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工业工程复习 洪 跃 Contents 什么是工业工程1 工业工程的沿革2 工业工程的研究方法3 工业工程的学科4 工业工程应用的领域5 工业工程的哲学理念6 一 . 什么是工业工程 v工业工程定义 v工业工程范畴 v工业工程意识 4 4 p管理大师 Peter Drucker:工业工程已经被证明是 20世 纪是最为重要、最具影响力的工程技术,它是唯一世界 范围内被接受和具有广泛影响的美国人的思想。无论何 时,工业工程一旦应用将有可能将工人劳动生产率提高 100倍。 5 5 p质 量管理之父 约 瑟夫 朱 兰 ( DR.J.M.Juran):美国 值 得 向全世界夸耀的 东 西就是 IE,美 国之所以打 胜 第一次世界大 战 ,又有打 胜 第二次世界的力量 ,就是美国有 IE。 6 p丰田生 产 方式 创 始人大野耐一: 20世 纪 50年代全日本都在研究工 业 工程 这 种 赚钱 的技 术 所 谓 丰 田生 产 方式就是丰田式的工 业 工程 。 7 7 p 美国伯克利大学工 业 工程系的主 页 上有一 段 话 ,描述什么是工 业 工程: 当你看到一个静止的物体的时候,那就是土木工程;当你看到一个物 体在运动的时候,那就是机械工程;当你闻到味道的时候,那就是化 学工程;当你看不到东西的时候,那就是电子工程;当你想都想不到 的时候,那就是工业工程。 8 8 p美国 IIE学会 :工业工程不是只限于某种特定工业的技能, 所有希望其资本消耗能够获得最佳生产和质量的组织,都要 聘用工业工程师。 p工业工程成为美国重要的工程学科,是工程学院的 7大学 科之一(机械工程、电子工程、化学工程、土木工程、计算 机、工业工程、航空工程)。美国一流大学都设置工业工程 专业。美国工业工程大学毕业生占全国人口 4.5%6.5% ,硕 士生占 8.6%9.2% ,博士生占 3.7% 以上。 工业工程的定义( 1) 工业工程 (Industrial Engineering)是对有 关人员、物资、设备、 能源和信息 等组成的 整体系统 (Integrated System)进行 设计 、 改进 和 实施 的学科。它应用数学、物理和社会科 学的专门知识与技能,并且使用 工程分析 的 原理和方法,对上述系统可能取得的成果予 以阐述、预测和评价。 美国工业工程师学会( AIIE) 工业工程的定义( 2) 工业工程是 实现规划、设计、实施与管理生产和服务 (保证功 能、可靠性、可维修性、日程计划与成本控制 )系统的主要 (Leading)职业。 这些系统可能是 自然界的社会技术,通过产品的生命期、服 务或程序,完成人员、信息、原料、设备、工艺和能源的 集成。 其目标为 :达到盈利、效率、效益、适宜性、责任、质 量、产品与服务的连续改善。 所用的知识和方法 :涉及到人因和社会科学 (包括经济学 )、 计算机科学、基础科学、管理科学、通讯技术、物理学、 行为学、数学、统计学、组织学和伦理学。 美国工业工程师学会 (AIIE)-1989 工业工程的定义( 3) 工业工程是从事把人员、原材料、设备 作为一个整体系统去发挥其功能的科学;它 是进行经营管理系统方面的设计、改善与设 置工作的学科。为了规定、预测、评价经营 管理系统的成果,运用数学、自然科学、社 会科学中的特定知识,同时使用技术分析与 归纳的原理和方法。 日本工业工程师学会( JIIE) 工业工程的定义( 4) 工业工程是将基础科学、工业知识和一些方法 ,在工业企业与其它领域中应用的技术。为了提高 生产效率,为了研究某项政策对其它政策的经济有 利性,要对工具准备建立适当的程序。为了达到上 述目的,必须经常将成果和成本结合起来考虑。因 此,工业工程是经营技术部门的活动,应注意处理 下列有关问题:决定产品品种、设计产品、标准 化、成本分析、生产方式、生产管理、设备配置、 运输管理、工具设计、动作与时间研究、奖励工 资、合理化建议、人际关系等。 英国工业工程视察团 Industrial engineering is concerned with the design of integrated systems involving people, materials, information, equipment and energy, so that the overall system functions efficiently and human needs are adequately met. Industrial engineering is distinctive in two respects: the industrial engineer typically works on problems or systems which include human beings as a major variable; and the industrial engineer is by definition a systems engineer, whose unique combination of skills can be applied to many working environments. The University of Tennessee Purdue University Industrial engineering is a broad professional discipline concerned with designing effective systems and procedures for using the basic resources of production (people, machines, and systems) in organizations where human and physical resources are combined to achieve specific objectives. An industrial engineer draws upon knowledge of mathematics, physical and engineering sciences, and management and behavioral sciences to function as a problem- solver, innovator, coordinator, and change agent. Industrial engineers are now practicing in all phases of manufacturing industries, service industries, and government agencies in such areas as system design, policy analysis, production management, evaluation of capital equipment proposals, improved product reliability, statistical quality control, increased productivity and customer satisfaction programs. Designs of manufacturing processes including computer-aided-manufacturing, use of robotics, production-scheduling procedures, facilities design, automated material handling, human factors, ergonomics, safety, work simplification, etc. Industrial engineering is the engineering discipline that concerns the design, development, implementation, and evaluation of integrated systems of people, knowledge, equipment, energy, and material. Industrial engineering draws upon the principles and methods of engineering analysis and synthesis, as well as mathematics, physical, and social sciences. Industrial engineers work to eliminate wastes of time, money, materials, energy, and other resources. 16 v日本工 业 工程 师 学会( JIIE) 工 业 工程是从事把人 员 、原材料、 设备 作 为 一个整体 系 统 去 发挥 其功能的科学;它是 进 行 经营 管理系 统 方 面的 设计 、改善与 设 置工作的学科。 为 了 规 划、 预测 、 评 价 经营 管理系 统 的成果,运用数学、自然科学、 社会科学中的特定知 识 ,同 时 使用技 术 分析与 归纳 的 原理和方法。 17 vIE定 义 的剖析 工 业 指是会生 产 、建 设 、交通、服 务 等 产业 的集合,不局限于工 业 生 产 集成系 统 指管理 对 象的全部 工程分析 不 仅 指一般工程技 术 的分析,而且包括系 统 工程的原理和方法 IE 的研究 目 标 能源和信息 是 强 调现 代生 产资 源、要素的新内容 18 19 v总结 具有 权 威性的是美国工 业 工程学会提出的定 义 。 尽管各种定 义 的表述方式不同, 说 明的 侧 重点不同, 但其内涵基本是一致的。各种 IE定 义 都旨在 说 明 工业工程 Industrial Engineering IE v 工业工程是对人员、物料、 设备、能源和信息所组成的集成系统, 进行 设计、改善和设置的一门学科。它综合运用数学、物理学、社会科学的专 门知识、技术以及工程分析与设计的原理、方法,对由人、物料、设备、 能源、信息组成的集成系统,进行规划、设计、评价、改进(创新)的一 门学科。 v The branch of engineering concerned with the design, improvement, and installation of integrated systems of people, material, information, equipment, and energy. It draws upon specialized knowledge and skills in the mathematical, physical, and social sciences together with the principles and methods of engineering analysis and design to specify, predict, and evaluate the results to be obtained from such systems. 图示图示 IE定义:定义: 人员人员 物料物料 设备设备 能源能源 信息信息 综 合 体 系 利用 设计设计 Design 改善改善 Improve 设置设置 Installation 专门的专门的 数数 学学 物理学物理学 社会科学社会科学 知识知识 技术技术 期待的成果期待的成果 规划规划 设计设计 评价评价 改进改进 创新创新 工学的工学的 分析分析 设计设计 原理原理 方法方法 通过通过 P生产生产 Q品质品质 C成本成本 D交货交货 S安全安全 F财务财务 工业工程是对于由人、物料、设备、能源 和信息所组成的集成系统进行设计、改进 和设置的一门学科,它综合运用数学、物 理学和社会科学的专门知识与技能,以及 工程分析和设计的原理与方法,对该系统 所获得的结果进行阐述、预测和评估。 概括而言,所有人类及非人类参与的活动 ,只要有动作出现的,都可应用工业工 程的原理原则,以及工业工程的一套系 统化的技术,经由最佳途径达到目的。 譬如工业工程中的动作连贯性分析( operation sequence),由于人类的任 何一种动作都有连贯性,因此把各动作 经仔细分析,分成一个个微细单元,删 掉不必要的动作,合并可连接的动作, 以达到工作简化、动作经济、省时省工 之目的。 工业工程定义的进一步说明 vIE是一门工程类科学技术,是 技术与管理 交叉的复合学科; vIE的研究对象是由人、物料、能源、资金和信息生产要素构成 的各种生产及经营管理系统。 且不限于工业生产领域 ; vIE采用和依托的理论与方法,来自 数学、自然科学、社会科学 中的专门知识和工程学中的分析、规划、设计等理论 。特别是 系统工程的理论和方法、计算机系统技术关系密切; vIE的任务是如何将由人、物料、设备、能源、资金、信息等生 产要素组成一个集成系统,并不断 改善 , 从而实现更有效地运 行; vIE的目标是 提高生产率和效益,降低成本、保证质量和安全, 获取多方面的综合效益; vIE的功能是对生产系统进行 规划、设计、评价、改进和创新 。 工 业 工 程 学 图 解 管 理关系到 集团的 静态的 动态的 个体的 推进其整体工作如领导职权、交换 意见、咨询、顾问、工业和 公共关系等 安排和 校正工 作如组 织及方 法学 工作分 析和测 定如动 作和时 间研究 个体的调整如职工 的选择、招新、转正、定职 训练、报酬、福利、卫生、调动、 提升、退休及养老金等 工业心理及人事管理 公共行政 工 业 或 生 产 工 程 成 本 会 计 组 织 及 方 法 会 计 法 律 统计学 经济学 地理学 工程学 数学 物理学 化学 冶金学 心理学 生理学 神经 病理学 生物学 医学 人类学 社会学政治学 v工业工程简介 q 工作研究 q 工效学 q 设施规划与设计 q 物流系统分析与运作 q 运作管理(生产过程控制 ) v 项目管理 v 预测 v 生产规划 v 作业排序 v 库存控制与管理 v 质量管理 v 制造过程仿真 q 工程经济 q 工业工程中的定量分析方法 v概率与数理统计 v运筹学 v优化 q 现代工业工程管理理念 v准时生产 JIT v并行工程 CE v企业流程重组 BRP v企业资源规划 ERP v同步制造 SM v供应链管理 SCM v敏捷制造 Agile Mfg. Operations Research Ergonomics Production Systems 工业工程四大知识领域工业工程四大知识领域 IE知识领域 生产系统工程生产系统工程 IE信息技术 现代经营工程现代经营工程 人因与效率工程人因与效率工程 技术经济分析 工业设计 经营经营战略管理 运筹学及系统工程运筹学及系统工程 工作研究 组织设计 人力资源开发与管理 功效学 设施规划与物流分析 生产计划与控制 质量管理与可靠性 现代制造工程 运筹学 系统工程 工业工程常用的方法和技巧 系统工程方法 通用方法 IE专用方法 企业现状的系统 分 析方法 数学规划方法 网络计划方法 经济订货量的计算 系统模拟方法 排队理论 u 目标成本制定 u 成本差异计算与分析 u 基于作业的成本控制法 u 人体测量 u 工业设计 u 学习曲线 u 组织设计方法 u 激励与分配机制 u 资金时间价值分 析 u 投资效益分析与 评价 u 技术改造与设备 更新的经济分析 u 预测方法 l 流程图分析 l 作业分析 l 动作分析 l 作业测定方法 l 系统布置设计 l 质量管理的统 计分析 l 可靠性评价 l 生产能力测定 l 综合生产计划编制 l 主生产计划制定 l 物料需求计划 l 生产作业计划 l 生产率测定与评价 l 工作设计 l 工作环境研究与评价 IE方法与工具方法与工具 二 . 工业工程的关键问题 v工作研究 v质量研究 v改善循环 v流程设计 v设施规划 v生产规划 v生产率 1. 工作研究 v工作研究 时间 研究 -主要 发 明者是 F.W.泰勒。 工 时 定 额 ,学 习 曲 线 动 作研究 -主要 发 明者吉 尔 布雷斯。 5W1H,ECRS(取消合并重排 简 化) v工作 设计 好的工作系 统设计 , 能 为 操作人 员 指明好的工 作方法 , 以 满 足技 术 要求和操作人 员 的生理需 求。 为 此 , 必 须应 用工作研究、人的行 为 理 论 和人因工程等的研究 结 果 进 行工作系 统设计 。 v质 量是事物本 质 特性,就事而言体 现 了一 组 固有的 特性 满 足需求的程度,譬如 优 劣;就物而言体 现 了 所含物 质 的多少。 v质 量管理就是在生 产 的各个 阶 段 应 用 统计 学的原 理与方法,最 经济 的生 产 出具有使用价 值 的商品。 v全面 质 量管理的 创 始人菲根堡姆 认为 , 质 量管理 就是 综 合 协调 企 业 各部 门 活 动 ,构成保 证 与改善 质 量的有效体系,在最 经济 的水平上生 产 出充分 满 足 顾 客 质 量要求的 产 品。 v现 代 质 量管理的主 导 者朱 兰 博士将 质 量管理划分 为 三个普遍的 过 程,即 质 量策划、 质 量控制和 质 量改 进 ,称 为 朱 兰质 量管理三部曲。 2. 质量管理 QC统计 工具的分 类 老七种工具 新七种工具 调查表 关联图 排列图 亲 亲和图( KJ法、 A型图解) 因果图 系统图(树图) 散布图 矩阵图 分层法 网络图 直方图 PDPC法(过程决策图法) 控制图 矩阵数据解析法 老 七种工具的运途 QC 七种工具 散布 图排列 图简 易 图 表调查表 因果 图 直方 图 控制 图序号 程序 方法 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 制定 对 策 对 策 实 施 检查 效果 巩固措施 遗 留 问题 确定主因 分析原因 设 定目 标 现 状 调查 选题 注: 1 、 特别有效 有效 有时采用 2、简易图表包括:柱形图、饼分图、折线图、雷达图、箭条图 新 七种工具的运途 正交 实验矩 阵图亲 合 图系 统图 矩 阵 分析 PDPC 矢 线图关 联图 其他 七种工具 序号 程序 方法 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 制定 对 策 对 策 实 施 检查 效果 巩固措施 遗 留 问题 确定主因 分析原因 设 定目 标 现 状 调查 选题 注: 1 、 特别有效 有效 有时采用 2、简易图表包括:柱形图、饼分图、折线图、雷达图、箭条图 3.改善循 环 v戴明 环 改善 PDCA 计 划、 执 行、 检查 、 处 理 应 用与 质 量管理、流程管理 v六西伽 玛 改善 DMAIC “定 义 D”、 “测 量 M”、 “分析 A”、 “改 进 I”和 “控制 C” 一般用于 对现 有流程的改 进 ,包括制造 过 程、服 务过 程以及工 作 过 程等 v现场 管理 5S vIE七大手法 防呆法、 动 改法、流程法、五五法 5W1H、人机法、双手法、 抽 查 法 程序分析、 动 作分析、搬运分析、 动 作 经济 原 则 、作 业测 定 、布置研究、生 产线 平衡 工程分析、搬运工程分析 ECRS、运 动 分析(工作抽 查 )、生 产线 平衡、 动 作分析、 动 作 经济 原 则 、工厂布置改善 战战 略略 信信 息息 技技 术术 业业 绩绩 评评 估估 流流 程程组组 织织 架架 构构 环 环 市 场 境 境 业 行 什么是流程 ? 4.流程 设计 39 流程 是一 组 共同 为顾 客 创 造价 值 而又相互关 联 且循序 渐进 的 业务 活 动 。 订单 完成 人事 管理流程 业务 流程 按企 业 活 动 性 质 划分 组织 战 略制定 物料采 购 库 存管理 产 品生 产 40 结 构性 普遍性 目 标 性 层 次性动态 性 整体性 企 业 的任何 经营 活 动 都是由流程 组 成的 根据不同流程的 执 行情 况可以分 为 串 联 、并 联 或反 馈 等各种形式 所有流程的 设计 初衷必 须 有明确的目的和服 务对 象 流程主持人 应该 随 时 根 据企 业 需要而 动态调 整 甚至重新 设计 流程 流程可以按 层级 划分 不同的流程之 间应 有 比 较 一致的理念 41 为 达到期望的管理或 业务 成果 ,通 过 明确的 组织 人 员执 行的一系列 的管理 /业务 活 动 ,在此期 间 , 获 得了各种 输 入, 产 生了特定的 输 出。 流程 图 中的符号及其含 义 流程 图 中的常用符号及其含 义 5.设 施 规 划 设 施 规 划与 设计 是运用系 统 工程、运筹学、 计 算 机技 术 等 现 代科学技 术 , 综 合考 虑 各种相关因素 , 为 新建、 扩 建或改建的生 产 系 统 或服 务 系 统 , 进 行系 统 的 规 划、 设计 与 实 施,使企 业 的 资 源得 到有效配置,使企 业 的物流、人流、信息流得到最 大程度的 优 化,使整个系 统 能 够 高效运行, 实现 预 期的目 标 。 设 施 规 划与 设计 ( Facilities Planning and Design )是生 产 或服 务 系 统设计 的重要 组 成部分, 为 新 建、 扩 建、改建或改善生 产 (服 务 )系 统 ,根据系 统应 完成的功能, 对 其各 项设 施以及人 员 、投 资 等 进 行系 统 的 规 划、 设计 与安排,使 资 源得到合 理配置,使系 统 能 够 有效运行。 设 施 规 划与 设计 的研究内容 设 施 规 划与 设计 涉及的范 围 广泛,与其他学科相 互交叉,是一 门综 合性很 强 的学科。 从 工 业 工程角度考察 布置设计 物料搬运 系统设计 建筑设计 物料搬运 系统设计 信息通信 设计 公用工程 设计 设 施 规 划 设 施 布 置 布置 设计 搬运系 统设计 建筑及公用 设 施 设计 场 址 选 择 对 可供 选择 的地 区和具体位置的 有关因素 进 行分 析和 评 价,达到 最 优 化 对 建筑物、机器、 设备 、运 输 通道、 场 地,按照人流、 物流、信息流的合理需要, 作出有机 组 合和合理配置。 对 物料搬运的路 线 、 运量、搬运方法和 设 备 、 储 存 场 地等作出 合理安排。 系 统 通信 设计 信息通信 传输 系 统 的 设计 根据 对 建筑物和构 筑物的功能和空 间 的需要, 满 足安 全、 经济 使用、美 观 的要求,以及 对 热 力、 电 力、照 明、 给 排水、采暖 通 风 等公用 设 施 进 行系 统 、 协调 的 设计 设 施 规 划 的 系 统 化 设 计 程 序 四个四个 阶阶 段段 设设 施位置施位置 选择选择 整体布置整体布置 详细详细 布置布置 建厂的建厂的 实实 施施 五个五个 层层 次次 (A)初步的企初步的企 业规业规 划划 (B)生生 产产 流程分析与流程分析与 设计设计 (C)物料流程分析与物料流程分析与 搬运系搬运系 统设计统设计 (D)活活 动动 相关性分析相关性分析 与布置与布置 设计设计 (E)布置方案的布置方案的 评评 估估 与确定

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