第一章工業(yè)工程及其發(fā)展

1、生產(chǎn)要素： 人力.材料.機(jī)器.設(shè)施.信息.方法.轉(zhuǎn)換產(chǎn)出生產(chǎn)的財富產(chǎn)品服務(wù)工業(yè)工程概述第一章工業(yè)工程及其發(fā)展第一節(jié)引言現(xiàn)代企業(yè)中，生產(chǎn)是最基本，最重要的一項活動。生產(chǎn)就是制造產(chǎn)品，侑形生產(chǎn)）廣義的生產(chǎn)包括提供服務(wù)（即無形生 產(chǎn)）。企業(yè)只有通過各種類型的生產(chǎn)創(chuàng)造物質(zhì)和經(jīng)濟(jì)財富，才能滿足企業(yè)生存 和發(fā)展的日益增長的需要，推動企業(yè)前進(jìn)。無論哪種生產(chǎn)都是把自然和社會資源轉(zhuǎn)變成經(jīng)濟(jì)財富 （產(chǎn)品和服務(wù)），從 而增加附加價值的過程，換句話說，生產(chǎn)就是一種轉(zhuǎn)換功能。如圖1-11-1所示：生產(chǎn)的含義生產(chǎn)過程生產(chǎn)系統(tǒng)的這種轉(zhuǎn)化功能，可用生產(chǎn)率來衡量，表示生產(chǎn)要素的使用效率 （生產(chǎn)率= =產(chǎn)出/ /投入），如果能用

2、較少的資源投入得到更多的產(chǎn)出，則生產(chǎn) 率提高了，也就是具有更高的經(jīng)濟(jì)效益，可獲得更大的利潤。因此，生產(chǎn)率成為 企業(yè)中人們最關(guān)心的一個指標(biāo)，任何企業(yè)事實上都是在不斷追求更高生產(chǎn)率 和利潤為目標(biāo)。生產(chǎn)率的提高，集中表現(xiàn)為改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)和管理兩個方面，不斷發(fā)明新技術(shù)，新工藝，創(chuàng)造新工具，新機(jī)器和科學(xué)管理方法。正如人們常用的技 術(shù)和管理是生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的兩個輪子。實踐也証明，在企業(yè)中技術(shù)和管理 只有很好結(jié)合起來，才能獲得理想效果。工業(yè)工程（IndsurtialIndsurtial engineeringengineering,簡稱IEIE）就是在人們致力于提高工作 效率和生產(chǎn)率，降低成本的實踐中產(chǎn)生的一

3、門學(xué)科，就是把技術(shù)和管理有機(jī)地 結(jié)合起來，去研究如何使生產(chǎn)要素組成生產(chǎn)力更高和更有效運(yùn)行的系統(tǒng)，是實 現(xiàn)提高生產(chǎn)率目標(biāo)的工程學(xué)科。所以學(xué)習(xí)和應(yīng)用工業(yè)工程，不僅直接有利于企業(yè)自身提高效益和利潤，在 激烈的市場競爭環(huán)境中求得自下而上和發(fā)展，而且也關(guān)系到加快臺達(dá)經(jīng)濟(jì)發(fā) 展，增強(qiáng)實力，縮小與同行業(yè)先進(jìn)水平差距的問題。第二節(jié)工業(yè)工程的發(fā)展簡史一.工業(yè)工程的起源工業(yè)工程是工業(yè)化生產(chǎn)的產(chǎn)物，一般認(rèn)為是本世紀(jì)初起源于美國，并 且是從泰勒5(F.W.Taylor5(F.W.Taylor 185618561915)1915)等人創(chuàng)立的科學(xué)管理發(fā)展起來的。南北戰(zhàn)爭(1861-1865(1861-1865) )以后，

4、美國工業(yè)尤其是制造工業(yè)迅速發(fā)展。19001900年前后，制造業(yè)產(chǎn)值已超過農(nóng)業(yè) 。但是，當(dāng)時的工業(yè)生產(chǎn)和今天的方式大不相同，那時很少有生產(chǎn)計劃和組織，生產(chǎn)一線的管理人員對工人作業(yè)只是口頭上的指導(dǎo)，工人通常所受到的訓(xùn)練也很差，工作方法缺乏科學(xué)性和系統(tǒng)性，主要憑經(jīng)驗辦 事。作業(yè)方法的改進(jìn)一般都來源于工人自己為找到更容易和更簡便的方法完成所 承擔(dān)的任務(wù)而自發(fā)的努力，完全是一種各自分散的個人行動，幾乎沒有人注意一個工廠或一個工藝過程的改進(jìn)和總體協(xié)調(diào)。因而效率低，浪費(fèi)大，以泰勒為代表的一大批科學(xué)管理先驅(qū)者為改變這種狀況，提高工作效率，降低成本進(jìn)行了卓有成效的工作，幵創(chuàng)了科學(xué)管理，為工業(yè)工程的產(chǎn)生奠定了基礎(chǔ)

5、，幵辟了道路。泰勒是一位工程師和效率專家，是 科學(xué)管理 的創(chuàng)始人，并且也是一位發(fā) 明家，一生中獲得過一 百多項專利。18741874年他考取哈佛大學(xué)法學(xué)院 ，由于 視力不好，而被迫失學(xué)，進(jìn)費(fèi)城水泵制造公司學(xué)徒當(dāng)模型工 。18781878年到米 德維爾(Midvale(Midvale ) )鋼鐵公司工作，當(dāng)過普通工人，技工，工長，總技師以 及總工程師。這期間，他還上夜校功讀，并于18831883獲得史蒂芬工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)位。這一經(jīng)歷使他對當(dāng)時生產(chǎn)管理和勞動組織中的問題比較清楚認(rèn)為管理沒有采用科學(xué)方法，工人缺乏訓(xùn)練，沒有正確的操作方法和程序大大影響了生產(chǎn)效率 。他相信通過對工作的分析，總可以找到改

6、進(jìn)的方法，設(shè)計出效率更高的工作程序，并致力于研究。他系統(tǒng)地研究了工場作業(yè)和衡量方法，創(chuàng)立了 時間研究 （TimeTime studystudy ），改進(jìn)操作方法，科學(xué)地制定勞 動定額，采用標(biāo)準(zhǔn)化，極大地提高了效率，降低了成本 。例如，1898189819011901 年在伯利恒（BethlehenBethlehen ）鋼鐵公司工作期間，他研究了鏟煤和礦砂的工作，通 過試驗和測定發(fā)現(xiàn)，每鏟2121磅時，裝卸效率最高。泰勒采用科學(xué)方法對工 人進(jìn)行訓(xùn)練，結(jié)果使搬運(yùn)量由原來每人每天12.5T12.5T增加到48T48T，搬運(yùn)效率提高近4 4倍。經(jīng)過這樣改進(jìn)，減少了所需的搬運(yùn)工人數(shù)，使搬運(yùn)費(fèi)由每噸8 8

7、美分降低到4 4美分。他提出了一系列科學(xué)管理原理和方法，主要著作有；計件工資（18951895年），工場管理（19031903年）以及 科學(xué)管理原理 （19111911年），），這是系統(tǒng) 闡述他的研究成果和科學(xué)管理思想的代表作，對現(xiàn)代管理發(fā)展作出重大貢獻(xiàn) ，并被公認(rèn)為工業(yè)工程的幵端 。所以，泰勒在美國管理史上被稱作 科學(xué)管理 之父 。吉爾布雷斯（FrankFrank B.Gilbreth,B.Gilbreth, 1868186819241924）是和泰勒差不多同一時期的另一位工業(yè)工程奠基人，他也是一名工程師，其夫人是心理學(xué)家，他們的主要貢獻(xiàn) 是創(chuàng)造了與時間研究密切相關(guān)的 動作研究 （Motio

8、nMotion sturdysturdy ，就是對人在從事 生產(chǎn)作業(yè)中的動作進(jìn)行分解 ，確定基本的動作要素（稱為 動素 ），然后科學(xué) 分析，建立起省工，省時，效率最高和最滿意的操作順序。例如，當(dāng)時按照他的方法培訓(xùn)的砌磚工人平均作業(yè)效率由每小時120120塊提高到350350塊。19121912年吉爾布雷斯夫婦進(jìn)一步改進(jìn)動作研究方法，把工人操作時的動作拍成影片創(chuàng)造了影片分析法，對動作進(jìn)行更細(xì)微的研究。19211921年他們又創(chuàng)造了工序圖，為分析和建立良好的作業(yè)順序提供了工具。他們在技能研究，疲勞研究和時間研究等方面也有卓越的成就，尤其重視研究生產(chǎn)中人的價值作用及其對工作環(huán)境的反應(yīng)等。甘特( (H

9、enryHenry L.GaL.Ga nttntt ) )也是工業(yè)工程先驅(qū)者之一，他的重大貢獻(xiàn)是發(fā)明了著名的 甘特圖(Gantt(Gantt ChartChart ) )，這是一種預(yù)先計劃和安排作業(yè)活動，檢查進(jìn)度以及更新計劃的系統(tǒng)圖表方法，為工作計劃，進(jìn)度控制和檢查提供了十分有用的方法和工具 ，直到今天它仍然被廣泛地用于生產(chǎn)計劃與控制這一工業(yè)工程主 要領(lǐng)域。還有許多科學(xué)家和工程師對科學(xué)管理早期工業(yè)工程的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)，如17761776年英國經(jīng)濟(jì)學(xué)家亞當(dāng)。史密斯(Adam(Adam SmithSmith ) )在其 一書中提出勞動分工概念；李嘉圖(Ricardo(Ricardo ) )的 (1

10、817(1817 年) )； 穆勒(Stuart(Stuart mill)mill) 的 (1848(1848年) )等， 應(yīng)該說都對第三節(jié) 工業(yè)工程定義，目標(biāo)和功能一工業(yè)工程的定義工業(yè)工程的發(fā)展迄今將近一個世紀(jì)了。由于它涉及范圍廣泛，內(nèi)容不斷充實和深化， 所以，在其形成和發(fā)展的過程中，不同時期， 不同國家， 不同組 織和學(xué)者下過許多定義。在各種IEIE定義中，最具有權(quán)威性和今天被廣泛采用的是美國工業(yè)工程學(xué)會 （ALLLEALLLE）于19551955年正式提出，后經(jīng)修訂的定義，表述 如下： 工業(yè)工程是對人員，物料，設(shè)備，能源和信息所組成的集成系統(tǒng)，進(jìn)行 設(shè)計，改善和設(shè)置的一門學(xué)科。它綜合運(yùn)用

11、數(shù)，物理學(xué)和社會科學(xué)方面的專門知識和技術(shù)，以及工程分析和設(shè)計的原理與方法，對該系統(tǒng)所取得的成果進(jìn)行確 定，預(yù)測和評價。該定義表明IEIE實際是一門方法學(xué)，它告訴人們，為把人員，物資和設(shè)施組成有效 的系統(tǒng)，需要運(yùn)用哪些知識，采用什么方法去研究問題以及如何解決問題。二工業(yè)工程的目標(biāo)工業(yè)工程目標(biāo)就是使生產(chǎn)系統(tǒng)投入的要素得到有效利用，降低成本，保証質(zhì)量和安全，提高生產(chǎn)率，獲得最佳效益。具體地講，就是通過研究，分析和評估，對人機(jī)系統(tǒng)的每個組成部分都進(jìn)行設(shè)計（包括再設(shè)計即改善），再將各化運(yùn)行，保証以低成本，低消耗，安全，優(yōu)質(zhì)，準(zhǔn)時，高效地完成生產(chǎn)任務(wù)（機(jī)器制造，橋梁建設(shè)，化工生產(chǎn) . ），從而達(dá)到上述目標(biāo)

12、。三工業(yè)工程的功能如IEIE定義所表明的IEIE的基本功能是：”研究人員，物料，設(shè)備，能源 ，信息 所組成的集成系統(tǒng)，進(jìn)行設(shè)計，改善和設(shè)置”。針對一個企業(yè)這樣的系統(tǒng)，IEIE的功能具體表現(xiàn)為規(guī)劃設(shè)計，評價，創(chuàng)新等四個方面，如圖1-31-3所示，并列舉了各類專業(yè)活動。1.規(guī)劃確定一個組織在未來一定時期內(nèi)從事生產(chǎn)所應(yīng)采取的特定行動的預(yù)備活動，包括總體目標(biāo)，方針政策，戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)的制定，也包括分期（短期，中期，長期）實施計劃的制定。是協(xié)調(diào)資源利用，以獲得最佳效用的重要工具。IEIE從事的規(guī)劃側(cè)重于技術(shù)發(fā)展規(guī)劃。2.設(shè)計實現(xiàn)某一既定目標(biāo)而創(chuàng)建具體實施系統(tǒng)的前期工作，包括技術(shù)準(zhǔn)則，規(guī)范，標(biāo)準(zhǔn)的擬訂，最優(yōu)方

13、案選擇和藍(lán)圖繪制。IEIE的設(shè)計不同于一般的機(jī)器設(shè)計，而是側(cè)重于工程系統(tǒng)設(shè)計，包括系統(tǒng)總體設(shè)計和部分設(shè)計；概念設(shè)計和具體工程項目設(shè)計等。3.評價對現(xiàn)存的各種系統(tǒng)，各種規(guī)劃和計劃方案以及個人與組織的業(yè)績作出是價工作的實施否符合既定目標(biāo)或準(zhǔn)則的評審與鑒定活動，包括各種評價指標(biāo)和規(guī)程的制訂及評IEIE評價是為高層管理者的決策提供科學(xué)依據(jù)，避免決策失誤的重要手段。4.創(chuàng)新對現(xiàn)存各種系統(tǒng)的改進(jìn)和提出嶄新的，富于創(chuàng)造性和建設(shè)性見解的活動。任何一個系統(tǒng)，不論是一種產(chǎn)品，一條生產(chǎn)線，一個企業(yè)，還是一個產(chǎn)業(yè)部門， 都將隨著時間推移而耗損，老化，乃至失效衰亡，只有通過創(chuàng)新使其獲得新的生命力。所以，創(chuàng)新是系統(tǒng)維護(hù)和

14、發(fā)展的重要途徑。第五節(jié)工業(yè)工程的特點和意識一工業(yè)工程的特點IEIE是實踐性很強(qiáng)的應(yīng)用學(xué)科，國外IEIE應(yīng)用與發(fā)展情況表明，各國都根據(jù)自己的國情（如社會文化傳統(tǒng)，技術(shù)與管理的體制和水平等）形成富有自己特色的IEIE 體系，甚至名稱也不盡相同。例如，日本從美國引進(jìn)IEIE，經(jīng)過半個多世紀(jì)發(fā)展，形成了富有日本特色的IEIE，即把IEIE與管理實踐緊密結(jié)合，強(qiáng)調(diào)現(xiàn)場管理優(yōu)化，而美國則更強(qiáng)調(diào)IEIE的工程性。然而，無論哪個國家的IEIE，盡管特色 不同，其本質(zhì)是一致的。所以，我們弄清IEIE的本質(zhì)，對于建立符合我國國情 的IEIE學(xué)科體系具有重要意義。綜合分析IEIE的定義，內(nèi)容（范疇）和目標(biāo)，反映現(xiàn)代

15、IEIE本質(zhì)的基本特點，可 概括為以下幾下方面 ：1 1. IEIE的核心是降低成本，提咼質(zhì)量和生產(chǎn)率 。如前所述，“ IEIE的目的是提高生產(chǎn)率，利潤和效率”。因此，可以說IEIE實質(zhì)上是一門提高生產(chǎn)率的學(xué)問。工業(yè)工程手冊 指出，如果要用一句話來表明工業(yè)工程師的抱負(fù)的話，那就是提高生產(chǎn)率。換句話說，提高生產(chǎn)率是IEIE的出發(fā)點和最終目標(biāo)，是工業(yè)工程師的第一使命o把降低成本，提高質(zhì)量和生產(chǎn)率聯(lián)系起來綜合研究，追求生產(chǎn)系統(tǒng)的最佳整體效益，是反映IEIE實質(zhì)的一個重要特點 。2 IE是綜合性的應(yīng)用知識體系IEIE定義的內(nèi)容清楚地表明，IEIE是一個包括多種學(xué)科知識和技術(shù)的龐大體系，因此，人們很容易

16、產(chǎn)生這樣的疑惑，究竟什么是IEIE ?這個問題恰好需要通過IEIE的綜合性和整體性來回答。知識范圍大是IEIE的一個明顯特點，然而，這只有其外在特征 ，它的本質(zhì)還在 于綜合的運(yùn)用這些知識的技術(shù)，而且特別體現(xiàn)在應(yīng)用的整體性上；這是由IEIE的目標(biāo)-提高生產(chǎn)率所決定的。因為生產(chǎn)率不僅體現(xiàn)各生產(chǎn)要素的使用效果，尤其取決于各個要素之間，系統(tǒng) 的各部分（如各部門，車間）之間的協(xié)調(diào)配合。一個企業(yè)要提高其經(jīng)濟(jì)效益 ，必須運(yùn)用IEIIEI全面研究，解決生產(chǎn) 和經(jīng)營中的各 種問題，即有技術(shù)問題又有管理問題 ；既有物的問題，又有人的問題。因而， 必然要用到包括自然科學(xué) ，工程技術(shù)，社會科學(xué)及人文科學(xué)在內(nèi)的各種活動

17、。這些領(lǐng)域的知識和技術(shù)不應(yīng)是孤立的運(yùn)用，而要圍繞研究的整個系統(tǒng)（如一條生產(chǎn)線，一個車間，整個企業(yè) 等）的生產(chǎn)率提高有選擇地，綜合地運(yùn)用，這就是整體性。IEIE的綜合性集中體現(xiàn)在技術(shù)和管理的結(jié)合上。通常，人們習(xí)慣于把技術(shù)稱作 硬件，把管理稱作軟件，由于兩者的性質(zhì)和功能不同 ，容易形成分離的局面 。 IEIE從提高生產(chǎn)率的目標(biāo)出發(fā) ，不僅要研究和發(fā)展硬件部分 ，即制造技術(shù)，工 具和程序，而且要提高軟件水平，即改善各種管理與控制 ，使人和其它各種要 素（技術(shù)，機(jī)器，信息等）有機(jī)地協(xié)調(diào)，使硬件部分發(fā)揮出最佳效用 。所以， 簡單地說，IEIE實際是把技術(shù)與管理有機(jī)地結(jié)合起來的學(xué)科 。2.注重人的因素是I

18、E區(qū)別于其它工程學(xué)科的特點之一生產(chǎn)系統(tǒng)的各組成要素之中，人是最活躍的和不確定性最大的因素，IEIE為實現(xiàn)其目標(biāo)，在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計，實施控制和改善的過程中，都必須充分考慮到人和其它要素之間的關(guān)系和相互作用，以人為中心進(jìn)行設(shè)計。從操作方式，工作站設(shè)計，崗位和職務(wù)設(shè)計直到整個系統(tǒng)的組織設(shè)計，IEIE都十分重視研究人的因素，包括人機(jī)關(guān)系，環(huán)境對人的影響（生理和心理等方面），人的工作主動 性，積極性和創(chuàng)造性，激勵方法等，尋求合理配置人和其它因素，建立適合人的生理和心理特點的機(jī)器和環(huán)境系統(tǒng)，使人能夠充分發(fā)揮能動作用，達(dá)到在生產(chǎn)過程中提高效率，安全，健康，舒適地工作，并能最好地發(fā)揮各生產(chǎn)要素 的作用。4.IE

19、的重點是面向微觀管理為了達(dá)到減少浪費(fèi)，降低成本的目的， IEIE重點面向微觀管理，解決各環(huán)節(jié) 管理問題，從制定作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和勞動定額 ，現(xiàn)場管理優(yōu)化直至各職能之間的協(xié)調(diào)和 管理改善，都需要IEIE發(fā)揮作用。5.IE是系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)IEIE所強(qiáng)調(diào)的優(yōu)化是系統(tǒng)整體的優(yōu)化，不單是某個生產(chǎn)要素（人，物料，設(shè)備）或某個局部（工序, ,產(chǎn)生線，車間）的優(yōu)化，后者是以前者為前提的優(yōu)化，并為前者服務(wù)，最終追求的是系統(tǒng)整體效益最佳（少投入，多產(chǎn)出）。所以，IEIE從提高系統(tǒng)總生產(chǎn)率的目標(biāo)出發(fā)，對各種生產(chǎn)資源和環(huán)節(jié)作具體的研究 統(tǒng)籌分析，合理的配置；對各種方案作定量化的分析比較，尋求最佳的設(shè)計和改 善方案，這樣才能充分

20、發(fā)揮各要素和各子系統(tǒng)的功能，協(xié)調(diào)有效地運(yùn)行。二工業(yè)工程的意識所謂IEIE意識就是IEIE實踐的產(chǎn)物，是對IEIE應(yīng)用有指導(dǎo)作用的思想方法。主要包括以下幾個方面：1 .成本和效率意識IEIE追求最佳整體效益 （即以提高總生產(chǎn)率為目標(biāo)），必須樹立成本和效率意識。一切工作從大處著眼，從總目標(biāo)出發(fā)；從小處著手，力求節(jié)約，杜絕浪費(fèi)，尋求以成本更低，效率更高的方式方法完成。2.問題和改革意識IEIE追求合理性，使各生產(chǎn)要素達(dá)到有效地結(jié)合，形成一個有機(jī)整體系統(tǒng)，它包括從損操作方法，生產(chǎn)流程直至組織管理各項業(yè)務(wù)及各個系統(tǒng)的合理化。工業(yè)工程師有一個基本信念，即做任何工作都會找到更好的方法，改善無止境。為使工作方

21、法更趨合理，就是堅持改善，再改善。3.工作簡化和標(biāo)準(zhǔn)化意識門化（SpecializationSpecialization）和標(biāo)準(zhǔn)化 StandardizationStandardization）,即所謂“ 3 3 S S”，對降低成本，提高效率起到重要作用。盡管現(xiàn)代企業(yè)面對變化多端的市場需求，必須經(jīng)常幵發(fā)新產(chǎn)品，新工藝，更新技術(shù)，以多品種，小批量為主要方式生產(chǎn) ，但是， 工作簡化和標(biāo)準(zhǔn)化依然是保証高效率和優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)的基本條件。每一次生產(chǎn)技術(shù)改進(jìn)的成果都以標(biāo)準(zhǔn)化形式確定下來并加以貫徹，是IEIE的重要手法。4 4.全局整體意識現(xiàn)代IEIE追求系統(tǒng)整體優(yōu)化，生產(chǎn)要素和子系統(tǒng)效率的提高，必須從全局和整

22、體需要出發(fā)。針對研究對象的具體情況選擇適當(dāng)?shù)?IEIE方法，并注重應(yīng)用的綜合性 和整體性，才能取得良好效果 。6.以人為中心的意識人是以生產(chǎn)經(jīng)營活動中最重要的一個要素，其它要素都要通過人的參與才能發(fā)揮作用。必須堅持以人為中心來研究生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計，管理。革新和發(fā)展，使每個人都關(guān)心和參加改進(jìn)工作 ，提高效率。IEIE涉及知識范圍很廣，方法很多，而且發(fā)展很快，新的方法不斷創(chuàng)造出來。因此，對于工業(yè)工程師來說，掌握方法與技術(shù)（如作業(yè)測定，方法研究，物料搬運(yùn)，經(jīng)濟(jì)評估，信息技術(shù)等）是必要的，但更重要的是掌握IEIE本質(zhì)，樹立IEIE意識，學(xué)會運(yùn)用IEIE考察，分析和解決問題的思想方法，這樣才能以不變（IEIE實質(zhì)）應(yīng)萬變（各種具體事物），從研究對象的實際情況出 發(fā)，選擇適當(dāng)?shù)闹R和技術(shù)處理問題。只有這樣才能使IEIE的應(yīng)用取得理想的沁園春雪北國風(fēng)光，千里冰封，萬里雪飄。望長城內(nèi)外,惟余莽莽；大河上下，頓失滔滔。山舞銀蛇，原馳蠟象，欲與天公試比高。須晴日，看紅裝素裹，分外妖嬈。江山如此多嬌， 引無數(shù)央雄競折腰。惜秦皇漢武,略輸文采；唐宗宋祖，稍遜風(fēng)騷。一代天驕，成吉思汗，只識彎弓射大雕。俱往矣，數(shù)風(fēng)流人物，還看今朝?！俺鰩煴韮蓾h：諸葛亮先帝