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隨著全球化和技術(shù)創(chuàng)新的不斷推進(jìn)，工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域正經(jīng)歷著前所未有的變革。工業(yè)4.0作為變革的核心，以其智能制造和數(shù)字化管理引領(lǐng)了新一輪的工業(yè)革命。該背景下，工業(yè)工程技術(shù)已經(jīng)成為連接傳統(tǒng)生產(chǎn)方式與現(xiàn)代智能系統(tǒng)的關(guān)鍵紐帶，其不僅涉及優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)、提升操作效率、降低生產(chǎn)成本等方面，還包括對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程的科學(xué)管理和持續(xù)改進(jìn)。生產(chǎn)管理中有效地運(yùn)用IET，可以顯著提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，增強(qiáng)市場(chǎng)響應(yīng)速度，并促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。因此，探究如何將工業(yè)工程技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)管理實(shí)踐中，對(duì)于實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。

一、工業(yè)工程技術(shù)生產(chǎn)管理方法

（一）合理布局生產(chǎn)區(qū)域

合理布局生產(chǎn)區(qū)域時(shí)，首先，需進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，收集相關(guān)數(shù)據(jù)，如設(shè)備尺寸、作業(yè)內(nèi)容、人員流動(dòng)等;其次，應(yīng)用工業(yè)工程原理進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，采用諸如Systematic Layout Planning(SLP)等方法學(xué)對(duì)各個(gè)作業(yè)站點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)配置，結(jié)合實(shí)際使用仿真軟件模擬生產(chǎn)流程，評(píng)估不同布局方案的效果;最后，根據(jù)評(píng)估結(jié)果進(jìn)行微調(diào)，選擇最優(yōu)方案。合理的生產(chǎn)區(qū)域布局可以顯著提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，減少不必要的物料搬運(yùn)和人員移動(dòng)，縮短生產(chǎn)周期時(shí)間，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，也能夠?yàn)榫S護(hù)和緊急情況預(yù)留足夠空間，提高整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的靈活性和適應(yīng)性。

（二）加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理

對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)而言，目前常用的現(xiàn)場(chǎng)管理的方法有實(shí)施5S(整理、整頓、清掃、清潔、素養(yǎng))管理法以保持現(xiàn)場(chǎng)秩序與清潔、引入看板系統(tǒng)或其他拉動(dòng)式生產(chǎn)控制方法來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)控物料流動(dòng)、采用標(biāo)準(zhǔn)操作程序(SOPs)，并定期對(duì)員工進(jìn)行培訓(xùn)以確保操作一致性、實(shí)施日常維護(hù)計(jì)劃以避免設(shè)備故障導(dǎo)致的非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間、使用信息技術(shù)手段收集數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，以便調(diào)整計(jì)劃。上述方法均可加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理，提高操作透明度和可追溯性。企業(yè)依托標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)和持續(xù)改善活動(dòng)可以減少浪費(fèi)、防止過失造成的錯(cuò)誤，并且更快地響應(yīng)市場(chǎng)變化。

（三）保持生產(chǎn)區(qū)域的環(huán)境條件

良好的環(huán)境條件對(duì)于確保產(chǎn)品質(zhì)量及員工健康至關(guān)重要。溫度、濕度、噪聲水平以及空氣質(zhì)量都會(huì)影響到產(chǎn)品特性及人員表現(xiàn)。為保持適宜的環(huán)境條件，生產(chǎn)管理人員可設(shè)立環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)跟蹤關(guān)鍵參數(shù)(例如溫濕度、顆粒物濃度等)，并根據(jù)具體需求設(shè)計(jì)HVAC(供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié))系統(tǒng)以穩(wěn)定溫濕度水平，或采取隔音措施或者設(shè)置靜音區(qū)域控制噪聲污染，同時(shí)，定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查和維護(hù)，以確保排放達(dá)標(biāo)，并避免污染事故發(fā)生。

二、工業(yè)工程技術(shù)生產(chǎn)管理不足

（一）生產(chǎn)區(qū)域布局有待改進(jìn)

生產(chǎn)管理中，生產(chǎn)區(qū)域布局的是重點(diǎn)，但部分企業(yè)在實(shí)際運(yùn)行中，這個(gè)環(huán)節(jié)往往存在很多不足，既影響了生產(chǎn)效率，也增加了生產(chǎn)成本。

由于部分企業(yè)生產(chǎn)線建設(shè)較早，其布局規(guī)劃是初期設(shè)定的，隨著生產(chǎn)的推進(jìn)以及市場(chǎng)需求的變化，原有的布局已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)有生產(chǎn)的需求。例如，某些生產(chǎn)線的利用率過低，造成浪費(fèi)。而且初期生產(chǎn)線的布局規(guī)劃往往未考慮到所有可能的生產(chǎn)環(huán)境變化。例如，市場(chǎng)需求的快速變化需要生產(chǎn)線能夠適應(yīng)不同產(chǎn)品的生產(chǎn)，而布局的固定性可能會(huì)對(duì)這種適應(yīng)性產(chǎn)生限制。此外，傳統(tǒng)生產(chǎn)線布局規(guī)劃過程中常常忽略了人為因素的影響。而人是生產(chǎn)活動(dòng)中的重要因素，如果布局設(shè)計(jì)不能考慮到工人的需求，便會(huì)導(dǎo)致工作效率低下，甚至產(chǎn)生安全隱患。

（二）融合的智能技術(shù)較少

盡管當(dāng)前的工業(yè)工程技術(shù)生產(chǎn)管理領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步日新月異，但對(duì)于智能技術(shù)的融合和應(yīng)用仍顯不足，這一問題已成為阻礙生產(chǎn)效率和質(zhì)量提升的重要因素。在生產(chǎn)過程中，對(duì)于設(shè)備狀態(tài)、生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)是至關(guān)重要的，而智能技術(shù)的利用不足限制了生產(chǎn)線數(shù)據(jù)分析和實(shí)時(shí)監(jiān)控的能力。沒有高度集成的智能系統(tǒng)，企業(yè)難以實(shí)現(xiàn)對(duì)這些關(guān)鍵參數(shù)的即時(shí)跟蹤與分析，從而錯(cuò)失優(yōu)化生產(chǎn)流程和提前預(yù)防故障的機(jī)會(huì)。在自動(dòng)化水平方面，由于缺少先進(jìn)智能技術(shù)如人工智能(AI)、機(jī)器學(xué)習(xí)等的廣泛應(yīng)用，許多企業(yè)仍依賴于傳統(tǒng)的、勞動(dòng)密集型的生產(chǎn)方式。這不僅影響了生產(chǎn)效率，還增加了人為錯(cuò)誤發(fā)生的概率，并限制了產(chǎn)品質(zhì)量與一致性。此外，部分企業(yè)在資源優(yōu)化配置方面存在明顯短板。沒有充分利用智能技術(shù)進(jìn)行資源規(guī)劃和優(yōu)化配置，無(wú)法最大化地利用原材料、人力、設(shè)備等現(xiàn)有資源，這不僅造成了資源浪費(fèi)，也降低了整體運(yùn)營(yíng)效率。

三、增強(qiáng)工業(yè)工程技術(shù)生產(chǎn)管理效果的具體對(duì)策

（一）改善原有的生產(chǎn)區(qū)域布局

傳統(tǒng)的生產(chǎn)區(qū)域布局往往固定且缺乏靈活性，不利于應(yīng)對(duì)市場(chǎng)需求變化和新技術(shù)的引入，而改善原有的生產(chǎn)區(qū)域布局可以顯著降低生產(chǎn)成本、縮短生產(chǎn)周期、提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)也能增強(qiáng)員工的工作滿意度和安全性。因此，采取創(chuàng)新措施以優(yōu)化現(xiàn)有布局變得尤為必要。

管理人員可使用先進(jìn)的軟件工具創(chuàng)建數(shù)字化工廠模型，在虛擬環(huán)境中測(cè)試不同布局方案對(duì)生產(chǎn)流程的影響，基于模擬仿真進(jìn)行布局設(shè)計(jì)。依托具體模型，管理人員可分析如物料流動(dòng)路徑、設(shè)備利用率以及人員移動(dòng)等因素，從而選擇最優(yōu)方案，而且模擬仿真還能預(yù)測(cè)潛在瓶頸問題，并在實(shí)際調(diào)整物理空間前提供解決方案。同時(shí)，管理人員還可采用柔性制造系統(tǒng)(FMS)理念重新規(guī)劃生產(chǎn)區(qū)域。FMS理念指的是構(gòu)建由計(jì)算機(jī)控制的機(jī)器、機(jī)器人和材料處理系統(tǒng)組成的生產(chǎn)線，盡可能減少人工干預(yù)，以提高生產(chǎn)過程的生產(chǎn)力、靈活性。具體實(shí)踐中，管理人員可根據(jù)需求將設(shè)備和機(jī)器人編排在快速重組的單元中，以大幅度提升空間利用率并減少產(chǎn)品轉(zhuǎn)換時(shí)間。同時(shí)，在FMS框架下引入模塊化設(shè)計(jì)原則，分別設(shè)計(jì)各個(gè)生產(chǎn)單元，便于后續(xù)擴(kuò)展以及生產(chǎn)線調(diào)整。

（二）增強(qiáng)工業(yè)工程技術(shù)生產(chǎn)管理體系的智慧性

1.管理控制

在當(dāng)今快速變化的市場(chǎng)環(huán)境中，智能化管理可提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析、決策支持及自動(dòng)化控制，從而提高生產(chǎn)效率、降低成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量，增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

具體而言，提升管理控制的智能化程度應(yīng)從整合物聯(lián)網(wǎng)(IoT)技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備和生產(chǎn)線的實(shí)時(shí)監(jiān)控入手。生產(chǎn)管理人員可在關(guān)鍵設(shè)備中安裝傳感器，收集關(guān)于設(shè)備性能、生產(chǎn)流程和產(chǎn)品質(zhì)量的數(shù)據(jù)，并以無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的形式傳輸?shù)街醒胩幚硐到y(tǒng)，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和分析，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)并預(yù)防潛在的生產(chǎn)異常。同時(shí)，采用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，比較歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)設(shè)備維護(hù)需求、原材料供應(yīng)中斷風(fēng)險(xiǎn)和產(chǎn)品需求變化，以提前做出調(diào)整，避免生產(chǎn)中斷和庫(kù)存積壓。為實(shí)現(xiàn)上述功能，應(yīng)構(gòu)建集成的信息系統(tǒng)平臺(tái)，整合企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)、制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)和質(zhì)量管理系統(tǒng)(QMS)，確保數(shù)據(jù)在各個(gè)生產(chǎn)管理模塊之間高效率流動(dòng)，為生產(chǎn)管理人員提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)視圖，以便決策。

2.識(shí)別設(shè)備故障

傳統(tǒng)的設(shè)備維護(hù)方式依賴于定期檢查和人工判斷，存在反應(yīng)不及時(shí)、預(yù)防不足等問題。現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，設(shè)備故障不僅會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)停滯，還會(huì)增加維修成本和影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此，提升識(shí)別設(shè)備故障的智能化程度是確保生產(chǎn)線高效運(yùn)行和降低非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間的關(guān)鍵。

生產(chǎn)管理人員可基于在關(guān)鍵設(shè)備中安裝的振動(dòng)傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器和電流傳感器等，收集設(shè)備運(yùn)行過程中的振動(dòng)頻率、溫度變化、壓力波動(dòng)和電流負(fù)載等，并利用物聯(lián)網(wǎng)(IoT)技術(shù)，將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒霐?shù)據(jù)處理系統(tǒng)中?？紤]到不同傳感器所采集的數(shù)據(jù)格式存在一定差異，所以應(yīng)采用多源信息融合技術(shù)，將來(lái)自不同類型傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合后綜合分析，并引入如卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)和長(zhǎng)短期記憶網(wǎng)絡(luò)(LSTM)等深度學(xué)習(xí)算法，進(jìn)一步提高對(duì)復(fù)雜模式識(shí)別能力，更精準(zhǔn)地預(yù)測(cè)未來(lái)可能發(fā)生的故障。

3.日常管理

為實(shí)現(xiàn)日常管理智能化，生產(chǎn)管理人員可將機(jī)器學(xué)習(xí)與生產(chǎn)相結(jié)合，利用歷史數(shù)據(jù)訓(xùn)練模型，此后在遇到特定情境時(shí)即可快速做出基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策。比如，在產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)環(huán)節(jié)中引入視覺識(shí)別技術(shù)與機(jī)器學(xué)習(xí)模型，可以在產(chǎn)品離開生產(chǎn)線前自動(dòng)識(shí)別并分類缺陷品。同時(shí)要求生產(chǎn)人員在移動(dòng)設(shè)備如平板電腦或智能手機(jī)中安裝特定應(yīng)用程序，以隨時(shí)隨地獲取關(guān)鍵生產(chǎn)信息和任務(wù)。例如，在車間內(nèi)部署移動(dòng)端應(yīng)用程序以便操作員實(shí)時(shí)查看作業(yè)指南(SOP)、提交維護(hù)請(qǐng)求或記錄質(zhì)量檢查結(jié)果。

四、智慧型工業(yè)工程技術(shù)生產(chǎn)管理的實(shí)踐分析

（一）項(xiàng)目概況

1.主要業(yè)務(wù)。案例企業(yè)主要業(yè)務(wù)為IGBT模塊的芯片設(shè)計(jì)、封裝設(shè)計(jì)、模塊封裝機(jī)測(cè)試，目前已建成使用產(chǎn)線1條，占地3300多平方米，其千級(jí)潔凈室1500多平方米，在建產(chǎn)線一條。

2.產(chǎn)線情況。案例企業(yè)目前運(yùn)行的產(chǎn)線涉及激光打標(biāo)、芯片劃片、芯片KGD測(cè)試、襯板貼片與焊接、襯板鍵合、襯板測(cè)試等工序。作業(yè)模式為單件連續(xù)流，設(shè)備于2020年采購(gòu)及安裝，自動(dòng)化程度較高，相對(duì)而言屬于行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先水平，并且產(chǎn)線建設(shè)之初配套了信息化系統(tǒng)，具備EAP、MES、WMS及電子化看板等功能，結(jié)合信息化系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)所有產(chǎn)品及物料的全流程可追溯，監(jiān)控相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

（二）項(xiàng)目難點(diǎn)

1.全自動(dòng)化的設(shè)備配置產(chǎn)能不高。案例企業(yè)目前采用了全自動(dòng)化的設(shè)備配置，但是產(chǎn)能完全受限于設(shè)備效率和配置數(shù)量。在短時(shí)間內(nèi)無(wú)法通過增加人力或優(yōu)化流程來(lái)提升產(chǎn)能輸出。設(shè)備的性能和數(shù)量成為制約產(chǎn)能的瓶頸，導(dǎo)致整體生產(chǎn)能力難以滿足市場(chǎng)需求變化。

2.僅單條產(chǎn)線可用，產(chǎn)能損失較大。案例企業(yè)現(xiàn)階段只有一條生產(chǎn)線可用，大部分機(jī)臺(tái)沒有備份。一旦關(guān)鍵設(shè)備發(fā)生故障需要維修，將對(duì)產(chǎn)能造成巨大損失。雖然在建設(shè)第二條生產(chǎn)線后可以一定程度上緩解備份機(jī)臺(tái)問題，但是仍然無(wú)法完全避免設(shè)備故障導(dǎo)致的產(chǎn)能損失風(fēng)險(xiǎn)。

3.信息系統(tǒng)功能較為單一。案例企業(yè)現(xiàn)有的信息化系統(tǒng)主要局限于對(duì)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的記錄和存儲(chǔ)，缺乏與設(shè)備之間的實(shí)時(shí)互動(dòng)和控制能力，信息系統(tǒng)功能的局限性制約了生產(chǎn)過程的智能化水平。這導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況自動(dòng)識(shí)別并隔離異常物料和半成品，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

4.單件連續(xù)流產(chǎn)線流程不全面，用工效率低。由于前期設(shè)計(jì)思路和兼顧企業(yè)對(duì)外展示參觀的要求，案例企業(yè)的生產(chǎn)線布局不夠合理。相似的工序機(jī)臺(tái)和功能分區(qū)沒有集中設(shè)置，導(dǎo)致人力資源利用率偏低。單件連續(xù)流的生產(chǎn)模式雖然可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的快速流轉(zhuǎn)，但是也帶來(lái)了工序銜接不緊密、在制品積壓等問題，整體流程有待進(jìn)一步優(yōu)化完善。

（三）智慧生產(chǎn)管理方案

1.提升全自動(dòng)化設(shè)備的產(chǎn)能。針對(duì)案例企業(yè)全自動(dòng)化設(shè)備配置導(dǎo)致的產(chǎn)能不高問題，可以采用先進(jìn)的生產(chǎn)調(diào)度算法和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，實(shí)時(shí)收集設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)和生產(chǎn)進(jìn)度信息，運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)預(yù)測(cè)設(shè)備維護(hù)需求和故障概率，并引入機(jī)器學(xué)習(xí)算法優(yōu)化生產(chǎn)排程，以減少換線時(shí)間和提高設(shè)備利用率。具體而言，生產(chǎn)管理人員可安裝傳感器監(jiān)控關(guān)鍵參數(shù)、建立數(shù)據(jù)收集與分析系統(tǒng)、訓(xùn)練預(yù)測(cè)模型并將其整合到生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)中。此外，還可以考慮引入柔性制造系統(tǒng)(FMS)，以模塊化設(shè)計(jì)的理念使設(shè)備可以快速適應(yīng)不同產(chǎn)品類型，從而提高響應(yīng)市場(chǎng)變化的靈活性。

2.增強(qiáng)單條產(chǎn)線的冗余與恢復(fù)力。為減少因單條產(chǎn)線故障導(dǎo)致的產(chǎn)能損失，案例企業(yè)可構(gòu)建具有一定冗余容量的生產(chǎn)體系。重點(diǎn)在于兩方面：一是增加關(guān)鍵機(jī)臺(tái)的備份數(shù)量;二是提高現(xiàn)有機(jī)臺(tái)的可靠性和維修效率。生產(chǎn)管理人員可對(duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)，并確?？焖俑鼡Q機(jī)制，以便在出現(xiàn)故障時(shí)迅速替換，同時(shí)使用智能診斷工具實(shí)施預(yù)防性維護(hù)計(jì)劃，縮短檢修時(shí)間，并培訓(xùn)員工修復(fù)故障的能力。

3.擴(kuò)展信息系統(tǒng)功能。為克服信息系統(tǒng)功能單一限制，案例企業(yè)需開發(fā)支持與自動(dòng)化設(shè)備直接通信的智能信息平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)異常物料及半成品的即時(shí)攔截與處理。具體可引入物聯(lián)網(wǎng)(IoT)技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)互通、使用人工智能(AI)增強(qiáng)數(shù)據(jù)分析及決策支持，并且采用數(shù)字孿生(DigitalTwin)技術(shù)創(chuàng)建虛擬仿真環(huán)境以優(yōu)化流程管理。

4.優(yōu)化單件連續(xù)流產(chǎn)線布局。針對(duì)單件連續(xù)流產(chǎn)線流程不全面導(dǎo)致用工效率低下問題，案例企業(yè)可以利用流程分析軟件對(duì)當(dāng)前生產(chǎn)線進(jìn)行模擬分析，重新規(guī)劃并優(yōu)化生產(chǎn)線布局，并根據(jù)結(jié)果重新設(shè)計(jì)作業(yè)站點(diǎn)位置和物料流向。以精益生產(chǎn)原則為核心，消除浪費(fèi)，降低制品積壓，同時(shí)引入柔性布局理念，在滿足多樣化產(chǎn)品需求情況下盡可能地集中相似工序或者功能區(qū)域。

五、結(jié)語(yǔ)

本文系統(tǒng)性分析了工業(yè)工程技術(shù)在生產(chǎn)管理中的應(yīng)用方法，分析了工業(yè)生產(chǎn)管理中存在的不足，并結(jié)合工業(yè)工程技術(shù)提出了相應(yīng)對(duì)策。從多個(gè)維度剖析了如何以優(yōu)化布局、加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理以及智慧化升級(jí)的形式提高生產(chǎn)效率和降低成本。實(shí)踐中，相關(guān)人員可從自動(dòng)化設(shè)備的配置、增加產(chǎn)線、豐富信息功能、完善產(chǎn)線流程入手，充分利用工業(yè)工程技術(shù)，以提高產(chǎn)量和質(zhì)量。未來(lái)，隨著人工智能和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，將有更多的智能化工具應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)管理中，相關(guān)人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)這些技術(shù)的理解和應(yīng)用能力，以進(jìn)一步提高生產(chǎn)流程的自動(dòng)化和智能化程度，以達(dá)到促進(jìn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的目的。