工业工程发展历史

任何一门科学能被人们所接受并成为人们改造自然和社会强有力的工具 必然存在其赖以 生存和发展的基础 环境和动因 概略地说 工业工程发展的动因在于三个方面 即社会 生产力发展的需求 科学技术日新月异的成果的支持作用和社会环境 或说经济形态 确切地说是商品经济所提供的社会发展环境 生产力的发展使生产与管理系统的规模越来 越大和越来越多样化 这客观上要求必需存在着分析 设计 改善这些系统和管理的技术 体系 因而本世纪初在生产力开始快速发展时 才产生工业工程 而科学技术成果如运筹 学 统计学 系统工程 计算机工程及信息技术都为工业工程技术体系提供支持和手段 商品经济提供了企业竞争的社会环境 谁做得更好 谁就生存 成功 否则就会消亡 这 样客观需要提供竞争的武器 因而无论是工业发达国家 还是像印度 泰国 马来西亚这 样的发展中国家都不约而同地采用工业工程来提高企业竞争能力 且收效甚佳 也可说工 业工程是商品经济的产物 根据上述分析就很容易理解工业工程发展的历史原因和过程 工业工程作为一门正式的学科应从本世纪初算起 起源于美国 泰勒 Taylor 和吉尔布 雷斯 Gibreth 等一批学者应视为 IE 的创始人 从那时起至现在工业工程的发展大致可 分为四个阶段 孕育期 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 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 第一阶段 从 19 世纪末至二次大战结束 40 年代中期可称为奠基期 这个时期由于福特生 产线的产生 生产系统从小规模的作坊式企业走上了较大规模生产的工厂制 由于电动机 的产生与广泛应用 人们的生产能力大大提高 商品经济发展到资本原始积累结束将要快 速起步阶段 恰恰此时发生了两次世界大战 客观上需求工厂效率提高 因而工业工程得 以诞生和发展 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 业进度规划研究和按技能高低与工时付酬的计件工资制的研究 1917 年 F W Harris 研 究应用经济批量控制库存量的理论 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 从 1895 年起 泰勒先后发表了 计件工资制 工厂管理 和 科学管理原理 等论著 系统地阐述了科学管理思想 主要是以时间研究和动作研究为主的工作研究理论 在本世 纪初工人运动风起云涌 科学管理既被管理者接受与采用 又被工人阶级视为资本家剥削 工人的手段而反对 这样在当时形势下人们提议将 科学管理 更名为 工业工程 从 这时起工业工程作为一门纯技术型工程学科发展与壮大到今天 然而 科学管理并未由此 而偏废 到本世纪 30 年代产生了行为科学 使科学管理与之相结合补充又发展到今天形成 了众多的现代管理理论 因而现代管理科学理论体系与现代工业工程都起源于泰勒的科学 管理 今天已形成了完全不同的两大学科体系 但又紧密相联 只不过功能不尽相同而已 第二阶段 1911 年美国 Purdue 大学机械工程系首先开设了工业工程选修课 1918 年美国 宾夕法尼亚州立大学建立了工业工程系 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 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 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 这个时期生产力得到前所未有的高速发展期 特别是由战后经济建设的恢复需求 生产系统规模越来越大 形成了大量流水生产 成批生产 单件小批生产的三种典型的生 产系统 同时统计学的广泛应用和运筹学的产生为工业工程解决越来越大的管理与生产系 统规划 设计 改造 创新提供了有效的手段 市场竞争的焦点以资本 实力竞争为主 工业工程从早期应用工作研究解决现场效率提高发展到企业整体的设计 改善 包括工厂 设计 物料搬运 人机工程 生产计划 贮存控制 质量控制等 在这一时期工业工程已 不仅仅是欧美工业发达国家的 专利 而且已被成功引入亚太地区 最典型和最成功的 是日本人 他们在战后经济恢复期从美国的管理思维和技术手段中成功地将工业工程引入 日本各行各业 并进行日本式消化和改造 开创出丰田生产方式 Toyota Production System 简称 TPS 全面质量管理 Total Quality Control 简称 TQC 等 而 台湾 韩国 香港 新加坡更是加大工业工程的开发与应用力度 在高等教育 培训 企 业应用等方面都是走在国际前列 开创了 亚洲四小龙 的经济飞速发展现实 第三阶段 二次世界大战以后 随着自动化 电子化的进一步发展 IE 关于人的因素的研 究有了新的发展 IE 工程师们逐渐认识到必须把人和系统结合起来加以分析和研究 出现 了 人机工程 又称工效学 Ergonomics IE 从战前经验主义发展为战后更讲求定量方 法 IE 的研究方法随着应用数学所取得的成就以及电子计算机的诞生与发展而产生了巨大 的变化 定量化技术成为 IE 研究的主导和趋势 通过数学模型的建立来分析 设计 描述 复杂的工业生产系统 特别是计算机科学 系统科学与工程的产生 使得 IE 工程师们对大 规模的经济与社会系统进行分析 实验 多方案对比与决策 以及运行过程的控制与创新 到 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 因此 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 第四阶段 20 世纪 70 年代末到今天 可以称为创新期 这个时期是社会生产力最为活跃 的时期 国际市场的形成 竞争由于是全面性供大于求的竞争 竞争焦点在于价格 质量 品种 交货期 售后服务等全方位的竞争 使企业的生存对管理的依赖性空前的强 企业 也不仅仅是大型化 而是更加注重多样化 柔性化 生产力发展速度在世界各国很不平衡 然而 信息时代的到来已是由于计算机 系统工程 通讯技术 高技术的发展 使工业工 程所面临的问题既前所未有的复杂又提供了新的技术和手段 因而 当今是工业工程学科 最富有创造力的时代 全面应用于生产 服务 行政 文体 卫生 教育的各种产业之中 甚至有的韩国学者将其译为 产业工程 90 年代 IE 的另一个突出的特点是它已经完全 产业化 不仅仅在制造业广泛应用 更重要是在建筑工程业 服务行业 诸如旅馆 饭店 医疗卫生 体育 教育等领域的广泛应用 近年来美国 IE 应用最成功的案例之一就是全美 医疗保健系统的规划与设计 而 90 年代香港的制造业几乎已经全部转入大陆 香港在 60 年代随外资进入而引进的工业工程 目前主要是在服务行业 非常有效 香港工业工程师 学会会长莫如虎先生指出 服务业也是一种产业 也有其产品 制造和销售过程 也可 用 IE 在制造业成功的方法来应用于服务业 香港的成功经验 值得我们借鉴和学习 尽管工业工程是一门工程学科 但它与机械 电子 化工等这些工程性学科具有完全不同 的特征 它不是研究如何设计开发新产品 新工艺 新设备 而是研究怎样将这些新工艺 新技术 新产品转化为现实生产力并有效利用企业的材料 能源 人力 环境等现在资源 的工程技术 可以说它的技术特征最突出表现为着眼于系统性 整体性和技术与管理的有 机结合 由于它注重人的因素