工業(yè)系統(tǒng)概論

緒論工程的概念、特點和結構

工程的概念

---------------定義人們綜合應用科學的理論和技術的手段去改造客觀世界的具體實踐活動，以及所取得的實際成果。狹義的工程------指與生產(chǎn)、建設活動密切聯(lián)系、運用自然科學理論和現(xiàn)代技術原理、手段才能得以實現(xiàn)的活動，如三峽建設工程、南水北調(diào)工程、神州5號工程……

廣義的工程------把人類的一切活動都看作工程，包括社會生活的許多領域，如希望工程、211工程、下崗再就業(yè)工程……

我們討論的問題主要是前者；但后者卻說明工程的發(fā)展和影響，已日漸成為一種思維方式和工作方式-----大事情要按工程的方式去思維，去組織。

工程的概念

范疇我們將“工程”這個術語一般性地界定為對人類改造物質(zhì)自然界的完整的、全部的實踐活動、過程和實際成果的總稱。哲學認為：只有一般性界定而不講范疇，概念是空的。它應該包括如下范疇(分階段表述)：

工程過程的計劃階段目的：目的、目的的設定和目的的導向（目的、目的性和因果性/目的分類和目的設定/目的導向和組織的目的）條件：初始條件、環(huán)境條件、約束條件和預期條件（初始條件和環(huán)境條件//對初始條件和環(huán)境條件狀態(tài)的調(diào)查和辨識//約束條件和預期條件）論證：知己、識勢和見機（認識自己//對形勢的分析和把握//對時機的捕捉、把握和利用）工程過程的計劃階段（續(xù)）決策：運籌、風險和決策（運籌工作、運籌原則和運籌方式//風險的性質(zhì)和對待風險的態(tài)度）合理性：理念、合理性和決策陷阱（理念、至善和理想//合理性、根據(jù)合理性和價值合理性//計劃工作中的錯誤和決策陷阱）工程過程的實施階段資源：自然資源、原材料、人力資源（自然論的物質(zhì)論和價值論的物質(zhì)論//無限的物質(zhì)自然界和有限的自然資源//物質(zhì)的一般本性和原材料的潛能）機器裝備（工具和機器是實現(xiàn)目的的中介//“殊途同歸”的中介和“同途殊歸”的中介//作為技術范式的機器和器官延長說）操作：操作、程序和微觀生產(chǎn)模式（操作運作和作業(yè)//指令、操作和操作界面//單元操作和操作程序//操作類型、操作程序模式和微觀生產(chǎn)模式）工程過程的實施階段（續(xù)）制度：組織、制度和規(guī)則（制度經(jīng)濟學和制度//制度、組織和規(guī)則//規(guī)則和規(guī)律//按客觀規(guī)律辦事//規(guī)則的制訂和守規(guī)、違規(guī)問題//權益的制度安排、制度環(huán)境和制度運行）管理：管理激勵和控制（所有權、管理權和契約//管理、職權和職責//領導、激勵和人際關系//控制‘反饋和標準）意志：勞動存在、效率和意志（勞動和人的存在//有限性效率和公平//勞動過程和意志范疇）

用物和生活階段價值：價值、交易、交往和主體間性（經(jīng)濟學價值概念和哲學價值范疇的相聯(lián)關系//交換、交易和交往現(xiàn)代社會交往的三大媒介----語言、貨幣和互聯(lián)網(wǎng)）用物：消費和用物（消費觀念和消費行為//消費觀念和消費行為中的人際關系問題//作為半自在之物的人工產(chǎn)物//我用物故我在）異化：結果和異化（目的和結果//物的異化//符號的異化//人的異化//目的和結果的再認識）生活：生活和自由（生活內(nèi)容和生活方式//數(shù)字化生存和藝術化生存//自由和自由人聯(lián)合體）工程的概念地位認識一個事物，要把它放到它的環(huán)境中去看，才能認識他的本來面目。要在“科學---技術---工程---產(chǎn)業(yè)---經(jīng)濟---社會---自然”的鏈條和網(wǎng)絡中認識和把握各自的位置和作用。以期建立認識問題的理論框架和分析背景。時序結構功能簡要框架：工程與科學和技術——從功能角度認識廣義的科學——科學與民主，科學技術是第一生產(chǎn)力狹義的科學——科學/技術/工程三者是并列的關系，是三類有本質(zhì)區(qū)別的社會活動，是不能混為一談的。包括：概念、形態(tài)、特點活動方式、社會角色、職業(yè)類型制度安排和制度環(huán)境管理原則、組織形式、運行方式、評價標準決策的理論基礎共同體發(fā)展史和發(fā)展的歷史規(guī)律典型案例和哲學思考科學——以發(fā)現(xiàn)為核心其基本任務是研究和發(fā)現(xiàn)事物的“一般規(guī)律”；其產(chǎn)物是科學知識，要求世界首創(chuàng)，但卻是“人類的共同精神財富”，沒有專利可言，是不能據(jù)為私有的。技術——以發(fā)明為核心基本任務是發(fā)明出新的、可行的“特殊方法”其產(chǎn)物多為專利，要求第一個提出申請，在獲得專利前應該保密，技術專利權受法律保護，專利技術知識在專利保護期內(nèi)不是公有的，而是私有（個人或單位）的。工程——以造物（制造和建造）為核心其本質(zhì)是集成經(jīng)濟要素、技術要素和其他要素實現(xiàn)優(yōu)化的價值目標其基本任務是建設和完成具體的個別項目，進行直接的物質(zhì)創(chuàng)造活動其產(chǎn)物是直接的物質(zhì)財富，不但直接關系到工程主體的利益，而且關系到社會的福祉強調(diào)三者的本質(zhì)區(qū)別，是認識和把握三者的聯(lián)系和轉化關系的邏輯（理論的邏輯和現(xiàn)實的邏輯）前提。但‘未來的科學是一門科學’（馬克思），還應重視在綜合上下功夫，才能悟出工程的真諦。千萬不要成為專業(yè)分工的奴隸。工程與經(jīng)濟——從結構角度認識工程活動的基本單位是項目；對科學和技術來說，工程發(fā)揮“集成”的作用，科學技術成果需要通過工程技術創(chuàng)新、工程化、產(chǎn)業(yè)化過程才能轉化為社會生產(chǎn)力。工程與經(jīng)濟——從結構角度認識（續(xù)）基層單位。企業(yè)進行的一個個項目就是工程（包含了設計、制造和運行活動在內(nèi)的生產(chǎn)實踐活動），可以說工程是產(chǎn)業(yè)和構成單位，產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟是由工程“集聚”而形成的。產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟是“整體”概念，工程是“個體”概念。認識事物必須由具象到抽象，由個別到一般。由工程認識經(jīng)濟是一條正路。并且應該注意研究“工程鏈”、“工程簇”、“工程群”、“工程網(wǎng)絡”。工程與社會發(fā)展——從時序角度認識把功能、結構統(tǒng)一起來，在更大的時空尺度觀察，從“科學——技術——工程——產(chǎn)業(yè)——經(jīng)濟——社會——自然”的知識鏈、價值鏈的鏈條和網(wǎng)絡中認識和把握。工程的實施一方面是以科學和技術的知識作為支柱群，經(jīng)過整合優(yōu)化成為集成的工程平臺；另一方面，是以一系列集成的工程平臺作為推動產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟發(fā)展的支柱和支柱群，進而構成社會發(fā)展的平臺。工程是將相關知識集成起來轉化為直接生產(chǎn)力的樞紐和集成體，在人類文明的進步中一直起著發(fā)動機的作用。物理學、化學等科學學科發(fā)展出工程學以后，極大地推動了社會經(jīng)濟的發(fā)展，成為支撐社會經(jīng)濟運行的第一生產(chǎn)力中一個最重要的因素。可以說，工程是現(xiàn)代文明、社會經(jīng)濟運行和社會發(fā)展的重要組成部分和綜合體現(xiàn)。工程實踐、跨學科工程研究和工程哲學相互促進、互相配合，展開人類發(fā)展空前波瀾壯闊發(fā)展的大場面。工程實踐的積淀逐漸形成了工程文化，工程文化是人類文化在近現(xiàn)代最重要的發(fā)展。中宵驅車去，飲馬寒塘流。磊落星月高，蒼茫云霧浮。大哉乾坤內(nèi)，吾道長悠悠。

杜甫《發(fā)秦州》工程的特點科學性工程是有原理的任何一個現(xiàn)代工程的實施都有其自然科學原理的根據(jù)，是一定科學理論的體現(xiàn)，特別是復雜的關鍵性技術、技術群的運用和集成，更是這樣。但工程不是技術和裝備的簡單堆砌和拼湊，工程在其集成過程中有其自身的理論原則和規(guī)律，這往往是一類更大時空尺度上的工程科學問題。工程科學工程一定要建立在科學基礎上案例三峽工程論證科學工程科學項目發(fā)展的綜合性，使科學工作必須以工程方式組織。于是，工程有了更廣闊的內(nèi)涵，工程已成為一種工作方式。案例電子集成技術的發(fā)展案例美國航天計劃案例中國二彈研發(fā)案例中國載人飛船科學態(tài)度做到求真務實、嚴謹細致、正確無誤、精益求精，堅決克服主觀臆斷、盲目蠻干、粗枝大葉和僥幸心理，反對獨斷專制、虛偽和謬誤。嚴肅的科學態(tài)度是工程取得成功的重要保證。科學精神實事求是精神不唯上、不唯書、只為實探索精神改革與創(chuàng)新精神理性精神不沉溺于現(xiàn)有的經(jīng)驗，通過歸納、概括、分析與綜合不斷深化認識，將經(jīng)驗上升為理論，并自覺地、嚴格地用科學的理論指導工程技術實踐。工程的特點社會性工程的社會目標增進社會利益滿足社會需求講究經(jīng)濟效益工程發(fā)展的社會屬性社會化大生產(chǎn)是人類走向現(xiàn)代社會的開端。由作坊過度到社會化大生產(chǎn)需要認識的支撐、手段的支撐和組織的支撐現(xiàn)代的工程已不再是孤立的研究和個人的行為：工程問題由社會提出通過社會各方面條件解決工程必定是由一個集體完成工程與社會的協(xié)調(diào)協(xié)調(diào)工程與社會關系的是倫理學。工程設計中包括的事實和價值，結構和功能，手段和目的，自身和雇主，工程與商業(yè)……這樣一些處于兩個極端的問題，分別由職業(yè)責任和共同價值兩個概念界定。整體論的工程倫理學的理論和實踐的合法性，在于它訴諸事實和價值的整體關聯(lián)，強調(diào)對技術風險的價值判斷，說明各種價值影響，并為進入某種圍繞更好的工程設計形成廣泛協(xié)商機制，提供對話規(guī)則和思維方法。工程的特點實踐性工程的實踐本質(zhì)工程必須可實踐，單純的理論型不可能成為工程。工程是通過建造或制造實現(xiàn)的。工程項目是要通過具體的設計、制造和建設等實施過程來完成的。要把工程的目標確定好、工程項目設計好、建設好、運行好，取得好的效益，不是一件容易的事情，是一個復雜的構建和運行過程。不論建房、造船、修橋、筑路，都要通過合理的供需、工藝和工期來完成。工程是有特定目標、注重過程注重效益的。工程項目都有其特殊對象，有明確的目標要求、有科學的設計步驟，實施階段和合理的資金投入過程。工程的成本、質(zhì)量、效率和效果是工程的生命所在。工程需要技能基本技能現(xiàn)場技能技術秘訣工程需要經(jīng)驗構思評估前景預測實施控制歸納總節(jié)工程技術理論的具體運用理論的一般性與具體工程環(huán)境的特殊性之間的矛盾

工程技術理論的綜合運用多方向的理論知識構成有機的整體

工程的特點創(chuàng)新性創(chuàng)新的必要性中國經(jīng)濟和社會要發(fā)展，最終只能依靠自主創(chuàng)新。趕超別人的發(fā)展是泊不來的。創(chuàng)新的層次性技術創(chuàng)新管理創(chuàng)新制度創(chuàng)新創(chuàng)新以固本不僅要創(chuàng)新，而且要固本------即強化根本，強化基礎。我國工業(yè)化程度還很不高，技術上的缺口和薄弱環(huán)節(jié)很多，急需補足。這方面工作量很大，應該作為重點考慮的問題來抓，以創(chuàng)新來固本，以高科技來固本，開拓一個國家級的、規(guī)模極大的固本工程。技術革命中，新生事物往往是增添型、倍增型的，而不是取代型的。舊的生產(chǎn)手段并沒有消失而是由新技術加以改造更加發(fā)展了。當代最顯赫的是信息技術革命，但信息作業(yè)代替不了物質(zhì)作業(yè)。物質(zhì)作業(yè)本身將繼續(xù)發(fā)展，并通過技術進步保持生命力；信息作業(yè)則依賴物質(zhì)作業(yè)的改造及其產(chǎn)物實現(xiàn)其作用和生命力。創(chuàng)新是通過和依靠傳統(tǒng)技術而發(fā)生、發(fā)展、發(fā)揮的，不是固本后再創(chuàng)新，而是堅持兩點論，因時制宜地強化采用更能夠加速克服落后。創(chuàng)新的同時必須強調(diào)傳統(tǒng)技術，強化補課和固本。例如，美國農(nóng)業(yè)直接勞動力只占1~3%，但把作為其現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)基礎的機械、化工、化學、生物以及配套不可少的教育衛(wèi)生信息都算上就遠不是這一點了，這是基礎支持。高端優(yōu)勢要想獲得支撐和延續(xù)則同時需要大量的第一線創(chuàng)新和發(fā)展，它雖細小但往往對提高效率作用很大，要強調(diào)在現(xiàn)場和接近現(xiàn)場的地帶主動積極地創(chuàng)新發(fā)展改進，勿以善小而不為。屬于這個范圍的技術工作有：第一，再投產(chǎn)，特別是由原型轉產(chǎn)或擴大產(chǎn)品規(guī)模之前所要進行的產(chǎn)品“再”設計；第二，對應于產(chǎn)品設計的生產(chǎn)工藝設計；第三，生產(chǎn)程序及生產(chǎn)現(xiàn)場設計；第四，生產(chǎn)材料、設備設施、工具與儀器等的選用和取得；第五，相關生產(chǎn)和管理人員培訓；第六，試生產(chǎn)和生產(chǎn)現(xiàn)場調(diào)整；第七，日常生產(chǎn)現(xiàn)場維護以及及時反饋和修正工作；第八，售前服務，如編發(fā)廣告、說明書、用戶手冊等；第九，售中服務，如安裝、調(diào)試、用戶培訓知道等；第十，售后服務，如維修、改進和技術支持，用戶的使用、操作。這些方面的創(chuàng)新量大面廣，不勝枚舉，難以數(shù)計。這些不可能一項一項地抓，而是要建立有效的激勵機制和體制，讓基層能負起責任，并能實施國家領導有效地過問和促進的措施。這是社會創(chuàng)新的“底層”部分，也是“固本工程”中的創(chuàng)新部分，被往往被人們所忽視。我認為，這應引起政府和社會各界的重視。工程的特點復雜性工程的現(xiàn)代屬性現(xiàn)在沒有單一學科的工程，專業(yè)是分工的，但工程必須綜合,各方協(xié)同，有主有輔工程人受到很多條件制約工程是要與環(huán)境協(xié)調(diào)一致的工程的實施和運行，都會對自然生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生一定的影響，工程和環(huán)境構成了相互作用的關系，必須充分考慮到工程活動可能引起的環(huán)境問題，以人為本，努力使工程與環(huán)境、生態(tài)協(xié)調(diào)一致。工程的多解工程是在一定邊界條件下集成和優(yōu)化，一個工程往往由多種技術、多個方案、多種路徑可選擇。這種選擇，最終由需求者主體的價值取向所決定。欲利用最小的投入獲得最大的回報，取得良好的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益，要求工程努力實現(xiàn)在一定邊界條件下的綜合集成和多目標優(yōu)化。在工程的設計、施工和生產(chǎn)、運行過程中，努力尋求和實現(xiàn)“在一定邊界條件下集成和優(yōu)化”是一個核心命題。案例南水北調(diào)三方案比較現(xiàn)代工程體系結構古代，工程按用途分類近代工程按學科分類現(xiàn)代意義上的綜合的體系結構(見附圖）資源勘探儲運配送采集加工制造建造流通服務用戶實踐研究開發(fā)設計制造營銷維護咨詢管理領域建筑輕工電子汽車機械化工材料能源農(nóng)業(yè)服務業(yè)第三產(chǎn)業(yè)第二產(chǎn)業(yè)應用工業(yè)第一產(chǎn)業(yè)核心工業(yè)基礎工業(yè)范疇環(huán)節(jié)現(xiàn)代意義上的綜合的工程體系結構

功能體現(xiàn)在結構里，結構比速度更重要，結構決定發(fā)展的質(zhì)量。圖的理論依據(jù)本圖是按系統(tǒng)科學的思維構建的。系統(tǒng)哲學框架：三論：系統(tǒng)論、信息論、控制論三觀：系統(tǒng)觀、過程觀、時空觀三維：霍爾-知識、時間、邏輯；沈泰昌-條件、程序、邏輯四律：整體優(yōu)化律、結構質(zhì)變律、層次轉化率、差異協(xié)同律五鏈：過程鏈、聯(lián)系鏈、社會鏈、發(fā)展鏈、認識鏈圖的意義：環(huán)節(jié)軸――工作流程例：七事一貫制（沈鴻）范疇軸――產(chǎn)業(yè)鏈、供應鏈例：一體化（沒有自己的一體化基礎，如何應對國際一體化大潮）領域軸――本體結構例：錢學森梳理科學技術體系結構實踐理論方法論自然科學社會科學數(shù)學科學系統(tǒng)科學思維科學人體科學地理科學軍事科學行為科學建筑科學文化藝術哲學科學技術體系結構研究型綜合性開放式教材第274頁科學--工程--產(chǎn)業(yè)--經(jīng)濟--社會--文化--生態(tài),技術與人文，自然科學與社會科學未來的科學是一門科學整體、綜合、并行、厚德載物的新思維物——生產(chǎn)體系：過程(運動學研究)―結構―系統(tǒng)條件（動力學研究）德——人格體系：認識思維有大氣謀事規(guī)劃有方略養(yǎng)成操作有板眼圖的理念傳達的第一個理念－－工程是務實的，細分為領域、范疇、環(huán)節(jié)。不要忽視細節(jié)，魔鬼都藏在細節(jié)里。傳達的第二個理念－－工程是綜合的，整合是最先進的思維方式。不要迷失在細節(jié)里，綜合出新質(zhì)。圖的用法：給思維一個綜合的框架給自己的工作定位－－解決局部和整體的關系給開拓定向－－環(huán)節(jié)軸：使工作系統(tǒng)化范疇軸：為企業(yè)發(fā)展向上游、下游尋求戰(zhàn)略聯(lián)盟領域軸：多角化戰(zhàn)略，歸核化趨向現(xiàn)代工程體系結構工程的領域工程學科有自己的分類方法。工程學科基本與產(chǎn)業(yè)劃分相對應。工程完整的結構宛如一條河有上游、中游、下游對應著工程理論、工程技術、工程實踐工程的范疇資源采集：1材料、2能源、3信息加工運輸制造和建造：制造：離散制造，連續(xù)制造建造：建筑，安裝，規(guī)劃工程的環(huán)節(jié)研究—開發(fā)—設計—制造—維護—營銷—管理—咨詢服務研究Research解決原理的問題基礎研究應用研究開發(fā)Development原理可行就要進一步做成產(chǎn)品開發(fā)‘產(chǎn)品’：如機械開發(fā)‘過程’：如化工與科研不同:要考慮各種環(huán)境條件案例1.電腦開發(fā)案例2.合成氨過程開發(fā)設計Design設計的對象是商品（1）可生產(chǎn)（2）價格指標：在研發(fā)時即應考慮在市場上實現(xiàn)（3）可用性：考慮用戶的專業(yè)性：例.傻瓜相機、計算機人機友好、如漢字系統(tǒng)、調(diào)測點設置（4）可維修（5）魅力（針對不同的對象層次）制造Manufacture核心部分是生產(chǎn)過程，同樣有大量問題需要解決：生產(chǎn)線設計—試車—打通生產(chǎn)線—發(fā)現(xiàn)瓶頸—達到均衡生產(chǎn)。現(xiàn)在的問題：沒有系統(tǒng)化、沒有上升到理論高度。工程的高度，同樣有上層空間：如IE－－工業(yè)工程；整體工程師的概念。維護Maintenance關系到生產(chǎn)能不能長期進行，有問題如何維護，連續(xù)生產(chǎn)的問題最大案例1.停電應急：窯爐\化工過程\醫(yī)療救治活動通訊：電話局電源二路供電，300~500%可靠性，二套應急電源：蓄電池組，柴油發(fā)電機。在美國一次供電事故中，二路停電，兩套蓄電池全已放電了，一臺應急柴油發(fā)電機也壞了，只得停航，通用電話公司總裁公開道歉。案例2.備品管理美電機電話公司，全國上千個點，幾十萬公里線路，采用計算機管理零配件，搞清各品種調(diào)用的機率是多少，每年可省十幾億美元。營銷Marketing營銷理念手段組織 人才管理Management單項管理綜合管理項目管理遷涉多個領域管理是藝術,不單是技術.咨詢Consultation必要性:信息綜合化咨詢有不同層次:提意見--建議--設計框架--提供設備清單，報價--承包購建，交鑰匙。咨詢?nèi)藛T的素質(zhì):知識要全面，市場也要了解。行業(yè)前景工程師工程師工程師是管理者最重要的部將和伙伴,工作的展開有賴于對他們的深入理解.工程師的內(nèi)涵工程師的作用工程師的基本素質(zhì)工程師職業(yè)、職務、職稱工程師的培養(yǎng)教育工程師工程師的內(nèi)涵作工程的專門人才能熟練掌握一定范圍內(nèi)的工程技術。并帶領相關人員從事實踐活動并能取得實際成果。工程師工程師的作用參與組織 領導 各類人員在分工上的不同工人：技術工人，操作技術員：腦力勞動的最低層，執(zhí)行。工程師：自己擬方案,組織實施,取得結果.研究員、科學家：探索新思維。工程師工程師的基本素質(zhì)知識自然科學+社會科學知識與科學家不同，經(jīng)濟上要有概念。要了解社會實際情況，國情、世情、人情。能力獲取知識：科班教育，知識更新，終身學習；理論加實踐；多次反復才能全懂；綜合可以出新質(zhì)理解分析問題：分解、調(diào)研、分析、整合應用實踐：作方案、設計、組織、實施綜合協(xié)調(diào)：工程師須與群眾一起工作，組織群眾；與其它部分一起工作，電水