《工业工程基础》word版.docx

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《工业工程基础》word版

工业工程（IE）定义                     

   工业工程的定义很多，不同的学术机构，不同的高等院校对此都有不同的定义，本文给出了一些比较有代表意义的定义。

  美国工业工程师协会的定义，“工业工程（IndustrialEngineering-IE）是研究人、物料、设备、能源和消息组成的综合系统的设计、改善和设置的工程技术，它应用数学、物理学等自然科学和社会科学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来确定、预测和评价由该系统可得到的结果”。

根据这一定义，IE是一门集自然科学、社会科学、工程学和管理学等的综合、交叉型科学。

这个定义也是最权威和最被广泛接受的定义。

    在日本工业工程称为经营工学或者被称为经营管理。

在日本工业工程被认为是一门管理技术，它以一门工程学专业为基础，如：

机械工程、电子工程、化学工程、建筑工程等，其中最基础应是机械工程，机械、电子和信息是必须学习和掌握的知识。

日本工业工程协会对工业工程的定义是：

工业工程是将人、物料、设备视为一体，对发挥功能的管理系统进行设计、改革和设置，为了对这一系统的成果进行确定、预测和评价，在利用数学、自然科学、人为科学中特定知识的同时，采用工程技术的分析和综合的原理及方法。

   中国工业工程在线对工业工程的定义是：

工业工程（IE）是以人、物料、设备、能源和信息组成的集成系统为主要研究对象，综合应用工程技术、管理科学和社会科学的理论与方法等知识，对其进行规划、设计、管理、改进和创新等活动，使其达到降低成本，提高质量和效益的目的。

  重庆大学对工业工程的定义是：

综合运用工业专门知识和系统工程的原理与方法，为把人、物料、设备、技术与信息组成更富有生产力的系统，所从事的规划、设计、评价和革新活动。

同时为科学管理提供决策依据。

  综合来看，工业工程就是综合运用各种专门知识和技术，为把生产要素组成更有效的系统所从事的规划、设计、评价和创新活动。

这个定义的含义是：

 1）专门知识和技术：

随时间而变化的

   古典阶段：

一般的工程、物理、简单数学等

   行为阶段：

工程、物理、简单数学、心理学等

   现代阶段：

工程、物理、高等数学、运筹学、系统工程、心理学、

             IT技术

 2）生产要素：

   人员、物料、设备、能源、信息等

 3）“更有效”代替“更富有生产力的系统”：

   企业：

生产→顾客

   顾客：

数量→品质

 5）基本活动和职能：

   规划、设计、评价和创新四项。

科学管理

科学管理实质上包含了在任何企业或工业中工作的工人方面的一种完全的“精神革命”——一种他们对自己的工作、同事、雇主的责任方面的完全的精神革命

（科学）管理的主要目的应该是使雇主实现最大限度的富裕，同时也使每个雇员实现最大限度的富裕

  泰勒

  也许这件事情有争议：

泰勒的墓碑上刻着“科学管理之父：

FrederickW.Taylor”，但是可能别人提出的其它人选的比这个争议更大。

虽然他也是一位发明家，但是真正让带给他尊敬的是以他为代表的先驱们所创建的“科学管理”，在他的三部伟大的著作中奠定了他不朽的地位：

1895年《计件工资制》，1903《工厂管理》，1912《科学管理原理》。

科学管理的三个基本假设：

一、劳资矛盾的主要原因是社会资源没有得到充分的利用

二、工人是经济人

三、单个人是可以取得最大的效率的，但集体的行为反而导致效率下降。

科学管理的两个基本原理：

一、作业研究原理

改进操作方式以提高工资，并以合理利用工时为目的。

二、时间研究原理

在动作分解与作业分析的基础上进一步观察和分析工人完成每项动作所需要的是，并考虑生理需要时间和必不可避免的耽误时间，为标准作业的方法制订标准的作业时间，以便确定工人的劳动定额，即一天合理的工作量。

科学管理的三个基本出发点：

一、效率至上

二、为了谋求更高的工作效率可以采用任何方法

三、劳资协作

科学管理的四项任务：

一、动作研究

二、挑选工人并培训

三、与工人密切协作

四、劳资分工（工人和管理者分工）

科学管理的内容：

一、作业管理

1、制定科学工作方法和培训方法

2、激励报酬

二、组织管理

1、计划和执行职能分离

2、实施职能工长制

3、例外原则

工业工程（IE）历史

工业工程是产业革命直接催生的结果，综观工业工程近百年的发展及其萌芽，工业工程经历了四个发展阶段：

    第一阶段：

摇篮期（萌芽期）：

产业革命——19世纪末

   产业革命后，怀特雷（E.Whitney）提出了以“互换性”来规定规定零件的公差，促进了零件向互换性方向发展，零件的互换性促进了标准化进程，从而为简化加工，体力劳动和脑力劳动分离奠定了基础。

   第二阶段：

奠基期（古典期）：

19世纪末——一战期间

   这是工程工程称为一门独立学科的时期，这个时期中，泰勒和吉尔布瑞斯分别开创了时间研究和动作研究的基础，这些基础称为IE的基础。

   泰勒：

采用秒表测试进行时间研究，并提倡将计划和操作分离，发明和实施勒差别记件工资制，倡导科学管理，称为科学管理的先驱者，由于卓绝的开创性工作，他被尊称为“科学管理之父”“工业工程之父”（两部著作：

《科学管理原理》和《工厂管理》。

   吉尔布瑞斯（FrankBunker.Gilbreth）毕生从事动作研究，与期夫人一起设计17中基本动素，为工作改进和预定动作时间标准奠定勒良好的基础。

生产程序图、流程图和“白表”卡片制度都是他们的贡献。

FrankBunker.Gilbreth被称为“动作研究之父”。

  莉莲.吉尔布瑞斯（FrankMollianGilbreth）不仅和其丈夫从事动作研究，而且其在行为心理学（特别是工业心理学）领域作出了卓绝的贡献，被称为“工程界第一夫人”“工业工程之母”。

   摩金生（Mogenson）提出了工作简化（WorkSimplification）理论，主张直接向工人讲解工作分析的基本知识。

   亨利.福特（H.Ford）在福特汽车公司建立了生产线同步化系统，从而将大量生产带入流水线时代。

   亨利.甘特（HenryLaurenceGantt）在1917年创造了甘特图（1940年以后诞生的PERT和CPM是在甘特图基础上的创新），修正了泰勒的差别记件工资制，提出了“任务和奖金工资制”，提出培训的重要性并重视企业的社会意义

   埃墨森（HarringtonEmerson）,1911年铁路运价听证会上的语惊四座。

1911年出版《效率是经营和工资的基础》，1913年出版《12项效率原则》。

   第三阶段：

成熟期（行为阶段）一战后——二战

   1924-1932年美国梅约（G.F.Mayo）在著名的照明试验中发现士气与效率的密切关系。

   1924年休哈特（W .A.Shewhart）发明控制图，开始在工业生产上用统计方法解决质量控制问题，从此统计学在IE中广泛应用。

   费希（J.Fish）首创“工业经济”研究设备投资和生产方法的经济性。

   在二战开始后运筹学在IE中得到广泛应用。

   第四阶段：

革新期（现代IE） 二战——今

   1947年，米鲁咨（L.D.Mills）在GE创立价值工程（ValueEngineering）。

   工效学得到广泛应用。

   应用数学和计算机技术广泛应用。

    各种信息处理技术广泛应用在IE的各个领域。

比较LP、AM、CE、BPR和CIMS   

LP（LeanProduction）：

精益生产；AM（AgileManufacturing）：

敏捷制造；CE（ConcurrentEngineering）：

并行工程；BPR（BusinessProcessReengineering）：

业务流程再造；CIMS（ComputerIntegratedManufacturingSystem）。

就不同的方面分别列举比较特点如下：

表2：

LP、AM、CE、BPR和CIMS的特点比较

比较

内容

LP

AM

CE

BPR

CIMS

核

心

观

点

通过企业各环节的变更，组织的精简，追求包括市场供销在内的生产的各方面最好的结果

柔性、先进、实用的制造技术与高素质劳动者、企业间和内部管理有机结合，实现总体最佳

集成地、并行地设计产品及其零部件和相关各种过程

使企业简单精干、信息敏捷、行动灵活、反应快速、竞争力强、效率高、以客户为对象[4]

生产各环节不可分割；整个生产过程是数据采集、传递和加工的过程（系统的、信息的观点）

比较

LP

AM

CE

BPR

CIMS

内容

对

人

的

认

识

以“人”为中心，大力推行独立自主地小组化工作方式

重视发挥人的作用，将其作为企业一切活动的中心

以人为中心

强调充分发挥人的作用，强调人机一体化

如何

看待

集成

强调各种信息的集成

集成地设计产品及其零部件和相关各种过程

业务集成

生产各种环节的系统集成

质

量

观

点

“零缺陷”工作目标

质量首先是设计出来的，其次才是制造出来的

人员

关系

强调TeamWork,

强调协作

小组工作方式

小组工作方式

小组方式工作

对市场

快速响应市场

与市场一体

快速响应市场

有计划的响应市场

对库存

大幅度削减

供货

方式

JIT供货方式

对待

用户

以“用户”为上帝

用户参与

以用户为对象

以用户为导向

组织

结构

进行一切可能的“精简”

柔性的，并行的组织结构

精简组织机构

技术

系统

先进的技术系统（领先的技术手段）

各种技术系统的集成

公司

类别

基于信息高速公路的虚拟公司

效

益

来

源

产品适销性、适宜价格、优良品质、快交货、优质服务、企业创新和合作精神

生产的并行、精简、灵活，品种多变，小批量生产方式，快速的市场响应

缩短产品开发周期、降低成本、提高质量、保证功能实用性、增强市场竞争力

理顺和改善业务流程，提高企业绩效，提高服务质量

产品质量、生产率、设备利用率提高，生产周期缩短、在制品减少、工程设计和人力费用减少

类

别

现代制造系统管理技术

同左

同左

现代管理技术

现代制造系统管理技术

工业工程的基本职能有四个：

     1.规划

   确定研究对象在未来一定时期内从事生产或服务所应采育的特定行动的预备活动，包括总体目标、政策、战略和战术的制定和各种分期实施计划的制定。

   2.设计

   为实现某一既定目标而创建具体实施系统的前期工作，包括技术准则、规范、标准的拟订，最优选择和蓝图绘制。

  3.评价

   评价是对现存各种系统、规划方案、设计方案以及各类业绩按照一定的评价标准确定活动有效性的活动。

包括各种评价指针和规程的制定，评价实施。

  4.创新

   改进现行研究对象，使其更有效的生产、服务和运作。

工业工程意识

工业工程意识即：

        成本和效率意识

        变革意识

        简化和标准化意识

        系统意识

        人本意识

工序程序分析系指工厂里从原物料至被制成成品这一连串的生产活动，对整个过程及个别过程进行分析改善的一种手法。

   1.工序程序分析的主要意义

1）  探讨工序系列组合是否合于目的性、经济性。

2）   探讨个别工序前后的关连性。

   2.工序程序分析表一般有2种:

1） 产品型的工序程序分析表此种分析表是以材料、零件及制品等以“物“为中心的变化程序的图表，称为“制品工序程序分析表”或只称“工序程序分析表”。

2） 作业者工序程序分析表

以作业者为对象做工作程序所做成的工种图表称为“作业者工序程序分析表败?

”

   3.工序符号

   生产活动的各种不同的要素，可分类成加工、搬运、检查及停滞四种过程现象，这四种不同的过程现象各以符号来表示，表示的这些记号是根据日本工业规格（JIS）的“工序图标记号”JISZ8206所制订。

定义及记号：

A.       加工

指原材料、零件、半成品依照生产的目的受到物理、化学、机械或被人为变更状态。

记号：

用大圆形作为加工记号。

如碰上加工又要做检查时，则加工的大圆记号内加上检查的方型记号

例：

……指加工的第3工序.

……加工中同时检查（外侧为主要工序）.

B.       搬运

指材料、零件、半成品、成品从某一位置被子移动至另一位置。

记号：

约为加工的大圆记号的1/2大小的小圆，内侧可注明搬运的机器或工具。

或

……指用卡车搬运。

有时因与大圆的记号不易区别，也有使用箭头记号（

或

）

C.       检查

指材料、零件、半成品或成品的品质特性或数量用方法加以检测，并将其结果与基准比较作为判别合格或秒合格。

记号：

……品质检查

……数量检查

……品质与数量的检查

D.       停滞

指材料、零件、半成品或成品在某一位置滞留或存储。

记号：

----原材料、零件的存储

----半成品、成品的存储

----工序中的滞留。

有时为了区别于存储，也可以把工序中的滞留用半圆（

）为记号。

工序图标记号（JIS）

工序分类

工序记号

说明

加工

凡一件物品或标的物经有意的改变其物理或化学性质之过程，均可称为操作。

操作使用的材料、零件经加工而完成。

搬运

原料、材料、零件或制品被移动至其它位置所发生之状况。

箭头所示为工序流程方向。

检验

为鉴定物品性质之规格之异同，而用某种方法鉴定，比较或证明其数量怀品质，称为检验。

检验须具有标准，而将原料、半成品或成品与原标准之比较，所做的判定。

停滞

储存为物品性质之保存或维持，惟此行动仍在控制之下。

储存行动之取消，必须经过制度或法定上之认可。

由于预定的次一行动（主要是操作、检验可搬运）即刻产生之时间空档为非必要，或非控制情况之下。

工序图标记号之应用

大分类

说明

小分类

说明

说明例

类

物品受到本质或位置变化的单位工序

加工

物品被变形、变质装配、分解的单位工序

第3加工工序

B零件的第5加工工序

加工中同时做产品检验

搬运

变化物品位置的单位工序

男工搬运

卡车搬运

类

物品检验的单位工序

检验

品质的检验

数量的检验

品质与数量同时检验

类

物品停滞时的单位工序

停滞

材料的存储

半成品或成品的存储

工序间的滞留

加工中的暂时滞留

方法研究实施步骤

   进行方法研究可以遵循如下的步骤：

   1.选择研究对象，选择要研究的问题，并将问题的目的明确化。

   1）选择研究对象

   选择研究对象首先要分析生产过程，要选择研究对象一般进行如下分析：

   A.生产过程中的瓶颈环节或工序

   B.生产过程中成本过高的工序

   C.生产过程中质量不稳定的工序

   D.生产过程中劳动强度大、劳动条件恶劣、容易发生事故的工序

   2）选择要研究的问题

   “正确的提出问题是解决问题的一半”，选择研究问题可以从以下三个方面考虑：

   A.利用现有的资料，整理出问题点，并把握原因。

   B.将来可能发生的问题并预测潜在的原因。

   C.认为应该解决的问题。

   3）将选定的问题的目的明确化

   解决一个问题以前应该有对问题的明确的成果（研究目标）设定，它应该是量化的指针：

如成本、作业时间、产品质量、劳动强度、士气、事故率等。

只有问题没有结果的设定，研究便难以度量。

   2.现状分析 

   将选定的问题，使用IE的技巧来加以直接观察，并作成资料的分析。

本步骤应用IE技术，主要如下：

   1）进行程序分析

   A.工艺程序分析：

梗概程序图

   B.流程程序分析：

程序流程图

   C.布置和经路分析：

线路图

   2）进行作业分析

   A.人机作业分析：

人机作业图

   B.联合作业分析：

联合作业图

   C.双手作业分析：

双手作业图

   3）进行动作分析

   A.动素分析

   B.影像分析

   C.动作经济原则

   3.建立目标方法 

   经过对研究对象的分析和问题的挖掘，随后就要进行寻找针对问题的目标方法。

建立目标方法。

   4.比较分析结果 

   将第2个步骤的现状分析与步骤3的设定的理想方法作比较，可使现状与理想的方法的差异明确化，在此可使用"5W1H"法加以探讨。

   1）WHAT：

做什幺？

有必要吗？

   2）WHY：

为何要做？

目的在哪里？

   3）WHERE：

哪里做？

没有更适合的场所吗？

   4）WHEN；何时做？

时间是否适当？

   5）WHO：

谁做？

有没有更合适的人？

   6）HOW：

如何做？

有没有更好的方法？

   5.改良方法设计：

　　经过探讨的整理之后，考虑现在或将来或许是企业的限住条件之外，来设计一个最佳的工作系统或方法。

考虑以下问题：

　　1）生产数量。

   2）使用空间。

   3）品质、机能。

   4）管理复杂化。

   5）过多的人员 

   6）费用。

   7）实施日程。

   8）劳务关系。

　　针对上面的这些限住条件应以考虑，并进行改良方法之设计，改良方案的设计，应先以试行，并做逐步修改，才可定案。

   6.标准化及实施 

改良方法，即为新的最佳方法，经过认可后，即做成作业标准书，并以此训练、教导员工执行新的工作方法，新的工作方法也应该给以新的标准时间。

   7.实施

   在实施过程中，根据情况变化还要对方案作适当调整或修正，但尽量使工作系统相对稳定。

   注解：

方法研究就是以上程序的反复循环，这种循环经常决定IE成功和失败。

生产现场中的方法研究

    方法研究是指运用各种分析技术，对工作方法进行分析、设计和改进，以寻求最经济合理的工作方法并使之标准化的一系列活动。

进行方法研究应该从工作现场的“物”和“人”出发。

   1.生产对象：

物 

   对物的研究是对产品生产过程、零件工艺工程（服务业务过程）及管理业务流程的研究。

经由作业过程以及时间、空间的变化，做逐一的分析研究。

它使用的方法包括产品工程分析表、生产流程图等分析工具，从原料到成品，来做经济性的探讨。

   2.生产主体：

人 

   人是生产的主体，主要研究操作者的操作活动。

此部分是广义的"作业分析"，也就是"工作方法分析"可藉由作业者的作业规范、工作抽样、基本动作、PTS或影片进行分析，或应用"动作经济原则"在作业过程，人、机的稼动状况。

人与机的配合上追求作业地区或作业者的作业方法的合乎目的性、合理性。

  应用于生产现场的方法研究分析方法如下所示：

方法研究分析方法

探讨项目

内容

分析手法

制造整个工程系统

从原料→生产→成品至出货为止。

制造流程图分析

操作标准书分析

工厂布置物料移动

工厂内部门与部门之间及人与物料之活动。

流程图分析

模型配置分析

作业区域的配置

作业者的位置及作业者周围的物品的放置方法。

由基本动作的动作研究

PTS

动作经济原则

作业简化原则

组合作业或自动机械作业

以组合进行的共同作业或以自动机器作业的人与机器的配合。

连合工程分析

工作抽样

作业简化原理

作业中的作业员动作

短的作业周期且高反复度的作业员动作。

基本动作的动作分析

PTS（预定时间标准法）

动作经济原则

工作研究的着眼点和目的（OperationResearch或者WorkStudy）

   工作研究（OperationResearchorWorkStudy）是工业工程（IE）中出现的最早的一种技术，也有认为基础IE就是工作研究。

它运用方法研究和作业测定两种技术来考察生产和管理工作，系统地调查所有影响效率与经济的因素，以便求得不断改进。

它找寻最经济有效及令人愉快胜任的工作方法与工作时间，以保证产品、工具、物料等均能作有效的运用，达到提高生产率，降低成本的要求。

   1、工作研究是人们如何借着物料、机器、工具及工作方法而产出产品，研究着眼于：

   1）生产过程是否最理想？

   2）生产中运用的工作方法是否最好？

   3）机器及工具是否最适当？

   4）物料是否最正确？

　　工作研究以研究及分析现有的生产过程及方法，并能找出一个最佳生产方法的一种管理科学。

   2、工作研究的目的 

   1）生产工种可否简化或省略分析现有的生产过程，有哪些过程是否可以去除。

   2）工作方法更完善对每一项过程的工作方法，针对人、机、物及方法进行研究，以期能找出更快速、更完善的方法。

   3）作业标准化对研究出来的最佳方法予标准化，制订作业标准，并依作业标准训练员工，教导员工。

   4）决定标准时间 

　　工作研究的主要目的是为取得最佳的工作方法（标准作业），所以应迅速地、正确地决定标准时间。

此标准时间将成为管理工作上计划与控制的主要依据。

什幺是管理？

管理，就是计划、组织、指挥、协调和控制

            ——亨利·法约尔（HenriFayol）

管理即制定决策

——赫伯特·A·西蒙（HerbetSimon）

  理解管理的真谛并成为有效的管理者并不是一件容易的事。

1管理的定义与特性

⑴管理的定义

泰勒：

管理就是“确切地知道你要别人去干什幺，并使他用最好的方法去干”；

法约尔：

管理使所有的人类组织都有的一种活动，这种活动由五项要素组成：

计划、组织、指挥、协调和控制。

本书：

管理是对组织的资源进行有效整合以达成组织既定目标与责任的动态创造性活动。

⑵管理的特性

动态性：

管理活动需要在变动的环境与组织本身中进行，需要消除资源配置过程中的各种不确定性；

科学性：

管理活动可以分为程序性活动和非程序性活动，他们都具有规律性；

艺术性：

具体管理活动的成效与管理主体技巧