IE相关理论简述.docx
《IE相关理论简述.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《IE相关理论简述.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
IE相关理论简述
工业工程读书报告
IE相关理论简述
学院：
机电学院
专业：
工业工程
年级：
2009级
学号：
2009000000
姓名：
意译意
2010年06月
目录
前言1
1工业工程的定义1
1.1美国工业工程学会（AIIE）对工业工程的定义1
1.2日本对工业工程（IE）的新定义2
2现代工业工程与传统工业工程的区别2
3工业工程（IE）的起源与发展2
3.1工业工程（IE）的起源2
3.2工业工程（IE）的发展4
4现代工业工程的发展动态5
5工业工程（IE）的新发展8
5.1灵捷制造8
5.2ERP10
5.3再造工程12
参考文献15
前言
工业工程（IndustrialEngineering，简称IE）是从科学管理的基础上发展起来的一门应用性工程专业技术。
工业工程起源于20世纪初的美国，它以现代工业化生产为背景，在发达国家得到了广泛应用。
现代工业工程是以大规模工业生产及社会经济系统为研究对象，在制造工程学、管理科学和系统工程学等学科基础上逐步形成和发展起来的一门交叉的工程学科。
它是将人、设备、物料、信息和环境等生产系统要素进行优化配置，对工业等生产过程进行系统规划与设计、评价与创新，从而提高工业生产率和社会经济效益专门化的综合技术，且内容日益广泛。
1工业工程的定义
由于它的内容强调综合地提高劳动生产率、降低生产成本、保证产品质量，使生产系统能够处于最佳运行状态而获得最高之整体效益，所以近数十年来一直受到各国的重视，尤其是那些经历过或正在经历工业化变革的国家或地区，如美国、日本、四小龙及泰国等地方，都有将其视为促进经济发展的主要工具，同时相对地IE技术在这种环境下亦得到迅速的成长。
1.1美国工业工程学会（AIIE）对工业工程的定义
工业工程是对人、物料、设备、能源、和信息等所组成的集成系统，进行设计、改善和实施的一门学科，它综合运用数学、物理、和社会科学的专门知识和技术，结合工程分析和设计的原理与方法，对该系统所取得的成果进行确认、预测和评价。
从上述的定义，读者或许可获知一个大概。
概括而言，所有人类及非人类参与的活动，只要有动作出现的，都可应用工业工程的原理原则，以及工业工程的一套系统化的技术，经由最佳途径达到目的。
譬如工业工程中的动作连贯性分析（OperationSequence），由于人类的任何一种动作都有连贯性，因此把各动作经仔细分析，分成一个个微细单元，删掉不必要的动作，合并可连接的动作，以达到工作简化、动作经济、省时省工之目的。
1.2日本对工业工程（IE）的新定义
日本IE协会（JIIE）成立于1959年。
当时对IE的定义是在美国AIIE于1955年的定义的基础上略加修改而制定的。
其定义如下：
“IE是对人、材料、设备所集成的系统进行设计、改善和实施。
为了对系统的成果进行确定、预测和评价，在利用数学、自然科学、社会科学中的专门知识和技术的同时，还采用工程上的分析和设计的原理和方法。
”
此后，根据AIIE的修改和补充，又在“人、材料、设备”上加上了信息和能源。
JIIE根据IE长期（特别战后）在日本应用所取得的成果和广泛的应用，IE不论在理论上和方法上都取得了很大的发展。
JIIE深感过去的定义已不适于现代的要求，故对IE重新定义。
其定义如下：
“IE是这样一种活动，它以科学的方法，有效地利用人、财、物、信息、时间等经营资源，优质、廉价并及时地提供市场所需要的商品和服务，同时探求各种方法给从事这些工作的人们带来满足和幸福。
”
这个定义简明、通俗、易懂，不仅清楚地说明了IE的性质、目的和方法，而且还特别对人的关怀也写入定义中，体现了“以人为本”的思想。
这也正是IE与其它工程学科的不同之处。
2现代工业工程与传统工业工程的区别
工业工程又分传统IE和现代IE。
传统IE是通过时间研究与动作研究，工厂布置，物料搬运，生产计划和日程安排等，以提高劳动生产率。
现代IE以运筹学和系统工程作为理论基础，以计算机作为先进手段，兼容并蓄了诸多新学科和高新技术。
3工业工程（IE）的起源与发展
工业工程起源于20世纪初的美国，之后逐渐在汽车行业发展，再随后，日本企业积极推广应用，为工业工程的发展起到了巨大的推动作用。
3.1工业工程（IE）的起源
工业工程（IndustrialEngineering，简称IE）起源于20世纪初的美国，它以现代工业化生产为背景，在发达国家得到了广泛应用。
现代工业工程是以大规模工业生产及社会经济系统为研究对象，在制造工程学、管理科学和系统工程学等学科基础上逐步形成和发展起来的一门交叉的工程学科。
它是将人、设备、物料、信息和环境等生产系统要素进行优化配置，对工业等生产过程进行系统规划与设计、评价与创新，从而提高工业生产率和社会经济效益专门化的综合技术，且内容日益广泛。
在人类从事小农经济和手工业生产的时代里，人们是凭着自己的经验去管理生产。
到20世纪初，工业开始进入“科学管理时代”，美国工程师泰勒（F.W.Taylor）发表的《科学管理的原理》一书是这一时代的代表作和工业工程的经典著作。
从1910年前后开始，美国的吉尔布雷斯夫妇（Frank.&.L.Gilbreth）从事动作（方法）研究和工作流程研究，还设定了17种动作的基本因素（动素，Threbligs）。
泰勒和吉尔布雷斯是最著名工业工程创始人。
1908年美国宾州大学首次开设了工业工程课程，后来又成立了工业工程系，1917年美国成立了工业工程师协会。
此后有人主张把当时从事动作研究、时间研究等提高劳动生产率的各种研究工作，从管理职能中分离出来，由懂得工程技术的人员去进行，逐步形成了一批将工程技术和管理相结合的工业工程工程师。
二战期间和其后的一段时间内，工作研究（包括时间研究与方法研究）、质量控制、人事评价与选择、工厂布置、生产计划等都已正式成为工业工程的内容。
随着制造业的发展，费希（J.Fish）开创了工程经济分析的研究领域；由于战争的需要，运筹学得到了很大的发展。
战后由于经济建设和工业生产发展的需要，使得工业工程与运筹学结合起来，并为工业工程提供了更为科学的方法基础，工业工程的技术内容得到了极大的丰富和发展。
1948年，美国正式成立了工业工程师学会。
五六十年代，美国许多大学先后成立了工业工程系，到1975年，已有150多所大学开设了工业工程课程。
与发达国家相比我国的起步较晚，20世纪80年代初期，工业部门开始对工业工程有所认识，并逐步推广，1991年召开第一次全国性学术会议。
工业工程在我国的应用前景十分广阔。
80年代。
日本能率协会专家三上展喜受日本政府委托，在我国北京、大连等地推广应用工业工程技术，他认为，中国许多企业不需要在硬件方面增加许多投资，只要在管理方式、人员素质和工业工程等方面着力改进，生产效率就可提高2～3倍，甚至5～10倍。
国内应用工业工程技术比较典型的企业有：
北京机床电器厂、一汽集团、鞍山钢铁公司等，都取得了明显的经济效益。
当前我国发展工业工程的一项重要工作是是人才培养，我国最早于1993年招收工业工程专业的本科生，目前（截止2011年5月）已有106所院校设有工业工程系或专业。
工业工程在国外与国内发展及应用的实践表明，这门工程与管理有机结合的综合技术对提高企业的生产率和生产系统综合效率及效益，提高系统综合素质，对增强企业在开放经济条件下的国际市场竞争能力和知识经济环境中的综合创新能力，对赢得各类生产系统、管理系统及社会经济系统的高质量、可持续发展等，具有不可替代的重要作用。
我国以企业为基础和主体的工业及产业经济系统面临着资源利用率低、质量和效益不高、产品等综合结构不合理、环境适应性较差、国际竞争力及创新能力亟待增强，以及战略管理和内部管理弱化、技术与管理脱节、特色化缺乏、产品、市场、技术等方面的发展不平衡、企业与市场和政府及其他企业间关系欠规范、不稳定等诸多问题和困境。
现代工业工程是企业和整个产业经济摆脱困境、赢得竞争优势的有效武器。
3.2工业工程（IE）的发展
早在十八世纪，亚当·斯密斯在1776年出版的《国富论》中提出的劳动分工概念，作为推动当时工业化生产的一个重要里程碑。
IE的发展历程大致分为以下四个阶段：
第一阶段是产业革命后，生产力有很大发展，1799年美国的惠特尼提出了“互换性”概念奠定了合理化、专业化、机械化、简单化和标准化的基础，因而能向大量生产发展。
1832年英国的巴比奇在《论机器和制造业的经济》一书中论述了专业分工、工作方法、机器与工具的使用、制造的经济原则等。
人们开始用新的思考方法来研究提高效率，这就孕育了IE的思想，为IE的诞生和发展打下基础。
第二阶段从十九世纪末到第一次世界大战期间里。
泰勒受“作为经济学家的工程师”的思想影响，在机械制造领域发展了这样一个概念：
方法设计、时间测定、生产计划安排与控制等都是工程师的职责。
他努力实践这个概念，进行了一系列试验等并提出了工作定额原理和标准化原理，从而使生产率提高了几倍。
吉尔布雷斯夫妇致力于动作研究，设定了十七种基本动作要素以及工作流程分析，他为工作与操作的改进和后来的预定时间标准创造了科学的依据，提供了至今人们仍在使用的思维方法。
享利·福特首创了符合标准化、专业化的生产线同步化系统（流水线），使制造领域的生产率大幅度提高。
这一时期，享利·甘特创造了“计划控制图”或叫“甘特图”，艾马逊提出了“奖金计划”和“提高个人效率的十二原则”，为生产管理和生产率的提高作出了很大贡献。
1917年成立了IE协会和泰勒协会。
第三阶段从二十世纪二十年代到第二次大战。
期间广泛地将当时的数学、经济学、社会学和心理学的成果引入IE活动中，从多种学科的角度来考察、分析和改进所研究的系统。
1924年至1932年梅奥进行的著名“霍桑试验”，使人们认识到生产过程中人的行为和作用对生产效率提高更为重要，提高工人的士气是提高生产率的有效方式；1924年休哈特首创质量控制图使统计学成为IE研究中的一项有力武器。
工作研究、质量控制、人事评价与选择、工厂布置、生产计划与控制等已成为IE的内容。
随着机械化的迅速发展，费希首创“工程经济”，解决设备的“经济性”问题。
运筹学的产生为决策者提供在多种方案中进行决策的方法，工业工程师将其应用到工厂管理中，使得IE的技术内容得到大大的丰富与发展。
第四阶段为第二次大战以后。
1945年希亚公布了“因数分析法”。
1947年米鲁兹创立“价值工程”技术，总结了一套保证产品或作业必要功能，又能最大限度地降低成本的方法。
二次世界大战以后，随着自动化、电子化的进一步发展，IE关于人的因素的研究有了新的发展。
IE工程师们逐渐认识到必须把人和系统结合起来加以分析和研究，出现了“人机工程”，又称工效学（Ergonomics）。
IE从战前经验主义发展为战后更讲求定量方法。
IE的研究方法随着应用数学所取得的成就以及电子计算机的诞生与发展而产生了巨大的变化。
定量化技术成为IE研究的主导和趋势，通过数学模型的建立来分析、设计、描述复杂的工业生产系统，特别是计算机科学、系统科学与工程的产生，使得IE工程师们对大规模的经济与社会系统进行分析、实验、多方案对比与决策，以及运行过程的控制与创新。
4现代工业工程的发展动态
现代工业工程，除包括传统的工业工程技术外，尚有在第二次世界大战时期和战后若干年中所发展新技术；同时，随着科学技术的进步，新观念、新方法相继出现，对工业工程的不断冲击和挑战，现就将现代工业工程技术中影响较大的几项技术分别说明如下：
1、工作研究
工作研究可定义为：
为有组织的群体中的某一个人或某一群人指明工作活动的内容。
其目的是为了设计出满足组织及其技术要求和满足员工生理及个人需求的工作结构。
2、统计学的广泛应用
美国的格兰脱（EugeneL·Grant）教授在1954年时间研究中总结出了一种辅助用马蹄表时间研究的统计技巧，名为工作抽查（WorkSampling）。
3、作业研究及科学管理
1950年由英国的卜拉开德教授（ProfessorP·M·S·Bracket）所领导的一个混合小组，他们着眼于在全系统整体建立数学模式，用计量方法代替定性方法，名为作业研究（OperationsResearch）。
并于当年出版了作业研究季刊。
4、电子计算机的影响
计算机的设计制造据称是由美国本本薛文尼亚大学的毛池莱博士（Dr·JohnW·Gauchely）及艾可泰博士（Dr·J·PresperEcherat）所完成的，并于1946年在美国陆军的阿波狄恩试验基地首次使用。
随之计算机广泛的应用于工业工程。
现代工业工程是加入精益理念后的工业工程理论，为了区分就把他称之为现代工业工程，那之前的工业工程理论就叫传统工业工程。
阐述这部分内容是因为这两者在生产效率提升和生产系统优化方面存在教大的差异，现代工业工程方法更有利于生产系统改善。
大野耐一曾经说过，精益生产是工业工程发展的最高境界。
这句话至少意味着两层含义：
第一，精益生产是出身于工业工程；第二，精益生产有高于工业工程。
这里主要阐述一下的“瓶颈理论”和“约束理论”的概念和说法。
“瓶颈”是传统工业工程的重要概念，所谓瓶颈是指制约生产能力的工序，一般指加工时间最长的工序。
实际上产品生产工序的加工时间一般都不一样，因此总有一个工序的加工时间是最长的。
因此每天生产线都会有瓶颈存在，而且是唯一的瓶颈。
图1产品工序时间图
在一般的企业里,每个工序都有一个人来操作。
工业工程的使命主要是来改善瓶颈时间，因为只有改善瓶颈才能提升生产效率，对于非瓶颈工序的改善是否对整个系统没有影响。
因此传统工业工程得出结论：
每条生产线都会有唯一的瓶颈，只有通过瓶颈改善来提升生产系统的整体效率。
在大批量生产方式下，企业按照瓶颈能力组织生产，其结果是造成大量库存积压。
库存作为“七大浪费”之首已经被很多企业开始接受和认可。
如何既不造成大量库存又能满足顾客需求则成为生产管理领域的研究课题。
也就是说按照顾客需求组织生产，从生产导向转化成顾客导向。
节拍时间的概念很好的解决了上述问题。
所谓节拍时间是用“有效工作时间”除以“顾客需求”得出的，意义在于计算出顾客平均多久时间会购买一件这种产品。
如果企业按照这种节拍组织生产则能实现准时化（JIT）方式。
图2中也表示出各工序的加工时间，三条红线表示在不同顾客需求下的生产节拍，分别表示四种不同的状态。
1.各工序加工时间均小于生产节拍。
则意味着所有工序能力均超过，意味着没有瓶颈工序。
2.如果当生产节拍刚好等于节拍时间，则刚好能满足顾客需求，也没有瓶颈工序。
.
3.只有瓶颈工序时间大于生产节拍，则瓶颈依然是瓶颈。
4.有可能好几道工序时间大于生产节拍，则意味着有好几道瓶颈工序。
以上就是现代工业工程的约束理论。
图2产品工序图和生产节拍
在此基础上进行生产平衡分析，打破每道工序独立操作的概念，利用工业工程ECRS（E：
取消；C：
合并；R：
重组；S：
简化）四大优化原则，让各单元作业时间尽可能接近生产节拍，既有可能以最少的人员组织生产，提高生产效率。
生产平衡率就是用来衡量生产优化效果的（生产平衡率=标准工时/实际工时），生产平衡率越高，生产效率越高。
在约束理论基础上可以发现，任何的改善都有可能提升生产效率，都有助于生产体统的整体提升。
在实际生产过程中如果能够很好的运用约束理论方法，对企业的改善会非常巨大，而且见效周期短。
5工业工程（IE）的新发展
5.1灵捷制造
灵捷制造是美国国防部为了指定21世纪制造业发展而支持的一项研究计划。
该计划始于1991年，有100多家公司参加，由通用汽车公司、波音公司、ＩＢＭ、德州仪器公司、摩托罗拉等15家著名大公司和国防部代表共20人组成了核心研究队伍。
此项研究历时三年，于1994年底提出了《21世纪制造企业战略》。
在这份报告中，提出了既能体现国防部与工业界各自的特殊利益，又能获取他们共同利益的一种新的生产方式。
20世纪90年代，信息技术突飞猛进，信息化的浪潮汹涌而来，许多国家制订了旨在提高自己国家在未来世界中的竞争地位、培养竞争优势的先进和制造计划。
在这一浪潮中，美国走在了世界的前列，给美国制造业改变生产方式提供了强有力的支持，美国想凭借这一优势重造在制造领域的瓴先地位。
在这种情况下，一种面向21世纪的新型生产方式--灵捷制造的设想诞生了。
灵捷制造是在具有创新精神的组织和管理结构、先进制造技术、有技术有智识的管理人员三大类资源支柱支撑下得以实施的，也就是将柔性生产技术、有技术有知识的劳动力与能够促进企业内部和企业之间合作的灵活管理集中在一起，通过所建立的共同基础结构，对迅速改变的市场需求和市场进度作出快速的响应。
灵捷制造比起其它制造方式具有更灵敏、更快捷的反应能力。
灵捷制造主要包括三个要素，生产技术、组织方式、管理手段。
5.1.1灵捷制造的生产技术因素
具有高度柔性的生产设备是创建灵捷制造企业的必要条件，以具有集成化、智能化、柔性化特征的先进的制造技术的支撑，建立完全以市场为导向，按调需求任意批量且快速灵活制造产品，支持顾客参与生产的生产系统。
该系统能实行多品种小批量生产和绿色无污染制造。
在产品设计和开发过程中，利用计算机的过程模拟技术，可靠地模拟产品的特性和状态，精确地模拟产品生产过程，既可实现产品、服务和信息的任意组合，又能丰富品种、缩短产品设计生产准备、加工制造和进入市场的时间，从而保证对消费者的需求的快速灵敏的反应。
5.1.2灵捷制造的组织方式
灵捷制造认为，新产品投放市场的速度是当今最重要的竞争优势。
推出新产品最快的办法是利用不同公司的资源和公司内部的各种资源。
这就需要企业内部组织的柔性化和企业间组织的动态联盟。
虚拟公司是最为理想的一种形式。
虚拟公司就像专门完成特定计划的一家公司一样，只要市场机会存在，虚拟公司就存在；市场机会消失了，虚拟公司也随之解体。
能够经常形成虚拟公司的能力将成为企业一种强有力的竞争武器。
只要能把分布在不同地方的企业淘汰集中起来，灵捷制造企业就能随时构成虚拟公司。
在美国，虚拟公司将运用国家的工业网络--全美工业网络，把综合性工业数据库与服务结合起来，以便能够使公司集团创建并运作虚拟公司。
灵捷制造企业必须具有高度柔性的动态组织结构。
根据产品不同，采取内部团队、外部团队与其它企业合作或虚拟公司等不同形式，来保证企业内部信息达到瞬时沟通，又有保证迅速抓住企业外部的市场，而进一步做出灵敏反映。
5.1.3灵捷制造的管理手段
以灵活的管理度边到组织，人员与技术的有效集成，尤其是强调人的作用。
灵捷制造在人力资源上的基本思想是，在动态竞争环境中，最关键的因素是人员、柔性生产技术和柔性管理要使灵捷制造企业的人员能够实现他们自己提出的发明和合理化建议，这就需要提供必要的物质资源和组织资源，支持人们的行动，充分发挥各级人员的积极性和创造性。
有知识的人是灵捷制造企业最宝贵的财富。
不断对人员进行培训、进行素质提高，是企业管理层的一项长期任务。
在管理理念上要求具有创新和合作的突出意识，不断追求创新。
除了内部资源的充分利用，还要利用外部资源和管理理念。
在管理方法上要求重视全过程的管理，运用先进的科学的管理方法和计算机管理技术以及BRP等管理。
5.2ERP
ERP是EnterpriseResourcePlanning（企业资源计划）的简称，是上个世纪90年代美国一家IT公司根据当时计算机信息、IT技术发展及企业对供应链管理的需求，预测在今后信息时代企业管理信息系统的发展趋势和即将发生变革，而提出了这个概念。
ERP是针对物资资源管理（物流）、人力资源管理（人流）、财务资源管理（财流）、信息资源管理（信息流）集成一体化的企业管理软件。
它将包含客户/服务架构，使用图形用户接口，应用开放系统制作。
除了已有的标准功能，它还包括其它特性，如品质、过程运作管理、以及调整报告等。
ERP的核心管理思想就是实现对整个供应链的有效管理，主要体现在以下三个方面：
5.2.1体现对整个供应链资源进行管理的思想
在知识经济时代仅靠自己企业的资源不可能有效地参与市场竞争，还必须把经营过程中的有关各方如供应商、制造工厂、分销网络、客户等纳入一个紧密的供应链中，才能有效地安排企业的产、供、销活动，满足企业利用全社会一切市场资源快速高效地进行生产经营的需求，以期进一步提高效率和在市场上获得竞争优势。
换句话说，现代企业竞争不是单一企业与单一企业间的竞争，而是一个企业供应链与另一个企业供应链之间的竞争。
ERP系统实现了对整个企业供应链的管理，适应了企业在知识经济时代市场竞争的需要。
5.2.2体现精益生产、同步工程和敏捷制造思想
ERP系统支持对混合型生产方式的管理，其管理思想表现在两个方面：
其一是“精益生产LP（LeanProduction）”的思想，它是由美国麻省理工学院（MIT）提出的一种企业经营战略体系。
即企业按大批量生产方式组织生产时，把客户、销售代理商、供应商、协作单位纳入生产体系，企业同其销售代理、客户和供应商的关系，已不再简单地是业务往来关系，而是利益共享的合作伙伴关系，这种合作伙伴关系组成了一个企业的供应链，这即是精益生产的核心思想。
其二是“敏捷制造（AgileManufacturing）”的思想。
当市场发生变化，企业遇有特定的市场和产品需求时，企业的基本合作伙伴不一定能满足新产品开发生产的要求，这时，企业会组织一个由特定的供应商和销售渠道组成的短期或一次性供应链，形成“虚拟工厂”，把供应和协作单位看成是企业的一个组成部分，运用“同步工程（SE）”组织生产，用最短的时间将新产品打入市场，时刻保持产品的高质量、多样化和灵活性，这即是“敏捷制造”的核心思想。
5.3.3体现事先计划与事中控制的思想
ERP系统中的计划体系主要包括：
主生产计划、物料需求计划、能力计划、采购计划、销售执行计划、利润计划、财务预算和人力资源计划等，而且这些计划功能与价值控制功能已完全集成到整个供应链系统中。
另一方面，ERP系统通过定义事务处理（Transaction）相关的会计核算科目与核算方式，以便在事务处理发生的同时自动生成会计核算分录，保证了资金流与物流的同步记录和数据的一致性。
从而实现了根据财务资金现状，可以追溯资金的来龙去脉，并进一步追溯所发生的相关业务活动，改变了资金信息滞后于物料信息的状况，便于实现事中控制和实时做出决策。
此外，计划、事务处理、控制与决策功能都在整个供应链的业务处理流程中实现，要求在每个流程业务处理过程中最大限度地发挥每个人的工作潜能与责任心，流程与流程之间则强调人与人之间的合作精神，以便在有机组织中充分发挥每个的主观能动性与潜能。
实现企业管理从“高耸式”组织结构向“扁平式”组织机构的转变，提高企业对市场动态变化的响应速度。
总之，借助IT技术的飞速发展与应用，ERP系统得以将很多先进的管理思想变成现实中可实施应用的计算机软件系统。
5.3再造工程
再造工程（Reengineering）也译为“公司再造”、“企业再造”。
它是1993年开始在美国出现的关于企业经营管理方式的一种新的理论和方法。
所谓“再造工程”，简单地说就是以工作流程为中心，重新设计企业的经营、管理及运作方式。
按照该理论的创始人原美国麻省理工学院教授迈克·哈默（M·Hammer）与詹姆斯·钱皮（J·Champy）的定义，是指“为了飞越性地改善成本、质量、服务、速度等重大的现代企业的运营基准，对工作流程（businessprocess）进行根本性重新思考并彻底改革”，也就是说，“从头改变，重新设计”。
为了能够适应新的世界竞争环境，企业必须摒弃已成惯例的运营模式和工
升级会员 