某航空大学工业工程概述(PPT 40页).ppt

工业工程南昌航空大学蒋君华第一章工业工程概述1.1什么是工业工程1.1.1工业工程工业工程的定义工业工程是一门跨学科的学科，是一门技术与管理相结合的工程科学，也是一门集技术与管理于一体的实用性和实用性很强的应用科学。它不仅是一种充分发挥生产要素作用、按内涵扩大生产、提高产品质量、提高生产效率和经济效益的工程技术，也是一种现代管理技术。工业工程的定义体现了四个方面的含义：第一，工业工程是管理和技术之间的桥梁；其次，工业工程研究系统工程。第三，工业工程是一门跨学科的学科。它融合了工程科学、管理科学、系统科学和计算机科学的最新成果，构成了现代管理科学的核心内容。第四，工业工程的目标和任务是以技术为基础提高工作效率和经济效益。工业工程的目标工业工程的目标是有效利用生产系统的投入要素，降低成本，保证质量和安全，提高生产率并获得最佳效益。具体来说，它的目标是把人、原材料、设备等。使它们能够统一、巧妙、优化地组合在一起，进行综合分析、统一设计、整体改进和整体确定，从而实现各种要素的合理配置和优化操作，达到低成本、低消耗、安全、优质、准时、高效的目的。工业工程的基本功能是规划、设计、评估和创新。(1)工业工程的核心是降低成本，提高质量和生产率，增加经济效益。(2)工业工程是多学科知识和应用技术的综合体系。简而言之，工业工程实际上是一门技术和管理有机结合的学科。对人的因素的强调是工业工程区别于其他工程学科的特点之一。(4)工业工程注重微观管理。(5)工业工程是一种系统优化技术。工业工程意识(1)成本和效率意识。(2)问题与改革意识。(3)工作简化和标准化意识。(4)大局意识。(5)以人为本(基本)意识。1.2工业工程的起源与发展1.2.1国内工业工程学术活动概况如下：90年第一届学术会议次(天津大学)，91年第二届学术会议次(上海)，93年第三届学术会议次(北京)，95年两岸研讨会次(沈阳)，97年第五届学术会议次(武汉)，99年第六届学术会议3354次(Xi安)国际学术会议我开始学习工业工程专业：一些教职员工是工业工程会员；有工业工程专家、工业工程教师以及省级研究所的工业工程主任。自1990年以来，我们一直从事工业工程工作，并培养了许多毕业生。他们深受雇主的欢迎。一个学生进工厂不到一年就被提升为第三名。他们中的大多数已经成为技术骨干。1.2.2国外(1)工业工程的发展过程：在表1-2中，横轴上有许多不同年龄的原则和方法。这里的年龄只表示事件的开始，而不是结束。例如，对时间的研究仍然是工业工程的基本方法。表1-2，工业工程大致可分为四个发展时期：第一个时期：从工业革命到19世纪后期的摇篮时期(1890 1899)。惠特尼提出了“互换性”的概念，奠定了合理化、标准化和专业化的基础，促进了生产力的再发展。人们开始用新的思维方式来学习和提高效率。这就产生了工业工程的思想，为工业工程的产生和发展提供了基本要素。第二个时期，从19世纪末(1899年)到第一次世界大战，被称为奠基时期。泰勒(FWTaylor，1856-1915)、弗兰克尔布雷特(Frankbgelbreth，1868-1924)和他们志同道合的人成为了工业工程的创始人。泰勒是工程师、效率专家和发明家。他一生中获得了100多项专利。他是勤奋和自学的典范。泰勒是一名普通工人、机械师、工头、首席技师和总工程师，并获得了机械学士学位为了确定“公平日”(工作量)，他首先用秒表记录工作时间，并改进和规范了工作方法。他前后做了26年的金属切割试验，切割了80万磅的材料，官方记录了近5万次试验。最后，他制定了“切削用量标准”，发现了“高速钢”，这对提高生产率起了巨大的作用。他是“科学管理”的创始人。泰勒创立了“时间研究”，系统研究车间作业和测量方法，改进作业方法，科学制定和标准化劳动定额，大大提高效率和降低成本。例如，在1889年，他研究了装卸工使用的铲子的效率。通过测试和测量，他发现当铲子的重量约为10公斤(约22磅)时，劳动效率最高。因此，他设计了许多不同大小的铲子来处理不同的材料。在此之前，泰勒还对处理生铁块进行了人体工程学研究。通过实验，每次都设定了工人的体重、速度和休息时间，使工人能够充分发挥他们的劳动潜力。处理能力从最初的平均每人每天12.5吨增加到48吨，处理效率提高了近四倍，工人们并不感到疲劳。泰勒提出了一系列科学的管理方法，主要著作有：计件工资 (1895)、工场管理 (1903)和科学管理原理 (1911)。这是一部系统阐述其研究成果和科学管理思想的代表性著作，为现代管理的发展做出了巨大贡献，被公认为工业工程的开端。因此，泰勒在美国管理史上被称为“科学管理之父”和“工业工程之父”。吉尔布雷斯和泰勒是同一时期工业工程的另一位创始人。他也是工程师，他的妻子是心理学家。他们的主要贡献是创造了与时间研究密切相关的“情感研究”。典型的例子是研究建筑工人的砌砖过程。通过给砌砖工人拍照，分析砌砖过程中的无效和笨拙行为。通过改进工作场所和工作工具的安排，建造砖块所需的最初18个动作被简化为5个动作(在简单的工作场所只需要两个动作)。砌砖效率从每小时170块提高到350块。吉斯的运动研究将人体运动分为17个基本运动元素，并认为任何作业的运动都可以被这17个运动元素组合或分解。他还设计了这17个基本动作元素的记录符号和代码。尽管这些符号尚未形成国际标准，但它们已被不同国家的工业工程工作者所认可和应用。他们还制定了“行动经济原则”，使行动变得简单、快速并减少疲劳。1921年，他们创建了一个“生产流程图”，为分析和建立一个良好的操作序列提供了工具。他们在“人机工程学”的研究方面也取得了很大的成就，包括人们在生产中的价值和作用以及他们对工作环境的反应。吉尔被称为“工作研究之父”。吉勒夫人是第一位女教授和院士，美国五任总统的工程顾问，被称为工程领域的第一夫人。亨利甘特也是工业工程的先驱之一，他最大的贡献是发明了著名的甘特图，这是一种预先计划作业活动、检查进度和更新系统计划图表的方法。这是一种非常有用的计划、控制进度和检查工作的方法。直到今天，它仍然广泛应用于生产计划和控制工程领域。第三个时期：从第一次世界大战到第二次世界大战，称为成熟期。当时数学和其他自然和社会科学的成就被广泛引入工业工程。工业工程工程师已经开始使用各种学科的知识来检查、分析和改进所研究的系统。从1921年到1932年，梅奥在西部电力公司霍桑工厂进行了著名的“霍桑实验”，使人们认识到生产过程中人的行为和作用对生产效率的提高更为重要，提高员工士气是提高生产效率的有效途径。1924年，数学家休哈特(W.A .休哈特)提出了“数量控制图”，并有效地将数学分析和统计方法应用于质量控制，因此统计成为工业工程的有力工具。它广泛用于质量控制、库存控制、财产和成本控制以及市场预测。第二次世界大战期间，工作研究(包括：时间研究、方法研究)、质量控制、人员评估和选择、工厂布局、生产计划等方面已成为工业工程的内容。随着机械制造业的发展，费希尔提出了工程经济分析的研究方法来解决机械设备的经济问题。当时，由于战争的需要，特别是二战后建筑的需要，运筹学中的“或”的产生(20世纪40年代中期-70年代)为决策者提供了在各种方案中进行决策的方法，工业工程工程师将其应用于生产决策、销售方案、计划、资源优化配置和企业管理中的其他工作。因此，“或”中的线性规划、网络技术、博弈论和排队论都成了工业工程专家的手段。工业工程的技术内容得到了极大的丰富和发展。第四个时期是20世纪70年代以后的创新时期。“现代工业工程”。工业工程应用定量分析和设计的能力已经大大提高。应用数学的结果使人们开始通过建立数学模型来分析、研究、设计和描述复杂的工业生产系统。特别是工程科学、系统科学和计算机科学的出现，使工业工程能够吸收现代科学技术的最新成果，对多种方案进行分析、实验、比较和决策，控制和创新大规模经济和社会系统的运行过程。人们也称这一时期的工业工程为“现代工业工程”。(2)现代工业工程(有五个特点):快速。(2)高效率和高质量。(3)高科技。进入信息时代。目前，在发达工业国家，工业工程研究的内容在很大程度上是计算机辅助设计。计算机辅助制造；计算机辅助工艺规划；计算机辅助工程；计算机辅助教学；计算机集成制造系统(CIMS)；制造需求资源计划；精益生产；敏捷制造；智能制造；柔性制造系统(FMS)等，即计算机集成制造系统，涉及自动化和高科技领域。(4)“国际交流”。国际引进、吸收、交流、转化和移植相当活跃。例如：“看板管理”、“田口方法”、“精益方法”等。这些技术方法已被引进到各个国家，许多企业从中获得了良好的效果。(5)推广、发展和创新。现代工业工程的理论和方法仍在不断发展，应用范围也在不断扩大。虽然应用的重点是企业管理，但它已经在交通、文教、医疗、体育、行政等各种宏观和微观领域得到推广。现代工业工程的学科体系可以比作连续谱，如图1-2所示。中间是工业专业知识，它不仅反映了解决实际问题所需的专业知识，还反映了工业工程要研究和处理的一些实际问题。左边是工业工程的基本理论和方法。右边显示了工业工程的过程。(3)现代工业工程的发展趋势(1)更加注重取长补短。(2)应用更广泛。(3)更加注重定性和定量研究的结合。(4)更加突出以人为本。(5)更具战略性。应该指出，工业工程的发展是随着科学技术的发展而发展的。在美国和加拿大等发达国家，工业工程研究的主要内容之一是计算机集成制造系统。学术会议是国际计算机和工业工程协会(ICC)，而日本已经建立了工业工程学术团体，如商业工程，能源效率协会