[哲学]第一章 工业工程概论.ppt

,第一章 工业工程概论,第一节 引言 第二节 工业工程定义、目标和职能 第三节 工业工程发展历程 第四节 工业工程学科的特点和意识 第五节 工业工程的应用 第六节 生产率概述, IE的推动力是人类不屈于现状的意愿和求尽善尽美的成就需欲（achievement demand）。 IE是在人们致力于提高工作效率和生产率，降低成本的实践中产生的一门学科，就是把技术和管理有机地结合起来，去研究如何使生产要素组成生产力更高和更有效运行的系统，是实现提高生产率目标的工程学科。 IE的应用能够极大地推动生产发展和经济增长 。,工业工程在管理运作中的角色,工业工程是“生产力水桶”上两个提耳之一。离开工业工程，生产力的潜力和效率都得不到有效开发和提高 工业工程在降低运作成本方面可以发挥重要作用 工业工程起源于并成熟地应用于制造业，但其舞台不限于制造业,实施工业工程的目的,根本目的提高企业盈利水平、提高企业综合竞争力，提高企业生产率，提高社会生产率 实施工业工程，不但有利于企业，也有利于员工 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 从全社会角度看，实施工业工程将有助于社会资源的优化配置和有效利用，有利于可持续发展 广义工业工程的实施，将造福于社会各种产业,一 、工业工程的定义 二 、工业工程的目标 三 、工业工程的基本职能 四 、工业工程师的职能范畴,第二节 工业工程定义、目标和职能,引言 什么是工业工程？ 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。,IE-INDUSTRIAL ENGINEERING-工业工程，简称IE，是世界上公认的能 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。,一 、工业工程的定义,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、物理学和社会科学方面的专门知识和技术，以及工程分析和设计的原理与方法，对该系统所取得的成果进行确定、预测和评价。,第二节 工业工程定义、目标和职能,Industrial Engineering is concerned with the design , improvement and installation of integrated system of people(men) , materials, information , equipment , and energy . It draws upon specialized knowledge and skill 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 .,一 、工业工程的定义, 工业工程的本质 采用各种科学和工程的方法，以最少的输入，力求取得最大（佳）的输出，即实现最佳的工作系统。 输入： People, Materials, Information , Equipment , Energy 输出： Productivity, Quality, Cost , delivery, Safety,一 、工业工程的定义,二 、工业工程的目标,通过不断地改进和优化设计，使系统更加合理化，产生最佳的综合效益。 即：使生产系统投入的要素得到有效利用，降低成本，保证质量和安全、提高生产率，获得最佳效益。,三 、工业工程的基本职能,1. 规 划 2. 设 计 3. 实 施 4. 评 价 5. 创 新,1. 规划 确定一个组织在未来一定时期内从事生 产或服务所采取的特定行动的预备活动。包括总体目标、政策、战略和战术的确定。,三 、工业工程的基本职能,2. 设计 为实现某一种既定目标而创建具体实施系统的前期工作。包括技术准则、规范、标准的拟订，最优方案选择和蓝图绘制。,三 、工业工程的基本职能,三 、工业工程的基本职能,3. 实施 对具体的方案与项目进行实施。包括： 各种生产技术准备工作 日常的工艺管理 生产控制,4. 评价 对现存的各种系统、各种规划和计划方案以及个人与组织的业绩作出是否符合既定目标或准则的评审与鉴定活动。,三 、工业工程的基本职能,5. 创新 对现存各种系统的改进提出崭新的、富于创造性和建设性见解的活动。,三 、工业工程的基本职能,四 、工业工程师的职能范畴,1产品（或服务）的预测和决策 2生产系统设计和计划管理 3全面质量管理 4人因工程和工作设计 5项目管理 6经济学分析 7管理系统设计,第三节 工业工程发展历程,一 、科学管理时代 二 、工业工程时代 三 、现代工业工程发展趋势,从18世纪初期蒸汽机开始促进机械化生产起至20世纪30年代中期的这个时期，被称为科学管理年代，是工业工程的前身。在这个时期中发生了两件大事：一是第一次产业革命；二是泰勒(F.W. Taylor) 的科学管理运动 (1900年前后)。产业革命促进了大批的技术革新项目，制造企业的规模和复杂性也大幅度增大了。这时在英国兴起的零件可互换性和劳动专业化分工，被认为是促使大量生产成为可能的两个重要的IE观念。,一 、科学管理时代, 传统的工业工程阶段(20年代后期40年代中期) 工业工程与运筹学结合的阶段(40年代中期-70年代中期) 工业工程与系统工程结合的阶段(70年代中后期-现在),二 、工业工程时代,工业工程100年(孕育期),管理的意识随着氏族的形成就已经产生了 工程的概念直到土木、机械、电气、化学四大技术在18、19世纪先后发展起来之后，才开始萌发 早期的工程原理首先是在土木建筑方面发展起来的，当时叫做民用工程（Civil Engineering）,产业革命促进了大批革新项目，制造业的规模和复杂性大幅度增加。零件互换性(E.Whitney)和劳动分工(A. Smith)，是促使大量生产成为可能的两个重要的IE观念。 在德国兴起的标准化同样也是促进大量生产和工业化的重要IE成就。 1832年，英国的Charles W. Babbage发表了机械制造业经济论(On the Economy of Machinery Manufactures)，提出了时间研究的重要概念。,工业工程100年(第一阶段),F.W.泰勒(1856-1915)，被誉为工业工程之父。通过著名的“铁铲实验”、“搬运实验”和“切削实验”，总结了称为“科学管理”的一套思想，其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。,1910年，Frank Gilbreth和Lillian Gilbreth从事动作研究(砌墙实验)和工业心理学研究； 1913年，Henry Ford发明流水装配线； 1914年，Harry Gantt从事作业进度规划研究发明了著名的Gantt Charrt和按技能高低与工时付酬的计件工资制研究； 1917年，F. W. Harris研究应用经济批量控制库存量的理论；,工业工程100年(第二阶段),1908首次开设工业工程课程， 1918年美国宾夕法尼亚州立大学建立了工业工程系； 1911年美国Purdue大学机械工程系首先开设了工业工程选修课； 1920年美国成立了美国工业工程师协会（American Society of Industrial Engineer ,ASIE；后又成立AIIE），工厂中出现专门从事IE的职业； 1922年马肯著预算控制，1924年著会计管理； 1924-1931年W.A.Shewhart首创“统计质量管理”； 1924-1933年，G.F.Mayo通过“霍桑实验”首创“人际关系学说”； J.Fish 首创“工程经济”。,工业工程100年(第三阶段),40年代中期 ，英、美两国发表了关于运筹学成果的资料，立刻受到IE工作者的注意。OR是包括数学规划、优化理论、排队论、存贮论、博奕论等理论和方法在内的比较系统的学科体系，可以用来描绘、分析和设计多种不同类型的运行系统。 例如，对于设施设计（facility design），传统的IE主要凭工业的专门知识和经验设计车间、仓库的最佳布置和最优位置，使用的传统方法不外乎是流程图、模型板、规范清单等。而现在则可用OR的排队分析、数学规划，更系统、更方便、更精确地进行各种设施的设计，而且把IE的设施设计范围扩展到其他更复杂、更庞大的设施系统。,工业工程100年(第三阶段小结),第三阶段的IE与前两阶段的比较 以经验和定性分析为主 以定量分析为主。实际上，从休哈特开始，这些方法的发展使管理开始真正有了科学的依据，而不再只是一种艺术或经验。 以通过基层生产现场中作业研究来降低劳动成本为主 以研究整体系统的优化、降低各种资源消耗、提高整体系统的生产率为主。,工业工程100年(第四阶段),在50、60年代，系统科学（SS）有了长足进展。一种承袭了SS思想和包含自然科学、社会科学知识的、并声称也以OR为理论基础但很注重工程应用的技术系统工程（System Engineering,， SE）脱颖而出。SE重视系统哲学思想的培养和系统分析方法的训练，又包含有较丰富的自然科学和社会科学的知识，正是IE所需要的一种“统帅”学科。,SE的方法论,OR的定量方法,传统IE的专门技术,新IE？,新IE学科的“连续光谱”（continuum spectrum）,工业工程100年(第五阶段),70年代以来，特别是最近10年来，IE的发展出现了一些新动向： 早期的IE以提高制造现场作业效率和改进生产管理为主；现代IE则面向企业经营管理全过程。 早期的IE单兵独进，现代IE已经成为为企业CIMS、进而为企业发展到LAF企业提供管理集成基础结构的有效工具。 早期的IE只应用于制造业，现代IE已经普及到交通、建筑、服务和行政管理等多种产业中（例如全美医疗保健系统的规划和设计）。,第五阶段小结 工业工程向何处去？,应用范围从制造业扩大到服务业和非营利组织（非制造业工业工程应用大有可为） 应用重点从提升现场生产效率到提高系统的集成化综合效益（新型工业化） 特别依赖于信息科学与技术（计算机软硬件、网络与通信技术、数据库支撑环境等）,三 、现代工业工程发展趋势,研究对象扩大到系统整体 应用领域重点转向集成制造并扩大到制造业以外 的其它领域 以信息网络系统为手段，与计算机技术紧密结合 定性研究与定量研究相结合 广泛的国际交流和多学科协调发展,第四节 工业工程学科的范畴与特点,一、工业工程学科的范畴 二、工业工程学科的性质 三、工业工程学科的特点 四、工业工程学科的意识,一、工业工程学科的范畴,从学科角度把IE知识领域划分为17个分支，即： 生物力学。成本管理。数据处理与系统设计。销售与市场。工程经济。设施规划（含工厂设计、维修保养、物料搬运等）。材料加工（含工具设计、工艺研究、自动化等）。应用数学（含运筹学、管理科学、统计质量控制、统计和数学应用等）。组织规划与理论。生产规划与控制（含库存管理、运输路线、调度、发货等）。应用心理学（含心理学、社会学、工作评价、人事实务等）。方法研究和作业测定。人的因素。工资管理。人体测量。安全。职业卫生与医学。,二、工业工程学科的性质,按学科分类，国外一般把IE列为工程学范畴，这不仅仅是因为它的名称中包含“工程”二字，更主要的是因为它具有工程学的一般属性，即利用自然科学知识和其它技术对生产系统或其他系统进行观察、试验、分析、研究、设计等。, IE 的核心与目标是降低成本、提高质量、生产率； IE 是将新技术、新工艺转化为现实生产力的工程活动； IE的重点是面向微观管理； IE 追求系统的整体优化与合理化； 重视人的因素。,三、工业工程学科的特点, 成本和效率意识 问题和改革意识 工作简化和标准化意识 全局和整体意识 以人为中心的意识,四、工业工程学科的意识,四、工业工程学科的意识,工业工程师的基本信念 潜力总是有的 凡事总有一个更好的办法 改善无止境,第五节 工业工程的应用,一、工业工程的常用方法和技术 二、制造业中的工业工程 三、工业工程在工业先进国家的应用 四、工业工程在我国的应用与发展,一、工业工程的常用方法和技术,二、制造业中的工业工程,1工业工程基础(工作研究) 2设施规划与设计 3生产计划与控制 4工程经济 5价值工程 6质量管理与可靠性技术 7工效学 8人力资源开发和管理 9管理信息系统 10现代制造系统,三、工业工程在工业先进国家的应用,在先进国家中，生产运作管理工作主要由工业工程师担任。研究已经证明，像JIT和MRP II这样现代化的管理模式，由工业工程师来做是最合适的。因为，管理这种模式的人员既需要有较强的工程背景又要懂得管理，还必须具备熟练的计算机应用能力。这三方面的培养正是工业工程专业教学所并重的。,为什么IE会受到重视：,因为它能够提高生产率！ 众所周知，日本是一个国小、人多、资源 缺乏的 国。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 拥回而失业人数激坛。,再看今天的日本，面积不到38万平方公 里，人口不过1亿多，但国民生产总值占 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。,日本生产率的变化：,生产率%,美国生产率,100,50,20,60,70,80,90,年,拿汽车工业来说： 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,工业工程在国外的发展（1）,美国是工业工程的发源地，工业工程为美国的经济发展起到了重要作用 60年代后期开始形成以MRP、闭环MRP、MRPII为代表的美国IE模式 90年代刮起了BPR旋风,工业工程在美国,工业工程在国外的发展（2）,工业工程在日本,日本的IE最初也是从基础工业工程开始的 在6070年代创立了TQC模式(全面质量管理Total Quality Management,简称TQM) 70年代以来，推出了以JIT/LP/TPS为代表的日本IE模式,韩国和我国港台地区 工业工程的发展,韩国的工业工程 高等教育与学术组织（汉阳大学、KAIST、POSTECH、东义大学、庆星大学等，KIIE/KSIEKSCMS） 企业应用情况（三星、现代、LG等） 香港的工业工程 台湾的工业工程,美日IE的比较,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,四、工业工程在我国的应用与发展,1历史回顾 总的来说，在我国工程技术人员和管理人员中了解IE的人还不多；应用IE技术获得巨大经济效益的企业还很少。特别是，在我国的国有企业中还没有建立起“工业工程师”岗位责任制度，这在很大程度上阻碍了IE在我国企业的推广。,四、工业工程在我国的应用与发展,2工业工程在我国企业应用的前景, 工业工程在我国企业大有用武之地 服务业的管理是一个未开发的处女地,工业工程在我国的发展,我国工业工程产生的社会背景与美日等国家有相当大的历史落差 80年代初，引进、学习、模仿国外的工业工程经验 1989年，中国机械工程学会工业工程分会成立并举办第一次全国工业工程学术会议；至今已举办八次全国会议。联络了1000多名工业工程学者和专家，3000多个企业 企业应用工业工程成绩斐然,国内实施工业工程的成功案例,长春一汽变速箱厂降低流动资金70%，提高劳动生产率90% 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% 上海大众一线劳动生产率接近德国同行水平 科龙冰箱供应系统一次性降低流动资金3000万元 邯钢19941996年38个IE项目累计创利1.66亿元 .,中国可不可以用IE？,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。 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。,国内实施工业工程的成功案例,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。 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。九 月份，全厂推广，年底取得经济效益,200万元，节约152个劳力，场地313平 方米。93年取得经济效益1200万元；94 年取得1500万元。 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 。,为什么IE能够如此呢？,因为它有如下内容： 方法研究：寻求完成任何工作的最经济 合理的方法，达到减少人员、机器、无 效动作和消耗，并使方法标准化。 作业测定：制定用经济合理的方法完成 工作所需的时间标准，达到减少人员 、 机器设备的空闲时间。 以一个简单的材料搬运为例：,总库,日用库,装盘部,小 汽 车,手 推 车,改进及节省：,总库,装盘部,怎样看待国外工业工程与国内的落差,一元经济与多元经济，中国企业的三个层次 正确认识中国工业工程的时代特征 M时代（机器、物料、劳动力是核心资源。自1864年以来机器力、蒸汽力主导的工业化时代，工业工程的目标效率优先） e时代（资本是核心资源。自20世纪起，电气化、电子化、光电子化、网络化主导的工业化时代，工业工程的目标多样性和整体性） B时代（综合技术是核心资源。纳米、DNA主导的工业化时代，工业工程的目标技术的有效融合） K时代（知识是核心资源。以原创性知识产权主导的工业化时代，工业工程的目标促进创新） H时代（人本主义人性化时代，尊重人的情感，弘扬人类文化，追求人的高质素生活，例如身体和心理的健康） 时代的交叉与重合,我国的工业工程高等教育,1980年，开始引进西方的管理方法和技术 1992年，教育部批准西安交通大学、天津大学等工业工程专业本科培养方案并招生 1993年，教育部批准在西安交通大学、天津大学等学校设立工业工程专业工学硕士点并招生 迄今为止，全国开设工业工程本科专业的高校已达160多所 工业工程领域的高等职业技术教育仍然偏弱,工业工程的学科归属,科学学位,管理学,管理科学与工程,（工业工程）,工学,机械工程,（工业工程）,工程学位,工业工程领域,工业工程专业,工业工程系毕业生的就业情况 （天津大学）,1997年有第一届本科生。就业形势从1999年转旺，一次就业率100。 主要去向： 外资或民营企业（4050），如美的、富士康、顺达、华为等 考研（3040） 出国（1020） 公务员或事业单位（1015） 硕士研究生主要去向：研究机构、大企业 博士研究生主要填充师资,第六节 生产率概述,一、生产率的定义 二、提高生产率的意义 三、生产率测定 四、提高企业生产率的途径 五、生产率管理,引言 现代工业社会中，生产是人类最基本、最重要的一项活动。 什么是生产？ 生产就是制造产品（有形的生产），广义的生产还包括服务（无形的生产）。（三种产业的划分） 无论哪一种生产都是把自然资源和社会资源（生产要素，包括作为生产对象的材料、作为生产手段的机器和设施、为生产活动提供劳动力的人员、生产技术、信息等）转变程经济财富（产品和服务），从而增加附加值的过程。下面是一个生产系统模型 如何衡量生产系统转换效率？经济学上用生产率来衡量,一 、生产率的定义,生产率就是 产出与投入之比 生产率（P）= 产出 满足外界需要而生产的产品或提供的服务 投入 为获得这些产出而投入的生产要素,二、提高生产率的意义, 提高生产率是实现经济增长的主要手段 提高生产率是增加工资和改善人民生活的基本条件 提高生产率可以缓和通货膨胀 提高生产率可以增强国际市场竞争力，保持国际贸易平衡 生产率提高对就业和社会发展有促进作用 生产率与质量是同步发展的关系,三、生产率测定, 生产率测定的意义 所谓生产率测定就是对某一个研究对象（如一个生产系统）的生产率进行度量和计算。 我们的目的是要提高生产率，那么就必须首先测定生产率水平，以便有一个衡量生产率变化的基准。,三、生产率测定, 生产率测定的种类 (1) 按生产要素的种类分类 (2) 按生产要素的数量分类 (3) 按测定方式分类,生产率测定的种类,按生产要素的种类分类 劳动生产率 资本生产率 原材料生产率 能源生产率 总成本生产率,生产率测定的种类,按生产要素的数量分类 总生产率或全生产率 (Total Productivity) 多要素生产率 (Multifactor Productivity) 单要素生产率 (Partial-factor Productivity),生产率测定的种类,按测定方式分类 静态生产率 (Static Productivity Ratios) 某一给定时期的产出量与投入量之比 动态生产率指数 (Dynamic Productivity Indexes) 一个时期（测量期）的静态生产率与以前某个时期（ 基准期）的静态生产率之比值,三、生产率测定, 生产率计算公式 （1） 静态生产率（某一给定时期的生产率）,三、生产率测定, 生产率计算公式 （1） 静态生产率（某一给定时期的生产率） 单要素生产率：,、 分别为测定期内第 i 种产出量与投入量,三、生产率测定, 生产率计算公式 （1） 静态生产率（某一给定时期的生产率） 多要素或全要素生产率：,三、生产率测定, 生产率计算公式 （2） 动态生产率指数（两个不同时期生产率之比值）,三、生产率测定, 生产率计算公式 （2） 动态生产率指数（两个不同时期生产率之比值） 生产率指数:, 分别为现测定期 k内第 i 种产出量与投入量 分别为基准期 j内第 i 种产出量与投入量,三、生产率测定, 生产率测定的实施 1. 数据采集 （1）产品数据 （2）会计数据 （3）作业测定数据 2.生产率测定模型的选择 （1）单要素生产率模型 （2）全要素或多要素模型,四、提高企业生产率的途径, 影响生产率的因素 提高企业生产率的途径,四、提高企业生产率的途径, 影响生产率的因素,国家和部门生产率的影响 人力资源 科技水平 宏观管理 企业生产率的影响因素 产品设计 生产系统设计 生产规模 职工的素质 政治思想工作,四、提高企业生产率的途径, 提高企业生产率的途径,提高企业生产率的方法综述 1. 企业外部要素法 2. 企业内部方法 工业工程的应用, 提高企业生产率的途径,提高企业生产率的方法综述 1. 企业外部要