第一章工業(yè)工程概述

1、第一章工業(yè)工程概述1.1引言1.2工業(yè)工程的定義1.3工業(yè)工程的發(fā)展簡史1.4工業(yè)工程的意識1.5工業(yè)工程的特征1.6工業(yè)工程的知識體系1.7工業(yè)工程的人才及素質(zhì)本章學習要點：了解工業(yè)工程產(chǎn)生的背景1.1引言1企業(yè)生產(chǎn)與運作管理關注的兩大問題?產(chǎn)品和服務是如何生產(chǎn)出來的？?如何降低資源消耗？2生產(chǎn)與運作管理解決的具體問題(5W1H 種思維邏輯法)?What&Why ？?Where ？?When & Who ？產(chǎn)品與質(zhì)量戰(zhàn)略 廠址與現(xiàn)場布局 生產(chǎn)計劃與排程?How ？工作方法與運作流程3. 企業(yè)生產(chǎn)與運作管理的目的?T/D(Time/Delivery)時間效率?Q (Qualit

2、y)質(zhì)量?C(Cost成本?S(Safe or Service服務?F(Flexible)柔性?E(E nvironmen t)環(huán)境4. 企業(yè)生產(chǎn)運作與管理存在的問題以汽車企業(yè)為例，拿到定單或預測產(chǎn)問題解決途徑和方法品需求后應該考慮：口(1 )如何在規(guī)定的時間內(nèi)完成所需企業(yè)的生產(chǎn)計劃與控的產(chǎn)品品種和數(shù)量？(2)如何保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品現(xiàn)場管理的成本？(3)如何高效率地完成產(chǎn)品?運作流程與作業(yè)方法基礎工業(yè)工程可以解決的問題?最佳作業(yè)方法的問題?最佳作業(yè)方法的標準化及勞動定額問題?與最佳作業(yè)方法相關的生產(chǎn)場所布置、物流路線設計、工具設計等問題?工作設計問題?現(xiàn)場管理問題1.2 工業(yè)工程的定義引例

3、： WHAT IS IE ？一根繩子拴了兩只小狗，誰也吃不到擺在面前的骨頭。 提問：用什么方法讓小狗能吃到骨頭且不剪斷繩子？ 答：讓兩只小狗面朝同一方向吃同一根骨頭， 然后再一起吃另一根骨頭， 每一個小狗代表一個 團隊，其寓意加強團隊意識，目標一致，不要只考慮自己的利益，要考慮共同的利益，會收獲到更 好的效果。工業(yè)工程的發(fā)展已今為之已有一個多世紀。 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)展過程中，不同時期、不同國家、不同組織所下的定義也不同。1 1955 年美國工業(yè)工程師學會（AIIE ）首次正式定義工業(yè)工程： Industrial EngineeringTermi

4、nology，美國質(zhì)量管理權威朱蘭博士說：美國值得向全世界夸耀的東西就是IE，美國之所以打勝第一次世界大戰(zhàn)，又有打勝第二次世界的力量，就是美國有IE。（1955）工業(yè)工程（IE）是綜合運用數(shù)學、物理學和社會科學的基礎知識及工程分析的方法， 將人力、物資、裝備、能量和信息組成一個集成系統(tǒng)，并對這樣的系統(tǒng)進行規(guī)劃、設計、評價和改進的活動。（1982）工業(yè)工程（Industrial Engineering）是對有關人員、物資、設備、能源和信息所組成的集 成系統(tǒng)（Integrated System進行設計、改善和設置的一門學科。它綜合運用數(shù)學、物理和社會科學方 面的專門知識與技術， 并且使用工程分析的

5、原理和方法， 對上述系統(tǒng)可能取得的成果予以確定、 預 測和評價。工業(yè)指是會生產(chǎn)、建設、交通、服務等產(chǎn)業(yè)的集合，不局限于工業(yè)生產(chǎn) 集成系統(tǒng) 指管理對象的全部工程分析 不僅指一般工程技術的分析，而且包括系統(tǒng)工程的原理和方法 能源和信息 是強調(diào)現(xiàn)代生產(chǎn)資源、要素的新內(nèi)容2日本工業(yè)工程師學會（ JIIE） 工業(yè)工程是從事把人員、原材料、設備作為一個整體系統(tǒng)去發(fā)揮其功能的科學；它是進行經(jīng)營 管理系統(tǒng)方面的設計、改善與設置工作的學科。為了規(guī)定、預測、評價經(jīng)營管理系統(tǒng)的成果，運用 數(shù)學、自然科學、社會科學中的特定知識，同時使用技術分析與歸納的原理和方法。豐田生產(chǎn)方式創(chuàng)始人大野耐一：20世紀50年代全日本都在

6、研究工業(yè)工程這種賺錢的技術 所謂豐田生產(chǎn)方式就是豐田式的工業(yè)工程3中國工業(yè)工程學會工業(yè)工程是一門工程技術與管理技術相結合的綜合性工程學科， 是將科學技術轉化為生產(chǎn)力的 技術，它以降低成本、提高質(zhì)量和生產(chǎn)率為導向，采用系統(tǒng)化、專業(yè)化和科學化地方法，綜合運用 多種專業(yè)的工程技術、對人員、物料、設備、能源、和信息所組成的集成系統(tǒng)進行設計、改善和設 置，使之成為更為有效、更為合理的綜合優(yōu)化系統(tǒng)、并對系統(tǒng)取得的成果進行鑒定、預測和評價。4總結（1）在各種定義中，被廣泛接受的，具有權威性的是美國工業(yè)工程學會提出的定義。即：（ 2）盡管各種定義的表述方式不同，說明的側重點不同，但其內(nèi)涵基本是一致的。各種IE

7、 定義都旨在說明：學科性質(zhì) ：是一門工程科學技術，且主要解決管理問題的工程技術；研究對象： 是由人、物料、設備、能源、信息等生產(chǎn)要素所構成的各種生產(chǎn)及經(jīng)營管理系統(tǒng)， 且不局限于工業(yè)生產(chǎn)領域；研究方法： 綜合運用各種工程技術與方法； 任務和目標： 降低成本，提高質(zhì)量和生產(chǎn)率1.3 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)化的產(chǎn)物，一般認為最早起源于美國。是在具備了一下幾方面條件之后才 產(chǎn)生的：經(jīng)濟形態(tài)： 18-19 世紀完成工業(yè)資本積累科學技術： 20 世紀初進入電動機時代 生產(chǎn)力：生產(chǎn)效率普遍低下，福特生產(chǎn)線的出現(xiàn) 泰勒制： 1911 年科學管理原理的出版 二、工業(yè)工程的百年發(fā)展歷

8、程（結合教材 P24 圖 2 1IE 發(fā)展年表）1.孕育期（1）特點?管理的意識隨著氏族的形成就已經(jīng)產(chǎn)生了?工程的概念直到土木、機械、電氣、化學四大技術在18、19 世紀先后發(fā)展起來之后，才開始萌發(fā)?早期的工程原理首先是在土木建筑方面發(fā)展起來的，當時叫做民用工程（Civil Engineering ）（2）這一時期 IE 發(fā)展的主要成就?產(chǎn)業(yè)革命促進了大批革新項目，制造業(yè)的規(guī)模和復雜性大幅度增加。零件互換性（E.Whitney）和勞動分工 （A. Smith） ，是促使大量生產(chǎn)成為可能的兩個重要的 IE 觀念?在德國興起的標準化同樣也是促進大量生產(chǎn)和工業(yè)化的重要IE 成就?1832年，英國的C

9、harles W. Babbage發(fā)表了機械制造業(yè)經(jīng)濟論（On the Economy of Machinery Manufactures）,提出了時間研究的重要概念2. 科學管理階段（ IE 萌芽期）（1）F.W泰勒（1856-1915），被譽為工業(yè)工程之父。通過著名的鐵鏟實驗” 搬運實驗”和 切削實驗”，總結了稱為 “科學管理”的一套思想，其內(nèi)容涉及制造工藝過程、勞動組織、專業(yè)化分工、 標準化、工作方法、 作業(yè)測量、工資激勵制度以及生產(chǎn)規(guī)劃和控制等問題的改進，其科學性和系統(tǒng) 性為 IE 開創(chuàng)了通向今天的道路。?1910年，F(xiàn)rank Gilbreth和Lillian Gilbreth從事動

10、作研究（砌墻實驗）和工業(yè)心理學研究； ?1913年, Henry Ford發(fā)明流水裝配線；?1914年, Harry Gantt從事作業(yè)進度規(guī)劃研究和按技能高低與工時付酬的計件工資制的研究；?1917年，F(xiàn). W. Harris研究應用經(jīng)濟批量控制庫存量的理論；（ 2）示例泰勒的“鐵鏟實驗”：泰勒在鋼鐵工廠工作期間研究了鏟煤和砂礦的工作，他發(fā)現(xiàn)用同一把鐵锨鏟這兩種物質(zhì)的重量不同，煤 3.5磅，鐵砂38磅，顯然用同一把鐵锨鏟這兩種物質(zhì)的的工作 效率是不等的，經(jīng)無數(shù)次試驗，太累發(fā)明了用不同鐵锨面積的鐵锨來鏟不同比重的物質(zhì)，密度小的物質(zhì)用大面積鐵锨，密度大的用小面積鐵锨。經(jīng)過太累的無數(shù)次試驗和測定，

11、發(fā)現(xiàn)人們在裝、卸料每一鐵锨鏟21.5磅的時候是工作效率最高的時候。IE的理論基礎一一泰勒制體系見下圖環(huán)境A因素生產(chǎn)效率低下目的-+機煜丄作方法標準化管理計劃與執(zhí)行分開_蓉別計件工資制理論*官理制度基礎吉布斯婦比較項目改善前改善后員工人數(shù)400600140鏟費改善后減少50%工人工資增加60%成本年節(jié)省78000美元 爾 雷 夫 的動作研究比較項目改善刖改善后動作數(shù)185工作效率（砌磚數(shù)/小時）120350并得出結論：傳統(tǒng)的管理完全依靠報酬和懲罰,Therblig）。后人稱為動作研究之父”；F.B. Gilbreth擴大了對動作和疲勞的研究，首創(chuàng)了分解動作研究，并提出 合并、簡化和取消”思路；L

12、.M. Gilbreth是心理學家，側重對管理心理學進行研究， 而科學的管理則努力爭取工人的合作動素（ 砌磚試驗：對建筑工人的砌磚過程進行 動作研究，確定砌磚過程中的無效、笨拙動 作，并通過改進作業(yè)地布置和作業(yè)工具，取得了顯著效果：3傳統(tǒng)IE階段（科學管理原理的繼承和發(fā)展）?1908年美國賓夕法尼亞州立大學首先建立了工業(yè)工程系；?1911年美國Purdue大學開設了工業(yè)工程選修課；?1920年美國成立了美國工業(yè)工程師協(xié)會（American Society of In dustrial Engineer ,ASIE;后又 成立AIIE）,工廠中出現(xiàn)專門從事IE的職業(yè)；?1922年馬肯著預算控制，

13、1924年著會計管理；?1924-1931年WAShewhart首創(chuàng) 統(tǒng)計質(zhì)量管理”；"924-1933年，GF.Mayo通過 霍桑實驗”首創(chuàng) 人際關系學說”； J.Fish首創(chuàng) 工程經(jīng)濟”。該階段IE應用的代表人物亨利福特汽車行業(yè)中不可不提的兩個人物卡爾?本茨一一奔馳汽車的創(chuàng)始人，汽車的發(fā)明者，汽車生產(chǎn)工藝方面貢獻巨大，本茨用團隊 理念來生產(chǎn)汽車，使得生產(chǎn)效率極其低下，但價格昂貴，限制了汽車的生產(chǎn)和普及。亨利？福特一一流水生產(chǎn)線的創(chuàng)始人，發(fā)明了先進的生產(chǎn)組織技術，是汽車業(yè)的劃時代人物之 一。福特流水生產(chǎn)線使得勞動生產(chǎn)率大幅度提高；推動了世界汽車工業(yè)的進步一一汽車全面普及，成為必不可

14、少的生活用品1908年 514分鐘（8.56小時）/車1913年2.3分鐘/車1914年流水生產(chǎn)線1.19分鐘/車4.IE與OR相結合的階段（1）20世紀40年代中期，英、美兩國發(fā)表了關于運籌學（OR）成果的資料，立刻受到IE 工作者的注意。（2）第三階段的IE與前兩階段的比較以經(jīng)驗和定性分析為主以定量分析為主。實際上，從休哈特開始，這些方法的發(fā)展使管理開始真正有了科學的依據(jù)，而不再只是一種藝術或經(jīng)驗。以通過基層生產(chǎn)現(xiàn)場中作業(yè)研究來降低勞動成本為主以研究整體系統(tǒng)的優(yōu)化、降低各種資源消耗、提高整體系統(tǒng)的生產(chǎn)率為主。5.IE與SE相結合的階段在20世紀50、60年代，系統(tǒng)科學（SS）有了長足進展。

15、一種承襲了 SS思想和包含自然科學、 社會科學知識的、以OR為理論基礎但很注重工程應用的技術一一系統(tǒng)工程（System Engineering,SE）脫穎而出。SE重視系統(tǒng)哲學思 想的培養(yǎng)和系統(tǒng)分析方法的訓練，又包含有較 豐富的自然科學和社會科學的知識， 正是IE所 需要的一種 統(tǒng)帥”學科。6第五階段IE的發(fā)展出現(xiàn)了一些新動向：IE以提高制造現(xiàn)場作業(yè)效率和改進生產(chǎn)管理為主；現(xiàn)代IE則面向企業(yè)經(jīng)營管理20世紀70年代以來，特別是最近10年來，（1）早期的 全過程IE單兵獨進，現(xiàn)代IE已經(jīng)成為為企業(yè)管理提供集成基礎結構的有效工具IE只應用于制造業(yè)，現(xiàn)代IE已經(jīng)普及到交通、建筑、服務和行政管理等多種

16、產(chǎn)（2）早期的（3）早期的業(yè)中（例如全美醫(yī)療保健系統(tǒng)的規(guī)劃和設計） 1.4工業(yè)工程意識1 成本和效率意識降低成本、提高效率和質(zhì)量是IE的核心特點，IE人員必須樹立成本和效率意識。一切工作必 須從大處著眼，小處著手。IE人員做事最忌諱眼高手低，好高騖遠。并且，要把80%的精力用在對生產(chǎn)力有貢獻的事情上，而不要把 80%的精力用在對生產(chǎn)力只有20%的貢獻的瑣碎事上。IE人 員討論任何問題都要根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場的實際來進行，決不允許脫離生產(chǎn)現(xiàn)場來進行盲目的決策。 否則，成本和效率意識的培養(yǎng)都是一句空話。在生產(chǎn)現(xiàn)場，IE可以從以下幾個方面進行成本和效率意識避免返工減少搬運次數(shù)VIE的職責的培養(yǎng)：節(jié)省輔料壬減

17、少呆料成本、 質(zhì)量、效率縮短搬運距優(yōu)化工序2問題和改革意識IE追求合理性和有效性，使投入生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)要素達到物盡其值，人盡其用。它包括從作業(yè)方法、生產(chǎn)流程直至組織管理等各項業(yè)務及各個子系統(tǒng)的合理化。工業(yè)工程師有一個基本理念， 即做任何工作都會找到更好的方法，改善無止境。也就是我們所說的“持續(xù)改善”。為了使工作方法更趨合理，就要堅持改善、再改善。因此，IE人員必須樹立問題和改革意識，不斷發(fā)現(xiàn)問題、 分析問題、尋求對策，勇于改革創(chuàng)新?，F(xiàn)舉例來說明IE人員問題和改革意識的思維形式。3工作簡化和標準化意識IE追求高效和優(yōu)質(zhì)的統(tǒng)一。IE產(chǎn)生以來，推行工作簡化(Simplification )、專門化(

18、Specialization) 和標準化(Standardization)，即所謂的“ 3S”，對降低成本、提高效率起到重要作用。盡管現(xiàn)代企 業(yè)面對多變的市場需求，必須不斷開發(fā)新產(chǎn)品、新工藝、更新技術，以多品種、小批量為主要生產(chǎn) 方式。但是，工作簡化和標準化依然是保證高效率和優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)的基本條件。在實際工作中，也可以體會到，越是簡單、熟練的作業(yè)，工作效率就越高，出錯率就越低。所以，IE設計工作內(nèi)容或進行工藝、工具改善時，都要朝向簡單化、防呆化、專門化的方向努力，并且盡量將每一次生產(chǎn)技術 改進結果以標準化的形式確定下來，并加以貫徹，這是IE的重要手法。4全局和整體意識。IE人員考慮問題必須考慮全局

19、和整個生產(chǎn)系統(tǒng)，不要改善了這個問題，同時又造成其他方面的 問題，要考慮綜合效率。即成本、質(zhì)量、效率兼顧，但又不能工作沒有重點。要懂得輕重緩急！不 要怕問題多，問題多沒關系，只要一個一個解決就可以了，但一定要作到從根本上解決問題，解決問題不能用睹老鼠洞的辦法，要滅鼠才能從根本上解決問題。由圖可以看出，問題就像水中 的冰山，水面以上部分是新問題， 水面以下部分是老問題，我們解 決問題，要從根本上解決，要清 除整個冰山，而不是僅解決露出 水面的部分。5以人為中心的意識。人是生產(chǎn)經(jīng)營活動中最重要的一個要素，任何事情，歸根揭底都是通過人來最終實現(xiàn)的，從某 種意義來說，人是根本，人是資本，人是成本。因此，

20、必須堅持以人為中心來研究生產(chǎn)系統(tǒng)的設計、 管理、革新和發(fā)展，使每個人都關心和參加改進工作，提高生產(chǎn)效率。1.5 IE學科的特征一、IE學科的特征1. IE的核心是降低成本、提高質(zhì)量和生產(chǎn)率質(zhì)量是企業(yè)的生命，有些人將提高質(zhì)量和降低成本以及提高生產(chǎn)率對立起來，認為降低成本和 提高生產(chǎn)率，就沒辦法保證質(zhì)量。實際上，這三個方面是完全統(tǒng)一的，如果企業(yè)的質(zhì)量低下，勢必 增加企業(yè)的質(zhì)量成本，也必然影響企業(yè)的生產(chǎn)率。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)的綜合效益，是反應 IE實質(zhì)的一個重要特點。現(xiàn)在我們通過一個例子來說明這個問題：2IE 是綜合性的應用知識體系IE要解決的問題涉及到企業(yè)

21、的方方面面，既有技術問題，也有管理問題。這就要求IE人員必須是一個通才，需要掌握自然科學、工程技術、管理科學、社會科學及人文科學在內(nèi)的各種知識。 比如， IE 人員要提高工人的工作效率，首先得了解影響工人工作效率的各個因素，包括人、機、 料、法、環(huán)等環(huán)節(jié)，這就要求 IE 人員必須具備相關環(huán)節(jié)的知識，才可能找出影響工人工作效率的 主要環(huán)節(jié)。如果 IE 人員只是具備某一個環(huán)節(jié)的知識，這樣分析問題就有局限性，制定的改善方案 必然偏面，分析問題必須找出影響問題的關鍵因素，才能從根本上解決問題。3注重人的因素是 IE 區(qū)別于其他工程學科的特點泰勒的科學管理理論誕生于20世紀初， 它的誕生是人類管理學科的

22、一次飛躍和革命，它將人類的管理思想從抽象的經(jīng)驗管理發(fā)展到具體科學的標準化管理， 在近一個世紀的理論研究和實踐活 動中發(fā)揮了重大作用。 但是，隨著人類社會的發(fā)展和管理實踐不斷向縱深的延伸， 標準化管理越來 越多地暴露出種種弊端，昔日的“科學管理”顯出其明顯的不科學成份。與此同時，以人為本，解 決人的系統(tǒng)問題成為2 1世紀管理理論與實踐的核心問題。所以，現(xiàn)代IE開始深入研究人的因素，開展以人為本的管理研究。 （人是根本，人是資本，人是成本）4IE 的重點是面向微觀管理為了達到減少浪費、降低成本的目的， IE 重點面向微觀管理，解決各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)管理問題， 從制定作業(yè)標準和勞動定額到現(xiàn)場管理優(yōu)化，直至

23、各職能部門之間的協(xié)調(diào)和管理改善，都需要IE發(fā)揮作用。5IE 是系統(tǒng)優(yōu)化技術IE 所強調(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、設備、方法、環(huán)境 , ） 或某個局部（工序、生產(chǎn)線、車間 , ）的優(yōu)化，后者是以前者為前提的優(yōu)化，最終追求的是系統(tǒng) 整體效益最佳。二、IE與管理技術管理創(chuàng)新所依據(jù)的基本手段就是 IE?IE 始終是目標驅(qū)動的管理技術?統(tǒng)計數(shù)據(jù)：美國在 1889年以來的 100 多年的時間里，一直保持生產(chǎn)率以平均每年僅2.5%的速度增長，這種增長使美國財富每隔 30 年便翻一番。在這每年 2.5%的增長中，勞動力素質(zhì)的提高 的貢獻是 0.5%，大量投入資本的貢獻是 0.4%，而管理創(chuàng)新的貢獻是 1.6%，占整個生產(chǎn)率增長的 64%。1.6 工業(yè)工程的內(nèi)容體系一、美國國家標準ANSI-Z94 （1982年修訂版），從學科角度把IE知識領域劃分為17個分支， 也就是工業(yè)工程的內(nèi)容體系，即：1. 生物力學；2. 成本管理；3. 數(shù)據(jù)處理及系統(tǒng)設計；4銷售與市場；5工程經(jīng)濟；6設施規(guī)劃與物流（含工廠設計、維修保養(yǎng)、物料搬運等）；7材料加工（含工具設計、工藝研究、自動化等）；&應用數(shù)學（含運籌學、管理經(jīng)濟學