第1章 工业工程概述讲稿Word下载.docx
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5、教学方法:
由于我们这门课和生产现场结合比较密切,通过向教务处申请,从这个学期开始采用多媒体教学,在教学过程中,我们会结合现场实际案例、生产录像进行讨论分析,部分内容可能会要求同学们讲解,希望通过我们的共同努力,把这门课的内容掌握扎实。
同学们有什么好的建议还可以提,我们共同改善。
持续改善也是我们工业工程的精髓所在。
6、参考资料:
1)、书籍资料
A、《现代工业工程与管理》,齐二石主编,天津大学出版社2007
比较权威,系统性强,面向企业管理人员。
B、《工业工程概论》,薛伟、蒋祖华主编,机械工业出版社2009
比较全面,系统,适合没有工业工程基础人员使用。
C、《基础工业工程》,易树平、郭伏编,机械工业出版社2008
D、《最新现场IE管理》,石渡淳一等著,严新平等译F402/H51
E、《工业工程导论(修订版)》,汪应洛等编,中国科学技术出版社
F、《人机交互:
以用户为中心的设计和评估》,董建明、傅利民、饶培伦等编,清华大学出版社2010
2)、期刊杂志、学术论文
《工业工程》(期刊)、各种工业工程学术会议论文集、国际工业工程协会(IIE)会刊《IndustrialEngineer》等
3)、网络资料
工业工程网http:
//www.chinaie.info/
工业工程相关知识的介绍
工业工程网络学会http:
//www.myie.org/
浙江工业工程在线
BadDesigns
网站设计——设计与开发
浙江大学精品课程——用户体验与产品创新设计
图书馆数字资源:
万方数据_学位论文、万方数据_会议论文、中国学术期刊全文数据库、
ElsevierScienceDirect、EBSCO、OVID、Springer-Link、Proquest等。
期刊论文和网站资料时事性强,主要体现工业工程的发展动态及应用成果,有兴趣的同学可以了解一下。
一、课程内容介绍
今天我们要讲的是《现代工业工程》第1章工业工程概述,本章的主要内容包括工业工程的发展简史,工业工程定义、目标和功能,工业工程学科的范畴与性质,工业工程的特点与意识,现代IE发展面临的挑战和发展趋势。
其中工业工程的定义和工业工程的特点是本章的教学重点,工业工程意识是本章的难点。
希望同学们努力把握。
通过本节课的学习,能够了解工业工程的发展简史、工业工程学科的范畴与性质、工业工程意识,重点掌握工业工程定义、目标和功能以及工业工程的特点。
1.1引言
1、生产的基本概念
我们首先了解一下生产的概念,生产就是制造产品(有形产品)、提供服务(无形产品)的过程性活动。
由图1-1我们可以看出生产作为一个有机转换的过程性活动。
2、衡量生产的有效性指标
经济学上,用生产率(Productivity)来衡量生产系统的转换功能,表示生产要素的使用效率(板书:
生产率=产出/投入)。
由图1-1可以看出生产率的提高主要取决于生产过程中如何充分有效地发挥生产要素的作用,提高效率。
一般通过两种方式来达到这种目的:
改进生产技术和改善管理。
IE就是一门把技术和管理结合起来的学科,用来提高生产系统的生产率。
图1-2
图1-2表示了IE通过改进生产技术和改善管理,从而达到提高生产系统效率的目的。
1.2工业工程的发展简史
一、工业工程的起源
工业工程是工业化的产物,一般认为最早起源于美国。
1、首先,泰勒,提出了科学管理原理,创立了时间研究。
主要著作《科学管理原理》、《计件工资》、《工场管理》。
被称作“工业工程之父”。
2、吉尔布雷斯夫妇是和泰勒同一时期的另一位工业工程师奠基人,他创立了动作研究。
提出了影片分析法,还创造了工序图,为分析和建立良好的作业顺序提供了工具。
3、另一个工业工程先驱者是甘特,他发明了甘特图,将工程进度计划和时间结合起来,用来跟进项目进度。
二、工业工程的发展历程
由IE发展年表我们可以看出,工业工程的发展经历了四个时期,即科学管理时期、经典IE时期(20世纪20~40年代)、运筹学发生影响的时期(40年代中期~70年代)、工业与系统工程时期(70年代~未来),其中经典IE时期、运筹学发生影响的时期、工业与系统工程时期可通称为工业工程时期(20世纪20年代至今)。
1.3工业工程的定义、目标和功能
一、工业工程的定义
工业工程的发展已今为之已有一个多世纪。
由于它涉及范围广泛,内容不断充实和深化,所以,在其形成和发展过程中,不同时期、不同国家、不同组织所下的定义也不同。
1、美国工业工程师学会(AIIE)——IndustrialEngineeringTerminology,ANSI94,1982
工业工程(IndustrialEngineering)是对有关人员、物资、设备、能源和信息所组成的集成系统(IntegratedSystem)进行设计、改善和设置的一门学科。
它综合运用数学、物理和社会科学方面的专门知识与技术,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确定、预测和评价。
2、日本工业工程师学会(JIIE)
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。
3、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。
4、总结
在各种定义中,被广泛接受的,具有权威性的是美国工业工程学会提出的定义。
即:
尽管各种定义的表述方式不同,说明的侧重点不同,但其内涵基本是一致的。
各种IE定义都旨在说明:
二.IE的目标
由图可知,通过对投入生产要素的有效利用,在保证质量和安全的前提下,降低成本,提高整个生产系统的生产率,为客户提供满意的产品,从而获取最佳经济效益,并购买生产要素,投入下一轮循环。
因此来说,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。
三、IE的功能
由示意图我们可以看出,IE的功能就是通过研究人、机、料、法、环之间的关系,来对整个生产系统进行规划、设计、评价和创新活动。
1.4工业工程学科的范畴与性质
一、IE学科的内容体系
美国国家标准ANSI-Z94(1982年修订版),从学科角度把IE知识领域划分为17个分支,也就是工业工程的内容体系,即:
1.生物力学;
2.成本管理;
(今年03级毕业设计,有8名同学是作基础IE与成本管理相结合的项目)
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;
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(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。
二.IE学科的性质
按学科分类,国外一般将IE归入工程学范畴,所谓“工程”,是指“有判断地运用从研究、经验和实践中所获得的数学与自然科学知识,创造经济地利用自然物质和力量的方法,去为人类谋福利的专门技术。
”从IE的含义和内容可以看出,它完全符合工程的定义,具备工程学所应有的特征。
和所有其他工程学科一样,IE具有利用自然科学知识和其他技术方法进行观察、实验、研究、设计等功能和属性。
因此来说,IE是一门工程学科。
它不仅包括自然科学和工程技术,而且还包括社会科学及经济管理知识的应用。
在一些大学,IE专业主要设置在工学院中,比如重庆大学、浙江工业大学,都是设置在机械工程学院。
1、IE与管理
前面提到IE常被当作管理技术,但它并不等于“管理”,它是研究管理的方法和手段,为管理提供技术和决策依据,是一种工程活动。
而“管理”是指“利用物质和人力资源去实现预定目标的过程,它包括计划、组织、指挥、协调和控制等活动”。
例如,企业管理就是对企业生产经营活动进行计划、组织、指挥、协调和控制等一系列管理活动的总称,包括组织管理、技术管理、生产管理、财务管理等,所用的知识主要包括经营管理学、决策学、组织行为学、市场学、会计学、战略规划以及金融、贸易、法律等等。
它与IE的主要区别在于不是对生产系统进行研究、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。
2、IE与系统工程
现代IE与SE功能十分相似,国外有的大学把IE系改名为I&SE(板书)(工业系统工程),但两者也是有区别的。
我国著名科学家钱学森指出,“系统工程是组织管理系统的规划、研究、设计、制造和使用的科学方法,是一种对所有系统都具有普遍意义的科学方法。
”其实质是对系统进行分析、综合、模拟、最优化的原理和方法,适用于一切系统(包括物质的和非物质的),如自然系统、社会经济系统、经营管理系统……,而不仅限于某种特定的工程物质对象。
IE则不同,它主要是以各种生产系统为研究对象,将各种生产要素组成有效运行的系统而进行设计、改善和控制,可以说是SE在生产系统上的具体应用。
尽管现代IE的应用范围已扩大到许多别的领域,但生产仍是其主要对象。
所以,系统工程是现代IE技术的基础和方法学,两者是各有独自任务的交叉学科。
我们通过集合来表示一下
ME1——管理工程;
ME2——制造工程;
SE——系统工程;
IE——工业工程。
1.5工业工程的特点和意识
一、工业工程的特点
1、IE的核心是降低成本、提高质量和生产率
质量是企业的生命,有些人将提高质量和降低成本以及提高生产率对立起来,认为降低成本和提高生产率,就没办法保证质量。
实际上,这三个方面是完全统一的,如果企业的质量低下,势必增加企业的质量成本,也必然影响企业的生产率。
把降低成本、提高质量和生产率联系起来综合研究,追求生产系统的综合效益,是反应IE实质的一个重要特点。
现在我们通过一个例子来说明这个问题:
该图是在一家生产激光头的电子厂拍到的一张焊接工位图片,从图上可以看出,该员工所用的锡缸和擦拭海绵已经破烂,这样必然影响烙铁头的寿命和焊接温度,从而影响产品的焊接性能,如果单纯为了节省敷料成本而不进行更换的话,势必造成烙铁头使用量的增加,以及产品不良,最终导致产品的修理成本和返工成本,及质量成本增加,同时,由于返工工时和材料的浪费,导致生产率降低,最终产出能力降低。
所以,质量、成本和生产率是一个相互依赖、相互影响的关系。
作为IE人员,分析问题要从综合效益出发。
2、IE是综合性的应用知识体系
IE要解决的问题涉及到企业的方方面面,既有技术问题,也有管理问题。
这就要求IE人员必须是一个通才,需要掌握自然科学、工程技术、管理科学、社会科学及人文科学在内的各种知识。
比如,IE人员要提高工人的工作效率,首先得了解影响工人工作效率的各个因素,包括人、机、料、法、环等环节,这就要求IE人员必须具备相关环节的知识,才可能找出影响工人工作效率的主要环节。
如果IE人员只是具备某一个环节的知识,这样分析问题就有局限性,制定的改善方案必然偏面,分析问题必须找出影响问题的关键因素,才能从根本上解决问题。
3、注重人的因素是IE区别于其他工程学科的特点
泰勒的科学管理理论诞生于20世纪初,它的诞生是人类管理学科的一次飞跃和革命,它将人类的管理思想从抽象的经验管理发展到具体科学的标准化管理,在近一个世纪的理论研究和实践活动中发挥了重大作用。
但是,随着人类社会的发展和管理实践不断向纵深的延伸,标准化管理越来越多地暴露出种种弊端,昔日的“科学管理”显出其明显的不科学成份。
与此同时,以人为本,解决人的系统问题成为21世纪管理理论与实践的核心问题。
所以,现代IE开始深入研究人的因素,开展以人为本的管理研究。
(人是根本,人是资本,人是成本)
4.IE的重点是面向微观管理
为了达到减少浪费、降低成本的目的,IE重点面向微观管理,解决各个生产环节管理问题,从制定作业标准和劳动定额到现场管理优化,直至各职能部门之间的协调和管理改善,都需要IE发挥作用。
5、IE是系统优化技术
IE所强调的优化是系统整体的优化,不单是某个生产要素(人、物料、设备、方法、环境……)或某个局部(工序、生产线、车间……)的优化,后者是以前者为前提的优化,最终追求的是系统整体效益最佳。
二、工业工程的意识
1、成本和效率意识
降低成本、提高效率和质量是IE的核心特点,IE人员必须树立成本和效率意识。
一切工作必须从大处着眼,小处着手。
IE人员做事最忌讳眼高手低,好高骛远。
并且,要把80%的精力用在对生产力有贡献的事情上,而不要把80%的精力用在对生产力只有20%的贡献的琐碎事上。
IE人员讨论任何问题都要根据生产现场的实际来进行,决不允许脱离生产现场来进行盲目的决策。
否则,成本和效率意识的培养都是一句空话。
在生产现场,IE可以从以下几个方面进行成本和效率意识的培养:
2、问题和改革意识
IE追求合理性和有效性,使投入生产系统的生产要素达到物尽其值,人尽其用。
它包括从作业方法、生产流程直至组织管理等各项业务及各个子系统的合理化。
工业工程师有一个基本理念,即做任何工作都会找到更好的方法,改善无止境。
也就是我们所说的“持续改善”。
为了使工作方法更趋合理,就要坚持改善、再改善。
因此,IE人员必须树立问题和改革意识,不断发现问题、分析问题、寻求对策,勇于改革创新。
现举例来说明IE人员问题和改革意识的思维形式。
从图片1我们可以看出,该工位的投入品和完成品分别放置在作业人员左手和右手的后方,这样作业人员每完成一个产品的作业,都要将身体左右摆动一次,这是一个明显的不良体位,既增加了作业工时,又增加了作业人员的疲劳强度,如果没有问题和改革意识,就会对此现象习以为常,认为是理所当然的事。
实际上解决该问题根本不需要增加任何投资,也不需要复杂的动作,只要按照图片2所示的方式,对工作台进行简单的重新布置就可以了。
虽然是个简单的动作,却可以将工人的工作效率提高10%左右,同时大大降低了作业人员的疲劳强度。
3、工作简化和标准化意识
IE追求高效和优质的统一。
IE产生以来,推行工作简化(Simplification)、专门化(Specialization)和标准化(Standardization),即所谓的“3S”,对降低成本、提高效率起到重要作用。
尽管现代企业面对多变的市场需求,必须不断开发新产品、新工艺、更新技术,以多品种、小批量为主要生产方式。
但是,工作简化和标准化依然是保证高效率和优质生产的基本条件。
在实际工作中,也可以体会到,越是简单、熟练的作业,工作效率就越高,出错率就越低。
所以,IE设计工作内容或进行工艺、工具改善时,都要朝向简单化、防呆化、专门化的方向努力,并且尽量将每一次生产技术改进结果以标准化的形式确定下来,并加以贯彻,这是IE的重要手法。
4.全局和整体意识。
IE人员考虑问题必须考虑全局和整个生产系统,不要改善了这个问题,同时又造成其他方面的问题,要考虑综合效率。
即成本、质量、效率兼顾,但又不能工作没有重点。
要懂得轻重缓急!
不要怕问题多,问题多没关系,只要一个一个解决就可以了,但一定要作到从根本上解决问题,解决问题不能用睹老鼠洞的办法,要灭鼠才能从根本上解决问题。
由图可以看出,问题就像水中的冰山,水面以上部分是新问题,水面以下部分是老问题,我们解决问题,要从根本上解决,要清除整个冰山,而不是仅解决露出水面的部分。
5.以人为中心的意识。
人是生产经营活动中最重要的一个要素,任何事情,归根揭底都是通过人来最终实现的,从某种意义来说,人是根本,人是资本,人是成本。
因此,必须坚持以人为中心来研究生产系统的设计、管理、革新和发展,使每个人都关心和参加改进工作,提高生产效率。
课后小结:
1、生产的基本概念、衡量生产的有效性指标
生产就是制造产品(有形产品)、提供服务(无形产品)的过程性活动。
经济学上,用生产率(Productivity)来衡量生产系统的转换功能,表示生产要素的使用效率。
2、工业工程的起源、工业工程发展的四个阶段
工业工程一般认为最早起源于美国。
泰勒,提出了科学管理原理,创立了时间研究。
吉尔布雷斯创立了动作研究,提出了影片分析法,还创造了工序图。
甘特发明了甘特图。
工业工程的发展经历了四个时期,即科学管理时期、经典IE时期(20世纪20~40年代)、运筹学发生影响的时期(40年代中期~70年代)、工业与系统工程时期(70年代~未来),其中经典IE时期、运筹学发生影响的时期、工业与系统工程时期可通称为工业工程时期(20世纪20年代至今)。
3、工业工程的定义、目标和功能
美国工业工程师学会1982年定义:
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。
IE的功能就是通过研究人、机、料、法、环之间的关系,来对整个生产系统进行规划、设计、评价和创新活动。
4、工业工程学科的范畴与性质
美国国家标准(1982年修订版),从学科角度把IE知识领域划分为17个分支,也就是工业工程的内容体系,与我们这门课相关的主要有:
13.人的因素;
按学科分类,根据IE具有和其他工程学科一样功能和属性。
将IE归入工程学范畴。
5、工业工程的特点和意识
特点:
IE的核心是降低成本、提高质量和生产率;
IE是综合性的应用知识体系;
注重人的因素是IE区别于其他工程学科的特点;
IE的重点是面向微观管理;
IE是系统优化技术。
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;
全局和整体意识;
以人为中心的意识。
6、现代工业工程面临的挑战和发展趋势。
课后思考题:
1、什么是工业工程?
工业工程的特点?
2、结合自己的专业特点简述你对现代工业工程的理解。
3、你认为在中国推行工业工程会遇到哪些困难?
有什么好的建议或意见。
预习第二章工业工程理论。
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