工业工程导论课件.ppt
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1、工业工程导论,主讲人:黄帆 福建省水利电力职业技术学院水利工程系,工业工程是做什么的? 工业工程毕业的学生在企业里能干什么? 工业工程在企业中的地位和作用是什么?,说明,本课程是工业工程专业本科生学习的第一门专业课。也是非工业工程专业的工科学生了解IE知识,欲在IE方向上深造所必须学习的一门课程。 本课程的教学目的是通过课堂教学、案例分析、现场调查实践,以工业工程的基本概念、基本方法为主,使学生正确地掌握工业工程的概念、内容和系统分析方法等基础知识,为学习后续工业工程专业课做准备。,课程目标:,旨在帮助你定位(Orientation)认识你自己与认识工业工程。 学习课程中特别注意工业工程与下列
2、工程与课程之间的关系,找出你的兴趣在那里? 大学期间应多与学长、学姐及师长作良好的沟通,以准备该研修那些课程?并及早规划你将来适合走那一条路。 千万别等到大学时光将尽才做多么痛的领悟If I were a freshman again的真谛。,人因工程(HUMAN FACTORS/ERGONOMICS)在IE 中扮演的角色。 制造工程(MANUFACTURING ENGINEERING)在IE 中扮演的角色。 作业研究(OPERATIONS RESEARCH)在IE 中扮演的角色。 系统工程(SYSTEM ENGINEERING)在IE 中扮演的角色。 管理信息系统(MANAGEMENT IN
3、FORMATION SYSTEMS, MIS)在IE 中扮演的角色。 技术管理(TECHNOLOGY MANAGEMENT)在IE 中扮演的角色。,学习要求,按时到课并积极参与课堂讨论与发言,课下按要求查找资料和阅读文献,勤于思考。 作业要按时交,迟交扣分。小论文和文章摘要每篇各1000-1200字,写文章要求主题明确、层次分明、没有语病和错字,文末必须列出参考文献。 课下以小组为单位学习。 评分为百分制,其中到课、参与程度、作业、期末考试各占50%。,课程论文平分表,各组论文得分 第一组( ) 第二组( ) 第十四组( ),本组成员贡献得分 号( ) 号( ) 号( ) 号( ) 号( ),
4、平分者所在小组( ),课程教学体系,第一章 工业工程概论 工业工程的起源、发展及定义 工业工程的特点与职能 工业工程的学科范畴及特点 工业工程的工作内容 IE学科与ME学科、BA学科属性讨论 工业工程学术机构及学术活动 第二章 工业工程人才知识结构与工业工程教育 大学IE培养目标 IE人才知识结构 国外IE教育简介 面向21世纪的IE教育,第三章 生产率及人力资源管理 生产率及其管理 生产率测定与评价 生产率提高 人力资源的开发与管理 第四章 工业工程主要专业技术简介 工业工程的技术体系 工业研究 生产系统的组织与管理 工效学 质量管理与可靠性技术 制造系统现代化技术,工业工程中的系统分析 企
5、业战略管理 管理信息系统 工程经济学 第五章 工业工程实践 美国IE的发展及应用概况 IE是日本经济高速发展的的重要动力 台湾IE理论及应用发展回顾 我国IE的应用实例,什么是工业工程? 工业工程100年 工业工程的部分技术 CIE运行模式 工业工程在国外以及港台的发展 工业工程在我国的发展 国内主要大学工业工程系介绍,内容概况 Industrial Engineering,第一章 工业工程概论,IE的概念与基本范畴的认知 重点讲解IE概念的产生与发展、IE的定义、IE学科特点及内容体系、IE与其它学科之间的联系与区别。 目的是使学生明确什么是工业工程、工业工程研究哪些内容。,1 工业工程概念
6、的产生与发展,工业工程的起源 工业工程学科名称的由来 19世纪末20世纪初美国人泰勒在美国兴起了一场科学管理运动 “科学管理”不容于当时的社会背景 美国机械工程师学会会员为推广“科学管理”而想到更名,“工业工程”由此诞生 工业工程问世后的曲折经历 一战前后,工业工程随着美国工业的起伏而得到发展或遭受挫折,创立工业工程学科的主要学者 泰勒(Frederick Winslow Taylor,1856-1915):发展工作研究(Work Study)方法研究及工作测量(Method study and work measurement)。 甘特(Henry Laurence Gantt, 1861-
7、1919):他发展了著名的甘特图(Gantt Chart),用棒条图图形来控制工作流程及进度 。 吉尔布雷思夫妇(Frank Bunker Gilbreth, 1868-1924&Lillian Moller Gilbreth, 1878-1972):他们最大的兴趣与贡献在于工作方法的研究,以影片对工作进行分析、研究与改良。 艾默森(Harrington Emerson, 1853-1931):他在研究方法上比较具弹性并且将科学管理的概念引申运用于范围更广的组织, 他强调有良好的组织才能达成较高的效率之重要性。,工业工程的产生动因,科学技术:20世纪初进入电动机时代 生产力:福特生产线 经济形
8、态:18-19世纪完成工业资本积累 (见下图),科技,生产力,经济形态,1910 工业工程产生,2000,奴隶社会 封建社会,资本主义、社会主义,共产主义,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,1900,1980,科学管理,系统管理,现代管理,t,传统管理,以泰勒制为代表的科学管理的产生,反映了三个问题: 科学管理产生于制造企业现场管理 科学管理主要是解决如何提高生产率、降低成本 科学管理产生于商品经济环境下,2 了解IE,从认识企业系统开始,企业,经营思维与决策模式,技术手段,专业技术,管理技术,IE,台国立清
9、华大学工业工程系 前系主任陈茂生教授说: “专业技术和管理技术是生产力 水桶上的两个提耳.”,从请客吃饭看 经营与管理的区别,1、请客吃饭中的经营与管理,什么是经营? 请什么人(目标制定)、去什么地方(分析特色与优势)、主要由谁谈什么(策略)、花多少钱(预算) 什么是管理? 上哪些菜(产品计划管理)、买多少菜(采购与库存管理)、怎样做菜(工艺管理与生产管理、供应商管理)、怎样上菜(销售与客户关系管理)、结算(成本控制) 管理的技术属性可规范性、可重复性 ERP是管理技术,不是计算机技术,通俗ERP(1),通俗ERP(2),通俗ERP(3),2、对企业综合竞争力的理解,企业竞争力要素,要素支撑结
10、构,竞争力的外在表现,3、企业管理运作的基本思维,$,Q,P,C,Q,怎样提高企业效益,条件,努力,增加销量Q,提高价格P,降低成本C,需求曲线、资源,需求曲线、竞争优势,管理技术、改善思想,O,4、制造管理的基本思维,目标:低成本、优质量、高效率,指标:资金占用周期短、资金占用数额小,企业制造系统,Q0,Q1,T,设施设计与现场改善、 物流、信息流集成,企业效益TR的大小取决于R以及n, 而上述两项取决于:市场营销、生产计划 与组织、库存管理、设施平面布置、物料 搬运、供应、信息控制等,工业工程在管理运作中的角色,工业工程是“生产力水桶”上两个提耳之一。离开工业工程,生产力的潜力和效率都得不
11、到有效开发和提高 工业工程在降低运作成本方面可以发挥重要作用 工业工程起源于并成熟地应用于制造业,但其舞台不限于制造业,实施工业工程的目的,根本目的提高企业盈利水平、提高企业综合竞争力,提高企业生产率,提高社会生产率 实施工业工程,不但有利于企业,也有利于员工 增加收入,提高生活水平 保障职业稳定性、安全性 减轻疲劳强度,维护身体健康 从全社会角度看,实施工业工程将有助于社会资源的优化配置和有效利用,有利于可持续发展 广义工业工程的实施,将造福于社会各种产业,3 工业工程的涵义(1),工业工程(Industrial Engineering)是对有关人员、物资、设备、能源和信息等组成的整体系统(
12、Integrated System)进行设计、改进和实施的学科。它应用数学、物理和社会科学的专门知识与技能,并且使用工程分析的原理和方法,对上述系统可能取得的成果予以阐述、预测和评价。 美国工业工程师学会(AIIE) Industrial Engineering Terminology, ANSI Z94,1982,工业工程的涵义(2),工业工程是从事把人员、原材料、设备作为一个整体系统去发挥其功能的科学;它是进行经营管理系统方面的设计、改善与设置工作的学科。为了规定、预测、评价经营管理系统的成果,运用数学、自然科学、社会科学中的特定知识,同时使用技术分析与归纳的原理和方法。 日本工业工程师学
13、会(JIIE),工业工程的涵义(3),工业工程是将基础科学、工业知识和一些方法,在工业企业与其它领域中应用的技术。为了提高生产效率,为了研究某项政策对其它政策的经济有利性,要对工具准备建立适当的程序。为了达到上述目的,必须经常将成果和成本结合起来考虑。因此,工业工程是经营技术部门的活动,应注意处理下列有关问题:决定产品品种、设计产品、标准化、成本分析、生产方式、生产管理、设备配置、运输管理、工具设计、动作与时间研究、奖励工资、合理化建议、人际关系等。 英国工业工程视察团,工业工程的功能,规 划 确定一个组织在未来指定时间内所应采取的特定行动,IE的规划着重于技术发展方面的规划,评 价 对现有各
14、种系统规划、设计方针及人事组织的绩效作出评定,为高层决策者提供具有科学根据的资料,避免决策失误。,设 计 IE的设计不是一般的机器设计,而是着重工程系统方面的设计,包括系统整体和部分设计、概念设计及具体工程项目设计等。,创 新 改进现有的各个系统,提出崭新的、富有创造性和建设性的方案,已达到最佳的运作效果。,4 工业工程100年,工业工程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(Civil Engineering),产业革命促
15、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。 在德国兴起的标准化同样也是促进大量生产和工业化的重要IE成就。 1832年,英国的Charles W. Babbage发表了机械制造业经济论(On the Economy of Machinery Manufactures),提出了时间研究的重要概念。,工业工程100年(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
16、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100年(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
17、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100年(第三阶段),40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。OR是包括数学规划、优化理论、排队论、
18、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。 例如,对于设施设计(facility design),传统的IE主要凭工业的专门知识和经验设计车间、仓库的最佳布置和最优位置,使用的传统方法不外乎是流程图、模型板、规范清单等。而现在则可用OR的排队分析、数学规划,更系统、更方便、更精确地进行各种设施的设计,而且把IE的设施设计范围扩展到其他更复杂、更庞大的设施系统。,工业工程100年(第三阶段小结),第三阶段的IE与前两阶段的比较 以经验和定性分析为主 以定量分析为主。实际上,从休哈特开始,这些方法的发展使管理开始真正有了科学的依据,而不再只
19、是一种艺术或经验。 以通过基层生产现场中作业研究来降低劳动成本为主 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。,工业工程100年(第四阶段),在50、60年代,系统科学(SS)有了长足进展。一种承袭了SS思想和包含自然科学、社会科学知识的、并声称也以OR为理论基础但很注重工程应用的技术系统工程(System Engineering,, SE)脱颖而出。SE重视系统哲学思想的培养和系统分析方法的训练,又包含有较丰富的自然科学和社会科学的知识,正是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?,新IE学科的“连续光谱”(conti
20、nuum spectrum),工业工程100年(第五阶段),70年代以来,特别是最近10年来,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。 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)。,第五阶段小结:工业工程向何处去?,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
21、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),问题:,IE的学科范畴包括那些主要知识领域?列举IE主要的相关学科。 IE学科性质如何,怎样理解这一性质? 工业工程学科的主要特点是什么?如何理解IE的本质?,工业工程的目标:,工业工程的目标就是设计一个生产系统及该系统的控制方法,使它以最低的成本生产具有特定质量水平的某种或几种产品,并且这种生产必须是在保证工人和最终用户的健康和安全条件下进行。,工业工程的范畴 :? 美国国家标准ANSI-Z94(82年),1、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;
22、,6、设施规划与物流;,7、材料加工;,8、应用数学(运筹学、管理经济学、 统计和数学应用等);,9、组织规划与理认;,10、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;,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。,工业工程学科的性质:,工业工程是一门工程学科,IE要学习大量的工程技术和数学方面的课程。但它不同于一般的工程学科,它不仅包括自然科学和工程技术,还包括社会科学和经济管理方面的知识 ,它是一门技术和管理有机地结合的边缘科学。,工业工程的特点,IE的核心是降低成本,提高质量和生产率。
23、IE是综合性的应用知识体系(技术和管理) 注重人的因素是IE区别于其他工程学科特点之一。 IE是系统优化技术。 IE的面向-由微观向宏观管理。,IE的意识:,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。,为什么IE会受到重视:,因为它能够提高生产率! 众所周知,日本是一个国小、人多、资源缺乏的国家。二次大战后,厂房、道路、桥梁都受到严重破坏,经济面临全面崩溃,全年1/3时间停产,加上600万日军和移民拥回而失业人数激增。 再看今天的日本,面积不到38万平方公 里,人口不过1亿多,但国民生产总值占世界国民生产总值的10%,据1980年的统计,日本国民
24、的人均生产总值为1.087万美元,居世界第二位。,日本生产率的变化:,拿汽车工业来说: 美国用工量 日本用工量 装配一辆汽车 33个 14个 制造一辆车身 9.5小时 2.9小时 制造一发动机 6.8小时 2.8小时,中国可不可以用IE?,1986年,上海金陵无线电厂通过推广IE使该厂流水线生产能力提高了40%,半年间仅成本就节约了80万元。 成都市红光电子管厂在引进的显象管生产线上应用IE,年增产42万只电子枪,投入0.98万元,获得363万元的效益。 上海仪表局下属八家厂推广应用IE,投入50万元,收入6200万元。 北京机床电器厂运用IE改造电器产品装配生产线,使产量翻番,年新增产值11
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