可继续使用习惯了的旧方法、旧东西。这种种的阻力多少削弱了工业工程观念的推广，这也是为什么我国企业界未能与已开发国家的企业并驾齐驱的原因之一。虽然工业工程观念早在民国四十二年左右就被介绍到台湾了，迄今，知道工业工程是什么的人并不多的原因也多少受了这些阻力的影响。如引言中提及，时势潮流使得企业型态变大了，传统的用本能管理的方法势必遭到淘汰，虽说每个人都有管理的本能，但是管理的好或坏、管理人数的多或寡、管理幅度的宽或窄，都会受个人能力的限制，因此如何能用有系统的方法把大规模的工作作得更好、更快，就必须用科学方法来管理，也就必须借重工业工程了。当然，工业工程师的能力决非万能的，但只要是学有专精的工业工程知识，则其失误的可能性较小，因为工业工程的做法不是凭直觉，而是依数据来做决定的。同理，如有了工业工程，做错误决策的机会也可减少很多。五、工业工程师解决问题的途径工业工程是经由下列两种途径来解决问题：（一）问题的解决与决策（problem solving & decision making）(1)确定问题：先了解问题性质及症结所在。(2)分析问题：从找资料、记录现况、了解限制条件、探讨问题，以深入问题。(3)寻求可能解决问题的方案。(4)评估诸项方案，决定最佳决策。(5)采取行动。(6)考核行动结果，再提更佳解决途径。（二）系统与方法工程（system & method engineering）从资料收集、组织、分析以及如何安排等数理计算及专门技术的方法来解决难题。六、工业工程的未来从上面种种的说明，工业工程师只能在工厂中工作吗？实际上，在已开发国家中，工业工程早已应用于工厂以外的地方了。像医院、农场、餐厅、旅社、邮局、银行、交通事业、建设业、军事机构以及各政府部门，都有用到工业工程之处。国内，一些医院也已聘用学工业工程的人员，负责设备配置、人员运用、药品存量管制、数据流等工作（像马偕医院即属此例）。这种应用可说是工业工程的延伸。目前工业工程的领域已不限于工业界，为此，工业工程的名称已不能涵盖它的范围了。在国内，工业工程虽有军方事业和国民事业率先实施，但是真正使它开花的，还是那些外资工厂。由于他们令人艳羡的成效，也说服了许多国资工厂开始注意这个新的玩意儿，多年来工业工程师的求才广告增多了，这正是工业工程开始在我国普遍被接受的一个明确证明。最近几年来，由于能源缺乏、原料上涨、工人短缺，国际市场竞争日趋剧烈，公害问题普遍受到注意，工业工程师在国内必然将成时代的宠儿，殆无疑问。在另外一方面，电子计算器的发展，工业工程这个学门也正在迅速的扩张它的领域，在国外，系统工程（System Engineering）、作业研究（Operaions Research）已经成为工业工程的延伸。利用它们来解决那些存在于企业经营的大而复杂的问题。这个趋势无疑的将是我国的工业工程发展的方向。工业工程的两个小故事在工业工程的领域当中，动作与时间研究（motion and time study）占有很重要的地位。1881年，被后人尊崇为工业工程之父的泰勒氏（Frederick W. Taylor）首创时间研究（或称时学）（Time study），后数年纪尔布雷斯氏（Frank B. Gilbrtth）复倡动作研究或称工学）（motion study）。后因此二学关系密切，无法分割，遂合并称为动作与时间研究（或称工时学）。这儿叙述两个故事，来追溯动作时间研究的起源。1898年，泰勒氏工作于伯斯利恒（Bethlehem）钢铁厂，当时该厂雇有铲手工人400600名，每日于一长约2哩，宽约1/4哩之广场上，铲动各种不同之物料。这些铲手，不用工场所准备的铲子，很多人自己从家中带来铲子，铲煤时，每铲重仅3.5磅，而铲矿砂时每铲竟重达38磅。此种自备铲子的情形与每铲重量之差额，颇引起泰氏之好奇。他想：铲子的形状、大小和铲物工作量有没有关系？究以何种铲重为最经济最有效？什么样子的铲子，工人拿了既舒服又铲得多，铲得快？这些问题实应加以研讨。泰氏乃选优良铲手两名，分在场内不同地点作试验工作，同时用马表（Stop watch）记录其时间，并分别用大小不同的铲子去铲比重不同之物料，并分别记录所用铲子之大小及式样和每铲重量，经多次试验后，发现每铲重量约为21.5磅时，可得最经济，最有效之结果，也就是工作者每日每人可铲最多物料。铲重物时用小铲，铲轻物时用大铲，但每铲重量均约为21.5磅左右。泰氏得此结果后，于是设计各种尺寸大小不同的铲具，训练工人，并拟定奖工办法，凡工人能完成规定之工作时，可得日薪60之奖金，否则派员授以正确工作方法，务使其亦可得同样奖金。经此改善后，原需400600名工人才能完成之工作，采用新方法后，140名工人即可完成。因之每吨所需铲费减少达50，而工人工资则增加60，除去因研究所需各项开支外，每年尚可节省78,000美元。如此不但使工厂的生产量大增，也使铲手工作效率提高，待遇增加，工作情绪也愉快多了。1885年，纪尔布雷斯氏年17，受雇于一营造商，发现工人造屋砌砖时，所用的工作方法及工作之快与慢，互不相同。究以何种方法为最经济及最有效，实应加以研讨。纪氏于是分析工人砌砖之动作。发现工人每砌一砖，率先以左手俯身拾取，同时翻动砖块，选择其最佳一面，俾于堆砌时，放置外向。此动作完毕后，右手开始铲起泥灰，敷于堆砌处，左手置放砖块后，右手复以铲泥灰工具敲击数下，以固定之。此一周期性动作，经纪氏细心研讨，并拍制成影片，详加分析，知工人俯身拾砖，易增疲劳，左手取砖时，右手闲散，亦非有效方法，再敲砖动作，亦属多余。于是经多次试验，得一砌砖新法。其法于砖块运至工作场时，先令价廉工人，加以挑选，置于一木框内，每框盛砖90块，其最好之一面或一端，置于一定之方向，此木框悬挂于工人左方身边，俾左手取砖时，右手同时取泥灰，同时改善泥灰之浓度，使砖置放其上时，无须敲击，即可到达定位，经此改善后，工人之工作量大增，其砌每一砖之动作由18次减至5次，工人经训练后，老法每小时原只能砌120块，用新法则可砌350块，工作效率增加近200。经过纪氏的动作分析，确定了最好的砌砖方法。由此发展成日后的动作研究（motion study）。上述二例，显示工时学首创者泰、纪二氏遇事分析研究探究真理之态度，此种精神亦即日后工业工程学之凭借。效率提速仿真技术在供应链物流管理中的应用王岩峰 博士 刃之砺信息科技（上海）公司总经理图片版请到以下地址下载：/zip/fangzhen.doc一流程仿真技术广为应用当高通(Qualcomm) 想通过精简手机制造流程，改善库存管理大幅度减少成本以保持市场竞争力的时候， 它求助的方法是流程仿真技术；当UPS（United Parcel Service）想在满足客户服务质量的前提下，在庞大的人员车辆配置和成本之间取得最佳平衡的时候，它求助的方法也是流程仿真技术；当宝洁（P&G）总部提出要求，要设计一个覆盖北美的高效的供应链网络，不但要满足客户的日常订单处理和配送要求， 更要求这个供应链网络具有极强的抗波动性（鲁棒性，既在非正常市场需求和供货干扰时，网络仍具有极好的反应能力和自恢复能力），它所求助的方法还是流程仿真技术。流程仿真技术在复杂系统的分析和决策中的巨大价值在欧美已成为不争的事实，每年创造着数以千亿美元的经济效益。随着企业发展规模的不断扩大，管理的复杂程度也不断挑战着管理者的能力极限。当今中国的企业在许多领域的竞争已经非常激烈，竞争的成败取决于“成本低、速度快和质量高”。企业都面临着在有限资源的前提下，迅速地对客户的需求做出反应，提供高质量的产品和服务，也就是我们所特指的“效率提速”的要求。而做到低风险环境下的“效率提速”需要强有力的决策工具来支持。仿真技术是分析、设计和优化复杂系统的有力的工具。它不用搭建实体模型，只用实体模型的一小部分费用在计算机中建立虚拟模型来测试各种想法和假设条件，因而可以节省大量的资金投入，最重要的是，极大地降低了决策的风险。通过对研发设计、生产制造、物流配送、售后服务等产品生命周期的各个流程的研究，可以帮助企业找到增值能力不强、资源没有充分利用和反应速度不够及时的环节，并做出改进的建议。同时，得益于仿真的无风险性，可以快速地对各种设想进行计算机仿真模拟和验证，找到最优的解决方案。仿真技术在流程管理中应用的另一个优势是绩效的可量化性。企业的运营管理质量是通过一系列绩效指标体现出来，例如制造周期，库存周转，按时送货率，资源利用率等等。这些指标都可以在仿真模型中得到量化体现，并通过对模型的改进，观察绩效指标的改善，指导实际的操作。所以，计算机仿真技术比任何其他分析手段，在企业流程绩效管理方面，都具有更直观更准确的结果，对经济效益有更直接的影响。仿真技术的可视化和动画界面提供了不可替代的沟通方式。企业管理者可以通过仿真模型，直观、具体、无误的向其他人员表达对系统的理解和对未来的设想，成为企业跨部门和企业之间合作交流的共同平台。二仿真技术可以帮助解决的供应链问题供应链和物流管理是仿真技术应用最广泛，产生经济效益最大的领域之一。供应链是一个由供应商，制造商，分销商和零售商共同组成的实现从原材料到成品并最终满足客户需求的协同网络。广义的供应链既涵盖各环节之间的交互关系，也包括每个环节内部各功能单位之间的协同关系（例如制造企业内部的采购、生产和销售部门等）。任何一个供应链中，信息流，物流和资金流的不断流动形成了供应链的动态特性。虽然供应链管理的重要性在近几年内得到广泛关注，但供应链管理的有效应用却仍踯躅不前。一个供应链是一个高度动态，高度变化的复杂系统。客户的需求永远在波动；原材料的供货周期永远不会一成不变。供应链任何一个环节的表现在很大程度上依赖于其他环节的表现。正如单方面减少成品库存可能会牺牲分销商补货的及时性一样，优化供应链的一个环节未必带来整体效率的提高，有时甚至会牺牲其他环节的表现水准。因此，企业的共识是将供应链应该作为一个整体系统来研究，而与此同时，企业对复杂系统的分析研究却束手无策，不知如何着手。仿真技术的应用往往和供应链物流绩效管理紧密相联。正因为仿真技术的可试验性、可量化性和快速性，使得仿真技术有着比其他分析工具更强的说服力和直观性。仿真在供应链管理各决策层次上的应用体现在：（一） 供应链和物流网络设计和评估在供应链管理中，没有什么比供应链和物流网络设计更具有长远和战略的重要意义。供应链和物流网络设计和评估包括以下一些问题：l 需要多少厂房，仓库，配送中心？应该布局在什么地方？l 对于配送网络，应该怎样划分客户群体和选择配送路径？l 每一个设施应该完成供应链里的哪项功能和扮演哪种角色？l 每一个设施应该存储或生产什么产品最能发挥资源利用率？l 应该选择哪些第三方设施作为备选方案，如何平衡企业自有设施和第三方设施的利用平衡？l 如何设置安全库存，再订货点和订货批量？等等。应用案例： 我们用EXTEND仿真软件模拟了国内一家家电公司的三级配送网络。以下模型是一个简化模型，用于研究配送流程对客户订单满足的及时性和库存积压程度的影响。在这个简化的仿真模型中，我们模拟了工厂、中心仓库、配送中心仓库和客户。通过对客户下订单之后，一系列订单信息的向上传递和货物的向下配送，我们考察各配送中心库存量的最佳设置、运输路径和最佳运输单车负荷等一系列指标对客户订单的平均满足时间的影响。（二） 工厂，库存，和配送中心等重要资源配置和整合降低成本的核心是资源的最优利用。减少冗余利用率不高的流程，整合设施和人员设备，做到“人尽其才，物尽其用。”应用案例： 一个大的食品加工企业最近决定和另一个大小相仿的食品加工企业合并。公司希望更有效的整合它们的业务和供应链。为了案例研究，叫一家公司“红”，另一家“绿”。绿公司有4个生产点来把产品送到3个不同的配送中心。红公司有3个生产点来把所有的产品直接地送到他们顾客那里。两家公司有共同的顾客，也有些不同的顾客。绿公司用配送中心来满足客户需求，只对配送中心的需求做出快速反应，所以在生产点的成品库不需要保有大量库存；而红公司直接面对客户，需要在生产点留有较大的仓储空间。两家公司有一部分相同的供应商。在产品线上，两个公司的产品没有交叉，未来也不会。合并之后的工厂面临的战略选择有：1) 保持现状，继续所有现存的策略就像两个独立的运营实体，只是多了一个总部办公室来协调；2) 开始红公司分送到绿公司的配送中心；3) 开始绿公司分送到红公司的工厂，使得红公司在保有生产能力的同时，成为一个准配送中心。选取合适的方案需要合并之后的管理层在资金、库存容量、反应速度和客户服务水准之间做出最优的平衡。这些都挑战着管理层的决策智慧。显然，这样的决策不可能只凭借定性的分析和感觉的引导，需要有大量的数据、精确的模型和反复的试验权衡才能找到。而仿真技术提供了快速，多样，量化的决策手段。（具体案例请联系刃之砺信息科技（上海）有限公司）。（三） 供应链反应能力和抗波动能力分析供应链和物流管理领域一个重要的关注方向是供应链的反应能力和抗波动能力。前者容易理解，就是考察一个供应链在响应客户需求时各个环节处理的时间和处理的质量。而后者同样重要，但往往被忽视。当客户的需求有规律的在合理范围之内波动时，供应链系统，不论设计和协调的质量如何千差万别，都可以比较容易的满足，就好像船舶在静水中航行一样，看不出船舶设计的优劣。但是当客户的需求剧烈动荡时，供应链的反应能力和抗波动能力的优劣就一清二楚。往往使一个供应链上的公司损失最大的不是日常的客户需求，而是不经常的低概率事件，包括：生命周期比较短的新产品（电子产品）推出，季节性非常强的产品，市场促销等等。这些对供应链抗波动能力的考验往往在设计供应链和物流的时候都没有被考虑进去。应用案例： 成立于1837年，宝洁（Procter & Gamble）已经发展为覆盖医药、日常用品、造纸、化工等多个领域的财富500强企业， 年收入超过400亿美元以上。 在72个国家拥有120多个生产基地和十万多名员工。几年前，宝洁启动了称为“终极供应链”的计划，就是通过合理的供应链再设计，将所有供应链的参与者有机的组织起来以更有效的方式及时响应客户需求。通过仿真技术，宝洁的全球研究部模拟工厂/仓库的分布，仓库的容量，运输管理，配送模式，配送流程，补货策略等等对不同客户群体服务水准的影响。更重要的是，仿真技术可以使模型模拟客户、人员、设施、生产等等诸多因素的波动所带来的影响，而不是仅仅依靠静态的数据，这样，整个供应链即便在小概率的冲击事件下（例如，客户需求的突然变化，生产的停顿，运输的阻断，原材料的缺乏等）也可以在规定的范围内得到很好的恢复。（四） 供应链协调和合作模式仿真技术既可以模拟像库存、生产等可以采集直观数据的流程操作，也可以模拟供应链参与者之间的默契程度等软性的管理模式对供应链整体效果的影响。供应链参与者的合作默契程度可以千差万别，向两个极限发展。一个极限就是基于完全信任的合作关系，包括投资控股或者集团下的兄弟公司。这类合作关系特点是信息的完全共享、产品设计的高度集成、资源共享，职责明晰等等。另一个极限就是基于不信任的合作关系，包括第一次合作的跨国跨地区的公司等。这类合作关系的特点是信息不透明，信息量仅仅满足基本订单要求，信息提前量小，款到发货或货到付款等等。介于两者之间的是不同程度的合作伙伴关系，包括技术结盟、联合销售等等。这些合作关系直接影响到整个供应链的反应速度和客户服务水平。应用案例： 在供应链管理中，“鞭尾效应”是一个很好的例子来说明合作关系对供应链各参与者库存的影响。“营销过程中的需求变异放大现象被通俗地称为鞭尾效应。它是市场营销中普遍存在的高风险现象，是销售商与供应商在需求预测修正、订货批量决策、价格波动、短缺博弈、库存责任失衡和应付环境变异等方面博弈的结果，增大了供应商的生产、供应、库存管理和市场营销的不稳定性。”（徐章一） 我们用EXTEND仿真模拟了一个确定性系统的“鞭尾效应。”（五） 制造模式推式（PUSH），拉式（PULL），及时生产（JIT）等的选择和实施对于构成供应链的制造企业来讲，选择合适的制造模式直接影响到采购和销售的上下游衔接关系，同时也直接影响企业内部库存、设备使用率、生产周期、产出、成本等等。关于制造模式的书籍和论述已经层出不穷，仿真技术从操作的层面和以定量直观的方式来帮助企业管理层研究合适的制造模式，提供管理层一个多方位思考和快速试验的工具。应用案例： 我们用EXTEND仿真软件建立了一个简化的看板（Kanban）生产系统。(6) 计划制定和资源配置制造企业效率的灵魂是高质量的计划体系，包括协调一致的销售计划、生产计划，采购计划，维修计划，装配计划等等。而这些计划的制定体现了在多种约束（资金，设备，人员，交货日期等）情况下，企业对资源的配置能力和响应能力。仿真技术可以对以下方面进行分析和试验：l 原材料和半成品释放策略对效率的影响；l 工厂日历、人员和设备变动对效率的影响；l 设备维护对效率的影响；l 运输单车负荷比例对配送的影响；l 质量波动对效率的影响；l 产品的组合对效率的影响；l 产品和生产线的匹配对效率的影响；l 设备（机器，车辆，零件等）的增减对效率的影响；l 各种排产策略对效率的影响。应用案例： 我们用EXTEND仿真软件给出了一个非常有趣但非常有思考价值的模型。在这个模型中，在其他条件相同的情况下，只有两台设备的生产线的单位时间产出可以做到比有三台设备的生产线的产出还要多30以上。其中的秘密在于效率高的生产线应用了一个比较优化的排产策略。（7） 供应链和物流的成本评估追求最低成本是供应链上每个参与者的共同目标。供应链的最低成本意味着整体供应链利润（Supply Chain Profitability）的增加，因此，每个参与者可以共享这个由合作所带来的聚合效益。基于作业的成本法（Activity Based Costing）可以更准确地划分成本产生的来源，帮助企业找到增值能力不强或者不产生效益的环节。流程仿真技术既可以通过模拟分析与效率有关系的考核指标（例如按时交货率，制造周期，库存量，设备利用率等），又可以分析与成本有关系的考核指标（例如单个作业平均成本，单个产品平均成本，资源耗费总量等）。在模拟离散事件发生的同时，计算事件产生的成本，是仿真技术用于分析供应链和物流问题的强大优势。 应用案例：我们用EXTEND仿真软件提供的ABC功能模拟一个货箱接受流程的成本核算。三EXTEND 优势和客户在以上的所有案例中所应用的仿真软件是EXTEND仿真软件。EXTEND是由美国Imagine That公司开发的可对离散和连续时间系统仿真的高灵活性、高可扩展性，高性能价格比的优秀仿真平台。通过交互式建模方式和界面非常友好的2.5维动画功能，利用可视化工具和可重复利用的模块组，在银行、金融、交通、物流、制造、军事等多个横向和纵向领域得到应用。EXTEND的客户包括IBM，宝洁，通用电气，摩托罗拉，埃森哲，花旗集团，哈佛商学院等全球知名企业和学术机构。几乎所有世界500强的集团公司和许多政府机关、学术机构、新兴企业等都采用EXTEND软件来论证其未来的发展方案和工作执行方案。EXTEND有下列一些吸引人的优点：Ø EXTEND是一个扩展性非常好的仿真软件包。公开的体系结构和自带的编程工具可以使用户修改已经存在的模块，可以创建新的模块，使得建立强大的离散和连续仿真非常轻松。Ø 仿真采用拖拉式模块技术，无论是否自己开发，所有的模块可以重复使用。Ø “克隆”技术使得所有模块内的任何参数可以复制和拖拉到仿真模型的任何区域，方便集中显示。Ø 强大的统计功能和图形输出功能。不用编程，紧靠拖拉方式，就可以很快的建立各种图表显示。Ø 可以众多统计拟和器相结合（例如Best Fit, Expert Fit, JMP, 和 Stat Fit），快速建立最佳拟和曲线。Ø 是当前市场上性能价格比最好的仿真软件。四总结在欧美，通过专业设置和职业教育，仿真技术在运营管理上，已经应用于复杂生产制造管理、库存管理、物流和供应链管理、设备和资源优化配置管理，以及商业流程重组和改进等诸多方面，在成本、反应速度、生产周期、资源利用和管理模式方面产生非常巨大的经济效益和社会效益。在中国，将仿真技术应用于企业运营管理，特别是对流程的绩效管理方面，还处于起步阶段。因此，仿真技术在中国的应用前景非常广泛。（并行工程并行工程是通过组织多学科的设计团队，在设计的早期阶段全面考虑产品的各个方面，包括研制、制造和维修保障等，并充分利用先进的质量工程方法和计算机集成环境，实现在较短的时间内，以较低的成本，生产出高质量产品的一种系统方法。一、并行工程在产品开发中的作用并行工程在产品开发中的作用主要体现在以下几个方面：缩短产品开发周期。将产品及其保障资源并行进行设计，可使得在设计阶段不仅设计出产品，而且同步确定与生产、保障有关的程序和计划，缩短生产准备时间，减少制造过程中的更改、返工等，从而使产品总的开发时间减少。例如，采用并行工程思想后，麦道公司AV-8B飞机的初步设计阶段由45周减少到8周，整个设计周期缩短18个月。提高产品质量。在产品设计一开始就考虑生产、试验、使用、保障以及质量、可靠性、维修性等方面，可全面优化产品设计和过程设计，从而减少重新设计和工程更改，避免返工和废品，降低产品故障率。例如，因为采用了并行工程思想，麦道公司AV-8B飞机的废品率下降58%，返工费下降29%，由不协调发生的费用下降38%，飞机缺陷下降70%。降低产品寿命周期费用。并行工程通过在设计中采用计算机仿真技术，动态模拟产品及生产过程，优化了设计，从总体上降低了产品的寿命周期费用，包括设计、制造、运输、维修、报废等各项费用。波音公司弹道导弹分部采用并行工程思想后，单位工时的费用平均下降28美元，产品的成本下降30%。二、并行工程在国外的研究概况在并行工程的研究与应用方面，美国起步较早，取得的成效最明显。1988年，美国国防先期研究计划局组织了一个并行工程研究会，制定了长期的并行工程研究计划，对并行工程的技术和方法进行了全面研究。同年，美国国防分析研究院在“并行工程在武器系统采办中的作用”研究报告中，完整地定义了并行工程的概念，总结了并行工程在实际应用中所发挥的作用，并阐述了并行工程在武器装备采办中的重要性。1989年，美国国防部接受了并行工程的概念，并在国防采办系统中大力推广，随后又在并行工程思想的基础上，提出了综合产品与过程开发方法，并制定了一系列指导性文件，有计划、有系统地在国防采办系统中推行该方法。美国波音、通用动力、IBM等大公司都应用了并行工程方法并取得了一定成效。此外，美国国家科学基金组织向许多大学提供了大量经费，资助并行工程的研究工作。世界其他国家也都对并行工程的研究与应用给予了高度重视，投入大量资金，促进并行工程的研究在及本国的应用。如日本文部省投入巨额资金，支持本国的并行工程研究项目。墨西哥政府资助成立了并行工程研究组，引导人们对并行工程重要性的认识，期望通过应用并行工程相关技术来提高墨西哥国防企业的产品开发能力。欧洲许多国家也都先后采取相应措施，开展并行工程的研究与应用。到目前为止，在世界范围内，已成立了很多并行工程学术组织，有国家性的，也有区域性的和国际性的，这些组织主要有：美国的并行工程研究中心(CERC)。美国西弗吉尼亚大学于1993年在政府资助下成立了并行工程研究中心，重点对有关并行工程的各种方法和技术进行实践、综合、评价及验证。CERC配备了诸如卫星转播设备、录相设备、计算机、演示设备、办公设备等相关设备或设施，其主要开展的活动包括：通过卫星转播、因特网等方式，向工业界和学术界讲授并行工程课程；组织并行工程领域的讲座、座谈会或专题论文研讨会；提供并行工程技术培训等。该中心在美国有一定影响力，很多机构提供了资助或参加了其研究活动。目前其资助单位有美国国防部、美国宇航局、洛克希德马丁公司等。美国的并行产品开发协会（SCPD）。美国的并行产品开发协会于1992年在洛杉矶组建，当时是一个国内组织，后来为适应产品开发过程的发展需要，逐步成为国际性的组织。SCPD是一个非营利的国际性专业技术组织，主要任务是促进并行工程和综合产品研制在全世界范围内的推广。SCPD组织开展的活动很多，如国际会议、教育项目、资料出版、建设网站等，其研究的领域涉及与并行工程和产品开发有关的战略、原理、过程、实践、工具、技术等方面。欧洲并行工程协会（ESOCE）。欧洲并行工程协会成立于1991年，每年组织一次国际会议，与世界其他国际组织建立了广泛合作。并行工程­­­研究与应用国际杂志。并行工程­­­研究与应用国际杂志于1991年创办，主要针对并行工程和综合产品开发方面的研究与应用，提供国际交流与沟通的渠道。它将并行工程的理论和实践相结合，反映了并行工程和IPD方面的理论与实践的最新水平。国际生产率促进协会(ISPE)。成立于1984年的国际生产率促进协会，从1994年开始加入并行工程的研究行列，组织召开了多次并行工程研究与应用的研讨会。三、并行工程的研究热点和发展趋势目前并行工程的研究热点主要有：并行工程的基础理论研究，包括概念设计模型、并行设计理论及支持产品开发全过程的模型研究；制造环境建模；面向并行工程的CAD、CAPP、CAM等设计技术；DFX(Design for X)，主要有面向制造的设计（DFM）、面向装配的设计（DFA）、面向成本的设计（DFC）等；并行工程集成框架；冲突处理；面向并行工程的企业体系结构和组织机制；并行工程中产品开发过程的管理；仿真技术的应用；质量工程技术的应用。此外，随着以美国为首的西方发达国家对并行工程方法的不断研究和应用，并行工程的思想也不断得到丰富和发展。综合产品与过程开发（IPPD）就是由并行工程思想发展而来的。它是通过采用综合产品组，将产品从方案到生产和保障的所有活动综合起来的一种管理方法，其目的是同时优化产品及其制造、使用和保障过程，从而满足费用和性能目标。美国国防部正在积极推行IPPD方法。1995年5月，美国国防部长指示要对国防部采办商品和服务的方式作根本性的改变，要求在最大可行的范围内，把综合产品与过程开发的理念用于采办的全过程之中。随后，国防部长办公室自1996年开始，陆续颁布了国防部综合产品与过程开发指南和国防部综合产品与过程开发手册等指导性文件，以指导和促进综合产品与过程开发方法在国防采办系统中的应用。美国国防部在采办项目中，要求项目经理应尽可能采用IPPD方法，综合考虑项目整个寿命周期中的所有活动，包括系统管理、研制、制造、试验、部署、使用、保障、培训和报废处理。其中，建立综合产品组是其实施IPPD的一条重要途径。综合产品组一般由一个顶层的综合产品组和若干个重要分系统或设备的综合产品组组成。典型的综合产品组人员一般包括设计、制造、工艺、材料、强度、重量、质量、可靠性、维修性、综合保障、销售等各部门或领域的专家和代表，甚至还包括用户及分承包商。综合产品组的组长一般由项目的行政或技术负责人担任，同一综合产品组的组长可根据综合产品组的层次及所处阶段的不同而更换。例如：在系统顶层设计阶段，综合产品组的组长可能是项目经理，这样便于设计、制造和保障的并行综合，便于人、财、物资源的统一指挥调度。而在研制阶段，产品或设备级的综合产品组组长可由设计负责人担任，生产阶段则可由工艺（或工程）负责人担任。综合产品组的成员也可在不同阶段根据工作需要进行适当调整。四、国外并行工程应用实例90年代以来，美、英等国在新型武器系统和民用产品的研制中大量采用了并行工程这一新概念。其中，IPT方法作为并行工程的核心工具受到高度重视，据美国斯坦福大学研究人员调查，目前已有近500家美国公司在应用IPT方法。波音公司较早应用了并行工程并取得了显著成效。波音公司自1990年开始在波音777新型飞机的研制中尝试并行工程，取得成功后，又在波音737-X上进一步改进研制流程，优化了研制过程。在波音777的设计中，把过去的串行研制流程变成并行研制流程，先后组织了238个“设计-生产协同组”，强调所有小组的成员必须在同一个地方办公，注重从设计开始就把可靠性、维修性都设计到产品中去，以减少设计更改和缩短研制周期，达到提高质量、降低成本的目的。诺斯罗普（Northrop）公司是美国生产军用和民用飞机及导弹的主要公司之一。由于产品越来越复杂，使得设计队伍不断扩大，并且设计、制造人员很分散，存在对客户需求变化反应慢、信息传递渠道不通畅等问题。为此公司决定采用并行工程方法，在设计阶段就考虑制造、材料、质量、保障等方面的问题，建立包含全部产品信息的计算机数据库，所有设计人员共享一个数据库，及时交流信息，修改和完善产品设计。这种做法使公司获得了良好效益，其飞机舱壁设计时间由13周减少到6周，人员利用率也大大提高。罗克韦尔公司。该公司的航天系统工程部为应用并行工程而成立了若干个综合产品组（IPT）。这些IPT存在于型号的整个寿命周期中，有自行决策权。每个型号可以有一个或多个IPT，IPT的成员有全职的，也有兼职的，来自与型号生产相关的各个部门，包括顾客、供应商、子公司，以及联合制造商等。这些IPT有明确的章程、计划、职权范围、财务等。该公司最初在空间站和“先进发射系统”计划中组建了IPT，继而在空间拦截器、航天飞机轨道器改进项目中应用了IPT。空间系统部曾拥有159个小组，其中47个小组是严格意义上的IPT。在该公司，并行工程已被用到所有新型号研制中。制造业中的IE工业工程基础(工作研究): 利用方法研究和作业测定(工作衡量)2大技术,分析影响工作效率的各种因素，帮助企业挖潜、革新、消除人力、物力、财力和时间方面的浪费，减少劳动强度，合理安排作业，并制定各作业时间，从而提高工作效率。方法研究目的是减少工作量，建立更经济的作业方法；时间研究旨在制定相应的时间标准。 设施规划与设计：对系统（工厂、医院、学校、商店等）进行具体的规划设计，包括选址、平面布置、物流分析、物料搬运方法与设备选择等，使个生产要素和各子系统（设计、生产制造、供应、后勤保障、销售等部门）按照IE 要求得到合理的配置，组成有效地集成系统。涉及SE、OR、 工作研究、成组技术、管理信息系统、工效学、工程经济学、计算机模拟等知识。生产计划与控制：研究生产过程和资源的组织、计划、调度和控制，保障生产系统有效地运行。包括生产过程的时间与空间上的组织、生产与作业计划、生产线平衡、库存控制等。采用的方法：网络计划（计划评审技术PERT、关键路线法CPM）、经济定货量(EOQ)、经济生产批量(EPQ)、物料需求计划MRP以及生产资源计划MRP-II和准时制JIT。工程经济：IE必备的经济知识，既投资效益分析与评价的原理与方法。通过整个生产系统的经济性研究、多种技术方案的成本与利润计算、