石大工业专业工业工程基础课件第1章 工业工程概述

第一章工业工程概述一、生产系统概述二、生产率与生产率管理三、工业工程的起源与发展四、工业工程的定义、目标及职能五、工业工程学科属性与知识体系六、工业工程的应用范围与常用技术七、工业工程人才素质要求§1工业工程概述一、生产系统概述

（一）生产系统模型

生产要素人财物信息投入绩效衡量产出生产的财富产品、服务技术管理反馈环境:机会、约束威胁、需求生产系统模型管理:目标计划标准转换（二）生产系统类型

1.离散型生产系统

生产特点：以一个个单独的零部件组成最终产品。分布行业：机械加工、仪表仪器、汽车、服装、家具、五金、医疗设备、玩具生产等。上海大众总装车间流水线上海大众车身焊接车间

2.重入型生产系统生产特点：①产品或零件在制造过程中被某些机器（至少1台）重复加工2次以上；

②产品加工过程精密而复杂，工序繁多，生产周期长。分布行业：现代微电子产品制造

硬盘的自动装配生产线机械臂磁盘装配

3.流程型生产系统

生产特点：①对一些原材料进行加工，使其形状或化学属性发生变化，最终形成新形状或新材料；

②产品品种稳定，生产量大，自动化程度高。生产类型：重复生产（大批量生产）→产品成单个连续生产→一批产品通常不可分分布行业：石油、化工、钢铁等。

石油化工产业链

4.服务型生产系统

①按顾客的需求特性分通用型服务：针对一般的、日常的社会需求专用型服务：针对顾客的特殊要求或一次性要求

②按系统的运作特点分技术密集型服务：需要更多的设备来支持服务提供人员密集型服务：更多依赖高素质人员来支持服务提供

通用型服务专用型服务技术密集型服务航空、运输、金融、旅游、娱乐、通信、邮电、广电医院、汽车修理、技术服务业人员密集型服务零售、批发、学校、机关、餐饮咨询公司、建筑设计、律师、会计事务所（三）生产运作中应考虑的问题一个生产系统在拿到定单或按照预测需求进行生产时，应该考虑哪些问题？如何在规定时间内完成所需产品品种和数量？生产计划与控制如何高效率完成产品？提高生产率的方法如何保证产品质量、降低产品的成本？质量管理；现场管理二、生产率与生产率管理

（一）生产率与生产率管理的概念

1.生产率的定义转换过程投入（I）产出（0）生产率（Productivity)是产出与投入比，即生产率（P）=产出（O）/投入（I）适用于各种层次和规模的系统。例：某产品的社会或顾客需求为1000个，某单位有人员10名，在一定时间内完成了这1000个的生产任务，则其生产率为多少？若该10个人员在同样时间内生产出1200个，该单位生产率是否提高？为什么？如果由8个人完成了这1000个的生产任务呢？注意：产出是社会或顾客需要的产出（即有效产出），而不是面向库存的产出。2.生产率管理生产率管理就是对一个生产系统的生产率进行规划、测定、评价、控制和提高的系统管理过程。包括生产率测定和生产率改善。生产率测定生产率评价生产率规划生产率改善（二）生产率测定与评价1.定义：生产率测定与评价（测评），是对某一生产、服务系统（组织）或社会经济系统的生产率进行测定、评价及分析的活动和过程。包括：

生产率测定（ProductivityMeasurement)

生产率评价（ProductivityEvaluation)2.生产率测评的种类(1)按生产系统投入资源或要素范围分类(2)按生产系统运作结果分类分为：狭义生产率和广义生产率(3)按生产率测评层次和对象分类国民经济生产率、部门（或行业）生产率、地区经济生产率、组织（企业等）生产率等。(4)按生产率测评方式分类静态生产率(StaticProductivityRatios)动态生产率指数(DynamicProductivityIndexes)4.生产率测定的基本方法例:解:5.生产率评价的基本方法（三）生产率提高的途径1.影响生产率提高的因素主要影响因素人力资源，经济结构，科技水平，宏观管理政策等直接影响因素产品结构及设计，生产系统规划与设计，生产规模，组织合理性，职工素质，管理及激励等至关重要因素人力资源开发与管理，组织变革与管理，技术创新与进步等2.提高生产率的途径(1)增加资源的投入(2)从改进方法入手，提高劳动者的积极性、技术水平和操作熟练程度，充分挖掘企业内部潜力，努力降低成本，促使企业走内涵发展的路子。参照国际劳工组织基于影响因素的归纳，综合出提高生产率的主要因素及方法见教材P79表2-1所示。目前，企业现场管理存在什么问题？浪费严重现场环境较差无效劳动普遍存在（四）生产运作管理中存在的问题与解决没有标准、规范的作业流程和操作方法企业整体运作不规范、不科学，且各部门独立流程运行不畅，部门间协作效率低下流程中重复作业多，作业等待时间长目前，企业流程与作业方法存在什么问题？工业工程基础能解决哪些问题？◆设计最佳的作业方法◆最佳作业方法的标准化以及其劳动定额问题◆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◆现场管理问题你所理解的工业工程是什么？包括哪些内容？三、工业工程的起源与发展泰勒吉尔布雷斯（一）IE起源TimestudyMotionstudy（二）工业工程的发展动因：需求生产方式的变化：手工作坊式生产（手工业）→大规模自动化生产（大工业）→大规模定制生产1.科学技术的发展

蒸汽机——机械化永磁式发电机和电动机——电气化电子技术的应用——自动化计算机网络技术的应用——信息化2.社会生产力的发展3.社会经济形态的演进：自然经济→商品经济→市场经济（三）工业工程的发展历程1.奠基期:基础工业工程阶段(19世纪末~20世纪30年代)背景:无生产计划和组织;口头指导;工人缺少训练;凭经验办事;作业改进属个人行为。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。1911年发表了《科学管理原理》一书。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。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”。2.发展期:系统工业工程阶段(20世纪40年代~70年代)背景:

生产力高速发展;

生产系统规模越来越大;

统计学、系统工程和运筹学得到广泛应用;

市场竞争焦点以资本和实力竞争为主;IE引入亚太地区(日本、台湾、香港、韩国和新加坡)。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，并将之运用于IE实践中。1948年，美国工业工程学会成立，它是国际上第一个致力于工业工程专业的发展和学术活动的专业性组织。第二阶段的IE与前一阶段比较，表现为从以经验和定性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化为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。在50、60年代，系统科学（SS）以及系统工程（SystemEngineering，SE）成为IE学科发展的基础。SE方法论+OR定量方法+传统IE方法+工业专业知识=新IE3.创新期:现代工业工程阶段(20世纪80年代末至今)背景:信息技术带来的挑战和机遇;如何提高企业的综合竞争力和核心竞争力的问题;工业工程向其他领域渗透,并应用于产品生产全过程。总结:工业工程不同阶段的特征阶段奠基期发展期创新期竞争焦点成本、质量成本、质量、柔性成本、质量、柔性、时间关注焦点单一要素、效率系统、能力、生产率产销率、顾客满意率方法、技术基点数理统计运筹学信息化概念、意识专业化、规范化、标准化整体优化流程优化行为假设经济人假设决策人自学习、自组织、自知识团队理论基础劳动分工理论系统论信息论总结:工业工程的发展方向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）；突出研究生产率和质量的改善。四、工业工程的定义、目标与职能（一）工业工程的定义Thereisalwaysabetterway!WhatisIE？美国工业工程师学会（AIIE）—IndustrialEngineeringTerminology，ANSI94，1982：IndustrialEngineeringisconcernedwiththedesign,improvement,andinstallationofintegratedsystemsofpeople,materials,information,equipment,andenergy.Itdrawsuponspecializedknowledgeandskillinthemathematical,physical,andsocialsciencestogetherwiththeprinciplesandmethodsofengineeringanalysisanddesigntospecify,predict,andevaluatetheresultstobeobtainedfromsuchsystems.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、评价经营管理系的成果，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法。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综合性工程学科，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，采用系统化、专业化和科学化地方法，综合运用多种专业的工程技术、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，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鉴定、预测和评价。总结：是一门工程科学技术，且是主要解决管理问题的工程技术；学科性质是由人、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；研究对象综合运用各种工程技术与方法；研究方法降低成本，提高质量和生产率。任务和目标工业工程的定义：人员物料设备能源信息综合体系利用设计Design改善Improve设置Installation数学物理学社会科学知识技术期待的成果规划设计评价改进创新工学的分析设计原理方法通过PQCDSF规划企业（微观）业务发展规划，持续改善规划：能力、质量、流程、成本产品多样化，产品标准化规划，产品寿命周期规划物流规划，库存计划，安全、绿色生产计划，职工教育与培训计划产业（宏观）产业政策，产业结构分析，产业发展规划科研政策与规划，技术发展规划，工程教育与技术培训规划设计项目设计工程项目总体设计，CIMS设计，能力设计制造系统设施布置与设计，流程设计，技术选择，人机、工作地设计物流系统设施选址，储运设计，供应、生产、销售、物流设计信息系统数据库，MIS，MRP，ERP，PDM，网络产业系统供应链设计，安全、卫生、环保系统设计，产业标准化管理系统库存管理，教育培训评价技术评价产品设计评审，DFM/A，质量/可靠性经济分析评价指标及规程，成本/效率/效用评价，业绩与职务评价系统集成性评价各规划、设计的全面评审，标杆管理，生产系统与生产方式先进性评价创新工作地产品、材料、工作方法、操作人员、环境、工具、数据与信息系统设施，创新激励，人员与团队流程生产方式，管理流程，产品开发与设计工业工程的功能（三）工业工程的学科特点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，而且还包括社会科学和经济管理方面的知识。所以IE是一门技术和管理有机地结合的边缘科学。技术+管理边缘学科（四）工业工程的内涵

IE的核心是降低成本、提高质量和生产率

IE是综合性的应用知识体系

IE应用注重人的因素

IE是系统化技术五、工业工程学科的范畴与知识体系（一）学科范畴：美国国家标准ANSI--Z94（82年）1.生物力学；2.成本管理；

3.数据处理及系统设计；

4.销售与市场；

5.工程经济；6.设施规划与物流(含工厂设计、维修保养、物料搬运等)；7.材料加工（含工具设计、工艺研究、自动化等）；8.应用数学(含运筹学、管理经济学、统计和数学应用等)；9.组织规划与理论；10.生产计划与控制(含库存管理、运输路线、调度和发货等)；11.实用心理学(心理学、社会学、工作评价、人事实务)；12.方法研究和作业测定；13.人因工程；14.工资管理；15.人体测量；16.安全；17.职业卫生与医学。其他分类方法，如日本，20类113种。包括方法研究和作业测定、质量管理、标准化、工厂设计、能力开发等。工业工程工程技术特别是制造技术信息技术社会学、经济学、管理学、工程学、系统科学分析决策类过程控制类工程经济可靠性工程市场预测人力资源管理工程研究物流工程人机工程组织设计生产计划与控制质量控制成本控制信息控制设计改善类（二）工业工程知识体系六、工业工程应用范围和常用技术（一）应用范围（制造业非制造业）（二）与其应用领域间的关系工厂、工程建设、医院、银行、高校、政府产业应用领域基础研究信息技术系统工程人机工程非制造领域制造领域工业工程技术（三）常用技术据哈里斯对英国667家公司应用IE的实际情况调查统计，常用IE方法和技术为以下32种（按普及程度大小排序）：方法研究；作业测定（直接劳动）；奖励；工厂布置；表格设计；物料搬运；信息系统开发；成本与利润分析；作业测定（间接劳动）；物料搬运设备运用；组织研究；职务评估；办公设备选择；管理的发展；系统分析；库存控制与分析；计算机编程；项目网络技术；计划网络技术；办公室工作测定；动作研究的经济成果；目标管理；价值分析；资源分配网络技术；工效学；成组技术；事故与可操作性分析；模拟技术；影片摄制；线性规划；排队论；投资风险分析。七、工业工程