工业工程教育暨研究之展望
来源/作者：互联网 发布时间：2012年08月13日 阅读次数：次
1.导论
很高兴回到我出生的地方，见到许多好友。今天我的演讲将介绍工业工程，并回顾它的发展，再谈工业工程的现况与未来展望。在座有许多工业工程专家，但请容许我对此领域不熟悉的朋友作个介绍。工业工程肇始于工业革命，而工业革命成功地改变我们的社会，使得大量生产成为可能。因为日趋激烈的竞争压力，效率和品质在生产过程中占据了重要地位，过去一世纪以来，工业工程遂发展出几个重要的领域来处理相关问题。这些领域包括人因工程、作业研究、品质控制、制造、存货控制，还包括供应链管理等等，这些领域都曾经在一段时间有相当杰出表现，也随即面临来自科技、经济变化的挑战而由绚丽归于平常。看看在座的所有人，你会发现他们都穿著相当不同样式的衣服；尽管我们对大量生产仍有所依赖，但我们已跨越至客制化的新纪元。今天的工业世界皆从事于多样选择。1920、30年代，AT&T率先引入品质控制的观念，使得制造出的每一个产品都能保持一致的标准。但是品质控制的概念终于受到相当的挑战，因为品质控制的方法是在生产完成、品质已经定形后实行。自从田口博士提出品质设计而非品质管制的革命性概念，品质在生产的不同阶段中因为不同的目的被实行。我们渐渐地发现品质乃是过程，而这个概念让品质不仅可适用于生产过程，也能用于服务、教育及其它更多的领域。
然而过去几年，我们发现工业工程所发展的专业技能，表现并不如我们所预期。供应链的出现真的可以帮助工业工程的活力再现吗？该更深入地研究效率与品质这些议题吗？未来，我们是该继续投注心力来定义人因工程、作业研究等主题，抑或是在社会快速的演进下，同步地修正我们的研究方向。
2.美国及亚洲国家工程学生的就学趋势希望我的演说能引起各位的讨论。再一次提到工业革命，美国可说是相当彻底地实行工业革命，因而工业工程变得相当热门，且对该国社会福利甚至是世界其它各国有相当重大的贡献。在我对工业工程入学数据有所了解后，有些发现使我更加坚信我的信念，有些却使我相当讶异。首先，让我们先来看看一般工程毕业生数据的进展；由图1我们可以看出过去25年来，美国获得工程学士的人数相当稳定。某些学科的学生人数远大于其它学科，某些则在同样的时间内人数有所起伏。尽管美国教育相当的先进，然而在这些年来，除了生物医学工程学系外，在美国工学院内几乎没有其它系所成立。另一方面，在工程学生数成长及普设新大学、系所的亚洲国家，工程学科是成长相当快速的领域。许多商务人士会告诉你中国是一个快速发展的商业市场，而台湾及日本是个高科技的地方，韩国、印度、香港及马来西亚¡等也是如此。然而我要告诉各位：工程教育在这些亚洲国家正以高速成长着。如同图一所示，中国、台湾、南韩及日本过去25年来，获得工程学士的人数可说是呈指数地成长。当然，这和亚洲国家正处于发展中的市场是相关的。没有需求，就不需那么多的工程师。接着，我们来看图2，不同国籍的人在美国获得工程博士的人数。从这些资料可以得到许多结论。外国学生取得工程博士的人数远比美国学生多，这使我确信我的想法。虽然过去十年来，美国公民获得工程博士的人数仍维持相当一定。事实上，美国学生对于取得学士后学位显得相当不热衷。
除了两年前增长率稍有停滞外，中国学生在美国取得工程博士学位一直有显著的成长。近年来台湾及南韩学生对于到美国取得学士后学位变得不那么积极，使得台湾与南韩学生在美获得工程博士的人数戏剧性地大幅减少。以台湾为例，去年只有285人在美取得工程博士，20年前却是755人；同样的情形也发生在南韩。
与此对比，在图3我们可以发现，获得科学及工程博士学位的日本人，过去25年来成长了4倍之多。然而因为日本人很少到美国取得博士学位，所以日本人在获得美国博士学位的人数相当少。此外，诚如我之前所提，南韩学生获得美国科学及工程博士学位的人数是减少的，但在南韩国内所获得科学及工程博士学位的人却是增加的。这些过去25年来的增加现象在图3可以明显看出。这些趋势有许多原因可以解释之。让我们来谈谈中国学生。中国约在20年前对西方开放其市场。近十年来，中国以惊人的速度发展着。在中国国内也以戏剧性地快速授予博士学位。此外，中国学生在美获得博士学位的人数也逐渐增加。有趣的是，1998年中国大学授予博士学位给中国学生的人数比起日本大学授予日本学生博士学位的人数多。由于中国人口是日本人口的十倍之多，这可能不值一提，但是中国国民的年收入却少于日本国民年收入的5%，授予相同数目或更多的博士学位可说是意义重大。对于台湾人而言，这也是个事实。台湾人在当地大学获得博士学位的人数也大大地增加。如同之前所提，现在的台湾人大多不愿意远赴美国取得学士后学位，而这并不只限于工程或是科学领域。这个图表告诉我们──在工程学科领域上，亚洲是一个快速成长的地方。接着我们来看看几个例子。首先在图4我们可以看到近几年来台湾授予的学士、硕士与博士人数。在这25年来，许多在美学成的台湾人毕业后纷纷回国。他们需要学生、研究助理，大学因此成长。比起三十年前我还是个学生时候的30所大学，现在台湾的大学已超过150所。看看这个曲线，太惊人了！台湾的大学授予学士学位人数可说是增加地相当相当多。若从台湾的人口数来看，只是美国的十分之一，然而，在台湾获得工程学士学位的人数是美国获得相同学位人数的35%。同样的情形发生在硕士学位与博士学位上。造成此情形的理由，第一是如同大多数在座的各位，获得美国博士学位的工程师与科学家，希望能有学生能帮助你们进行研究。第二，因为经济起飞，台湾广设大学，这些大学包括有高品质也有低品质的大学。在台湾设立私立大学也可算是个营利事业。这里获得学士学位的学生很不愿意继续追求更高的学位，他们更不愿意申请美国大学就读。总言之，赴美就读的台湾学生在这些年来是下降的，同时台湾学生在台湾获得的学位数是多有增加的。
因为这场会议是有关工业工程，让我们更深刻地来看工业工程吧！图5是美国、台湾、南韩及中国历年获得工业工程学位的人数。这些资料的来源标注在图表的下方。以中国为例，工业工程是近十年才有的事，但现今已有95个相关学系或学程。你必须知道在美国只有不到100所大学提供工业工程学位。南韩人口是美国的四分之一，但拥有工业工程学位的人数却是美国拥有工业工程学位人数的65%。现今工业工程学科在亚洲国家成长得很快，但为什么有这样强的趋势呢？理由除了如之前我所说的外，还有另一个原因。在美国并不容易找到经费来支持工业工程学系或学程。正如我之前所说，工业工程起因于工业革命，效率和品质是引起工业工程的主要动力。工业工程界流行一句口号：『如果你能聪明地工作，就不用太努力工作』。然而今天只要能聪明地工作就行了吗？难道美国的工程师都不太努力工作吗？我相信这句口号误导了许多工业工程学科以外的人，也误导了其它不少国家的人。我希望大家能深思这句话。现今的美国事实存在许多其它的因素来激励人们追求富足与保持领先。为何工业工程在亚洲国家如此受欢迎呢？我甚至还未提及到另一个发展快速的印度。南韩的工业工程学生数量是很惊人的。台湾和南韩有很类似的情形。我预测中国将是另一个南韩和台湾──快速成长的工业工程学系。按中国经济成长率来看，我预测，再十年，中国将会有200个以上的工业工程学系或学程。
相当有趣，南韩工业工程学士学位人数成长速度很快，但相较之下，硕士学位人数成长则较为稳定。博士学位人数也有所成长，但相较于学士学位人数却不成正比。我给各位看这些数据，是希望各位思考工业工程的学生适合追求怎样的学位。是学士学位吗？硕士学位吗？抑或是博士学位呢？过去20年，在美国的博士学位人数的成长相当有稳定，有趣的是，这些人大多来自印度、中国、台湾及南韩。现在呢？美国人对工业工程博士学位仍不感兴趣。台湾及南韩不再赴美去获得学位。印度人留在美国获得博士学位的人数，仍相当持平。传统上，中国人在美国高等教育市场占有很大的比率，特别是工程领域；然而近来留学人数却有些下降。
为何美国的工程教育仍是个非常稳定的市场呢？我们是否能预见美国工程在学人数的下降呢？这些问题相当有趣。为何没有足够的美国公民有兴趣攻读学士后学位呢？我举个例子，多年来Houston大学里一直都有数百位工程学科的研究生，但没有一位是美国公民。讨论过这些图，是希望大家看到工程学科以及工业工程学科在美国与亚洲的入学趋势。你可能好奇会问，工业工程在世界其它地方是如何呢？在欧洲国家，土耳其、西班牙、葡萄牙以外，工业工程并不是一门学科。在南美洲，工业工程于某些国家逐渐受到欢迎，其它国家则不然。在香港、新加坡及南亚的一些国家，工业工程已经是门学科。至于在包括俄罗斯、德国、印度等世界上的其它国家，工业工程则未被认可为一门学科。品质和效率在工业工程发展史上，占有很重要的地位。但现今环境已有所变化。我们不能活在过去今天的环境已变化为一个截然不同的环境。3.科学与工程领域当前的研究与教育趋势现今工程研究的趋势为何呢？我们该如何与本学科广大的成员，甚至与整个社会维持发展的步伐们呢？工业工程是否仍有它的市场存在呢？希望我接下来的谈话不会使各位太过惊讶。现今的科学及工程研究上，最热门的主题莫过于是奈米科技、生物科技及全球议题。光是今年全世界关于奈米的产品市场就高达一兆元之多。生物科技与其它全球议题主导着今日的研究主题。拥有效率不再足够。在某些情况下，有效率甚至不再重要。创造力在现今似乎更是关键的。如果你问我未来将会如何演变，我并不能回答你；但是我的确知道现今正在发生的情形为何。工程教育的趋势是，研究与教学在所有层次上都是结合的。我们总是习惯地认为一个好老师并不能作好研究，一个好的研究者不会是个好老师。但是现今的趋势是不论教学的层次为何，是大学部抑或是研就所，教学与研究是同等重要；它们是并行而没有阶层性或先后顺序的；它们是整合在一起的。我并不需要更进一步地解释为何具备竞争力是重要的。关键点在于高等教育、工程教育及工业工程教育都是相当竞争的。若你不维持竞争力，你将没有工作。每个人都在为资源与可见度、为学生与教师、为认同而竞争着。倘若我们不被认同，我们也不该责怪其它不认同我们的人。无论我们在教育与研究上有足够的竞争力与否，我们都须自我审视。在过去15年，美国工业工程学系已有所减少或是被整并正说明了此种看法。为了维持竞争力，我们必须更新传统的研究主题，决定何者该舍去，何者该增列至学习课程。现今工程教育的趋势是必须更加地贴近产业问题、以及为解决问题所设立的项目计画。
4.工业工程的现今研究主题
现今工业工程最热门的研究主题为供应链及信息相关的主题，包括人与计算机的使用接口。现今的生活不能没有计算机、信息与电子商务，即使电子商务已不再像三年前那样热门。电子商务(Dot-coms)风潮来来去去。但相信我，电子商务风将再次回来。它们像鬼魂般围绕着我们。事实上，即使在去年不景气下，网络公司仍是成长的行业之一。我们已被电子商务宠坏而不能没有它。另一个我希望大家思考，重要又不寻常的事是：工业工程是跨领域的学科。很少有项目、议题、主题等，是纯粹、唯一属于我们。非常少！！！因此，对我们而言，试着维持学科间的界线是错误的。即便是不知道工业工程或未受过工业工程学科训练，许多其它领域的专业人都使用着工业工程技术。举例而言，无论有无接受过工业工程训练，所有人皆会排程，而在电信或计算机领域有的人甚至作的比我们还好！工业工程师不仅需要学习参加工程活动，也需要学习参加科学及商业活动。事实上，工业工程学科的界线变得相当模糊。近来，工业工程开始注意到服务业，诚如各位所知，服务业包含着社会相当大的支出，但是到目前为止，关于该产业的杰出研究还很少见。但在美国的许多研究拨款机构已纷纷开始投入服务导向的研究与发展。
5.工业工程：一个应用学科
工业工程包罗万象，但是一直还没有被其它工程学科的同僚所普遍接纳。我想提醒大家，工业工程是个应用的学科，我们可以从事理论研究，但是如果理论没有助于解决问题，那理论就没有用处。不幸的是，过去20年来，只有少数重要的发明来自于工业工程师。发明线性规划内差法的Karmarker以及发明品质设计法的田口博士，对我们的领域作出了重大贡献，尽管我们所有工业工程师都研读他们的发明，但两人却都没有被公认为工业工程师。Karmarker与田口博士所提出的问题与方法有许多地方是共通的。两者都是从解决问题的角度来处理问题、都是处理着应用的问题，也对该丰富主题的理论基础有所贡献。但他们都不是工业工程师；两者所发表的论文也并非刊登在工业工程学科所属的传统期刊，如品质与作业研究的期刊。两人的方法都被广泛地使用着。因为他们对问题有透彻的了解，所以可以把方法应用到跨学科的主题。他们先去明了、研究问题，然后解决问题。随后这些解法被用到其它问题。他们从未提出无关紧要与虚幻的解法，并不是对未存在过的问题发展理论。两人都对社会与整个世界有着极大的影响。两者着手于品质相关的议题，而非只是空谈而已。我并不是说理论不重要，但是理论必须能支持由它所产生的方法与解法。事实上他们对于其所属学科的理论面有着重大的贡献，同时也引起包括只懂理论的人热烈的讨论。简言之，工业工程师必须做变革的先锋（agentofchange）。我们必须认知这是一个变动中的世界，也须领导其它工程师进行变革。然而我们通常不这么做。也许在一部分的市场，凭着对效率的专注，我们能有些贡献，但这并不能使我们成为变革的先锋。为了成为变革的先锋，我有几点意见想与大家分享。即使某些工业工程议题在现在可说是相当热门，但是我并不认为所有人都需要跟随同一股风潮。在评估世界社会的需求上，我们必须花更多心思，去体察多元社会的多元的需求。在某些社会，效率仍是重要的。在某些社会的某些部分，效率理论仍旧有其重要性。但是某些社会中的其它部分则已超越效率问题，他们有其它的关注议题，而工业工程师必须更具创意来因应。唯有置身在前端、发展新的想法概念，我们才能成为社会上受尊敬的领导人。6.社会的攸关性
几个礼拜前，我到香港拜访一些工业工程学系，像是在课程、教育及关于香港社会的研究上，都有相当杰出表现的香港中文大学。他们并非抄袭美国的课程，反而发展财务工程及人机接口的程序来满足香港人双语翻译的需求。建立与所在社会的攸关性，满足在地社会的需求是非常基本的要求。同时，别忘了我们也必须对全球社会有所贡献。我们身在工程领域内，可以从事科技，可以从事管理。但是我们必须能对全球社会有所贡献。我们必须能对知识有所贡献。一旦社会不再记得任何有关我们的贡献，就是我们该离开的时候。我们可以有两大方面的贡献。第一是在工程的领域，特别是要注意设计方面的议题。在设计议题中，优化、仿真与建构模式的重要性是一直存在的。但请记得，别塑造出错误的事情。试着去了解问题，然后使用我们所熟悉的工具来建构模式。传统的工业工程多是工具导向的，诚如之前我所提及的，我们宜更专注于问题本身。从事设计之际，建构模式与仿真可以帮助我们更正确地使用信息，我们须将问题以模式来表达，并试着发现在工程问题上的应用。除非你的专长是在虚拟实境，否则千万不要处理关于虚拟的问题。虚拟实境的研究其实是要将复杂现象带进现实。虚拟实境其实不只是虚拟，反而是能将真实问题虚拟化来求得解答。另一方面，为了做一个优秀的变革先锋，我们不能忽视工业工程的管理面。对于一些专注于管理议题的工业工程系，我以为传统工程管理的应用还有很大的空间。倘若你的社会需要改善效率、专注于品质，你仍然可以使用传统工程管理。即使当社会更加进化，你可以移转注意力到科技管理，看看高科技信息、生物技术、信息学所可能带来的影响。让我告诉你一个活生生的例子。为了了解生物信息学，我参加了20场有顶级专家演讲的信息学研讨会。在听遍所有的演讲后，我深感讶异。第一，几乎所有的演说与优化理论有关，然后这些演讲者对于工业工程所发展的优化技术并不熟悉。第二令我讶异的是，我不知道有任何工业工程师，特别是优化理论的研究者，正在从事生物信息学的研究。他们并不了解此刻的信息学。若他们当中有人从事该项工作，我还尚未得知。对于这两方面我相当讶异。然而，我并不讶异他们恐怕还在从事老旧范围的研究。
7.结语
总而言之，很荣幸能回到台北，站在这里跟各位分享我的观察；希望这次的演讲能带给大家一
讨论的话题，以及一种不同的观点。让我简单地与各位分享我最后想告诉各位的想法：1.有适当的定位(niche)是重要的。每件事都需要有适当的定位。我们所在的圆山饭店有很好的定位。我认为我们工业工程也该有属于自己的定位。我们需要更加系统导向、更加专注于创新、有更好的商业观(businessminded)。让我再做进一步的区分。倘若你身处在美国高科技公司，你需要具备较多的高科技知识。(高科技知识的成分不足，可能是美国工业工程学系减少的原因之一。)倘若你身处在成长中的市场，你需要专注于效率问题。这就是我所谓的商业观。无论如何，它需要以技术作为基础。既不是仅靠聪明地工作，也非仅靠努力地工作。我来自以辛勤工作出名的台湾。但我要告诉大家，努力工作是基本要求，不是充分条件。
2.另一个重点是维持高品质而不仅是注重数量。在台湾我们有许多大学及工业工程学生，但我
们是否有足够的高品质教师与教材来教导这些学生？我们提供给学生的是只有学位还是专门的技能呢？工业工程学位在台湾社会到底是一个不可或缺的要素，还是只是个可有可无的装饰品呢？再者，为什么我们会生产那么多的工业工程博士呢？他们的就业市场在那一个位置呢？
3.在台湾，我们有没有为工业工程师规划策略性的发展计画？工业工程课程有被监督与评鉴吗？这是我们很重要的社会责任。对我们所处的当地社会而言，何种学位是最适度的，何种课程最适合我们的学生呢？我们是否还提供着过时的东西呢？工业工程师还需要作些什么呢？为了拥有我们的定位，为了生存，我们必须成为一流的工业工程师，而非次等的数学家、次等的社会学家、次等的制造工程师等等。为了拥有定位，我们必须了解社会。如果我们没有适当的定位，我们将不被社会所认同。
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