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工业工程资料
前言
人类社会现代文明的一个重要特征就是有组织的社会化生产活动，工业工程正是关于这些社会化组织有效运作的研究。
它以系统思想为哲学理念，以运筹学为代表的数学方法和以心理学、生理学为基础的人类工效学为理论基础，以信息技术为现代化工具，对包括制造业、服务业在内的企业或组织中的实际工程与管理问题进行系统的分析、优化与设计，以解决系统在效率和效益方面的问题。
一、工业工程的学科内涵
1.工业工程的学科定义
按照国际工业工程学会的定义，工业工程是对人员、物料、设备、能源和信息所组成的集成系统进行规划、设计、改进和实施的一门学科。
它综合运用数学、物理学和社会科学等方面的专门知识和技术，以及工程分析和设计的原理和方法，对系统所取得的成果进行说明、预测和评价。
该定义最核心的概念是“人”和“系统”，工业工程研究系统而不是单元局部，工业工程关注的不是普通系统，而是包含“人”的系统，比如：
对于制造业，工业工程不关心具体装备，它关心设备布局、生产计划与调度等有关系统运行的问题，再如：
对于医疗业，工业工程不关注具体的医疗技术，而关注诸如：
医院位置选取、手术室和工作人员时间安排、候诊等待时间的降低等问题。
工业工程的学科基础相当专一而稳定：
（1）运筹、统计等数学，他为工业工程学科提供系统分析的科学基础；
（2）人类工效学，他为工业工程理解人类行为提供科学基础；（3）在工业工程发展的100年中，工业工程的第三个学科基础在近20年发生了较大的变化，从传统的制造技术转变为信息技术，主要原因在于工业工程的应用领域发生了变化，这第三个基础提供了工业工程在工具方面的基础，它与前两个科学基础具有一定的区别。
工业工程研究对象可分为制造系统和服务系统，它通过综合运用工业工程的3个学科基础解决面向制造业和服务业的系统分析和设计问题。
下图反映了在企业组织视角下的一些典型的系统，这些系统都可以运用工业工程的方法来分析、设计和改进。
工业工程是一个跨学科的交叉学科，它的方法可应用于不同的行业，在工业工程发展的100年中最重要的行业是制造业，它所发明的针对工作组织、质量改善、生产计划和控制、设施布局、企业选址、物料与采购管理和供应链设计等的方法，极大提高了制造业的效率和质量，降低了成本。
今天工业工程的应用领域从制造业扩展到服务业、医疗行业、金融业甚至政府，通过工业工程方法，提高这些组织的运行效率和效益。
下图是工业工程不同层子的关系。
工业工程作为交叉科学的特性，使得它有广泛的应用。
这也可能会导致对工业工程的误解，从应用角度觉得不够专一。
其实，工业工程在学科基础上是非常专一的，不同于传统的苏联式的以工业应用为主导的学科，没有自己的学科基础，大都借用别的学科的基础课程，而工业工程则是学科基础非常专一，但是却可以应用这些学科基础知识解决不同行业的问题，从人才培养的角度来讲，这样更符合宽口径通才培养的要求。
2.工业工程对国家经济的影响
国际上，工业工程与机械工程、电子与电气工程、化学工程、建筑与建材工程、航空航天工程一起，并称为六大工程。
它随人类社会的工业化走过了一百多年的历史，在许多国家、尤其是西方的经济和社会发展中产生了巨大的推动作用。
世界上工业发达国家，诸如美国、德国、日本、英国等，其经济发展都与其雄厚的工业工程实力所密切相关。
工业工程之所以受到工业界的普遍重视，其原因就是因为工业工程是一门集自然科学，特别是数学的知识，把工程量化的分析方法和社会科学的管理思想相结合，对由人、物料、设备、能源、信息等多种因素所组成的各种复杂系统进行设计和优化。
它是唯一一门以系统效率和效益为目标的工程技术，这是所有其它工程领域所普遍关心和探索的共同课题，同时也是这些专一工程领域受限于本领域的知识范畴而不能将其解决方案推而广之的主要原因。
象机械工程研究成果的代表是机械产品、建筑工程是各种建筑物、电子工程是各种电子设备一样，工业工程也有其自己的代表“产品”。
这个“产品”就是一直主导工业发展的生产方式及其所对应的管理模式，如主导了工业长达近一个世纪的泰勒生产方式，对日本汽车工业发展及至全世界制造业产生重要影响的精益生产方式（LeanProduction），代表美国信息时代生产制造特征的敏捷制造方式（AgileManufacturing），以及现在人们所关心的大规模定制生产方式（Customerisation）等，这每一种生产方式，都从生产系统和运行模式等方面影响着整个企业绩效，极大地改变和发展了制造行业，推动人类生产的健康发展。
二、工业工程是目前我国国民经济建设急需的学科
尽管工业工程在工业化发达国家有着长期的发展历史，但在我国由于工业发展长期处于工业化发展初期，计划经济体制以及从计划经济向市场经济过渡下的企业发展和竞争一直是在追求产品和服务的数量，而没有对效益和效率产生迫切的需求。
这种长达半个世纪的社会状况，决定了我国对工业工程这门以“软”为特征的工程技术，不可能在此需求真空的环境下生存与发展。
这种情况一直延续到改革开放。
八十年代中期后，市场变化越来越大，企业的自主权也越来越大，企业的经营者面对着是一个如何通过提高企业效益来提高企业竞争能力的问题。
直到这时，过去的“工厂领导”才开始向“企业家”的角色转变，而作为企业家，这时才能真正体会并注意到促使国外工业长期发展所依赖的专门工程基础－－工业工程的存在与发展。
实际上目前在国内，对工业工程专业人才需求最多的是外资企业、港台企业和沿海一些发展迅速的中小企业，这是因为他们已经经历了所在地工业发展的几个必然阶段并对工业工程的作用有深刻的体会。
而国有企业由于目前还处于转型期，对工业工程还处于萌芽和认识过程中。
在改革开放经历了二十多年的发展之后，中国的经济已进入了一个崭新的发展时期。
从过去的资金引进，转变成为现在对技术、对管理、对人才的引进，而工程与管理的结合，特别是对各类企业（包括制造业、服务业、金融业、物流业、农业）的运作研究，已成为影响我国企业的发展、乃至我国经济发展的关键。
作为直接面向国家经济建设主体——“企业”的工业工程便需“应运而生”，它的发展就是要解决目前国家领导们与企业老总所关心的问题，如何将过去粗放型管理变为以数量分析为基础的精益生产、如何尽快地改善国有企业的经营效益、如何尽快地提高国有企业的素质、如何尽快地提升中国工业整体的综合竞争能力。
科学发展观使得传统中国经济外延发展之路必须转变为内涵发展，这也正是工业工程专业的基本思想，中国的经济需要更多的工业工程专业人才，需要他们能将国外工业发展的先进经验在最早的时间里引进、研究和理解，为中国的企业发展提出适合中国国情的综合解决方案，并付诸以广泛和深入的企业实践。
在理论上和实践上，为“中国制造”的产生打下实实在在的基础。
培养出社会所急需的工业工程人才，是我国教育主管部门及相关教育工作者责无傍待的历史使命。
三、国内外工业工程教育和科研的发展状况
1.国外工业工程教育和科研
国外工业工程教育和科研十分成熟和发达。
在德国，工业工程称为生产工程，学生除在其传统的强项——工程领域内学习和实践外，还要在运筹学、物流或后勤学、系统工程等方面进行学习。
与欧洲其它国家（如英国、法国等）一样，工业工程师是十分受企业欢迎的，工业工程师在系统分析、系统优化、系统集成方面发挥着重要的作用。
国际上“工业工程”学科的主要名称有：
工业工程、工业与系统工程、工业工程与运筹学、工业与制造工程、工业工程与管理、工业工程与工程管理、工业工程与制造系统。
作为当前工业最发达的国家，美国在工业工程的发展最具有代表性。
可以说，美国是工业工程的发源地，其工业工程是有着百年历史的专业，美国一流的大学大都有着很强的工业工程专业，如普渡大学、佐治亚工学院、加州大学伯克利分校、斯坦福大学、密西根大学、西北大学、哥伦比亚大学、宾州大学等。
工业工程对美国的国民经济有着重要影响，在每年一度美国大学排名中，工业工程是工学院的七大学科之一（机械工程、电子工程、土木工程、化工工程、计算机工程、工业工程、航空工程），它与数学、人因学、经济管理、各种工程技术等学科有着密切的关系。
在美国，古典工业工程与制造工程密不可分，至今仍有许多学校将工业工程与制造工程等同看待，但现代工业工程已将应用面扩展到了服务业、金融业、物流业等，几乎所有的有组织的社会生产活动都成为现代工业工程的主要服务对象。
根据2004年美国教育部的统计，在美国大学授予的学位中，工学学士学位总数是62000余个，工学硕士学位总数是28000余个，工学博士学位总数为5千余个，最重要的8大工程学科占工程专业毕业人数的约80%，其中工业工程排名第6，他的本科、硕士和博士生毕业人数占总授予工学学位人数的比例为5.7%、9.2%和4.8%。
因此，在美国工业工程是最主要的工程学科之一。
排名
专业名称
本科学位
硕士学位
博士学位
1
电机、电子与通讯工程
21.8%
26.9%
23.8%
2
机械工程
21.9%
13.0%
14.2%
3
土木工程
12.1%
11.7%
10.6%
4
计算机工程
10.4%
7.3%
2.3%
5
化学工程
8.2%
3.8%
10.3%
6
工业工程
5.7%
9.2%
4.8%
7
航天航空工程
3.2%
2.5%
3.4%
8
生物医疗工程
2.8%
2.7%
4.8%
其他工程
14.0%
23.0%
25.9%
以目前美国顶尖工业工程专业的佐治亚理工学院、密西根大学、普渡大学、加州大学伯克利分校为例，这几所大学的工业工程（学院）系按照美国新闻周刊的排名，名列美国大学中的前四位。
这四所大学由于地理位置的不同，其特色与当地的经济特点相吻合，如加州大学伯克利分校的工业工程以电子制造业为擅长，密西根大学以机械制造业为擅长，佐治亚理工学院则以运输服务业为擅长，而普渡大学则以人因学和农业为擅长。
因此可以讲，工业工程是与地区经济和国家经济紧密结合、为其发展提供服务的。
另外，斯坦福大学在工学院也设立了以工业工程为核心的系，麻省理工学院则成立了跨院系的研究中心。
前车之鉴，后事之师，这些工业发达国家的工业工程建设与发展的经验值得目前正致力于经济发展的中国的学习。
2.工业工程在我国是一个迅速发展的学科
目前，我国高等教育培养的对象是高素质、有领导才能的现代工程师，工业工程培养的正是具有这种综合管理能力的工程技术人才。
这也正是近几年国内工业工程迅速发展的主要原因。
工业工程在我国尚属新兴的发展中学科，从92年全国批准设立工业工程本科、硕士及博士专业学位到现在，十多年的时间里工业工程的教育有了飞速的发展。
工业工程技术、方法和观念在许多企业中开始得到应用。
据不完全估计（到2008年底），全国已有超过186所高等院校设置了工业工程本科专业，其中大多数学校成立了工业工程系，开办得较早的西安交通大学、天津大学、重庆大学、清华大学、上海交通大学等院校均早已有本科毕业生和研究生，其中硕士研究生是在管理科学与工程学科下培养，而博士生是在管理科学与工程、机械工程等相关额达一级学科博士点下设立二级学科博士点培养，很不规范。
目前，在校本科生超过3.5万人，从事工业工程专业教学和研究工作的师资达3000余人。
97年设立的工程硕士专业学位，在全部34个工程领域中，工业工程即是其中一个独立的工程领域，全国已有三十多所高等院校经批准招收工业工程领域的工程硕士，每年的招生人数已达1500人。
去年9月清华大学牵头召开的工业工程领域工程硕士培养工作交流研讨会上，到会的所有院校都表达了希望国家重视工业工程学科的发展，从管理科学与工程中分离出来，设置独立的一级学科。
此外，在全国自考的工业工程本科专业已招生15000余人，毕业并获工业工程学士学位的也已达数千人。
但是目前我国学科的设置与工业工程及社会对工业工程的需求不相适应，极大地影响了工业工程作为支持国家经济建设的重要学科的发展。
目前，管理科学与工程一级学科下无二级学科，本科专业方向主要有：
管理科学（MS）、管理信息系统（MIS）、工业工程（IE）、工程管理（EM）。
其中，设立管理科学50余所大学、管理信息系统500余所大学、工业工程186所大学、工程管理300余所大学。
由各学校自设的二级学科多达100多种以上。
因此，就现有管理科学与工程唯一一个一级学科而言，规模过于庞大，且学科基础的差异性较大。
从规模和学科基础角度来说，管理科学与工程应该按照学科基础特点分为两大类：
管理科学与管理信息系统为一类、工业工程与工程管理为另一类。
四、工业工程学科的主要研究方向及其研究内容
工业工程学科尽管应用极为广泛，但从学科结构来看，可分为6个主要方向（如前图所示）：
运筹工程、人类工效学、企业集成、生产和服务系统、物流及供应链管理、项目与工程管理，下面分别介绍：
1.运筹工程
运筹学起源于二战时的军事应用，在50年代线性规划、动态规划和排队论等方法先后发明，并随着计算机技术的发展，解决了不少实际的应用问题。
然而在70-80年代，尽管运筹学在理论上有持续的进展，但被认为过于理论不能解决实际的问题，进入90年度更多地工程化研究使得运筹领域再次成为热点，运筹工程被认为是成长最快的领域。
一般认为运筹工程领域最重要的研究内容是：
数学规划、仿真、统计、随机过程和决策分析，重要的应用包括：
航空公司调度、大型企业生产计划和呼叫中心设计等。
运筹工程的研究也突破应用数学以算法为核心的研究模式，而强调系统地思考方式、信息系统和组织决策流程的集成与改进，也就是以组织应用为目标，解决实际问题为导向。
2.人因工效学
又称人因工程学、人体工程学等，人因工程学是一门应用人性绩效（心理和生理），改善工作系统（包括：
人、工作、工具、设备、工作场所，工作责任和周边环境等），使得人员能在安全、卫生和舒适的情况下，发挥其最大工作效率并提高生活品质的科学，它的主要目标在增进人员的绩效，减少能力的浪费与疲劳，减少不必要的训练和降低训练成本，减少对特殊技巧和能力的依赖，减少人为错误引起的事故，加强工作绩效的测量和评估。
人因工效学在航太系统、信息产品、工业与公共安全等领域都有重要的应用。
人因工效学最重要的研究领域包括：
生理工效学、心理工效学和组织工效学。
3.生产和服务系统
生产系统研究的对象是各种生产系统及其运营流程的分析、设计和管理，生产系统的种类很多，如：
流水线、物料仓储与搬运系统、产品配送系统、产品开发系统和供应链系统等。
历史上最著名的生产系统包括：
福特的流水线系统和丰田的精益生产系统，近些年来全球生产网络系统、大规模定制、绿色制造等新型生产系统正越来越得到大家的重视，针对半导体生产、生物制药等新兴高科技行业的研究方兴未艾，其目标在于提升生产系统的效率、质量，降低成本和排放。
近年来，服务业成为很多发达国家最大的产业，其影响日益增加，与生产实体产品的制造业不同，服务业生产看不见的虚拟产品：
服务。
其产品设计、运营管理有其独特性，目前最为热门的服务系统研究包括：
医疗系统、制造服务。
4.企业集成
上世纪七十年代以后，自动化和信息系统成为工业工程最重要工程基础，企业集成的重点是集成各种信息科技，并通过流程设计、数据分析和决策算法，应用于解决企业运行的关键问题上，其重点不在于信息技术的研究。
早期研究的重点包括企业作业管理系统，如：
物料管理系统、企业资源规划系统，和决策支持系统，运用信息技术来协助决策者制定科学决策。
5.物流与供应链管理
物流与供应链是研究企业经济活动中的物流、人员、信息流动的组织、计划与控制。
在此过程中，如何优化采购、运输、储存、基于供应链的生产调度、分销、储存等环节都需要深入研究，以降低企业的生产运作成本。
它通常以运筹工程作为基础与工具，分析物流设施布局与规划、原材料的采购管理、库存管理、配送管理、顾客需求管理、网络与交通管理、协调机制等，开展系统建模、性能分析、系统优化等方面的研究工作。
6.项目与工程管理
项目与工程管理是运用系统的观点、方法和理论，对项目涉及的全部工作进行有效地管理，即从项目的投资决策开始到项目结束的全过程进行计划、组织、指挥、协调、控制和评价，以实现项目的目标。
他包括对项目的范围、时间、成本、质量、风险等进行管理。
项目与工程管理在建筑、土木、水利等大型工程项目以及重大科研与开发工作中，具有重要的地位。
五、工业工程学科的理论和方法论基础
工业工程的学科基础相当专一而稳定：
（1）运筹、统计等数学，他们为工业工程学科提供系统分析的科学基础；
（2）人类工效学，她为工业工程理解人类行为提供科学基础；（3）信息技术，在工业工程发展的100年中，工业工程的第三个学科基础在近20年发生了较大的变化，从传统的制造技术转变为信息技术，主要原因在于工业工程的应用领域发生了变化，这第三个基础提供了工业工程在工具方面的基础，它与前两个科学基础不太一样。
六、工业工程与其它学科的关系
1.与其它工学学科的关系
在所有的工学学科中，与工业工程最有关联的学科应是“机械工程”和“控制科学与工程”。
工业工程起源于制造学科，因为100年前工业工程的研究对象主要是生产系统，但是与现在国内的“机械工程”学科相比主要差别是学科基础，“机械工程”的学科基础是力学，而“工业工程”学科的基础是运筹、工程统计学等数学和人类工效学。
与“控制科学与工程”相比，有两个主要区别，一是“控制科学与工程”其学科基础是控制理论，其主要研究对象是连续系统，而“工业工程”其学科基础是运筹学，其主要研究对象是离散系统；二是“控制科学与工程”不将人作为主要的研究对象，而“工业工程”将人作为主要的研究对象。
2.与其它管理学学科的关系
在所有的管理学学科中，与工业工程最有关联的学科应是“管理科学与工程”和“工商管理”。
对于“管理科学与工程”，其主要学科基础是运筹学，关注的面多为宏观层面上的管理，而“工业工程”学科基础是运筹工程，且不仅关注宏观层面上的管理，同时也非常关注微观层面上的管理，如产品设计及优化、制造过程的设计及优化等。
（值得一提的是，在国际上，“工业工程”学科是一个经典的具有悠久历史传统的学科。
）
对于“工商管理”学科，虽然有企业管理的成份，但其关注的面主要是商业系统的经营管理，如市场营销管理、战略管理等。
而工业工程在学科基础上与其具有一定的区别，同时关注的面更侧重于企业的内部管理上，着重用工程方法定量地解决企业管理问题，如生产计划。
车间调度、库存管理、流水线平衡、生产系统、统计质量控制（SPC）改善等。
七、社会对工业工程学科的需求情况及其就业前景分析
以美国为参照，150所有工业工程专业的院校，每年本科毕业3500人的规模。
中国作为制造业大国，现有180余所所院校设有工业工程专业，每年本科毕业约9000人，远不能满足社会需求，近两年来，工业工程都被不同的就业排行榜列为十大最好找工作的职业。
据美国劳工部统计，在2006年的150多万个工程师中，工业工程师工作为20多万个，其中60%的工作与制造业相关。
下表列出了2006年美国劳工部未来10年的不同种类工程师的需求预测，其中工业工程师是需求增长最快的工程师之一。
Occupationaltitle
Employment,2006
Projected
employment,
2016
Change,2006-16
Number
Percent
Engineers
1,512,000
1,671,000
160,000
11
Aerospaceengineers
90,000
99,000
9,200
10
Agriculturalengineers
3,100
3,400
300
9
Biomedicalengineers
14,000
17,000
3,000
21
Chemicalengineers
30,000
33,000
2,400
8
Civilengineers
256,000
302,000
46,000
18
Computerhardwareengineers
79,000
82,000
3,600
5
Electricalandelectronicsengineers
291,000
306,000
15,000
5
Electricalengineers
153,000
163,000
9,600
6
Electronicsengineers,exceptcomputer
138,000
143,000
5,100
4
Environmentalengineers
54,000
68,000
14,000
25
Industrialengineers,includinghealthandsafety
227,000
270,000
43,000
19
Healthandsafetyengineers,exceptminingsafetyengineersandinspectors
25,000
28,000
2,400
10
Industrialengineers
201,000
242,000
41,000
20
Marineengineersandnavalarchitects
9,200
10,000
1,000
11
Materialsengineers
22,000
22,000
900
4
Mechanicalengineers
226,000
235,000
9,400
4
Miningandgeologicalengineers,includingminingsafetyengineers
7,100
7,800
700
10
Nuclearengineers
15,000
16,000
1,100
7
Petroleumengineers
17,000
18,000
900
5
Engineers,allother
170,000
180,000
9,400
6
八、设立工业工程与工程管理一级学科的必要性
工业工程专业学位教育的发展，是与我国改革开放与建立社会主义市场经济相适应的，越来越多的企业了解了工业工程，在努力应用和推广工业工程的技术，取得了可喜的成就，如宝钢、鞍钢、一汽等国营大企业及海尔、科龙、康佳、海信等及Motolola、Nokia、IBM等大批外资企业都设有专门的工业工程部，有工业工程师的岗位。
因为企业的竞争力归根到底是取决于企业的效率和效益，而工业工程正是为实现这一目标的技术与手段。
从上面的论述可以看出，工业工程是同时具有管理与工程两个方面的特点。
目前，工业工程设在管理科学与工程学科下，不利于工业工程在其工程方面的发展，而同样，工业工程设在任何其它工程学科下面，也会有逆于其在管理方面的特色。
实际上，在国外，工业工程一直是作为一个独立的学科发展至今，并与其它工程技术一起并列为五大工程技术。
因此在我国也应将工业工程专业设置为一级学科，以利于工业工程作为一个跨学科和需要多学科交叉及有广泛应用的学科，在工程和管理两个方面，能够按其自然的社会需求与学科特点，健康地自我发展。
将工业工程设置成为一级学科，有利于我国工业工程学科的发展，使其能够尽快地发展成为一个能够为我国经济发展，为提高我国企业的综合竞争能力提供支持和帮助的实用性学科。
我国学科设置早期学苏联，分得非常细，最近几年借鉴美国的经验，趋于面宽而数量少。
在美国，即便学科总量少，工业工程也是与机械工程、电气工程、计算机工程等并列的主流学科。
九、工业工程学科可下设的2级学科
根据工业工程学科的特点，
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