1初踏工厂设计（工业工程）之旅 路漫漫兮，修远兮。照今天的观点，从1962年我步入第中国兵器三机械工业部工业第六五设计院工厂设计院那天起就算开始从事“工业工程”工作了，这样，算来已是5747个春秋了；
。中国然而，当时工厂设计在中国刚刚起步不久，设计人员无论是知识结构、业务素质和专业深度、观察问题方法和解决问题技巧，还十分肤浅，不仅对工业工程专业和领域是一无所知，对苏联传授给中国的工厂设计模式和技术也一知半解。这种极不正常的状态，时至今日没有大的改观，机电设计院仍在采用原苏联模式。
工厂设计院体制是按原苏联模式建立的，当时的主要职责是按着国家宏观经济与国防建设的需要，对指定的产品、在指定的地区，从事一座工厂整体设计和建设，有时也对部分工厂扩充生产能力或“填平补齐”部分设施。我清楚地记得，在我接受第一个设计时，总设计师给我列出到资料室借用的原苏联专家（我们单位最多时有60多位）做的项目设计文件目录。此前的设计项目绝大多数时苏联人做初步设计和技术设计，然后在苏联专家的指导下中国设计人员做施工图设计。我到院的时候苏联专家全走了，但完整地接受了苏联人的设计思想，按着苏联大百科图书的格式、内容、步骤、方法，模仿苏联人的设计“模板”，照猫画虎地进行工厂设计。全然不清楚什么是工厂设计，为什么要进行工厂设计，怎样进行工厂设计等基本问题。我记得当时还真向老同志询问过。“什么是工厂设计怎样进行工厂设计”。这些老同志大多是50年代毕业的，少数是解放前工作的。他们给我的答案是“决定四大指标 – 人员、设备、面积和投资四大指标”。他们对问题的回答并没有消除我对工厂设计的疑虑，我心里认为是设计人员缺乏生产知识和经验，因此他们才说的笼统不清。我认为他们因为缺乏生产经验才这样说的。我的第一个项目的设计，就是边模仿或、边抄袭原苏联专家留下的设计文件和按苏联大百科全书的内容“对号入座布置完成的。生产设备和工人工作地的。
1964年到1973年，接受兵器工业三机部下达新产品研制任务到相关工厂工作，开始了对产品的性能、设计、生产与试验的全过程进行研究和探索。在工厂的10年时间里，对工厂的生产全过程和设施的有了感性认识和了解，对整个工厂的组成与各部门的功能有了整体性地认识。在此阶段里，偶尔参加主管部门对设计项目的汇报审查会，会上工厂和设计院人员对设计项目的不同认识或分歧，使我感觉到工厂设计不是人们通常说的“决定四大指标”那么简单了，有许多内涵和规律我们还没有认识到，工厂设计的技巧和方法我们还没有真正掌握。设计院同工厂的争论或矛盾，管理部门对设计院的不满（足），随着工厂逐渐适应计划设计体制以及学会和掌握（实际是模仿设计院）设计院的那套模式设计程序和方法，特别是改革开放后经济体制转型，不能适应国家技术的进步与发展的80年代逐步强烈。
在计划经济的环境中，设计院的重要功能之一是政府部门利用它来制约建设单位（工厂）对投资规模的要求。公允地说，设计院当时没有这个能力和水平，只是借助管理部门赋予的有限的“权利”，有时设计院利用国家特定的政策和限定，制约工厂对建设规模、建设标准和投资过分要求，往往管理部门对工厂和设计院的分歧做出折中和充当裁判员。
设计院的这个独特的“角色”，随着开革的深入和市场经济的确立，投资主体由国家转变为建设单位（企业）后逐渐淡化、消失了，设计院的角色由过去的双重角色才彻底转变为单纯的服务。在新的形势下，主管部门和建设单位都对设计院提出了新的、更高要求 – 既要确保按质按量按时生产出需要的产品，又要节省投资和保证生产过程有较高效率。这是对设计院的新要求、新课题。。
2 渴望学习与实践新的工厂设计方法 公允地说，我国工厂设计领域50年没有大的进步，那时设计观念守旧，程序雷同、技术落后、方法简单，缺乏理论支持，难以适应国家经济发展和技术进步的需要，已引起一些设计管理部门不满和设计人员的深思。中国各行各业都有专业研究单位，惟独没有工厂设计的研究机构、也没有专职人员从事工厂设计理论和技术的研究工作。
1974年我从研制新产品单位回到了设计院，重操旧业。回来接受的第一个项目，就是我指导过产品研制的工厂。产品定型和工艺定型后要建设一座新的生产工厂，产品也要用于装备部队。因为我有了10年在工厂的“摸爬滚打”经历，对产品结构与性能了如指掌，对生产工艺和生产过程也如数家珍，对项目充满了信心。
然而设计进行得并没有像我预想的那么容易，感触很大。生产工艺很快就确定下来了，然而在工时确定、设备数量计算、生产工人数量配备、生产流程安排、物料准备、搬运和存放，辅助设施等方面却感到困难重重。对产品性能和生产工艺完全掌握之后，为什么对工厂设计还感到这么难呢从此我想了解国外的设计方法，到处查找国外资料、书刊，文化大革命开始时外文新书征订目录中有一本Plant Layout的影印书，但可惜没有出版。
文化大革命后，百废待兴，设计院也开始了新的转型。我们院的热加工有开展新工艺、新设备研究的传统，从60年代初期陆续开展了工频（和中频、高频）感应加热、板材爆炸成型，这些在国内算是起步最早的。后来又参与领导了大口径炮弹弹体的热挤压与冷挤压，大口径钢质焊接药筒等项目，这些科研成果都荣获国家或部技术进步一等奖。70年代后期，我又探索炮弹药筒生产枪弹化（多模连续引伸工艺）及其压力机、薄壁锥形筒连续成型原理和设备的研究试验工作。为了这些研究与试验我付出了青春。但是，这些研究本应是专业研究所的工作，我们有点越界了和不务正业了被安排从事了一段材料成型工艺和设备的研究，虽然出了不少成果，但是可以说偏离了我所从事的工厂设计本行，从1980年我开始退出了这些项目研究，专心转向工厂设计理论与方法的探讨上。国家中国经过几个五年计划建设，已经建立了比较完整的工业体系，工厂设计和建设不再是简单的生产规模的扩大和资金的简单再投入,而是以“挖掘内部潜力、促进技术进步、改善经营管理、提高竞争能力“为宗旨。几十年不变设计原苏联原来的模式的和传统的设计方法再也无法适应新形势和新的要求了，也不能让用户（建设方）信服和满意，应该变革与革新了。
最初，我从如何获得最优设备平面布置开始。生产设备的平面布置最优化是个组合问题，10台生产设备有 n 3628800种布置方式，仅凭手工终生难得最佳的结果。从一本日文生产管理书中了解国外工厂设计的一些方法，同时该书还附有算法和计算机程序。我就利用最早“AGL60”语言编写了程序并打穿孔带，在机器上算了一阵。虽然没有得到预想的效果，但达到了练兵的目的。不久当时正兴出国考察热，工厂设计单位一个团到法国等西欧国家考察。听我们工艺科长说看不懂人家的设计文件，无形中给工厂设计增加了一层神秘彩色，越发调起我的好奇心。这时一些考察报告和文章出来了，其中就有文章介绍Industrial Engineering 工业工程的，说它是工厂设计的理论和技术的基础，也是工业工程的最重要的领域。从此开始痴迷于工业工程了，想方设法寻找有关资料，萌生出国学习的愿望。
机会终于来了。1985年，国家建设委员会申请国家批准一批出国学习名额，但要通过国家考试。原兵器工业部建设局周中方局长给予了资助，指示学习的课题是“老厂现代化”。工厂现代化对我并不陌生，在我设计的项目中都采用了新技术、新工艺和新设备，主持过多次与多个国外厂商交流与技术商谈，引进了一些关键设备或仪器。但是，我出国学习的题目和范围不应该再是围绕新工艺和新设备，而是工厂不再“滚雪球”“面多加水，水多加面”式的扩大与延伸，不要增加硬件设备、人员和投资，就能提高生产能力的方法或措施。
到美国的第一件事，去找20年前在征订目录中看到那本Plant layout（工厂平面布置）的书。令人高兴的是，我还看到了Muther先生写的其他两本书，中文名是系统物料搬运分析和系统工业设施分析，我的另一位导师Zachary先生送给我一本工业工程手册（国内有译本），从这些书中系统地学到了工业工程理论和知识。更令人兴奋的地是，是看到了了第二次世界大战期间工业工程对提高美国战时动员、促进提高生产效率供应前线需要的特殊贡献，有的工厂提高产量１到3倍的案例。这不正是我要到国外要找到的老厂现代化的“真经”（老厂现代化）吗 我的导师Burke先生安排我跟着老师（一位６０60多岁的老头）实践时间测定（制订标准时间）和动作分析，安排我到一家宇航精密合金厂研究生产流程及其改善，带领我到一家报社进行浪费研究。这些实践和研究，对于我回国从事工业工程的研究和实践有巨大的影响和帮助。根据在美国的学习和实践，根据我对国内机电工厂的了解，我敢判定国内众多工厂在现有条件下最少可以提高效率或出产量30５０50％。
3初探工厂设计理论、设计方法并在实践中应用 3．1 独立进行工业工程实践 回国后，建设局的领导，特别是周中方局长语重深长地鼓励，开始准备和筹建工业设施系统方法研究和实践课题，在随后的10年间一直给予极大关怀和经济资助。
我们的研究是从“物流”开始的，这是许多设计院研究的热门话题。物流有多种解释，当时搞物流研究的是由设计院内“总图与运输”专业的人员发起的，他们着重于物料（原材料和零部件）的装载方式（单元器具），搬运方式（车辆、路线）及工厂总体布局。我们从另外的角度去研究“物流”，把目标锁定在“物料流”（Flow of Material）上。物料流就是应该就是生产流动，其目的是流动生产。我们一是寻求物料最短的流动路线，二是寻找合适“流动生产”的组织方式，三是给予作业时间标准。这样不仅使物料流动畅通，还要使物料停留时间最短和数量最少，使流动生产能够实现，大大提高生产效率。
1989年我们开始研究的第一个案例，对象是一家装甲运输车辆厂，典型的多品种小量生产方式。自制零件的机械加工分小、中、大件5个专业车间，最后到总装车间。当时在中国这样的工厂具有广泛的代表性，项目非常具有挑战性。这个项目对今天的各机电设计院仍然具有引导意义，故而介绍得稍微详细一点。这个项目中，我们综合应用了工业工程、工程设计、价值分析和计算机技术，整个过程有以下几个步骤 第一，收集基本数据 把自制的555种的零件名称、台件、作业顺序、工序时间、产品规格、形状、材料品种与规格和价格、工装等全部基础数据输入计算机 第二，对基础数据进行价值分析 按零件的价值（材料费加工费）进行ABC分析，规定10的A类零件品种占有70的产品价值、20的B类产品零件具有20的产品价值，另外的70C类产品零件只占有10的价值。
第三，聚类分析 对价值和数量都占20的B类零件根据零件的外部形状设定为10类，进行聚类分析，划分成组单元。
第四，组建新的生产组织 占总价值70的四轮、扭力轴等几个A类零件各组建一个单独专用生产线，对占总价值20而数量占20的中小件按零件的形状和材料品种组建10个封闭的生产单元，而那些价值只有510的70品种零件，建议工厂组织外协生产。
第五， 对新划分的生产组织，核定设备能力与负荷，计算并配备生产作业人员，进行平面布置设计。
第六，效益分析 对生产流程的正、反向流动距离进行分析，结果是生产流动距离缩短了5080，零件倒流（反向流动）减少了8095。另外的好处是，可以相应地减少人员、车辆的流动，减少安全事故隐患，管理人员对现场作业情况一目了然。
第七，实施建议与服务 为工厂编制了计算机生产计划与管理软件，代替了几十年的人工调度指挥生产，多次到厂交底，商谈实施细节。