工业工程概论1

工业工程概论TheInstructionofIndustrialEngineering机械工程系机制专业工业工程导论教学专题1.概述（chapter1，2）2.制造技术（chapter3，7，10）3.设备布局与材料运送（chapter4，5）4.工作设计与操作控制（chapter6）5.人的因素与人员管理（chapter9，11，21）6.质量控制（chapter8）7.资金管理与工程经济（chapter13）8.资源管理（chapter12）9.项目管理（chapter17）10.设计：运筹学，管理系统，计算机与信息系统，仿真（chapter14，15，19，20，16）第一部分概述工业工程的历史发展工业工程在发展生产中的作用工业工程学科定义和职能工业工程最新发展主要内容工业工程历史发展•早期发展•科学管理时期•运筹学时期•定量和精细化时期•全球化和网络化时期早期发展HistoryofEngineeringandDevelopmentofIEIndustrialEngineeringIndustrialEngineering?RelationshipOfIEto其他工程学科?企业管理?社会科学?科学范畴科学与工程平行发展的关系工程范畴基础知识科学知识应用解决问题，并获得“更好的生活”Chapter1Chapter1HistoryofEngineeringandDevelopmentofIE1.EarlyDevelopmentBefore1800工程技术主要在物理性质方面的工作:克服摩擦力;提升物体;储存;搬运;构筑;固定物体;later涉及化学和分子方面的问题:电学；材料特性；热力过程；燃烧和一些其他的化学过程；anexampleChapter1HistoryofEngineeringandDevelopmentofIE1.EarlyDevelopment工程的发展推动数学知识的发展精确的测量：距离;角度;重量和时间;抽象语言描述现实世界:建立复杂系统的数学模型勾股定律抽象模型建立工程的基础工具行为科学数学、物理学、化学;IE的基本组成元素HistoryofEngineeringandDevelopmentofIE道路、桥梁、要寨等用于军事方面的工程,militaryengineering;实际工程过程中，发展了机械工程；mechanicalprinciples早期工程涉及的方面:道路、桥梁、用于非军事方面的工程，土木工程civilengineering;Early19th.----出现机械工程mechanicalengineering;后期工程涉及的方面:HistoryofEngineeringandDevelopmentofIE另一些重要的发展是电和磁的发现electricityandmagnetism:基于电气工程和机械工程：出现化学工程mechanicalengineeringelectricalengineering----emergedChemicalengineering;latter19th.----出现电气工程；electricalengineering;Chapter1军事工程militaryengineering土木工程civilengineering机械工程mechanicalengineering电气工程electricalengineering化学ChemicalengineeringHistoryofEngineeringandDevelopmentofIE生产规模的不断变大和变的复杂，出现满足快速发展的技术创新和大规模生产需求;Chapter1乡村,农业经济和农业社会；城市，工业经济和工业社会实现大规模生产是基于2方面的发展massproduction*零件互换性技术interchangeabilityofparts*劳动力的专业化Specializationoflabor小商店，小企业的经营和管理大而且复杂的生产机构组织需要更好的管理模式----工业工程理念industrialengineeringHistoryofEngineeringandDevelopmentofIE一战期间工程分支：5大类核工程nuclearengineering电子工程electronicengineering航空工程aeronauticalengineering计算机工程computerengineering宇航工程astronauticalengineering空间时代:环境工程environmentalengineering近代:生物学工程bioengineering军事工程土木工程机械工程电气工程化学工程二战以后，其他工程分支：IndustrialEngineering出现工业工程：IndustrialEngineering(I.E.)----在现在及未来高技术时代，为解决复杂问题而存在的工程方向;工业工程涉及从系统观点设计未来的运行系统例如“设计工厂”这样复杂的任务*基础科学;*工程科学;*行为科学;*计算机和信息科学;*经济学;*涉及生产系统基本原理的各种知识;所需要的知识:（1）科学管理的核心是提高生产率；（2）挑选最好的工人，制定劳动定额；（3）实行工资报酬制度，激励员工努力工作；（4）使业主和工人认识到，提高生产率对双方都有利；（5）为了提高生产率，应将计划控制职能与执行操作的职能分开（6）对大型企业要实行例外管理（分层管理）。这时期以泰勒的“科学管理”为代表，其的基本原则：科学管理时期吉尔布雷斯夫妇（F.B.Gilbreth,1868-1924L.M.Gilbreth,1878-1972）F.B.Gilbreth扩大了对动作和疲劳的研究，首创了分解动作研究，并提出“合并、简化和取消”思路L.M.Gilbreth是心理学家，侧重对管理心理学方面进行研究，并得出结论：传统的管理完全依靠报酬和惩罚，而科学的管理则努力争取工人的合作动素（Therblig)他们后来被誉“动作研究之父”科学管理代表人运筹学时期•运筹学成为IE的数学基础；•运筹学也是系统工程学的数学基础；•运筹学主要解决优化问题，包括：线性规划、整数规划、排队论、存贮论、对策论、资源分配、运输问题和网络理论等。二战中由于战争的需求，发展了一门新的数学“运筹学”，战后又得到飞速的发展，使得：二战后，工业工程发展为独立的学科运筹学的局限性•运筹学遇到了挑战：反政府控制、反计划倾向、管理扁平化、市场多变、预测愈来愈难，等。•另一方面，研究者只注意学科的系统性，不注重实际。•近年来，计算机技术使运筹学又有了改进和发展。定量化和精确化时期•运筹学必须与计算机结合才有生命力：假设有70条船向70个港口运货，要制定一个运输费用最低的方案，如果用枚举法计算，计算方案有70!≥70100个。•计划期趋短：汽车以天，计算MRPⅡ手算几个月，只有靠计算机软件；•生产中有大量数据需要处理，作为决策支持。全球化和网络化时期新的管理模式：全球供应链管理；虚拟企业；精益生产；制造全球化；（网络应用）•顾客需求多样化，产品生命周期越来越短；•竞争已从质量、成本转向快速响应市场；•已经不存在全能型企业。40年代末50年代,日本经济处于瘫痪状态美国著名质量管理专家Deming,Juran到日本从质量管理入手从石油危机的70年代开始,日本研究出JIT管理体制以杜绝一切浪费为目标、追求零库存为目标1980年日本在汽车和家电许多产业超过美国汽车的世界市场:日本占28.4%,美国为22.6%工业工程在发展生产中的作用——IE在先进国家的应用美国MIT组织50名管理专家赴日本欧洲考察把日本的生产管理制命名”精益生产”美国Wight提出：制造业是社会财富的基本源泉美国制造业重新整顿1990年再度领先域、超过日本通用电气排名第一,前50名中美国占28名工业工程在先进国家的应用美国近10年来，生产率每年增加2.5%，其中决定生产率提高的3个主要因素所占比例如下：1.6%0.4%0.5%所占比例管理资本劳动力因素——提高生产率工业工程在发展生产中的作用企业三大主要任务所占的比例（美国某企业统计实例）114%21%71%企业效益增加生产管理（假定节约20%）财务（假定节约50%）市场（假定增加50%）三大任务说明：市场份额增加50%是很困难的。工业工程在发展生产中的作用主要国家每一雇员生产率发展国家1977年1990年增长率美国100%120%1.5%加拿大93%120%2.2%法国84%120%3.8%西德81%120%4.0%日本62%120%6.3%美国就业人数分配年份农业工业服务业剩余187050%25%25%0196010%40%50%020003%20%70%7%美国工业工程师人数1990年统计：占8.9%，到2000年增加19%150所大学有IE系，92所可招收硕士、博士生台湾全省有二千万人，IE在学人数26000人。“中钢”公司，产钢690吨，9000职工，工程师和管理干部2650，工业工程师125人。工业工程在发展生产中的作用国内企业存在的问题-----经济运行质量不高◎生产率低：钢铁为例：32/224/760（吨/人年）只5%；◎能力利用率低：30%-60%（美国70%-90%，“中钢”为87%）；◎资产负债率高：1998年为106%（“中钢”为34%）；◎GDP增长高，但属粗放型：资本贡献率占72%，科技贡献率占28%，美国相应为30%/70%◎库存高：1998年工业品库存达6301亿，同年利润为900亿IndustrialEngineeringisconcernedwiththedesign,improvement,andinstallationofintegratedsystemsofpeople,materials,information,equipment,andenergy.Itdrawsuponspecializedknowledgeandskillinthemathematical,physical,andsocialsciences,togetherwiththeprinciplesandmethodsofengineeringanalysisanddesign,tospecifypredictandevaluatetheresultstobeobtainedfromsuchsystems.——定义原文工业工程定义和职能工业工程（IE）是综合运用数学、物理学和社会科学的基础知识及工程分析的方法，将人力﹑物资﹑装备﹑能量和信息组成一个集成系统,并对这样的系统进行规划﹑设计﹑评价和改进的活动。工业工程定义和职能——IIE的定义制造企业的典型组织结构总经理其他部门经理生产部经理工程部经理财务部经理市场部经理采购工厂IndustrialEngineering质量控制车间1管理员车间2管理员维保部管理员……工业工程定义和职能——IE位置I.&S.E部门组织及任务生产方面全局方面管理方面生产控制方法标准I.&S.E部产品工艺设备信息系统资金与成本系统人员系统全面计划制定方针政策制定状况分析检测评估工业工程定义和职能——IE职能管理的职能决策组织领导协调控制工厂选址与系统设计IE的基本职能工作研究与绩效评价生产计划与管理系统设计作业测定经济分析工作研究绩效评估质量管理物流管理生产计划库存管理组织设计能力分析与规划管理信息系统生产系统组成与系统反馈材料输入：材料劳动力生产能力能源设备产品废弃物污染决策过程：质量生产场地设备相关事物时间安排etc.输出：输入：客户定单经济指标价格制定生产计划修订任务实际与计划比较生产过程实际生产结果componentsrelationshipsobjectiveorpurpose（1）规划与管理；（2）设施规划与设计；（3）方法与效率工程；（4）生产计划与控制；（5）质量与可靠性管理；（6）营销工程；（7）工业安全与环境；（8）人力资源开发与管理；工业工程专业技术人员工作范围与职责•产业前景规