第二章 工业工程概述

基础工业工程 基础工业工程 内容提要内容提要 b第五章第五章 作业分析作业分析 b第九章第九章 预定时间标准法预定时间标准法 b 第一章第一章 生产与生产率管理生产与生产率管理 b 第二章第二章 工业工程概述工业工程概述 b 第三章第三章 工作研究工作研究 b第四章第四章 程序分析程序分析 b第六章第六章 动作分析动作分析 b第八章第八章 工作抽样工作抽样 b第十章第十章 标准资料法标准资料法 b第七章第七章 秒表时间研究秒表时间研究 第二章第二章 工业工程概述工业工程概述 基础工业工程 泰勒的时间研究泰勒的时间研究 吉尔布雷斯的动作研究吉尔布雷斯的动作研究 什么是工业工程？什么是工业工程？ 基础工业工程 泰勒的时间研究泰勒的时间研究 Fw泰勒，美国， 1856 1915， 1881年 , 他担任米德威 尔钢铁厂的总工程师，进行了 铁铲实验 ，即时间研究。 煤 =3.5磅 铁砂 =38磅 铁铲实验 基础工业工程 泰勒的工作研究 铲焦炭专用 铲煤专用 铲土专用 铲铁砂专用 铲铜矿石专用 = 21.5磅 基础工业工程 因素因素 改善前改善前 改善后改善后 员工数员工数 (个个 ) 400-600 140 铲费铲费 改善后改善后 减少减少 50% 工人工资工人工资 增加增加 60% 成本成本 年年 节省节省 78000美元美元 泰勒的工作研究 基础工业工程 吉尔布雷斯的动作研究吉尔布雷斯的动作研究 F.B. Gilbreth和 L.M. Gilbreth 进行了砌砖实验，即动作研究 ，提出了 17个动作要素。 基础工业工程 吉尔布雷斯的动作研究吉尔布雷斯的动作研究 因素因素 改善前改善前 改善后改善后 动作数动作数 18 5 工作效率工作效率 (砌砖数砌砖数 /小时小时 ) 120 350 基础工业工程 q1.了解了解 工业工程的产生和发展工业工程的产生和发展 过程；过程； q2.了解关于工业工程的各种定义，并掌握了解关于工业工程的各种定义，并掌握 工业工业 工程的内涵工程的内涵 ； q3.明确明确 工业工程与生产率工程的关系工业工程与生产率工程的关系 ； q4.了解了解 工业工程的内容体系和学科特点工业工程的内容体系和学科特点 ； q5.了解了解 工业工程人才的素质结构和知识结构工业工程人才的素质结构和知识结构 。 教学目的与要求教学目的与要求 第二章第二章 工业工程概述工业工程概述 了解了解 工业工程的产生和发展工业工程的产生和发展 过程；过程； 了解关于工业工程的各种定义，并掌握了解关于工业工程的各种定义，并掌握 工业工业 工程的内涵工程的内涵 ； 明确明确 工业工程与生产率工程的关系工业工程与生产率工程的关系 ； 了解了解 工业工程的内容体系和学科特点工业工程的内容体系和学科特点 ； 了解了解 工业工程人才的素质结构和知识结构工业工程人才的素质结构和知识结构 。 基础工业工程 q第三节第三节 工业工程的内容体系和人才素质工业工程的内容体系和人才素质 教学内容 q第一节第一节 工业工程工业工程 q第二节第二节 工业工程的产生与发展过程工业工程的产生与发展过程 q复复 习与思考习与思考 q引言引言 基础工业工程 产品和服务是如何生产出来的？ 如何降低资源消耗？ 引言 企业生产运作管理关注的两大问题 What Why ？ 产品与质量战略 Where？ 厂址与现场布局 When Who？ 生产计划与排程 How？ 工作方法与运作流程 生产运作管理解决的具体问题 基础工业工程 T/D (Time/Delivery) Q (Quality) C (Cost) S (Safe or Service) F (Flexible) E (Environment) 最基本的最基本的 企业生产运作管理的目的 基础工业工程 以汽车企业为例，拿到定单或预 测产品需求后应该考虑： （ 1）如何在规定的时间内完成所 需的产品品种和数量？ （ 2）如何保证产品质量、降低产 品的成本？ （ 3）如何高效率地完成产品？ 问题解决途径和方法 企业的生产计划与控制 现场管理 运作流程与作业方法 企业生产运作与管理存在的问题 基础工业工程 最佳作业方法的问题 最佳作业方法的标准化及劳动定额问题 与最佳作业方法相关的生产场所布置、物流路 线设计、工具设计等问题 工作设计问题 现场管理问题 基础工业工程可以解决的问题 基础工业工程 q三、工业工程与三、工业工程与 生产率生产率 工程工程 第一节 工业工程 q一、一、 工业工程的定义工业工程的定义 q二、工业工程的内涵二、工业工程的内涵 基础工业工程 q美国工业工程师协会（美国工业工程师协会（ AIIE） q日本工业工程师学会（日本工业工程师学会（ JIIE） q中国工业工程学会中国工业工程学会 q总结总结 一、工业工程的定义 基础工业工程 工业工程工业工程 (Industrial Engineering)是对有关人员、物是对有关人员、物 资、设备、能源和信息所组成的集成系统资、设备、能源和信息所组成的集成系统 (Integrated System)进行设计、改善和设置的一门学科。它综合运用数进行设计、改善和设置的一门学科。它综合运用数 学、物理和社会科学方面的专门知识与技术，并且使用工程学、物理和社会科学方面的专门知识与技术，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确定、分析的原理和方法，对上述系统可能取得的成果予以确定、 预测和评价。预测和评价。 工业工业 工程工程 是对有关人员、物是对有关人员、物 资、设备、能源和信息所组成的资、设备、能源和信息所组成的 集成系统集成系统 进行进行 设计、改善和设置设计、改善和设置 的一门学科。它综合运用数的一门学科。它综合运用数 学、物理和社会科学方面的学、物理和社会科学方面的 专门知识与技术专门知识与技术 ，并且使用，并且使用 工程工程 分析的原理和方法分析的原理和方法 ，对上述系统可能取得的成果予以，对上述系统可能取得的成果予以 确定、确定、 预测和评价预测和评价 。 美国工业工程师学会（美国工业工程师学会（ AIIE） Industrial Engineering Terminology, ANSI Z94,1982 基础工业工程 工业工程是从事把人员、原材料、设备作为一个整体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学中的特定知识，同时使用技术分析与归纳的原理和方 法。法。 日本工业工程师学会（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。的设计、改善与设置工作的学科。 为了规定、预测、评为了规定、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学中的特定知识，同时使用技术分析与归纳的原理和方 法。法。 基础工业工程 中国工业工程学会中国工业工程学会 工业工程是一门工程技术与管理技术相结合的工业工程是一门工程技术与管理技术相结合的 综合性综合性 工程学科工程学科 ，是将科学技术转化为生产力的技术，它以降，是将科学技术转化为生产力的技术，它以降 低成本、提高质量和生产率为导向，采用低成本、提高质量和生产率为导向，采用 系统化、专业系统化、专业 化和科学化化和科学化 地方法，综合运用多种专业的地方法，综合运用多种专业的 工程技术工程技术 、对、对 人员、物料、设备、能源、和信息所组成的人员、物料、设备、能源、和信息所组成的 集成系统集成系统 进进 行设计、改善和设置，使之成为更为有效、更为合理的行设计、改善和设置，使之成为更为有效、更为合理的 综合优化系统、并对系统取得的成果进行综合优化系统、并对系统取得的成果进行 鉴定、预测和鉴定、预测和 评价评价 。 工业工程是一门工程技术与管理技术相结合的工业工程是一门工程技术与管理技术相结合的 综合性综合性 工程学科工程学科 ，是将科学技术转化为生产力的技术，它以降，是将科学技术转化为生产力的技术，它以降 低成本、提高质量和生产率为导向，采用低成本、提高质量和生产率为导向，采用 系统化、专业系统化、专业 化和科学化化和科学化 地方法，综合运用多种专业的地方法，综合运用多种专业的 工程技术工程技术 、对、对 人员、物料、设备、能源、和信息所组成的人员、物料、设备、能源、和信息所组成的 集成系统集成系统 进进 行设计、改善和设置，使之成为更为有效、更为合理的行设计、改善和设置，使之成为更为有效、更为合理的 综合优化系统、并对系统取得的成果进行综合优化系统、并对系统取得的成果进行 鉴定、预测和鉴定、预测和 评价评价 。 基础工业工程 具有权威性的是美国工业工程学会提出的定义。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。各种其内涵基本是一致的。各种 IE定义都旨在说明：定义都旨在说明： 总结总结 是由人、物料、设备、能源、信息等生产要素所构成的各是由人、物料、设备、能源、信息等生产要素所构成的各 种生产及经营管理系统，且不局限于工业生产领域；种生产及经营管理系统，且不局限于工业生产领域； 是一门工程科学技术，且是主要解决管理问题的工程技术；是一门工程科学技术，且是主要解决管理问题的工程技术； 综合运用各种工程技术与方法；综合运用各种工程技术与方法； 降低成本，提高质量和生产率。降低成本，提高质量和生产率。 学科性质学科性质 研究对象研究对象 研究方法研究方法 任务和目标任务和目标 基础工业工程 利用 设计设计 Design 改善改善 Improve 设置设置 Installation 规划规划 设计设计 评价评价 改进改进 创新创新 人员人员 物料物料 设备设备 能源能源 信息信息 综综 合合 体体 系系 通过通过 期待的成果期待的成果 P Q C D S F 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 工学的工学的 分析分析 设计设计 原理原理 方法方法 工业工程的定义工业工程的定义 基础工业工程 qIE的核心是降低成本、提高质量和生产率的核心是降低成本、提高质量和生产率 qIE是综合性的应用知识体系是综合性的应用知识体系 qIE注重人的因素注重人的因素 qIE是系统化技术是系统化技术 二、工业工程的内涵 基础工业工程 激光头焊接工位图片激光头焊接工位图片 锡缸 擦拭海绵 基础工业工程 工业工程技术和方法是企业提高生产率的直接途径，工业工程技术和方法是企业提高生产率的直接途径， 即工业工程是生产率工程的基础。即工业工程是生产率工程的基础。 工业工程技术的发展将推动生产率管理和控制方法的工业工程技术的发展将推动生产率管理和控制方法的 改善，而生产率改善方法的创新、发展将促进生产率改善，而生产率改善方法的创新、发展将促进生产率 工程的发展。工程的发展。 生产率工程的发展将丰富工业工程技术、方法，推动生产率工程的发展将丰富工业工程技术、方法，推动 工业工程的发展。工业工程的发展。 三、工业工程与生产率工程 q具有共同的目标具有共同的目标 :提高生产率。提高生产率。 基础工业工程 q一、工业工程的产生一、工业工程的产生 第二节 工业工程的产生与发展 q二、工业工程的发展历程二、工业工程的发展历程 基础工业工程 工业工程是工业化的产物，一般认为最早起源于美国。工业工程是工业化的产物，一般认为最早起源于美国。 是在具备了以下几方面条件之后才产生的：是在具备了以下几方面条件之后才产生的： 经济形态经济形态 ： 18-19世纪完成工业资本积累世纪完成工业资本积累 科学技术科学技术 ： 20世纪初进入电动机时代世纪初进入电动机时代 生产力生产力 ：生产效率普遍低下，福特生产线的出现：生产效率普遍低下，福特生产线的出现 泰勒制泰勒制 ： 1911年年 科学管理原理科学管理原理 的出版的出版 一、工业工程的产生 基础工业工程 q第一阶段：第一阶段： 19世纪末到世纪末到 20世纪初期世纪初期 q第二阶段：第二阶段： 20世纪初叶到第二次世界大战前世纪初叶到第二次世界大战前 q第三阶段：第二次世界大战到第三阶段：第二次世界大战到 20世纪世纪 40年代末年代末 q第四阶段：第四阶段： 20世纪世纪 50-60年代年代 q第五阶段：第五阶段： 20世纪世纪 70年代至今年代至今 q发展特点总结发展特点总结 q工业工程的发展方向工业工程的发展方向 二、工业工程的发展历程 基础工业工程 F.W.泰勒泰勒 (1856-1915)，被誉为，被誉为 工业工程之父。工业工程之父。 进行进行 了了 著名的著名的 “ 铁铲实验铁铲实验 ” ,1911年发表了年发表了 科学管理原理科学管理原理 一书。一书。 1910年，年， Frank Gilbreth和和 Lillian Gilbreth从事动从事动 作研究作研究 (砌墙实验砌墙实验 )和工业心理学研究和工业心理学研究 。 1913年，年， Henry Ford发明流水装配线。发明流水装配线。 1914年，年， Harry Gantt从事作业进度规划研究从事作业进度规划研究 和按技和按技 能高低与工时付酬的计件工资制的研究。能高低与工时付酬的计件工资制的研究。 1917年年 ， F.W.Harris研究应用经济批量控制库存量的研究应用经济批量控制库存量的 理论。理论。 第一阶段第一阶段 科学管理阶段科学管理阶段 基础工业工程 1908年美国宾夕法尼亚州立大学建立了工业工程系。年美国宾夕法尼亚州立大学建立了工业工程系。 1911年年 美国美国 Purdue大学机械工程系首先开设了工业工程大学机械工程系首先开设了工业工程 选修课。选修课。 1920年美国成立了美国工业工程师协会年美国成立了美国工业工程师协会 ASIE； 后又成立后又成立 AIIE， 工厂中出现专门从事工厂中出现专门从事 IE的职业。的职业。 1924-1931年，年， W.A.Shewhart首创首创 “ 统计质量管理统计质量管理 ” 。 1924-1933年，年， G.F.Mayo通过通过 “ 霍桑实验霍桑实验 ” 首创首创 “ 人际人际 关系学说关系学说 ” 。 J.Fish 首创首创 “ 工程经济工程经济 ” 。 亨利福特亨利福特 流水生产线的创始人流水生产线的创始人 第二阶段第二阶段 传统传统 IE阶段阶段 基础工业工程 (例 )IE基础应用：福特流水生产线 在卡尔本茨之后，汽车价钱昂贵和产量偏低已经成为限制汽车工 业的发展的桎梏，汽车史上另一位划时代的人物亨利福特登场了 卡尔本茨 Karl Benz 德国 1844-1929 亨利福特 Henry Ford 美国 1853-1947 基础工业工程 A B C D E FG H A B H Team式的生产 流水线式的生产 基础工业工程 40年代中期，英、美两国发表了关于年代中期，英、美两国发表了关于 运筹学运筹学 成果的资料，成果的资料， 立刻受到立刻受到 IE工作者的注意，并将之运用于工作者的注意，并将之运用于 IE实践中。实践中。 1948年，美国工业工程学会成立。年，美国工业工程学会成立。 第三阶段的第三阶段的 IE与前两阶段的比较，表现为从与前两阶段的比较，表现为从 以经验和定性以经验和定性 分析为主发展为以定量分析为主分析为主发展为以定量分析为主 。 从以通过基层生产现场中作业研究来降低劳动成本为主转从以通过基层生产现场中作业研究来降低劳动成本为主转 化为以研究整体系统的优化、降低各种资源消耗、化为以研究整体系统的优化、降低各种资源消耗、 提高整体提高整体 系统的生产率为主系统的生产率为主 。 第三阶段第三阶段 IE与与 OR相结合相结合 基础工业工程 在在 50、 60年代，系统科学（年代，系统科学（ SS） 以及系统工程（以及系统工程（ System Engineering， SE） 成为成为 IE学科发展的基础。学科发展的基础。 SE的方法论的方法论 +OR的定量方法的定量方法 +传统传统 IE方法方法 +工业专业知识工业专业知识 = 新新 IE 第四阶段第四阶段 IE与与 SE相结合相结合 基础工业工程 新新 IE学科的学科的 “ 连续光谱连续光谱 ” （ continuum spectrum） 基础工业工程 70年代以来，特别是近年代以来，特别是近 10年来年来 ， IE的发展出现的发展出现 了一些新动向：了一些新动向： 早期的早期的 IE以提高制造现场作业效率和改进生产以提高制造现场作业效率和改进生产 管理为主；现代管理为主；现代 IE则则 面向企业经营管理全过程面向企业经营管理全过程 。 早期的早期的 IE单兵独进，现代单兵独进，现代 IE已经成为为企业管已经成为为企业管 理提供集成基础结构的有效工具。理提供集成基础结构的有效工具。 早期的早期的 IE只应用于制造业，现代只应用于制造业，现代 IE已经普及到已经普及到 交通、建筑、服务和行政管理等多种产业交通、建筑、服务和行政管理等多种产业 中（例中（例 如全美医疗保健系统的规划和设计）。如全美医疗保健系统的规划和设计）。 第五阶段第五阶段 基础工业工程 工业工程发展特点总结工业工程发展特点总结 不断吸收现代科技成就，尤其是计算机科学、不断吸收现代科技成就，尤其是计算机科学、 OR、 SE 及相关的学科知识，得以由经验为主发展到以定量分析及相关的学科知识，得以由经验为主发展到以定量分析 为主；以研究生产局部或小系统的改善，到研究大系统为主；以研究生产局部或小系统的改善，到研究大系统 整体优化和生产率提高，成为一门独立的学科。整体优化和生产率提高，成为一门独立的学科。 基础工业工程 应用范围从制造业扩大到服务业和非营利组织；应用范围从制造业扩大到服务业和非营利组织； 应用重点从提升现场生产效率到提高系统的集成化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）；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）；与通信技术、数据库支撑环境等）； 突出研究生产率和质量的改善。突出研究生产率和质量的改善。 工业工程的发展方向工业工程的发展方向 可以说，工业工程的研究与发展水平，在一定程度可以说，工业工程的研究与发展水平，在一定程度 上标志着一个国家或地区的经济和管理发展水平。上标志着一个国家或地区的经济和管理发展水平。 基础工业工程 查阅资料讨论 （ 1）先进的工业工程技术）先进的工业工程技术 （ 2）先进的工业工程方法）先进的工业工程方法 1、工业工程在我国的发展应用情况；、工业工程在我国的发展应用情况； （ 1）发展情况）发展情况 （ 2）应用领域）应用领域 （ 3）应用内容）应用内容 （ 4）应用效果）应用效果 2、工业工程在我国的发展前景；、工业工程在我国的发展前景； 基础工业工程 q三、工业工程人才的素质结构三、工业工程人才的素质结构 第三节 工业工程的内容体系和人才发展 q一、工业工程的学科特点一、工业工程的学科特点 q二、工业工程的内容体系二、工业工程的内容体系 基础工业工程 q工业工程是一门工程学科，但它又不同于一般的工程工业工程是一门工程学科，但它又不同于一般的工程 学科，它不仅包括自然科学和工程技术，而且还包括社学科，它不仅包括自然科学和工程技术，而且还包括社 会科学和经济管理方面的知识。所以会科学和经济管理方面的知识。所以 IE是一门技术和管是一门技术和管 理有机地结合的边缘科学。理有机地结合的边缘科学。 q工业工程与相关学科的关系工业工程与相关学科的关系 工业工程（工业工程（ IE） 与管理工程的关系与管理工程的关系 工业工程（工业工程（ IE） 与系统工程的关系与系统工程的关系 工业工程（工业工程（ IE） 与制造工程的关系与制造工程的关系 一、工业工程的学科特点 基础工业工程 ME1 管理工程； ME2 制造工程； SE 系统工程； IE 工业工程。 工业工程与相关学科的关系示意图 SEME1 ME2IE 基础工业工程 q 1.生物力学；生物力学； q 2.成本管理；成本管理； q 3.数据处理及系统设计；数据处理及系统设计； q 4.销售与市场；销售与市场； q 5.工程经济；工程经济； q 6.设施规划与物流（含工厂设计、维修保养、物料搬运等）；设施规划与物流（含工厂设计、维修保养、物料搬运等）； q 7.材料加工（含工具设计、工艺研究、自动化等）；材料加工（含工具设计、工艺研究、自动化等）； q 8.应用数学（含运筹学、管理经济学、统计和数学应用等）；应用数学（含运筹学、管理经济学、统计和数学应用等）； q 9.组织规划与理论；组织规划与理论； 美国国家标准：美国国家标准： ANSI-Z94（ 82年）年） 二、工业工程的内容体系 基础工业工程 q 10.生产规划与控制（含库存管理、运输路线、调度、发货等）；生产规划与控制（含库存管理、运输路线、调度、发货等）； q 11.实用心理学（含心理学、社会学、工作评价、人事实务）；实用心理学（含心理学、社会学、工作评价、人事实务）； q 12.方法研究和作业测定；方法研究和作业测定； q 13.人的因素；人的因素； q 14.工资管理；工资管理； q 15.人体测量；人体测量； q 16.安全；安全； q 17.职业卫生与医学。职业卫生与医学。 基础工业工程 IE技术体系技术体系 考虑到中国国情的划分考虑到中国国情的划分 n 生产计划与控制 n 质量管理 n 成本控制 n 信息控制 n 设计改善类 n 管理控制类 n 分析评价类 n 工作研究 n 物流工程 n 人因工程 n 工程经济 n 可靠性工程 n 评价技术 经管类基础经管类基础 管理学、运筹学、应用统计学、经济学基础、组织行为学、管理心理学 工程技术基础工程技术基础 机械原理、机械设计、电路基础、公差与技术测量、其他有关工程技术 基础学科基础学科 数学、物理学、社会科学 IE就是关于设计改善创新评价的技术 基础工业工程 项目项目 领域领域 使用率使用率 排序排序 方法研究 作业方法 90 1 作业分析 83 4 动作研究 66 5 物流 53 10 生产计划 45 13 标准化 60 7 作业测定 时间研究 85 2 PTS法 65 6 工厂设备及设计 工厂布局 85 2 设备购买和更新 52 11 工资支付 激励 60 9 职务评价 52 12 管理 工程管理 37 14 成本管理 60 8 工业工程在制造业中的应用工业工程在制造业中的应用 基础工业工程 工业工程技术人员是为了达到经营者的目标（目工业工程技术人员是为了达到经营者的目标（目 标的根本含义是要使企业取得最佳利润，且冒最小风标的根本含义是要使企业取得最佳利润，且冒最小风 险）而贡献出技术的人。工业工程技术人员帮助上下险）而贡献出技术的人。工业工程技术人员帮助上下 各级管理人员，在业务运作的设想、计划、实施、控各级管理人员，在业务运作的设想、计划、实施、控 制方法等方面从事制方法等方面从事 发明和研究发明和研究 ，以期达到更有效地利，以期达到更有效地利 用人力和经济资源。用人力和经济资源。 职责职责 三、工业工程人才的素质结构 基础工业工程 一个称职的工业工程师还应有良好的技术素质 和科学品德，如进取和创新精神、全局观点、善于团结 协作、以及敏锐的观察、分析能力等。