《工业工程导论——方法与案例》课件_第1章 工业工程概述.ppt

1、第一章 工业工程概述 1 工业工程的产生与发展 2 工业工程的定义 3 工业工程的内容体系 4 工业工程的应用第一章 工业工程概述 1 工业工程的产生与发展什么是工业工程：Industrial Engineering-IE 工业工程工业工程是世界上公认是世界上公认的能够杜绝的能够杜绝各种浪费，有效地提高生产率各种浪费，有效地提高生产率和经济效益的、把技术与管理有机地结合在一起的一门边缘学科。和经济效益的、把技术与管理有机地结合在一起的一门边缘学科。原材料原材料生产生产过程过程产品产品/服务服务消费者消费者一、生产系统和生产率生产过程是将各种生产要生产过程是将各种生产要素转换成有形（产品）和素转

2、换成有形（产品）和无形（服务）财富的过程，无形（服务）财富的过程，在此过程中产生附加价值。在此过程中产生附加价值。生产系统是将与生产过程生产系统是将与生产过程有关的固有技术和计划、有关的固有技术和计划、设计、加工制造、控制、设计、加工制造、控制、管理以及有关信息处理技管理以及有关信息处理技术等要素有机地结合起来术等要素有机地结合起来的一个人造系统。的一个人造系统。生产系统的基本构成外购件、装配件仓库控制装配进度控制工装仓库控制搬运控制加工进度控制毛坯制造进度控制毛坯仓库控制生产控制子系统检验试车 部件装配、总装配成品出入库、工装等的检查和维修 在制品装卸、搬运和保管预加工、主加工、调整加工、特

3、殊加工、检验毛坯、外购件、外协件出入库控制、检验核保管生产过程子系统产品设计l初步设计l详细设计l工作图设计生产工艺设计l零件分类l毛坯制造工艺设计l工艺规程设计l工序设计l装配设计产品设计管理l设计技术信息管理l图样管理l设计进度管理l设计计划生产管理l生产计划l材料计划l生产作业计划l设备负荷计划l质量管理l进度管理l在制品管理l库存管理l工装管理l设备管理技术信息处理子系统管理信息处理子系统产品计划子系统生产系统的制约环境 信息化信息化 多样化多样化 复杂化复杂化 协作化协作化 最优化最优化 价值观变化价值观变化 资源制约资源制约 能源极限能源极限 自然生态系统的平衡协调自然生态系统的平

4、衡协调 计算机技术的发展计算机技术的发展 计算机软件的充实计算机软件的充实 网络化网络化 固有技术的高新化固有技术的高新化 人口总数的增加人口总数的增加 年龄结构的变化年龄结构的变化 劳动时间缩短趋向劳动时间缩短趋向 劳动质量劳动质量 先进国家先进国家与发展中国间与发展中国间的协调的协调 国家分工与协作国家分工与协作生产系统社会环境自然环境技术环境劳动环境国际环境提高生产系统效率的途径 技术与管理的有机结合技 术管 理生产要素生产要素人、财、物人、财、物生产结果生产结果产品、服务产品、服务生产生产系统系统生产率生产率 =产出产出 /投入投入投入投入产出产出转换转换 工业工程是把工程技术和管理方

5、法结合起来的完整体系，其目的是通过优工业工程是把工程技术和管理方法结合起来的完整体系，其目的是通过优化整个生产系统以提高生产率。化整个生产系统以提高生产率。输入输入输出输出 人员、物料、设备、人员、物料、设备、能源、信息等能源、信息等 产品产品 产品与服务产品与服务 供应系统供应系统生产系统生产系统营销系统营销系统顾客顾客组织目标组织目标高生产率、低成本、高生产率、低成本、市场反应速度快、市场反应速度快、经济效益好、市场竞争力强经济效益好、市场竞争力强工业工程管理技术工业工程管理技术 供应链管理、库存管理、产品创新、生产计划与控制、生产管理、工作研供应链管理、库存管理、产品创新、生产计划与控制

6、、生产管理、工作研究、质量管理、成本控制、设备管理、人力资源管理、系统优化与改善究、质量管理、成本控制、设备管理、人力资源管理、系统优化与改善 二、工业工程发展的历史进程 美国质量管理权威朱兰博士说：美国值得向全世界夸耀的东美国质量管理权威朱兰博士说：美国值得向全世界夸耀的东西就是西就是工业工程工业工程，美国之所以打胜第一次世界大战，又有打胜第，美国之所以打胜第一次世界大战，又有打胜第二次世界大战的力二次世界大战的力 量，就是因为美国有量，就是因为美国有工业工程工业工程。工业工程主要是通过优化和重新组织工作系统的方法，达到提高工业工程主要是通过优化和重新组织工作系统的方法，达到提高效率的目的，

7、是一种不需要投资或只需少量投资就能提高工作（生效率的目的，是一种不需要投资或只需少量投资就能提高工作（生产）效率的方法。它能够有效协调各种生产技能、各种资源和各类产）效率的方法。它能够有效协调各种生产技能、各种资源和各类系统的整合技术，并据此获得超越其它竞争对手的独特能力。系统的整合技术，并据此获得超越其它竞争对手的独特能力。工业工程的发展历程1、萌芽期2、奠基期：从19世纪末到20世纪40年代中期3、发展期：20世纪40年代中期至70年代末 4、创新期：20世纪70年代末现今萌芽期 零件互换性零件互换性(E.Whitney)和劳动专业化分工和劳动专业化分工(A.Smith)，是促使大量生产，

8、是促使大量生产成为可能的两个重要的成为可能的两个重要的IE观念。观念。（1）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。成就。（2）1832年，英国的年，英国的Charles W.Babbage发表了发表了机械制造业经济论机械制造业经济论(On the Economy of Machinery Manufactures)，论述了专业分工、工作方法、，论述了专业分工、工作方法、机器与工具的使用、成本管理等。机器与工具的使用、成本管理等。（3）1（1）F.W.泰勒泰勒(1856-1915)，被誉为，被誉为工业工程之父。他他将科学

9、的定量分析方法引入到生产与作业管理中：将科学的定量分析方法引入到生产与作业管理中：首创时间研究方法，并实际运用以提高总体效率；首创时间研究方法，并实际运用以提高总体效率；其著作其著作科学管理的原理科学管理的原理，涉及劳动组织、专业化分工、工作方法、作业测，涉及劳动组织、专业化分工、工作方法、作业测量、工资激励制度和制造工艺过程等问题，量、工资激励制度和制造工艺过程等问题，其科学性和系统性为其科学性和系统性为IE开创了通向今开创了通向今天的道路；天的道路；具有卓越的活动能力，广为传授和宣传科学管理思想，对工业界产生重大影响。具有卓越的活动能力，广为传授和宣传科学管理思想，对工业界产生重大影响。奠

10、基期:从19世纪末到20世纪40年代中期 （科学管理时代）2 工人用自己的铁铲铲煤灰时，每铲负重为工人用自己的铁铲铲煤灰时，每铲负重为3.5磅，而铲铁矿石磅，而铲铁矿石时，负重时，负重38磅。泰勒进行的实验表明：每一铲的平均负重应为磅。泰勒进行的实验表明：每一铲的平均负重应为21磅，磅，为此调整了铁铲的规格和科学的派工制度，研究了铲各种原料的最为此调整了铁铲的规格和科学的派工制度，研究了铲各种原料的最佳方法，使得工人的疲劳降低而生产率大大增加。佳方法，使得工人的疲劳降低而生产率大大增加。泰勒在伯利恒公司的实验每铲重量每铲重量效率效率铁铲的效率曲线铁铲的效率曲线n 实验前：干不同的活拿同样的铁铲

11、实验前：干不同的活拿同样的铁铲n 铲不同的东西每铲重量不一样铲不同的东西每铲重量不一样n 应当有一应当有一个效率最高的重量个效率最高的重量n 通过实验发现通过实验发现21磅磅时效率最高时效率最高n 铲不同的东西拿不同的铁铲铲不同的东西拿不同的铁铲n 生产效率得到提高生产效率得到提高劳动力劳动力(人人)每吨操作每吨操作成本成本工人收入工人收入(日日)公司成本公司成本(日日)革新前革新前5007.2美分美分1.15美美 元元575美元美元革新后革新后1403.2美分美分1.88美元美元263.2美元美元增长增长/降低率降低率-72%-55.6%63.5%-54.2%对泰勒的评价p 科学管理的创始人

12、；科学管理的创始人；p 泰勒的实践精神令人感动；泰勒的实践精神令人感动；p 把科学的方法用到管理上；把科学的方法用到管理上；p 首创生产现场的时间研究法；首创生产现场的时间研究法；p 工业工程的创始人。工业工程的创始人。列宁对泰勒的评价泰勒制泰勒制也同资本主义其它一切进步的东西一样，有两个方面，一方面是也同资本主义其它一切进步的东西一样，有两个方面，一方面是资产阶级剥削的最巧妙的残酷手段，另一方面是一系列最丰富的科学成就，资产阶级剥削的最巧妙的残酷手段，另一方面是一系列最丰富的科学成就，即按科学来分析人在劳动中的机械动作，省去多余的笨拙的动作，制定最即按科学来分析人在劳动中的机械动作，省去多余

13、的笨拙的动作，制定最精确的工作方法，实行最完善的计算和监督制度等等。精确的工作方法，实行最完善的计算和监督制度等等。（2）吉尔布雷思夫妇吉尔布雷思夫妇 弗兰克弗兰克吉尔布雷思（吉尔布雷思（Frank B.Gilbreth，18681924）被公认为）被公认为动作研究动作研究之父之父 。莉莲莉莲吉尔布雷思（吉尔布雷思（Lillian M.Gilbreth，18781972），是美国第一个获得），是美国第一个获得心理学博士学位的妇女，被称为心理学博士学位的妇女，被称为管理学的第一夫人管理学的第一夫人。成就：成就：A.动作研究动作研究（动作分解（动作分解动素）动素）B.动作影片分析动作影片分析 C.

14、疲劳研究疲劳研究 D.工作环境研究工作环境研究120块块/小时小时350块块/小时小时 1913年，年，Henry Ford发明发明流水装配线流水装配线；1914年，年，Harry Gantt从事从事作业进度规划研究（作业进度规划研究（甘特图）甘特图）和按技能高低与工时和按技能高低与工时付酬的付酬的计件工资制计件工资制的研究，；的研究，；1917年，年，F.W.Harris研究应用研究应用经济批量控制库存量经济批量控制库存量的理论；的理论；（3）泰勒的同时代人）泰勒的同时代人 1911年美国年美国Purdue大学机械工程系首先开设了工业工程选修课；大学机械工程系首先开设了工业工程选修课；191

15、8年美国宾夕法尼亚州立大学建立了工业工程系；年美国宾夕法尼亚州立大学建立了工业工程系；1920年美国成立了美国工业工程师协会（年美国成立了美国工业工程师协会（American Society of Industrial Engineer,ASIE），工厂中出现专门从事），工厂中出现专门从事IE的职业；的职业；1922年马肯著年马肯著预算控制预算控制，1924年著年著会计管理会计管理；1924-1931年休哈特（年休哈特（W.A.Shewhart）博士首创）博士首创“统计质量控制统计质量控制”；1924-1933年，年，G.E.Mayo通过通过“霍桑实验霍桑实验”首创首创“人际关系学说人际关系学

16、说”；J.Fish 首创首创“工程经济工程经济”，解决设备的，解决设备的“经济性经济性”问题。问题。（4）其他重要事件）其他重要事件霍桑试验（Hawthorne Effect）人际关系学说的创立 1924年至年至1927年，美国西方电气公司的霍桑工厂进行工作条件与工作效率年，美国西方电气公司的霍桑工厂进行工作条件与工作效率的关系的研究。的关系的研究。结果表明：结果表明：工作条件与工作效率无关工作条件与工作效率无关。1、结果出人意料，试验人员无法解释这一现象；、结果出人意料，试验人员无法解释这一现象；2、心理学家梅奥（、心理学家梅奥（G.E.Mayo）从）从1927年开始重新做年开始重新做9年试

17、验；年试验；3、结论：工人不单单是、结论：工人不单单是“经济人经济人”，而且是，而且是 “社会人社会人”-精神需求更具激励力。精神需求更具激励力。乔治乔治埃尔顿埃尔顿梅奥梅奥 (18801949)（1）运筹学（）运筹学（Operational Research）的应用：）的应用：OR出现在二战以后，是包括数学规划、优化理论、排队论、存储论、出现在二战以后，是包括数学规划、优化理论、排队论、存储论、博奕论等理论和方法在内的比较系统的学科体系，可以用来描绘、分析和博奕论等理论和方法在内的比较系统的学科体系，可以用来描绘、分析和设计多种不同类型的运行系统。例如，对于设施设计（设计多种不同类型的运行系

18、统。例如，对于设施设计（facility design），），传统的传统的IE主要凭工业的专门知识和经验设计车间、仓库的最佳布置和最优主要凭工业的专门知识和经验设计车间、仓库的最佳布置和最优位置，而现在则可用位置，而现在则可用OR的排队分析、数学规划，更系统、更方便、更精确的排队分析、数学规划，更系统、更方便、更精确地进行各种设施的设计，而且把地进行各种设施的设计，而且把IE的设施设计范围扩展到其他更复杂、更的设施设计范围扩展到其他更复杂、更庞大的设施系统。庞大的设施系统。发展期:20世纪40年代中期-70年代末3 20世纪世纪40年代中期，英、美两国发表了关于运筹学成果的资料，年代中期，英、

19、美两国发表了关于运筹学成果的资料，立刻受到立刻受到IE工作者的注意，并将之运用于工作者的注意，并将之运用于IE实践中。实践中。1948年，美国工业工程学会成立年，美国工业工程学会成立，它是国际上第一个致力于工，它是国际上第一个致力于工业工程专业的发展和学术活动的专业性组织。业工程专业的发展和学术活动的专业性组织。1955年，美国工业工程师学会（年，美国工业工程师学会（AIIE）制定了）制定了IE的正式定义的正式定义。（2）20世纪世纪50年代后期，系统工程（年代后期，系统工程（System Engineering，SE）成）成为为IE学科发展的基础。学科发展的基础。以经验和定性分析为主以经验和

20、定性分析为主以通过基层生产现场中作业以通过基层生产现场中作业研究来降低劳动成本为主研究来降低劳动成本为主以定量分析为主，管理开以定量分析为主，管理开始真正有了科学的依据始真正有了科学的依据以研究整体系统的优化、降以研究整体系统的优化、降低各种资源消耗、提高整体低各种资源消耗、提高整体系统的生产率为主系统的生产率为主（3）全面质量管理）全面质量管理（TQM）的兴起的兴起 爱德华爱德华.戴明博士戴明博士（W.Edwards.Deming，19001993）统计管理学专家，是一个教会日本人质量控制，创造日本经济奇迹的美国统计管理学专家，是一个教会日本人质量控制，创造日本经济奇迹的美国人，二十世纪八、

21、九十年代美国各界领导和管理人员最熟悉的名字。戴明关于人，二十世纪八、九十年代美国各界领导和管理人员最熟悉的名字。戴明关于质量控制方面的理论是现代管理理论的基础质量控制方面的理论是现代管理理论的基础全面质量管理（全面质量管理（TQM）。20世纪五十年代，世纪五十年代，“品质之神品质之神”戴明前往日本担任产业界的讲师及顾问，戴明前往日本担任产业界的讲师及顾问，期间帮助整顿、创立日本产业制度，塑造了风靡世界的日本企业管理模式。为期间帮助整顿、创立日本产业制度，塑造了风靡世界的日本企业管理模式。为紀念其贡献，日本设立戴明品质奖，该奖现为世界最著名的品质奖。紀念其贡献，日本设立戴明品质奖，该奖现为世界最

22、著名的品质奖。（1）美国：）美国：有有100多所大学开设有多所大学开设有IE系或系或IE学院，为学院，为七大工程学科之一七大工程学科之一（机械工（机械工程、电机与电气工程、化学工程、建筑与建材工程、计算机、航天工程和工业工程、电机与电气工程、化学工程、建筑与建材工程、计算机、航天工程和工业工程）；程）；（2）日本：）日本：从从20世纪世纪50年代引入年代引入IE研究，研究，70年代开始推出以年代开始推出以TM/JIT、LP为代为代表的日本表的日本IE模式；模式；创新期:20世纪70年代末现今4 20世纪世纪80年代的丰田生产方式（年代的丰田生产方式（TPS）或）或JIT；20世纪世纪90年代的

23、精益生产（年代的精益生产（LP）；）；持续改进的思想（持续改进的思想（Kaizen）。（3）计算机技术的发展和应用）计算机技术的发展和应用 科学计算（或称为数值计算）科学计算（或称为数值计算）；过程检测与控制过程检测与控制；信息管理（数据处理）信息管理（数据处理）；计算机辅助系统；计算机辅助系统；网络化时代。网络化时代。现代现代IE工业专工业专业知识业知识传统传统IE的技术的技术计算机计算机信息信息 技术技术OR的的定量方定量方法法SE的的方法论方法论人因人因工程工程1.研究对象和应用范围逐步扩大到整个生产系统，研究对象和应用范围逐步扩大到整个生产系统，并日益注重用系统观点和并日益注重用系统观

24、点和系统工程方法来处理问题；系统工程方法来处理问题；2.广泛采用计算机强化信息的采集、处理、传输、开发广泛采用计算机强化信息的采集、处理、传输、开发MIS与与DSS等计算机辅等计算机辅助管理系统和信息化、智能化制造系统；助管理系统和信息化、智能化制造系统；3.突出重视生产率和质量的研究；突出重视生产率和质量的研究；4.努力实现不断改善可持续发展的研究和综合创新这一现代努力实现不断改善可持续发展的研究和综合创新这一现代IE的本质功能；的本质功能；5.重视人的作用、注重人与机器的最佳配合；重视人的作用、注重人与机器的最佳配合；6.重视形成面向问题的适宜的重视形成面向问题的适宜的IE工作模式。工作模

25、式。现代工业工程的特征第一章 工业工程概述 2 工业工程的定义 工业工程工业工程(Industrial Engineering)是对有关人员、物资、设备、是对有关人员、物资、设备、能源和信息所组成的能源和信息所组成的集成系统集成系统(Integrated System)进行进行设计、改善和设计、改善和设置设置的一门学科。它综合运用的一门学科。它综合运用数学、物理和社会科学方面的专门知数学、物理和社会科学方面的专门知识与技术识与技术，并且使用，并且使用工程分析的原理和方法工程分析的原理和方法，对上述系统可能取得，对上述系统可能取得的成果予以的成果予以确定、预测和评价确定、预测和评价。美国工业工程

26、师学会（美国工业工程师学会（AIIE）一、工业工程的定义 最具有权威性的是美国工业工程师学会提出的定义。尽管工业最具有权威性的是美国工业工程师学会提出的定义。尽管工业工程各种定义的表述方式不同，说明的侧重点不同，但其内涵基本工程各种定义的表述方式不同，说明的侧重点不同，但其内涵基本是一致的。各种是一致的。各种IE定义都旨在说明：定义都旨在说明：是一门工程科学技术，且是主要解决管理问是一门工程科学技术，且是主要解决管理问题的题的工程技术。工程技术。是由人、物料、设备、能源、信息等生产要是由人、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，且不素所构成的各种生产及经营管理系统，且

27、不局限于工业局限于工业生产领域。生产领域。综合运用各种工程技术与方法。综合运用各种工程技术与方法。学科性质研究对象研究方法二、工业工程的职能规划规划设计设计评价评价创新创新新产品开发新产品开发工厂选址工厂选址产品设计产品设计产品改进产品改进技术革新技术革新工厂布置工厂布置经济分析经济分析工艺改进工艺改进成本降低成本降低生产流程生产流程现有各子系统现有各子系统设施改进设施改进产品标准化产品标准化信息系统信息系统质量控制质量控制系统组织系统组织库存计划库存计划安全系统安全系统员工业绩员工业绩工作方法工作方法员工培训员工培训卫生系统卫生系统制定评价制定评价指标及规程指标及规程创新激励创新激励（管理创

28、新、（管理创新、体制创新、体制创新、技术创新）技术创新）规划规划设计设计评价评价创新创新人员物料，设备能源，信息构成人员物料，设备能源，信息构成数学、物理学、数学、物理学、社会科学知识技术社会科学知识技术 产量产量P,质量质量Q,成本成本C,交货期交货期D,安全安全S,柔性柔性F工学的分析设计工学的分析设计 原理和方法原理和方法综合系统方法技术职能目标三、工业工程的意识成本和效率意识1问题和改革意识2以人为中心的意识3全局和整体意识4工作简化和标准化意识5快速响应需求意识6不断改进创新的意识7第一章 工业工程概述 3 工业工程的内容体系一、工业工程的范畴1.生物力学生物力学2.成本管理成本管理

29、3.数据处理与系统设计数据处理与系统设计4.销售与市场销售与市场5.工程经济工程经济6.设施规划设施规划7.材料加工材料加工8.应用数学组织规划与理论应用数学组织规划与理论9.组织规划与理论组织规划与理论10.生产规划与控制生产规划与控制11.实用心理学实用心理学12.方法研究与作业测定方法研究与作业测定13.人的因素人的因素14.工资管理工资管理15.人体测量人体测量16.安全安全17.职业卫生与医学职业卫生与医学 美国国家标准美国国家标准ANSI-Z94(1982修订版修订版)把把IE划分为划分为17个分支：个分支：二、我国工业工程专业的主要课程体系 工作研究 人因工程 生产计划与控制 设

30、施规划与物流设计 工程经济分析 质量管理与可靠性 现代制造工程 现场管理优化工作研究（Work Study）工作研究是工业工程体系中最重要的基础技术，以提高生产率工作研究是工业工程体系中最重要的基础技术，以提高生产率和整体效益为目的。利用方法研究和作业测定两大技术，分析影响和整体效益为目的。利用方法研究和作业测定两大技术，分析影响工作效率的各种因素，帮助企业挖潜、革新，消除人力、物力、财工作效率的各种因素，帮助企业挖潜、革新，消除人力、物力、财力和时间方面的浪费，减轻劳动强度，用新的工作方法来代替现行力和时间方面的浪费，减轻劳动强度，用新的工作方法来代替现行的方法，并制定该工作所需的标准时间，

31、从而提高劳动生产率和经的方法，并制定该工作所需的标准时间，从而提高劳动生产率和经济效益。济效益。人因工程（Human Engineering）工效学（Ergonomics）人因工程是综合运用生理学、心理学、卫生学、人体测量学、人因工程是综合运用生理学、心理学、卫生学、人体测量学、社会学和工程技术等知识，研究生产系统中人、机器与环境之间社会学和工程技术等知识，研究生产系统中人、机器与环境之间的相互作用的一门边缘科学，是的相互作用的一门边缘科学，是IE的一个重要分支与专门知识。的一个重要分支与专门知识。其任务是在系统设计中科学地进行工作职务设计、设施与工具设其任务是在系统设计中科学地进行工作职务设

32、计、设施与工具设计、工作场地布置、确定合理的操作方法等，使作业人员获得安计、工作场地布置、确定合理的操作方法等，使作业人员获得安全、健康、舒适、可靠的作业环境，从而提高工作效率。全、健康、舒适、可靠的作业环境，从而提高工作效率。1、人的生理与心理特性、人的生理与心理特性 2、人、人-机机-环境系统整体设计环境系统整体设计 3、人机界面设计、人机界面设计 4、工作场所、环境设计和改善、工作场所、环境设计和改善 5、作业方法及其改善、作业方法及其改善 6、系统的安全与可靠性、系统的安全与可靠性 7、人力资源开发与管理、人力资源开发与管理 8、组织与管理的效率、组织与管理的效率研究方向生产计划与控制

33、（Production Planning and Control）研究生产过程及各种资源的组织、计划、调度和控制，内容包研究生产过程及各种资源的组织、计划、调度和控制，内容包括生产系统的分析与设计、制造过程的计划与控制、库存管理与控括生产系统的分析与设计、制造过程的计划与控制、库存管理与控制、维修计划与控制、生产能力测定与管理等。目的是通过对人、制、维修计划与控制、生产能力测定与管理等。目的是通过对人、财、物和信息的合理组织及调度，保证生产过程均衡、高效运作，财、物和信息的合理组织及调度，保证生产过程均衡、高效运作，加速物流、信息流的流转，提高资金周转率。加速物流、信息流的流转，提高资金周转率

34、。设施规划与物流系统设计 设施规划与物流系统设计物流工程的一个重要组成部分，其任设施规划与物流系统设计物流工程的一个重要组成部分，其任务是对系统的各类设施、人员、投资进行系统的规划与设计，包括务是对系统的各类设施、人员、投资进行系统的规划与设计，包括选址、平面布置、物流分析、物料搬运方法与设备选择等，使个生选址、平面布置、物流分析、物料搬运方法与设备选择等，使个生产要素和各子系统（设计、生产制造、供应、后勤保障、销售等部产要素和各子系统（设计、生产制造、供应、后勤保障、销售等部门）按照门）按照IE 要求得到合理的配置，组成有效地集成系统。涉及要求得到合理的配置，组成有效地集成系统。涉及SE、O

35、R、工作研究、成组技术、管理信息系统、工效学、工程经济学、工作研究、成组技术、管理信息系统、工效学、工程经济学、计算机模拟等知识。计算机模拟等知识。（Facilities Planning and Logistics System Design）工程经济分析（Engineering economic analysis）工程经济分析是关于工业工程必须应用的经济知识，即投资效工程经济分析是关于工业工程必须应用的经济知识，即投资效益分析与评价的原理和方法。主要是通过对整个生产系统的经济性益分析与评价的原理和方法。主要是通过对整个生产系统的经济性研究、多种技术方案的成本与利润计算、投资风险分析评价与比

36、较研究、多种技术方案的成本与利润计算、投资风险分析评价与比较等，为选择技术先进、效益最高或费用最低的方案提供决策依据。等，为选择技术先进、效益最高或费用最低的方案提供决策依据。其主要内容包括：其主要内容包括：n项目的投资经济分析；项目的投资经济分析；n方案的评价与决策；方案的评价与决策；n价值分析价值分析/价值工程。价值工程。质量管理与可靠性技术（Quality management and Reliability technology）质量管理是指在质量方面指挥和控制组织的协调活动。通常包括质量管理是指在质量方面指挥和控制组织的协调活动。通常包括制定质量方针和质量目标及质量策划、质量控制、质

37、量保证和质量制定质量方针和质量目标及质量策划、质量控制、质量保证和质量改进。改进。可靠性技术是为维持系统有效运行的原理和方法，包括可靠性概可靠性技术是为维持系统有效运行的原理和方法，包括可靠性概念，故障及诊断分析，使用可靠性，系统可靠性，可靠性设计与管念，故障及诊断分析，使用可靠性，系统可靠性，可靠性设计与管理等。理等。现代制造工程（Modern manufacturing engineering）现代制造工程是现代工业工程的基础和组成部分。现代工业工现代制造工程是现代工业工程的基础和组成部分。现代工业工程的主要特征之一是应用计算机和发展集成生产，因此，掌握和应程的主要特征之一是应用计算机和发

38、展集成生产，因此，掌握和应用先进制造技术方面的知识是在现代生产条件下获得市场竞争优势用先进制造技术方面的知识是在现代生产条件下获得市场竞争优势的重要途径。的重要途径。主要内容包括：数控技术（主要内容包括：数控技术（NC、CNC）、成组技术（）、成组技术（GT）、）、计算机辅助设计与制造（计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）、计算机辅助工艺设计）、计算机辅助工艺设计（CAPP）、柔性制造单元和系统（）、柔性制造单元和系统（FMC、FMS）以及计算机集成）以及计算机集成制造（制造（CIM）等。）等。现场管理优化（Scene management）1.5S活动：活动：整理、整顿、清扫、清洁、素养；

39、整理、整顿、清扫、清洁、素养；2.定置管理：定置管理：人、机、物的关系；人、机、物的关系；3.目视管理：目视管理：公开化与视觉显示公开化与视觉显示统一、简明、醒目、实用、严格统一、简明、醒目、实用、严格三、工业工程的学科性质 工业工程直接面向企业的生产运作过程；它与数学、经济管理工业工程直接面向企业的生产运作过程；它与数学、经济管理和各种工程技术都有着密切的关系；是以系统工程为哲理，以运筹和各种工程技术都有着密切的关系；是以系统工程为哲理，以运筹学等数学方法为理论基础，以现代信息技术为工具，用工程量化的学等数学方法为理论基础，以现代信息技术为工具，用工程量化的分析方法对包括制造业、服务业在内的

40、由人、物料、设备、能源、分析方法对包括制造业、服务业在内的由人、物料、设备、能源、信息等多种因素所组成的各种复杂的企业或组织系统中的实际工程信息等多种因素所组成的各种复杂的企业或组织系统中的实际工程与管理问题进行定量、系统的分析、设计与优化，从而实现系统的与管理问题进行定量、系统的分析、设计与优化，从而实现系统的最大效率和效益。最大效率和效益。工业工程学与机械、电机、化学、土木等工程学有何不同？传统的工程学，是以传统的工程学，是以“设计有用的系统设计有用的系统”为目的。如：机械工为目的。如：机械工程设计要程设计要“有用的机器系统有用的机器系统”，电机工程要设计，电机工程要设计“有用的电路系有用

41、的电路系统统”，它们设计的对象仅以机器、设备为着眼点。而工业工程除了，它们设计的对象仅以机器、设备为着眼点。而工业工程除了考虑机器设备的设计外，还要考虑人的因素（考虑机器设备的设计外，还要考虑人的因素（human factor），是），是以结合以结合“人、材料、设备等的综合系统人、材料、设备等的综合系统”为对象来考虑设计高效率为对象来考虑设计高效率的、经济的、与人相互协调的工作系统。的、经济的、与人相互协调的工作系统。与其它管理科学的区别何在？工业工程与企业管理的区别，主要在于工业工程是通过工程途工业工程与企业管理的区别，主要在于工业工程是通过工程途径（径（engineering approa

42、ch），应用科学上及工程上的方法与技术，），应用科学上及工程上的方法与技术，考虑人员、机器、设备、流程、方法、时间等因素来解决管理上遇考虑人员、机器、设备、流程、方法、时间等因素来解决管理上遇到的问题，而企业管理、行政管理，便无法采取工程途径去解决管到的问题，而企业管理、行政管理，便无法采取工程途径去解决管理上的问题。理上的问题。工业工程是一门以系统效率和效益为目标的工程技术，工业工程是一门以系统效率和效益为目标的工程技术，解决解决的主要问题是各类产品生产过程及服务过程中的增值链问题。的主要问题是各类产品生产过程及服务过程中的增值链问题。因此因此成为其它工程所不能替代，同时又成为其它工程所不能

43、替代，同时又是是对其它工程互补性很强的一项对其它工程互补性很强的一项的综合性边缘学科。的综合性边缘学科。第一章 工业工程概述 4 工业工程的应用一、IE的应用领域（Application fields）制造业（制造业（Manufacturing Industry）：在制造业应用工业工程的方法和技术，主要解决：在制造业应用工业工程的方法和技术，主要解决：质量管理；产品和质量管理；产品和服务服务设计；设计；工艺工艺能力设计等问题。能力设计等问题。如我们需要如我们需要什么样的生产工艺？需要多大规模的什么样的生产工艺？需要多大规模的厂房才能够满足需求？企业地点的选择，工厂内应该如何布局，厂房才能够满足

44、需求？企业地点的选择，工厂内应该如何布局，设备设备怎样摆放？怎样摆放？人力资源管理和工作职责的设计问题；如何人力资源管理和工作职责的设计问题；如何建立建立一个良好的工作环境？供应一个良好的工作环境？供应链链管理，如何同供应链的其他企业建立良好的协作关系？以及库存管理，如何同供应链的其他企业建立良好的协作关系？以及库存管理，管理，设备维设备维护问题等等护问题等等。其他行业：其他行业：目前，工业工程的方法和技术已经广泛目前，工业工程的方法和技术已经广泛应用于服务业、应用于服务业、金融业、医疗行业、金融业、医疗行业、交通交通管理、社会管理、社会物流系统设计以及各级政府单位等。物流系统设计以及各级政府

45、单位等。例如，应用工作研究技术对医疗机构中例如，应用工作研究技术对医疗机构中“医疗质量管理医疗质量管理”、“门诊管理门诊管理”的的基本流程和管理方式作出改善，利用排队论、系统理论和仿真模拟的方法对医基本流程和管理方式作出改善，利用排队论、系统理论和仿真模拟的方法对医疗设备的使用进行分析，帮助医院管理层合理调配医院的人力、物力，充分利疗设备的使用进行分析，帮助医院管理层合理调配医院的人力、物力，充分利用有限资源，建立更科学合理、更方便病人的医疗机构管理系统。用有限资源，建立更科学合理、更方便病人的医疗机构管理系统。在亚特兰大奥运会（在亚特兰大奥运会（Atlanta Olympic Games）的

46、筹办和运作过程中，美国）的筹办和运作过程中，美国佐治亚理工学院等高等学府的工业工程领域的师生把该领域的专业知识与实际佐治亚理工学院等高等学府的工业工程领域的师生把该领域的专业知识与实际结合起来，为奥运村的交通和后勤管理设计了各种各样的模型和方案，以便为结合起来，为奥运村的交通和后勤管理设计了各种各样的模型和方案，以便为奥运村运转提供足够的服务和物资。事实表明，如果没有事先科学的配置方案，奥运村运转提供足够的服务和物资。事实表明，如果没有事先科学的配置方案，奥运会就无法正常进行，而工业工程的理论与技术在奥运会的各个方面都起到奥运会就无法正常进行，而工业工程的理论与技术在奥运会的各个方面都起到了重

47、要作用。了重要作用。案 例 首先是设计合理的、满足各种要求的并且不会产生冲突的日程安排。首先是设计合理的、满足各种要求的并且不会产生冲突的日程安排。其次进行运输系统的规划，考虑多种因素，经过计算机仿真模拟，计算出其次进行运输系统的规划，考虑多种因素，经过计算机仿真模拟，计算出需要多少车辆，车辆到达各个运动场馆行走的路线，保证高效率、准时地把运需要多少车辆，车辆到达各个运动场馆行走的路线，保证高效率、准时地把运动员送到目的地；安排夜间进行物资的运送，使每天约动员送到目的地；安排夜间进行物资的运送，使每天约50万磅的物资能够按时万磅的物资能够按时运送到各个仓库。运送到各个仓库。第三是通过排队仿真，

48、确定在奥运村内需要建立多少个餐厅，每个餐厅的第三是通过排队仿真，确定在奥运村内需要建立多少个餐厅，每个餐厅的设立地点，以及每个餐厅可以提供的餐饮服务，保证上万人能够同时有序就餐。设立地点，以及每个餐厅可以提供的餐饮服务，保证上万人能够同时有序就餐。二、工业工程在美国的应用1.美国是世界制造业强国，依靠泰勒及其追随者建立的一系列工业工程理论与美国是世界制造业强国，依靠泰勒及其追随者建立的一系列工业工程理论与技术，尤其是大批量流水作业生产方式，取代欧洲成为技术，尤其是大批量流水作业生产方式，取代欧洲成为世界制造业霸主世界制造业霸主。2.20世纪世纪60年代后期开始年代后期开始形成以形成以物资需求计

49、划（物资需求计划（MRP）、闭环闭环MRP、MRPII为代表的美国为代表的美国IE模式。模式。3.20世纪世纪90年代，美国刮起了年代，美国刮起了企业流程再造（企业流程再造（BPR）旋风。通过对企业战略、旋风。通过对企业战略、增值运营流程以及支撑它们的系统、政策、组织和结构的重组与优化，达到工增值运营流程以及支撑它们的系统、政策、组织和结构的重组与优化，达到工作流程和生产力最优化的目的。作流程和生产力最优化的目的。在美国，企业中都设有工业工程部门；例如，被称为世界飞机制造业霸主在美国，企业中都设有工业工程部门；例如，被称为世界飞机制造业霸主的波音飞机制造公司，其霸主地位主要得益于工业工程，因此

50、他要求包括我国的波音飞机制造公司，其霸主地位主要得益于工业工程，因此他要求包括我国在内的外国配套企业必须应用工业工程，否则就没有资格为波音公司配套。在内的外国配套企业必须应用工业工程，否则就没有资格为波音公司配套。美国许多一流的大学都有很强的工业工程专业，他们的办学特色与当地的美国许多一流的大学都有很强的工业工程专业，他们的办学特色与当地的经济特色溶为一体。经济特色溶为一体。以目前美国四个顶尖的工业工程专业为例，由于地理位置的不同，加州大以目前美国四个顶尖的工业工程专业为例，由于地理位置的不同，加州大学伯克力分校的工业工程以电子制造业为擅长；密西根大学则以机械制造业为学伯克力分校的工业工程以电