工业工程IE企划部

工业工程,IndustrialEngineering,理论篇,一概论,提纲：什么是工业工程工业工程100年的发展历程工业工程的内容体系工业工程的研究对象和时代特征工业工程的基本方法工业工程的应用工业工程师的未来,1.什么是工业工程,工业工程（IndustrialEngineering，简称IE）由美国工业工程师学会（AIIE）于1955年正式提出，后经修订的定义是：工业工程，是对人员、物料、设备、能源和信息组成的集成系统进行设计和改善的一门学科。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，对该系统所得的成果进行预测和评价。,工业工程是综合运用各种专门知识和系统工业工程的原理与方法，为把生产要素（人、物料、设备、能源、资金和信息等）组成更富有生产力的系统所从事的规划、设计、评价、改进和创新活动，同时为科学管理提供决策依据。,工业工程定义的进一步说明,IE是一门工程类科学技术，是技术与管理交叉的复合学科IE的研究对象是由人、物料、能源、资金和信息生产要素构成的各种生产及经营管理系统，且不限于工业生产领域IE采用和依托的理论与方法，来自数学、自然科学、社会科学中的专门知识和工程学中的分析、规划、设计等理论。特别是系统工程的理论和方法、计算机系统技术关系密切IE的任务是如何将由人、物料、设备、能源、资金、信息等生产要素组成一个集成系统，并不断改善，从而实现更有效地运行IE的目标是提高生产率和效益，降低成本、保证质量和安全，获取多方面的综合效益IE的功能是对生产系统进行规划、设计、评价、改进和创新,工业工程,工业工程是组织工业生产的科学管理技术目的：通过优化整个生产系统以提高生产率,为什么需要工业工程,专业性问题由专业技术研究解决1转换过程由机械制造、发电、钢铁冶金等专业技术解决；2单一生产要素由机械制造、能源开发、信息技术、会计事务等解决。,综合性问题由工业工程研究解决1合理调整和运用生产资源2生产计划与控制3质量管理与控制4成本控制5生产率及其影响生产率的因素,国内企业与国外企业相比缺乏大量的工业工程方面的人才，不光是生产企业，还包括服务行业、政府部门、社会系统部门等等。,IE和MBA的关系,IE和MBA(MasterofBusinessAdministration)起源相同：渊源于19世纪初泰勒的“科学管理”追求的目标相同：为企业谋求高效率和高收益侧重面不同IE侧重从工程技术角度进行管理；MBA侧重从行政角度进行管理。IE的名称危机（sufferinganamecrisis）1970年“工业”泛指一切组织或机构（theoverallorganization）,IE和ERP的关系,单靠ERP难促企业“大跃进”企业整体效能提高的过程应为：基础工业工程（IE）业务流程再造(BPR)制造资源计划（MRP2）企业资源计划（ERP）。没有IE，ERP瘸腿制造业ERP是管理技术，不是计算机技术；是基础工业工程、成本会计、信息管理的系统集成。莫让ERP成为应用的泡沫中小型企业从基础IE做起，逐步实现信息化；大型企业也要先做前期甲方咨询，审慎上马ERP。,泰勒“科学管理之父”“工业工程之父”。“时间研究”9.5kg时效率最高、每人每天12.5t，增加至48t，效率提高近4倍。搬运费8美分降到4美分。吉尔布雷斯夫妇“动作研究”“动素”作业效率由每小时120块提高到350块，1921年创造了工序图。,2.工业工程的发展起源与简史,铲煤和铲沙作业,砌砖作业,科学管理时代（上世纪初30年代中期）1908年，宾夕法尼亚洲立大学开设工业工程课程。工业工程时代（30年代初现在）休哈特博士1924年建立了“统计质量控制”进度图、库存模型、人的激励、组织理论、工程经济、工厂布置等运筹学（简称OR）发生影响的时期（4070年代）4、工业与系统工程（简称SE）,工业工程的发展历程,工业工程的发展历程,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”（1911）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；,工业工程100年(第二阶段),1902年堪萨斯大学的HugoDiemer教授开设第一门工业工程课程“FactoryEconomic(工厂经济)”。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（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”；,工业工程的冷落和“崛起”,1930年代，美国及世界各国遭受空前的经济大萧条(EconomicDepression)，美国工商业为求自保，乃致力于提高生产力的工作，于是为工业工程的原理与技术，创造良好的应用环境，此门科学才得以重振声威。,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W.A.Shewhart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。,工业工程100年(第五阶段),70年代以来，特别是最近年来，IE的发展出现新动向：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（Lean-Agile-Flexible，高效快速重组）提供管理集成的有效工具。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）,3.工业工程的内容体系,人因与效率工程生产及其制造系统工程现代经营工程IE中的系统分析方法与技术,人因与效率工程,工作研究：分析影响工作效率的各种因素，消除浪费，提高生产率；工效学：研究生产系统中人、机、环境之间的相互作用和协调性，是工作研究的基础，其目的也是提高效率；组织设计：协调组织中人与事、人与人之间的关系，最大限度的发挥人的作用；人力资源开发与管理：充分利用人力资源，提高素质，开发潜能，增进效益。,生产及其制造系统工程,设施规划与物流系统设计：使各生产要素合理配置与布局，组成高效的生产集成系统；先进制造系统：在计算机技术与信息技术基础上发展集成生产和相应的先进制造技术；生产计划与控制：生产及各种资源的组织、计划、调度和控制；现代质量工程：为保证产品质量或工作质量所进行的质量调查、计划、组织、协调与控制等工作。,现代经营工程,工程经济：企业投资的可行性、评价其合理性与经济性，提供决策支持；工业设计：通过产品的审美设计和人与产品的界面设计，来完成工业产品的功能使用性、造型美观性、人机系统性和商业经济性的有机结合。企业战略管理：通过现状综合诊断。外部环境与变化分析、内部功能分析，确定企业的经营与发展目标。,系统分析方法与技术,量化分析方法：应用建模、预测、优化、仿真、评价技术对系统的各个方面进行定量和定性分析，目的是选择最优或满意的系统方案，具体技术有：运筹学、系统工程、统计学等；计算机技术与信息技术：硬件与软件基础、数据库原理、网络技术、管理信息系统等。,工作研究（WorkStudy）,方法工程,程序分析工艺程序分析流程程序分析操作分析动作分析,4.工业工程的研究对象和时代特征,IE的研究对象：由人、物料、设备、能源、信息和环境等生产要素构成的各种生产及经营管理系统，且不局限与工业生产领域。生产过程将各种生产要素转换成有形（产品）和无形（服务）生产财富，在此过程中生产附加价值。生产系统将与生产过程有关的固有技术和计划、设计、加工制造、控制、管理以及有关信息处理技术等要素有机结合起来的一个人造系统。,工业工程的范畴,美国国家标准ANSI-Z94(1982修订版)把IE划分为17个分支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材料加工应用数学组织规划与理论,9.组织规划与理论10.生产规划与控制11.实用心理学12.方法研究与作业测定13.人的因素14.工资管理15.人体测量16.安全17.职业卫生与医学,工业工程主要范畴,制造资源规划MRP准时生产JIT同步生产并行工程ConcurrentEngineering全面质量管理TQM,企业组织和经营方式基于职能部门的层次结构大批量生产MasterProduction,工业工程主要范畴,业务流程重组BPR企业资源规划ERP供应链管理SCM物流管理LogisticsManagement敏捷制造AgileManufacturing,企业组织方式和经营方法基于流程的企业重组个性化制造CustomizedProductionE-Commerce,B2CandB2B,工业工程学图解,工业工程简介,工作研究工效学,设施规划与设计物流系统分析与运作运作管理（生产过程控制)项目管理预测生产规划作业排序库存控制与管理质量管理制造过程仿真,工程经济,工业工程中的定量分析方法概率与数理统计运筹学优化,现代工业工程管理理念准时生产JIT并行工程CE企业流程重组BRP企业资源规划ERP同步制造SM供应链管理SCM敏捷制造AgileMfg.,工业工程的研究目标,工业工程的研究目标就是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系统效率、获得最佳效益。,目标：提高效率,卓越的研究开发可使新产品进入市场，高效率的生产活动才能立足于市场。,程序分析,现场IE在制造管理中的作用,作业研究,动作分析,流程经济原则动作经济原则,简化并设计更经济的方法和程序，之后设定标准、工作方法。1、方法、程序；2、材料3、工具与设备4、环境与条件,作业测定,客观、公正、准确地确定工作时间标准,设定标准时间,设定工作标准标准作业法+标准时间+其它要求=工作标准,实施新标准，提高效率、效益，持续这种循环并对其进行客观公正的评价,对工艺、作业、搬运、生产布局、设备、工艺、材料、管理程序等进行程序、方法、配置和效率分析调查，通过IE方法手段，发现不合理浪费，发挥团队的智慧及力量，进行改善最终达到顾客满意的可靠性、成本及交货期，这种有组织的改善效率的活动即谓现场IE,何谓现场IE活动,工业工程特点和基础,特点可视为综合系统需要分析、测定和实验计划、控制和标准化三原则涉及面广、分支多从业人员应具备的素质纯技术知识：机械工程、电工学和化工学等数学知识：数学、统计学和数里统计等经济和经营知识：会计学、运筹学、企业经营计划原理等管理知识：作业研究、生产管理、质量管理、工厂计划、设备管理、组织和制度管理、行政管理数据处理和模拟等劳动力知识：工业心理学、安全与卫生、疲劳研究、人体工程学、劳动组织与人学、劳动和工资率电子计算机知识：计算机原理、软件工程、数据库、网络和管理信息系统,经济全球化动态市场带来的挑战和机会社会加速信息化技术创新加快,生产系统新特点,研究对象和应用范围逐步扩大到整个生产系统，并日益注重用系统观点和系统工程方法来处理问题；广泛采用计算机强化信息的采集、处理、传输、开发MIS与DSS等计算机辅助管理系统和信息化、智能化制造系统；突出重视生产率和质量的研究；努力实现不断改善可持续发展的药酒和综合创新这一现代IE的本质功能；重视人的作用、注重人与机器的最佳配合；重视形成面向问题的适宜的IE工作模式。,现代IE发展的显著特征,5.工业工程的基本方法,系统分析方法解决“干什么”系统设计方法解决“怎样干”创造性技术系统图表法,系统分析方法和系统设计方法,系统分析：在若干选定的目标和准则下，分析构成各项事务的系统的功能及其相互之间的关系，利用定量方法提供允许和可用的数据，以制定可用的方案、并推断可能生产的效果，以期寻求对系统的整体效益最大的策略。,系统设计：在系统分析的基础上，按照系统思想和优化要求，综合运用各有关学科的知识、技术和经验、通过总体研究和详细设计等环节，落实到具体工作和项目上，以创造出满足设计目的的人造系统。,创造性技术,提问法：5W1H根据需要研究的对象列出有关问题，形成检查表，然后一个个核对讨论，从而发掘出解决问题的大量设想的创造性技术。,创造性技术,列举法通过集体启发的形式，将所研究问题的特点、缺点、希望状态罗列出来，提出相应的改经措施，从而形成具有独创性的系统方案；头脑风暴法针对一定问题，召集有关人员参加小型会议，在融洽轻松的会议气氛中，与会者敞开思想，各抒己见，自由联系，相互启发和激励，使创造性设想起连锁反映，从而获得众多解决问题的方案。情景分析法在专家召集推测的基础上，对可能的未来情景的描述。即通过一系列有目的的、有步骤的探索与分析。设想未来情景以及各种影响因素的变化，从而更好的帮助决策者制定出灵活且富有弹性的规划、计划或对策。,系统图表法,系统图表法是IE及系统分析中最常用的一种结构化模型方法，在规划活动进程，分析复杂问题方面具有直观、简捷和富有启发性等特点。问题分析图表：关联树图、矩阵表、特征因素等活动规划图表：流程图、活动一览表、工作分配表、工作进度表等。,工业系统的基本构成,外购件、装配件仓库控制,装配进度控制,工装仓库控制,搬运控制,加工进度控制,毛坯制造进度控制,毛坯仓库控制,生产控制子系统,检验、试车,部件装配、总装配,成品出入库、工装等的检查和维修,在制品装卸、搬运和保管,预加工、主加工、调整加工、特殊加工、检验,毛坯、外购件、外协件出入库控制、检验核保管,生产过程子系统,产品设计,初步设计详细设计工作图设计,生产工艺设计,零件分类毛坯制造工艺设计工艺规程设计工序设计装配设计,产品设计管理,设计技术信息管理图样管理设计进度管理设计计划,生产管理,生产计划材料计划生产作业计划设备负荷计划质量管理,进度管理在制品管理库存管理工装管理设备管理,技术信息处理子系统,管理信息处理子系统,产品计划子系统,工业系统的制约环境,汪应洛,6工业工程的应用,1880年蒸汽机的发明,农业经济,1980年计算机的应用和二战后运输解禁,1911年泰勒工作研究,供给经济,需求经济,原始的手工操作,凭经验的机械化操作,供需平衡点,基于定量化的科学管理,工业生产的信息化,全球化,1990年IT技术革命,工业工程业务时间分配表,1964年，佐治亚理工大学工业工程教研室对美国250个大企业工业工程业务调查的结果,日科技连IE研究会,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IE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,IE在日本和欧美,欧美IE注重管理方法和管理信息系统的建设装配线物料需求规划MRP，企业资源规划ERP并行工程CE同步制造SM供应链管理SCM敏捷制造AM日本则强调IE在操作级的实际应用产品设计JIT质量控制两种IE方式的融合,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,我国是亚洲认识到如最晚（上世纪80年代末）90年代中期才在自学考试中先行设立这门专业我国工业工程专业一般开设的课程：概率论与数理统计生产计划与控制运筹学与系统工程现代制造系统工程经济质量管理与可靠性工效学管理信息系统基础工业工程（IE）设施规划与物流分析,工业工程的在我国的应用状况,中国工业工程的时代特征,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,IE在中国,IE在中国,计划经济下的IE1986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