工業(yè)工程概論

工業(yè)工程概論第一頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日工業(yè)工程概論清華大學(xué)工業(yè)工程系羅振璧第二頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日緒論一、什么是工業(yè)工程？工業(yè)工程是各類組織的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與運(yùn)作優(yōu)化的綜合工程學(xué)。其任務(wù)是：規(guī)劃與設(shè)計(jì)人活動(dòng)的系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)管理控制系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)公用服務(wù)系統(tǒng)集成上述三個(gè)子系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、測(cè)試與評(píng)價(jià)組織的性能與業(yè)績(jī)第三頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日一、什么是工業(yè)工程？1、美國(guó)人如何看工業(yè)工程？2、工業(yè)工程是美國(guó)的五大工程之一3、工業(yè)工程的定義AIIE的定義（1955年，1965年修訂）IIE的定義（1989年）4、90年代的看法普渡大學(xué)工業(yè)工程學(xué)院（1996）Turner（1993）IIE的新定義（2001）第四頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日一、什么是工業(yè)工程？5、小結(jié)工業(yè)工程是重要的工程科學(xué)工業(yè)工程是各類組織的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與運(yùn)作優(yōu)化的綜合工程學(xué)應(yīng)該從實(shí)踐和本質(zhì)理解工業(yè)工程第五頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日二、從實(shí)踐了解工業(yè)工程1、美國(guó)工廠的看法IEistosolveproblemsinplantIEistosolveproblemsinalltypesoforganizationalsystems2、成飛通過談判了解IE3、一個(gè)美國(guó)小老板的故事（討論）4、創(chuàng)新專業(yè)何在？第六頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日三、課程簡(jiǎn)介1、課程目標(biāo)學(xué)習(xí)基本的概念、知識(shí)和理論初步掌握IE的基本方法通過Simulation學(xué)習(xí)IE的應(yīng)用為進(jìn)一步學(xué)習(xí)IE知識(shí)打下基礎(chǔ)第七頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日2、課程主要內(nèi)容工業(yè)與系統(tǒng)工程概論基本建模技術(shù)與方法先進(jìn)的制造戰(zhàn)略：靈捷制造工作研究3、課內(nèi)/外學(xué)時(shí)32/324、教材5、考核辦法：IE專業(yè)考試，其它考查第八頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日第一章工業(yè)與系統(tǒng)工程概論第一節(jié)工業(yè)工程的基本概念一、產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)業(yè)的發(fā)展幾個(gè)概念工程、科學(xué)、管理與技術(shù)二、工業(yè)工程師干什么？1、工程師2、工業(yè)工程師（IEs）第九頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日3、工業(yè)工程師干什么問題的解答者革新者設(shè)計(jì)師協(xié)調(diào)員系統(tǒng)集成人4、我國(guó)需要大量IE人才第十頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日三、工業(yè)工程的活動(dòng)1、基本IE活動(dòng)2、典型的IE任務(wù)生產(chǎn)運(yùn)作（人活動(dòng)的）系統(tǒng)管理（控制）系統(tǒng)公共服務(wù)（支持）系統(tǒng)系統(tǒng)集成系統(tǒng)測(cè)試、評(píng)價(jià)與改進(jìn)第十一頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日四、工業(yè)工程的研究對(duì)象與學(xué)科特征1、研究對(duì)象傳統(tǒng)的IE一個(gè)組織/企業(yè)為對(duì)象，是微觀層次的現(xiàn)代的IE既研究一個(gè)組織又研究行業(yè)、市場(chǎng)、顧客、商務(wù)運(yùn)作和市場(chǎng)氣候，是社會(huì)技術(shù)的2、IE的基本特征工程性第十二頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日社會(huì)技術(shù)性接口性創(chuàng)新性實(shí)踐性IE以其工程性區(qū)別于商學(xué)/管理科學(xué)IE以其社會(huì)技術(shù)性區(qū)別于其他工程科學(xué)IE以其（商務(wù)）實(shí)踐性區(qū)別于自然科學(xué)IE以其創(chuàng)新和接口性屹立于科學(xué)之林第十三頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日五、工業(yè)工程的目標(biāo)1、可獲利性（Profitability)2、有效性（Effectiveness)3、高效率（Efficiency)4、適應(yīng)性(Adaptability)5、響應(yīng)性（Responsiveness)6、連續(xù)改進(jìn)（ContinuousImprovement)第十四頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日六、工業(yè)工程的創(chuàng)新戰(zhàn)略1、跳躍式創(chuàng)新2、不斷創(chuàng)新3、不斷改進(jìn)4、創(chuàng)新－改進(jìn)5、劣化效應(yīng)及其影響6、經(jīng)濟(jì)可承受性的影響：黃金律第十五頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日七、工業(yè)工程的基本方法1、調(diào)查與實(shí)證：提問技術(shù)2、定量分析：量化分析3、簡(jiǎn)化4、連續(xù)改進(jìn)5、不斷創(chuàng)新6、抓主要矛盾－TOC方法第十六頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日八、工業(yè)工程意識(shí)1、以人為中心的意識(shí)2、問題與改革的意識(shí)3、全局、全過程、全壽命的意識(shí)4、簡(jiǎn)化的意識(shí)5、成本－效益的意識(shí)6、快速響應(yīng)的意識(shí)7、連續(xù)改進(jìn)的意識(shí)8、創(chuàng)新的意識(shí)第十七頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日第二節(jié)工業(yè)與系統(tǒng)工程基礎(chǔ)一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)1、系統(tǒng)的概念與屬性系統(tǒng)由有有機(jī)聯(lián)系的組元構(gòu)成的有序整體。系統(tǒng)的基本屬性：集合性相關(guān)性層次性目的性適應(yīng)性可學(xué)習(xí)性第十八頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日2、系統(tǒng)的壽命期和功能系統(tǒng)的壽命期從顧客到顧客的周期系統(tǒng)壽命期內(nèi)的功能3、用框圖表達(dá)系統(tǒng)4、進(jìn)行系統(tǒng)思考的要點(diǎn)按相關(guān)性研究系統(tǒng)按事物的特性思考按因果關(guān)系思考考慮可測(cè)度性與可預(yù)測(cè)性考慮協(xié)同作用：交互作用與接口第十九頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日5、系統(tǒng)工程與分析的概念6、今天系統(tǒng)的方法變得越來越重要了全球化趨勢(shì)的推動(dòng)高科技技術(shù)、計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展為適應(yīng)顧客需求和市場(chǎng)氣候的快速變化，使信息搜集與處理和決策高速化系統(tǒng)復(fù)雜化動(dòng)態(tài)化TOC理論的要求識(shí)別新名詞與泡沫云霧的要求交互作用和接口界面設(shè)計(jì)的要求第二十頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日二、系統(tǒng)建模與優(yōu)化1、建模的目的推動(dòng)對(duì)事物本質(zhì)的研究和認(rèn)識(shí)可進(jìn)行量化分析與預(yù)測(cè)可以利用計(jì)算機(jī)建模方法物理模型圖解模型數(shù)學(xué)模型仿真模型第二十一頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1、大小系統(tǒng)的含義2、三種系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)方法歸納設(shè)計(jì)法推斷設(shè)計(jì)法創(chuàng)造性求解設(shè)計(jì)法3、大系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法模塊化設(shè)計(jì)法分層設(shè)計(jì)法全系統(tǒng)設(shè)計(jì)法第二十二頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日四、工業(yè)工程的系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、人活動(dòng)的子系統(tǒng)設(shè)計(jì)產(chǎn)品（貨物與服務(wù)）的設(shè)計(jì)過程的設(shè)計(jì)制造（生產(chǎn)）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)物流設(shè)施規(guī)劃工作流程設(shè)計(jì)工作地設(shè)計(jì)維護(hù)與輔助工作程序設(shè)計(jì)安全程序設(shè)計(jì)，等。第二十三頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日2、管理控制子系統(tǒng)設(shè)計(jì)全信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)組織設(shè)計(jì)資源配置與定位質(zhì)量保證系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)作控制庫存控制MRP/MRP2/ERP、JIT或TOC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人力資源規(guī)劃與控制再造（Reengineering)第二十四頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日3、公用服務(wù)子系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)戰(zhàn)略與規(guī)劃、建模、分析和決策市場(chǎng)研究與營(yíng)銷（marketing)供應(yīng)保障（Logistics)與供應(yīng)鏈管理（SCM)客戶關(guān)系管理（CRM)企業(yè)內(nèi)外部合作企業(yè)業(yè)績(jī)測(cè)試、評(píng)價(jià)與改進(jìn)政策法規(guī)與溝通的支持?jǐn)?shù)據(jù)庫金融與投資監(jiān)測(cè)、分析與決策再造決策，等。第二十五頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日4、企業(yè)測(cè)度指標(biāo)第一類測(cè)度指標(biāo)：產(chǎn)銷量、庫存和運(yùn)作費(fèi)用，或生產(chǎn)率、成本和利潤(rùn)率交貨期（T)、成本（C)和質(zhì)量（Q)，等。第二類測(cè)度指標(biāo)：質(zhì)量水平企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力員工索質(zhì)，等。第二十六頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日5、運(yùn)作規(guī)劃與控制產(chǎn)品開發(fā)營(yíng)銷計(jì)劃對(duì)信息流、物流的規(guī)劃與控制CRM供應(yīng)商選擇、管理與合作采購與庫存控制財(cái)務(wù)控制外部變化（干擾），等（圖1-14)第二十七頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日6、公理六（理論機(jī)器公理）7、公理七（發(fā)明級(jí)公理）8、公理八（功能獨(dú)立公理）在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)保持功能要求的獨(dú)立。9、公理九（信息公理）有最小信息量的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案是最優(yōu)的方案。第二十八頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日二、設(shè)計(jì)域、設(shè)計(jì)矩陣、設(shè)計(jì)方程與產(chǎn)品開發(fā)過程1、設(shè)計(jì)域2、設(shè)計(jì)矩陣3、設(shè)計(jì)方程｛FR｝=｛A｝｛DP｝｛DP｝=｛B｝｛PV｝｛FR｝=｛AB｝｛PV｝

4、產(chǎn)品開發(fā)過程第二十九頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日第三節(jié)發(fā)展中的工業(yè)工程一、工業(yè)工程的公理1、公理一（系統(tǒng)革新公理）一個(gè)人工的或人參與的系統(tǒng)總是可以改進(jìn)的，除非它已經(jīng)消亡或不值得再利用了。2、公理二（系統(tǒng)發(fā)展公理）所有的工程系統(tǒng)服從相同的發(fā)展規(guī)律。3、公理三（需求沖突公理）4、公理四（解決沖突公理）5、公理五（發(fā)明途徑公理）第三十頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日三、現(xiàn)代信息基礎(chǔ)1、基本概念信息信息技術(shù)（IT)信息處理2、信息量3、有序度第三十一頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日SIMULATIONONE

搜集信息的重要性準(zhǔn)備要求：1、每班推選四人作為代表參加競(jìng)賽2、每班推選一人作為裁判3、課后每人交一份報(bào)告第三十二頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日Simulation1搜集信息的重要性一、要求每個(gè)小組代表一個(gè)公司爭(zhēng)奪觀測(cè)塔的開發(fā)生產(chǎn)權(quán)只能用撲克牌建造塔身，生雞蛋代表天文望遠(yuǎn)鏡二、試驗(yàn)過程設(shè)計(jì)階段（20min)：搜集信息，構(gòu)思方案制造階段（20min)：制造塔的樣品測(cè)試評(píng)價(jià)（10min)：評(píng)出一個(gè)優(yōu)勝小組三、用戶的要求塔高不低于180mm，越高越好塔頂可以穩(wěn)定地安裝望遠(yuǎn)鏡（雞蛋），抗地震安全，造價(jià)低第三十三頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日第二章工業(yè)工程的基本建模技術(shù)與工程方法第一節(jié)決策、模式與實(shí)用決策方法一、概述1、決策決策決策就是決定，是一種選擇行為決策的兩個(gè)假定：事實(shí)的假定，價(jià)值的假定2、決策過程3、決策活動(dòng)二、決策的模式程序化決策模式非程序化決策模式第三十四頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日第一節(jié)決策、模式與實(shí)用決策方法三、決策的類型確定型決策風(fēng)險(xiǎn)型決策不確定型決策沖突（遺憾）型決策Laplace決策競(jìng)爭(zhēng)型決策四、簡(jiǎn)明工程決策方法（自學(xué)）第三十五頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日第一節(jié)決策、模式與實(shí)用決策方法五、工程決策的特點(diǎn)應(yīng)該是：有多個(gè)可行的備選方案的，是不能直接觀察出方案的優(yōu)劣的，是無法簡(jiǎn)單地找到結(jié)果的。執(zhí)行置信度最高原則。六、集中決策與群（分散）決策第三十六頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日第二節(jié)基本建模技術(shù)與工程方法一、八種基本統(tǒng)計(jì)過程控制模型1、流程圖（FlowChart)2、檢測(cè)表（CheckSheet)3、柏拉圖（ParetoAnalysis）4、因果圖（Cause&Effect)5、直方圖（Histogram)6、散布圖(Scatter)7、試驗(yàn)設(shè)計(jì)（DesignedExperimentation)8、控制圖（ControlChart)第三十七頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日第三十八頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日第三十九頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日第二節(jié)基本建模技術(shù)與工程方法二、八種基本分析工具與表達(dá)方式1、甘特圖（GranttTypeChart)2、線/棒圖（Line－BarChart)3、決策表（DecisionMakingTables)4、決策樹（DecisionMakingTree）5、結(jié)構(gòu)英語（StructureEnglish)6、項(xiàng)目成本報(bào)告（ProjectCostReport)7、關(guān)鍵路徑網(wǎng)絡(luò)（CriticalPathNetwork)8、基本圖－餅圖與臺(tái)階圖第四十頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日第四十一頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日第四十二頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日第二節(jié)基本建模技術(shù)與工程方法三、流程圖1、流程圖是用框圖表征過程中發(fā)生/出現(xiàn)的一系列活動(dòng)及其相互聯(lián)系的方法。2、表達(dá)用的元素圖示例一Motorola公司標(biāo)準(zhǔn)（1997）示例二IBM公司標(biāo)準(zhǔn)（1988）3、繪制指南四、因果圖第四十三頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日第四十四頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日第四十五頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日第四十六頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日第二節(jié)基本建模技術(shù)與工程方法五、柏拉圖1、80/20規(guī)則2、應(yīng)用指南3、實(shí)施步驟六、散布（相關(guān)）圖七、按SPC進(jìn)行思考八、實(shí)施SPC的10個(gè)步驟第四十七頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日一、目的與要求目的：學(xué)習(xí)應(yīng)用前四種SPC模型要求：1、每班選出4名隊(duì)員參加競(jìng)賽，投擲一種式樣的UFO，每班共投16次。2、每班選出1名裁判員，年級(jí)公推1名裁判長(zhǎng)，由裁判長(zhǎng)統(tǒng)一組織競(jìng)賽。3、總結(jié)SIMULATIONTWOUFO第四十八頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日SIMULATIONTWOUFO二、步驟1、設(shè)計(jì)UFO（15min)2、裁判長(zhǎng)統(tǒng)一發(fā)令，用統(tǒng)一的紙?jiān)?0秒內(nèi)完成UFO制作，超時(shí)者記下人數(shù)3、順序投擲UFO，記錄結(jié)果4、計(jì)算DPU，逆向排名5、每人記錄試驗(yàn)結(jié)果6、評(píng)比與總結(jié)第四十九頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日第三章靈捷制造第一節(jié)世界制造業(yè)面臨的形勢(shì)一、傳統(tǒng)制造遇到的困境傳統(tǒng)產(chǎn)品過剩，傳統(tǒng)制造裝備閑置率高“工業(yè)空洞效應(yīng)”引發(fā)世界制造結(jié)構(gòu)大調(diào)整高物耗、高能耗、高污染引發(fā)生存發(fā)展危機(jī)中高級(jí)人才不足利潤(rùn)與投資效益下滑More定理的限制第五十頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日第一節(jié)世界制造業(yè)面臨的形勢(shì)二、高技術(shù)制造中的泡沫夸大與炒作投機(jī)：發(fā)大財(cái)三、制造管理的不足一窩蜂、制假、無序競(jìng)爭(zhēng)新名詞形成云霧，使管理無所適從不是系統(tǒng)的管理，不抓瓶頸改進(jìn)與社會(huì)科學(xué)結(jié)合不密切企業(yè)目標(biāo)與測(cè)度不當(dāng)?shù)谖迨豁?，共五十九頁，編輯?023年，星期日第二節(jié)靈捷制造戰(zhàn)略產(chǎn)生的背景一、1970－1980年代美國(guó)制造業(yè)的衰落MIT的研究結(jié)論（1986）W.B.Rouse的研究結(jié)論（1991）二、經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇的對(duì)策－振興制造業(yè)MIT/IMVP計(jì)劃：精益生產(chǎn)/改變世界的機(jī)器LehighUniv./IE系與GM的戰(zhàn)略：靈捷制造第五十二頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日第三節(jié)靈捷制造的戰(zhàn)略步驟與核心概念一、戰(zhàn)略步驟2006年前2006年以后二、核心概念以人為中心充分利用信息與信息技術(shù)建立競(jìng)爭(zhēng)－合作機(jī)制對(duì)需求的變化實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)不斷把創(chuàng)新與改進(jìn)相結(jié)合實(shí)施“多品種變批量”生產(chǎn)第五十三頁，共五十九頁，編輯于2023