第一章工業(yè)工程及其發(fā)展

1、生產(chǎn)要素： 人力.材料.機器.設施.信息.方法.轉換產(chǎn)出生產(chǎn)的財富產(chǎn)品服務工業(yè)工程概述第一章工業(yè)工程及其發(fā)展第一節(jié)引言現(xiàn)代企業(yè)中，生產(chǎn)是最基本，最重要的一項活動。生產(chǎn)就是制造產(chǎn)品，侑形生產(chǎn)）廣義的生產(chǎn)包括提供服務（即無形生 產(chǎn)）。企業(yè)只有通過各種類型的生產(chǎn)創(chuàng)造物質和經(jīng)濟財富，才能滿足企業(yè)生存 和發(fā)展的日益增長的需要，推動企業(yè)前進。無論哪種生產(chǎn)都是把自然和社會資源轉變成經(jīng)濟財富 （產(chǎn)品和服務），從 而增加附加價值的過程，換句話說，生產(chǎn)就是一種轉換功能。如圖1-11-1所示：生產(chǎn)的含義生產(chǎn)過程生產(chǎn)系統(tǒng)的這種轉化功能，可用生產(chǎn)率來衡量，表示生產(chǎn)要素的使用效率 （生產(chǎn)率= =產(chǎn)出/ /投入），如果能用

2、較少的資源投入得到更多的產(chǎn)出，則生產(chǎn) 率提高了，也就是具有更高的經(jīng)濟效益，可獲得更大的利潤。因此，生產(chǎn)率成為 企業(yè)中人們最關心的一個指標，任何企業(yè)事實上都是在不斷追求更高生產(chǎn)率 和利潤為目標。生產(chǎn)率的提高，集中表現(xiàn)為改進生產(chǎn)技術和管理兩個方面，不斷發(fā)明新技術，新工藝，創(chuàng)造新工具，新機器和科學管理方法。正如人們常用的技 術和管理是生產(chǎn)和經(jīng)濟發(fā)展的兩個輪子。實踐也証明，在企業(yè)中技術和管理 只有很好結合起來，才能獲得理想效果。工業(yè)工程（IndsurtialIndsurtial engineeringengineering,簡稱IEIE）就是在人們致力于提高工作 效率和生產(chǎn)率，降低成本的實踐中產(chǎn)生的一

3、門學科，就是把技術和管理有機地 結合起來，去研究如何使生產(chǎn)要素組成生產(chǎn)力更高和更有效運行的系統(tǒng)，是實 現(xiàn)提高生產(chǎn)率目標的工程學科。所以學習和應用工業(yè)工程，不僅直接有利于企業(yè)自身提高效益和利潤，在 激烈的市場競爭環(huán)境中求得自下而上和發(fā)展，而且也關系到加快臺達經(jīng)濟發(fā) 展，增強實力，縮小與同行業(yè)先進水平差距的問題。第二節(jié)工業(yè)工程的發(fā)展簡史一.工業(yè)工程的起源工業(yè)工程是工業(yè)化生產(chǎn)的產(chǎn)物，一般認為是本世紀初起源于美國，并 且是從泰勒5(F.W.Taylor5(F.W.Taylor 185618561915)1915)等人創(chuàng)立的科學管理發(fā)展起來的。南北戰(zhàn)爭(1861-1865(1861-1865) )以后，

4、美國工業(yè)尤其是制造工業(yè)迅速發(fā)展。19001900年前后，制造業(yè)產(chǎn)值已超過農(nóng)業(yè) 。但是，當時的工業(yè)生產(chǎn)和今天的方式大不相同，那時很少有生產(chǎn)計劃和組織，生產(chǎn)一線的管理人員對工人作業(yè)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(tǒng)性，主要憑經(jīng)驗辦 事。作業(yè)方法的改進一般都來源于工人自己為找到更容易和更簡便的方法完成所 承擔的任務而自發(fā)的努力，完全是一種各自分散的個人行動，幾乎沒有人注意一個工廠或一個工藝過程的改進和總體協(xié)調(diào)。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種狀況，提高工作效率，降低成本進行了卓有成效的工作，幵創(chuàng)了科學管理，為工業(yè)工程的產(chǎn)生奠定了基礎

5、，幵辟了道路。泰勒是一位工程師和效率專家，是 科學管理 的創(chuàng)始人，并且也是一位發(fā) 明家，一生中獲得過一 百多項專利。18741874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 。18781878年到米 德維爾(Midvale(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，他還上夜校功讀，并于18831883獲得史蒂芬工學院機械工程學位。這一經(jīng)歷使他對當時生產(chǎn)管理和勞動組織中的問題比較清楚認為管理沒有采用科學方法，工人缺乏訓練，沒有正確的操作方法和程序大大影響了生產(chǎn)效率 。他相信通過對工作的分析，總可以找到改

6、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(tǒng)地研究了工場作業(yè)和衡量方法，創(chuàng)立了 時間研究 （TimeTime studystudy ），改進操作方法，科學地制定勞 動定額，采用標準化，極大地提高了效率，降低了成本 。例如，1898189819011901 年在伯利恒（BethlehenBethlehen ）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(fā)現(xiàn)，每鏟2121磅時，裝卸效率最高。泰勒采用科學方法對工 人進行訓練，結果使搬運量由原來每人每天12.5T12.5T增加到48T48T，搬運效率提高近4 4倍。經(jīng)過這樣改進，減少了所需的搬運工人數(shù)，使搬運費由每噸8 8

7、美分降低到4 4美分。他提出了一系列科學管理原理和方法，主要著作有；計件工資（18951895年），工場管理（19031903年）以及 科學管理原理 （19111911年），），這是系統(tǒng) 闡述他的研究成果和科學管理思想的代表作，對現(xiàn)代管理發(fā)展作出重大貢獻 ，并被公認為工業(yè)工程的幵端 。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（FrankFrank B.Gilbreth,B.Gilbreth, 1868186819241924）是和泰勒差不多同一時期的另一位工業(yè)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(chuàng)造了與時間研究密切相關的 動作研究 （Motio

8、nMotion sturdysturdy ，就是對人在從事 生產(chǎn)作業(yè)中的動作進行分解 ，確定基本的動作要素（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(yè)效率由每小時120120塊提高到350350塊。19121912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(chuàng)造了影片分析法，對動作進行更細微的研究。19211921年他們又創(chuàng)造了工序圖，為分析和建立良好的作業(yè)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(chǎn)中人的價值作用及其對工作環(huán)境的反應等。甘特( (H

9、enryHenry L.GaL.Ga nttntt ) )也是工業(yè)工程先驅者之一，他的重大貢獻是發(fā)明了著名的 甘特圖(Gantt(Gantt ChartChart ) )，這是一種預先計劃和安排作業(yè)活動，檢查進度以及更新計劃的系統(tǒng)圖表方法，為工作計劃，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(chǎn)計劃與控制這一工業(yè)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(yè)工程的發(fā)展做出了貢獻，如17761776年英國經(jīng)濟學家亞當。史密斯(Adam(Adam SmithSmith ) )在其 一書中提出勞動分工概念；李嘉圖(Ricardo(Ricardo ) )的 (1

10、817(1817 年) )； 穆勒(Stuart(Stuart mill)mill) 的 (1848(1848年) )等， 應該說都對第三節(jié) 工業(yè)工程定義，目標和功能一工業(yè)工程的定義工業(yè)工程的發(fā)展迄今將近一個世紀了。由于它涉及范圍廣泛，內(nèi)容不斷充實和深化， 所以，在其形成和發(fā)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。在各種IEIE定義中，最具有權威性和今天被廣泛采用的是美國工業(yè)工程學會 （ALLLEALLLE）于19551955年正式提出，后經(jīng)修訂的定義，表述 如下： 工業(yè)工程是對人員，物料，設備，能源和信息所組成的集成系統(tǒng)，進行 設計，改善和設置的一門學科。它綜合運用

11、數(shù)，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與方法，對該系統(tǒng)所取得的成果進行確 定，預測和評價。該定義表明IEIE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(tǒng)，需要運用哪些知識，采用什么方法去研究問題以及如何解決問題。二工業(yè)工程的目標工業(yè)工程目標就是使生產(chǎn)系統(tǒng)投入的要素得到有效利用，降低成本，保証質量和安全，提高生產(chǎn)率，獲得最佳效益。具體地講，就是通過研究，分析和評估，對人機系統(tǒng)的每個組成部分都進行設計（包括再設計即改善），再將各化運行，保証以低成本，低消耗，安全，優(yōu)質，準時，高效地完成生產(chǎn)任務（機器制造，橋梁建設，化工生產(chǎn) . ），從而達到上述目標

12、。三工業(yè)工程的功能如IEIE定義所表明的IEIE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(tǒng)，進行設計，改善和設置”。針對一個企業(yè)這樣的系統(tǒng)，IEIE的功能具體表現(xiàn)為規(guī)劃設計，評價，創(chuàng)新等四個方面，如圖1-31-3所示，并列舉了各類專業(yè)活動。1.規(guī)劃確定一個組織在未來一定時期內(nèi)從事生產(chǎn)所應采取的特定行動的預備活動，包括總體目標，方針政策，戰(zhàn)略和戰(zhàn)術的制定，也包括分期（短期，中期，長期）實施計劃的制定。是協(xié)調(diào)資源利用，以獲得最佳效用的重要工具。IEIE從事的規(guī)劃側重于技術發(fā)展規(guī)劃。2.設計實現(xiàn)某一既定目標而創(chuàng)建具體實施系統(tǒng)的前期工作，包括技術準則，規(guī)范，標準的擬訂，最優(yōu)方

13、案選擇和藍圖繪制。IEIE的設計不同于一般的機器設計，而是側重于工程系統(tǒng)設計，包括系統(tǒng)總體設計和部分設計；概念設計和具體工程項目設計等。3.評價對現(xiàn)存的各種系統(tǒng)，各種規(guī)劃和計劃方案以及個人與組織的業(yè)績作出是價工作的實施否符合既定目標或準則的評審與鑒定活動，包括各種評價指標和規(guī)程的制訂及評IEIE評價是為高層管理者的決策提供科學依據(jù)，避免決策失誤的重要手段。4.創(chuàng)新對現(xiàn)存各種系統(tǒng)的改進和提出嶄新的，富于創(chuàng)造性和建設性見解的活動。任何一個系統(tǒng)，不論是一種產(chǎn)品，一條生產(chǎn)線，一個企業(yè)，還是一個產(chǎn)業(yè)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(chuàng)新使其獲得新的生命力。所以，創(chuàng)新是系統(tǒng)維護和

14、發(fā)展的重要途徑。第五節(jié)工業(yè)工程的特點和意識一工業(yè)工程的特點IEIE是實踐性很強的應用學科，國外IEIE應用與發(fā)展情況表明，各國都根據(jù)自己的國情（如社會文化傳統(tǒng)，技術與管理的體制和水平等）形成富有自己特色的IEIE 體系，甚至名稱也不盡相同。例如，日本從美國引進IEIE，經(jīng)過半個多世紀發(fā)展，形成了富有日本特色的IEIE，即把IEIE與管理實踐緊密結合，強調(diào)現(xiàn)場管理優(yōu)化，而美國則更強調(diào)IEIE的工程性。然而，無論哪個國家的IEIE，盡管特色 不同，其本質是一致的。所以，我們弄清IEIE的本質，對于建立符合我國國情 的IEIE學科體系具有重要意義。綜合分析IEIE的定義，內(nèi)容（范疇）和目標，反映現(xiàn)代

15、IEIE本質的基本特點，可 概括為以下幾下方面 ：1 1. IEIE的核心是降低成本，提咼質量和生產(chǎn)率 。如前所述，“ IEIE的目的是提高生產(chǎn)率，利潤和效率”。因此，可以說IEIE實質上是一門提高生產(chǎn)率的學問。工業(yè)工程手冊 指出，如果要用一句話來表明工業(yè)工程師的抱負的話，那就是提高生產(chǎn)率。換句話說，提高生產(chǎn)率是IEIE的出發(fā)點和最終目標，是工業(yè)工程師的第一使命o把降低成本，提高質量和生產(chǎn)率聯(lián)系起來綜合研究，追求生產(chǎn)系統(tǒng)的最佳整體效益，是反映IEIE實質的一個重要特點 。2 IE是綜合性的應用知識體系IEIE定義的內(nèi)容清楚地表明，IEIE是一個包括多種學科知識和技術的龐大體系，因此，人們很容易

16、產(chǎn)生這樣的疑惑，究竟什么是IEIE ?這個問題恰好需要通過IEIE的綜合性和整體性來回答。知識范圍大是IEIE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，而且特別體現(xiàn)在應用的整體性上；這是由IEIE的目標-提高生產(chǎn)率所決定的。因為生產(chǎn)率不僅體現(xiàn)各生產(chǎn)要素的使用效果，尤其取決于各個要素之間，系統(tǒng) 的各部分（如各部門，車間）之間的協(xié)調(diào)配合。一個企業(yè)要提高其經(jīng)濟效益 ，必須運用IEIIEI全面研究，解決生產(chǎn) 和經(jīng)營中的各 種問題，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(nèi)的各種活動

17、。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(tǒng)（如一條生產(chǎn)線，一個車間，整個企業(yè) 等）的生產(chǎn)率提高有選擇地，綜合地運用，這就是整體性。IEIE的綜合性集中體現(xiàn)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 ，容易形成分離的局面 。 IEIE從提高生產(chǎn)率的目標出發(fā) ，不僅要研究和發(fā)展硬件部分 ，即制造技術，工 具和程序，而且要提高軟件水平，即改善各種管理與控制 ，使人和其它各種要 素（技術，機器，信息等）有機地協(xié)調(diào)，使硬件部分發(fā)揮出最佳效用 。所以， 簡單地說，IEIE實際是把技術與管理有機地結合起來的學科 。2.注重人的因素是I

18、E區(qū)別于其它工程學科的特點之一生產(chǎn)系統(tǒng)的各組成要素之中，人是最活躍的和不確定性最大的因素，IEIE為實現(xiàn)其目標，在進行系統(tǒng)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(tǒng)的組織設計，IEIE都十分重視研究人的因素，包括人機關系，環(huán)境對人的影響（生理和心理等方面），人的工作主動 性，積極性和創(chuàng)造性，激勵方法等，尋求合理配置人和其它因素，建立適合人的生理和心理特點的機器和環(huán)境系統(tǒng)，使人能夠充分發(fā)揮能動作用，達到在生產(chǎn)過程中提高效率，安全，健康，舒適地工作，并能最好地發(fā)揮各生產(chǎn)要素 的作用。4.IE

19、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， IEIE重點面向微觀管理，解決各環(huán)節(jié) 管理問題，從制定作業(yè)標準和勞動定額 ，現(xiàn)場管理優(yōu)化直至各職能之間的協(xié)調(diào)和 管理改善，都需要IEIE發(fā)揮作用。5.IE是系統(tǒng)優(yōu)化技術IEIE所強調(diào)的優(yōu)化是系統(tǒng)整體的優(yōu)化，不單是某個生產(chǎn)要素（人，物料，設備）或某個局部（工序, ,產(chǎn)生線，車間）的優(yōu)化，后者是以前者為前提的優(yōu)化，并為前者服務，最終追求的是系統(tǒng)整體效益最佳（少投入，多產(chǎn)出）。所以，IEIE從提高系統(tǒng)總生產(chǎn)率的目標出發(fā)，對各種生產(chǎn)資源和環(huán)節(jié)作具體的研究 統(tǒng)籌分析，合理的配置；對各種方案作定量化的分析比較，尋求最佳的設計和改 善方案，這樣才能充分

20、發(fā)揮各要素和各子系統(tǒng)的功能，協(xié)調(diào)有效地運行。二工業(yè)工程的意識所謂IEIE意識就是IEIE實踐的產(chǎn)物，是對IEIE應用有指導作用的思想方法。主要包括以下幾個方面：1 .成本和效率意識IEIE追求最佳整體效益 （即以提高總生產(chǎn)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(fā)；從小處著手，力求節(jié)約，杜絕浪費，尋求以成本更低，效率更高的方式方法完成。2.問題和改革意識IEIE追求合理性，使各生產(chǎn)要素達到有效地結合，形成一個有機整體系統(tǒng)，它包括從損操作方法，生產(chǎn)流程直至組織管理各項業(yè)務及各個系統(tǒng)的合理化。工業(yè)工程師有一個基本信念，即做任何工作都會找到更好的方法，改善無止境。為使工作方

21、法更趨合理，就是堅持改善，再改善。3.工作簡化和標準化意識門化（SpecializationSpecialization）和標準化 StandardizationStandardization）,即所謂“ 3 3 S S”，對降低成本，提高效率起到重要作用。盡管現(xiàn)代企業(yè)面對變化多端的市場需求，必須經(jīng)常幵發(fā)新產(chǎn)品，新工藝，更新技術，以多品種，小批量為主要方式生產(chǎn) ，但是， 工作簡化和標準化依然是保証高效率和優(yōu)質生產(chǎn)的基本條件。每一次生產(chǎn)技術改進的成果都以標準化形式確定下來并加以貫徹，是IEIE的重要手法。4 4.全局整體意識現(xiàn)代IEIE追求系統(tǒng)整體優(yōu)化，生產(chǎn)要素和子系統(tǒng)效率的提高，必須從全局和整

22、體需要出發(fā)。針對研究對象的具體情況選擇適當?shù)?IEIE方法，并注重應用的綜合性 和整體性，才能取得良好效果 。6.以人為中心的意識人是以生產(chǎn)經(jīng)營活動中最重要的一個要素，其它要素都要通過人的參與才能發(fā)揮作用。必須堅持以人為中心來研究生產(chǎn)系統(tǒng)的設計，管理。革新和發(fā)展，使每個人都關心和參加改進工作 ，提高效率。IEIE涉及知識范圍很廣，方法很多，而且發(fā)展很快，新的方法不斷創(chuàng)造出來。因此，對于工業(yè)工程師來說，掌握方法與技術（如作業(yè)測定，方法研究，物料搬運，經(jīng)濟評估，信息技術等）是必要的，但更重要的是掌握IEIE本質，樹立IEIE意識，學會運用IEIE考察，分析和解決問題的思想方法，這樣才能以不變（IEIE實質）應萬變（各種具體事物），從研究對象的實際情況出 發(fā)，選擇適當?shù)闹R和技術處理問題。只有這樣才能使IEIE的應用取得理想的沁園春雪北國風光，千里冰封，萬里雪飄。望長城內(nèi)外,惟余莽莽；大河上下，頓失滔滔。山舞銀蛇，原馳蠟象，欲與天公試比高。須晴日，看紅裝素裹，分外妖嬈。江山如此多嬌， 引無數(shù)央雄競折腰。惜秦皇漢武,略輸文采；唐宗宋祖，稍遜風騷。一代天驕，成吉思汗，只識彎弓射大雕。俱往矣，數(shù)風流人物，還看今朝?！俺鰩煴韮蓾h：諸葛亮先帝