1工业工程概述-刘洪伟

FundamentalIndustrialEngineering实事求是基础工业工程国家级精品课程第一部分工业工程基本概念第1章工业工程概述开篇案例小王是某大学工业工程本科毕业生，刚刚加入某生产装配型企业。厂长早就听说工业工程能够帮助企业提高生产效率、改善产品质量和全面提升企业生产服务水平，于是在他入职不久即找他谈话：“工厂新上一条生产线，当前质量偏低，天天加班还无法完成订单，希望你能够运用工业工程的方法解决这些问题。”小王满怀信心地接受了厂长的任务。可是当接受任务以后小王发现：开篇案例没有形成连续的生产线，产品固定装配，工人根据工序轮番前往工作；切割机每天都会发生故障停工，员工倒认为停了不用干活，很高兴；质保部门和生产部门争执频繁，生产部门认为质保部门有意刁难；产品工艺复杂，图纸难以看懂；生产时生产垃圾散落一地，下班前再集体清扫；运料小车相撞事件时有发生……没有明确的生产计划，每天早上八点班组长开会时生产部长制定一个大致目标，晚上下班前若发现没有完成即决定加班；开篇案例员工工作期间嬉笑打闹，经常暂停手头的工作，四处借用工具，工具箱内物品五花八门、杂乱无章；早完成分配工作的人会被再派任务，但无额外报酬，导致员工工作懒散；班组长也只能估计每个工序的时间，估计误差大约半个小时；用泰勒法测定工时困难重重，员工警惕性很高，有时故意放慢动作，无法确定合适的工时，而且工人操作随意，每次作业顺序都不一样。开篇案例小王一筹莫展，后悔自己学艺不精，赶紧查看本科学习的专业书籍。研讨题1、什么是工业工程，工业工程涵盖那些内容？2、工业工程师应掌握哪些知识和技能，掌握到什么程度？3、工业工程师应有哪些意识？4、建议小王该怎么做？主要内容1.1问题回顾1.2工业工程定义1.3工业工程的发展(100年历程)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工业工程人才及素质1.8工业工程在中国发展和应用特性第一章工业工程概述1.1问题回顾1.2工业工程概念1.3中国工业工程体系1.4工业工程的发展(100年历程)1.5工业工程发展与应用的趋势1.6工业工程的知识体系1.7工业工程人才及素质•产品和服务是如何生产出来的？•如何降低资源消耗？•What？•Where？•When&Who？•How？厂址与现场布局生产计划与排程工作方法与运作流程产品与质量战略企业生产与运作管理关注的两大问题生产与运作管理解决的具体问题1.1问题回顾•Q(Quality)•T/D(Time/Delivery)•C(Cost)•S(SafeorService)•E(Environment)•F(Flexible)1.1问题回顾企业生产与运作管理的目的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企业生产运作与管理存在的问题现场管理运作流程与作业方法1.1问题回顾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工作设计问题现场管理问题基础工业工程可以解决的问题1.2什么是工业工程泰勒的时间研究吉尔布雷斯的动作研究什么是工业工程？1.2工业工程定义1.2什么是工业工程1.2什么是工业工程约瑟夫·朱兰博士(Dr.J.M.Juran)：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就是美国有IE。1.2工业工程定义1955年美国工业工程师学会（AIIE）首次正式定义工业工程：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。收录美国国家标准Z94，及工业工程术语标准。美国工业工程师学会（AIIE）——IndustrialEngineeringTerminology,1955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。美国工业工程师学会（AIIE）——IndustrialEngineeringTerminology,ANSI94,19821.2工业工程定义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1.2IE的概念与特征1.2工业工程定义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（ToyotaProductionSystem,TPS）就是丰田式的工业工程。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。为了规划、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。日本工业工程师学会（JIIE）1.2工业工程定义人员物料设备能源信息综合体系利用设计Design改善Improve配置Installation数学物理学社会科学知识技术期待的成果规划设计评价改进创新工学的分析设计原理方法通过PQCDSF1.2工业工程定义1.2什么是工业工程学科性质是一门具有管理属性的综合性工程科学技术，日本人称之为管理技术。研究对象人员、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，不限于行业和组织。研究方法综合运用各种工程技术与方法任务和目标效率、质量、成本、柔性、安全、环境。1.3工业工程技术体系工业工程的体系结构一个基本概念六大系统功能五种重要意识四项原则特征三大专业技术体系两种技术特性1.3工业工程技术体系工业工程概念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、改善和配置的一门学科。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。IE的内涵性质：IE是多种专业工程技术与管理相结合，而具有管理属性的工程技术体系，日本人称之为管理技术；特点：IE有自身的结构、内容、方法和工具，是系统化、专业化、科学化的知识，可以学习和传授；对象：IE有明确对象和方向，对人员、物料、设备、能源和信息所组成的系统及过程进行分析、设计、运行、控制、评价、优化的体系，覆盖所有行业领域。目标：IE有明确的目的，以低成本、高质量、高效率的方式提供产品和服务，是将各类科学技术转化为生产力的独特技术。1.3工业工程技术体系IE的两种技术特性专业工程技术：关于产品、设备、材料、工艺的“硬”技术，它解决生产过程的基本能力；管理技术：关于生产要素、人和环境的资源组合配置的“软”技术，是解决生产效率、质量、成本和改善工作环境的能力技术，即工业工程技术。IE=工程技术+管理=综合管理技术1.3工业工程技术体系IE的三大专业技术体系基础理论体系：数学、物理学、管理学、经济学、社会学支撑技术体系：专业工程技术、信息技术专业技术体系分析评价类技术工程经济预测、决策技术可靠性工程系统分析与评价……管理控制类技术生产计划与控制质量管理成本控制信息控制……设计改善类技术工作研究物流工程人因工程精益设计……1.3工业工程技术体系IE四大管理特征累积性创新性发展性满意度准则1.3工业工程技术体系IE的五种重要意识问题和改革意识质量、成本和效率意识工作简化与标准化意识整体优化与持续改进意识以人为中心的意识1.3工业工程技术体系IE的六项基本功能创新设计规划改进IE控制分析/评价1.3工业工程体系结构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泰勒制：1911年《科学管理原理》1.4IE的产生与发展1.4.1IE发展100年(孕育期)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）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1.4.2IE发展100年(第一阶段)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；IE理论基础:泰勒制体系环境提高因素目的生定额管理产效标准化管理率计划与执行分开经生产效理论济差别计件工资制人率低下基础假设职能工长制科学工作方法精神革命管理制度比较项目改善前改善后员工数(个)400-600140铲费改善后减少50%工人工资增加60%成本年节省78000美元泰勒的时间研究（F.W.Taylor,1856-1915）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)吉尔布雷斯夫妇的动作研究（F.B.Gilbreth,1868-1924；L.M.Gilbreth,1878-1972）比较项目改善前改善后动作数185工作效率(砌砖数/小时)120350吉尔布雷斯夫妇的动作研究1.4.2IE发展100年(第二阶段)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”。劳动生产率大幅度提高1908年——514分钟（8.56小时）/车1913年——2.3分钟/车1914年——流水生产线1.19分钟/车推动了世界汽车工业的进步——