2008工业系统概论(绪论)

工业系统概论

绪论工程的概念、特点和结构

工程的概念

---------------定义人们综合应用科学的理论和技术的手段去改造客观世界的具体实践活动，以及所取得的实际成果。狭义的工程------指与生产、建设活动密切联系、运用自然科学理论和现代技术原理、手段才能得以实现的活动，如三峡建设工程、南水北调工程、神州5号工程……

广义的工程------把人类的一切活动都看作工程，包括社会生活的许多领域，如希望工程、211工程、下岗再就业工程……

我们讨论的问题主要是前者；但后者却说明工程的发展和影响，已日渐成为一种思维方式和工作方式-----大事情要按工程的方式去思维，去组织。

工程的概念

范畴我们将“工程”这个术语一般性地界定为对人类改造物质自然界的完整的、全部的实践活动、过程和实际成果的总称。哲学认为：只有一般性界定而不讲范畴，概念是空的。它应该包括如下范畴(分阶段表述)：

工程过程的计划阶段目的：目的、目的的设定和目的的导向（目的、目的性和因果性/目的分类和目的设定/目的导向和组织的目的）条件：初始条件、环境条件、约束条件和预期条件（初始条件和环境条件//对初始条件和环境条件状态的调查和辨识//约束条件和预期条件）论证：知己、识势和见机（认识自己//对形势的分析和把握//对时机的捕捉、把握和利用）工程过程的计划阶段（续）决策：运筹、风险和决策（运筹工作、运筹原则和运筹方式//风险的性质和对待风险的态度）合理性：理念、合理性和决策陷阱（理念、至善和理想//合理性、根据合理性和价值合理性//计划工作中的错误和决策陷阱）工程过程的实施阶段资源：自然资源、原材料、人力资源（自然论的物质论和价值论的物质论//无限的物质自然界和有限的自然资源//物质的一般本性和原材料的潜能）机器装备（工具和机器是实现目的的中介//“殊途同归”的中介和“同途殊归”的中介//作为技术范式的机器和器官延长说）操作：操作、程序和微观生产模式（操作运作和作业//指令、操作和操作界面//单元操作和操作程序//操作类型、操作程序模式和微观生产模式）工程过程的实施阶段（续）制度：组织、制度和规则（制度经济学和制度//制度、组织和规则//规则和规律//按客观规律办事//规则的制订和守规、违规问题//权益的制度安排、制度环境和制度运行）管理：管理激励和控制（所有权、管理权和契约//管理、职权和职责//领导、激励和人际关系//控制‘反馈和标准）意志：劳动存在、效率和意志（劳动和人的存在//有限性效率和公平//劳动过程和意志范畴）

用物和生活阶段价值：价值、交易、交往和主体间性（经济学价值概念和哲学价值范畴的相联关系//交换、交易和交往现代社会交往的三大媒介----语言、货币和互联网）用物：消费和用物（消费观念和消费行为//消费观念和消费行为中的人际关系问题//作为半自在之物的人工产物//我用物故我在）异化：结果和异化（目的和结果//物的异化//符号的异化//人的异化//目的和结果的再认识）生活：生活和自由（生活内容和生活方式//数字化生存和艺术化生存//自由和自由人联合体）工程的概念地位认识一个事物，要把它放到它的环境中去看，才能认识他的本来面目。要在“科学---技术---工程---产业---经济---社会---自然”的链条和网络中认识和把握各自的位置和作用。以期建立认识问题的理论框架和分析背景。时序结构功能简要框架：工程与科学和技术——从功能角度认识广义的科学——科学与民主，科学技术是第一生产力狭义的科学——科学/技术/工程三者是并列的关系，是三类有本质区别的社会活动，是不能混为一谈的。包括：概念、形态、特点活动方式、社会角色、职业类型制度安排和制度环境管理原则、组织形式、运行方式、评价标准决策的理论基础共同体发展史和发展的历史规律典型案例和哲学思考科学——以发现为核心其基本任务是研究和发现事物的“一般规律”；其产物是科学知识，要求世界首创，但却是“人类的共同精神财富”，没有专利可言，是不能据为私有的。技术——以发明为核心基本任务是发明出新的、可行的“特殊方法”其产物多为专利，要求第一个提出申请，在获得专利前应该保密，技术专利权受法律保护，专利技术知识在专利保护期内不是公有的，而是私有（个人或单位）的。工程——以造物（制造和建造）为核心其本质是集成经济要素、技术要素和其他要素实现优化的价值目标其基本任务是建设和完成具体的个别项目，进行直接的物质创造活动其产物是直接的物质财富，不但直接关系到工程主体的利益，而且关系到社会的福祉强调三者的本质区别，是认识和把握三者的联系和转化关系的逻辑（理论的逻辑和现实的逻辑）前提。但‘未来的科学是一门科学’（马克思），还应重视在综合上下功夫，才能悟出工程的真谛。千万不要成为专业分工的奴隶。工程与经济——从结构角度认识工程活动的基本单位是项目；对科学和技术来说，工程发挥“集成”的作用，科学技术成果需要通过工程技术创新、工程化、产业化过程才能转化为社会生产力。工程与经济——从结构角度认识（续）基层单位。企业进行的一个个项目就是工程（包含了设计、制造和运行活动在内的生产实践活动），可以说工程是产业和构成单位，产业和经济是由工程“集聚”而形成的。产业和经济是“整体”概念，工程是“个体”概念。认识事物必须由具象到抽象，由个别到一般。由工程认识经济是一条正路。并且应该注意研究“工程链”、“工程簇”、“工程群”、“工程网络”。工程与社会发展——从时序角度认识把功能、结构统一起来，在更大的时空尺度观察，从“科学——技术——工程——产业——经济——社会——自然”的知识链、价值链的链条和网络中认识和把握。工程的实施一方面是以科学和技术的知识作为支柱群，经过整合优化成为集成的工程平台；另一方面，是以一系列集成的工程平台作为推动产业、经济发展的支柱和支柱群，进而构成社会发展的平台。工程是将相关知识集成起来转化为直接生产力的枢纽和集成体，在人类文明的进步中一直起着发动机的作用。物理学、化学等科学学科发展出工程学以后，极大地推动了社会经济的发展，成为支撑社会经济运行的第一生产力中一个最重要的因素。可以说，工程是现代文明、社会经济运行和社会发展的重要组成部分和综合体现。工程实践、跨学科工程研究和工程哲学相互促进、互相配合，展开人类发展空前波澜壮阔发展的大场面。工程实践的积淀逐渐形成了工程文化，工程文化是人类文化在近现代最重要的发展。中宵驱车去，饮马寒塘流。磊落星月高，苍茫云雾浮。大哉乾坤内，吾道长悠悠。

杜甫《发秦州》工程的特点科学性工程是有原理的任何一个现代工程的实施都有其自然科学原理的根据，是一定科学理论的体现，特别是复杂的关键性技术、技术群的运用和集成，更是这样。但工程不是技术和装备的简单堆砌和拼凑，工程在其集成过程中有其自身的理论原则和规律，这往往是一类更大时空尺度上的工程科学问题。工程科学工程一定要建立在科学基础上案例三峡工程论证科学工程科学项目发展的综合性，使科学工作必须以工程方式组织。于是，工程有了更广阔的内涵，工程已成为一种工作方式。案例电子集成技术的发展案例美国航天计划案例中国二弹研发案例中国载人飞船科学态度做到求真务实、严谨细致、正确无误、精益求精，坚决克服主观臆断、盲目蛮干、粗枝大叶和侥幸心理，反对独断专制、虚伪和谬误。严肃的科学态度是工程取得成功的重要保证。科学精神实事求是精神不唯上、不唯书、只为实探索精神改革与创新精神理性精神不沉溺于现有的经验，通过归纳、概括、分析与综合不断深化认识，将经验上升为理论，并自觉地、严格地用科学的理论指导工程技术实践。工程的特点社会性工程的社会目标增进社会利益满足社会需求讲究经济效益工程发展的社会属性社会化大生产是人类走向现代社会的开端。由作坊过度到社会化大生产需要认识的支撑、手段的支撑和组织的支撑现代的工程已不再是孤立的研究和个人的行为：工程问题由社会提出通过社会各方面条件解决工程必定是由一个集体完成工程与社会的协调协调工程与社会关系的是伦理学。工程设计中包括的事实和价值，结构和功能，手段和目的，自身和雇主，工程与商业……这样一些处于两个极端的问题，分别由职业责任和共同价值两个概念界定。整体论的工程伦理学的理论和实践的合法性，在于它诉诸事实和价值的整体关联，强调对技术风险的价值判断，说明各种价值影响，并为进入某种围绕更好的工程设计形成广泛协商机制，提供对话规则和思维方法。工程的特点实践性工程的实践本质工程必须可实践，单纯的理论型不可能成为工程。工程是通过建造或制造实现的。工程项目是要通过具体的设计、制造和建设等实施过程来完成的。要把工程的目标确定好、工程项目设计好、建设好、运行好，取得好的效益，不是一件容易的事情，是一个复杂的构建和运行过程。不论建房、造船、修桥、筑路，都要通过合理的供需、工艺和工期来完成。工程是有特定目标、注重过程注重效益的。工程项目都有其特殊对象，有明确的目标要求、有科学的设计步骤，实施阶段和合理的资金投入过程。工程的成本、质量、效率和效果是工程的生命所在。工程需要技能基本技能现场技能技术秘诀工程需要经验构思评估前景预测实施控制归纳总节工程技术理论的具体运用理论的一般性与具体工程环境的特殊性之间的矛盾

工程技术理论的综合运用多方向的理论知识构成有机的整体

工程的特点创新性创新的必要性中国经济和社会要发展，最终只能依靠自主创新。赶超别人的发展是泊不来的。创新的层次性技术创新管理创新制度创新创新以固本不仅要创新，而且要固本------即强化根本，强化基础。我国工业化程度还很不高，技术上的缺口和薄弱环节很多，急需补足。这方面工作量很大，应该作为重点考虑的问题来抓，以创新来固本，以高科技来固本，开拓一个国家级的、规模极大的固本工程。技术革命中，新生事物往往是增添型、倍增型的，而不是取代型的。旧的生产手段并没有消失而是由新技术加以改造更加发展了。当代最显赫的是信息技术革命，但信息作业代替不了物质作业。物质作业本身将继续发展，并通过技术进步保持生命力；信息作业则依赖物质作业的改造及其产物实现其作用和生命力。创新是通过和依靠传统技术而发生、发展、发挥的，不是固本后再创新，而是坚持两点论，因时制宜地强化采用更能够加速克服落后。创新的同时必须强调传统技术，强化补课和固本。例如，美国农业直接劳动力只占1~3%，但把作为其现代化农业基础的机械、化工、化学、生物以及配套不可少的教育卫生信息都算上就远不是这一点了，这是基础支持。高端优势要想获得支撑和延续则同时需要大量的第一线创新和发展，它虽细小但往往对提高效率作用很大，要强调在现场和接近现场的地带主动积极地创新发展改进，勿以善小而不为。属于这个范围的技术工作有：第一，再投产，特别是由原型转产或扩大产品规模之前所要进行的产品“再”设计；第二，对应于产品设计的生产工艺设计；第三，生产程序及生产现场设计；第四，生产材料、设备设施、工具与仪器等的选用和取得；第五，相关生产和管理人员培训；第六，试生产和生产现场调整；第七，日常生产现场维护以及及时反馈和修正工作；第八，售前服务，如编发广告、说明书、用户手册等；第九，售中服务，如安装、调试、用户培训知道等；第十，售后服务，如维修、改进和技术支持，用户的使用、操作。这些方面的创新量大面广，不胜枚举，难以数计。这些不可能一项一项地抓，而是要建立有效的激励机制和体制，让基层能负起责任，并能实施国家领导有效地过问和促进的措施。这是社会创新的“底层”部分，也是“固本工程”中的创新部分，被往往被人们所忽视。我认为，这应引起政府和社会各界的重视。工程的特点复杂性工程的现代属性现在没有单一学科的工程，专业是分工的，但工程必须综合,各方协同，有主有辅工程人受到很多条件制约工程是要与环境协调一致的工程的实施和运行，都会对自然生态系统产生一定的影响，工程和环境构成了相互作用的关系，必须充分考虑到工程活动可能引起的环境问题，以人为本，努力使工程与环境、生态协调一致。工程的多解工程是在一定边界条件下集成和优化，一个工程往往由多种技术、多个方案、多种路径可选择。这种选择，最终由需求者主体的价值取向所决定。欲利用最小的投入获得最大的回报，取得良好的经济效益、环境效益和社会效益，要求工程努力实现在一定边界条件下的综合集成和多目标优化。在工程的设计、施工和生产、运行过程中，努力寻求和实现“在一定边界条件下集成和优化”是一个核心命题。案例南水北调三方案比较现代工程体系结构古代，工程按用途分类近代工程按学科分类现代意义上的综合的体系结构(见附图）资源勘探储运配送采集加工制造建造流通服务用户实践研究开发设计制造营销维护咨询管理领域建筑轻工电子汽车机械化工材料能源农业服务业第三产业第二产业应用工业第一产业核心工业基础工业范畴环节现代意义上的综合的工程体系结构

功能体现在结构里，结构比速度更重要，结构决定发展的质量。图的理论依据本图是按系统科学的思维构建的。系统哲学框架：三论：系统论、信息论、控制论三观：系统观、过程观、时空观三维：霍尔-知识、时间、逻辑；沈泰昌-条件、程序、逻辑四律：整体优化律、结构质变律、层次转化率、差异协同律五链：过程链、联系链、社会链、发展链、认识链图的意义：环节轴――工作流程例：七事一贯制（沈鸿）范畴轴――产业链、供应链例：一体化（没有自己的一体化基础，如何应对国际一体化大潮）领域轴――本体结构例：钱学森梳理科学技术体系结构实践理论方法论自然科学社会科学数学科学系统科学思维科学人体科学地理科学军事科学行为科学建筑科学文化艺术哲学科学技术体系结构研究型综合性开放式教材第274页科学--工程--产业--经济--社会--文化--生态,技术与人文，自然科学与社会科学未来的科学是一门科学整体、综合、并行、厚德载物的新思维物——生产体系：过程(运动学研究)―结构―系统条件（动力学研究）德——人格体系：认识思维有大气谋事规划有方略养成操作有板眼图的理念传达的第一个理念－－工程是务实的，细分为领域、范畴、环节。不要忽视细节，魔鬼都藏在细节里。传达的第二个理念－－工程是综合的，整合是最先进的思维方式。不要迷失在细节里，综合出新质。图的用法：给思维一个综合的框架给自己的工作定位－－解决局部和整体的关系给开拓定向－－环节轴：使工作系统化范畴轴：为企业发展向上游、下游寻求战略联盟领域轴：多角化战略，归核化趋向现代工程体系结构工程的领域工程学科有自己的分类方法。工程学科基本与产业划分相对应。工程完整的结构宛如一条河有上游、中游、下游对应着工程理论、工程技术、工程实践工程的范畴资源采集：1材料、2能源、3信息加工运输制造和建造：制造：离散制造，连续制造建造：建筑，安装，规划工程的环节研究—开发—设计—制造—维护—营销—管理—咨询服务研究Research解决原理的问题基础研究应用研究开发Development原理可行就要进一步做成产品开发‘产品’：如机械开发‘过程’：如化工与科研不同:要考虑各种环境条件案例1.电脑开发案例2.合成氨过程开发设计Design设计的对象是商品（1）可生产（2）价格指标：在研发时即应考虑在市场上实现（3）可用性：考虑用户的专业性：例.傻瓜相机、计算机人机友好、如汉字系统、调测点设置（4）可维修（5）魅力（针对不同的对象层次）制造Manufacture核心部分是生产过程，同样有大量问题需要解决：生产线设计—试车—打通生产线—发现瓶颈—达到均衡生产。现在的问题：没有系统化、没有上升到理论高度。工程的高度，同样有上层空间：如IE－－工业工程；整体工程师的概念。维护Maintenance关系到生产能不能长期进行，有问题如何维护，连续生产的问题最大案例1.停电应急：窑炉\化工过程\医疗救治活动通讯：电话局电源二路供电，300~500%可靠性，二套应急电源：蓄电池组，柴油发电机。在美国一次供电事故中，二路停电，两套蓄电池全已放电了，一台应急柴油发电机也坏了，只得停航，通用电话公司总裁公开道歉。案例2.备品管理美电机电话公司，全国上千个点，几十万公里线路，采用计算机管理零配件，搞清各品种调用的机率是多少，每年可省十几亿美元。营销Marketing营销理念手段组织 人才管理Management单项管理综合管理项目管理迁涉多个领域管理是艺术,不单是技术.咨询Consultation必要性:信息综合化咨询有不同层次:提意见--建议--设计框架--提供设备清单，报价--承包购建，交钥匙。咨询人员的素质:知识要全面，市场也要了解。行业前景工程师工程师工程师是管理者最重要的部将和伙伴,工作的展开有赖于对他们的深入理解.工程师的内涵工程师的作用工程师的基本素质工程师职业、职务、职称工程师的培养教育工程师工程师的内涵作工程的专门人才能熟练掌握一定范围内的工程技术。并带领相关人员从事实践活动并能取得实际成果。工程师工程师的作用参与组织 领导 各类人员在分工上的不同工人：技术工人，操作技术员：脑力劳动的最低层，执行。工程师：自己拟方案,组织实施,取得结果.研究员、科学家：探索新思维。工程师工程师的基本素质知识自然科学+社会科学知识与科学家不同，经济上要有概念。要了解社会实际情况，国情、世情、人情。能力获取知识：科班教育，知识更新，终身学习；理论加实践；多次反复才能全懂；综合可以出新质理解分析问题：分解、调研、分析、整合应用实践：作方案、设计、组织、实施综合协调：工程师须与群众一起工作，组织群众；与其它部分一起工作，电水