第1章 工業(yè)工程概述 2013-11-9

工業(yè)工程導(dǎo)論主講：錢燕云教授管理學(xué)院MEM工業(yè)工程導(dǎo)論本課程教學(xué)環(huán)節(jié)課堂講授案例研討習(xí)題作業(yè)本課程考核方式出勤與作業(yè)（30%）期末筆試（70%），開卷。工業(yè)工程導(dǎo)論教材及參考書薛偉、蔣祖華主編《工業(yè)工程概論》機(jī)械工業(yè)出版社，2009羅振壁、朱立強(qiáng)編著《工業(yè)工程導(dǎo)論》機(jī)械工業(yè)出版社，2003蔣祖華等編著《工業(yè)工程實踐案例及方法》清華大學(xué)出版社，2008汪應(yīng)洛主編《工業(yè)工程概論》（修訂版）中國科學(xué)技術(shù)出版社，2005工業(yè)工程導(dǎo)論第1章工業(yè)工程概述4學(xué)時第2章工業(yè)工程理論2學(xué)時第3章工作研究6學(xué)時第4章人因工程4學(xué)時第5章生產(chǎn)計劃與控制6學(xué)時第6章設(shè)施規(guī)劃與物流分析6學(xué)時第7章現(xiàn)代質(zhì)量工程0學(xué)時第8章現(xiàn)代制造系統(tǒng)4學(xué)時本課程學(xué)時分配第1章工業(yè)工程概述教學(xué)目的與要求1.了解工業(yè)工程的發(fā)展與應(yīng)用2.理解工業(yè)工程的概念、學(xué)科性質(zhì)以及內(nèi)容體系

3.了解現(xiàn)代工業(yè)工程面臨的挑戰(zhàn)及其發(fā)展趨勢

用工程的方法改進(jìn)管理用管理的理念策劃工程第1章工業(yè)工程概述主要內(nèi)容工業(yè)工程的發(fā)展和應(yīng)用工業(yè)工程的概念和內(nèi)容

現(xiàn)代工業(yè)工程面臨的挑戰(zhàn)和發(fā)展123工業(yè)工程的產(chǎn)生和發(fā)展歷程工業(yè)工程的概念工業(yè)工程在我國的發(fā)展和應(yīng)用工業(yè)工程的學(xué)科特點工業(yè)工程內(nèi)容體系現(xiàn)代工業(yè)工程面臨的挑戰(zhàn)現(xiàn)代工業(yè)工程的發(fā)展趨勢第1章工業(yè)工程概述工業(yè)工程社會生產(chǎn)力發(fā)展的需求

科學(xué)技術(shù)日新月異的成果

社會環(huán)境/

經(jīng)濟(jì)形態(tài)

科學(xué)技術(shù)成果動因支持運籌學(xué)統(tǒng)計學(xué)系統(tǒng)工程計算機(jī)工程信息技術(shù)工業(yè)工程（IndustrialEngineering,IE）的產(chǎn)生第1章工業(yè)工程概述社會發(fā)展與經(jīng)濟(jì)形態(tài)原始經(jīng)濟(jì)狩獵經(jīng)濟(jì)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)工業(yè)經(jīng)濟(jì)和諧經(jīng)濟(jì)游牧業(yè)農(nóng)耕（少數(shù)）農(nóng)牧業(yè)手工業(yè)商業(yè)農(nóng)業(yè)工程化工業(yè)化服務(wù)業(yè)工業(yè)化手工業(yè)（少數(shù)）50-100萬年前AC175020002020自然經(jīng)濟(jì)（封閉式）商品經(jīng)濟(jì)（開放式）信息經(jīng)濟(jì)全球化市場第1章工業(yè)工程概述三次工業(yè)革命的比較比較內(nèi)容第一次（工業(yè)革命或產(chǎn)業(yè)革命）第二次（科技革命）第三次（高新科技革命）開始時間18世紀(jì)60年代19世紀(jì)70年代20世紀(jì)四五十年代完成時間19世紀(jì)上半期19世紀(jì)末20初正在進(jìn)行主要標(biāo)志蒸汽機(jī)的發(fā)明、改進(jìn)及廣泛使用電力的發(fā)明與廣泛應(yīng)用信息（電子計算機(jī)）、生物、材料、空間（航天）、海洋、能源（原子能）為主導(dǎo)的高技術(shù)重大突破、發(fā)展與應(yīng)用代表人物瓦特愛迪生比爾·蓋茨理論基礎(chǔ)牛頓的力學(xué)法拉第的電磁學(xué)愛因斯坦的相對論領(lǐng)先國家英國美、德美國對生產(chǎn)方式的影響實現(xiàn)了生產(chǎn)方式的機(jī)械化實現(xiàn)了生產(chǎn)方式的電氣化實現(xiàn)了生產(chǎn)方式的自動化，并向信息化、智能化方向發(fā)展進(jìn)入的時代蒸汽時代電氣時代網(wǎng)絡(luò)信息時代交通工具汽船（輪船）、火車電車、汽車、飛艇、飛機(jī)宇宙飛船新興的部門石油化工、汽車制造、電力工業(yè)信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)、核工業(yè)、航空航天工業(yè)、電子工業(yè)三次工業(yè)革命的后果:三次科技革命都促進(jìn)了生產(chǎn)力發(fā)展,都引起社會關(guān)系的巨變,都對世界格局發(fā)生巨大影響.三次工業(yè)革命的后果表明生產(chǎn)關(guān)系必須適應(yīng)生產(chǎn)力的發(fā)展，生產(chǎn)力決定生產(chǎn)關(guān)系；科學(xué)技術(shù)是產(chǎn)力(馬克思主義的基本原理)，科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力（鄧小平）；要樹立科教興國的戰(zhàn)略思想。Industry4.0Time物聯(lián)網(wǎng)和制造業(yè)正宣告著第四次工業(yè)革命—工業(yè)4.0的到來第1章工業(yè)工程概述第1章工業(yè)工程概述工業(yè)工程形成和發(fā)展的演變過程，實際上就是各種用于提高效率、降低成本的知識、原理和方法產(chǎn)生與應(yīng)用的歷史，工業(yè)工程技術(shù)隨著社會和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展不斷充實新的內(nèi)容。一般認(rèn)為，工業(yè)工程最早于19世紀(jì)末起源與美國。泰勒時間研究（Timestudy)吉爾布賴斯夫婦動作研究（Motionsduty)IE發(fā)展經(jīng)歷了四個（或三個）相互交叉的階段/時期。第一階段：19世紀(jì)末-20世紀(jì)30年代初，工業(yè)工程奠基期，科學(xué)管理時期第二階段：20世紀(jì)30-40年代，工業(yè)工程的成長期，定量化精細(xì)管理時期第三階段：20世紀(jì)40-70年代，工業(yè)工程的成熟期，運籌學(xué)優(yōu)化管理時期20世紀(jì)80-至今，工業(yè)工程創(chuàng)新時期，全球化和網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)管理時期第一階段（19世紀(jì)末～20世紀(jì)30年代初）：IE萌芽和奠基的時期。

以勞動專業(yè)化分工、時間研究、動作研究、標(biāo)準(zhǔn)化等方法的出現(xiàn)為主要標(biāo)志。巴貝奇

、吉爾布雷斯夫婦、福特、甘特、泰勒、Whitney

提出時間研究的概念、發(fā)明流水裝配線、“鐵鏟實驗”、“搬運實驗”和“切削實驗”、動素研究等。時期主要內(nèi)容

代表人物主要事件1.1工業(yè)工程的發(fā)展與應(yīng)用

1800，Whitney,倡導(dǎo)零件標(biāo)準(zhǔn)化.生于1765年;卒于18251798年,獲得政府合同生產(chǎn)10,000枝步槍。指出機(jī)器工具可以精確地按照說明制造出步槍部件，步槍部件可以被用到任何步槍上。零件標(biāo)準(zhǔn)化零件互換性第一階段代表人物1.1工業(yè)工程的發(fā)展與應(yīng)用1881，Taylor,“科學(xué)管理”1856——1915，世稱“科學(xué)管理之父”1881年,他擔(dān)任米德威爾鋼鐵廠的總工程師，研究了如何完成工作任務(wù)，開創(chuàng)了時間和工作研究，創(chuàng)造性提出效率原則?！拌F鏟實驗”“搬運實驗”“切削實驗”

第一階段代表人物1.1工業(yè)工程的發(fā)展與應(yīng)用泰勒主義（Taylorism）/programs/view/1HYHpBSY9Go/弗蘭克(1868-1924);林蓮(1878-1972)夫妻工程小組進(jìn)一步發(fā)展了工作衡量方法將效率原則應(yīng)用到家庭和12個孩子當(dāng)中發(fā)明了18個動素弗蘭克·吉爾布賴斯&林蓮·吉爾布賴斯(FrankandLillianGilbreth)第一階段代表人物1.1工業(yè)工程的發(fā)展與應(yīng)用

1913，HenryFord

，“流水生產(chǎn)線”讓它們都一樣!1863—19471903年建立福特汽車公司1913年首次使用移動裝配線生產(chǎn)T型車，半成品通過傳送帶到達(dá)各個工作站。在1911年的水平上給予工人優(yōu)厚的工資(5美元一天!)1920s-30s，福特(大量生產(chǎn)理念）+通用斯?。ńM織技術(shù)），“大量生產(chǎn)方式”（MassProduction,MP）第一階段代表人物1.1工業(yè)工程的發(fā)展與應(yīng)用第二階段20世紀(jì)30年代初～40年代中期：工業(yè)工程的成長時期。吸收了數(shù)學(xué)和統(tǒng)計學(xué)的知識，創(chuàng)立了許多IE的原理和方法，形成了現(xiàn)代IE的主體。

相關(guān)實踐人員美國高校成立了更多的IE專業(yè)或系，并且出現(xiàn)了專門從事IE的職業(yè)。

時期主要內(nèi)容

代表人物主要事件1.1工業(yè)工程的發(fā)展與應(yīng)用第三階段20世紀(jì)40年代中期～70年代末：工業(yè)工程的成熟時期

運籌學(xué)和系統(tǒng)工程成為IE的理論基礎(chǔ)，計算機(jī)為IE提供有效的技術(shù)手段，IE得到了重大發(fā)展。美國工業(yè)工程師學(xué)會

、日本、亞洲四小龍、德國美國成立了工業(yè)工程師學(xué)會。首次給出了IE的正式定義。IE被成功引入亞太地區(qū)。時期主要內(nèi)容

代表人物主要事件1.1工業(yè)工程的發(fā)展與應(yīng)用第四階段20世紀(jì)70年代末～至今：工業(yè)工程的擴(kuò)展與創(chuàng)新期系統(tǒng)工程原理和方法用于IE，完善了IE的理論基礎(chǔ)和分析方法，IE的應(yīng)用范圍從微觀系統(tǒng)擴(kuò)展到宏觀系統(tǒng).工業(yè)和制造部門、政府部門和各種組織。IE的應(yīng)用從工業(yè)部門到政府部門和各種組織時期主要內(nèi)容

代表人物主要事件1.1工業(yè)工程的發(fā)展與應(yīng)用從工業(yè)工程發(fā)展的四個階段看，工業(yè)工程技術(shù)是從著眼局部改造的工作研究開始，逐步到第二個階段的設(shè)施設(shè)計、物料搬運、人機(jī)工程、生產(chǎn)計劃與控制、質(zhì)量控制、工程經(jīng)濟(jì)及成本控制等。其特點是著眼于生產(chǎn)、管理的全過程和整體系統(tǒng)的效益提高。第三、四個階段在全面性、整體性的基礎(chǔ)上，吸收了信息技術(shù)的特點，面向企業(yè)的柔性化、集成化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化又產(chǎn)生了諸如CAD/CAM、MRP、MRPII、準(zhǔn)時制（JIT）、敏捷制造(AM)、并行工程(CE)、企業(yè)流程重組(BPR)、CIMS等先進(jìn)制造技術(shù)與管理模式。1.1工業(yè)工程的發(fā)展與應(yīng)用制造模式發(fā)展TimeQualityServiceCostEnvironmentFlexibilityProductivityManualproductionInflexibleManufacturingJITTQM

FMCLPFutureManufacturingAMNMIMVMCEFMGMPropertiesofManufacturingSystemMPDMDevelopmentofManufacturingModesAdvancedManufacturingModesJustInTime

(JIT)(1960s,Japan)FlexibleManufacturing(FM)(1967,Britain,FMS;1976,Japan,

FMC）LeanProduction

(LP)(1989,America)IntelligentManufacturing(IM)(1989,Japan)AgileManufacturing(AM)(1988,America)VirtualManufacturing(VM)(1991,America)FractalManufacturing(FM)(1990s,German)BionicManufacturing(BM)(1990s,German)NetworkManufacturing(NM)(1993,America）GreenManufacturing(GM)(1996,America)Computer/ContemporaryIntegratedManufacturing(CIM)(1973,America；1998,China)…工業(yè)工程在我國的發(fā)展和應(yīng)用（50-70年代）1951年，郝建秀“細(xì)紗工作法”1953年，“倪志福鉆頭”（三尖七刃麻花鉆）1960-1970，華羅庚的優(yōu)選法、統(tǒng)籌法1965年《統(tǒng)籌方法平話》1971年《統(tǒng)籌方法平話及補(bǔ)充》，增加了實際應(yīng)用案例1971年《優(yōu)選法平話》，著重介紹了0.618法(黃金分割法)：左端點+(右端點—前一點)

=

后一點

左端點+(右端點—前一點)

=

后一點

如用折紙條和香煙燒洞的方法講解0.618法

1.1工業(yè)工程的發(fā)展與應(yīng)用華羅庚的“優(yōu)選法”應(yīng)用案例：某保健飲料開發(fā)公司在試驗配制一種新型飲料時，需要加入某種化學(xué)成分K。根據(jù)已往的研究經(jīng)驗，估計每100

kg飲料大約可加入K的量在1000～2000

g之間。要研究出其口感、營養(yǎng)、顏色、氣味俱佳的飲料，就需要作大量的試驗。如果以每10

g作一次試驗的語，就要作100次試驗，顯然這樣就要耗費許多人力、物力、財力以及時間。公司采用“優(yōu)選法”：用一張有刻度的紙條表示1000～2000

g

，在這張紙的黃金分割1618位置處劃一條線，：1000+(2000—1000)×0．618=1618把紙條對折，前一線（1618）落在1382處劃線。即：1000+（2000—1618）=

1382

把兩次試驗的效果進(jìn)行比較，如果認(rèn)為1382

g的濃度比較低，則在1

382處把紙條的左邊一段剪掉；反之，就在1

618處剪掉右邊的一段)。把剩下的紙條再對折一次，再劃線，再做實驗，并將實驗結(jié)果與前面的實驗效果比較，如此反復(fù)進(jìn)行試驗、比較，逐步接近最好的加入量，直到滿意為止。有研究表明，用這種“優(yōu)選法”做16次試驗相當(dāng)于用“均分法”

2500多次試驗所達(dá)到的精度。1.1工業(yè)工程的發(fā)展與應(yīng)用10002000161813821764工業(yè)工程在我國的發(fā)展和應(yīng)用（80年代）主要事件機(jī)械電子工業(yè)部門最早提出“加強(qiáng)企業(yè)管理，實行整體優(yōu)化”的要求；有關(guān)部門普遍認(rèn)為工業(yè)工程技術(shù)比較適合中國現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要；北京、大連等地推廣應(yīng)用工業(yè)工程。代表人物機(jī)械電子工業(yè)部門有關(guān)部門和許多有

識之士北京、大連等地起因工業(yè)部門認(rèn)識到工業(yè)工程的推廣和應(yīng)用將會對其經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生巨大的影響。1.1工業(yè)工程的發(fā)展與應(yīng)用工業(yè)工程在我國的發(fā)展和應(yīng)用（90年代）主要事件成立了國內(nèi)第一個工業(yè)工程學(xué)術(shù)團(tuán)體——中國機(jī)械工程學(xué)會工業(yè)工程分會。大多數(shù)高等院校都已相繼設(shè)立“管理工程系”或者“工業(yè)工程系”。有了一定水平的工業(yè)工程應(yīng)用案例代表人物中國機(jī)械工程學(xué)會工業(yè)工程分會高等院校第一汽車集團(tuán)、一汽大眾有限公司、廣東科龍集團(tuán)、廣東美的集團(tuán)以及東南沿海的許多企業(yè)起因中國企業(yè)面臨直接進(jìn)入國際市場競爭的挑戰(zhàn)，急需提高管理水平，降低成本，提高效益。1.1工業(yè)工程的發(fā)展歷程工業(yè)工程在我國的發(fā)展和應(yīng)用（90年代以后）主要事件一汽成立了工業(yè)工程科，這標(biāo)志著一汽工業(yè)工程的應(yīng)用進(jìn)入了一個新的階段；工業(yè)工程應(yīng)用的范圍增大；IE的應(yīng)用方面存在盲目性。代表人物一汽集團(tuán)對工業(yè)工程認(rèn)識還處于萌芽狀態(tài)的企業(yè)起因隨著改革開放的深入，各種先進(jìn)的管理理念為更多的企業(yè)所認(rèn)識，中國的企業(yè)也逐漸認(rèn)識到了工業(yè)工程對提高企業(yè)競爭力的重要作用。1.1工業(yè)工程的發(fā)展歷程我國高校工業(yè)工程專業(yè)排名排名學(xué)校簡介1清華大1993年第一批獲準(zhǔn)設(shè)立工業(yè)工程碩士專業(yè)，1997年起設(shè)立本科專業(yè)并開始招生，2001年10月正式成立工業(yè)工程系，特聘美國工程院院士、普渡大學(xué)薩文迪教授出任首屆系主任和講席教授。2西安交通大學(xué)1992年創(chuàng)建工業(yè)工程系，是我國最早開辦工業(yè)工程專業(yè)的教學(xué)與研究單位。3天津大學(xué)是1992年國家教委批準(zhǔn)試辦工業(yè)工程專業(yè)(本科)的首批高等學(xué)校之一，也是首批獲得工業(yè)工程碩士授予權(quán)的首批高等學(xué)校之一。1999年，國務(wù)院學(xué)位辦批準(zhǔn)天津大學(xué)等學(xué)校培養(yǎng)工業(yè)工程工程碩士，2000年4月已經(jīng)招生。4重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院工業(yè)工程系創(chuàng)建于1993年，為國家教委首批正式批準(zhǔn)的工業(yè)工程專業(yè)本科招生單位，目前已具有管理科學(xué)與工程碩士、博士學(xué)位授予權(quán)。5上海交通大學(xué)工業(yè)工程系成立于1996年，2002年3月擴(kuò)編并更名為上海交通大學(xué)工業(yè)工程與管理系。設(shè)有工業(yè)工程與物流工程2個本科專業(yè);具有工業(yè)工程博士、碩士學(xué)位授予權(quán);擁有工業(yè)工程領(lǐng)域和物流工程領(lǐng)域2個工程碩士點?！?？上海理工大學(xué)在IE發(fā)展的不同時期，不同背景，不同國家的學(xué)者、學(xué)術(shù)團(tuán)體對其所下的定義也不盡相同，但其內(nèi)涵大體相似。

1.2工業(yè)工程的概念和內(nèi)容美國工業(yè)工程師學(xué)會（AIIE）IndustrialEngineeringTerminology,ANSI94,1982工業(yè)工程(IndustrialEngineering)是研究人、物料、設(shè)備、能源和信息所組成的集成系統(tǒng)的設(shè)計、改善和設(shè)置的工程技術(shù)。它綜合運用數(shù)學(xué)、物理等自然科學(xué)和社會科學(xué)方面的專門知識與技術(shù)，以及工程分析和設(shè)計的原理和方法，來確定、預(yù)測和評價上述系統(tǒng)可能取得的結(jié)果。工業(yè)工程概念日本工業(yè)工程師學(xué)會（JIIE）工業(yè)工程是這樣一種活動，它以科學(xué)的方法，有效地利用人、財、物、信息、時間等經(jīng)營資源，優(yōu)質(zhì)、廉價并及時地提供市場所需要的商品和服務(wù)，同時探求各種方法給從事這些工作的人們帶來滿足和幸福。1.2工業(yè)工程的概念和內(nèi)容工業(yè)工程概念1.2工業(yè)工程的概念和內(nèi)容中國工業(yè)工程學(xué)會工業(yè)工程是一門工程技術(shù)與管理技術(shù)相結(jié)合的綜合性工程學(xué)科，是將科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的技術(shù)，它以降低成本、提高質(zhì)量和生產(chǎn)率為導(dǎo)向，采用系統(tǒng)化、專業(yè)化和科學(xué)化地方法，綜合運用多種專業(yè)的工程技術(shù)、對人員、物料、設(shè)備、能源、和信息所組成的集成系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計、改善和設(shè)置，使之成為更為有效、更為合理的綜合優(yōu)化系統(tǒng)、并對系統(tǒng)取得的成果進(jìn)行鑒定、預(yù)測和評價。工業(yè)工程概念工業(yè)工程師是一種復(fù)合型人才；工業(yè)工程的工程屬性很強(qiáng)，是一門工程類科學(xué)技術(shù)；工業(yè)工程研究的對象是由人、物料、設(shè)備、能源