工业工程导论

1、,大学是知识的源泉；少数的人如饥似渴地畅饮；更多的人优哉游哉的品吮；绝大数的人则只是漱了漱口。,为什么日本的本田和日产在美国取得成功？,1.IE产生背景与发展历程工业工程（IndustrialEngineering）IE，起源于20世纪初的美国。以现代工业化生产为背景，随着产业革命后生产力空前发展，市场需求远大于生产,如何解决此矛盾？,1.IE产生背景与发展历程,A、美国的惠特雷（EWhitney）提出：“零件互换性”。,1.IE产生背景与发展历程,B、英国的史密斯（ASmith）提出：“劳动专业化分工”。C、19世纪30年代英国的巴贝奇（CWBabbage）提出：“时间研究的概念，设计和制造

2、一种能够完成某些数学运算的机器”。,D、美国的普尔（HVpoor）为铁路公司等大企业提出了一些组织化、通讯联系和情报资料的管理原则。这些人的思想为生产的标准化、专业化和管理的科学化奠定了基础，孕育了工业工程思想的萌芽。到了19世纪末20世纪初，进入“科学管理时代”和工业工程的创建期。代表人物美国工业工程师泰勒（FWTaylor），通过著名的“铁铲实验”、“搬运实验”和“切削实验”，1911年发表了科学管理原理一书。主要思想：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、工资激励制度和职能组织等。首创了“生产现场的时间研究法”。,1.IE发展历程,美国的吉尔布雷斯夫妇（Fran

3、kLGilbreth）从事动作研究(砌墙实验)和工业心理学研究；进行了动作（方法）研究（MotionStudy）、工艺流程研究。创立了17种的基本动素（Threbligs），至今人们还在使用。泰勒（18561915）“科学管理之父”吉尔布雷斯（18681924）亦称为“工业工程之父”。到了二战前，还有专家做出了贡献。他们是：1913年，福特（HFord），发明了移动式大规模装配生产线。1914年，甘特（HLGant），进行了作业进度规划研究和计件工资制，发明了甘特图。,1.IE发展历程,1916年，法约尔（HFayol），提出了工业经营的6项职能。5种管理职能，14条管理原则。1917年，哈里

4、斯（FWHarris）应用经济批量控制库存。19241932年，梅奥（GEMavo）“霍桑实验”说明：自1924年开始，在美国芝加哥西方电气公司的霍桑工厂进行了8年实验。其目的是人的工作效率与那些因素有关。找出工作条件对工作效率的影响，并寻求提高效率的途径。经过试验证实：人的工作效率不仅受物理的、生理的因素影响，组织因素、工作气氛和人际关系等都是不可忽视的因素。,1.IE发展历程,美国宾州大学根据泰勒的建议，于1908年开设了工业工程课，又设置了工业工程系，开创了工业工程教育的先河。1933年，美国康奈尔（Cornell）大学授予从事动作研究的学者巴恩斯（RMBarnes）第一个工业工程博士学

5、位。在此期间，产生了一批从事动作研究、时间研究等直接提高劳动生产率工作的懂技术和管理的人才工业工程师。,1.IE发展历程,二战期间和战后时期：工业工程研究的内容：工作研究、质量控制、人事评价与选择、工厂布置、生产计划。随着制造业的发展，费希（JFish）开创了工程经济。由于战争的需要，运筹学得到了发展，成为了工业工程的方法基础。1948年，内阁工业工程学会成立，国际上第一个工业工程专业学术团体。20世纪5060年代，系统工程学和电子计算机技术的产生和发展奠定了工业工程的理论与技术基础。,1.IE发展历程,IE发展的年表,新IE学科的“连续光谱”（continuumspectrum）,1.2为什

6、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、资源缺乏的国家。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减。,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.

7、8小时,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,1.3工业工程在我国（大陆）的发展情况引入和实施工业工程的时间1980年后，从日本引入。请日本专家三上辰喜等在北京机床厂重用工作研究方法，使生产效率提高一倍，产品合格率从85%提高到97%，减轻劳动强度等等。,1.3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。,广东科龙电器有限公司冰箱公司，四条生产

8、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，相当于投资几亿新建一个大型冰箱厂,1.3中国可不可以用IE？,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200万元，节约152个劳力

9、，场地313平方米。93年取得经济效益1200万元；94年取得1500万元。,1.3中国可不可以用IE？,1.4什么是工业工程？,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,1.5工业工程的定义和目标,1.定义1955年美国工业工程师学会（AIIE）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和方法，对该系统所取得的成果进行确定、预测和评价。2.目标使生产系统投入的要素的得到有效的利用，降低成本，保证质量和安全，提高生产率，获得最佳收益。,1

10、.6工业工程的范畴,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.测量16.安全17.职业卫生与医学,美国国家标准ANSI-Z94(1982修订版)把IE划分为17个分支1.生物力学2.成本管理3.数据处理与系统设计4.销售与市场5.工程经济6.设施规划7.材料加工8.应用数学组织规划与理论,1.7工业工程特点,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,1.8工业工程的基础-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、统计学和数理统计等经济和经营知识：会计学、运筹

11、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,1.9IE的作用,1.10工业工程的功能研究人员、物料、设备、能源、信息所组成的集成系统，进行设计、改善和设置。针对这个系统IE的功能表现为：规划、设计、评价和创新等四个方面。,第二节工业工程的学科特点、范畴与性质,1.工业工程的特点和意识1.1特点工业工程是一门工程学科，IE要学习大量的工程技术和数学方面的课程。但它不同于

12、一般的工程学科，它不仅包括自然科学和工程技术，还包括社会科学和经济管理方面的知识，它是一门技术和管理有机地结合的边缘科学。IE是实践性很强的应用学科，各国根据自己的国情（社会文化传统、技术与管理的体制和水平、生产力发展状况、国民素质等）形成自己特色的IE体系。例如：日本从美国引进IE，经过半个多世纪发展形成了日本特色的IE体系。日本IE体系特点：现场管理优化（JIT、LP）美国IE体系特点：IE的工程性，先进制造系统等。,1.2现代IE的基本特点：1）核心是降低成本，提高质量和生产力率2）IE是综合性的应用知识体系IE是把技术与管理有机结合的学科。3）注重人的因素是IE区别于其他工程学科的特点

13、之一4）IE的重点是面向微观管理现代IE（广义IE）向经营级扩展。5）IE是系统优化技术最终追求是系统效益最佳（少投入、多产出）,1.3意识（1）成本和效率意识（2）问题和改革意识（追求合理、运用5W1H方法）（3）工作简化和标准化意识（4）全局和整体意识：追求系统优化，须采取整体（5）以人为中心意识：人是第一位的。,2.1范畴工业工程是美国工厂学科中的一个大学科，据美国工程教育协会（ASEE）的报告，美国过程的十大学科是：机械工程、电机工程、土木工程、化学工程、工业工程、计算机科学与工程、材料科学与工程、航空工程、环境工程、生物医学工程。,2.工业工程范畴和性质,2.2性质IE具有工程属性，

14、IE设点在工学院中。机械学院或制造与自动化、制造与汽车学院等。代表院校：西安交大、重庆大学、上海交大、华中科技大学。IE具有管理属性，IE设置在管理学院中。代表院校：天津大学、山东大学、东北大学、浙江大学。IE具有系统工程属性,IE设置在以系统工程为背景的工科院校中。代表院校有：中国矿大、山东科技大学、上海海事大学、湖南科技大学。,工业工程（IE）、管理工程（ME1）、制造工程（ME2）、系统工程（SE）的关系如图所示：,IE与ME1、ME2、SE重叠处是共同点。,第三节工业工程的应用与发展（时代特征）,1.应用领域和常用技术（1）应用领域IE首先应用于制造业；二战之前主要应用于制造工业，研究

15、生产方法改进，建立良好的生产秩序，确定作业标准及制定工资激励计划等；二战后，扩大到制造业之外的其他领域，尤其是服务业。如：建筑业、交通运输、农场管理、航空、银行、医院、超市、军事后勤、政府部门（主要是行业管理与发展规划）。,（2）常用技术美国G萨尔文迪主编的工业工程手册根据哈里斯对英国667家公司营业IE的实际情况调查统计，列出了常用32种方法和技术。按应用的普及程度大小次序排列：,工业工程的部分技术,工作设计（工作研究+人机工程）设施规划与物流系统设计工程经济分析生产计划与控制质量管理与质量保证成本控制现场管理优化,2制造业中的工业工程常用技术（1）工作研究（2）工效学（3）价值工程（功能与

16、成本分析）（4）工程经济（5）设施规划与设计（6）组织行为学（7）生产计划与控制（8）质量管理与可靠性技术（TQC、TQM）（9）管理信息集成制造（MIS）（10）现代制造技术（数控技术（NC、CNC）、成组技术GT、计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）、计算和辅助工具设计（CAPP）、柔性制造单元和系统（FMC、FMS）,工业工程导论的参考书：（1）工业工程手册汪应洛主编（2）物流手册刘志学主编（3）供应链管理马士华编著（4）现代企业战略管理周三多著（5）工业工程导论张树武主编（6）工业工程周信侃（7）现代管理工程手册SalvendyhandbookofIE,作业题：1.说明你对工业工程专

17、业学习的打算？2.根据自己的兴趣与爱好，学好本专业同时，对其他知识学习的计划和学习目标。作业题中每位学生的目标，毕业答辩后对照下目标是否实现。（工业工程学将保留四年）,第二章工业工程理论,理论：是系统化了的理论知识，是对客观事物的本质、规律性的正确反映，具有全面性、逻辑性和系统性的特征。,第一节理论体系美国国家标准从学科角度曾将IE知识领域分为生物力学、实用心理学、人机工程、方法研究与作业测定、材料加工、组织规划与理论、设施规划、生产规划与控制、数据处理与系统设计、成本管理、工程经济等17个分支。这些知识领域涉及工业工程的基础理论和工业工程的专业技术。,基础理论：人机系统理论制造工程理论组织理

18、论经济系统成本理论数量化及优化理论现代工业工程理论：系统科学及开放系统理论环境变异及权变理论信息科学及网络理论能力与资源理论可持续发展理论评价与决策理论复杂组织理论,工业工程学图解,第二节人机系统理论,一、人机系统（ManMachineSystems）是由人和“机器”（设施及设备、仪器仪表、工具和“加工”对象等整体要素）所组成，通过人机相互作用，以实现一定功能的系统。任何人机系统都工作于一定的环境中，并和环境因素发生相互作用，因此称为人机环境系统。研究人机环境系统时，不仅要研究各自的特点和功能，更要研究它们之间的相互作用及相互配合形成的整体功能。,对人机系统产生影响的外界因素或周围条件是环境。

19、包括：工作地、作业空间、空气、温度、湿度、噪声、照明、振动、色彩等。人机系统的类型：1.按信息反馈分：开环人机和闭环人机二种2.按自动化程度来分：人工操作、半自动化、自动化三种3.按人机结合分：人机串联、人机并联、人机串并联混合,二、人机相互作用的基本模式人机系统相互作用的过程主要是人与“机器”进行信息交换的过程。活动包括：信息的输入+加工+输出三个基本环节。人的三个环节包括：感觉器官+效应器官+大脑。机器的三个环节中包括：控制器+加工器+显示器“机器”和人通过控制器、显示器进行信息交换称为人机接口或人机界面。人机接口或人机界面的设计必须符合工效学原则。如：手机的过程等。,人机信息交换分两个过

20、程：（1）人的感觉器官接收信息，在大脑中对输入的信息进行加工，做出决策。效应器官执行决策，输出信息，其活动作用于机器的控制器，把人输出的信息转换为机器的输入信息，实现了人机间第一次信息交换。（2）控制器接收信息后，机器开动起来，对输入的信息进行加工，加工后的结果通过向服务装置传向被控制的对象，机器运转及被控对象的信息又传向显示器，通过显示器的作用于人的感觉器官，实现人机间的第二次信息转换。,人从接收反馈信息到做出调整被控对象状态的操作反映，要系统一系列心理活动过程。把“信息模型”（包括图像、符合、标准等）进行解析或译码，在大脑中转换成“观念模型”人对机器进行控制或调整，使其按预定目标运转。经过

21、反复调整使信息模型、观念模型、目标模型相一致。,三、人机系统的效能及其实现人机系统应符合可靠性与误差控制的基本要求，实现安全、高效、经济的综合效能。应从：人机配合工作场所设计环境优化等来确保。1.人机配合包括：人机功能分配，人机匹配2.工作场所的设计以人机匹配合理性为前提，对操作者的活动场地和作业空间等布置的设计。应遵循的原则是：A.以人的因素为核心，处理好总体布局和局部布置的关系。,B.重视安全生产和劳动保护C.充分考虑照明、噪声、振动、湿度、温度、通风等环境因素对工作场所设计所提出的要求。D.在控制器、显示器的布置上，应符合相应的工程心理学要求。E.动作经济原则3.优化工作环境照明、噪声、

22、气候、环境保持及化学危害。,四、人和系统研究的内容综合应用了人体测量学、人体解剖学、心理学、生理学、环境科学、劳动科学、管理科学、系统工程等多学科的知识，形成相对独立而富有特色的学科领域。人机系统的研究方法：测量法、全体或小组测试法、询问法、观察法、实验法、系统分析法等.主要研究方向：A.人机之间的配合和分工。B.作用环境对操作者的影响。C.人的工作效率与疲劳的关系。,D.人在各种不同作业过程中的生理变化和心理变化。E.人的作业适应性、技能训练及人的选拔。F.人机之间的信息沟通、控制器和显示器的设计。G.人的作业能力，多种功能的限制及其影响因素。H.人机系统的可靠性及安全性。I.生产作业系统的

23、优化设计。J.人机系统分析与评价方法,第三节制造工程理论,一、制造工程概述制作工程作为一门应用科学，主要研究如何将基础科学和技术科学转化为制造活动中的专业生产技术、工程技术和工艺流程与方法。制造工程从简单的设计、生产外，还包括企业活动的其他方面：如产品的研究与开发、市场与销售服务、制造过程管理等。制造工程学科除了包含工程材料、成型技术、加工工艺外，还包括制造自动化及相应的传感、测试、和监控技术、制造模式及其管理技术等。制造模式中有：集成制造、准时制造、敏捷制造、柔性制造、绿色制造等。,制造技术是改变物料的形状金额特性的技术。它以加工成型、制造装配等为主要内容，提供了一切生产、生活的基本手段和资

24、料，在现代技术体系中占有重要的基础和主导地位。制造技术的发展方向：系统制造技术的方向发展与创新，以全面提高企业的市场应变能力和竞争能力。系统制造技术：把制造过程中的某些或全部技术集成起来，把物流、信息流、资金流、人员流、知识流集成起来，实现制造系统的总体最优化。,二、现代化制造生产过程的特点首先，现代制造工程综合运用制造技术、信息技术、管理技术及系统科学等相关知识，从制造系统及其环境系统的总体出发，立足于系统全寿命周期优化，是一个技术综合体和创新平台。除了有系统特征（整体性、关联性、环境适应性）外，还具有以下特点：（1）动态特征市场是不断变化的，决定于制造系统中的信息输出与输入的一个动态过程之

25、中。在竞争社会里，制作系统处于一个发展、更新、完善的运动状态中。,（2）反馈特性信息的不断变化，反馈到系统的输入及各个环节。从而完成产品全寿命周期的不断调节，改善和优化。（3）随机特性市场需求的变化、新的政策的出台，给制造系统创造了随机性。,第四节组织理论,一、组织理论的历史发展（1）传统组织理论19世纪末，20世纪初，泰勒、韦伯、法约尔等人。理论原则和依据为：分工理论、专业化原则、统一指挥原则和控制幅度原则。不足：没有考虑人的心理需要，是一种封闭系统的观点。（2）行为组织理论20世纪3060年代：代表人物：梅奥、麦克雷格、巴纳德、西蒙等。,主要特点是：能发挥人的主导作用，能考虑人的需求和特点

26、，重视和运用非正式组织，用信息沟通代替指挥监督。不足：强调过分的搞好人际关系，降低了专业的优越性，使工作效率受到一定的影响。（3）现代组织理论20世纪60年代后逐步发展起来的，其代表人物有巴纳德、西蒙、钱德勒、劳伦斯、洛希、维克、马奇等。其主要特点是：强调组织战略和人的全面发展，重视环境影响，把组织中人的行为和决策作为主要研究对象，领导应建立在领导和被领导相互影响的基础之上。主要的理论基础是系统理论和权变理论。,二、韦伯的科层体制理论该理论被称为经典的组织理论，它以泰勒的科学管理原理、法约尔的管理理论为基础，并有所发展，是真正引起组织研究者关注的第一理论。科层体制理论的关键命题是：理性法规科层

27、体制比基于传统和个人魅力的体制更有效。后来产生了组织的结构化，主张组织可以用结构变量进行分析。如等级个数、控制幅度、集中的程度、规范化程度以及专门化程度等。,三、开放系统理论放弃了关于组织的封闭系统的观念后，需要有一种理论来描述组织与环境的关系。20世纪50年代开始兴起的开放系统理论。贝塔朗菲的一般系统理论是开放系统理论的奠基之作，将组织看成开放系统的一个前提条件是组织系统与其环境之间有物质、能量、信息的交流。组织从环境中获得输入、通过组织内子系统及其过程，转化为对环境的输出，环境再以信息等方式反馈给组织，以使组织得到必要的调节并达到动态平衡。通常负反馈有利于组织达到事先确定的目标。负反馈的维

28、持，要求具有必要的输入，设计合理的机制，组织产生合理的输出等条件。,组织间的交易：资源的密集性、资源的关键性和权力不对称性的函数。组织维持的基本形式：合作。企业合作，国防合作等。合作的目的，是保证资源的供给，实现双赢或多赢。四、制度理论制度理论的核心是：制度、制度化和制度环境。主要假定：所有组织都镶嵌在制度的环境中，制度环境影响组织结构，实践和运行。两个关键的命题：组织的合法化和得的社会制度环境的支持将使组织更易生存。在于制度环境的适应和结合的过程中组织结构得到进化。,五、资源依赖性理论理论前提是：组织是一个开放系统。组织无法孤立运转，其内部也无法产生所需的所有资源，为了生存，组织必须从环境中

29、的其他组织获取所有必要的资源。为了获取资源，组织必须和其他组织交互作用，这种作用过程充满了不确定性。组织所需资源是稀缺的、关键的、大量的，组织对其他组织的依赖性就可能很高，而其他组织就可能控制该组织。为了减少资源的依赖性，组织决策者会做出战略选择，使组织适应外界的压力和不确定性。,六、交易成本经济学关键命题：A：在高度财产明晰化，高度环境不确定性等条件下，多派结构性的交易较之市场交易成本更低。B：具有较低交易成本的控制结构（市场、混合结构、多级结构）最终会替代具有高交易成本的控制结构。他预见：基于经济学，组织理论和法学等的交叉又将会有一种关于组织的新学科出现。,七、组织生态学从生态学、人口统计

30、学、社会学吸取营养，试图在很长的时间范围内是什么力量形成了组织的结构。理论认为：组织变化的主要根源不是决策者的战略选择和自适应，而是环境的选择。适应环境，新组织得以发展，也即环境对组织进行了选择。研究方向：人口动力学，环境动力学。范围从国家扩展到跨国的战略。,第五节战略与规划理论,一、企业战略战略起源于孙子兵法，中国。战略用于企业管理在美国。企业战略研究的主要奠基人：德鲁克、安佐夫、安德鲁等人。企业战略是为实现企业长远目标而做出的或将要做出的重大资源部的指导方针以及与各环境要素关系的基本规定。是企业在一定的经营时期内所执行的一系列有一致性重大决策的指导思想。,基本作用：企业与其环境相互协调。分

31、为：公司战略、经营战略、职能战略。企业战略管理：研究企业决策如何在特定的企业环境下有效地制造、执行和控制战略，使企业能充分利用自身的优势，抓住环境机会，避开环境风险。达到企业基本目标的动态管理过程是企业高层管理者的主要职责。战略管理研究的问题与企业的总体目标相关，着眼于未来，是一个动态的过程。过程包括：战略制定，战略实施、战略评价和控制三项主要内容。,二、可持续发展战略可持续发展：指“满足当代人的需求，又不危及后代人满足其需求能力的发展。”具体讲：在经济和社会发展的同时，采取保护环境和合理利用自然资源的方针，实现经济、社会与资源、环境的协调发展，为人类提供包括适宜的环境质量及人的全面发展在内的

32、物质文明、精神文明、政治文明和生态文明。把局部利益和整体利益，眼前利益和长远利益结合起来，科学发展。,三、生产战略及（企业）生产系统规划生产的概念：（日本著名制造系统工程专家人见胜人在生产系统论中界定的概念）“生产是将各种生产要素（或资源等投入物）转换位有形和无形的生产财富，由此而产生附加值的过程。”,生产应考虑不确定性、生产柔性、人员的作用等因素。合理配置各种生产设施、设定物料搬运方式、确定生产管理方式等。对生产系统规划与设计中各种方案进行系统评价，按照系统工程的原理，生产系统的规划与设计分为五个阶段：（1）生产系统分析及工厂规划阶段A、生产系统目标分析B、产品系统分析C、工厂规划举例说明：

33、办厂,（2）生产系统的初步设计阶段A、总体生产方式的确定B、车间（部门）划分C、具体生产组织方式的确定D、工艺过程的设计E、设备需要量分析与设计F、零件及材料供应的选择,（3）生产系统的详细设计阶段A、生产所需时空条件的分析与计算B、物流系统分析C、设施布置D、工业建筑设计E、物料搬运方式的确定和物料搬运系统的总体设计（4）管理设计阶段开发适宜的生产管理方式（5）运用设计阶段A、制定最终方案B、系统设置、试运行与改良,第六节评价与决策理论,一、评价与决策的含义对系统进行全面评价（5W1H方法）：评价对象（What）评价主体（Who）评价目的（Why）评价时期（When）评价地点（Where）评

34、价方法（How）决策是决策者对系统方案所作决定的过程和结构，是决策者的行为和职责。,5W1H提问技术,二、评价决策的基础理论（1）效用理论：“效用为最大”（2）数量化理论：用统计等方法使评价和决策数量化。（3）不确定性理论：不确定性主要因“自然因素和人的因素，引起的不确定。”对事件发生的可能性做出定量估计，使主观概率逐步接近于客观概率。（4）非精确理论人的认识的模糊性（非精确性）应用模糊集理论进行评价。,（5）最优化理论运筹学知识的运用。数学优化方法：线性规划、整数规划、运输规划、非线性规划、动态规划、多目标规划。这些方法为评价奠定了基础，因此，在学习运筹学时必须学好，并用它们去分析问题、解决

35、问题。此法为重点。,第三章工业工程方法论,第一节工业工程方法与方法论现代工业工程作为一种新型的技术综合体，包括各类专门的方法与技术。如：主要研究与解决人机关系系统问题的工效学和认知工程，主要研究与解决操作系统问题的工作研究方法，主要研究与解决产品系统问题的工业设计技术，主要研究与解决制造技术系统问题的现代制造系统技术，主要研究与解决物流系统问题的设施规划与物流系统分析等。,2.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改进时遵守的“ECRS”四大原则,1.“ECRS”四大原则,E:Eliminate，取消。在经过“5W1H”之后，若结论为不必要

36、，则予以取消。C:Combine，合并。对必要的工序、操作或动作，则应考虑能否通过合并达到省时简化的目的。R:Rearrange，重排。经取消、合并后，可在根据“何人、何处、何时”三提问进行重排，制定最佳工作、操作和动作顺序。S:Simplify，简化。最后可考虑能否采用最简单的方法与设备，以节省人力、时间和费用。,2.系统分析方法：解决干什么的问题,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。,3.系统设计方法,在系统分析的基础上，按照系统思想和优化要求

37、，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。,4.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。,评价,改进,4.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。,4.

38、创造性技术,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,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。,例如：某工序的流程程序图,所谓生产，是指在投入到产出的转化过程中，完成产品增值的活动。,所有的转化过程都应该增值，只有它们将会产生利润。,第四章工作研究概述,生产

39、过程,生产过程,工步,走刀,机动操作,机手并动操作,动,作,动作单元（动素）,手动操作,动,作,操,作,工,序,生,产,过,程,劳动过程,自然过程,准备过程,基本生产过程,辅助过程,生产服务过程,工序,工艺工序,检验工序,运输工序,操作项目,浪费的概念,传统的看法材料、报废、退货、废弃物,现代的定义所有一切不增值的活动和所用资源超过“绝对最少”界限的活动。（精益生产）,一、现场浪费之源,常见的八大浪费,不良、修理的浪费加工的浪费动作的浪费搬运的浪费库存的浪费制造过多/过早的浪费等待的浪费产业废弃物浪费,、不良、修理的浪费,内容：材料的损失、不良品变成废品；设备、人员和工时的损失；额外的修复、鉴

40、别、追加检查的损失；有时需要降价处理产品，或者由于耽误出货而导致工厂信誉的下降。,改善：自动化防呆化作业标准全数检查在工程做入品质无停滞的流程作业,自我问答：为何曾发生？是否有再发防止的措施？,、加工的浪费,内容：即过分加工的浪费，（）多余的加工和过分精确的加工。例如实际加工精度过高造成资源浪费。（）需要多余的作业时间和辅助设备，还要增加生产用电、气、油等能源的浪费，另外还增加了管理的工时。,改善：工程设计的适当化作业内容的重新评估冶具的改善与自动化标准作业的彻底执行,自我问答：其工作目的为何?,、动作的浪费,内容：两手空闲、单手空闲、作业动作突然停止、作业动作过大、左右手交换、步行过多、转身

41、的角度太大，移动中变换“状态”、不明技巧、伸背动作、弯腰动作以及重复动作和不必要的动作等，这些动作的浪费造成了时间和体力上的不必要消耗。,改善：流程生产的组成“表准作业”与标准作业动作改善原则的彻底实行,自我问答：为何要拿放？为何要置换？,、搬运的浪费,内容：具体表现为放置、堆积、移动、整列等动作浪费，由此而带来物品移动所需空间的浪费、时间的浪费和人力工具的占用等不良后果。,改善：U字型设备的配置流程作业站着工作,自我问答：为何搬运？方法是计程车或公车？,目前普遍认为搬运是必要的，不是浪费。因此，很多人对搬运浪费视而不见，更谈不上去消灭它。也有人利用传送带或机器搬运的方式来减少人工搬运，这种做

42、法是花大钱来减少工人体力的消耗，实际上并没有排除搬运本身的浪费。,、库存的浪费,内容：材料、零件、加工品的停滞，不单只有仓库，工程间的半成品也是。导致交期的长期化，空间的使用浪费，搬运、检查的产生，周转资金的增加。,改善：库存的意识改革；U字型设备的配置平准化生产；单一化生产整流化；看板的彻底实行,自我问答：为何会有库存？看板数是多少？,按照过去的管理理念，人们认为库存虽然是不好的东西，但却是必要的。精益生产的观点认为，库存是没有必要的，甚至认为库存是万恶之源。,库存掩盖问题,故障,不良品,调整时间长,点点停,能力不平衡,品质不一致,计划有误,缺勤,协作问题,运输问题,水平线,、制造过多（早）

43、的浪费,内容：流程阻碍，不良的发生、库存，半成品的增加，材料、零件的滥用，资金周转率下降，计划柔软性的阻碍。,改善：单品流程步骤单一化招牌的彻底实行单纯化主产,自我问答：为何要多做？停止机制?换线改善呢？,制造过多或过早，提前用掉了生产费用，不但没有好处，还隐藏了由于等待所带来的浪费，失去了持续改善的机会。,、等待的浪费,内容：生产线上不同品种之间的切换，如果准备工作不够充分，势必造成等待的浪费；每天的工作量变动幅度过大，有时很忙，有时造成人员、设备闲置不用；上游的工序出现问题，导致下游工序无事可做。此外，生产线劳逸不均等现象的存在，也是造成等待浪费的重要原因。,改善：U字型平准化生产对浪费的

44、认知,自我问答：为何要等待？,造成等待浪费的原因,生产线的品种切换每天的工作量变动时常因缺料而使机器闲置上游工序延误导致下流工序闲置机器设备时常发生故障生产线未能取得平衡存在劳逸不均的现象,、产业废弃物浪费,内容：指材料、抛弃式容器、捆包材料等的废弃处理。造成可用率不好、处理费用的支出、成本提高、作业工数增加,改善：计划性的使用材料无纸箱化残材活用,自我问答：如何产生？处理方法是？,二、精益生产,1960年代开始，以丰田为代表的日本汽车制造业通过实施JIT生产模式，以低成本、高质量的突出优势迅速占领美国汽车市场，引发了美日之间长达十年的汽车贸易战。JIT因其经营效率极限化被美国学者赞誉为“精益

45、生产”，并对人类的生产革命产生了长远影响。,JIT的基本思想是:只在需要的时候、按需要的量、生产所需的产品，故又被称为准时制生产、适时生产方式、看板生产方式。JIT的核心是：零库存和快速应对市场变化。精益生产不断消除所有不增加产品价值的工作，所以，精益是一种减少浪费的经营哲学。,2.1JustInTime,适品适量适时,2.2LP与MP的比较,与传统的大批量生产相比，精益生产只需要一半的人员、一半的生产场地、一半的投资、一半的生产周期、一半的产品开发时间和少得多的库存，就能生产质量更高、品种更多的产品。,现有主要生产模式的特征,三种主要生产模式对市场状态的适应性,二、精益生产概论1、精益生产追

46、求的目标,7个“零”目标,零切换浪费零库存零浪费零不良零故障零停滞零事故,整体能力协调拉式生产彻底暴露问题流程路线图,“地下工厂”浪费严重，似乎无法发现、无法消除,降低成本,零浪费,探求必要库存的原因库存规模的合理使用均衡化生产设备流水化,大量库存造成成本高、周转困难，且看不到真正的问题在哪里,发现真正问题,零库存,经济批量物流方式JIT生产计划标准化作业管理标准化作业,切换时间长，切换后不稳定,多品种对应,零切换浪费,思考原则与方法,现状,目的,零目标,7个“0”目标,三种生产方式详细比较,2、现代生产组织系统,全员现场5S活动观念革新全员改善活动,TQM精益质量保证,柔性生产系统,现代IE

47、运用,生产与物流规划,TPM全面设备维护,产品开发设计系统,均衡化同步化,精益工厂挑战七零极限目标,3、精益生产实施案例,案例,自动设备,检测,插件1,插件2,插件3,焊接,组装1,组装2,包装,1臂间距,极少数自动设备,2H工位轮换（多技能）,多数手工作业面向生产线,自主质量改进,中间在库0，一位停整线停,松下电器大坂收音机工厂组装线,自动插件,4.1工作研究的概念,工作研究（WorkStudy）是方法研究和作业测定的总称，是IE体系中最重要的基础技术。工作研究的目的是在现有设备的条件下，对生产程序和操作方法进行分析研究，寻找效率最高、成本最低及质量最好的工作方法，并制定标准时间。工作研究包

48、括“方法研究”和“作业测定”两大技术。方法研究对现有的各项作业、工艺和工作方法进行系统分析，寻求完成某项工作的最经济合理的方法，达到减少人员、机器、以及无效动作和物料消耗的目的，并使工作方法标准化；作业测定在掌握和消除生产过程中多余和无效时间后，制定出用经济合理的工作方法完成某项工作所需的标准时间，达到减少人员、机器以及设备空闲的目的。世界各国都把工作研究作为提高生产率的首选技术。如美国90%以上的企业都应用了工作研究，企业的生产率普遍提高51%。,工作研究,4.2工作研究的目标,4.3工作研究的范畴,4.4工作研究对提高生产率的作用,4.5工作研究的实施程序,选择所要研究的工作或工艺(考虑经

49、济因素、技术因素、人的因素等)；观察现行方法，记录全部事实(采用图表法、图解法，如工艺程序图、流程程序图、双手操作图，人机程序图，线路图等)；（提出问题阶段）严格分析所记录的事实：采用“5W1H”提问技术对记录的每一件事项逐一进行考查，按照“ECRS”（取消-合并-重排-简化）四大原则来建立最经济的新方法。（分析问题阶段）制定新方法：设计新的方法正确地解决问题，设计若干可行的方案（解决问题阶段）评选新方案：根据适用性、经济性等原则评价这些备选方案，并确定新的工作方法；计算标准作业时间（确定所选择方法的工作量及有关的作业时间，采用作业测定制定这一工作的标准作业时间）；建立新方法：（报告书，工作标

50、准，工作的时间标准）实施与维持新方案。,实施工作研究的流程示意图,4.2方法研究,4.2.1概述4.2.2程序分析4.2.3操作分析4.2.4动作分析,4.2.1概述,1方法研究的定义、目的和特点2生产过程的基本概念3方法研究的技术4方法研究的内容与步骤,1方法研究的定义、目的和特点,“方法”是人们进行工作和生活所运用的整体手段的组成部分，人们使用方法完成自己所要做的任何事情。好的方法可以帮助人们减少物质、能源、时间以及资金的消耗和浪费，从而降低成本；可以改善人们的工作环境；可以提高生产率。定义：对现有的或即将进行的工作方法（如加工、制造、装配、操作）进行系统的记录和严格的考查，作为开发和应用

51、更容易、更有效的工作方法、以及降低成本的一种手段。,方法研究的目的,改进工艺和程序；改进工厂、车间和工场的平面布置；改进整个工厂和设备的设计；经济地使用人力，减少不必要的疲劳；改进物料、机器和人力的利用，提高生产率；改善实际工作环境，实现文明生产；降低劳动强度。,方法研究的特点,指导思想充分挖掘企业内部潜力力求在不投资（即增加人力、设施、原材料等）或者少投资的情况下，通过挖掘企业内部的潜力（即改进工作方法），获得最大的经济效益。着眼点系统整体优化方法研究首先着眼于整个工作系统、生产系统的整体优化（程序分析），然后再深入解决局部关键问题（操作分析），进而解决微观问题（动作分析），最终达到系统整体

52、优化的目的。,2生产过程的基本概念,任何产品都有一个从原材料的投入到产品产出的生产过程定义：生产过程是从产品投产前一系列的生产技术组织工作开始，直到把它生产出来为止的整个过程。生产过程的构成,工序：指一个工人或一组工人在一个工场对一个或一组劳动对象进行加工，完成生产过程中的一部分。同一道工序中的操作者、操作对象、操作工具和工作场所均不发生变化。工序可以进一步分解为操作和动作。操作：是工序的组成部分。是工人为达到某一目的，使用一定方法所完成的若干动作的总和。动作：是手工操作的构成因素。指工人接触物件、移动物件或离开物件的行为。动作由基本动素构成。,几个基本概念,3方法研究的技术,程序分析：完成任

53、何工作所需经过的路线和手续即为程序。程序分析主要以整个生产过程为对象，研究一个完整的工艺程序。从第一个工作地到最后一个工作地进行全面研究分析，通过取消、合并、改变、调整、重排等手段以达到简化、改善和优化的目的。操作分析：研究分析以人为主体的工序，使操作者、操作对象和操作工具三者科学地组织、合理地布局与安排，以达到减轻工人劳动强度、减少作业工时、保证工作质量的目的。动作分析：研究分析人在进行各种操作时的身体动作，以达到排除多余动作、简化操作、减轻疲劳、从而制定最佳动作程序的目的。,三种分析技术的对比,也有人称他们为工序分析、作业分析、动作分析。,方法研究层次的示例,图表技术,4方法研究的内容与步

54、骤,工作程序分析的内容,尽可能取消不必要的工序；合并工序，减少搬运；安排最佳的顺序；使各工序尽可能经济化；找出最经济的移动方法；尽可能减少在制品的库存。,工作程序分析的原则,方法研究的步骤（对比工作研究的实施程序）,选择：选择所需研究的工作记录：用程序分析的有关图表工具对现行方法全面记录分析：用6W提问技术对记录的事实（包含五个方面）进行逐项提问，并根据ECRS四个原则对有关程序进行分析。建立：在上述基础上建立最经济合理、实用的新方法实施：采取措施使此新方法得以实现维持：坚持规范及经常性检查，维持该标准方法不变。,技巧1：分析时的五个方面技巧2：分析时的六大提问技术技巧3：分析时的ECRS四原

55、则技巧4：程序分析时的动作经济原则,1个不忘：动作经济原则4大原则：ECRS5个方面：操作、运输、储存、检验、等待6W技术：What/Where/When/Who/How/Why,工作程序分析的技巧,技巧1：五个方面(与符号记录相对应),操作分析：最重要的分析，涉及产品设计搬运分析：考虑搬运重量、距离及消耗时间，运输方法、工具、布局等检验分析：最合适的检验方法，检验工具贮存分析：着重对仓储管理、物资供应计划和作业进度等进行检查分析，以保证材料及零部件的及时供应，避免不必要的物料积压。等待分析：等待应减至最低限度，分析引起等待的原因。,技巧2：六大提问技术(6W技术或5W1H技术),技巧3：EC

56、RS四大原则,Eliminate取消：取消不必要的工序、操作、动作，都是不需投资的一种改进，是改进的最高原则。Combine合并：对于无法取消者看是否能合并以达到简化之目的。Rearrange重排：通过取消、合并后通过重排达到最佳顺序。Simple简化：经过ECR后的必要工作，可考虑能否采用最简单的方法及设备，以节省人力、时间及费用。简而言之，通过提问技术，首先取消不必要的工作（工序、操作、动作）；其次将某些工序（或设备、动作等）合并，减少处理的手续；再次就是对工作程序进行重排或者对工作场地进行重新布置，以减少搬运的距离或避免重复的工作；最后可以用最简单的设备、最少的人力、最简单的动作完成工作

57、任务（即简化）。,在进行工作程序的实际分析时，应该对以上五个方面按照6W提问技术逐一进行分析，然后采用ECRS四大原则进行对这五个方面分别处理，以寻求最经济合理的工作方法。,方法研究的要点,4.2.2程序分析,1工艺程序分析2流程程序分析3线路图分析4线图分析,1工艺程序分析,工艺程序分析是对工作现场的宏观分析，它把整个生产系统作为分析对象。工艺分析的目的是改善整个生产过程中不合理的工艺内容、工艺方法、工艺程序及作业现场的空间配置，通过严格的考察与分析，设计出最经济合理、最优化的工艺方法、工艺程序和空间配置。进行工艺程序分析采用“工艺程序图”和“流程程序图”。工艺程序图的优点：工艺程序图仅作出

58、程序中的“操作”和保证操作效果的“检验”两种主要动作，避免了图形的冗长和复杂，可以很方便地体现整个程序的先后次序。,工艺程序图的内容,制造程序及工艺布置的大概轮廓；各项操作及检验的内容及生产线上工位的设置情况；原材料的规格和零件的加工要求；所需工具和设备的规格、型号和数量，因而可计算投资数额及生产成本。,工艺流程图,工艺程序图的绘制示例,现以某开关转子的加工、装配为例绘制其工艺流程图。该开关转子由轴1、模压塑料体2、停挡3组成。,开关转子的工艺程序图,2流程程序分析,了解工作的概貌需用工艺程序图，而流程程序图则进一步对生产现场的整个制造程序作详细的记录与分析，特别是用于分析其搬运距离，减少暂存

59、、贮存等隐藏成本的浪费。或者说，工艺程序图属于宏观分析，而流程程序图属于微观分析。流程程序图与工艺程序图的构成极为相似，其差别仅为加入了“搬运”、“贮存”、“暂存”三种符号，并在时间之外再加上搬运的距离。流程程序图比工艺程序图详尽而复杂，常对每一主要零件单独作图，进行独立研究。根据研究对象分类：材料或产品流程程序图（物料型）：描述生产或搬运过程中，材料或零件被处理的步骤。人员流程程序图（人型）：记录操作人员在生产过程中一连串活动。,人型流程程序图的绘制示例,工作任务：用量规核对工件尺寸。开始：工人坐在工作台旁，工件在工作台上。结束：工人坐在工作台旁，已核对过的工件在工作台上。,物料型流程程序图的绘制示例,工作任务：车制长轴。开始：钢棒由储存架至锯床。结束：涂防锈油至齐套库。,流程程序图表,3线路图分析,线路图是以作业现场为对象，对现场布置及物料（包括零件、产品、设备）和作业者的实际流通路线进行分析。线路图常与流程程序图配合使用，以达到改进现场布置和移动路线、缩短搬运距离的目的。线路