工业工程概述

清华大学 田青 2004年 2月 16-19 工业工程 （工作研究） 什么是工业工程？ 工业工程的产生、发展与应用 工业工程（工作研究）的基本内容 工业工程概述 1. 什么是工业工程什么是工业工程 ？ 美国为什么强盛？ 美国质量管理权威朱兰博士说： “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。 案例：日美汽车生产比较 1.汽车生产历史 2.日本的汽车生产 丰田生产方式 （ TPS） 美国用工量 日本 用工量 装配一辆汽车 33个 14 个 制造一辆车身 9.5小时 2.9 小时 制造一发动机 6.8小时 2.8 小时 日本丰田生产方式的创始人 大 野耐一 说： “ TPS就是美国的工业工程在日 本的应用 。 ” 低成本高效率实现企业目标 怎样提高企业效益？ 增加销量 提高价格 降低成本 $ P C QO 利润 =销售收入 -成本 或 E=P*Q C*Q =(P-C)*Q E 总库 日用库 装盘部 小 汽 车 手 推 车 案例：案例： 改进及节省： 总库 装盘部 在工作当中，不断寻求更容 易、更有效率、更经济而且能令心情更 愉快的工作方法 工业工程的精神。 工业工程是： 杜绝各种浪费，有效地 提高生产率和经济效益的把技术 与管理有机地结合起来的一门边 缘学科。 生产要素 人、财、物 投入 转换 产出 生产的财富 产品、服务 生产率 =产出 /投入 技术 管理 工业工程 (Industrial Engineering， IE) 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） 1982 日本生产率的变化： 生产率 % 美国生产率100 50 20 60 70 80 90 年 实施工业工程 作用？ 1.长春一汽变速箱厂降低流动 资金 70%， 提高劳动生产率 90% 2.二汽车桥厂转向节生产线产 量提高 29.8%，废品率下降 68%，设 备故障率下降 84% 3.上海大众一线劳动生产率接 近德国同行水平 对企业的作用与效果： 提高企业盈利水 平 提高企业综合竞 争力 提高企业生产率 提高社会生产率 对员工： 增加收入，提高生活水平 保障职业稳定性、安全性 减轻疲劳强度，维护身体 健康 3.对社会： 社会资源的优化配置和有效利用 ； 有利于可持续发展。 所以，实施工业工程所以，实施工业工程 将造福于社会各种产业。将造福于社会各种产业。 工业工程核心 降低成本 提高质量 提高生产率 案例 ： 日本面积不到 38万平 方公里，人口不过 1亿多，资源 缺乏的国家 。二次大战后，厂 房、道路、桥梁都受到严重破 坏，经济面临全面崩溃，全年 1/3时间停产，加上 600万日军 和移民拥回而失业人数激增。 再看 今天的日本 国民生产总值占世界国民生产总值 的 10%， 据 1980年的统计， 日本国民的人均生产总值为 1.087 万美元 ，居世界第 二 位。 7. IE的意识 ： 成本和效率意识 问题和改革意识 工作简化和标准化 意识 全局和整体化意识 以人为中心的意识 。 工业工程与管理 生产力 水 D 专业工程技术 A 工业工程 B 管理 C A 图 6 工业工程、管理、专业工程技术关系示意图 B A D D C C 工业工程起源 F.W.泰勒 (1856-1915) 工业工程之父 。 “铁铲实验 ” “搬运实验 ” “科学管理 ” “切削实验 ” 内容涉及 制造工艺过程 、 劳动组织 、 专业化分工 、 标准化 、 工作方法 、 作业测量 、 工资激励制度 以及 生产规划和控制 等问题的改 进，其科学性和系统性为 IE开创了通向今天的 道路。 泰勒 “ 搬运生铁实验 ” 工作量（吨 /天） 成本（美分 /吨） 工 资 改 进 前 12.5 9 1.15 $ 改 进 后 47.5 4 1.85 $ 选人： 6001407441 人：身体最好，技术最 熟练。 商定：工资 1.15美元 /小时 1.85 美元 /小时。 工作内容：将铁块搬上火车。 条件是：一块钢块， 47公斤重；一条过板， 10米长 ，一头 放在火车上，一头放在地上，要求 7分钟搬 14块， 坐下休息 10分钟。 “铁锹实验 ” 实验前 :干不同的活拿同样的锹，铲 不同的东西每锹重量不一样 思考：应当有一个效率最高的重量 实验发现： 22P时效率最高 实验后： 铲不同的东西拿不同的锹 结论： 生产效率得到提高 铁锹的效率曲线 每锹重量 效率 金属切削实验 定了人动时间 ,也应该定机动时间 进行了 26年 切削了 80万吨钢铁 进行了三万次实验 发明了高速钢 ,获得了专利 用专利的收入宣传科学管理 金属切削实验 定了人动时间 ,也应该定机动时间 进行了 26年 切削了 80万吨钢铁 进行了三万次实验 发明了高速钢 ,获得了专利 用专利的收入宣传科学管理 科学管理 劳动生 产率的提高； 标准工作法； 工作日工作量标准； 工具、材料、机械、 环境的标准化； 劳资双方的协调与合作问题； 劳作研究，使其标准 化； 计划与执行分开等。 推行 整个美国 劳动生产率在 1920年 -1930年提高了 一倍，许多工业部门的劳动生产率走在世界前列。 泰勒： 1911年 科学管理原理 泰勒 著名的三大实验 1搬运铁块的实验 2铁砂和煤炭的铲掘实验 3 金属切削实验 泰勒的三个基本出发点 效率至上 为了谋求最高的工作效率可以采取任何的手段 劳资双方应该共同合作 吉尔布雷斯夫妇 弗兰克， 17岁当了砌砖工，通过实践将砌砖动 作从 18个减少到 5个，速度由每小时 125块提高 到 350块。 莉莲， 毕业于加利福尼亚大学，心理学博士。 1904年与弗兰克结婚，婚后 9年生育扶养了 12个 称为 “一打 ”的孩子（后出版 论 “打 ”要更便宜 些 ，并拍成电影）。被称为 “第一位女管理学 家 ”。 砌砖实验 设计了一个起落架， 动作节省：（ 1819 ） （ 45 ） 效率：是别人的三倍。 吉尔布雷斯的著作： “动作研究 ”、 “应用动作研究 ”、 “管理心 理学 ” 、 “疲劳研究 ”等。 1.发展了动作研究 研究工具先进。 研究更加深入并且系统化、规范化。 寻找、选择、抓取、移物、定位、装配、使用、 拆卸、检验、预放、放手、空移、休息、夹持、 计划（考虑操作方法而迟延）、迟延（不可避免 的）、故延（故意的）。 2.开创了疲劳研究 那些不能减轻疲劳、仅能加快速度的动作不可取。 对于不必要的动作产生的不必要的疲劳，要通过动作 研究用消除不必要的动作来消除不必要的疲劳 。 对于必要的动作产生的必要的疲劳，则要通过改善工 作环境条件和有效休息，使其减少到最低程度。 3.提出动作五原则 尽量减少动作种类、数量和方向变化，缩短 动作长度； 力求减少动作引起的疲劳； 使习惯成自然； 制定出动作标准，给工人以正确指导； 应充分注意改进提高产品质量的动作。 4.应用刺激性的定额工资制度 必须使用标准操作方法工作。能应用标准方法并 完成定额，按高工资率付酬；一定程度上能适应标准 方法，按中间工作率付酬；不能适应标准方法，但能 用自己的方法完成工作，允许继续使用自己的方法， 但按低工资率付酬。 2、工业工程的发展 科学管理 工业工程 现代 IE 组织行为 科学 管理理论 丛林 现代管理 哲理管 理技术 美日 IE的比较 工程 技术 人 物料 设备 能源 信息 低成本 高效率 企业目标 设计 规划 行为 运作 人 人 物料 设备 能源 信息 低成本 高效率 企业目标 使用 改善 准时化 自动化 美国 IE注重以技术驱动，通过设计达到目的 日本 IE注重以人驱动，通过改善达到目的 邯钢 19941996年 38个 IE项目 累计 创利 1.66亿元； 上海仪表局下属八家厂推广应用 IE ，投入 50万元，收入 6200万元。 1986年，上海金陵无线电厂通过 推广 IE使该厂流水线生产能力提高了 40%，半年间仅 成本 就节约了 80万元 。 在我国的应用 成都市红光电子管厂在引进的显象 管生产线上应用 IE， 年增产 42万只电 子枪，投入 0.98万元，获得 363万元的 效益。 北京机床电器厂运用 IE改造电器产品 装 配生产线，使产量翻番，年新增产值 1165万元，新增税利 349万元。 1992年初广州电池厂，以二车间为 IE 试 点，四个月时间，取得经济效益 19 万元 节省 20个劳力，节约场地 48平方米 。 广东科龙电器有限公 司冰箱公司，四条 生产 线原设计生产能力 60万台 / 年，实际 生产 43万台， 应用 IE后， 93年生产了 75 万台， 94年生产了 91万台 ，在此基础上 引进 100万 台改造项目， 94年底投产 ，生 95万台，与 43万台 相比，增加了 52万台，相 当于投资几亿新建一个大 型冰箱厂。 工作设计（工作研究 +人机 工程） 设施规划与物流系统设计 工程