工业工程理论与方法-工业工程理论与方法

ShanghaiJiaoTongUniversity江志斌教授工业工程与物流工程系主任2011.3.29工业工程概论ShanghaiJiaoTongUniversity引子－一个人的传奇故事泰勒（FrederickW.Taylor）科学管理之父、工业工程的先驱ShanghaiJiaoTongUniversity引子:一个人的传奇故事•考入世界最著名的大学，却无缘完成学业。•从普通工人、技工、工长，总技师一直做到总工程师的成长经历。•系统地进行了工场作业和衡量方法研究，创立了“时间研究”(Timestudy)，改进操作方法，科学地指定劳动定额，采用标准化，从而大大地提高了工作效率，降低了成本。•著名的“铁锹实验”;•提出了一系列科学管理原理与方法，主要著作：《计件工资》（1895）、《工场管理》（1903）以及《科学管理》（1911）。ShanghaiJiaoTongUniversity引子:一个人的传奇故事（续）•研究人－机关系，重视劳动效率；•进行动作分析，对生产过程进行分析；•实行差别计件工资制；•注重劳动条件、劳动环境和劳动过程；•实行以计划管理为中心的职能制；•以新的作业方法和作业标准培训新工人。泰勒的科学管理（泰勒制）大致可归纳为七条内容泰勒制的基本特征是”三定”：定标准作业方法，定标准工作时间，定每日的工作量，形成了高工资与低生产成本的管理。ShanghaiJiaoTongUniversity引子：一个人的传奇故事（续）•善于发现问题•用心做事情；•不满足于现状；•科学精神；•效率观；•实验的重要性；启示ShanghaiJiaoTongUniversity引子：福特汽车1886年德国人卡尔·本茨制造了世界第一辆汽车;30多年后，直到上世纪二十年代，美国人亨利、福特，采用大规模流水生产，大大地降低了成本，制造出了售价只有260美元的汽车，汽车才真正进入家庭，并激发了人类生产史上一场产业革命！ShanghaiJiaoTongUniversity引子：福特汽车(续）作坊式生产流水线式生产亚当·斯密劳动分工理论；惠特累零部件互换性原理；•工厂专业化；•作业专业化；•操作标准化；•系统同步化；科学管理-工业工程ShanghaiJiaoTongUniversity引子：丰田汽车上世纪50年代日本丰田汽车毫无名气，年产量还不到福特一天的产量；20年后日本汽车工业真的崛起了，一举颠覆了美国世界制造业霸主的地位；美国人痛定思痛，麻省理工学院的一批学者到丰田进行了深入的研究，写下了脍炙人口的一本名著：《改变世界的机器》，提出了一个影响深远的精益生产制造模式（LP）。丰田精益生产的核心理念：JustinTimeShanghaiJiaoTongUniversityDrJamesP.WomackVisitedIE&MDept.ofSJTUShanghaiJiaoTongUniversity引子:“名人名言”美国质量管理权威朱兰博士“美国值得向全世界炫耀的东西就是工业工程，美国之所以打胜第一次世界大战，又有打胜第二次世界的力量，就是美国有工业工程”。现代管理大师彼得·德鲁克“工业工程已经被证明是20世纪最有效的思想，它是唯一在世界范围内被接受和具有广泛影响的美国人的思想。无论何时，工业工程一旦应用将提高生产率，降低工人的体力劳动强度和工作时间，它有可能将工人劳动生产率提高100倍”。ShanghaiJiaoTongUniversity内容什么是工业工程？工业工程的起源与发展工业工程体系工业工程方法工业工程应用与发展前景ShanghaiJiaoTongUniversity什么是工业工程？物料设备能源信息人集成系统设计改善实施自然科学（如数学，物理）社会科学（如心理学）工程分析和设计效率效益质量服务任务对象知识与工具目标IE是追求卓越方法：以正确的方法把事情做好！ShanghaiJiaoTongUniversityIE解读•泛指一切组织；•不仅适应于制造业，也适应于非制造业。对于“工业”的理解•系统可大可小、可以是的系统局部也可以是整体；•不局限于制造系统。对于“系统”理解•整体=个体+关系；•1+12：整体绩效并非个体绩效之和；具有好的生产力要素不一定等于好的效果；•1+12：集成效应集成的作用ShanghaiJiaoTongUniversityIE解读•自然科学+社会科学+工程分析与设计原理；•交叉性学科。IE所采用的知识与方法•设计+改善+控制＋评价；•效率与效益首先是设计出来的；•改善的基本方法：ECRS,5W1H。IE的任务•质量（Q)•时间（T)•成本(C）•服务(S)IE的目标ShanghaiJiaoTongUniversity工业工程的思想精髓提高生产率是工业工程追求的无止境的目标：•对于单个劳动者，设法减轻其劳动强度、使投入资源少、产出高；•对于一系列作业，设法使之均衡、协调、流程合理、尽量减少停顿；•对于复杂任务，设法改进设计，改进资源的利用，以更好的方案使完成任务的过程消耗更少。提高效率是核心追求永无止境的改善注重整体系统的思想以人为本、重视人的作用技术与管理结合的思想ShanghaiJiaoTongUniversity工业工程的思想精髓追求永无止境的改善，体现IE的创新精神•今天所做的合理化，随着法律规定、政治因素、经济情势、社会环境、科技发展之变迁，到了明天、后天也许就变成不太合理，甚至完全不合理了；•一个组织要万年长青，需要不断成长发展，必须追求永无止境的改善。•发展的阶段性与可持续性：发展的节奏、代价；提高效率是核心追求永无止境的改善注重整体系统的思想以人为本、重视人的作用技术与管理结合的思想ShanghaiJiaoTongUniversity工业工程的思想精髓通过集成，追求整体系统优化•现代企业日趋庞大复杂，工业工程师必须突破过去的观念，而经常以整体系统的理念，才能彻底解决问题；•由于每一个整体系统是由许多子系统所构成，子系统彼此之间有密不可分的关系，子系统的最佳对策，对整体系统并不一定是最有利的，正所谓“见树不见林”；•以前大家常强调要“把事情做对”(dothethingsright)，今后我们应该特别强调“做对的事情”(dotherightthings)。提高效率是核心追求永无止境的改善注重整体系统的思想以人为本、重视人的作用技术与管理结合的思想ShanghaiJiaoTongUniversity工业工程的思想精髓以人为本、重视人的作用，体现科学发展观•在解决现代复杂生产、技术与社会系统问题中，特别强调人在系统中的作用，认为人是复杂系统中起着决定性的作用，特别注意尊重人、调动人的积极性与创造性；•吸收行为科学、心理学以及社会学的成果，发展了人机工程学人因工程学，分析与设计人与机器、人与环境的关系；•采用人力资源管理、劳动定额、激励机制等方法，调动人的积极性。提高效率是核心追求永无止境的改善注重整体系统的思想以人为本、重视人的作用技术与管理结合的思想ShanghaiJiaoTongUniversity工业工程的思想精髓技术与管理相结合，是IE最重要特征•从技术的角度去研究与解决生产组织与管理方面的问题（技术到管理）；•而具体实施中，则站在系统全局管理的角度进行分析、设计、改造和控制系统的运行行为（从管理到技术），以求整体最优；•IE是技术和管理密切结合的工程学科，而IE工程师是执行这一任务的即技术又懂管理的复合型人才；•我国过去技术与管理处于脱离状态，没有很好地解决在一定技术下，进行资源的最优组合与配置，以达到低成本、高效率的生产目的问题。提高效率是核心追求永无止境的改善注重整体系统的思想以人为本、重视人的作用技术与管理结合的思想ShanghaiJiaoTongUniversity内容什么是工业工程？工业工程的起源与发展工业工程体系工业工程方法工业工程应用与发展前景ShanghaiJiaoTongUniversityIE的起源与发展历程•1776年英国的史密斯在其《国家的财富一书中首次提出了劳动专门化的概念，以提高生产率。•美国的惠特累（EliWhitney，1765-1825），提出了零件互换性的概念，奠定了大规模化生产的基础；•1800年左右，英国的波顿和小瓦特在他们的铸造厂里尝试了组织改善；•英国的巴贝奇于1832年出版了《机器与制造经济性》提出了劳动分工的概念；•19到20世纪转折期，亨利．伏特从屠宰场中畜体随板式传送带移动的现象受到启发，发明了汽车流水线装配的方法。萌芽期（十九世纪以前）为生产的标准化、专门化和管理的科学化奠定了基础。ShanghaiJiaoTongUniversityIE的起源与发展历程•美国工程师泰勒(FrederickW.Taylor)从1895年起先后发表了《计件工资制》、《工厂管理》和《科学管理》等论著，系统地阐述了科学管理的思想，主要是以时间研究与动作研究为主的工作研究理论，标志着IE开始。•从1910年前后开始，吉尔布雷斯夫妇改进了泰勒的动作研究方法，提出了运动研究方法：设定了17种标准动作的基本要素，把所有的作业分解成一些基本动素。为后来的预定时间标准创造了科学依据，提供了基本方法。科学管理时期（1900’—1930’）吉尔布雷斯夫妇发明的方法是怎样能改进作业的效率－效率工程，对于工业工程的诞生起了非常决定性的作用。一直到今天，工业工程发展的思路依然与他们两个人当初所做的工作密切相关，今天我们所关注的系统更大了，但我们所追求的仍然是效率和效益。ShanghaiJiaoTongUniversityIE的起源与发展历程•甘特发明了甘特图，为事先计划与调度、检查进度并更新计划提供了系统的图表方法；•哈里斯于1917年提出了应用批量经济控制库存量的理论；•舍沃特于1924年提出了统计质量控制方法。•美国宾州州立大学于1908年首先开设了IE课程，后来又单独设立IE系，开创了IE教育的先河；•1933年，美国康奈尔大学(Cornell)授予从事动作研究的学者巴恩斯(R.M.Barnes)第一个IE博士学位。科学管理时期（1900’—1930’）（续）ShanghaiJiaoTongUniversityIE的起源与发展历程•1912年成立了推进科学管理协会，1916年更名为泰勒协会(TaylorSociety)；•1917年美国成立了工业工程师协会；•1936年美国工业工程师协会与泰勒协会合并成为管理进步协会。•1912年成立了推进科学管理协会，1916年更名为泰勒协会(TaylorSociety)；•1917年美国成立了工业工程师协会；•1936年美国工业工程师协会与泰勒协会合并成为管理进步协会。科学管理时期（1900’—1930’）（续）ShanghaiJiaoTongUniversityIE的起源与发展历程•二战期间诞生的运筹学，以及后来工程经济学的产生、统计学广泛应用为工业工程解决越来越大的管理与生产系统规划、设计、改造、创新提供了有效的手段；•工业工程从早期应用工作研究以解决现场效率提高发展到企业整体的设计、改善，包括工厂设计、质量控制、物料搬运、人机工程、生产计划、库存控制；•1948年美国工业工程学会正式成立,1981年改名为工业工程师学会（IIE）；•20世纪50-60年代以来，随着科学技术的高速发展，尤其是系统工程与计算机技术的产生与发展，IE对于复杂的工业和社会生产系统进行量化分析与系统设计的能力大大增强，使IE成为一门更加成熟的学科。发展期（1930’—1970’）ShanghaiJiaoTongUniversityIE的起源与发展历程•工业工程开始被成功地引入亚太地区，尤其是日本人在战后经济恢复期将IE引入日本各行各业，并进行日本式消化吸收，开创了丰田生产方式(ToyotaProductionSystem)；•而台湾、韩国、香港、新加坡更是加大工业工程的研究与应用力度，在高等教育、培训、企业应用方面都走在国际前沿，开创了“亚洲四小龙”的经济飞速发展现实。发展（1930’—1970’）（续）工业工程的研究与发展水平，在一定程度上标志着一个国