工业工程概论-第4讲-2013

工业工程概论孙林辉2013年第四讲工业工程方法论2孙林辉（linhuisun@）为有效的解决企业发展和生产系统中存在的问题，首先应确立正确的工业工程方法论，明确工业工程在实践中应遵从的基本思想与原则，着重掌握工业工程的基本方法及技术体系。工业工程方法论概述现代工业工程是一种新型的技术综合体主要研究与解决人机关系系统问题的工效学和认知工程；主要研究与解决操作系统问题的工作研究方法；主要研究与解决产品系统问题的工业设计技术；主要研究与解决物流系统问题的设施规则与物流系统分析技术；主要研究与解决制造技术系统问题的现代制造技术系统。孙林辉（linhuisun@）工业工程方法论：是运用工业工程方法研究与解决工业生产和社会经济系统问题时所应遵循的工作程序、逻辑步骤、基本方法及方法体系。主线系统工程孙林辉（linhuisun@）知识维（K）运筹学控制论社会科学工程技术……逻辑维（L）规划阶段设计阶段分析阶段运筹阶段实施阶段运行阶段更新阶段时间维(T)摆明问题系统设计方案综合模型化实施计划决策最优化SE的基本工作过程霍尔三维结构A.D.Hall,1969形式体系孙林辉（linhuisun@）IE方法论形式体系孙林辉（linhuisun@）知识维（K）逻辑维（L）时间维(T)问题说明系统诊断与分析系统规划与设计系统实施与运行系统评价与改善目标探索方案综合分析权衡评价抉择工程技术应用数学社会及人文科学管理科学工业工程专门技术计算机技术系统工程……切克兰德方法论问题及其环境的识别与表达建立概念模型(目标系统概念化)根底定义比较寻求改善途径选择设计实施评估Cheklandmethodology孙林辉（linhuisun@）系统工程（SE）系统的定义：系统是由两个以上相互联系的要素所构成，具有特定功能、结构、环境的整体。系统的属性：整体性、关联性、环境适应性。管理系统：要求能结合一实际管理系统问题来说明：①系统的功能及要素；②系统的环境影响及输入、输出要素；③系统的结构（最好能用框图表达）；④系统功能与结构和环境的关系。SE的研究对象是大规模复杂系统孙林辉（linhuisun@）孙林辉（linhuisun@）所谓SE，是用来开发、运行和革新一个大规模复杂系统所需理论、方法论、方法的总和（或总称）。SE强调以下基本观点：(1)整体性和系统化观点（前提）；(2)总体最优或平衡协调观点（目的）；(3)多种方法综合运用的观点（手段）；(4)问题导向及反馈控制观点（保障）。系统工程（SE）SE的发展过程阶段年代(份)重大工程实践或事件重要理论与方法贡献I1930美国发展与研究广播电视正式提出系统方法（Systemsapproach）的概念1940美国实施彩电开发计划采用系统方法，并取得巨大成功美国Bell电话公司开发微波通讯系统正式使用系统工程（Systemsengineering）一词II第二次世界大战期间英、美等国的反空袭等军事行动产生军事运筹学（MilitaryOperationsResearch）,也即军事系统工程20世纪40年代美国研制原子弹的“曼哈顿计划”运用SE，并推动了其发展1945美国空军建立兰德（RAND）公司曾经提出系统分析（Systemsanalysis）概念，强调了其重要性III40年代后期-50年代初期运筹学的广泛运用与发展、控制论的创立与应用、电子计算机的出现，为SE奠定了重要的学科基础孙林辉（linhuisun@）IV1957H.Good和R.E.Machol发表第一部名为《系统工程》的著作系统工程学科形成的标志1958美国研制北极星导弹潜艇提出PERT（网络优化技术），这是最早的系统工程技术之一。1965R.E.Machol编著《系统工程手册》表明系统工程的实用化和规范化美国自动控制学家L.A.Zedeh提出“模糊集合”概念为现代SE奠定了重要的数学基础1961-1972美国实施“阿波罗”登月计划使用了多种SE方法，其成功极大地提高了SE的地位V1972国际应用系统分析研究所（IIASA）在维也纳成立SE的应用开始从工程领域进入到社会经济领域，并发展到了一个重要的新阶段。20世纪70年代SE的广泛应用在国际上达到高潮VI20世纪80年代SE在国际上稳定发展、在中国的研究与应用达到高潮孙林辉（linhuisun@）SE在我国的发展及应用上世纪50至60年代，我国的一些研究机构和著名学者为SE的研究与应用作了理论上的探讨、应用上的偿试和技术方法上的准备。其主要标志和集中代表是钱学森的《工程控制论》、华罗庚的《统筹法》和许国志的《运筹学》。我国大规模地研究与应用SE是从70年代末、80年代初开始的。1978年9月27日，钱学森、许国志、王寿云在《文汇报》发表题为“组织管理的技术——系统工程”的长篇文章；从1978年起，西安交大、天津大学、清华大学、华中理工大学、大连理工大学等国内著名大学开始招收了第一批SE专业硕士研究生；1980年11月，中国系统工程学会在北京成立；1980年10月至1981年1月，中国科协、中央电视台会同中国系统工程学会、中国自动化学会联合举办“系统工程电视普及讲座（45讲）”，取得了良好的社会效果。孙林辉（linhuisun@）70年代末以来，应用SE理论和方法来研究与解决我国的重大现实问题，在许多领域和方面取得了较好的效果，如：人口问题的定量研究及应用（始于1978年）、2000年中国的研究(1983至1985年）、全国和地区能源规划（始于1980年）、全国人才和教育规划（始于1983年）、农业系统工程（始于1980年）、区域发展战略（始于1982年）、投入产出表的应用（始于60年代和1976年）、军事系统工程（始于1978年）、水资源的开发利用（始于1978年）等。90年代以来，系统工程在与企业发展结合、与现代信息技术结合、与实施可持续发展战略结合、与思维科学结合等方面已具有初步结果和强劲势头。SE在我国的发展及应用孙林辉（linhuisun@）系统工程就在我们身边孙林辉（linhuisun@）工业工程的思想与原则问题向导解决生产系统中实际问题，针对性强。对于对象系统及现状的综合诊断、深入分析和恰当说明是工业工程工作有效性的基本条件；根据对象的状况和问题的需要来确定具体的工作程序和选择适宜的方法与技术，是工业工程工作成功的重要保障。孙林辉（linhuisun@）着眼整体把问题作为一个整体处理；以最少的综合投入和最良好的总体效果来完成预定任务，追求系统效益；对各种方案和最终成果的评价要综合考虑。工业工程的思想与原则组织先行企业自发的一种有组织活动；表现为一种企业家行为；强有力、科学和高效的组织体系是应用IE的先决条件。孙林辉（linhuisun@）全员参与有效的工业工程实践是全体员工参与的过程和企业集体努力的结果；生产系统的核心要素是人；协作精神、人人动脑筋、时时处处找办法。工业工程的思想与原则苦练内功技术改造强化内部管理孙林辉（linhuisun@）规范管理工业工程的核心是系统化和规范化的管理；工业工程成果要及时形成标准并无条件进行。工业工程的思想与原则思变求新改善是工业工程的永恒目标；创新是工业工程的本质功能；永不自满、永无止境、不断改善、持续发展的改革意识和进取精神，是工业工程工作者的基本素质。孙林辉（linhuisun@）特色取胜工业工程的环境适应性要求日益提高；一切要从实际出发，形成有针对性和特色化得技术方法与工作模式；在差异化和独特性中获得竞争优势。工业工程的思想与原则方法集成针对问题的不同方面，应用工业工程及其相关的各种知识、方法与技术并形成体系；通过集成式手段和综合化治理，才可能有效解决问题。孙林辉（linhuisun@）系统推进综合诊断明确目标和重点组织与方法设计外部衔接分析与协调运作管理与不断改善系统推进模式工业工程的思想与原则孙林辉（linhuisun@）系统分析1.系统分析概念

系统分析（SA）是在对系统问题现状及目标充分挖掘的基础上，运用建模及预测、优化、仿真、评价等方法，对系统的有关方面进行定性与定量相结合的分析，为决策者选择满意的系统方案提供决策依据的分析研究过程。

SA是SE的核心内容、分析过程和基本方法。

要素：①问题；②目的及目标；③方案；

④模型（结构、数学、仿真）；⑤评价；⑥决策者工业工程的基本方法孙林辉（linhuisun@）2．SA程序

认识问题探寻目标综合方案模型（式）化优化、仿真等分析系统评价决策初步SA规范分析NY系统分析孙林辉（linhuisun@）SA程序图是SA的一般过程，也为全课程提供了基本的逻辑框架，因而十分重要。在对其理解和应用上应注意以下各点：①重视做好初步SA.5W1H(What/Why/Who/Where/When/How)方法是做好这段工作的基本线索。②在规范分析中一般需（或尽可应）建立结构模型、数学模型或仿真模型。③每段结束后系统方案的变化轨迹是：可行方案→非劣方案→经排序的非劣方案（或称选择性方案）。④环境分析贯穿SA全过程，在SA中是十分重要和必不可少的。⑤在管理应用SA过程中，并不一定要（或能）遍历并完成每一个具体过程。系统分析孙林辉（linhuisun@）3.SA的特点及原则（1）问题导向（2）以整体为目标（3）多方案模型分析和选优（4）定量分析与定性分析相结合（5）多次反复进行系统分析孙林辉（linhuisun@）优化方法为了达到最优化目的所提出的各种求解方法解析法直接法数值计算法网络优化法系统分析的技术是一种求极值的方法孙林辉（linhuisun@）系统分析和运筹学比较孙林辉（linhuisun@）系统仿真利用模型复现实际系统中发生的本质过程，并通过对系统模型的实验研究已有或待开发的系统，又称系统模拟。系统分析的技术孙林辉（linhuisun@）系统评价对新开发的或改建的系统，根据预定的系统目标，从技术、经济社会等多方面对各种非劣的系统方案进行评审和选择，以确定满意的行动方案的过程。方法有：费用——效益分析法评分法关联矩阵法数据包络分析法模糊综合评定法层次分析法系统分析的技术孙林辉（linhuisun@）系统设计方法主要解决“怎么干”的问题一般分为：工作系统设计信息系统设计工程系统设计孙林辉（linhuisun@）系统设计的要素系统的功能系统的输入与输出系统的程序和层次系统的环境系统的媒介系统中人的因素系统设计方法孙林辉（linhuisun@）孙林辉（linhuisun@）系统设计方法——演绎与归纳系统设计常用的两种方法归纳法应用归纳法进行系统设计的程序是：首先尽可能地收集现有的和过去的同类系统的系统设计资料；在对这些系统的设计、制造和运行状况进行分析研究的基础上,根据所设计的系统的功能要求进行多次选择,然后对少数几个同类系统作出相应修正，最后得出一个理想的系统。孙林辉（linhuisun@）孙林辉（linhuisun@）演绎法是一种公理化方法，先从普遍的规则和原理出发，根据设计人员的知识和经验，从具有一定功能的元素集合中选择能符合系统功能要求的多种元素，然后将这些元素按照一定形式进行组合，从而创造出具有所需功能的新系统。

系统设计方法——演绎与归纳归纳与演绎的关系归纳和演绎这两种方法既互相区别、互相对立，又互相联系、互相补充，它们相互之间的辩证关系表现为：归纳是演绎的基础，没有归纳就没有演绎；演绎是归纳的前导，没有演绎也就没有归纳。系统设计方法——演绎与归纳孙林辉（linhuisun@）创新是IE的本质功能创造性技术孙林辉（linhuisun@）提问法5W+1H孙林辉（linhuisun@）检核表法奥斯本检核表法奥斯本检核表法是一种产生创意的方法。在众多的创造技法中，这种方法是一种效果比较理想的技法。由于它突出的效果，被誉为创造之母。人们运用这种方法，产生了很多杰出的创意，以及大量的发明创造。奥斯本检核表法的核心是改进！提问法孙林辉（linhuisun@）奥斯本检核表法的基本做法一．可以引入吗？二．可以替换吗？三．可以添加、增加、扩大吗？四．可以减少、缩小吗？五．可以引出吗？六．可以改变吗？七．可以逆反吗？八．可以组合吗？九．可以用于其他领域吗？十．其他任何提问首先选定一个要改进的产品或方案；然后，面对一个需要改进的产品或方案，或者面对一个问题，从右侧列出的角度提出一系列的问题，并由此产生大量的思路；第三，根据第二步提出的思路，进行筛选和进一步思考、完善。孙林辉（linhuisun@）列举法是一种借助对一具体事物的特定对象(如特点、优缺点等)从逻辑上进行分析并将其本质内容全面地一一地罗列出来的手段，再针对列出的项目一一提出改进的方法。列举法基本上有三种：属性列举法希望点列举法优点列举法和缺点列举法孙林辉（linhuisun@）HIPO图—IPO图系统图表法孙林辉（linhuisun@）工作进度表（甘特图）甘特图孙林辉（linhuisun@）系统问题的结构三种表达形式有向图二进制矩阵表集合系统图表法关联树法一种最基本的系统分析方法。孙林辉（linhuisun@）问题树功能树决策树孙林辉（linhuisun@）流程图流程图是流经一个系统的信息流、观点流或部件流的图形代表。在企业中，流程图主要用来说明某一过程。这种过程既可以是生产线上的工艺流程，也可以是完成一项任务必需的管理过程。流程图是揭示和掌握封闭系统运动状况的有效方式。作为诊断工具，它能够辅助决策制定，让管理者清楚地知道，问题可能出在什么地方，从而确定出可供选择的行动方案。孙林辉（linhuisun@）流程图绘制流程图时，为便于识别，习惯做法是：

事实描述用椭圆形表示行动方案用矩形表示问题用菱形表示箭头代表流动方向孙林辉（linhuisun@）流程图信息系统流程图使用的符号（以管理信息系统为例）孙林辉（linhuisun@）流程图使用流程图需要考虑的问题

过程中是否存在某些环节，删掉它们后能够降低成本或减少时间？还有其他更有效的方式构造该流程吗？整个过程是否因为过时而需要重新设计？应当将其完全废弃吗？

孙林辉（linhuisun@）工艺流程图孙林辉（linhuisun@）业务流程图孙林辉（linhuisun@）客户经理客户接触中心CRM系统管理者电访系统分析人员部门主管电访员决策信息提供销售策略产生市场机会市场信息反馈决策信息被动服务服务信息反馈客户关怀信息反馈客户关怀信息反馈业务受理投诉信息指派订单业务受理信息反馈查询信息反馈客户关怀主动服务市场信息关怀信息被动服务主动服务服务信息决策信息信息系统流程图孙林辉（linhuisun@）孙林辉（linhuisun@）画流程图Visiooffice

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由一位俄国学者阿利赫舒列尔（G.S.Altshuller）及他的同事于1946年最先提出。其英文全称是TheoryoftheSolutionofInventiveProblems（发明问题解决理论）TRIZ的基本思想是：“将产品作为一个系统加以考虑，对产品的技术改进问题着手解决之前首先勾画出理想的解决目标，进而设法消除创新设计过程中的工程技术矛盾”。TRIZ创新理论孙林辉（linhuisun@）TRI