工业工程概论课件第1章工业工程的概念与意识.ppt

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1、2023/9/9,工业工程,工业工程概论,戴庆辉,2023/9/9,工业工程,第 1章 工业工程的概念与意识,1.1 引言 1.2 工业工程的定义 1.3 工程的过程1.4 工业工程的形成1.5 工业工程的特点1.6 工业工程的意识,2023/9/9,工业工程,生产就是制造产品提供服务的过程性活动。制造的产品一般是有形产品，提供的服务可视为无形产品。,1.1.1 生产的基本概念,2023/9/9,工业工程,经济学上，用生产率（Productivity)来衡量生产系统的转换功能，表示生产要素的使用效率。生产率=产出/投入 生产率的提高主要取决于生产过程中如何充分有效地发挥生产要素的作用，提高效率

2、。一般通过两种方式来达到这种目的：1.改进生产技术 2.改善生产管理。,1.1.2 生产有效性的衡量指标,2023/9/9,工业工程,1.2 工业工程的定义 1.2.1 定义的表述（1965）,Industrial Engineering is concerned with the design,improvement,and installation of integrated systems of people,materials,information,equipment,and energy.It draws upon specialized knowledge and skill i

3、n the mathematical,physical,and social sciences together with the principles and methods of engineering analysis and design to specify,predict,and evaluate the results to be obtained from such systems.,工业工程是从事由人员、物料、信息、设备和能源所组成的集成系统的设计、改善和设置的一门学科。它综合运用数学、自然科学和社会科学的专门知识和技能，以及工程分析和设计的原理与方法，对该系统所取得的成果进

4、行规定、预测和评价。,1955年美国工业工程师学会(AIIE)提出了工业工程的正式定义，1965年修订，1982年列入美国国标：,2023/9/9,工业工程,1.2.1 定义的表述（续2）,随着工业工程的推广与普及，AIIE拥有80余国的众多外籍会员，在1981年改名为工业工程师学会（IIE）。1989年IIE对AIIE的定义进行修订，重新定义工业工程为：工业工程是为了保证业绩、可靠性、可维护性，遵从排序和成本控制，将规划、设计、实施、测度与管理集成起来，实现生产与服务系统输出的职业。从本质上讲，这一集成系统可能是社会技术的，它把人、信息、物料、装备、过程和能源集成进产品、服务或项目的整个寿命

5、期作为自己的目标。它利用社会科学、计算机科学、基础科学、高度发达的通信技术与物理、数学、统计学、组织与行为学及伦理学的概念，实现上述目标。”1997年以来，人们盼望看到IIE对1989年工业工程的定义进行修改，重新定义它。但是，新版的工业工程手册并未按人们的期望推出新的定义。这种做法反映了现代工业工程的迅速发展，还不能正式修订上述定义。社会技术的（Sociotechnical）,2023/9/9,工业工程,定义说明IE是干什么的（What）,是如何干的（How）。IE的发展迄今已近一个世纪了。由于它涉及范围广泛、内容不断充实和深化，不同时期对IE的概念曾有不同的阐述。Industry：包括工业

6、，交通、服务等多种产业部门。虽然“工业”这词常常是与制造组织相联系，但这里却想把它应于任何组织。IE的基本原理正广泛地用于农业、医院、银行、政府机关等方面。Engineering：人类应用自然科学知识、原理，而有目的地使用各种技术的活动过程。在此过程中，应用分析、设计及实现转换的技术方法与实践经验，经过理论上的加工与概括，形成工程学。,1.2.2 定义的说明,2023/9/9,工业工程,1.2.2 定义的说明（+）,IE的研究对象 由人员、物料、信息、设备和能源等生产要素所构成的集成系统，且不局限于工业生产领域。这里的系统可以是各种系统，如制造企业、服务性组织、生产线、车间，等等。IE的研究内

7、容 研究如何将人员、物料、信息、设备和能源等生产要素进行有效、合理的组合与配置，组成生产率更高和更有效运行的系统，规定、预测和评价该系统所取得的结果，并不断改善系统，为管理活动提供技术上的支持与保证。IE把技术和管理有机地融合起来。,2023/9/9,工业工程,1.2.2 定义的说明（+）,IE的研究方法 IE所采用和依托的理论与方法是来自于：自然科学：数学、物理、统计学、计算机科学、通信技术、工程学中的分析和设计的原理与方法。社会科学：经济学、管理学、组织行为学、伦理学等。以运筹学和系统工程为理论基础，与计算机技术具有日益密切的关系。使工程、管理与经济有机融合。,2023/9/9,工业工程,

8、1.2.2 定义的说明（+）,IE的目标 使生产系统投入的要素得到有效利用，降低成本，提高质量，保证安全，使组织提高生产率、利润率和效率=整体效益。美国大百科全书(1982年)：“IE是对一个组织中人员、物料和设备的使用及其费用作详细分析研究。这种工作由IE师完成，目的是使组织能够提高生产率、利润率和效率。”IE专家Phi1ip E.Hicks博士(1988年)：“IE的目标就是设计一个生产系统及该系统的控制方法，使它以最低的成本生产具有特定质量水平的某种或几种产品，并且这种生产必须是在保证工人和最终用户的健康和安全的条件下进行。”,2023/9/9,工业工程,1.2.2 定义的说明（+）,I

9、E是关于复杂系统有效运作的学科。IE是以系统效率和效益为目标的工程学科。IE是工程技术与管理科学有机融合的交叉学科。在美国，工业工程存在了100 年，而生产效率几乎提高了100 倍。一直推动它的正是源于人们追求卓越的原动力，“永远有更好的方法”是工业工程师的座右铭。工业工程的应用，造就了许多非凡的企业：福特、丰田甚至奥运会都因工业工程的应用而卓越不凡。工业工程效率与效益的利器，工业工程提高企业竞争力,2023/9/9,工业工程,“工业”和“工程”这两个词，怎样结合而形成“工业工程”这个术语呢？工业工程与其他工程学科、及经营管理和社会科学有何关系呢？科学关心的是基础知识的探索，工程关心的是把科学

10、知识用于解决问题和改善生活。科学与工程是携手并进的。“科学家”和“工程师”可能就是同一个人。这种情况在古代尤为加此，因为在那时发现知识的人也就同时使其投入应用。,1.3 工程的过程,2023/9/9,工业工程,每当我们想到早期工程的成就时，我们会自然地想到这样一些杰出的成就，如金字塔、万里长城、罗马建设工程等等。这些工程的成就，每一项都包含着基本知识有成效的应用。斜面、车轮、螺丝起子、水车、帆船、简单杠杆等，在工程师设法改善人民生活事业中，都起了很大作用。几乎所有1800年前工程发展结果都与物理现象有关，如克服摩擦力、起重、蓄电、牵引、构造、连接等。1800年后的发展结果都与化学和分子现象有关

11、，如电、材料的性能、热过程、燃烧和其他化学方法。,1.3.1 工程的形成,2023/9/9,工业工程,数学方面所取得的进展，对几乎一切工程的发展，都是十分重要的。由于进行准确测量距离、角度、重量和时间的方法的改进，才取得了较大的工程成就。数学的另一重要作用，是能够把现实情况用抽象的项来表示。利用一个复杂系统的数学模型，可以弄清系统中各变量间的关系。例：勾股定理说明一个直角：用抽象模型表示复杂实际系统，是十分重要的手段。在早期对人类行为的了解相当落后于数理化等科学的发展。这对于IE师很重要，因为IE师设计的各种系统，包括作为基本组成部分的人在内。人类行为科学的进展迟缓，已妨碍了IE师设计包括人在

12、内的最优系统。,1.3.1 工程的形成+,2023/9/9,工业工程,1.3.2 工程的过程,分析是论述将某些东西分解成其基本的组成部分；综合则是论述把组成部分结合成整体。分析是与现存系统有关。综合则通常涉及到一种新的或改进了的系统。工程的过程既包含综合也包含分析。图1-6过程是所有工程师(土木、化工、电机、工业、机械和其他工程师)使用的过程。两个方框间的双箭头，是用以描述这工程过程的反复性质。这个设计，又提供更多的资料改变了分析的基础。这样反复的过程要重复进行，直到获得一个理想的解答、系统或方法(“理想的”这个词用来代替“最优的”这个词，因为一个真正最优的设计是很少可获得的)。,2023/9

13、/9,工业工程,1.3.3 工程师的特点,区别工程师与其它专业者特点：(1)工程师要解题，但数学家也解题。(2)工程师要分析，经济学家和统计学家也要分析。(3)工程师设计系统，其他职业者也设计系统吗？,2023/9/9,工业工程,1.4 工业工程的形成,工业工程中最重要的基础技术是“工作研究”。它起源于泰勒提倡的“时间研究”和吉尔布雷斯提出的“动作研究”。1930年两协会在认识到两种研究是相互联系、不可分割的，于1936年成立了“美国企业管理促进协会”(S.A.M)。随后逐步形成了“方法研究”的完整体系。到40年代中期，“时间研究”更名为“作业测定”。至此，“方法研究”与“动作研究”结合在一起

14、统称为“工作研究”。,2023/9/9,工业工程,1.4 工业工程的形成,14001750，工程已有许多重要的发展。17501900，一战以前发展起来五大工程学科：土木工程：确定现代工程开始于l750年的两个理由：在十八世纪法国出现了工程学校。土木工程师这个名词是在l750年第一次使用的。军事工程：军事学校讲授关于道路桥梁的建筑和要塞工事。相同的原理应用于非军事的民用业务时，就是土木工程。机械工程：物理和数学奠定了机械原理实际应用的基础。l700年研制了能够作有用功的实用蒸汽机。1800年初研制出了许多机械装置，导致这一学科出现。电气工程：l752年Franklin的风筝实验后开始了解磁性和静

15、电。1840年Morse研制电报术，是电学第一次有效的运用。1880年Edison发明碳丝灯，促进了发输用电的发展。化学工程：内燃机需要燃料，机械设备需要润滑剂，房屋、金属制品、船舶等需要保护涂料，制造各样的消费品需要染料，稍后又需要合成材料。,2023/9/9,工业工程,工业工程：当工业组织涌现出来利用大批的技术革新项目时，制造单位的规模和复杂性也大幅度地增大了。大量生产成为可能是由于下列两个重要的概念：零件的互换性。劳动的专业化。由于大量生产，在半个世纪内，美国和其它发展中国家，就从以农业经济为主改变成工业经济。在这种变动的早期，人们认识到，相对于小工厂和小农场有效的经营管理方法，是不适应

16、于大的复杂的制造组织的。对于较好的管理系统的需要导致了“工业工程”的发展。IE专业是从其他工程学科演变而来的。下图说明这种演变的一般性质以及某些非工程学科的渗入工业工程的情况。第二次世界大战后：原子核工程、电子工程、航空工程、计算机工程。宇宙航行时代：航天工程、通信工程。近几年：环境工程、生物工程、网络工程。,1.4 工业工程的形成,2023/9/9,工业工程,(1)注重人的因素是IE区别于其他工程学科的特点 泰勒的科学管理理论诞生于20世纪初，它的诞生是人类管理学科的一次飞跃和革命，它将人类的管理思想从抽象的经验管理发展到具体科学的标准化管理，在近一个世纪的理论研究和实践活动中发挥了重大作用

17、。但是，随着人类社会的发展和管理实践不断向纵深的延伸，标准化管理越来越多地暴露出种种弊端，昔日的“科学管理”显出其明显的不科学成份。与此同时，以人为本，解决人的系统问题成为21世纪管理理论与实践的核心问题。所以，现代IE开始深入研究人的因素，开展以人为本的管理研究。（人是根本，人是资本，人是成本）,1.5 工业工程的特点 5,2023/9/9,工业工程,(2)IE的核心是追求生产系统的综合效益 提高生产率、降低成本和保证质量 质量是企业的生命，有些人将保证质量和降低成本以及提高生产率对立起来，认为降低成本和提高生产率，就没办法保证质量。实际上，这三个方面是完全统一的，如果企业的质量低下，势必增

18、加企业的质量成本，也必然影响企业的生产率。把降低成本、保证质量和生产率联系起来综合研究，追求生产系统的综合效益，是反应IE实质的一个重要特点。现在我们通过一个例子来说明这个问题：,1.5 工业工程的特点,2023/9/9,工业工程,(3)IE是综合性的应用知识体系 IE要解决的问题涉及到企业的方方面面，既有技术问题，也有管理问题。这就要求IE人员必须是一个通才，需要掌握自然科学、工程技术、管理科学、社会科学及人文科学在内的各种知识。比如，IE人员要提高工人的工作效率，首先得了解影响工人工作效率的各个因素，包括人、机、料、法、环等环节，这就要求IE人员必须具备相关环节的知识，才可能找出影响工人工

19、作效率的主要环节。如果IE人员只是具备某一个环节的知识，这样分析问题就有局限性，制定的改善方案必然偏面，按照80/20原则，分析问题必须找出影响问题的关键因素，才能从根本上解决问题。,1.5 工业工程的特点,2023/9/9,工业工程,(4)IE重点面向微观管理 为了达到减少浪费、降低成本的目的，IE重点面向微观管理，解决各个环节管理问题，从制定作业标准和劳动定额、现场管理优化直至各职能部门之间的协调和管理改善，都需要IE发挥作用。为了兼顾效率和效果，IE追求高效和优质的统一。例 IE产生以来，推行“3S”对提高效率、降低成本起到重要作用。简化 Simplification 是要保持事物的本质

20、或突出工作重点，专业化 Specialization 是要使人专门从事或精通某种业务，标准化 Standardization 是对产品和工艺加以统一规定并予以实施的技术措施。,1.5 工业工程的特点,2023/9/9,工业工程,(4)IE重点面向微观管理 例 尽管现代企业面对多变的市场需求，必须不断开发新产品、新工艺、更新技术，以多品种、小批量为主要生产方式。但是，工作简化和标准化依然是保证高效率和优质生产的基本条件。在实际操作中可以体会到，越是简单、熟练的作业，工作效率就越高，出错率就越低。所以，IE设计工作内容或进行工艺、工具改善时，都要朝向简单化、防呆化、专业化的方向努力，并且尽量将每一

21、次生产技术改进结果以标准化的形式确定下来，并加以贯彻，这是IE的重要手法。,1.5 工业工程的特点,2023/9/9,工业工程,(5)IE强调系统优化技术 IE强调系统整体的优化，不单是某个生产要素（人、物料、设备、方法、环境）或某个局部（工序、生产线、车间）的优化，后者是以前者为前提的优化，最终追求的是系统整体效益最佳。,1.5 工业工程的特点,2023/9/9,工业工程,意识：是人对客观物质世界的反映，是社会实践的产物，对物质世界有积极的反作用。工业工程的意识：就是工业工程实践的产物，是对IE应用有指导作用的思想方法。工业工程强调培养持续改善的技能和锐意创新的精神。学习工业工程的核心是培养

22、IE意识(观念)。(1)人本意识以人为本(2)全局意识统筹全局(3)效益意识提高效益(4)问题意识发现问题(5)改善意识持续改善(6)创新意识锐意创新,1.6 工业工程的意识 6,2023/9/9,工业工程,(1)人本意识以人为本 迄今为止和在可预见的未来，三个产业的各种盈利与非盈利组织、事业和政府机构无一不是人起主导作用的。人是生产经营活动中最重要的一个要素，其它要素都要通过人的参与才能发挥作用。人是成败之本。必须坚持以人为本来研究生产系统的设计、管理、创新和发展，调动人人参与的积极性，发挥每个人的创造性，激发每个人的主动性，使每个人都关心和参加改善工作，提高组织的效率和效益。以人为本是工业

23、工程主张的最基本的观点。,1.6 工业工程的意识,2023/9/9,工业工程,(2)全局意识统筹全局 工业工程遵循系统论与系统工程与分析的观点，追求系统整体效益。工业工程师处理任何问题都必须从全局和整体需要出发。只有针对研究对象的具体情况选择适当的工业工程技术，并注重技术应用的综合性和整体性，才能取得满意的效果。强调从生产全过程、产品全生命的角度系统地进行调查、规划、测试、研究、分析、评价、决策与实施。,1.6 工业工程的意识,2023/9/9,工业工程,(3)效益意识提高效益降低成本，提高效率和质量是IE的核心特点，所以工业工程师以提高效益为天职。对一切工作都从大处着眼，,从小处着手，杜绝浪

24、费，寻求以成本更低、效率更高的方式方法去完成。工业工程师从始至终不忘记如何从提高投资有效利用率和质量，缩短运行时间与降低各种损耗，以及消除各种冗余活动着眼，提高过程附加价值的运作或考虑，追求最高效益。在今天与未来的市场环境中，时间就是金钱(效益)。因此，对市场、科技、政治与经济的变化应该是敏感而快速反应的，抓住机遇，快速运作。,1.6 工业工程的意识,2023/9/9,工业工程,(3)效益意识提高效益 IE人员必须树立效益意识。IE人员做事最忌讳眼高手低，好高骛远。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

25、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，效益意识的培养就是一句空话。在生产现场，IE可以从以下几方面来培养效益意识的：,1.6 工业工程的意识,2023/9/9,工业工程,(4)问题意识发现问题发现问题比解决问题更重要。工业工程主张不断地寻找问题。工业工程一种为企业进行生产系统诊断分析的应用性技术体系，有很强的针对性。对于对象系统及现状的综合诊断、深入分析和恰当说明是IE工作有效性的基本条件。工业工程追求合理性是无止境的，使各生产要素达到有效地结合，形成一个有机整体系统，它包括从操作方法、生产流程直至组织管理各项业务及各个系统的合理化。,1.6 工业工程的意识,20

26、23/9/9,工业工程,(4)问题意识发现问题 正确地提出问题是解决问题的一半。例 六大提问 可在任何发现问题的场合使用。“5W1H法”是一种有效的工业工程提问技巧。做什么(What)?是否必要？更合适的目的 何处做(Where)?更合适的地点 何时做(When)?更合适的时间 何人做(Who)?更合适的人员 如何做(How)?更合适的方法 为什么要这样做(Why)?更真实的原因（Why 可针对前5个提问为什么，有无其他更合适的，以提出建设性的家见）,1.6 工业工程的意识,2023/9/9,工业工程,(5)改善意识持续改善 持续改善就是不断改进(persisting improvement)

27、。改善是指创新程度较低的革新。IE主张不断的小改小革，对抗劣化效应，达到集小成为大成的效果。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，即做任何工作都会找到更好的方法，改善无止境。为了使工作方法更趋合理，就要坚持改善、再改善。因此，IE人员必须树立持续改善意识，不断发现问题、分析问题、寻求对策。通过分析技术，可以找到解决问题的更好方法。,1.6 工业工程的意识,2023/9/9,工业工程,(6)创新意识锐意创新 当利用常规工业工程方法(如前5种意识)效果不明显，达不到要求

28、时，要努力调查研究问题的冲突，并大胆地采用科技新成果和跨专业的知识去创造性地解决问题。创新意识是IE从一产生时就具有的最基本、最明显的特征，也是IE受各界注目的重要原因。因为“创新是一个民族的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力”。实现创新，核心是站在科学理论的前沿，因为“一个民族要想要站在科学的最高峰，就一刻也不能没有理论思维”。因此，克服心理障碍，开动脑筋固然是必须的，但更重要的是遵循创新的原理，运用创新的方法和工具。现代工业工程创新的本质是发挥组织的全潜力，实现“使受益者完全满意”。,1.6 工业工程的意识,2023/9/9,工业工程,工业工程师树立IE意识比掌握IE技术更重要，因为：IE

29、涉及知识范围很广，方法很多(如作业测定、方法研究、物料搬运、经济评估、信息技术等)，而且发展很快，新的方法不断创造出来。因此，对于IE师来说，掌握方法与技术是必要的，但更重要的是树立IE意识。IE意识反映了IE的思想本质。只有学会运用IE考察、分析和解决问题的思想方法，才能从研究对象的实际情况出发，选择适当的知识和技术处理问题。只有这样以不变(IE实质)应万变(各种具体事物)，才能使IE的应用取得有效的、理想的效果。,1.6 工业工程的意识,2023/9/9,工业工程,复习题,l.为什么说是工业工程是一个“真实的”工程学科？2.什么是工业工程（IE）？试用简练的一句话说明IE的本质。3.根据IE的定义，说明IE的研究对象、研究内容、研究方法、研究目标、基础理论、基础技术和基本职能是什么?4 工业工程的特点是什么?5 工业工程的意识是什么?,