1、工业工程导论工业工程导论http:/机电工程学院工业工程教研室机电工程学院工业工程教研室工业工程导论工业工程导论1本课程教学环节本课程教学环节 课堂讲授课堂讲授 一般作业一般作业 网上交流与答疑网上交流与答疑 1本课程考核方式本课程考核方式 采取采取期末笔试和平时成绩相结合的形式期末笔试和平时成绩相结合的形式 期末笔试期末笔试6/4开开，开卷考试，开卷考试工业工程导论工业工程导论第第1章章 工业工程概述工业工程概述2学时学时第第2章章 工作研究工作研究6学时学时第第3章章 人因工程学人因工程学4学时学时第第4章章 生产计划与控制生产计划与控制4学时学时第第5章章 设施规划与物流分析设施规划与物
2、流分析6学时学时第第6章章 现代质量工程现代质量工程4学时学时第第7章章 现代制造系统现代制造系统2学时学时 总结总结2学时学时1本课程学时分配本课程学时分配工业工程导论工业工程导论1使用及参考教材使用及参考教材工业工程概工业工程概论论薛伟、蒋祖薛伟、蒋祖华主编华主编机械工业出机械工业出版社出版版社出版工业工程工业工程汪应洛主编汪应洛主编机械工业出机械工业出版社版社工业工程基工业工程基础础范中志主编范中志主编华南理工大华南理工大学出版社学出版社 第第1章章 工业工程概述工业工程概述 第第1章章 工业工程概述工业工程概述工业工程的发展应用工业工程的发展应用工业工程的概念和方法工业工程的概念和方法
3、 现代工业工程面临的挑战和发展现代工业工程面临的挑战和发展123主要内容主要内容工业工程的产生和发展历程工业工程的产生和发展历程工业工程的概念工业工程的概念工业工程在我国的发展和应用工业工程在我国的发展和应用工业工程的学科特点工业工程的学科特点工业工程内容体系工业工程内容体系现代工业工程面临的挑战现代工业工程面临的挑战现代工业工程的发展现代工业工程的发展工业工程基本方法工业工程基本方法第第1章章 工业工程概述工业工程概述工业工程工业工程n社会生产力社会生产力n发展需求发展需求 n科学技术日新月科学技术日新月异的成果异的成果 n社会环境社会环境 n科学技术成果科学技术成果动动因因支支持持运筹学运
4、筹学统计学统计学系统工程系统工程计算机工程计算机工程信息技术信息技术v工业工程的产生工业工程的产生第第1章章 工业工程概述工业工程概述v工业工程形成和发展的演变过程，实际上就是工业工程形成和发展的演变过程，实际上就是各种用于各种用于提高效率提高效率、降低成本降低成本的知识、原理和的知识、原理和方法产生与应用的历史，工业工程技术随着社方法产生与应用的历史，工业工程技术随着社会和科学技术的发展不断充实新的内容。会和科学技术的发展不断充实新的内容。v从从1919世纪开始，世纪开始，IEIE发展经历了四个相互交叉的发展经历了四个相互交叉的时期，他们突出表明了不同时期时期，他们突出表明了不同时期IEIE
5、的重大发展的重大发展及特点。及特点。1.11.1工业工程的发展历程工业工程的发展历程第一阶段第一阶段（19世纪末20世纪30年代初）：IE萌芽和奠基的时期。这一时期以劳动专业化分工、时间研究、动作研究、标准化等方法的出现为主要内容。查尔斯巴贝奇、吉尔布雷斯夫妇、亨利福特、甘特、泰勒、E.Whitney 提出时间研究的概念、发明流水装配线、“铁铲实验”、“搬运实验”和“切削实验”、动素研究时期时期主要内容主要内容 代表人物代表人物主要事件主要事件 18001800，Whitney,Whitney,倡导零件标准化倡导零件标准化.生于 1765年;卒于1825 1798年,获得政府合同生产10,00
6、0 枝步枪。指出机器工具可以精确地按照说明制造出步枪部件，步枪部件可以被用到任何步枪上。零件标准化零件标准化零件互换性零件互换性1.1工业工程的发展历程工业工程的发展历程v第一阶段第一阶段 1881 1881，Taylor,“Taylor,“科学管理科学管理”18561915，世称管理学之父1881年,他担任米德威尔钢铁厂的总工程师，研究了如何完成工作任务，开创了时间和工作研究，创造性提出效率原则“铁铲实验”“搬运实验”“切削实验”1.1工业工程的发展历程工业工程的发展历程v第一阶段第一阶段弗兰克(1868-1924);林莲(1878-1972)夫妻工程小组进一步发展了工作衡量方法将效率原则应
7、用到家庭和12个孩子当中发明了18个动素v第一阶段第一阶段1.1工业工程的发展历程工业工程的发展历程 1913，“流水生产线流水生产线”让它们让它们都一样都一样!186319471903年建立福特汽车公司1913年首次使用移动装配线生产T型车、半成品通过传送带到达各个工作站在1911年的水平上给予工人优厚的工资(5美元一天!)1920s-30s，福特(大量生产理念）+通用斯隆（组织技术），“大量生产方式大量生产方式”v第一阶段第一阶段1.1工业工程的发展历程工业工程的发展历程第二阶段第二阶段20世纪30年代初40年代中期：这是工业工程的成长时期。吸收了数学和统计学的知识，创立了许多IE的原理和
8、方法，形成了现代IE的主体。相关实践人员 美国高校成立了更多的IE专业或系，并且出现了专门从事IE的职业 时期时期主要内容主要内容 代表人物代表人物主要事件主要事件1.1工业工程的发展历程工业工程的发展历程第三阶段第三阶段20世纪40年代中期70年代末：工业工程的成熟时期。运筹学和系统工程成为IE的理论基础，计算机为IE提供有效的技术手段，IE得到了重大发展，被成功引入亚太地区。美国工业工程师学会、日本、亚洲四小龙、德国成立了美国工业工程师学会。首次给出了IE的正式定义。IE被成功引入亚太地区时期时期主要内容主要内容 代表人物代表人物主要事件主要事件1.1工业工程的发展历程工业工程的发展历程第
9、四阶段第四阶段20世纪70年代末至今：工业工程的扩展与创新期 系统工程原理和方法用于IE，完善了IE的理论基础和分析方法，IE的应用范围从微观系统扩展到宏观系统、从工业部门应用到政府部门和各种组织，工业和制造部门、政府部门和各种组织 系统工程原理和方法用于IE、IE的应用范围从微观系统扩展到宏观系统、从工业部门应用到政府部门和各种组织 时期时期主要内容主要内容 代表人物代表人物主要事件主要事件1.1工业工程的发展历程工业工程的发展历程v 从工业工程发展的四个阶段看，工业工程技术是从从工业工程发展的四个阶段看，工业工程技术是从着眼着眼局部改造的工作研究局部改造的工作研究开始逐步到第二个阶段的开始
10、逐步到第二个阶段的设施设计设施设计、物料搬运、人机工程、生产计划与控制、质量控制、物料搬运、人机工程、生产计划与控制、质量控制、工程经济及成本控制等工程经济及成本控制等。其特点。其特点是着眼于生产、管理的是着眼于生产、管理的全过程和整体系统的效益提高。全过程和整体系统的效益提高。v 而第三、四个阶段在而第三、四个阶段在全面性、整体性全面性、整体性的基础上，吸收了的基础上，吸收了信息技术信息技术的特点，面向企业的柔性化、集成化、全面化的特点，面向企业的柔性化、集成化、全面化服务又产生了诸如服务又产生了诸如CAD/CAMCAD/CAM、MRPMRP、MRPIIMRPII、准时制（、准时制（JITJ
11、IT）、敏捷制造）、敏捷制造(AM)(AM)、并行工程、并行工程(CE)(CE)、企业流程重组、企业流程重组(BPR)(BPR)等最新的技术方法。等最新的技术方法。1.1工业工程的发展历程工业工程的发展历程v工业工程在我国的发展和应用（工业工程在我国的发展和应用（80年代）年代）主要事件主要事件机械电子工业部门最早提出“加强企业管理，实行整体优化”的要求 有关部门普遍认为工业工程技术比较适合中国现阶段经济发展的需要 北京、大连等地推广应用工业工程代表人物代表人物机械电子工业部门有关部门和许多有识之士 北京、大连等地起因起因工业部门认识到工业工程的推广和应用将会对其经济发展产生巨大的影响 1.1
12、工业工程的发展历程工业工程的发展历程v工业工程在我国的发展和应用（工业工程在我国的发展和应用（90年代）年代）主要事件主要事件成立了国内第一个工业工程学术团体中国机械工程学会工业工程分会。大多数高等院校都已相继设立“管理工程系”或者“工业工程系”。有了一定水平的工业工程应用案例 代表人物代表人物中国机械工程学会工业工程分会 高等院校 第一汽车集团、一汽大众有限公司、广东科龙集团广东美的集团以及东南沿海的许多企业 起因起因中国企业面临直接进入国际市场竞争的挑战，急需提高管理水平，降低成本，提高效益。1.1工业工程的发展历程工业工程的发展历程v工业工程在我国的发展和应用（工业工程在我国的发展和应用
13、（90年代以后年代以后）主要事件主要事件一汽成立了工业工程科，这标志着一汽工业工程的应用进入了一个新的阶段。工业工程应用的范围增大 IE的应用方面存在盲目性 代表人物代表人物一汽集团 对工业工程认识还处于萌芽状态的企业起因起因随着改革开放的深入，各种先进的管理理念为更多的企业所认识，中国的企业也逐渐认识到了工业工程对提高企业竞争力的重要作用。1.1工业工程的发展历程工业工程的发展历程在在IEIE发展的不同时期，不同背景，不同国家的学者、发展的不同时期，不同背景，不同国家的学者、学术团体对其所下的定义也不尽相同，但其内涵大体学术团体对其所下的定义也不尽相同，但其内涵大体相似。相似。1.2 工业工
14、程的概念和内容工业工程的概念和内容美国工业工程师学会（美国工业工程师学会（AIIEAIIE）Industrial Engineering Terminology,ANSI 94,1982Industrial Engineering Terminology,ANSI 94,1982q 工业工程工业工程(Industrial Engineering)是对有关人员、是对有关人员、物资、设备、能源和信息所组成的集成系统进行设计、改物资、设备、能源和信息所组成的集成系统进行设计、改善和设置的一门学科。它综合运用数学、物理和社会科学善和设置的一门学科。它综合运用数学、物理和社会科学方面的专门知识与技术，并
15、且使用工程分析的原理和方法方面的专门知识与技术，并且使用工程分析的原理和方法，对上述系统可能取得的成果予以确定、预测和评价。，对上述系统可能取得的成果予以确定、预测和评价。v工业工程概念工业工程概念日本工业工程师学会（日本工业工程师学会（JIIEJIIE）q 工业工程是从事把人员、原材料、设备作为一个整体系统工业工程是从事把人员、原材料、设备作为一个整体系统去发挥其功能的科学；它是进行经营管理系统方面的设计去发挥其功能的科学；它是进行经营管理系统方面的设计、改善与设置工作的学科。为了规定、预测、评价经营管、改善与设置工作的学科。为了规定、预测、评价经营管理系统的成果，运用数学、自然科学、社会科
16、学中的特定理系统的成果，运用数学、自然科学、社会科学中的特定知识，同时使用技术分析与归纳的原理和方法。知识，同时使用技术分析与归纳的原理和方法。1.2 工业工程的概念和内容工业工程的概念和内容v工业工程概念工业工程概念1.2 工业工程的概念和内容工业工程的概念和内容中国工业工程学会中国工业工程学会q 工业工程是一门工程技术与管理技术相结合的综合性工程工业工程是一门工程技术与管理技术相结合的综合性工程学科，是将科学技术转化为生产力的技术，它以降低成本学科，是将科学技术转化为生产力的技术，它以降低成本、提高质量和生产率为导向，采用系统化、专业化和科学、提高质量和生产率为导向，采用系统化、专业化和科
17、学化地方法，综合运用多种专业的工程技术、对人员、物料化地方法，综合运用多种专业的工程技术、对人员、物料、设备、能源、和信息所组成的集成系统进行设计、改善、设备、能源、和信息所组成的集成系统进行设计、改善和设置，使之成为更为有效、更为合理的综合优化系统、和设置，使之成为更为有效、更为合理的综合优化系统、并对系统取得的成果进行鉴定、预测和评价。并对系统取得的成果进行鉴定、预测和评价。v工业工程概念工业工程概念p 工业工程师是一种复合型人才。工业工程师是一种复合型人才。p 工业工程的工程属性很强，是一门工程类科学技术工业工程的工程属性很强，是一门工程类科学技术p工业工程研究的对象是是由人、物料、设备
18、、能源、信工业工程研究的对象是是由人、物料、设备、能源、信息等生产要素所组成的各种生产及经营管理系统，且不局息等生产要素所组成的各种生产及经营管理系统，且不局限于工业生产领域；限于工业生产领域；p工业工程采用的理论与方法是来自于数学、自然科学、工业工程采用的理论与方法是来自于数学、自然科学、社会科学中的专门知识和工程学中的理论和技术社会科学中的专门知识和工程学中的理论和技术。p它追求综合系统的整体效益。它追求综合系统的整体效益。p现代现代IEIE不仅是一种工程技术而且还是一种哲理，特别强不仅是一种工程技术而且还是一种哲理，特别强调发挥系统中人的作用。调发挥系统中人的作用。各种各种IE定义都旨在
19、说明：定义都旨在说明：1.2 工业工程的概念和内容工业工程的概念和内容v工业工程概念工业工程概念生物力学生物力学成本管理成本管理数据处理与数据处理与系统设计系统设计 销售与销售与市场市场工程经济工程经济设施规划设施规划材料加工材料加工应用数学应用数学组织规划组织规划与理论与理论生产计划生产计划与控制与控制实用心理学实用心理学 作业测定作业测定及方法及方法 人的因素人的因素 工资管理工资管理 人体测量人体测量 安全安全 职业卫生与医学职业卫生与医学 v工业工程范畴工业工程范畴1.2 工业工程的概念和内容工业工程的概念和内容v工业工程学科特点工业工程学科特点 工业工程是一门综合性很强的交叉学科。它
20、是一工业工程是一门综合性很强的交叉学科。它是一门技术和管理有机地结合的边缘科学。门技术和管理有机地结合的边缘科学。工业工程工业工程n工程技术工程技术n管理技术管理技术n自然科学自然科学n社会科学社会科学n人工智能技术人工智能技术n经济管理经济管理n现代软科学现代软科学n系统工程系统工程n工程技术工程技术n管理技术管理技术n计算机技术计算机技术1.2 工业工程的概念和内容工业工程的概念和内容工业工程的内容体系1.2 工业工程的概念和内容工业工程的概念和内容v工业工程内容体系工业工程内容体系1.3 工业工程的基本方法工业工程的基本方法v1.3.1 系统工程方法系统工程方法系统工程方法论的基本特点：
21、系统工程方法论的基本特点：研究方法强调整体性，技术应用强调综合性，研究方法强调整体性，技术应用强调综合性，管理决策强调科学性。管理决策强调科学性。p霍尔三维结构霍尔三维结构以三维（以三维（逻辑维、时间维、知识维逻辑维、时间维、知识维）立体空间）立体空间结构来概括地表示出系统工程的各阶段、各步结构来概括地表示出系统工程的各阶段、各步骤以及所涉及的知识范围，它将系统工程活动骤以及所涉及的知识范围，它将系统工程活动分为前后紧密相连的七个阶段和七个步骤，并分为前后紧密相连的七个阶段和七个步骤，并同时考虑到为完成各阶段、各步骤所需的各种同时考虑到为完成各阶段、各步骤所需的各种专业知识。专业知识。1.3
22、工业工程的基本方法工业工程的基本方法 霍尔三维结构模型霍尔三维结构模型生产生产系统优化系统优化社会科学社会科学工程技术工程技术规划规划拟定方案拟定方案系统研究系统研究安装安装运转运转更新更新系统分析系统分析系统综合系统综合设计系统指标设计系统指标明确问题明确问题决策决策实施实施时间维时间维知识维知识维逻辑维逻辑维1.3 工业工程的基本方法工业工程的基本方法v1.3.2 软系统方法论软系统方法论 软系统方法论是针对传统的系统方法论而言的，传统软系统方法论是针对传统的系统方法论而言的，传统的系统方法论认为在问题研究开始定义问题是很容易的，的系统方法论认为在问题研究开始定义问题是很容易的，即认为所遇
23、到的问题都是便于观察、便于建模、边界清晰、即认为所遇到的问题都是便于观察、便于建模、边界清晰、目标明确、好定义的（目标明确、好定义的（well-definedwell-defined）问题（称之为）问题（称之为“硬硬问题问题”）。但对大多数系统管理问题来说，更多的是难以）。但对大多数系统管理问题来说，更多的是难以观测、不便建模、边界模糊、目标不定、不良定义的观测、不便建模、边界模糊、目标不定、不良定义的（ill-definedill-defined）问题（称之为）问题（称之为“软问题软问题”），问题定义），问题定义本身就是需要解决的首要问题。本身就是需要解决的首要问题。1.3 工业工程的基本方
24、法工业工程的基本方法软系统方法论解决问题的步骤软系统方法论解决问题的步骤劣结构问题劣结构问题情景情景问题情景问题情景描述描述相关系统根相关系统根定义定义概念模型概念模型形成系统概念形成系统概念其他系统思想其他系统思想实施可行实施可行方案方案可行改革可行改革方案方案和比较和比较现实世界现实世界系统思维系统思维1.3 工业工程的基本方法工业工程的基本方法软系统与硬系统的方法论比较软系统与硬系统的方法论比较硬系统方法论硬系统方法论软系统方法论软系统方法论硬问题硬问题良结构良结构知物之善知物之善还原论思维还原论思维目标确定目标确定状态辨识状态辨识最优化最优化问题解决问题解决最优方案最优方案软问题软问题劣结构劣结构知理之善知理之善系统论思维系统论思维目标模糊目标模糊共识、沟通共识、沟通准优化准优化状态改善状态改善改革方案改革方案1.3 工业工程的基本方法工业工程的基本方法v1.3.3创造性方法创造性方法l 5W1Hl 列举法列举法l 头脑风暴法头脑风暴法l 情景分析法情景分析法l 肯定式探询肯定式探询新的新的IE研究手段不断涌现研究手段不断涌现新的新的IE思想与信息技术紧密融合思想与信息技术紧密融合 应用领域和研究对象将不断扩展应用领域和研究对象将不断扩展 1.4 现代工业工程的挑战和发展现代工业工程的挑战和发展1 工业工程概述工业工程概述
