IE工业工程基础知识

1、 工业工程基础知识IE IE工业工程基础知识（一）就生产线改善内容展开介绍一下IE（工业工程）： 工业工程（IE）的定义 工业工程（Industrial Engineering简称IE），是以人、 物料、设备、能源和信息组成的集成系统为主要研究对象，综合应用工程技术、管理科学和社 会科学的理论与方法等知识，对其进行规划、设计、管理、改进和创新等活动，使其达到降低 成本，提高质量和效益的目的。 美国工业工程学会（AIIE）对工业工程的定义：“供应工业工程是对人、物料、设备、能源、和信息等所组成的整体系统，进行设计、改善和设置的一门学科，它综合运用数学、物理、和社会科学方面的专门知识和技术，以及工

2、程分析和设计的原理与方法，对该系统所取得的成果进行确认、预测和评价。” 概括而言，所有人类及非人类参与的活动，只要 有动作出现的，都可应用工业工程的原理原则，以及工业工程的一套系统化的技术，经由最佳途径达到目的。譬如工业工程中的动作连贯性分析 (operation sequence)，由于人类的任何一种动作都有连贯性，因此把各动作经仔细分析，分成一个个微细单元，删掉不必要的动作，合并可连接的动作，以达到工作简化、动作经济、省时省工之目的。 日本对工业工程（IE）的新定义 日本IE协会（JIIE）成立于1959年。当时对IE的定义是在美国AIIE于1955年的定义的基础上略加修改而制定的。其定义

3、如下： “IE是对人、材料、设备所集成的系统进行设计、改善和实施。为了对系统的成果进行确定、预测和评价，在利用数学、自然科学、社会科学中的专门知识和技术的同时，还采用工程上的分析和设计的原理和方法。” 此后，根据AIIE的修改和补充，又在“人、材料、设备”上加上了信息和能源。 在日本应用所（特别战后）长期IE根据JIIE 取得的成果和广泛的应用，IE不论在理论上和方法上都取得了很大的发展。JIIE深感过去的定义已不适于现代的要求，故对IE重新定义。其定义 如下： “IE是这样一种活动，它以科学的方法，有效地利用人、财、物、信息、时间等经营资源，优质、廉价并及时地提供市场所需要的商品和服务，同时

4、探求各种方法给从事这些工作的人们带来满足和幸福。” 这个定义简明、通俗、易懂，不仅清楚地说明了IE的性质、目的和方法，而且还特别对人的关怀也写入定义中，体现了“以人为本”的思想。这也正是IE与其它工程学科不同之处。这个定义可供我们了解IE的参考。 ）的起源与发展工业工程（IE 工业工程（Industrial Engineering，简称IE）起源于20世纪初的美国，它以现代工业化生产为背景，在发达国家得到了广泛应用。现代工业工程是以大规模工业生产及社会经济系统为研究对象，在制造工程学。管理科学和系统工程 学等学科基础上逐步形成和发展起来的一门交叉的工程学科。它是将人、设备、物料、信息和环境等生

5、产系统要素进行优化配置，对工业等生 产过程进行系统规划与设计、评价与创新，从而提高工业生产率和社会经济效益专门化的综合技术，且内容日益广泛。 在人类从事小农经济和手工业生产的时代里，人们是凭着自己的经验去管理生产。到20世纪初，工业开始进入“科学管理时代”，美国工程师泰勒（F.W.Taylor）发表的科学管理的原理一书是这一时代的代表作和工业工程的经典著作。从1910年前后开始，美国的吉尔布雷斯夫妇（Frank.&.L.Gilbreth）从事动作（方法）研究和工作流程研究，还设定了17种动作的基本因素（动素，Threbligs）。泰勒和吉尔布雷斯是最著名工业工程创始人。 1908年美国宾州大学

6、首次开设了工业工程课程，后来又成立了工业工程系，1917年美国成立了工业工程师协会。此后有人主张把当时从事动作研究、时间研究等提高劳动生产率的各种研究工作，从管理职能中分离出来，由懂得工程技术的人员去进行，逐步形成了一批将工程技术和 管理相结合的工业工程工程师。 二战期间和其后的一段时间内，工作研究（包括时间研究与方法研究）、质量控制、人事 评价与选择、工厂布置、生产计划等都已正式成为工业工程的内容。随着制造业的发展，费希（J.Fish）开创了工程经济分析的研究领域；由于战争的需要，运筹学得到了很大的发展。战后由于经济建设和工业生产发展的需要，使得工业工程与运筹学结合起来，并为工业工程提供了更

7、为科学的方法基础，工业工程的技术内容得到了极大的丰富和发展 。1948年，美国成立了工业工程师学会。五六十年代，美国许多大学先后成立了工业工程系，到1975年，已有150所大学开设了工业工程课程。 与发达国家相比我国的起步较晚，20世纪80年代初期，工业部门开始对工业工程有所认识，并逐步推广，1991年召开第一次全国性学术会议。 工业工程在我国的应用前景十分广阔。80年代。日本能率协会专家三上展喜受日本政府委托，在我国北京、大连等地推广应用工业工程技术，他认为，中国许多企业不需要在硬件方面增 加许多投资，只要在管理方式、人员素质和工业工程等方面着力改进，生产效率就可提高23倍，甚至510倍。国

8、内应用工业工程技术比较 典型的企业有：北京机床电器厂、一汽集团、鞍山钢铁公司等，都取得了明显的经济效益。 当前我国发展工业工程的一项重要工作是是人才培养，我国最早于1993年招收工业工程专业的本科生，目前已有70余所院校设有工业工程系或专业。1994年起开始招收硕士生，目前我国已有70多所院校开办了工业工程专业。 工业工程在国外与国内发展及应用的实践表明，这门工程与管理有机结合的综合技术对提高企业的生产率和生产系统综合效率及效益，提高系统综合素质，对增强企业在开放经济条件下的国际市场竞争能力和知识经济环境中的综合创新能力，对赢得各类生产系统、管理系统及社会经济系统的高质量、可持续发展等，具有不

9、可替代的重要作用。 我国以企业为基础和主体的工业及产业经济系统面临着资源利用率低、质量和效益不高、产品等综合结构不合理、环境适应性较差、国际竞争力及创新能力亟待增强，以及战略管理和内 部管理弱化、技术与管理脱节、特色化缺乏、产品、市场、技术等方面的发展不平衡、企业与市场和政府及其他企业间关系欠规范、不稳定等诸 多问题和困境。现代工业工程是企业和整个产业经济摆脱困境、赢得竞争优势的有效武器。 ）的地位、作用、特点以及范围IE工业工程（ 工业工程（IE）的地位 工业工程（IE）与人类社会工业化进程一起，已经走过了一百多年的历史，对人类社会，尤其是西方的经济和社会发展产生了巨大的推动作用。世界上诸多

10、工业发达国家，如美国、德国、日本、英国等，其经济发展都与其雄厚的工业及其工业工程（IE）的实力有着密切的联系。在美国，工业工程（IE）与机械工程、电子工程、土木工程、化工工程、计算机、航空工程一起，并称为七大工程，可见它的独特性和重要性。 工业工程（IE）在上述工业化国家受到了工业界的普遍重视，其原因就是因为工业工程（IE）直接面向企业的生产运作过程；它与数学、人因学、经济管理、各种工程技术有着密切的关系， 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

11、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，从而实现系统的最大效率和效益。工业工程（IE）是唯一一门以系统效率和效益为目标的工程技术，因此成为其它工程所不能替代，同时又对其它工程互补性很强的一项的综合性边缘学科。 工业工程（IE）的作用 首先，IE是进行作业标准时间设定的工具。如果没有这种作业标准时间设定，那么不仅工厂的生产计划无法制定，甚至是否有剩余产能或是产能不足都不得而知。所以标准作业时间设定是近代企业经营不可缺少的东西。 其次，IE是工程分析的改善工具。以往的IE是将工厂细分化，然后逐步的改善。但现在这种方法只能适合局部的改善，由于不能和企业利益直接挂钩，所以渐渐采取先进行

12、整体分析，然后改善的方法。 ）的特点IE工业工程（ 配合科学管理的是以工程技术为基础, 1.IE ;/预防问题技巧来发现问题/解决问题最终目的是经由管理的运作，使企业能 2.IE 获得最大的利益，故与成本或经济效 益有关，包括制度、作业方法、机器、模具、夹 具均应予掌握并加以改善；是一门应用科学，其操作理论均要能符 3.IE 工程师均应具合实际的需要，是故IE 备身体力行的能力，而使理论与实务相得益彰， 保证管理效果； 4.IE 是运用重点管理的技巧，在所面临的问题上做重点突破。 IE工业工程基础知识（二） 工业工程（IE）的主要范围 现阶段的IE（工业工程）的主要工作范围大致是： 工程分析、

13、工作标准、动作研究、时间研究、时间标准、时间价值、价值分析 （V.A）、工厂布置、搬运设计等。 工业工程（IE）的代表性成果以及发展趋势 工业工程（IE）的代表性成果 ）也有其IE如任何一门工程技术一样，工业工程（ 代表性成果，如：在生产系统领域，一直主导工业发展的“生产模式”。工业工程（IE）最早期的成果就是“福特生产方式”，它是以大规模的流水生产方式来提高生产效 率、降低劳动成本的，这一生产模式主导了长达半个世纪的工业进程。随着市场和技术的发展，随着人们对工业发展的长期实践、认识与研究，在近三十年里，各种先进的生产模式层出不穷，如对日本汽车工业发展及至全世界制造业产生重要影响的准时生产方式

14、（Just In Time-JIT）、精益生产方式（Lean Production），具有美国信息时代生产制造特征的敏捷制造方式（Agile Manufacturing），以及现在人们谈论很多的大规模定制生产方式（Mass Customization）。这每一种生产方式，都极大地影响着整个企业的运作，通过改善企业的业务流程，改变和发展了企业的经营方式，从而推动了全人类近半个世纪的高速发展。 工业工程（IE）的发展趋势 最近IE的发展倾向是源流管理。以前的IE所要解决的问题是对已经设计好的产品在生产过程中如何改善的问题。最多是生产部门将生产效率差的设计反馈给设计部门再由其进行改良。但是、在现在的

15、超竞争时代中、更重要的是在产品开发时如何按照IE的原则设计出效由生的原理编入设计中，IE设计部门将率更好的产品。 产部门把握是否可行并进行指导及改善的时代已经到来。随着数码?模拟技术等IT技术的发展，这些都变成了可行。 IE的研究目的 IE是针对以生产现场为中心的作业进行 (1) 系统的分析：作为现在的系统应该达到的成果，实际没有达到预计的成果时，进行发现问题并进行控制管理的研究。 (2) 系统的改善：现在的系统达到的成果不够充分和作业不方便而有必要改善其中一部分的时候，研究其改善的办法。 (3) 系统的设计：发生新的状况使得现在的系统难以达到充分的成果时，查找需求来研究设计新的系统。 IE的

16、分类 基本IE和应用IE (1) 本IE是属于古典IE，是指方法研究（ME：METHOD ENGINEERING）和作业测定（WM：WORK MEASUREMENT）。 (2) 应用IE是基本IE为基础，把生产活动中的所有因素为对象的IE，包括了QC、VE、OR等。 方法研究和作业测定 大范围内分为方法研究和作业测定。IE基本(1) (2) 方法研究目的是作业系统的设计及改善，作业者的动作分析、作业者和设备等的作业分析、现场工序分析等都属于方法研究。通过方法研究做作业系统的再 设计、业务设计、作业时间的缩短等，使其可以发展为理想的系统。 (3) 作业测定是分析效率的技术，其包含制定标准时间及改

17、善、目标时间的制定、测定作业效率等。作业测定虽把重点放在现场的生产性，但应扩大其领域提高系统的生产性、管理测量的生产性。 IE的分析体系 IE的分析体系中，通过方法研究分析每个作业以及系统化作业，强调最好的方法，通过在作业测定中分析运转状态并测定单位作业时间，设定标准时间与作业量。 通过依据方法研究与作业测定而设定的最佳方法和时间的组合，设计维持最佳作业系统。 IE的研究领域： : 人因工程 , 在设施的工程设计时综合应用关于感觉的,知觉的和精神运动的知识，以提高操作的水平和工人工智力的, 作的质量。: 制造系统工程 需求计划,分析和制造方法的设计,工艺和综合的系统包含装备,控制,服务,管理和

18、新的技术如计算机：计算机辅助设计/计算机辅助设计制造 (CAD/CAM),自动 控制,机器人,和电脑控制。 运筹学: 用统计,随机过程,数学建模,电脑科学,和优化等原理和方法来研究与开发数值的评估,认证,分析,组织,设计和综合的物理的和运转系统的表示方法的规律与技术。 生产管理: 分析,设计,安装,和维护一个包含生产和分发商品和服务的生产或管理系统的方法和理论。其任务是计划,调度，配置,和控制生产过程并有效利用的资金,人力,资源。 工业工程的两个小故事 在工业工程的领域当中，动作与时间研究（motion and time study）占有很重要的地位。1881年，被后人尊崇为工业工程之父的泰勒

19、氏（Frederick W. Taylor）首创时间研究（或称时学）（Time study），后数年纪尔布雷斯氏（Frank B. Gilbrtth）。）studymotion （）复倡动作研究或称工学 后因此二学关系密切，无法分割，遂合并称为动作与时间研究（或称工时学）。这儿叙述两个故事，来追溯动作时间研究的起源。 1898年，泰勒氏工作于伯斯利恒（Bethlehem）钢铁厂，当时该厂雇有铲手工人400600名，每日于一长约2哩，宽约1/4哩之广场上，铲动各种不同之物料。这些铲手，不用工场所准备的铲子，很多人自己从家中带来铲子，铲煤时，每铲重仅3.5磅，而铲矿砂时每铲竟重达38磅。此种自备铲

20、子的情形与每铲重量之差额，颇引起泰氏之好奇。他想：铲子的形状、大小和铲物工作量有没有关系？究以何种铲重为最经济最有效？什么样子的铲子，工人拿了既舒服又铲得多，铲得快？这些问题实应加以研讨。泰氏乃选优良铲手两名，分在场内不同地点作试验工作，同时用马表（Stop watch）记录其时间，并分别用大小不同的铲子去铲比重不同之物料，并分别记录所用铲子之大小及式样和每铲重量，经多次试验后，发现每铲重量约为21.5磅时，可得最经济，最有效之结果，也就是工作者每日每人可铲最多物料。铲重物时用小铲，铲轻物时用大铲，但每铲重量均约为21.5磅左右。泰氏得此结果后，于是设计各种尺寸大小不同的铲具，训练工人，并拟定

21、奖工办法， 凡工人能完成规定之工作时，可得日薪60之奖金，否则派员授以正确工作方法，务使其亦可得同样奖金。经此改善后，原需400600名工人才能完成之工作，采 用新方法后，140名工人即可完成。因之每吨所需铲费减少达50，而工人工资则增加60，除去因研究所需各项开支外，每年尚可节省78,000美元。如此不但使工厂的生产量大增，也使铲手工作效率提高，待遇增加，工作情绪也愉快多了。 1885年，纪尔布雷斯氏年17，受雇于一营造商，发现工人造屋砌砖时，所用的工作方法及工作之快与慢，互不相同。究以何种方法为最经济及最有效，实应加以研讨。纪氏于是分析工人砌砖之动作。发现工人每砌一砖，率先以左手俯身拾取，同时翻动砖块，选择其最佳一面，俾于堆砌时，放置外向。此动作完毕后，右手开始铲起泥灰，敷于堆砌处，左手置放砖块后，右手复以铲泥灰工具敲击数下，以固定之。此一周期性动作，经纪氏细心研讨，并拍制成影片，详加分析，知工人俯身拾砖，易增疲劳，左手取砖时，右手闲散，亦非有效方法，再敲砖动作，亦属多余。于是经多次试验，得一砌砖新法。其法于砖块运至工作场时，先令价廉工人，加以挑选，块，其最好之一面或一端，90置于一木框内，每框盛砖 置于一定之方向，此木框悬挂于工人左方身边，俾左手取砖时，右手同时取泥灰，同时改善泥灰之浓度，使砖置放其上时，无须敲击，即可到达定位，经此改善后， 次