[精选]基础工业工程及其手法论述14809.pptx

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1、基础工业工程基础工业工程(IE)(IE)及其手法介紹及其手法介紹5/20/2023 1 PCEG-DMD(I)-ENG1工業工程及發展2工業工程的應用3生產率概述Content5/20/2023 2 PCEG-DMD(I)-ENG1工業工程及發展1.1 1.1 生产与生产系统的概念 生产与生产系统的概念1.2 1.2 工業工程的發展歷史 工業工程的發展歷史1.3 1.3 工業工程定義 工業工程定義 目標和功能 目標和功能1.4 1.4 工業工程學科的范疇與性質 工業工程學科的范疇與性質1.5 1.5 工業工程的特點和意識 工業工程的特點和意識5/20/2023 3 PCEG-DMD(I)-EN

2、G企業生產經營系統1.11.1生产与生产系统的概念生产与生产系统的概念生产要素 人力 物料 设备 資金 能源 设施 信息经济财富產品服務生产和服务转化过程投入 产出技术生产率=产出/投入管理決策預測定貨研發市場用戶匯總分析供 銷廣義IE狹義IE安 快 好產好 多 低快 好少快 准少損失反饋(性能質量規格價格色彩處理)快 准 全5/20/2023 4 PCEG-DMD(I)-ENG 概念1：生产就是将生产要素转变成经济财富，从而增加附加价值的过程v 生产是一种转换功能，即将生产要素转变成经济财富v 生产要能够增加附加价值v 生产包括若干种变换形式，如物理变换、化学变化、位置变换等 概念2：生产系

3、统是指生产要素经过转换过程，得到产出物的系统v生产系统的三要素：生产要素、转换过程、经济财富5/20/2023 5 PCEG-DMD(I)-ENG 概念3：生产是一切社会组织将它的输入转化为输出的过程。v 生产活动从制造领域扩展到非制造领域v 狭义的生产是指制造产品（有形物的生产），广义的生产不仅包括制造产品，而且还包括提供服务（即无形生产，如运输、销售、邮电、通讯、服务贸易等）概念的扩展 概念的扩展5/20/2023 6 PCEG-DMD(I)-ENG生产系统绩效的度量 生产系统绩效的度量 生产系统绩效的度量指标：质量、成本、生产率 经济学上用生产率（Productivity）来度量生产系统

4、的转换功能，表示生产要素的使用效率。生产率=产出/投入 生产率的提高主要取决于生产过程中如何有效地发挥生产要素的作用，提高其使用效率。其主要途径有:v 改进生产技术v 提高企业管理水平v 提高劳动者的素质v 增加生产要素的投入 人们为生产率所做的努力集中表现为改进生产技术和采用科学的管理方法两个方面。工业工程就是把技术和管理有机地结合起来，研究如何将生产要素组成生产力更高和更有效运行的系统，实现提高生产率目标的工程学科。5/20/2023 7 PCEG-DMD(I)-ENG1.21.2工業工程的發展歷史工業工程的發展歷史1.2.1 1.2.1工業工程的起源 工業工程的起源1.2.2 1.2.2

5、工業工程发展历程 工業工程发展历程1.2.3 1.2.3現代工業工程发展趨勢 現代工業工程发展趨勢5/20/2023 8 PCEG-DMD(I)-ENG1.2.11.2.1工業工程的起源工業工程的起源 泰勒（Taylor,18561915），美国古典管理学家，科学管理的创始人。创立“时间研究（Time Study）”，通过改进操作方法、科学制定劳动定额、采用标准化等方法，极大地提高了劳动效率、降低了生产成本。主要著作：计件工资（1895）、工场管理（1903）、科学管理原理（1911）。被誉为“科学管理之父”、“工业工程之父”。吉尔布雷斯（Gilbreth,18681924）另一位IE奠基人，

6、工程师，创造了与时间研究密切相关的“动作研究（Motion Study）”，即对动作进行分解，确定基本“动素”，然后科学分析，建立起省工、省时、效率最高和最满意的操作顺序。1921年又创立“工序图”，为分析和建立良好的作业顺序提供了工具。甘特（Gantt,18611919）工业工程先驱者之一，其重大贡献是发明了著名的“甘特图”（Gantt Chart）。这是一种预先计划和安排作业活动、检查进度以及更新计划的系统图表方法，为工作计划、进度控制和检查提供了十分有用的方法和工具。直到今天仍被广泛应用于生产计划与控制这一工业工程的重要领域。工业工程是工业化的产物，起源于美国。主要奠基人：5/20/20

7、23 9 PCEG-DMD(I)-ENG1890 1900 1920 1950 1970 1960 1980 1990管理理论制造技术1890科学管理组织理论系统管理学派决策理论学派社会系统学派1900 19201945一般管理理论古典管理理论阶段行为科学阶段管理丛林阶段非正式组织理论激励理论领导者理论经验主义学派管理科学学派权变理论学派普通机械加工自动生产线NCCADCAEMRPIICAPPCAD/CAMCIMSMRPFMCPRMCAEPDMCPCCETQM单件生产阶段大批大量生产阶段集成制造阶段1.2.2工業工程发展历程工業工程发展历程5/20/2023 10 PCEG-DMD(I)-EN

8、G1科学管理时代（20世纪初20世纪30年代中期）IE萌芽和奠基时期。以劳动专业化分工、时间研究、动作研究、标准化等方法的出现为主要内容。2工业工程时代（20世纪20年代后期至今）IE作为一门专业正式出现。在吸收数学和统计学知识的基础上，一系列IE原理和方法出现了，如统计质量控制、库存模型、组织理论、工程经济等。3运筹学发生影响的时期（20世纪40年代中期20世纪70年代）IE进入成熟时期。运筹学和计算机的出现解决了IE长期缺乏理论基础的问题。运筹学用于产品和市场决策，而计算机为处理数据和对大系统进行数学模拟提供里有力的手段。同时，1955年美国工业工程师学会制定出了IE的正式定义。1.2.2

9、工業工程发展历程工業工程发展历程5/20/2023 11 PCEG-DMD(I)-ENG4工业与系统工程时期（20世纪70年代以后）IE的发展与完备阶段，系统工程的原理和方法开始应用于IE。IE与系统工程（SE）结合后具有以下特征：从系统整体优化的目标出发，研究各生产要素和子系统的协调配合，强调综合应用各种知识和方法的整体性；应用范围从微观系统扩大到宏观系统的分析设计，从工业和制造部门扩大到服务业和政府部门等各种组织。IE不断吸收现代科技成就，尤其是计算机科学、OR、SE等知识，借助这些理论基础和科学手段，才能够由经验为主发展到以定量分析为主、由研究生产局部或者小系统的改善到研究大系统整体优化

10、和生产率提高，成为一门独立的学科。1.2.2工業工程发展历程工業工程发展历程5/20/2023 12 PCEG-DMD(I)-ENG1.2.3現代工業工程发展趨勢 現代工業工程发展趨勢 工業工程的發展具有鮮明的時代特征n IE 的发展趋势 现代工业工程。它是在现代科学技术和生产力条件下研究生产（工作）系统提高生产率和竞争力的学科。现代工业工程发展的特点1研究对象和应用范围扩大到系统整体 从工作现场-整个制造全过程和整个生产系统2采用計算和管理信息系統(MIS)为支撑条件 IC库存控制、财务管理、MRP/MRPII/ERP/SCM/CRM/EB3重点转向计算机集成制造（ComputerInteg

11、ratedManufacturing,簡稱CIM）FMS/CAD/CAM-CIM4突出研究生产率和质量5探索新理论，发展新方法（包括生产要素和生产技术两个方面）CIMS/并行工程/JIT/OPT/MRPII/ERP/全球制造/敏捷制造/虚拟制造 5/20/2023 13 PCEG-DMD(I)-ENG1.31.3工業工程定义、目标与功能工業工程定义、目标与功能 工業工程(IE-IndustrialEngineering)的定义IE是对人员、物料、设备、能源和信息所组成的集成系统进行设计、改善和配置的一门学科。它综合运用数学、物理学和社会科学方面的专门知识和技术，以及工程分析和设计的原理與方法，

12、对该系统所取得的成果进行确定、预测和评价。定义的说明v研究的对象不是一般孤立事物，而是一个系统（其中人是主体）；v研究的手段综合运用系统理论、运筹学、工程分析等知识和技术；v研究的目的是通过不断改进和优化系统，产生最佳综合效益。该定义被美国国家标准學會(American National Standards Institute,簡稱ANSI)采用作為標准朮語收入工业工程术语标准ANSI Z94,1982。5/20/2023 14 PCEG-DMD(I)-ENG IE的目标v美国大百科全书（1982年版）提出，IE是对一个组织中人、物料和设备的使用及其费用做详细的分析研究，这种工作由IE工程师完

13、成，目的是使组织能够提高生产率、利润率和效率。v著名IE专家P.希克斯博士指出，IE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的条件下进行。v因此，IE 的目标就是：使生产系统投入的要素得到有效利用，降低成本，保证质量和安全，提高生产率，获得最佳效益。1.31.3工業工程定义、目标与功能工業工程定义、目标与功能5/20/2023 15 PCEG-DMD(I)-ENG 工業工程科學的功能v规划：IE侧重于技术发展规划。如新产品发展规划、产品“三化”（标准化、系列化、专业化）规划、成本降低规

14、划等。v设计：IE设计不同于一般的机器设计，而是侧重于工程系统设计，包括系统总体设计和部分设计，概念设计和具体工程项目设计等。IE设计内容还包括：工厂选址、设备布置、生产流程设计、生产技术选择、作业程序设计、信息系统设计、运输系统设计等。v评价：如产品设计评审、经济分析、规划设计方案评审、质量控制与可靠性工程、技术评价等。IE評價是為高層管理者的決策提供科學依據避免決策失誤的重要手段。v创新：如产品改进、工艺改进、设施改进、系统组织改进、工作方法改进、新产品新技术的工程开发等。任何一個系統不論是一種產品一條生產線一個企業還是一個產業部門都將隨著時間推移而耗損老化乃至失效衰亡只有通過創新使其獲得

15、新的生命力。1.31.3工業工程定义、目标与功能工業工程定义、目标与功能5/20/2023 16 PCEG-DMD(I)-ENG工業工程科學的范疇 美国国家标准學會從學科角度把IE知識領域划分為17個分支即1生物力學2成本管理3數據處理與系統設計4銷售與市場5工程經濟6設施規划(含工廠設計物料搬運等)7材料加工8應用數學(含運籌學統計等)9組織規划與理論10生產規划與控制11 使用心理學12方法研究和作業測定13人的因素14工資管理15人休測量16安全17職業衛生與醫學1.41.4工業工程學科的范疇與性質工業工程學科的范疇與性質5/20/2023 17 PCEG-DMD(I)-ENG 国外一般

16、把IE划入工程学范畴，因为IE具有鲜明的工程属性。IE的首要任务是生产系统的设计，这是典型的工程活动。IE又不同于一般的工程学科。IE不是单纯的工程技术，它不仅包括自然科学和工程技术，而且还包括社会科学及经济管理知识的应用，所以IE是一门边缘科学。由于IE起源于科学管理，为管理提供方法和依据，具有管理特征，所以IE又常被当作管理技术。工業工程科學的性質1.41.4工業工程學科的范疇與性質工業工程學科的范疇與性質5/20/2023 18 PCEG-DMD(I)-ENG管理科学、运筹学、系统工程、工效学、工程经济学等学科是IE的基础和相关学科，与IE有很多共同点，目标都是使管理优化，资源得到有效利

17、用，取得最佳效果。但是，它们涉及的范围、研究方式和侧重点不同。IE与管理 管理与IE的区别在于它不是对整个生产系统进行研究、分析、设计和改进等工程活动，而是偏重于对各部门（也包括IE部门）及整个企业的决策和指挥，进行协调和组织等行政职能。IE与系统工程(SE)系统工程适用于一切系统，而不仅仅局限于某种特定的工程物质对象。IE 则是以各种生产系统为主要研究对象。可以说是SE 在生产系统上的具体应用。IE与工效学/运筹学/技术经济学由于IE 本來就是一個涉及面很廣的跨學科領域所以不必要也不可能將它與相關學科之間划一條清晰的界線1.41.4工業工程學科的范疇與性質工業工程學科的范疇與性質IE與相關學

18、科的關系5/20/2023 19 PCEG-DMD(I)-ENG1.5工業工程的特點和意識 工業工程的特點和意識IE作为管理和技术相结合的交叉学科被誉为“工业文明之光”，“划时代的管理技术”。有专家指出：管理和技术犹如推动经济发展的两只车轮，而IE恰似连接两只车轮中间的车轴，形象地说明了IE举足轻重的作用。IE的特点：vIE的核心是降低成本，提高质量和生产率；vIE是综合性的应用知识体系；v注重人的因素；vIE的重点面向微观管理；vIE是系统优化技术。5/20/2023 20 PCEG-DMD(I)-ENGIE的意识对于IE工程师来说，掌握方法和技术固然重要，但更重要的是掌握IE本质，树立IE

19、意识，学会运用IE考察、分析和解决问题的思想方法，这样才能以不变（IE实质）应万变（具体事物对象）。1成本和效益意识IE追求最佳整体效益，必须树立成本和效率意识。2问题和改革意识 IE追求合理性，使各生产要素有效组合，形成一个有机整体系统。3工作简化和标准化意识 IE追求高效与优质的统一。推行“3S”Simplification（简 化）、Specialization（专 门 化）、Standardization（标准化）。4全局和整体意识 IE追求系统整体优化、生产要素和子系统的提高。5以人为中心的意识 人是生产经营活动中的最重要要素，其它要素要通过人的参与才能发挥作用。必须坚持以人为中心来

20、研究生产系统的设计、管理、革新和发展，坚持以人为本。1.5工業工程的特點和意識 工業工程的特點和意識5/20/2023 21 PCEG-DMD(I)-ENG2工業工程的應用2.1 2.1 工業工程的常用技朮 工業工程的常用技朮2.1.1 2.1.1 工業工程的應用領域和常用技朮 工業工程的應用領域和常用技朮2.1.2 2.1.2 制造業中工業工程的內容 制造業中工業工程的內容2.2 2.2 工業工程技朮人員 工業工程技朮人員2.3 2.3 工業工程應用效果 工業工程應用效果5/20/2023 22 PCEG-DMD(I)-ENGIE的应用领域v首先在制造业中产生和应用，以改进生产方法，建立良好

21、的作业程序和标准，提高效率。v二次大战后，扩展到其它领域尤其是服务业（如建筑业、交通运输、银行、医院、超级市场等）以及政府部门（行政管理与规划），用于整个系统的优化。v尽管现代IE应用广泛，但制造业仍然是最主要和代表性的一个领域。制造工业的生产活动包括技术和管理两个方面。IE正是将两者有机结合起来的原理和技术：围绕制造技术研究工艺与设备（制造中的硬件部分）关于制造系统的控制和管理（制造中的软件部分）2.1.1工業工程的應用領域和常用技朮 工業工程的應用領域和常用技朮5/20/2023 23 PCEG-DMD(I)-ENGIE的常用技朮1方法研究2作業測定3獎勵4工廠布置5表格設計6物料搬運7信

22、息系統開發8成本與利潤分析9作業測定10設備選用11 組織研究12職務評估13辦公設備選擇14管理的發展15系統分析16庫存控制與分析17計算機編程18項目網絡技朮19計划網絡技朮20辦公室工作測定21動作研究的經濟效果22目標管理23價值分析24資源分配網絡技朮25工效學26成組技朮(GT)27事故與可操作性分析28模擬技朮29影片攝制30線性規划31排隊論32投資風險分析2.1.1工業工程的應用領域和常用技朮 工業工程的應用領域和常用技朮5/20/2023 24 PCEG-DMD(I)-ENG 制造企业中IE的内容1)工作研究（基础IE的核心）利用方法研究和作业测定(工作衡量)2大技术,分

23、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。2.1.1工業工程的應用領域和常用技朮 工業工程的應用領域和常用技朮方法研究把工作簡化并定出進行此項工作的更經濟的方法和程序作業測定確定進行某項工作所需時間的長短提高生產率工作研究工作研究5/20/2023 25 PCEG-DMD(I)-ENG 制造企业中IE的内容2)设施规划与设计 对系统（工厂、医院、学校、商店等）进行具体的规划设计，包括选址、平面布置、物流分析、物

24、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。涉及SE、OR、工作研究、成组技术、管理信息系统、工效学、工程经济学、计算机模拟等知识。3)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。2.1.1工業工程的應用領域和常用技

25、朮 工業工程的應用領域和常用技朮5/20/2023 26 PCEG-DMD(I)-ENG 制造企业中IE的内容4)工程经济和价值工程 工程經濟-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。價值工程-寻求高效益、低成本方案，主要用于新产品、新技术开发过程。5)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

26、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。2.1.1工業工程的應用領域和常用技朮 工業工程的應用領域和常用技朮5/20/2023 27 PCEG-DMD(I)-ENG 制造企业中IE的内容6)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

27、计与开发等。（MRP-II、ERP、PDM、CIMS）7)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。2.1.1工業工程的應用領域和常用技朮 工業工程的應用領域和常用技朮5/20/

28、2023 28 PCEG-DMD(I)-ENG 制造企业中IE的内容8)人力資源開發與管理 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）。企业文化；技术培训与在职教育；激励机制；政治思想工作9)工效学 又称人类工程学(Human Engineering)或人因学（Human Factors）或人机工程(Ergonomics)，它综合运用生理学、心理学、卫生学、人体测量学、社会学和工程技术等知识，研究生产系统中人、机器与环境之间的相互作用的一门边缘科学，是IE的一个重要分支与专门知识。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。2.1.1工業工程的應用領域和常用技朮 工業工程的應用領域和常用技朮5/20/2023 29 PCEG-DMD(I)-ENG