工业工程概述

工业工程概述第一页，共七十六页，2022年，8月28日课前说明课程目的课堂纪律成绩构成2第二页，共七十六页，2022年，8月28日课程主要内容3第一章工业工程概述第二章工作研究第三章程序分析第四章作业分析第五章动作分析第六章秒表时间研究第七章工作抽样第八章预定动作时间标准第九章现场管理第三页，共七十六页，2022年，8月28日学习目标了解什么是工业工程（IE），IE有什么用？明确工业工程的学习意义了解工业工程的基本思维模式和理论体系掌握基础工业工程的基本技法能够初步运用IE的思维模式和基本技法解决工作生活中的一些问题。4第四页，共七十六页，2022年，8月28日5阐述下你心目中你的专业是什么？课堂讨论第五页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/46第六页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/47在工作当中，不断寻求更容易、更有效率、更经济而且能令心情更愉快的工作方法；就是工业工程的精神所在。

第七页，共七十六页，2022年，8月28日8“美国值得向全世界夸耀的东西就是IE，美国之所以打胜第一次世界大战，又有打胜第二次世界大战的力量，就是美国有IE”。

——美国质量管理权威朱兰博士“20世纪的工业取得的重大成就、在管理技术上贡献最大的莫过于工业工程技术。这是一个由美国人创造、被世界接受并产生重大影响的思想。不论什么时候它被应用、生产率就会提高、在减少工人工作负荷的同时、工人的收入就会增加。它已经提高人工的劳动生产率超过100倍。”

——20世界美国管理学界泰斗----彼得.杜拉克“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方面着力改进、生产效率就可以提高2－3倍、甚至5－10倍。”

——日本能率协会专家三上辰喜第八页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/49了解工业工程的产生和发展过程；了解关于工业工程的各种定义，并掌握工业工程的内涵；掌握工业工程的特点，树立工业工程意识。了解工业工程的学科特点，理解工业工程与相关学科的关系，尤其是与管理的关系。第一章工业工程概述第九页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/410主要内容1.1工业工程的定义1.2工业工程的产生与发展1.3工业工程的意识和特点1.4工业工程学科1.5工业工程技术与应用第十页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/411美国工业工程师协会（AIIE）日本工业工程师学会（JIIE）中国工业工程学会总结1.1工业工程的定义第十一页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/4121955年美国工业工程师学会（AIIE）首次正式定义工业工程：工业工程（IE）是综合运用数学、物理学和社会科学的基础知识及工程分析的方法，将人力﹑物资﹑装备﹑能量和信息组成一个集成系统,并对这样的系统进行规划﹑设计﹑评价和改进的活动。美国工业工程师学会（AIIE）——IndustrialEngineeringTerminology,ANSI,19551.1工业工程的定义第十二页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/413

IndustrialEngineeringisconcernedwiththedesign,improvement,andinstallationofintegratedsystemsofpeople,materials,information,equipment,andenergy.Itdrawsuponspecializedknowledgeandskillinthemathematical,physical,andsocialsciences,togetherwiththeprinciplesandmethodsofengineeringanalysisanddesign,tospecifypredictandevaluatetheresultstobeobtainedfromsuchsystems.1.1工业工程的定义第十三页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/414“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“工程分析”：不仅指一般工程技术的分析，而且包括系统工程的原理和方法；“能源和信息”：是强调现代生产资源、要素的新内容需要注意的问题：第十四页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/415日本工业工程师学会（JIIE）“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，同时探求各种方法给从事这些工作的人们带来满足和幸福。”

1.1工业工程的定义第十五页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/416中国工业工程学会工业工程是一门工程技术与管理技术相结合的综合性工程学科，是将科学技术转化为生产力的技术，它以降低成本、提高质量和生产率为导向，采用系统化、专业化和科学化地方法，综合运用多种专业的工程技术、对人员、物料、设备、能源、和信息所组成的集成系统进行设计、改善和设置，使之成为更为有效、更为合理的综合优化系统、并对系统取得的成果进行鉴定、预测和评价。1.1工业工程的定义第十六页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/4171955年美国工业工程师学会（AIIE）首次正式定义工业工程：工业工程（IE）是综合运用数学、物理学和社会科学的基础知识及工程分析的方法，将人力﹑物资﹑装备﹑能量和信息组成一个集成系统,并对这样的系统进行规划﹑设计﹑评价和改进的活动。美国工业工程师学会（AIIE）——IndustrialEngineeringTerminology,ANSI,19551.1工业工程的定义第十七页，共七十六页，2022年，8月28日18具有权威性的是美国工业工程学会提出的定义。尽管各种定义的表述方式不同，侧重点不同，但其内涵基本是一致的。各种IE定义都旨在说明：总结由人、物料、设备、能源、信息等所构成的各种生产及经营管理系统以及服务系统；是一门技术和管理结合的交叉学科；综合运用各种工程技术与方法；提高生产率、降低成本、保证质量和安全；学科性质研究对象研究方法

目标

任务如何将各种要素设计和建立成一个集成系统，并不断改善，从而实现更有效运行；

功能对系统进行规划、设计、评价和创新。第十八页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/419利用设计Design改善Improve设置Installation规划设计评价改进创新人员物料设备能源信息综合体系通过期待的成果PQCDSF数学物理学社会科学知识技术工学的分析设计原理方法1.1工业工程的定义第十九页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/420经济形态：18-19世纪完成工业资本积累科学技术：20世纪初进入电动机时代生产力：生产效率普遍低下，福特生产线泰勒制：1911年，《科学管理原理》20世纪初1.2工业工程产生与发展第二十页，共七十六页，2022年，8月28日21自然经济

商品经济科技生产力经济形态19102000奴隶社会封建社会资本主义、社会主义共产主义200年差距作坊式生产自然经济

大量流水和成批生产

多品种小批量

商品经济产品经济蒸汽机

电动机信息技术19001980产品经济科学管理，系统管理，现代管理计划经济科学管理系统管理现代管理t传统管理中国第二十一页，共七十六页，2022年，8月28日IE发展100年(孕育期)管理的意识随着氏族的形成就已经产生了工程的概念直到土木、机械、电气、化学四大技术在18、19世纪先后发展起来之后，才开始萌发早期的工程原理首先是在土木建筑方面发展起来的，当时叫做民用工程（CivilEngineering）产业革命促进了大批革新项目，制造业的规模和复杂性大幅度增加。零件互换性(E.Whitney)和劳动分工(A.Smith)，是促使大量生产成为可能的两个重要的IE观念。第二十二页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/423F.W.泰勒被誉为工业工程之父《科学管理原理》（1911）1908年美国宾夕法尼亚州立大学首次开设工业工程课程；1910年，FrankGilbreth和LillianGilbreth从事动作研究(砌墙实验)和工业心理学研究；1913年，HenryFord发明流水装配线；1914年，HarryGantt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，美国成立工业工程师协会ASIE；后又成立AIIE，工厂中出现专门从事IE的职业。1.2.1IE的萌芽时期（20世纪初——30年代中期）第二十三页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/424泰勒——科学管理原理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。第二十四页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/425泰勒——时间研究第二十五页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/426第二十六页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/427比较项目改善前改善后员工数(个)400-600140铲费改善后减少50%工人工资增加60%成本年节省78000美元泰勒——时间研究第二十七页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/428科学管理原理的主要内容

制定科学的作业方法科学地选择和培训工人实行有差别的计件工资制将计划职能与执行职能分开实行职能工长制在管理上实行例外原则第二十八页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/429IE理论基础：泰勒制体系第二十九页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/430(F.B.Gilbreth,1868-1924;

L.M.Gilbreth,1878-1972)

吉尔布雷斯——动作研究©1995CorelCorp.第三十页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/431

吉尔布雷斯——动作研究因素改善前改善后动作数185工作效率(砌砖数/小时)1203501868—1924，1910年进行了铁锹实验，即动作研究，提出了17个动作要素。第三十一页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/4321918年美国宾夕法尼亚州立大学建立了工业工程系；1924-1931年，休哈特（）首创“统计质量管理”。1924-1933年，梅奥（）通过“霍桑实验”首创“人际关系学说”。费希J.Fish首创“工程经济”。进度图、库存模型、组织理论、工厂布置、物料搬运等。

1.2.2传统IE时期（20世纪20年代后期—40年代中期）第三十二页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/43340年代中期，英、美两国发表了关于运筹学成果的资料，立刻受到IE工作者的注意，并将之运用于IE实践中。1948年，美国工业工程学会成立。第三阶段的IE与前两阶段的比较，表现为从以经验和定性分析为主发展为以定量分析为主。从以通过基层生产现场中作业研究来降低劳动成本为主转化为以研究整体系统的优化、降低各种资源消耗、提高整体系统的生产率为主。至1975年，美国已有150所大学进行IE教育。1.2.3运筹学时期（20世纪40年代中期—70年代）第三十三页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/434在50、60年代，系统科学（SS）以及系统工程（SystemEngineering，SE）成为IE学科发展的基础。SE的方法论+OR的定量方法+传统IE方法+工业专业知识=新IE1.2.4工业与系统工程时期（20世纪50、60年代）第三十四页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/435新IE学科的“连续光谱”（continuumspectrum）第三十五页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/436IE发展新动向：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。早期的IE单兵独进，现代IE已经成为为企业CIMS、进而为企业发展成为领先企业提供管理集成基础结构的有效工具。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）。1.2.5现代工业工程（20世纪70年代—）第三十六页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/437工业工程发展特点总结不断吸收现代科技成就，尤其是计算机科学、OR、SE及相关的学科知识，得以由经验为主发展到以定量分析为主；以研究生产局部或小系统的改善，到研究大系统整体优化和生产率提高，成为一门独立的学科。第三十七页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/438应用范围从制造业扩大到服务业和非营利组织；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）；突出研究生产率和质量的改善。工业工程的发展方向可以说，工业工程的研究与发展水平，在一定程度上标志着一个国家或地区的经济和管理发展水平。第三十八页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/439基于成本和效率的IE发展历程概念或工具创始人或发展者1776劳动分工亚当·斯密（英国）1798零件的互换性与标准化惠特尼（英国）1832按技能高低付酬，时间研究的一般概念查尔斯·巴比奇（美国）1911科学管理原理，IE诞生泰勒（美国）1911动作研究、工作测定、工业心理学的基本概念吉尔布雷斯夫妇（美国）1913移动式装配流水线亨利·福特（美国）1914工作进度图表亨利·L·甘特（美国）1917应用经济批量控制库存哈利斯（美国）1924质量控制的抽样检查和统计表休哈特（美国）1927-1933霍桑实验及行为科学的发展梅奥（美国）1934工作抽样理论蒂皮特（英国）1940解决复杂问题的运筹学方法运筹学小组（英国）1950前后模拟理论、决策理论、数学规划、计算机技术、CPM\PERT、自动化技术的进一步发展与应用美国和西欧1970应用于生产管理的各种计算机软件（MRP/ERP）美国和西欧的计算机公司和用户1970’S丰田生产方式/精益生产日本丰田汽车公司大野耐一1980’S以后各种先进制造理念（AM/VE/CPC/SCM，etc.）主要是美国和西欧第三十九页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/440

成本和效率意识问题和改革意识工作简化和标准化意识全局和整体化意识以人为中心的意识1.3工业工程意识和特点工业工程意识第四十页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/441Simplification

简单化使构造单纯使方法简单使数（量）减少减少零件的件数使位置的决定单纯化自动化，加工方式Standardization

标准化将方法、手续统一化将材质、形状的范围缩小将规格、尺寸标准化

规格的统一传票的统一作业标准的订定收集配送时间定时化

Specialization

专门化将机种、品种专业化将种类、工作专门化

有盖车、无盖车、家畜车、冷冻车设备及模等的专业化职务的专门化（装配、搬运、检查……）

3S第四十一页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/442

劳动生产率是经济效益水平的集中体现，在市场经济体制中，谁能提高生产效率，是劳动生产率超出同行业平均水平乃至达到领先地位，谁就能在市场竞争中立于不败之地。

——

泰勒

第四十二页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/443瓶颈CCAB市场需求35unit/wk40unit/wk25unit/wk30unit/wk原材料第四十三页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/444IE的重点是面向微观管理。IE是系统集成和优化技术。注重人的因素是IE区别于其他工程学科特点之一。IE是综合性的应用知识体系（技术+管理）。提高生产效率是IE的出发点和最终目标。IE的核心是降低成本，提高质量和生产率。1.3.2工业工程特点第四十四页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/445工业工程是一门工程学科，但它又不同于一般的工程学科，它不仅包括自然科学和工程技术，而且还包括社会科学和经济管理方面的知识。所以IE是一门技术和管理有机地结合的边缘科学。1.4工业工程学科第四十五页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/446ME1——管理工程；ME2——制造工程；SE——系统工程；IE——工业工程。工业工程与相关学科的关系示意图SEME1ME2IE工业工程与相关学科的关系第四十六页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/447两种工程技术的概念专业工程技术---固有技术（第一种工程技术）生产过程中的必要条件，解决工艺、设备、材料、产品的技术，如：机械工程、化学工程等工业工程技术---管理技术（第二种工程技术）生产要素进行组合配置的技术生产效率、质量、成本实现的技术。第四十七页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/448工业工程和管理的关系共同点：（目的一致）区别:IE是研究管理的方法和手段，是为管理提供技术方法和决策依据的，所从事的是生产系统的研究、分析、设计和改进等工程活动，采取工程途径来解决管理问题。管理则是偏重于对各部门及整个企业活动的决策和指挥，实施组织、控制和监督等行政职能，管理便无法采取工程途径去解决管理问题。第四十八页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/449

统计数据：美国在1889年以来的100多年的时间里，一直保持生产率以平均每年仅2.5%的速度增长，这种增长使美国财富每隔30年便翻一番。在这每年2.5%的增长中，劳动力素质的提高的贡献是0.5%，大量投入资本的贡献是0.4%，而管理创新的贡献是1.6%，占整个生产率增长的64%。

管理创新所依据的基本手段就是IEIE始终是目标驱动的管理技术

第四十九页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/450工商管理(设在商学院)1908年宾州大学成立IE系1881年澳顿管理学院创立1911年普渡大学设立IE课程1908年哈佛大学成立商学院1912年联合成立科学管理学会,后改为Taylor学会1920年工业工程学会成立1922年管理学会成立1934年合并成立管理促进学会1948年美国工业工程学会（AIIE）成立各类工商管理学会工业工程系(设在工学院)科学管理时期IE与BA发展比较第五十页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/451将生产力比作水桶中的水(D)，专业工程技术比作水桶的一个耳子(A)，而工业工程应是另一个耳子(B)，C为管理。管理目标是多提水，但如果缺乏工业工程，水桶只有一个耳子(A)，技术上再下功夫，也只能提出半桶水，不可能提满水。

工业工程、管理、专业工程关系示意图

ABDCADC第五十一页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/452工业工程的学科归属科学学位管理学管理科学与工程（工业工程）工学机械工程（工业工程）工程学位工业工程领域工业工程专业第五十二页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/4531.生物力学；2.成本管理；

3.数据处理及系统设计；

4.销售与市场；

5.工程经济；6.设施规划与物流（含工厂设计、维修保养、物料搬运等）；7.材料加工（含工具设计、工艺研究、自动化等）；8.应用数学（含运筹学、管理经济学、统计和数学应用等）；9.组织规划与理论；美国国家标准：ANSI--Z94（1982年）1.4工业工程的内容体系第五十三页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/45410.生产规划与控制（含库存管理、运输路线、调度、发货等）；11.实用心理学（含心理学、社会学、工作评价、人事实务）；12.方法研究和作业测定；13.人的因素；14.工资管理；15.人体测量；

16.安全；17.职业卫生与医学。第五十四页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/455项目领域使用率排序方法研究作业方法90％1作业分析83％4动作研究66％5物流53％10生产计划45％13标准化60％7作业测定时间研究85％2PTS法65％6工厂设备及设计工厂布局85％2设备购买和更新52％11工资支付激励60％9职务评价52％12管理工程管理37％14成本管理60％8工业工程在制造业中的应用第五十五页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/456设计改善类

工作研究、物流工程、人机工程、组织设计等分析评价类

工程经济学、决策与预测模型、系统分析与仿真等控制管理类

生产计划与控制、成本管理、质量管理、信息管理IE技术体系第五十六页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/457基础IE和现代IE

基础IE

方法研究作业测定

现代IE

人因工程生产及制造系统工程现代经营工程工业系统分析方法与技术第五十七页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/458现代工业工程人因工程：包括劳动生理学、劳动心理学、劳动生物力学、组织行为学、人力资源开发与原理等。生产及制造系统工程：包括设施规划与物流分析、现代制造工程、生产计划与控制、质量管理与可靠性等。现代经营工程：包括工程经济、企业经营战略管理、企业过程重组、管理信息系统等。工业系统分析方法与技术：包括量化分析方法、计算机系统技术、系统优化等。第五十八页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/459工业工程师工业工程师在工厂里做的事有：工作方法的设计和改善、操作标准时间及物料标准用量的设订、制程、夹具与工具的设计、成本的计算与分析、生产计划与管制、产能计划与分析、物料管理、品质分析与管制、工厂布置、工业安全作业、工作评价与奖工制度的设立、事务流程的改善、系统或制度的设计等等。

第五十九页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/460最佳工作系统的设计者；决策者和各级管理者的助手；管理与技术、经理与工程师们、部门与部门、企业与外部环境之间的接口、沟通者和协调人；有自己独立和具体业务的专业工程师；还是敢于和善于提出新见解、新思路，并能够及时接受、倡导、推进暂时一般人尚难接受或还未意识到的、没有一定部门或岗位负责的新技术、新工艺、新材料、新方法、新思想、新策略的高参。工业工程师是什么样的人第六十页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/461知识结构能力结构工程技术知识；数学与统计学知识；经济学知识；经营管理知识；IE学科知识；管理科学知识；人类与社会科学知识；计算机科学与信息技术。观察试验能力；调查研究能力；综合分析/集成能力；规划设计能力；协调/社交能力；适应能力；创新能力；语言与文字表达能力；计算机应用能力；外语阅读能力。工业工程人才的素质结构第六十一页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/462给大家的建议

管理与工程知识要专精广博加强人际关系的培养培养整体系统的观念追求永无止境的合理化ToknowsomethingofeverythingToknoweverythingofsomething第六十二页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/4631.5工业工程发展与应用工业工程在国际上的发展与应用工业工程在我国的发展与应用第六十三页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/464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、闭环MRP、MRPII为代表的美国IE模式90年代刮起了BPR旋风……工业工程在美国第六十四页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/465工业工程师在美国企业都设有工业工程部，1990年IE工程师人数占所有工程师8.9%，到2000年增加到19%；IE工程师已成为工程师类职业的第二大职业；2006年美国劳工部150多万个工程师中，IE占20多万……预测未来10年不同种类工程师的需求，IE增长最快之一第六十五页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/466美国大学中IE前四名各有特色加州大学伯克利分校擅长电子制造业密西根大学擅长机械制造业佐治亚理工学院擅长运输服务业普渡大学擅长人因学和农业IE紧密结合地区/国家经济，为其发展服务斯坦福大学工学院设以IE为核心的系麻省理工学院成立跨院系的研究中心工业工程在美国第六十六页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/467美国2020年制造业的6大挑战制造中的并行技术人力和技术资源的集成信息到知识的转换环境相容性可重组企业创新过程第六十七页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/468工业工程在日本应用六十年代从美国引进了工业工程技术在60-70年代创立了TQC(全面质量管理）模式70年代以来，推出了以JIT（准时生产）/LP（精益生产）/TPS（丰田生产）/5S为代表的日本IE模式IE在日本走引进、消化、发展之路第六十八页，共七十六页，2022年，8月28日2023/2/469美日IE的比较美国IE注重以技术驱动，通过设计达到目的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行为运作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日本IE注重以人驱动，通过改善达到目