工业工程学科发展的形成与发展

1、工业工程学科发展的形成与发展工业工程学科发展的形成与发展管理科学与工程学院管理科学与工程学院2.1 工业工程与生产率的关系工业工程2.2 工业工程的产生与发展过程第二章工业工程概述2.2.2 工业工程的发展过程ie的产生与发展过程ie的产生与发展过程ie的产生与发展过程ie的产生与发展过程ie的产生与发展过程新ie学科的“连续光谱”（continuum spectrum）ie的产生与发展过程ie的产生与发展过程工业工程发展特点总结ie的产生与发展过程ie的产生与发展过程经济全球化和网络化为ie发展带来新的机遇l全球化经济包括：全球化制造，全球化市场，和全球化服务。全球化制造使得供应商和客户都是

2、多层网络化结构，而且制造商与多层供应商和客户只有建立了利益共享、信息共享、风险共担的合作关系，才能取得双赢，这就是供应链管理。供应链管理是近年来ie研究的热门课题。在网络时代，以一个制造企业为核心，联合一些合作伙伴组织的临时合作组织，称为虚拟企业或动态联盟。虚拟企业也是近年来ie研究的热门课题。2.3 工业工程在日本的起源与发展的历史沿革 上个世纪20年代便从美国引入ie，茺木一郎在美国学习期间见过埃 墨森 和吉尔佈雷斯。 但其全面发展和应用是在二战之后的经济复苏中。日本结合本国文 化背景、民族传统，灵活运用ie，创造了卓有成效的管理技术和方 法，如：全面质量管理（tqm）、丰田生产方式(tp

3、s)。此外，日本企 业不仅重视技术创新，更加重视对生产技术和组织管理的不断改善。 代表人物还有松下幸之助、丰田喜一郎、大野耐一等。2.4 2.4 工业工程在台湾的起源与发展的历史沿革工业工程在台湾的起源与发展的历史沿革l 五十年代引入ie。l 在六十年代电子工业发展过程中，台湾ie人员对工作研究、质量管理、成本控制、作业时间测量的研究和应用有力推动了ie在各行各业的应用。l 七十年代，工业发展模式由劳动密集型转向了资本密集型和技术密集型，在ie的应用中加入了计算机的应用，并且使ie的应用从生产领域拓展到了决策咨询、系统分析、组织行为、价值革新与人性管理等方面。l 九十年代后，走向服务领域。 如

4、今，在制造业和第三产业的应用与推广成为台湾ie的一大主要课题。截止到1997年，台湾ie学科共有6个博士点、14个硕士点，并且有25所大学招收本科生。据美籍华裔工业工程专家唐声瓒教授提供的数据：台湾大专院校每年注册的工业工程专业的学生约1000人以上，以台湾省的人口来算，也就是2万人中有1人读工业工程。2.5 2.5 国际上形成工业工程管理哲理的两大应用模国际上形成工业工程管理哲理的两大应用模式式下一段2.5.1 以美国为代表的西方工业工程管理哲理，体现为技术设 计型模式。如图2所示 下一段 生产系统 技 术 经营运行 企业目标 设备 物料 产品 人员 规划 设计 计划 控制 高效率 低成本

5、实现 图2 ie 的技术 设计型模式 2.5.2 以日本为代表的工业工程管理哲理表现为技术改善型模式。如图3 所示下一段 生产系统人经营运行企业目标技术设备物料产品改善创新准时化自主化高效率低成本实现图3 ie 的技术改善型模式美日ie的比较工程技术人物料设备能源信息低成本高效率企业目标设计规划计划控制人人物料设备能源信息低成本高效率企业目标使用改善准时化自动化 上述两种模式虽有差异，但都是适应其各自实际国情的，而我国利用ie以期达到跨越式发展的目标，必须吸取美国和日本的成功经验，同时密切结合自己的实际国情创造出适合我国国情的ie应用模式。2.6 2.6 现代工业工程发展趋势现代工业工程发展趋

6、势p 国际化p 必须结合本国实情p 与管理科学密切结合p 新的ie理论技术不断产生，如与信息技术结合p 更加趋向于多种技术和多种学科的综合应用p 应用领域正在从制造业向第三产业等其它领域拓展p 工业工程的目标正在从追求“best way”转向“continuous improvement”随着经济所发展、技术的进步、生产规模的扩大和人们认识的深化，赋予了工业工程定义中的内容以新的含义，并从狭义向广义延伸。具体表现在以下几个方面：l70年代以来，特别是最近10年来，ie的发展出现了一些新动向：p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。应用重点从提升现

7、场生产效率到提高系统的集成化综合效益（新型工业化）p早期的ie单兵独进，现代ie已经成为为企业cims、进而为企业发展到laf”（lean-agile-flexible, 高效快速重组生产系统 ）企业提供管理集成基础结构的有效工具。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）p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（例如全美医疗保健系统的规划和设计）。即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）l美国是工业工程的发源地，工业工程为美国的经济发展起到了重要作用。60年代后期开始形成以mrp、闭

8、环mrp、mrpii为代表的美国ie模式。90年代刮起了bpr旋风。 l日本的ie最初也是从基础工业工程开始的，在60-70年代创立了tqc模式。70年代以来，推出了以jit/lp/tps为代表的日本ie模式 工业工程的部分技术l工作设计（工作研究工作设计（工作研究+人机工程）人机工程）l设施规划与物流系统设计设施规划与物流系统设计l工程经济分析工程经济分析l生产计划与控制生产计划与控制l质量管理与质量保证质量管理与质量保证l成本控制成本控制l现场管理优化现场管理优化l根据中国工业工程协会（cie）所发布的技术标准：在我国实行的工业工程的技术体系包括 1 设计和改善2 分析和决策3 计划和控制

9、1 设计和改善 l1.1工业工程基础(工作研究): 利用方法研究和作业测定(工作衡量)两大技术,分析影响工作效率的各种因素，帮助企业挖潜、革新、消除人力、物力、财力和时间方面的浪费，减少劳动强度，合理安排作业，并制定各作业时间，从而提高工作效率。方法研究目的是减少工作量，建立更经济的作业方法；时间研究旨在制定相应的时间标准。1.2 设施规划与设计：对系统进行具体的规划设计，包括选址、平面布置、物流分析、物料搬运方法与设备选择等，使个生产要素和各子系统（设计、生产制造、供应、后勤保障、销售等部门）按照ie 要求得到合理的配置，组成有效地集成系统。1.3 工效学又称人类工程学(human engi

10、neering)或人因学（human factors）或人机工程 (ergonomics)，研究生产系统中人、机器与环境之间的相互作用，是ie的一个重要分支。通过对作业中的人体机能、能量消耗、疲劳测定、环境与效率的关系等的研究，在系统设计中科学地进行工作组织和职务设计、设施与工具设计、工作场地布置、确定合理的操作方法等，使作业人员获得安全、健康、舒适、可靠的作业环境，从而提高工作效率。 2 分析和决策 l2.1 工程经济：ie必备的经济知识，既投资效益分析与评价的原理与方法。通过整个生产系统的经济性研究、多种技术方案的成本与利润计算、投资风险评价与比较等，为选择技术先进、效益最高或费用最低的方

11、案提供决策依据。包括：工程经济原理、资金的时间价值、工程项目可靠性研究、技术改造与设备更新的经济分析。2.2 价值工程：寻求高效益、低成本方案，主要用于新产品、新技术开发过程。2.3 人力资源开发与管理：研究如何有效地利用人力资源和提高劳动者的素质（承诺感、对组织献身和忠诚、良好的沟通才能与能力、社会责任感、专业技术技能和感受变化敏感程度）。 3 计划和控制 l3.1 生产计划与控制：研究生产过程和资源的组织、计划、调度和控制，保障生产系统有效地运行。包括生产过程的时间与空间上的组织、生产与作业计划、生产线平衡、库存控制等。采用的方法：网络计划（计划评审技术pert、关键路线法cpm）、经济定

12、货量(eoq)、经济生产批量(epq)、物料需求计划mrp以及生产资源计划mrp-ii和准时制jit。3.2 质量管理与可靠性技术：包括为保证产品或工作质量进行质量调查、计划、组织、协调与控制等各项工作，核心是为了到达规定的质量标准，利用科学方法对生产进行严格检查和控制，预防不合格品产生。内容包括传统的质量控制方法，现代质量管理-保证，生产保证、全面质量控制tqc与全面质量控制tqm。可靠性技术是现有系统有效运行的原理与方法，包括可靠性概念、故障及诊断分析、使用可靠性、系统可靠性设计、系统维护与保养策略等。3.3 管理信息系统：它为一个企业的经营、管理和决策提供信息支持的用户计算机综合系统，是

13、现代ie应用的重要基础与手段。包括计算机管理系统的组成，数据库技术、信息系统设计与开发等。（mrp-ii、erp、pdm、cims）3.4 现代制造系统：ie的基础和组成部分，包括成组技术gt、计算机辅助工艺过程设计、柔性制造单元fmc与系统fms、计算机集成制造、敏捷制造、虚拟企业、网络制造、虚拟制造、可重组制造系统（re-configurable manufacturing system）、孤岛制造系统(holonic manufacturing system), 基于智能体的制造系统(agent-based manufacturing system) 、自组织制造系统等。 2.7 工业工

14、程学科在中国产生和发展历史分析工业工程学科在中国产生和发展历史分析下一段2.7.1 2.7.1 中国应用与发展工业工程的动因分析中国应用与发展工业工程的动因分析n 我国目前所处的工业化中期发展阶段就社会形态而言，我国尚未进入后工业经济阶段（有的地区还保留农业经济的特征，又被推入知识经济时代，处在两元经济并存的特殊历史环境下，局面十分不利。可以用图4说明：发达国家发达国家中中 国国农农 业业 经经 济济工工 业业 经经 济济知知 识识 经经 济济农农 业业 经经 济济工工 业业 经经 济济知知 识识 经经 济济现阶段现阶段 20202020年年图4 我国处于两元经济形态下下一段n管理的积累与水平

15、企业的管理需要积累，积累的程度越高，企业的管理基础越好，竞争能力和创新能力越强，管理的积累过程实质上就是改革和创新的过程是人力资源改善的过程。管理基础的积累过程不能省略，西方发达国家是按照这个规律走过来的，亚洲四小龙亦是如此，我国也不可能例外。关键是如何利用工业工程的技术和方法，少走弯路，加速这种积累，使我国的行业、企业快速完成科学管理的积累。ie下一段 图 5 我国与西方发达国家在管理阶段比较科 学 管 理现 代 管 理科 学 管理现 代 管 理约 70 年的差距西方中国1911 年 1980 年 2000 年时间下一段n 工业工程在生产系统中的基本职能与作用图 6 工业工程与管理技术、工程

16、技术与现实生产力的逻辑关系工程技术管理理论工业工程与管理技术现实生产力转化形成下一段下一段中国企业的主要成份包括：国有企业、民营企业、三资企业等。其中，国有企业使中国从一个贫困落后的农业国发展成为一个工业国，做出了不可磨灭的贡献。表 2 1978-1997 年国有亏损工业企业亏损状况 单位：亿元年份国有亏损工业企业亏损总额年份国有亏损工业企业亏损总额197842.041989180.19197936.381990348.76198034.301991367.00198145.961992369.27198247.571993452.64198332.111994482.59198426.611

17、995639.57198532.441996790.68198654.491997870.95198761.041998198881.921999资料来源：中国工业发展报告20002.7.2 中国企业应用工业工程的必要性与需求分析下一段n 制造业发展世界工厂制造业在未来相当长的一个时期依然是我国经济的主导产业。1995 年美国和日本制造业增加值占 gnp 的比例分别为 18%和 24%。 1995年全世界制造业增加值占 gnp 的比例为 21%，其中低收入国家、中等收入国家和高收入国家制造业增加值占 gnp 的比例分别为 27%、18%和 21%。我国 1995 年制造业增加值占 gnp的比例

18、为 35 .2%，1997 年为 35 .62%234 。由此可以看出，制造业是社会财富的主要来源。制造业在目前及今后的一段时间内依然是我国经济的主导产业。n中国作为世界工厂存在问题l 经济效益低l 技术创新能力低l 引进落后再引进再落后n设计制造一体化产品创新产品设计cad/capp/gm产品生产系统mrp/erp营销采购产品创新开发与设计效率、质量、成本控制设计物流工程设计平面布置营销管理设计与运作n 多领域需求 第三产业、金融、服务、医院、军事自是与tqc有关行业都需要ie2.7.3 2.7.3 中国工业工程学科发展的历史沿革中国工业工程学科发展的历史沿革第一阶段（19491978）荫荣

19、阶段，企业成果占主导第二阶段（19781989）停滞阶段，国外管理理论第三阶段（19892000）启动阶段第四阶段（2001现在）发展阶段怎样看待国外工业工程与国内的落差l一元经济与多元经济，中国企业的三个层次l正确认识中国工业工程的时代特征m时代（机器、物料、劳动力是核心资源。自1864年以来机器力、蒸汽力主导的工业化时代，工业工程的目标效率优先）e时代（资本是核心资源。自20世纪起，电气化、电子化、光电子化、网络化主导的工业化时代，工业工程的目标多样性和整体性）b时代（综合技术是核心资源。纳米、dna主导的工业化时代，工业工程的目标技术的有效融合）k时代（知识是核心资源。以原创性知识产权主

20、导的工业化时代，工业工程的目标促进创新）h时代（人本主义人性化时代，尊重人的情感，弘扬人类文化，追求人的高质素生活，例如身体和心理的健康）l时代的交叉与重合中国工业工程应用存在的问题l了解不多、应用不广、水平不高企业尚未从系统的角度认识工业工程的价值缺乏社会化应用环境（ie宣传、咨询服务、培训、认证等）l医、药、丹关系错位有病不求医，甚至讳疾忌医得病乱求医跨过诊断程序，直接要求下处方（买药的、卖药的皆大欢喜）企望仙丹一粒定乾坤如何进一步深化工业工程的应用？ 提供从企业诊断、企业规划、企业设计到企业改造等各个阶段的全过程解决方案 提供从资本视图、物理视图、信息视图、业务视图到组织视图等各个方面的

21、全方位解决方案 在多变的经济环境、市场环境和技术环境下，企业系统必须经常调整自身的目标、功能（以及结构形态）、输入和输出。如何将如何将“摸着石头过河摸着石头过河”式的企业改造转变为有目式的企业改造转变为有目标、有方法、有工具（集）的改造？标、有方法、有工具（集）的改造？企业工程学的思考模式l认识企业现状企业描述方法学l设定企业未来企业设计方法学l对照未来比差距企业评价方法学l立足现状走向未来企业建造改造方法学l动态企业模型，从bpr到bpi、kaizen，优势进化与退化非制造业工业工程应用大有可为l采掘业工业工程应用问题l工程建设业工业工程应用问题l医疗保健业工业工程应用问题l教育产业工业工程

22、应用问题l物流产业工业工程应用问题l其他产业工业工程应用问题3.8 工业工程主要课程介绍我国工业工程学科发展的描述我国工业工程学科发展的描述下一段专业课专业基础课公共基础课设计改善类、控制管理类、分析评价类经济学、管理学、运筹学（或se）工程学（产业学）政治、外语、数学、计算机基础、体育、人文课程结构下一段 有关工程学（产业学） 应占较大的学时，课程设计以知识面宽广，不强调深入 以机械、电子、化工、冶金、材料、土木其中一门为主 专业课分为三大类： 设计改善类：工作研究，人因（机）工程、物流工程、组织设计 控制管理类：计划控制、成本控制、质量控制、信息控制 分析评价类：工程经济学、预测与评价新i

23、e学科的“连续光谱”（continuum spectrum）人因工程（human engineering）工效学（ergonomics）l应用生理学、心理学、工程技术的方法研究人与机器、人与环境之间的关系，以求设计一个最佳的人、机、环境系统，使生产效率得到改善与提高产品的工效标准设计人机分工及适应人机信息交互安全工程与产业疲劳设施规划与物流系统设计l设施规划（facilities planning）在给定的系统环境和条件下，根据对象系统的功能要求进行优化设计包括设施布置方案、物料搬运方案、信息流方案等规划内容物流系统设计（material flow system design）物流系统的规划设

24、计运输与贮存的管理运输或搬运设备容器、包装的设计与管理工程经济分析l项目的投资经济分析l方案的评价与决策l价值分析/价值工程生产计划与控制l推动式生产计划与控制以排序理论为基础的计划模型，mrp、crpl拉动式生产计划与控制jit/lp/tpsl工艺管理l设备管理质量管理与质量保证l质量工程iso9000体系的计划与实施统计质量管理，方法与技术(spc、doe等)全面顾客满意（tcs）的策略与措施lcsil6西格玛连续改进(continue improving)成本控制l经典的成本管理思想成本计划，分析，控制l现代成本管理思想集成化成本管理，面向过程的成本管理 成本计划成本计划控制型企业机制控

25、制型企业机制供应过程采购周期、采购批量、物料品质 控制控制制造过程标准成本实际成本重要物料定点进货大宗物料招标采购一般物料审价进货指标值指标值差异差异控制控制销售过程产成品存储费用控制控制产成品运输及保险费用控制控制标准标准成本动态成本动态优化优化维护维护产成品装卸费用控制控制其它费用控制控制方法研究方法研究作业方法作业方法90901 1作业分析作业分析83834 4动作研究动作研究66665 5物流物流53531010生产计划生产计划45451313标准化标准化60607 7作业测定作业测定时间研究时间研究85852 2ptspts法法65656 6工厂设备及设计工厂设备及设计工厂布局工厂布

26、局85852 2设备购买和更新设备购买和更新52521111工资支付工资支付激励激励60609 9职务评价职务评价52521212管理管理工程管理工程管理37371414成本管理成本管理60608 8ie的内容体系和人才素质ie的内容体系和人才素质2.3.3 工业工程人才的素质结构 一个称职的工业工程师还应有良好的技术素质和科学品德，如一个称职的工业工程师还应有良好的技术素质和科学品德，如进取和创新精神、全局观点、善于团结协作、以及敏锐的观察、进取和创新精神、全局观点、善于团结协作、以及敏锐的观察、分析能力等。分析能力等。工程技术知识；工程技术知识；数学与统计学知识；数学与统计学知识；经济学知

27、识；经济学知识；经营管理知识；经营管理知识；ieie学科知识；学科知识；管理科学知识；管理科学知识；人类与社会科学知识；人类与社会科学知识；计算机科学与信息技术。计算机科学与信息技术。观察试验能力；观察试验能力；调查研究能力；调查研究能力；综合分析综合分析/ /集成能力；集成能力；规划设计能力；规划设计能力；协调协调/ /社交能力；社交能力；适应能力；适应能力；创新能力；创新能力；语言与文字表达能力；语言与文字表达能力；计算机应用能力；计算机应用能力；外语阅读能力。外语阅读能力。ie的内容体系和人才素质工业工程的特点经典的工作研究经典的工作研究时间研究时间研究动作研究动作研究taylor搬运实验与劳动定额gilbreth砌墙实验与动作经济性原则l工作研究的定义：ie里“工作研究”是以生产工厂的整个制造系统为主要的活动对象，并对系统诊断分析，以提高生产率。而工作研究的动作技巧主要是由“方法研究”及“作业测定”所构成。l方法研究的定义：对现有的或拟议的工作（加工、制造、装配、操作）进行系统的记录和严格的考查，作为开发和应用更容易、更有效的工作方法，以及降低成本的一种手段。l“作业测定”又是由“时间研究”发展而来，与“方法研究”同时配合进行，或者可说是方法研究所确定的生产系统及工作方法，定量测定“多余