第一章工业工程概述

第一章工业工程概述1.1引言1.2工业工程的定义1.3工业工程的发展简史1.4工业工程的意识1.5工业工程的特征1.6工业工程的知识体系1.7工业工程的人才及素质1.1引言1.企业生产与运作管理关注的两大问题•产品和服务是如何生产出来的？•如何降低资源消耗？2.生产与运作管理解决的具体问题（5W1H一种思维逻辑法）•What&Why？产品与质量战略•Where？厂址与现场布局•When&Who？生产计划与排程•How？工作方法与运作流程3.企业生产与运作管理的目的•T/D(Time/Delivery)时间效率•Q(Quality)质量•C(Cost)成本•S(SafeorService)服务•F(Flexible)柔性•E(Environment)环境4.企业生产运作与管理存在的问题基础工业工程可以解决的问题•最佳作业方法的问题•最佳作业方法的标准化及劳动定额问题•与最佳作业方法相关的生产场所布置、物流路线设计、工具设计等问题本章学习要点：了解工业工程产生的背景�了解工业工程与生产管理的关系�掌握工业工程的概念和内涵�掌握工业工程的内容体系�理解并能灵活运用工业工程的思维意识以汽车企业为例，拿到定单或预测产品需求后应该考虑：（1）如何在规定的时间内完成所需的产品品种和数量？（2）如何保证产品质量、降低产品的成本？（3）如何高效率地完成产品？问题解决途径和方法企业的生产计划与控制现场管理运作流程与作业方法•工作设计问题•现场管理问题1.2工业工程的定义引例：WHATISIE？一根绳子拴了两只小狗，谁也吃不到摆在面前的骨头。提问：用什么方法让小狗能吃到骨头且不剪断绳子？答：让两只小狗面朝同一方向吃同一根骨头，然后再一起吃另一根骨头，每一个小狗代表一个团队，其寓意加强团队意识，目标一致，不要只考虑自己的利益，要考虑共同的利益，会收获到更好的效果。工业工程的发展已今为之已有一个多世纪。由于它涉及范围广泛，内容不断充实和深化，所以，在其形成和发展过程中，不同时期、不同国家、不同组织所下的定义也不同。1．1955年美国工业工程师学会（AIIE）首次正式定义工业工程：IndustrialEngineeringTerminology，美国质量管理权威朱兰博士说：美国值得向全世界夸耀的东西就是IE，美国之所以打胜第一次世界大战，又有打胜第二次世界的力量，就是美国有IE。（1955）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。（1982）工业工程(IndustrialEngineering)是对有关人员、物资、设备、能源和信息所组成的集成系统(IntegratedSystem)进行设计、改善和设置的一门学科。它综合运用数学、物理和社会科学方面的专门知识与技术，并且使用工程分析的原理和方法，对上述系统可能取得的成果予以确定、预测和评价。工业——指是会生产、建设、交通、服务等产业的集合，不局限于工业生产集成系统——指管理对象的全部工程分析——不仅指一般工程技术的分析，而且包括系统工程的原理和方法能源和信息——是强调现代生产资源、要素的新内容2．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、评价经营管理系统的成果，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。丰田生产方式创始人大野耐一：20世纪50年代全日本都在研究工业工程这种赚钱的技术……所谓丰田生产方式就是丰田式的工业工程3．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。4．总结（1）在各种定义中，被广泛接受的，具有权威性的是美国工业工程学会提出的定义。即：（2）尽管各种定义的表述方式不同，说明的侧重点不同，但其内涵基本是一致的。各种IE定义都旨在说明：学科性质：是一门工程科学技术，且主要解决管理问题的工程技术；研究对象：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；研究方法：综合运用各种工程技术与方法；任务和目标：降低成本，提高质量和生产率1.3工业工程的发展简史一、工业工程的起源工业工程是工业化的产物，一般认为最早起源于美国。是在具备了一下几方面条件之后才产生的：经济形态：18-19世纪完成工业资本积累科学技术：20世纪初进入电动机时代生产力：生产效率普遍低下，福特生产线的出现泰勒制：1911年《科学管理原理》的出版二、工业工程的百年发展历程（结合教材P24图2－1IE发展年表）1.孕育期（1）特点•管理的意识随着氏族的形成就已经产生了•工程的概念直到土木、机械、电气、化学四大技术在18、19世纪先后发展起来之后，才开始萌发•早期的工程原理首先是在土木建筑方面发展起来的，当时叫做民用工程（CivilEngineering）（2）这一时期IE发展的主要成就•产业革命促进了大批革新项目，制造业的规模和复杂性大幅度增加。零件互换性(E.Whitney)和劳动分工(A.Smith)，是促使大量生产成为可能的两个重要的IE观念•在德国兴起的标准化同样也是促进大量生产和工业化的重要IE成就•1832年，英国的CharlesW.Babbage发表了《机械制造业经济论》(OntheEconomyofMachineryManufactures)，提出了时间研究的重要概念2.科学管理阶段（IE萌芽期）（1）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，其内容涉及制造工艺过程、劳动组织、专业化分工、标准化、工作方法、作业测量、工资激励制度以及生产规划和控制等问题的改进，其科学性和系统性为IE开创了通向今天的道路。•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；（2）示例①泰勒的“铁铲实验”：泰勒在钢铁工厂工作期间研究了铲煤和砂矿的工作，他发现用同一把铁锨铲这两种物质的重量不同，煤3.5磅，铁砂38磅，显然用同一把铁锨铲这两种物质的的工作效率是不等的，经无数次试验，太累发明了用不同铁锨面积的铁锨来铲不同比重的物质，密度小的物质用大面积铁锨，密度大的用小面积铁锨。经过太累的无数次试验和测定，发现人们在装、卸料每一铁锨铲21.5磅的时候是工作效率最高的时候。IE的理论基础——泰勒制体系见下图②吉尔布雷斯夫妇的动作研究后人称为“动作研究之父”；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)。砌砖试验：对建筑工人的砌砖过程进行动作研究，确定砌砖过程中的无效、笨拙动作，并通过改进作业地布置和作业工具，取得了显著效果：3.传统IE阶段（科学管理原理的继承和发展）•1908年美国宾夕法尼亚州立大学首先建立了工业工程系；•1911年美国Purdue大学开设了工业工程选修课；•1920年美国成立了美国工业工程师协会（AmericanSocietyofIndustrialEngineer,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”。该阶段IE应用的代表人物——亨利福特汽车行业中不可不提的两个人物卡尔•本茨——奔驰汽车的创始人，汽车的发明者，汽车生产工艺方面贡献巨大，本茨用团队理念来生产汽车，使得生产效率极其低下，但价格昂贵，限制了汽车的生产和普及。亨利•福特——流水生产线的创始人，发明了先进的生产组织技术，是汽车业的划时代人物之一。福特流水生产线使得劳动生产率大幅度提高；推动了世界汽车工业的进步——汽车全面普及，成为必不可少的生活用品1908年——514分钟（8.56小时）/车比较项目改善前改善后员工人数400—600140铲费改善后减少50%工人工资增加60%成本年节省78000美元比较项目改善前改善后动作数185工作效率（砌砖数/小时）1203501913年——2.3分钟/车1914年——流水生产线1.19分钟/车4.IE与OR相结合的阶段（1）20世纪40年代中期，英、美两国发表了关于运筹学（OR）成果的资料，立刻受到IE工作者的注意。（2）第三阶段的IE与前两阶段的比较以经验和定性分析为主以定量分析为主。实际上，从休哈特开始，这些方法的发展使管理开始真正有了科学的依据，而不再只是一种艺术或经验。以通过基层生产现场中作业研究来降低劳动成本为主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。5.IE与SE相结合的阶段在20世纪50、60年代，系统科学（SS）有了长足进展。一种承袭了SS思想和包含自然科学、社会科学知识的、以OR为理论基础但很注重工程应用的技术——系统工程（SystemEngineering,SE）脱颖而出。SE重视系统哲学思想的培养和系统分析方法的训练，又包含有较丰富的自然科学和社会科学的知识，正是IE所需要的一种“统帅”学科。6.第五阶段20世纪70年代以来，特别是最近10年来，IE的发展出现了一些新动向：（1）早期的IE以提高制造现场作业效率和改进生产管理为主；现代IE则面向企业经营管理全过程（2）早期的IE单兵独进，现代IE已经成为为企业管理提供集成基础结构的有效工具（3）早期的IE只应用于制造业，现代IE已经普及到交通、建筑、服务和行政管理等多种产业中（例如全美医疗保健系统的规划和设计）1.4工业工程意识1．成本和效率意识降低成本、提高效率和质量是IE的核心特点，IE人员必须树立成本和效率意识。一切工作必须从大处着眼，小处着手。IE人员做事最忌讳眼高手低，好高骛远。并且，要把80%的精力用在对生产力有贡献的事情上，而不要把80%的精力用在对生产力只有20%的贡献的琐碎事上。IE人员讨论任何问题都要根据生产现场的实际来进行，决不允许脱离生产现场来进行盲目的决策。否则，成本和效率意识的培养都是一句空话。在生产现场，IE可以从以下几个方面进行成本和效率意识的培养：2．问题和改革意识IE追求合理性和有效性，使投入生产系统的生产要素达到物尽其值，人尽其用。它包括从作业方法、生产流程直至组织管理等各项业务及各个子系统的合理化。工业工程师有一个基本理念，成本、质量、效率节省辅料减少呆料优化工序避免返工缩短搬运距离减少搬运次数提高效率降低成本提高质量目的相互影响IE的职责现代工业工程即做任何工作都会找到更好的方法，改善无止境。也就是我们所说的“持续改善”。为了使工作方法更趋合理，就要坚持改善、再改善。因此，IE人员必须树立问题和改革意识，不断发现问题、分析问题、寻求对策，勇于改革创新。现举例来说明IE人员问题和改革意识的思维形式。3．工作简化和标准化意识IE追求高效和优质的统一。IE产生以来，推行工作简化（Simplificatio