【供应链】【观点】白话工业工程

【供应链】【观点】白话工业工程

作者: @周鸿炜 12年工业工程学习从本科到博士,期间穿梭中日韩美企业的工业工程相关岗位见习实习,用工业工程所学在互联网广告领域开疆拓土3年有余。

『运筹OR帷幄』责任编辑: @王源(东北大学系统工程博士生)

本篇文章是由以上作者在知乎上的优秀文章(原文链接:【工业工程】白话 工业工程),通过『运筹OR帷幄』责任编辑整理修改而成的。
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写在前面

工业工程不创造新的飞机大炮,但让好钢使在刀刃上

本文是在笔者的几个高赞回答和私信回答的基础上,进一步总结工业工程这个相对新兴的学科,期待用白话探讨学科的发展和未来的走向,期待工业工程的学生剥去一丝迷茫,为从业者带来一个交流的平台

1.什么是工业工程?

“An Industrial and Systems Engineer is one who is concerned with the design, installation, and improvement of integrated systems of people, material, information, equipment, and energy by drawing 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 systems’’ (Womack and Jones 1996).

通过百度谷歌可以搜到很多诸如以上的工业工程,工业系统工程的定义。 个人更倾向于简单粗暴地概括工业工程为一门通过工程优化的方法,把一个系统相关的人,财,物实现各尽其用并且效果最优化的学科。

美国的工业工程起源于20世纪初,我国的工业工程高等教育基本起步于20世纪90年代末。清华大学工业工程系也曾经请到了美国普渡大学的原系主任作为执行系主任指导工业工程在中国的教育发展。很多知名高校开设了工业工程专业,如吉林大学,天津大学,北京科技大学,北京交通大学,北京理工大学等等,但是后来的高校老师多半属于半路出家,由于老师本科和研究生教育并不是工业工程,所以导致了老师们在教学的过程中多局限在库存管理,工厂布局规划,流程管理等经典工业工程的应用领域。

我个人也喜欢把工业工程称之为“优化工程”,一门基于优化理论的学科。最终目标不是创造什么新的产品或者设计,而是整合现有资源高效低耗的达到功能最优利益最大化。无论Six Sigma,还是精益生产,都是优化资源配置,利益最大化成本最小化的过程。

2.工业工程学什么?

简单而言,工业工程的理论基础就是运筹学,学的是运筹学,研究的还是运筹学,一门优化理论的学科。国内工业工程开设的主要课程大概有运筹学,线性规划,非线性规划,系统仿真理论,工厂设计,实验设计理论,供应链管理,库存规划等等学科。 美国主要的本科课程也是这些方面但是更注重理论的学习,因为本科毕业生很多面试都在面最基本的优化理论,相反国内更注重概念的探讨。所以从课程名称上国内的已经追上美国的发展,但是从课程内容和着重点来看,国内工业工程的学生普遍存在的问题就是毕业不知道可以找到什么工作。随着学科的发展,目前工业工程主要学习以下几个方面:

  • 运筹学(系统优化)

下到线性规划 (Linear Programming),上到凸优化(Convex Optimization), Conic Programming, 简单的说就是学习优化理论,通过这些解决实际问题,诸如供应链网络优化,库存优化,工厂布局优化,医疗系统流程优化等等。无论是供应链系统,还是医疗系统,或者生产系统,都是用优化的理论调整人、财、物的合理配置,发挥最大功效。 当然随着数据挖掘,机器学习的发展,用到了很多优化的理论,机器学习也成为了优化理论的一个重要的应用。

  • 工程统计

常见的工程统计的方法有,实验设计(Design of Experiment), 质量控制(Quality Control)等等。利用统计的方法来解决实际工程中的问题,比如预测汽车养护的时间, 比如通过抽样做出残次品的成因分析

  • 人因工程

人因工程实际也是一种优化,只是通过实验数据调整展品的实际,使得产品更人性化,使人使用的效率最大化


3.工业工程能干什么?

a) 邮递、快递员怎么安排自己一天行程能送出最多包裹?
b) 航空公司开什么航线?怎么开航线? 为什么要转机?对于航空公司是从西雅图到北京是直飞挣钱还是转机挣钱?
c) 电商公司在哪里建仓库能够快速投递到客户手中?
d) 机器学习中支持向量机的算法是怎么训练出来到达分类的目的的?
e) 金融投资有限的资金怎么分配可以降低投资风险?
f) 制造业怎样优化生产计划来实现资源配置最优?缩短工期按时交付?
g) 施工工地寸土寸金,怎么合理利用有限的空间来堆放施工物资,保证施工正常进行?
h) 工位的灯离地面多高,瓦数多少,达到工人作业标准?椅子多高可以降低工人疲劳?

简单说了几个例子,可以看出工业工程在企业中的应用已经涉及到制造业,金融,供应链,物流,计算机IT,大数据分析的方方面面。他们的背后永远都是优化,优化,再优化。


4.工业工程找什么工作?

通过上面对工业工程在企业中的应用可以发现,其实这些都是工业工程可以找工作的领域,但是从国内的目前发展来看,以上很多问题还是领导“凭经验”决定,而不是通过数据分析来优化的。但是已经有很多的企业意识到领导的“经验”可以带来3% 成本的降低,但是通过数据分析得来的成本降低或者利润提高是远大于这个数字的。目前国内活跃的工业工程的就业方向主要有:电商的库存管理,仓库规划, 城市规划设计院的功能性设计规划,金融领域的投资风险控制,制造业生产流程优化类的职位。不过有经验的筒子们发现这些职位很多都没写需要工业工程专业的人,很简单国内对工业工程的理解很有局限。

对于海外的工业工程的发展则是另外一个繁荣。这基于国外人对这个专业认知的在一个比较高的水平。听说80%的美国高层领导都有工业工程相关的背景,具体没有考察,但是一般的HR 不会不知道工业工程 Industrial Engineering (IE)是什么的。 就业的方向也是所有工程类专业最多最杂的。很多人问工业工程的就业平均工资不是看专业平均工资,而是问专业在某一领域的平均工资。因为国外工业工程就业的方向太多了, 比如医疗行业的流程优化再造,航空公司的航线规划,利润管理,物流公司的线路优化,制造业成本控制,物料库存管理,生产规划,采购管理,建筑行业的施工进度优化,资源优化, 计算机领域的大数据分析,机器学习,数据挖掘,连消防队都有一个学工业工程的人来优化消防站的在一个城市区域范围内的布局。

造成国内国外发展的巨大的差异在于国内用数据说话的时代才刚刚开始,行业的经验,各种经验参数,经验公式还在主导作用。相比之下台湾和日本的工业工程发展很快,原因是他们更早的意识到自己不是地大物博,资源有限必须优化配置。

虽然看上去工业工程很多企业行业都需要,也有工业工程是个“万金油”的专业的说法,但是需要指出的是工业工程更多是企业发展到一定阶段需要提升管理水平,优化资源配置的时候的需要,不是大部分中小型公司在发展初期的刚需。大多工业工程师在企业中扮演的是一个内部咨询的角色,而不是创造产品的第一人。当然不排除有一部分公司以工业工程、优化咨询作为服务型产品输出。

参考文献

Womack, J. T., and Jones, D. T. (1996), Lean Thinking: Banish Waste and Create Wealth in Your Corporation, Simon & Schuster, New York.

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编辑于 2018-04-12

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