新型制磚用原料拱土機(jī)的設(shè)計(jì),新型制磚用原料拱土機(jī)的設(shè)計(jì),新型,制磚用,原料,拱土機(jī),設(shè)計(jì) 工業(yè)工程革命 SAMUEL EILON博士，M.I.Prod.E.工業(yè)工程系副教授，以色列科技研究所。 摘要 古典工業(yè)工程建立在五個(gè)主要的基礎(chǔ)上：直覺的規(guī)則、最佳哲學(xué)方式、確定性系統(tǒng)、精簡(jiǎn)原則和古典實(shí)驗(yàn)方法。在復(fù)雜的系統(tǒng)中直覺很少產(chǎn)生令人滿意的結(jié)果，并且被運(yùn)籌學(xué)技術(shù)所替代。最佳的哲學(xué)方式已經(jīng)被較好的哲學(xué)方式和確定性的統(tǒng)計(jì)分析方法所替代了。 我們?cè)絹碓秸J(rèn)識(shí)到了精簡(jiǎn)化原則認(rèn)識(shí)不足，以及工業(yè)運(yùn)行本身就很復(fù)雜，需要用新的方法來學(xué)習(xí)?；羯?shí)驗(yàn)證明了觀察所觀測(cè)系統(tǒng)的影響，并強(qiáng)調(diào)了制定工業(yè)工程研究和管理行為的學(xué)習(xí)新方法的必要性。 工業(yè)工程是一個(gè)比較年輕的學(xué)科,隨著西歐和美國工業(yè)的發(fā)展快速成長, 直到近幾年來開始占據(jù)了高等院校光榮的地位。21世紀(jì)初，在這一領(lǐng)域的先驅(qū)者的努力下, 建立在科學(xué)的基礎(chǔ)上起草“法律”，用來描述和解釋現(xiàn)象與關(guān)系之間的因果關(guān)系, 并概述了程序和組織原則，以達(dá)到一個(gè)滿意的績(jī)效水平。但是與所有的“科學(xué)”的原則相比,工業(yè)工程保持更多的是藝術(shù)而非科學(xué)。成功的領(lǐng)域?qū)＜艺J(rèn)為,或許能夠在積累經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上歸功為一種第六感多比設(shè)置法律和原則要好,應(yīng)該引導(dǎo)工程師一步步找到理想解決方案。 像許多其他的學(xué)科，工業(yè)工程經(jīng)歷了在過去的二十年里迅速發(fā)展,導(dǎo)致了一場(chǎng)激烈的看法和展望的變化。經(jīng)典的工業(yè)工程可以被認(rèn)為是建立在以下五個(gè)基礎(chǔ): 直覺的規(guī)則； 最佳哲學(xué)方式； 確定性系統(tǒng)； 精簡(jiǎn)原則； 古典實(shí)驗(yàn)方法。 我將試著在本文在中回顧，我們對(duì)這些基本概念變化的理解，它影響我們對(duì)工業(yè)工程問題的整體接近和評(píng)價(jià)。我們現(xiàn)在正在從字面上經(jīng)歷這個(gè)工程領(lǐng)域的一場(chǎng)革命，一場(chǎng)會(huì)將它轉(zhuǎn)換為完全新的工程科學(xué)的革命。 直覺的規(guī)則 由工業(yè)工程師或經(jīng)理提供具體數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上他不得不作出決定或勾勒出工程計(jì)劃，指導(dǎo)他尋求解決辦法的傳統(tǒng)方法是什么？他試圖在腦海中消化這些事實(shí)，他概述了幾個(gè)合邏輯的替代解決方案并對(duì)它們進(jìn)行比較，以便選擇最佳的方案。在比較過程中，他試圖觀察可以預(yù)料的每個(gè)方案的可能結(jié)果, 這些是以他的過去的經(jīng)驗(yàn)或由他人的經(jīng)驗(yàn)為指導(dǎo)，然而他主要用他的直覺感去定性或定量評(píng)估這些結(jié)果和結(jié)果有關(guān)的一個(gè)方法或系統(tǒng)。 什么是直覺？直覺是一種難以剖析成個(gè)別因素或序列的思維過程。很多時(shí)候，它基于識(shí)別給定的數(shù)據(jù)與以前的某一具體問題的經(jīng)驗(yàn)原則，通常并快速轉(zhuǎn)移到另一個(gè)相關(guān)聯(lián)序列。然而，這個(gè)過程可能太過緊密的去識(shí)別過去的關(guān)聯(lián)分析,而不是手邊問題。因此不是所有相關(guān)的因素在得到解決方案過程中起中肯作用,而直覺有時(shí)會(huì)為了錯(cuò)誤的理由導(dǎo)致正確答案，我們必須記住，一個(gè)直覺的方法經(jīng)常導(dǎo)致錯(cuò)誤的解決方案,或者它不是最好解決方案。這些例子顯示直覺的方法產(chǎn)生錯(cuò)誤的答案時(shí)，通常會(huì)發(fā)現(xiàn)得到的結(jié)果不理想。但在大多數(shù)情況下，當(dāng)建議的解決方案既不是災(zāi)難性的，也不是最好的一個(gè)，我們傾向于把直覺的解決方案作為成功的一個(gè)，如果有人提出一個(gè)更好的解決方案，我們通常說：“在事后聰明這是很容易 ”或者說“在此期間情況已經(jīng)改變了，我們現(xiàn)在有的信息以前沒有”。它是真實(shí)的，有時(shí)變化的本質(zhì)問題的確會(huì)發(fā)生,但對(duì)于這些變化,既定性和定量評(píng)價(jià)解決方案是非常重要的。在許多情況下，我們可以事先預(yù)測(cè)本質(zhì)可能會(huì)出現(xiàn)的變化, 甚至有的一些進(jìn)行定量評(píng)估,但是在任何情況下，直覺的方法提供的解決方案需要考慮這樣細(xì)節(jié)在內(nèi)的話，幾乎是可以忽略不計(jì)的。 直覺是如何工作的，而直覺和經(jīng)驗(yàn)之間的關(guān)系是什么？直覺心理進(jìn)程與過去的關(guān)聯(lián)是建立在何種程度上，以及他們對(duì)外部世界的獨(dú)立可以說形成一個(gè)孤立的系統(tǒng)，其中絕對(duì)值收益計(jì)算到何種程度上？這些提供的都是結(jié)構(gòu)和性能研究的豐富材料，它不打算擴(kuò)大在這里的復(fù)雜問題。但對(duì)于我們討論的目標(biāo)，可以說每一個(gè)思維過程包含著幾個(gè)要素或步驟，每一個(gè)領(lǐng)導(dǎo)都尋求一個(gè)解決方案。 “前進(jìn)”這個(gè)詞在這里是很重要的，因?yàn)槿绻@些步驟不能帶領(lǐng)我們?cè)絹碓浇咏繕?biāo),那它從開始到結(jié)束就需要更多的步驟，而且這些步驟為達(dá)到實(shí)際的目標(biāo)是很重要的。每個(gè)元素的數(shù)據(jù)從先前的元素獲取，然后在數(shù)據(jù)發(fā)生的基礎(chǔ)上操作，輸出的流入到下一個(gè)元素。即使我們假設(shè)每個(gè)元素的計(jì)算操作本身是沒有錯(cuò)誤，但仍然懷疑它是否輸入的每個(gè)元素總是與輸出的前一個(gè)相同，因?yàn)槊總€(gè)輸入都是伴隨適當(dāng)重新安排的材料，或者用一種易消化運(yùn)算操作方式來構(gòu)想事實(shí)。把數(shù)據(jù)以新的眼光或與眾不同的術(shù)語表達(dá)，可能隨著先前輸出導(dǎo)致非識(shí)別的輸入。這是在直覺過程中一個(gè)可能錯(cuò)誤，以累積誤差所包含的元素?cái)?shù)量而增加。這有點(diǎn)類似于一些積木在彼此疊加放置。如果積木定位準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)將會(huì)是絕對(duì)垂直。在結(jié)構(gòu)中一個(gè)積木的小小移動(dòng)會(huì)造成頂部位移，而數(shù)塊位移可能會(huì)導(dǎo)致增加的頂部其理想位置的位移。 走捷徑 直覺思維的另一個(gè)方面是捷徑,也就是說, 從過去的經(jīng)驗(yàn)中，基于其他已知的要素類比這些要素，消除或結(jié)合的幾個(gè)基本步驟的思維過程。這一個(gè)令人驚異的現(xiàn)象與理智的性能相聯(lián)系，但從錯(cuò)誤的觀點(diǎn)看，它具有同樣是非全局性和歪曲數(shù)據(jù)的陷阱。 分析思考的過程并不總是如上所述那么簡(jiǎn)單。通常這個(gè)過程被分為必須同步進(jìn)行幾個(gè)相互關(guān)聯(lián)和相互影響的子過程。輸入到特定的元素可能不會(huì)單向的，即它不可能從一個(gè)以前的元素獲得，但可以從屬于不同進(jìn)程的幾個(gè)元素中獲得，而類似的輸出可能是多方位的幾個(gè)要素。在這里我們有兩個(gè)重要方面：第一，理智的能力執(zhí)行不扭曲其準(zhǔn)確性和內(nèi)容的多個(gè)輸入同化到一個(gè)元素，其次，直覺意識(shí)可以執(zhí)行大量的復(fù)雜的同步過程和多向輸入與輸出，為了實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單化沒有無故消除完整的過程。這兩個(gè)方面可以成為明顯的誤差來源。 直覺的過程已經(jīng)相當(dāng)詳細(xì)地提及，為了指出他們完全錯(cuò)過目標(biāo)或招致積累誤差如此之多以致于不能提出令人滿意的解決方案的原因。這個(gè)事實(shí)，對(duì)于相同的問題不同的直覺思維給出不同的解決方案，而解決方案通常不等價(jià)（也就是說，它是可能的一個(gè)應(yīng)該更加喜歡另一個(gè)解決方案）意味著分析方法的必要性,將會(huì)產(chǎn)生獨(dú)立的解決方案的直覺能力,因此免于錯(cuò)誤可能歸因于他們。 新的情境分析方法和系統(tǒng)是由運(yùn)籌學(xué)技術(shù)提供的，促進(jìn)了錯(cuò)綜復(fù)雜的學(xué)習(xí)，直覺嘗試任何一個(gè)解決方案是注定要失敗的原因有兩個(gè)：第一，這種類型的許多系統(tǒng)具有特定的特征，這是困難的或不可能的從其它系統(tǒng)獲得經(jīng)驗(yàn)得出關(guān)于他們本性的結(jié)論；第二，該系統(tǒng)具有復(fù)雜性以及它們所依賴的變量眾多，使人類的大腦不可能實(shí)現(xiàn)有效吸收所有的事實(shí)和錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系。運(yùn)籌學(xué)的工具可用于系統(tǒng)的分析和對(duì)系統(tǒng)特性的定量評(píng)價(jià)，盡管直覺總是可以有一定的幫助，正如它有助于解決數(shù)學(xué)問題，但直覺的專制統(tǒng)治在解決古典工業(yè)工程問題上即將結(jié)束。 評(píng)估工業(yè)運(yùn)營的第一個(gè)關(guān)鍵步驟是問題的定義，客觀的定義和測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的定義。人們常說的定義問題是中途去求解并完全正確,這問題定義不可避免地需要收集足夠的和相關(guān)的信息和涉及的特有因素準(zhǔn)確理解。在過去，客觀的定義和測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)無疑是關(guān)鍵操作分析十分重要的絆腳石。不僅缺乏關(guān)于什么目標(biāo)是可取的協(xié)議，許多管理者一直試圖在同時(shí)達(dá)到幾個(gè)目標(biāo)，而且這些目標(biāo)經(jīng)常是互不兼容。在那之后，客觀的定義經(jīng)常被宣稱是更高的管理和工業(yè)工程師的任務(wù)有關(guān)系的開始。過去考慮到這個(gè)混亂的理由，但不同的和有時(shí)相矛盾的標(biāo)準(zhǔn)已應(yīng)用到運(yùn)作研究上, 如果運(yùn)籌學(xué)方法充分開發(fā)利用，看起來一個(gè)細(xì)致的研究工業(yè)目標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)是合理的。 哲學(xué)的最佳方法 在本世紀(jì)初，工業(yè)工程的先驅(qū)們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到這一事實(shí)，不同的工人、工作方法與產(chǎn)出之間存在巨大差異。弗雷德里克泰勒得出結(jié)論，這是必要的用科學(xué)方法概述，為了在明確定義標(biāo)準(zhǔn)的援助下能夠客觀測(cè)量。他宣稱，如果工業(yè)任務(wù)由他們培訓(xùn)的人員從事，將取得令人滿意最大效率。他想通過細(xì)心選擇適用每個(gè)特定技能和傾向的工作人員解決目前的變化問題，他稱這些人“第一流的人”， 當(dāng)時(shí)這個(gè)定義引起嚴(yán)厲批評(píng)。弗蘭克吉爾布雷斯將重點(diǎn)放在工作方法上。他說為了最大效率的實(shí)現(xiàn)，存在著一個(gè)“最好的辦法”用于每個(gè)工作是執(zhí)行，其獲得的應(yīng)該是操作者的培訓(xùn)。吉爾布雷斯準(zhǔn)備承認(rèn)，運(yùn)營商之間存在的變化可能導(dǎo)致的最佳方法的偏差，甚至在運(yùn)營商都已經(jīng)成功的學(xué)會(huì)了使用它，他準(zhǔn)備允許此類偏差，提供了最好的方法取得的輸出并不受影響。吉爾布雷斯哲學(xué)經(jīng)奧爾福德擴(kuò)大，他說這一觀點(diǎn)是與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的哲學(xué)相同。最好的辦法應(yīng)被視為一個(gè)相對(duì)的工程概念，可在給定的情況下找到最好的方法。“這不是一個(gè)最終的最佳方式，但在前進(jìn)過程中，一發(fā)現(xiàn)更好的辦法就可能被改變或修改。新的方法就成為最好的方法，直到它被更好的所取代。為了一個(gè)接受并應(yīng)用這一理念而來的恩典和節(jié)奏和他知道的完善運(yùn)動(dòng)，知道他知道的，做他所知道的，不管他的工作可能是什么”。 這是一個(gè)很自由的解釋哲學(xué)的最佳方式,但本世紀(jì)初哲學(xué)是死板的、確定性、靜態(tài)的。死板在于暗示存在只有一個(gè)是最好的選擇。確定性在于經(jīng)過合適的學(xué)習(xí)和研究能使方法明確。靜態(tài)的在于它依賴固定參數(shù)制定工作制度。但是現(xiàn)在我們開始明白這三個(gè)哲學(xué)假設(shè)都是毫無根據(jù)的。首先,我們不再相信所有的問題只有一個(gè)最佳方案,即使當(dāng)我們被評(píng)估的解決方案克服界定標(biāo)準(zhǔn)的障礙。許多問題都有幾個(gè)等價(jià)的解決方案,以及機(jī)械和設(shè)備的設(shè)計(jì),例如,該現(xiàn)象是眾所周知的。其次,我們確信無論理論上還是實(shí)踐上，確定性的前景已沒有基礎(chǔ)。理論上,如同我們將看到的之后, 自從引入到系統(tǒng)的飼養(yǎng)法可能會(huì)導(dǎo)致意想不到的結(jié)果，我們無法確定所提出方法如同先前希望的真的證明是達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的 。從實(shí)踐的觀點(diǎn)來看,古典聲稱它是可能的”經(jīng)過合適的學(xué)習(xí)與研究” 找到方法,即探究時(shí)間和金錢的功能,并且在充足上這些不總是可用的。最后，沒有工作制度是靜態(tài)的。它不能在靜態(tài)條件下被定義,而是通過統(tǒng)計(jì)參數(shù)。它所依靠的隨時(shí)間變化與變量變化而定。其特性從根本上隨著方法變化與過程變化,甚至是觀點(diǎn)改變而變化。 也許可以說對(duì)于最佳哲學(xué)方式現(xiàn)在已經(jīng)被哲學(xué)的更好方法取代。哲學(xué)的最好方式認(rèn)可一個(gè)完全理想化的方法, 每個(gè)職工或工程師針對(duì)一個(gè)超級(jí)目標(biāo)尋求完美。更好的哲學(xué)方式是現(xiàn)實(shí)的哲學(xué)。它聲稱發(fā)展過程是無限的。在這個(gè)過程中我們繼續(xù)向前沿著無限的螺旋,不斷轉(zhuǎn)移進(jìn)入一個(gè)新的空間,每一步系統(tǒng)面臨著新的問題要求他們?nèi)ソ鉀Q。用有限的設(shè)施尋找更好的方法,當(dāng)然可能找到幾種解決方案，其中一些肯定要比另一些好,這就是真正的測(cè)試工程師的謊言。一般的沒有想象力和主動(dòng)性的工程師，對(duì)任何更好的辦法感到滿意，用借口說沒必要去做任何特別的努力，因?yàn)槲覀儾皇亲詈蟮暮徒^對(duì)的方法。一個(gè)好的工程師在他的指揮之下將努力完成最大的設(shè)施，將不會(huì)被無限的發(fā)展過程所阻止,不會(huì)被繪制成冷漠無清,而是將會(huì)把它視作一個(gè)不斷的挑戰(zhàn)，興趣、生機(jī)和活動(dòng)的來源。這一現(xiàn)象不是人類努力的其它領(lǐng)域中典型的遭遇嗎? 決定論和概率 工業(yè)工程的第一步是自然地基于確定性的觀點(diǎn)和觀察，在一定程度上形成的一個(gè)最好的哲學(xué)思想方法。確定性的方法與信仰結(jié)合，如果有一套確定的運(yùn)營跟隨可以獲得一定的結(jié)果，這樣相同的結(jié)果預(yù)計(jì)從同一組反復(fù)出現(xiàn)。這個(gè)觀點(diǎn)讓人聯(lián)想到由老師對(duì)學(xué)生演示的一組經(jīng)典物理實(shí)驗(yàn)。他取走比如說一個(gè)金屬球，在室溫下直徑比環(huán)的內(nèi)直徑稍微小一點(diǎn)。他通過煤氣燈對(duì)球體取暖，試著通過環(huán)推進(jìn)熱球體，展示出這樣的金屬擴(kuò)張與溫度的現(xiàn)象。每次溫度都足夠了，老師希望球體不通過環(huán)，他將會(huì)非常的驚訝或者擔(dān)心，如果球體操作繼續(xù)進(jìn)行相同的設(shè)置有時(shí)會(huì)通過環(huán)而有時(shí)不能，他毫無疑問的會(huì)表達(dá)的觀點(diǎn),那就是一些壞了結(jié)構(gòu)或特性的實(shí)驗(yàn)裝置。 制造工藝在一段時(shí)間內(nèi)已經(jīng)眾所周知，在這個(gè)意義上其結(jié)果是不確定的，也就是說，反復(fù)出現(xiàn)的一系列操作，在結(jié)果中得到大的變化。這是依據(jù)公差規(guī)范在設(shè)計(jì)零件。但是，雖然這種變異現(xiàn)象已經(jīng)有一段時(shí)間，研究和指定公差方法已經(jīng)是直覺決策的主題很多年了，直到新的方法基于統(tǒng)計(jì)分析建立。這是令人驚訝的，必須承認(rèn)的事實(shí)，大多數(shù)工業(yè)工程操作者，而不是唯一的制造過程，是不確定的花了這么長的時(shí)間，因?yàn)樵S多工業(yè)運(yùn)作都與極寬的變化聯(lián)系在一起，因?yàn)樗麄円蕾嚮蚺c此有關(guān)的人為因素，以及在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)上眾所周知許多特點(diǎn)和現(xiàn)象都受變化支配。制作工藝的結(jié)果通常與相對(duì)較小的統(tǒng)計(jì)變化有關(guān)，或定性和定量分析，工業(yè)工程其它統(tǒng)計(jì)現(xiàn)象可以歸結(jié)為一個(gè)事實(shí)，即他們更容易去理解和攻擊。 精簡(jiǎn)的原則 與工業(yè)運(yùn)營相聯(lián)系的另一個(gè)現(xiàn)狀是大量因素和變量影響他們，在物理學(xué)的許多領(lǐng)域我們可以通過隔離系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。我們從其他現(xiàn)狀斷開系統(tǒng)繼續(xù)在一個(gè)不受到外界影響封閉系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而且通常有這樣一個(gè)我們切斷了的小的影響，當(dāng)它不是斷開連接時(shí)，我們可以從我們的實(shí)驗(yàn)中得出關(guān)于系統(tǒng)的行為模式結(jié)論。這是精簡(jiǎn)的原則：這種現(xiàn)象充分描述最少數(shù)量的主要部件，忽視所有次要的部件。試圖對(duì)工業(yè)工程使用精簡(jiǎn)原則但并沒有很成功，近幾年的研究讓我們相信，精簡(jiǎn)原則是不適合工業(yè)工程運(yùn)作的。大量的變量，在變量之間的區(qū)分主要和次要的困難，反對(duì)孤立系統(tǒng)和互相影響系統(tǒng)，情況和成組變量，所有的觀點(diǎn)導(dǎo)致該現(xiàn)象本身就很復(fù)雜，不是簡(jiǎn)單的影響，而精簡(jiǎn)的原則是不大可能幫助我們很多。 當(dāng)我們要用援助的模型分析工業(yè)問題時(shí)，這個(gè)結(jié)論具有深遠(yuǎn)的影響。該模型的目的體現(xiàn)在其特性的系統(tǒng)上,我們要分析并且使我們通過設(shè)定狀態(tài)和供給數(shù)據(jù)條件來學(xué)習(xí)這些特點(diǎn),這將是不可能做到的實(shí)踐中去。如果在實(shí)踐中我們完成許多植物試驗(yàn),我們可能在經(jīng)驗(yàn)破產(chǎn)之前的很長一段時(shí)間，將有機(jī)會(huì)在考慮中去理解問題的本質(zhì)。但是運(yùn)用古典物理模型,例如基于簡(jiǎn)單的模型。在工業(yè)工程中，正如我們剛剛看到的有必要建立復(fù)雜的模型,這些可以成為一個(gè)嚴(yán)重的誤差來源，因?yàn)闉榱私ㄔO(shè)一個(gè)良好的模型我們必須復(fù)制實(shí)際,為了拷貝現(xiàn)實(shí)我們必須要理解它,為了理解它就要試著建立一個(gè)模型。因此，顯然整體接近和理解復(fù)雜的系統(tǒng)，本身就是復(fù)雜的,應(yīng)該完全不同于基于精簡(jiǎn)的原則經(jīng)典方法,而且一個(gè)工業(yè)工程科學(xué)面臨的主要問題。