工业工程讲座,山东大学管理学院 吴爱华 教授 电话：13969096046 邮箱：wuaihua,讲座内容： 一、工业工程概述 二、工业工程的发展过程 三、工业工程的主要内容 四、工业工程在国内外的应用概况,一、工业工程概述,1、工业工程的基本概念 科学技术发展的重要特征之一是产生了许多交叉科学和边缘科学。工业工程（简称IE）就是综合了自然科学、社会科学、工程学、管理科学等多种学科的成果，而形成的一个独立的学科体系，并且它的内涵与外延仍在不断发展。,我国管理学科的构成 管理学 一级学科 二级学科 管理科学与工程 管理科学 信息管理与信息系统 工程管理 工业工程 物流工程与管理 电子商务 工商管理 工商管理 市场营销 会计学 财务管理 人力资源管理,1.1 什么是工业工程 关于工业工程的定义很多，但最具权威的定义仍以1955年美国工业工程师学会所下的定义(后来在某些词句上做了少量改动)，即： “工业工程是对有关人员、物料、设备、能源和信息等组成的集成系统进行设计、改进和实施的一门学科。它运用数学、物理学和社会科学的专门知识和技能，并应用工程分析与设计的原理和方法，对上述系统取得的成果进行研究、预测和评价”。,1.2 IE的基本特征 现代IE是一个跨学科的技术体系 现代IE是一门工程技术 现代IE与管理密切相关 现代IE是系统设计与优化技术 注重人的因素是IE区别于其它工程学科的特点之一,2、现代IE的功能 规划、设计、评价、创新（改进） 。,3、 IE特有的意识 成本和效率意识 一切工作从大处着眼，从总目标出发；从小处着手，力求节约，杜绝浪费，寻求成本更低、效率更高的方式方法去完成。 问题和改革意识 工业工程师有一个基本信念：做任何工作都会找到更好的方法，改善无止境。也就是“没有最好，只有更好”。 工作简化和标准化意识 IE追求高效和优质统一。积极推行工作简化和标准化。每一次生产技术改进的成果都以标准化形式确定下来并加以贯彻。 全局和整体意识 从全局和整体需要出发，针对研究对象的具体情况选择适当的IE方法，并注重应用的综合性和整体性。 以人为中心的意识 坚持以人为中心来研究生产系统的设计、管理、革新和发展。,二、工业工程的发展过程(第一阶段),F.W.泰勒(1856-1915)，被誉为工业工程之父。通过著名的“铁铲实验”、“搬运实验”和“切削实验”，总结了称为“科学管理”的一套思想，其内容涉及制造工艺过程、劳动组织、专业化分工、标准化、工作方法、作业测量、工资激励制度以及生产规划和控制等问题的改进，其科学性和系统性为IE开创了通向今天的道路。,1910年，Frank Gilbreth和Lillian Gilbreth从事动作研究(砌墙实验)和工业心理学研究； 1913年，Henry Ford发明流水装配线； 1914年，Harry Gantt从事作业进度规划研究和按技能高低与工时付酬的计件工资制的研究； 1917年，F. W. Harris研究应用经济批量控制库存量的理论；,工业工程的发展过程(第二阶段),1911年美国Purdue大学机械工程系首先开设了工业工程选修课； 1918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（American Society of Industrial Engineer ,ASIE；后又成立AIIE），工厂中出现专门从事IE的职业； 1922年马肯著预算控制，1924年著会计管理； 1924-1931年W.A.Shewhart首创“统计质量管理”； 1924-1933年，G.F.Mayo通过“霍桑实验”首创“人际关系学说”； J.Fish 首创“工程经济”。,工业工程的发展过程(第三阶段),40年代中期 ，运筹学受到IE工作者的注意。OR是包括数学规划、优化理论、排队论、存贮论、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、分析和设计多种不同类型的运行系统。 第三阶段的IE与前两阶段的比较 以经验和定性分析为主向以定量分析为主。,工业工程的发展过程(第四阶段),在70年代，系统科学（SS）和系统工程（System Engineering,， SE）的出现。成为IE所需要的一种“统帅”学科。,SE的方法论,OR的定量方法,传统IE的专门技术,新IE？,工业工程的发展过程(第五阶段),70年代以后，IE的发展出现了一些新动向： 早期的IE以提高制造现场作业效率和改进生产管理为主；现代IE则面向企业经营管理全过程和全系统。 早期的IE单兵独进，多是些单项技术；现代IE已经成为系统化的知识、技术和方法体系。可为现代企业的规划、设计与运营提供完整的解决方案和集成化手段。 早期的IE只应用于制造业，现代IE已经普及到交通、建筑、服务和行政管理等多种产业中。,工业工程的最新趋势,应用范围从制造业扩大到服务业和非营利组织（非制造业工业工程应用大有可为） 应用重点从提升现场生产效率到提高系统的集成化综合效益（新型工业化） 特别依赖于信息科学与技术（计算机软硬件、网络与通信技术、数据库支撑环境等）,现代IE的特点 提高生产率仍是现代IE的核心目标 在各行各业广泛应用 广泛应用现代科技成果，新的IE理论和技术不断产生 精益生产(Lean Production) 计算机集成制造系统(CIMS) ，包括CAD、CAPP、CAM、FMS、MRP/ERP等等。 并行工程(Concurrent Engineering) 供应链管理(Supply Chain Management) 敏捷制造系统(Agile Manufacturing) 经营程序再造(Business Process Reengineering,简称BPR) 强调人的因素和结合本国国情,三、工业工程的主要内容,工作研究 人机（因）工程 设施规划与物流系统设计 工程经济分析 生产计划与控制 质量管理与质量工程 成本控制 现场管理优化,工作研究,工作研究是工业工程的最经典内容。 所谓工作研究，就是以提高生产率和工作效率为目的，研究合理的工作程序和有效的工作方法，并确定标准时间的一种技术。,工作研究,方法工程（方法研究）,作业测定（时间研究）,1、方法工程 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。 方法研究的内容： （1）程序分析：分析工艺流程、物料运输流程、人员行走流程、管理业务流程等。 （2）操作分析：分析工序内的操作过程。 （3）动作分析：分析工人的细微操作动作。,专门的图表技术 ：,运用“5W1H”法进行分析：,四项措施：,取消,合并 重排,简化,目的（对象）,地点 时间 人员,方法,程序分析符号,工序、操作,运输、搬运,检验,停歇、等待,存储,工艺程序分析 工艺程序分析是对现场的宏观分析，把整个生产系统作为分析的对象，目的是改善整个生产过程中不合理的工艺内容、工艺方法、工艺程序和作业现场的空间配置。 采用工艺程序图进行分析。,主要零件的加工装配过程,局部加工或装配,局部加工或装配,局部加工或装配,零件 （材料）,零件 （材料）,零件 （材料）,零件 （材料）,画法：,1,1,2,2,3,5,4,20,5,接合器套 （青铜杆）,6,8,3,10,11,9,接合器套 （青铜杆）,7,车、钻、铰 套螺丝、切断,检验,钻孔,检验,铣8个槽,去毛刺,镀隔,车外圆、 切断,车外圆、 钻孔,切槽,铣断面,去毛刺,检验,镀隔,16,18,接合器帽 （黄铜杆）,17,车、钻、铰 压花、 切断,镀隔,检验,14,15,车、钻、铰 切断,去毛刺,12,13,车、钻、铰 切口,去毛刺,盅套圈 （黄铜杆）,内部套圈 （黄铜杆）,19,局部装配,4,隔离垫圈,隔离圈筒,去毛刺,装配,检验,SA,SA,SA,SA,A-1,A-2,A-3,A-4,A-5,I-1,I-2,I-3,I-4,A-6,01底座,02垫板,03面板 04TR-4 05TR-5 06Cap-6,07显示器屏 08显示器底座 09芯片 10电路板,11按键 12键盘面板 13键盘底座,14开关 15插头 16电池,17包装盒,电源,键盘,显示器,面板,垫板安装,面板安装,显示器安装,键盘安装,电源安装,包装,电路检验,电路检验,显示器检验,功能检验,计算器装配流程图,流程程序分析 流程程序分析是对生产制造过程进行详细分析的一种方法。 流程程序图可以详细的记录生产过程中的操作、检验、搬运、等待、贮存等状况，以便于进行更细致的分析。,图4-13 人型及物料型流程程序图标准表格格式一,图4-14 人型及物料型流程程序图标准表格格式二,D,去医院挂号处,排队,交挂号费,领挂号单,去内科,排队,大夫诊断,去交款处,交款,大夫开化验单,去化验室,排队,排队,化验,等结果,去内科,等待,大夫看化验结果,诊断,开药方,去西药划价处,排队,划价,去中药划价处,排队,划价,去交款处,排队,交款,去西药发药处,排队,领药,排队,去中药发药处,领药,去医院看病流程程序图,4,5,2,3,7,D,D,D,6,D,D,8,9,D,10,D,11,D,12,D,13,14,回家,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,1,D,D,去医院挂号处,排队,交挂号费,领挂号单,去内科,排队,大夫诊断,去交款处,交款,大夫开化验单,去化验室,排队,排队,化验,等结果,去内科,等待,大夫看化验结果,诊断,开药方,去西药划价处,排队,划价,去中药划价处,排队,划价,去交款处,排队,交款,去西药发药处,排队,领药,排队,去中药发药处,领药,去医院看病流程程序图,4,5,2,3,7,D,D,D,6,D,D,8,9,D,10,D,11,D,12,D,13,14,回家,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,1,D,D,去医院挂号处,排队,交挂号费,领挂号单,去内科,排队,大夫诊断,去交款处,交款,大夫开化验单,去化验室,排队,排队,化验,等结果,去内科,等待,大夫看化验结果,诊断,开药方,去交款处 划价、交款,排队,交款,去西药发药处,排队,领药,排队,去中药发药处,领药,去医院看病流程程序图（改进1）,4,5,2,3,7,D,D,D,6,D,D,8,9,D,12,D,13,14,回家,1,2,3,4,5,8,9,10,11,1,2,3,4,5,6,9,10,11,1,D,D,去医院挂号处,排队,交挂号费,领挂号单,去内科,排队,大夫诊断,去交款处,交款,大夫开化验单,去化验室,排队,排队,化验,等结果,去内科,等待,大夫看化验结果,诊断,开药方,去交款处,排队,交款,去西药发药处,排队,领药,排队,去中药发药处,领药,去医院看病流程程序图（改进1）,4,5,2,3,7,D,D,D,6,D,D,8,9,D,12,D,13,14,回家,1,2,3,4,5,8,9,10,11,1,2,3,4,5,6,9,10,11,1,D,D,去医院挂号处,排队,交挂号费,领挂号单,去内科,排队,大夫诊断,大夫开化验单,去化验室,排队,交款、化验,等结果,去内科,等待,大夫看化验结果,诊断,开药方,去西药发药处,排队,交款、领药,排队,去中药发药处,交款、领药,去医院看病流程程序图（改进2）,4,2,3,7,D,D,6,D,D,8,9,D,13,14,回家,1,2,4,5,9,10,11,1,2,4,5,6,10,11,1,D,线路图分析