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工业工程及其发展东北大学工商管理学院•什么是工业工程？说说你对工业工程的理解一.生产的含义狭义的生产：制造产品(有形物的生产)广义的生产：制造产品并提供相关的各种服务活动(无形生产）如运输、销售、通信等生产过程就是一个功能转换的过程，是一个投入—产出系统。生产系统产出投入生产要素人力、物料、机器设备、设施、能源、信息……有机转换生产过程生产财富产品服务图1——生产的含意1.1企业生产运作一.企业生产运作概述▫离散型机械制造企业▫流程型生产企业▫重入型制造企业▫服务型企业（一）离散型机械制造企业•概念：是指以一个个单独的零部件组成最终产品的生产方式。(一)离散型机械制造企业•车间任务型生产▫概念——企业的生产同时在几个车间交叉进行,生产的零部件最终流转到装配车间装配,成品由质量部门检测,合格件交付出厂的一种生产组织方式-▫适用——单件小批量生产方式的制造企业▫特点——每项生产任务仅使用整个企业的一小部分能力和资源；生产设备一般机群方式布置(一)离散型机械制造•流水线生产•概念——加工对象按事先设计的工艺过程依次顺序地经过各个工位（工作地），并按统一的生产节拍完成每一道工序的加工内容的生产组织方式(二)流程型生产企业•通过对一些原材料的加工，使其形状或化学属性发生变化最终形成新形状或新材料的生产方式。•石油、化工、钢铁、造纸等企业是典型的的流程型制造企业(三)重入离散型制造企业•重入型制造（Re-entrantManufacturing）——产品或零件在制造过程中被某些机器重复加2次以上的制造过程。•电子制造企业是典型的重入型制造企业(四)服务型企业•技术密集型服务企业：航空、运输、娱乐、通信、医院…•人员密集型服务企业：零售、批发、学校、餐饮业、咨询业•以为人们提供服务、以社会服务为中心来组织生产二、衡量生产的有效性指标•经济学上，用生产率（Productivity)来衡量生产系统的转换功能，表示生产要素的使用效率（生产率=产出/投入）。•生产率（P）=•一般通过两种方式来达到这种目的：改进生产技术和改善管理。）投入（）产出（IO三.提高生产率的手段•改进生产技术：不断发明新技术、新工艺，制造新工具、新机器•改进管理方法：采用科学的管理方法。实践证明，在工业化生产中，技术和管理只有很好地结合起来才能获得理想的效果。工业工程就是本世纪初在人们致力于提高工作效率和生产率、降低成本的实践中产生的一门技术与管理相结合的工程学科，通过把技术与管理有机地结合起来，去研究如何使生产要素组成生产力更高和更有效运行的系统，实现提高生产率的目标。工业工程（IndustrialEngineering，简称IE）工业工程的基本内涵•IE是一门管理与技术的集成学科，用工程和技术方法解决管理问题，是一种管理技术•IE研究的对象是由人员、物料、设备、能源、信息等所构成的各种生产、经营管理系统，且不局限于工业生产领域。——整体系统•IE所采用的理论与方法来自于数学、自然科学和社会科学中的专门知识和工程学中的分析、规划、设计等理论与技术，特别是系统工程的理论与方法。•IE的基本职能：设计、改善、控制、评价•需要注意的问题：▫“工业”：这里所指是社会生产、交通、服务等产业的集合，不局限于工业生产；▫“整体系统”：是指管理对象的全部；与一般工程技术学科的差异包括人工业工程介绍视频一、工业工程的特点1、IE的核心是降低成本、提高质量和生产率•三者是统一的•产品质量低下--增加质量成本--影响生产率IE的特点和意识•一家生产激光头的电子厂拍到的一张焊接工位图片锡缸和擦拭海绵已经破烂，影响烙铁头的寿命和焊接温度，从而影响产品的焊接性能工业工程的特点•如果单纯为了节省敷料成本而不进行更换的话，势必造成烙铁头使用量的增加，以及产品不良，最终导致产品的修理成本和返工成本，及质量成本增加，同时，由于返工工时和材料的浪费，导致生产率降低，最终产出能力降低。工业工程的特点2、IE是综合性的应用知识体系•IE要解决的问题涉及技术问题和管理问题。•IE人员需要掌握自然科学、工程技术、管理科学、社会科学及人文科学在内的各种知识。•比如：IE人员要提高工人的工作效率，首先得了解影响工人工作效率的各个因素，包括人、机、料、法、环等环节，这就要求IE人员必须具备相关环节的知识，才可能找出影响工人工作效率的主要环节。工业工程的特点3、注重人的因素是IE区别于其他工程学科的特点•从泰勒的科学管理到霍桑实验•现代IE深入研究人的因素，开展以人为本的管理研究。（人是根本，人是资本，人是成本）工业工程的特点4．IE的重点是面向微观管理为了达到减少浪费、降低成本的目的，IE重点面向微观管理，解决各个环节管理问题，从制定作业标准和劳动定额、现场管理优化直至各职能部门之间的协调和管理改善，都需要IE发挥作用。工业工程的特点5、IE是系统优化技术IE所强调的优化是系统整体的优化，不单是某个生产要素（人、物料、设备、方法、环境……）或某个局部（工序、生产线、车间……）的优化，后者是以前者为前提的优化，最终追求的是系统整体效益最佳。4.IE的特点和意识二、工业工程的意识1、成本和效率意识降低成本，提高效率和质量是IE的核心特点，IE人员必须树立成本和效率意识。4.IE的特点和意识2、问题和改革意识：工业工程师有一个基本理念，即做任何工作都会找到更好的方法，改善无止境。4.IE的特点和意识3、工作简化和标准化意识IE追求高效和优质的统一。IE产生以来，推行工作简化（Simplification）、专门化（Specialization）和标准化（Standardization），即所谓的“3S”。4.全局和整体意识。IE人员考虑问题必须考虑全局和整个生产系统，不要改善了这个问题，同时又造成其他方面的问题，要考虑综合效率。新问题老问题1.基础IE理论知识介绍1.基础IE理论知识介绍5.以人为中心的意识。任何事情，归根揭底都是通过人来最终实现的，人是根本，人是资本，人是成本。为什么IE会受到重视：•因为它能够提高生产率！众所周知，日本是一个国小、人多、资源缺乏的国家。二次大战后，厂房、道路、桥梁都受到严重破坏，经济面临全面崩溃，全年1/3时间停产，加上600万日军和移民拥回而失业人数激坛。•再看今天的日本，面积不到38万平方公里，人口不过1亿多，但国民生产总值占世界国民生产总值的10%，据1980年的统计，日本国民的人均生产总值为1.087万美元，居世界第二位。拿汽车工业来说：美国用工量日本用工量装配一辆汽车33个14个制造一辆车身9.5小时2.9小时制造一发动机6.8小时2.8小时中国可不可以用IE？•1986年，上海金陵无线电厂通过推广IE使该厂流水线生产能力提高了40%，半年间仅成本就节约了80万元。•成都市红光电子管厂在引进的显象管生产线上应用IE，年增产42万只电子枪，投入0.98万元，获得363万元的效益。工业工程的产生与发展过程•一、工业工程的产生•工业工程是工业化的产物，一般认为最早起源于美国。•产生背景：▫19世纪末20世纪初，美国工业高速发展，工厂由家庭小作坊向社会化大生产转化，企业规模不断扩大，市场迅速扩展，工人劳动强度大，工资收入不高，同时劳动效率低下，企业主和工人严重对立。▫以泰勒和吉尔布雷斯为代表的一大批科学管理先驱者为改变这种状况，以提高工作效率为目标，进行了卓有成效的工作，开创了科学管理理论，为工业工程的产生奠定了基础，开辟了道路。工业工程的产生与发展过程•工业工程创立初期的几个代表人物：•1、泰勒。科学管理理论的创始人，同时也被认为是工业工程的创始人。主要贡献：时间研究、方法研究泰勒的科学管理•泰勒简介（1856-1915）▫是美国古典管理学家，科学管理理论的主要倡导者，被后人尊称为“科学管理之父”。▫生产技术的行家，在技术上有许多发明创造，拥有100多项专利权。泰勒的科学管理•泰勒简介▫1856年，出生于美国费城杰曼顿一个富有的律师家庭。▫1874年，考入哈佛大学法律系，不久，因眼疾辍学。1875年，进入费城恩特普里斯水压工厂当模具工和机工学徒。▫1878年，到米德维尔钢铁厂，先后担任了机工班长、车间工长、总技师，最后成为总工程师。期间参加学校的业余培训班，获得机械工程学位。▫1890年，泰勒离开米德维尔钢铁厂，先后担任过投资公司总经理。▫1906年，泰勒担任了美国机械工程师协会的主席，从事工厂的管理咨询工作。泰勒的科学管理泰罗在米德维尔钢铁厂•现场情况：▫工人磨洋工和生产效率低下。▫计件工资：不合理•泰罗的做法：▫教工人更好的操作方法▫降低工资率•对科学管理的探索▫工时研究分析阶段分解工作去除不必要的动作选出每一动作最好的方法测量和记录时间并加上不可避免的耽搁和停顿时间建设阶段建立基本动作和时间的档案工具、机器、原料和方法等的改进▫合理计件工资制度通过工时研究进行观察和分析以确定工资率差别计件工资不按职位支付工资▫训练头等工人▫职能工长制泰罗的顾问生涯搬运生铁块试验（钢铁动力公司）：科学管理的应用搬运姿势行走速度每次的搬运量休息时间长短对搬运量的影响项目试验前试验后日搬运量12.5吨47-48吨日工资1.15美元1.85美元•铁锹试验：▫如何铲料是每天铲料量最大煤沙结论▫是铲料量在21磅时每天的铲料量是最多的▫铲轻料的用大铁锹，铲重料的用小铁锹，保证每锹都在21磅上下。4、*亨利·福特（HenryFord，1863-1947)如何提高整个生产过程的生产效率贡献：各工序时间测定、创建流水线、标准化和专业化（产品、零件,工厂、工具、作业）、利润分享2、*吉尔布莱斯夫妇，被认为是动作研究的创始人。贡献：动作研究，时间研究。“砌砖试验”，比泰罗的研究更为细致和广泛。3、*亨利·甘特（HenryLGantt，1861-1919)贡献：奖励计件工资制、“甘特图”二、工业工程的发展进程1、科学管理时期（20世纪初~20世纪30年代中期）•采用以动作研究和时间研究为主要内容的科学管理方法，提高工人作业效率。•主要是针对操作者和作业现场等较小范围，建立在经验基础上的研究。•1908年，美国宾西法尼亚州立大学根据泰勒的建议，首次开设工业工程课程，成为第一所设立工业工程专业的大学。•1917年，美国成立了工业工程师协会，这是最早的独立的IE组织2．工业工程时期(20世纪20年代后期-现在)•(1)传统IE或者经典IE(20年代后期-40年代中期)。▫泰勒的科学管理原理和吉尔布雷斯的动作研究的继承和发展。▫统计质量控制、进度图、库存模型、人的激励、组织理论、工程经济、工厂布置、物料搬运等理论和方法的产生与应用，使管理有了真正的科学依据。▫重视与工程技术相结合，使IE本身具有独立的专业工程性质，IE不同于管理的概念和职能得到确立，IE成为一种在技术和管理之间起着桥梁作用的新型工程技术。•(2)IE与运筹学结合(40年代中期-70年代中期)•运筹学是为解决战争中的军事方案选择问题而研究出的一个新的学科领域，主要包括数学规划、优化理论、博弈论、排队论、存储论等理论和方法，可以用来描述、分析和设计多种不同类型的运行系统，寻求最优结果。•由于企业生产决策与战役决策有非常的相似之处，因此很多学者将OR运用到IE中来。同时，计算机为处理数据和对大系统进行数学模拟提供了有力的手段。因此，运筹学成为1E的理论基础，IE取得重大发展。•(3)IE与SE结合并共同发展(70年代中后期-现在)。▫系统工程的原理和方法用于IE，使它具备更加完善的科学基础与分析方法，得到进一步发展和更广泛的应用。