[精选]IE工业工程的发展与应用.pptx
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1、工業工程概述教育訓練資第一章.工業工程及其發展 第一節 第一節 引言 引言 現代企業中,生產是最基本 現代企業中,生產是最基本,最重要的一項活動。最重要的一項活動。生產就是制造產品 生產就是制造產品,有形生產,有形生產 廣義的生產包括提供服務即無形 廣義的生產包括提供服務即無形生產。企業只有通過各种類型的生產創造物質和經濟財富 生產。企業只有通過各种類型的生產創造物質和經濟財富,才能滿足企業 才能滿足企業生存和發展的日益增長的需要,推動企業前進。生存和發展的日益增長的需要,推動企業前進。生產的財富 生產的財富產品 產品 服務 服務生產要素 生產要素:人力 人力.材料 材料.机器 机器.設施 設
2、施.信息 信息.方法 方法.轉換 轉換 生產過程 生產過程 產出 產出 無論哪种生產都是把自然和社會資源轉變成經濟財富產品和服務,無論哪种生產都是把自然和社會資源轉變成經濟財富產品和服務,從而增加附加价值的過程 從而增加附加价值的過程,換句話說 換句話說,生產就是一种轉換功能。如圖 生產就是一种轉換功能。如圖1-1 1-1所示 所示:生產系統的這种轉化功能,可用生產率來衡量,表示生產要素的使用效率.生產率=產出/投入,如果能用較少的資源投入得到更多的產出,則生產率提高了,也就是具有更高的經濟效益,可獲得更大的利潤。因此,生產率成為企業中人們最關心的一個指標,任何企業事實上都是在不斷追求更高生產
3、率和利潤為目標。生產率的提高,集中表現為改進生產技術和管理兩個方面,不斷發明新技術,新工藝,創造新工具,新机器和科學管理方法。正如人們常用的技術和管理是生產和經濟發展的兩個輪子。實踐也証明,在企業中技術和管理只有很好結合起來,才能獲得理想效果。工業工程 Industrial engineering,簡稱IE 就是在人們致力于提高工作效率和生產率,降低成本的實踐中產生的一門學科,就是把技術和管理有机地結合起來,去研究如何使生產要素組成生產力更高和更有效運行的系統,是實現提高生產率目標的工程學科。所以學習和應用工業工程,不僅直接有利于企業自身提高效益和利潤,在剧烈的市場競爭環境中求得自下而上和發展
4、,而且也關系到加快台達經濟發展,增強實力,縮小与同行業先進水平差距的問題。第二節 工業工程的發展簡史一.工業工程的起源 工業工程是工業化生產的產物,一般認為是本世紀初起源于美國,并且是從泰勒 5F.W.Taylor 18561915 等人創立的科學管理發展起來的。南北戰爭1861-1865以后,美國工業尤其是制造工業迅速發展。1900年前后,制造業產值已超過農業。但是,當時的工業生產和今天的方式大不相同,那時很少有生產計划和組織,生產一線的管理人員對工人作業只是口頭上的指導,工人通常所受到的訓練也很差,工作方法缺乏科學性和系統性,主要憑經驗辦事。作業方法的改進一般都來源于工人自己為找到更容易和
5、更簡便的方法完成所承擔的任務而自發的努力,完全是一种各自分散的個人行動,几乎沒有人注意一個工厂或一個工藝過程的改進和總体協調。因而效率低,浪費大,以泰勒為代表的一大批科學管理先驅者為改變這种狀況,提高工作效率,降低成本進行了卓有成效的工作,開創了科學管理,為工業工程的產生奠定了基礎,開辟了道路。泰勒是一位工程師和效率專家,是 科學管理 的創始人,并且也是一位發明家,一生中獲得過一 百多項專利。1874年他考取哈佛大學法學院,由于視力不好,而被迫失學,進費城水泵制造公司學徒當模型工。1878年到米德維爾 Midvale 鋼鐵公司工作,當過普通工人,技工,工長,總技師以及總工程師。這期間,他還上夜
6、校功讀,并于1883獲得史蒂芬工學院机械工程學位。這一經歷使他對當時生產管理和勞動組織中的問題比較清楚,他認為管理沒有采用科學方法,,工人缺乏訓練,沒有正确的操作方法和程序,大大影響了生產效率。他相信通過對工作的分析,總可以找到改進的方法,設計出效率更高的工作程序,并致力于研究。他系統地研究了工場作業和衡量方法,創立了 時間研究 Time study,改進操作方法,科學地制定勞動定額,采用標准化,极大地提高了效率,降低了成本.。例如,18981901年在伯利恒Bethlehen 鋼鐵公司工作期間,他研究了鏟煤和礦砂的工作,通過試驗和測定發現,每鏟21磅時,裝卸效率最高。泰勒采用科學方法對工人進
7、行訓練,結果使搬運量由原來每人每天12.5T增加到48T,搬運效率提高近4倍。經過這樣改進,,減少了所需的搬運工人數,使搬運費由每吨8美分降低到4美分。他提出 了一系列科學管理原理和方法,主要著作有;1895年,1903年 以及 1911年,這是系統闡述他的研究成果和科學管理思想的代表作,對現代管理發展作出重大貢獻,并被公認為工業工程的開端。所以,泰勒在美國管理史上被稱作 科學管理之父。吉爾布雷斯Frank B.Gilbreth,18681924是和泰勒差不多同一時期的另一位工業工程奠基人,,他也是一名工程師,其夫人是心理學家,他們的主要貢獻是創造了与時間研究密切相關的 動作研究 Motion
8、 sturdy,就是對人在從事生產作業中的動作進行分解,确定基本的動作要素 稱為 動素,然后科學分析,建立起省工,省時,效率最高和最滿意的操作順序。例如,當時按照他的方法培訓的砌磚工人平均作業效率由每小時120塊提高到350塊。1912年吉爾布雷斯夫婦進一步改進動作研究方法,把工人操作時的動作拍成影片,創造了影片分析法,對動作進行更細微的研究。1921年他們又創造了工序圖,為分析和建立良好的作業順序提供了工具。他們在技能研究,疲勞研究和時間研究等方面也有卓越的成就,尤其重視研究生產中人的价值作用及其對工作環境的反應等。甘特 Henry L.Gantt 也是工業工程先驅者之一,他的重大貢獻是發明
9、了著名的 甘特圖 Gantt Chart,這是一种預先計划和安排作業活動,檢查進度以及更新計划的系統圖表方法,為工作計划,進度控制和檢查提供了十分有用的方法和工具.,直到今天它仍然被廣泛地用于生產計划与控制這一工業工程主要領域。還有許多科學家和工程師對科學管理早期工業工程的發展做出了貢獻,如1776年英國經濟學家亞當。史密斯 Adam Smith 在其 一書中提出勞動分工概念;李嘉圖 Ricardo 的 1817年;穆勒 Stuart mill 的 1848年 等,應該說都對IE先驅者產生對影響,這里就不一一列舉了。第三節 工業工程定義,目標和功能一 工業工程的定義 工業工程的發展迄今將近一個
10、世紀了。由于它涉及范圍廣泛,內容不斷充實和深化,所以,在其形成和發展的過程中,不同時期,不同國家,不同組織和學者下過許多定義。在各种IE定義中,最具有權威性和今天被廣泛采用 的是美國工業工程學會 ALLLE 于1955 年正式提出,后經修訂的定義,表述如下:工業工程是對人員,物料,設備,能源和信息所組成的集成系統,進行設計,改善和設置的一門學科。它綜合運用數,物理學和社會科學方面的專門知識和技術,以及工程分析和設計的原理与方法,對該系統所取得的成果進行确定,預測和評价。該定義说明IE實際是一門方法學,它告訴人們,為把人員,物資和設施組成有效的系統,需要運用哪些知識,采用什么方法去研究問題以及如
11、何解決問題。二 工業工程的目標 工業工程目標就是使生產系統投入的要素得到有效利用,降低成本,保証質量和平安,提高生產率,獲得最正确效益。具体地講,就是通過研究,分析和評估,對人机系統的每個組成局部都進行設計 包括再設計即改善,再將各個組成局部恰當地綜合起來,設計出系統整体,以實現生產要素合理配置,优化運行,保証以低成本,低消耗,平安,优質,准時,高效地完成生產任務 机器制造,橋梁建設,化工生產,從而達到上述目標。三.工業工程的功能如IE定義所说明的IE的基本功能是:研究人員,物料,設備,能源,信息所組成的集成系統,進行設計,改善和設置。針對一個企業這樣的系統,IE的功能具体表現為規划設計,評价
12、,創新等四個方面,如圖1-3所示,并列舉了各類專業活動。1 規划 确定一個組織在未來一定時期內從事生產所應采取的特定行動的預備活動,包括總体目標,方針政策,戰略和戰術的制定,也包括分期 短期,中期,長期 實施計划的制定。是協調資源利用,以獲得最正确效用的重要工具。IE從事的規划側重于技術發展規划。2 設計 實現某一既定目標而創建具体實施系統的前期工作,包括技術准則,規范,標准的擬訂,最优方案選擇和藍圖繪制。IE的設計不同于一般的机器設計,而是側重于工程系統設計,包括系統總体設計和局部設計;概念設計和具体工程項目設計等。3 評价對現存的各种系統,各种規划和計划方案以及個人与組織的業績作出是否符合
13、既定目標或准則的評審与鑒定活動,包括各种評价指標和規程的制訂及評价工作的實施。IE 評价是為高層管理者的決策提供科學依据,防止決策失誤的重要手段。4 創新對現存各种系統的改進和提出嶄新的,富于創造性和建設性見解的活動。任何一個系統,不論是一种產品,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新的生命力。所以,創新是系統維護和發展的重要途徑。第四節 工業工程的特點和意識一 工業工程的特點IE是實踐性很強的應用學科,國外IE應用与發展情況说明,各國都根据自己的國情 如社會文化傳統,技術与管理的体制和水平等 形成富有自己特色的IE体系,甚至
14、名稱也不盡相同。例如,從美國引進IE,經過半個多世紀發展,形成了富有 特色的IE,即把IE与管理實踐緊密結合,強調現場管理优化,而美國則更強調IE的工程性。然而,無論哪個國家的IE,盡管特色不同,其本質是一致的。所以,我們弄清IE的本質,對于建立符合我國國情的IE學科体系具有重要意義。綜合分析IE的定義,內容 范疇 和目標,反映現代IE本質的基本特點,可概括為以下几下方面:1 IE的核心是降低成本,提高質量和生產率。如前所述,“IE的目的是提高生產率,利潤和效率。因此,可以說IE實質上是一門提高生產率的學問。工業工程手冊 指出,如果要用一句話來说明工業工程師的抱負的話,那就是提高生產率。換句話
15、說,提高生產率是IE的出發點和最終目標,是工業工程師的第一使命。把降低成本,提高質量和生產率聯系起來綜合研究,追求生產系統的最正确整体效益,是反映IE實質的一個重要特點。2 IE是綜合性的應用知識体系 IE定義的內容清楚地说明,IE是一個包括多种學科知識和技術的龐大体系,因此,人們很容易產生這樣的疑惑,究竟什么是IE?這個問題恰好需 通過IE的綜合性和整体性來答复。知識范圍大是IE的一個明顯特點,然而,這只有其外在特征,它的本質還在于綜合的運用這些知識的技術,而且特別体現在應用的整体性上;這是由IE的目標-提高生產率所決定的。因為生產率不僅体現各生產要素的使用效果,尤其取決于各個要素之間,系統
16、 的各局部 如各部門,車間 之間的協調配合。一個企業要提高其經濟效益,必須運用IEI全面研究,解決生產 和經營中的各种問題,即有技術問題又有管理問題;既有物的問題,又有人的問題。因而,必然要用到包括自然科學,工程技術,社會科學及人文科學在內的各种活動。這些領域的知識和技術不應是孤立的運用,而要圍繞研究的整個系統 如一條生產線,一個車間,整個企業 等 的生產率提高有選擇地,綜合地運用,這就是整体性。IE的綜合性集中体現在技術和管理的結合上。通常,人們習慣于把技術稱作硬件,把管理稱作軟件,由于兩者的性質和功能不同,容易形成别离的局面。IE 從提高生產率的目標出發,不僅要研究和發展硬件局部,即制造技
17、術,工具和程序,而且要提高軟件水平,即改善各种管理与控制,使人和其它各种要素 技術,机器,信息等 有机地協調,使硬件局部發揮出最正确效用。所以,簡單地說,IE實際是把技術与管理有机地結合起來的學科。3 注重人的因素是IE區別于其它工程學科的特點之一 生產系統的各組成要素之中,人是最活躍的和不确定性最大的因素,IE為實現其目標,在進行系統設計,實施控制和改善的過程中,都必須充分考慮到人和其它要素之間的關系和相互作用,以人為中心進行設計。從操作方式,工作站設計,崗位和職務設計直到整個系統的組織設計,IE都十分重視研究人的因素,包括人机關系,環境對人的影響 生理和心理等方面,人的工作主動性,積极性和
18、創造性,激勵方法等,尋求合理配置人和其它因素,建立适合人的生理和心理特點的机器和環境系統,使人能夠充分發揮能動作用,達到在生產過程中提高效率,平安,健康,舒适地工作,并能最好地發揮各生產要素的作用。4 IE 的重點是面向微觀管理 為了達到減少浪費,降低成本的目的,IE重點面向微觀管理,解決各環節管理問題,從制定作業標准和勞動定額,現場管理优化直至各職能之間的協調和管理改善,都需要IE發揮作用。5IE是系統优化技術 IE所強調的优化是系統整体的优化,不單是某個生產要素 人,物料,設備或某個局部 工序,產生線,車間的优化,后者是 以前者為前提的优化,并為前者服務,最終追求的是系統整体效益最正确 少
19、投入,多產出。所以,IE從提高系統總生產率的目標出發,對各种生產資源和環節作具体的研究,統籌分析,合理的配置;對各种方案作定量化的分析比較,尋求最正确的設計和改善方案,這樣才能充分發揮各要素和各子系統的功能,協調有效地運行。二 工業工程的意識 所謂IE意識就是IE實踐的產物,是對IE應用有指導作用的思想方法。主要包括以下几個方面:1成本和效率意識IE追求最正确整体效益 即以提高總生產率為目標,必須樹立成本和效率意識。一切工作從大處著眼,從總目標出發;從小處著手,力求節約,杜絕浪費,尋求以成本更低,效率更高的方式方法完成。2問題和 意識 IE追求合理性,使各生產要素達到有效地結合,形成一個有机整
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