基础工业工程第一章工业工程概论.ppt

,第二章工业工程概论,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（achievementdemand）。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-INDUSTRIALENGINEERING-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,IndustrialEngineeringisconcernedwiththedesign,improvementandinstallationofintegratedsystemofpeople(men),materials,information,equipment,andenergy.Itdrawsuponspecializedknowledgeandskillinthemathematical,physical,andsocialsciencestogetherwiththeprinciplesandmethodsofengineeringanalysisanddesigntospecify,predict,andevaluatetheresultstobeobtainedfromsuchsystems.,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（CivilEngineering）,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CharlesW.Babbage发表了机械制造业经济论(OntheEconomyofMachineryManufactures)，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，FrankGilbreth和LillianGilbreth从事动作研究(砌墙实验)和工业心理学研究；1913年，HenryFord发明流水装配线；1914年，HarryGantt从事作业进度规划研究发明了著名的GanttCharrt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（AmericanSocietyofIndustrialEngineer,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（facilitydesign），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（SystemEngineering,，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”（continuumspectrum）,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MRPII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TotalQualityManagement,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,国内实施工业工程的成功案例,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,国内实施工业工程的成功案例,相当于投资几亿新建一个大型冰箱厂。,国内实施工业工程的成功案例,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