工業工程

老鷹 · 發表于 2011-8-18 08:40:25

　　工業工程（IE）定義:

　　由于它的內容強調綜合地提高勞動生產率、降低生產成本、保證產品質量，使生產系統能夠處于最佳運行狀態而獲得最高之整體效益，所以近數十年來一直受到各國的重視，尤其是那些經歷過或正在經歷工業化變革的國家或地區，如美國、日本、四小龍及泰國等地方，都有將其視為促進經濟發展的主要工具，同時相對地IE技術在這種環境下亦得到迅速的成長。

美國工業工程學會（AIIE）對工業工程的定義　　“工業工程是對人、物料、設備、能源、和信息等所組成的集成系統，進行設計、改善和實施的一門學科，它綜合運用數學、物理、和社會科學的專門知識和技術，結合工程分析和設計的原理與方法，對該系統所取得的成果進行確認、預測和評價。”

　　從上述的定義，讀者或許可獲知一個大概。概括而言，所有人類及非人類參與的活動，只要有動作出現的，都可應用工業工程的原理原則，以及工業工程的一套系統化的技術，經由最佳途徑達到目的。譬如工業工程中的動作連貫性分析(operation sequence)，由于人類的任何一種動作都有連貫性，因此把各動作經仔細分析，分成一個個微細單元，刪掉不必要的動作，合并可連接的動作，以達到工作簡化、動作經濟、省時省工之目的。

　　工業工程又分傳統IE和現代IE。傳統IE是通過時間研究與動作研究，工廠布置，物料搬運，生產計劃和日程安排等，以提高勞動生產率。現代IE以運籌學和系統工程作為理論基礎，以計算機作為先進手段，兼容并蓄了諸多新學科和高新技術。

日本對工業工程（IE）的新定義　　

日本IE協會（JIIE）成立于1959年。當時對IE的定義是在美國AIIE于1955年的定義的基礎上略加修改而制定的。其定義如下：

　　“IE是對人、材料、設備所集成的系統進行設計、改善和實施。為了對系統的成果進行確定、預測和評價，在利用數學、自然科學、社會科學中的專門知識和技術的同時，還采用工程上的分析和設計的原理和方法。”
　　此后，根據AIIE的修改和補充，又在“人、材料、設備”上加上了信息和能源。

　　JIIE根據IE長期（特別戰后）在日本應用所取得的成果和廣泛的應用，IE不論在理論上和方法上都取得了很大的發展。JIIE深感過去的定義已不適于現代的要求，故對IE重新定義。其定義如下：

　　“IE是這樣一種活動，它以科學的方法，有效地利用人、財、物、信息、時間等經營資源，優質、廉價并及時地提供市場所需要的商品和服務，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。”4 g6 ^, A3 x% f4 `

　　這個定義簡明、通俗、易懂，不僅清楚地說明了IE的性質、目的和方法，而且還特別對人的關懷也寫入定義中，體現了“以人為本”的思想。這也正是IE與其它工程學科的不同之處。

工業工程（IE）專業要求　　

培養以機械工程技術為基礎，以工業工程的理論、方法為紐帶，以運籌學、計算機技術及現代集成制造技術等為工具，培養能夠對企業生產系統等進行規劃、設計、評價和創新的技術與管理相結合的現代制造業高級管理人才和物流專門人才。

工業工程（IE）的起源與發展起源　　

工業工程（Industrial Engineering，簡稱IE）起源于20世紀初的美國，它以現代工業化生產為背景，在發達國家得到了廣泛應用。現代工業工程是以大規模工業生產及社會經濟系統為研究對象，在制造工程學、管理科學和系統工程學等學科基礎上逐步形成和發展起來的一門交叉的工程學科。它是將人、設備、物料、信息和環境等生產系統要素進行優化配置，對工業等生產過程進行系統規劃與設計、評價與創新，從而提高工業生產率和社會經濟效益專門化的綜合技術，且內容日益廣泛。

　　在人類從事小農經濟和手工業生產的時代里，人們是憑著自己的經驗去管理生產。到20世紀初，工業開始進入“科學管理時代”，美國工程師泰勒（F.W.Taylor）發表的《科學管理的原理》一書是這一時代的代表作和工業工程的經典著作。從1910年前后開始，美國的吉爾布雷斯夫婦（Frank.&.L.Gilbreth）從事動作（方法）研究和工作流程研究，還設定了17種動作的基本因素（動素，Threbligs）。泰勒和吉爾布雷斯是最著名工業工程創始人。

　　1908年美國賓州大學首次開設了工業工程課程，后來又成立了工業工程系，1917年美國成立了工業工程師協會。此后有人主張把當時從事動作研究、時間研究等提高勞動生產率的各種研究工作，從管理職能中分離出來，由懂得工程技術的人員去進行，逐步形成了一批將工程技術和管理相結合的工業工程工程師。

　　二戰期間和其后的一段時間內，工作研究（包括時間研究與方法研究）、質量控制、人事評價與選擇、工廠布置、生產計劃等都已正式成為工業工程的內容。隨著制造業的發展，費希（J.Fish）開創了工程經濟分析的研究領域；由于戰爭的需要，運籌學得到了很大的發展。戰后由于經濟建設和工業生產發展的需要，使得工業工程與運籌學結合起來，并為工業工程提供了更為科學的方法基礎，工業工程的技術內容得到了極大的豐富和發展。1948年，美國正式成立了工業工程師學會。五六十年代，美國許多大學先后成立了工業工程系，到1975年，已有150多所大學開設了工業工程課程。

　　與發達國家相比我國的起步較晚，20世紀80年代初期，工業部門開始對工業工程有所認識，并逐步推廣，1991年召開第一次全國性學術會議。

　　工業工程在我國的應用前景十分廣闊。80年代。日本能率協會專家三上展喜受日本政府委托，在我國北京、大連等地推廣應用工業工程技術，他認為，中國許多企業不需要在硬件方面增加許多投資，只要在管理方式、人員素質和工業工程等方面著力改進，生產效率就可提高2～3倍，甚至5～10倍。國內應用工業工程技術比較典型的企業有：北京機床電器廠、一汽集團、鞍山鋼鐵公司等，都取得了明顯的經濟效益。

　　當前我國發展工業工程的一項重要工作是是人才培養，我國最早于1993年招收工業工程專業的本科生，目前已有70余所院校設有工業工程系或專業。

　　工業工程在國外與國內發展及應用的實踐表明，這門工程與管理有機結合的綜合技術對提高企業的生產率和生產系統綜合效率及效益，提高系統綜合素質，對增強企業在開放經濟條件下的國際市場競爭能力和知識經濟環境中的綜合創新能力，對贏得各類生產系統、管理系統及社會經濟系統的高質量、可持續發展等，具有不可替代的重要作用。
　　

我國以企業為基礎和主體的工業及產業經濟系統面臨著資源利用率低、質量和效益不高、產品等綜合結構不合理、環境適應性較差、國際競爭力及創新能力亟待增強，以及戰略管理和內部管理弱化、技術與管理脫節、特色化缺乏、產品、市場、技術等方面的發展不平衡、企業與市場和政府及其他企業間關系欠規范、不穩定等諸多問題和困境。現代工業工程是企業和整個產業經濟擺脫困境、贏得競爭優勢的有效武器。

發展過程　　

早在十八世紀，亞當·斯密斯在1776年出版的《國富論》中提出的勞動分工概念，作為推動當時工業化生產的一個重要里程碑。IE的發展歷程大致分為以下四個階段:

　　第一階段是產業革命后，生產力有很大發展，1799年美國的惠特尼提出了“互換性”概念奠定了合理化、專業化、機械化、簡單化和標準化的基礎，因而能向大量生產發展。1832年英國的巴比奇在《論機器和制造業的經濟》一書中論述了專業分工、工作方法、機器與工具的使用、制造的經濟原則等。人們開始用新的思考方法來研究提高效率，這就孕育了IE的思想，為IE的誕生和發展打下基礎。

　　第二階段從十九世紀末到第一次世界大戰期間里。泰勒受“作為經濟學家的工程師”的思想影響，在機械制造領域發展了這樣一個概念:方法設計、時間測定、生產計劃安排與控制等都是工程師的職責。他努力實踐這個概念，進行了一系列試驗等并提出了工作定額原理和標準化原理，從而使生產率提高了幾倍。吉爾布雷斯夫婦致力于動作研究，設定了十七種基本動作要素以及工作流程分析，他為工作與操作的改進和后來的預定時間標準創造了科學的依據，提供了至今人們仍在使用的思維方法。享利·福特首創了符合標準化、專業化的生產線同步化系統(流水線)，使制造領域的生產率大幅度提高。這一時期，享利·甘特創造了“計劃控制圖”或叫“甘特圖”，艾馬遜提出了“獎金計劃”和“提高個人效率的十二原則”，為生產管理和生產率的提高作出了很大貢獻。1917年成立了IE協會和泰勒協會。

　　第三階段從二十世紀二十年代到第二次大戰期間廣泛地將當時的數學、經濟學、社會學和心理學的成果引入IE活動中，從多種學科的角度來考察、分析和改進所研究的系統。1924年至1932年梅奧進行的著名“霍桑”試驗，使人們認識到生產過程中人的行為和作用對生產效率提高更為重要，提高工人的士氣是提高生產率的有效方式;1924年休哈特首創質量控制圖使統計學成為IE研究中的一項有力武器。工作研究、質量控制、人事評價與選擇、工廠布置、生產計劃與控制等已成為IE的內容。隨著機械化的迅速發展，費希首創“工程經濟”，解決設備的“經濟性”問題。運籌學的產生為決策者提供在多種方案中進行決策的方法，工業工程師將其應用到工廠管理中，使得IE的技術內容得到大大的豐富與發展。

　　第四階段為第二次大戰以后。1945年希亞公布了“因數分析法”。1947年米魯茲創立“價值工程”技術，總結了一套保證產品或作業必要功能，又能最大限度地降低成本的方法。二次世界大戰以后，隨著自動化、電子化的進一步發展，IE關于人的因素的研究有了新的發展。IE工程師們逐漸認識到必須把人和系統結合起來加以分析和研究，出現了“人機工程”，又稱工效學(Ergonomics)。IE從戰前經驗主義發展為戰后更講求定量方法。IE的研究方法隨著應用數學所取得的成就以及電子計算機的誕生與發展而產生了巨大的變化。定量化技術成為IE研究的主導和趨勢，通過數學模型的建立來分析、設計、描述復雜的工業生產系統，特別是計算機科學、系統科學與工程的產生，使得IE工程師們對大規模的經濟與社會系統進行分析、實驗、多方案對比與決策，以及運行過程的控制與創新。

工業工程（IE）的地位、作用、特點以及范圍工業工程（IE）的地位　　

工業工程（IE）與人類社會工業化進程一起，已經走過了一百多年的歷史，對人類社會，尤其是西方的經濟和社會發展產生了巨大的推動作用。世界上諸多工業發達國家，如美國、德國、日本、英國等，其經濟發展都與其雄厚的工業及其工業工程（IE）的實力有著密切的聯系。在美國，工業工程（IE）與機械工程、電子工程、土木工程、化工工程、計算機、航空工程一起，并稱為七大工程，可見它的獨特性和重要性。

　　工業工程（IE）在上述工業化國家受到了工業界的普遍重視，其原因就是因為工業工程（IE）直接面向企業的生產運作過程；它與數學、人因學、經濟管理、各種工程技術有著密切的關系，以系統工程為哲理，以運籌學等數學方法為理論基礎，以現代信息技術為工具，用工程量化的分析方法對包括制造業、服務業在內的由人、物料、設備、能源、信息等多種因素所組成的各種復雜的企業或組織系統中的實際工程與管理問題進行定量、系統的分析、設計與優化，從而實現系統的最大效率和效益。工業工程（IE）是唯一一門以系統效率和效益為目標的工程技術，因此成為其它工程所不能替代，同時又對其它工程互補性很強的一項的綜合性邊緣學科。

工業工程（IE）的作用　　

首先，IE是進行作業標準·時間設定的工具。如果沒有這種作業標準·時間設定，那么不僅工廠的生產計劃無法制定，甚至是否有剩余產能或是產能不足都不得而知。所以標準作業·時間設定是近代企業經營不可缺少的東西。

　　其次，IE是工程分析的改善工具。以往的IE是將工廠細分化，然后逐步的改善。但現在這種方法只能適合局部的改善，由于不能和企業利益直接掛鉤，所以漸漸采取先進行整體分析，然后改善的方法。

工業工程（IE）的特點　　

IE是以工程技術為基礎,配合科學管理的技巧來發現問題/解決問題/預防問題;

　　IE最終目的是經由管理的運作，使企業能獲得最大的利益，故與成本或經濟效益有關，包括制度、作業方法、機器、模具、夾具均應予掌握并加以改善；

　　IE是一門應用科學，其操作理論均要能符合實際的需要，是故IE工程師均應具備身體力行的能力，而使理論與實務相得益彰，保證管理效果；
　　IE是運用重點管理的技巧，在所面臨的問題上做重點突破。

工業工程（IE）的主要范圍　　

現階段的IE（工業工程）的主要工作范圍大致是：工程分析、工作標準、動作研究、時間研究、時間標準、時間價值、價值分析（V.A）、工廠布置、搬運設計等。

工業工程（IE）的代表性成果以及發展趨勢工業工程（IE）的代表性成果　

　如任何一門工程技術一樣，工業工程（IE）也有其代表性成果，如：在生產系統領域，一直主導工業發展的“生產模式”。工業工程（IE）最早期的成果就是“福特生產方式”，它是以大規模的流水生產方式來提高生產效率、降低勞動成本的，這一生產模式主導了長達半個世紀的工業進程。隨著市場和技術的發展，隨著人們對工業發展的長期實踐、認識與研究，在近三十年里，各種先進的生產模式層出不窮，如對日本汽車工業發展及至全世界制造業產生重要影響的準時生產方式（Just In Time-JIT）、精益生產方式（Lean Production），具有美國信息時代生產制造特征的敏捷制造方式（Agile Manufacturing），以及現在人們談論很多的大規模定制生產方式（Mass Customization）。這每一種生產方式，都極大地影響著整個企業的運作，通過改善企業的業務流程，改變和發展了企業的經營方式，從而推動了全人類近半個世紀的高速發展。

工業工程（IE）的發展趨勢　　

最近IE的發展傾向是源流管理。以前的IE所要解決的問題是對已經設計好的產品在生產過程中如何改善的問題。最多是生產部門將生產效率差的設計反饋給設計部門再由其進行改良。但是、在現在的超競爭時代中、更重要的是在產品開發時如何按照IE的原則設計出效率更好的產品。設計部門將IE的原理編入設計中，由生產部門把握是否可行并進行指導及改善的時代已經到來。隨著數碼·模擬技術等IT技術的發展，這些都變成了可行。

IE的研究目的　

　IE是針對以生產現場為中心的作業進行
　　(1) 系統的分析：作為現在的系統應該達到的成果，實際沒有達到預計的成果時，進行發現問題并進行控制管理的研究。
　　(2) 系統的改善：現在的系統達到的成果不夠充分和作業不方便而有必要改善其中一部分的時候，研究其改善的辦法。
　　(3) 系統的設計：發生新的狀況使得現在的系統難以達到充分的成果時，查找需求來研究設計新的系統。

IE的分類　

　基本IE和應用IE
　　(1)基本IE是屬于古典IE，是指方法研究（ME：METHOD ENGINEERING）和作業測定（WM：WORK MEASUREMENT）。

　　(2) 應用IE以基本IE為基礎，把生產活動中的所有因素作為對象的IE，包括QC、VE、OR等。

　　方法研究和作業測定

　　(1) 基本IE大范圍內分為方法研究和作業測定。
　　

(2) 方法研究目的是作業系統的設計及改善，作業者的動作分析、作業者和設備等的作業分析、現場工序分析等都屬于方法研究。通過方法研究做作業系統的再設計、業務設計、作業時間的縮短等，使其可以發展為理想的系統。
　　

(3) 作業測定是分析效率的技術，其包含制定標準時間及改善、目標時間的制定、測定作業效率等。作業測定雖把重點放在現場的生產性，但應擴大其領域提高系統的生產性、管理測量的生產性。

IE的分析體系　

　J IE的分析體系中，通過方法研究分析每個作業以及系統化作業，強調最好的方法，通過在作業測定中分析運轉狀態并測定單位作業時間，設定標準時間與作業量。

　　J 通過依據方法研究與作業測定而設定的最佳方法和時間的組合，設計維持最佳作業系統。

IE的研究領域　　

人因工程:
　　在設施的工程設計時綜合應用關于感覺的,知覺的,智力的,和精神運動的知識，以提高操作的水平和工人工作的質量。
　　制造系統工程:

　　需求計劃,分析和制造方法的設計,工藝和綜合的系統包含裝備,控制,服務,管理和新的技術如計算機：計算機輔助設計/計算機輔助設計制造 (CAD/CAM),自動控制,機器人,和電腦控制。
　　

運籌學:
　　用統計,隨機過程,數學建模,電腦科學,和優化等原理和方法來研究與開發數值的評估,認證,分析,組織,設計和綜合的物理的和運轉系統的表示方法的規律與技術。
　　

生產管理:
　　分析,設計,安裝,和維護一個包含生產和分發商品和服務的生產或管理系統的方法和理論。其任務是計劃,調度，配置,和控制生產過程并有效利用的資金,人力,資源。
　　

倉庫管理（Inventory Control):
　　用統計管理（統計軟件SPC等）。
　　模擬(Simulation):
　　用軟件（ARENA等)來模擬。
　　制造設計:
　　用Pro E， Solidworks，Cad，Catia等來設計。
　　

工業工程專業
　　業務培養目標：　
　　業務培養目標：本專業培養具備現代工業工程和系統管理等方面的知識、素質和能力，能在商企業從事生產、經營、服務等管理系統的規劃、設計、評價和創新工作的高級專門人才。
　　業務培養要求：本專業學生主要學習工業工程方面的基本理論和基本知識，受到應用工業工程理論與方法分析和解決實際問題方面的基本訓練，具有實際管理系統開發與設計的初步能力。
　　畢業生應獲得以下幾方面的知識和能力：
　　1．掌握工業工程學科的基本理論、基本知識；
　　2．掌握系統管理的分析方法和管理技術；
　　3．具有某一工程學科(如機械工程)的基本技術；
　　4．熟悉經濟建設和企業管理的有關方針、政策和法規；
　　5．了解現代工業工程的理論前沿、應用前景和發展動態；
　　6．掌握文獻檢索、資料查詢的基本方法，具有科學研究和實際工作的初步能力。
　　

主干課程：　
　　主干學科：管理學、機械工程(或電子科學與技術等)
　　主要課程：電工技術基礎、基礎工業工程學、機械設計基礎、機械制造技術基礎、供應鏈管理、運籌學、系統工程、管理學、會計學、技術經濟學、生產計劃與控制、質量工程學、市場營銷學、會計學與財務管理、管理信息系統等，物流工程等。
　　主要實踐性教學環節：包括金工實習、電子工藝實習、生產實習、畢業實習等，一般安排32周。
　　修業年限：四年
　　授予學位：管理學或工學學士
　　相近專業：管理科學信息管理與信息系統工業工程工程管理工程造價體育產業管理資產評估

工業工程（IE）的常用技術

　　美國G.薩爾文迪主編的《工業工程手冊》根據哈里斯對英國667家公司應用IE的實際情況調查統計，常用的方法和技術為以下32種：
　　（1）方法研究；
　　（2）作業測定（直接勞動）；
　　（3）獎勵；
　　（4）工廠布置；
　　（5）表格設計；
　　（6）物料搬運；
　　（7）信息系統開發；
　　（8）成本與利潤分析；
　　（9）作業測定（間接勞動）；
　　（10）物料搬運設備運用；
　　（11）組織研究；
　　（12）職務評估；
　　（13）辦公設備選擇；
　　（14）管理的發展；
　　（15）系統分析；
　　（16）庫存控制與分析；
　　（17）計算機編程；
　　（18）項目網絡技術；
　　（19）計劃網絡技術；
　　（20）辦公室工作測定；
　　（21）動作研究的經濟成果；
　　（22）目標管理；
　　（23）價值分析；
　　（24）資源分配網絡技術；
　　（25）功效學；
　　（26）成組技術；
　　（27）故事與可操作性分析；
　　（28）模擬技術；
　　（29）影片攝制；
　　（30）線性規劃；
　　（31）排隊論；
　　（32）投資風險分析。

　　以上內容是按應用的普及及程度大小次次序排列的。

我國工業工程發展及趨勢　　

我國的工業基礎是相對薄弱的，特別是制造業的管理基礎相對于工業發達國家具有較為明顯的差距。計劃經濟的模式使企業不具有市場競爭的意識和條件。盡管在解放后，許多大企業象長春一汽、湖北二汽、鞍鋼等都有技術革新方面獲得很好的成績并具有IE應用的特點。但是真正IE的推廣和應用當數改革開放以后，特別是90年代中國機械工程學會工業工程分會的誕生翻開了我國工業工程發展的新篇章。目前，全國已有機械部、航空部、電子部、國家技術監督局、中科院等十幾個部委和北京、上海、河南、遼寧、湖北、河北、安徽等十幾個省市的IE學會，并有天津大學、西安交通大學、上海交通大學、清華大學、鄭州航空工業管理學院等近30所大學設立IE專業和全國自學考試萬余名IE學員。可以說在短短的幾年內，工業工程在中國是發展迅速的。究其原因在于符合社會主義市場經濟發展的要求。

　　改革開放以來，我國引進國外的先進管理理論和模式，如TQC，18種管理工具，戰略管理等收到一定效果但并不十分理想。其原因在于：1)體制改革進度不甚理想，國營企業政企不分，束縛發展，擺脫不了計劃經濟的陰影，不能真正實現社會主義市場經濟；2)企業管理不受重視，政府部門和學者更多注重宏觀經濟管理，而國民經濟基礎──企業管理缺乏真正的管理和支持手段。進入90年代人們逐漸認識到企業管理，特別是制造企業的管理是國民經濟發展的關鍵。而企業管理的成功在于工業工程這種管理技術的作用發揮和實現。而我國企業在這方面能力太弱、基礎太薄。盡管如此，已有許多企業在推行工業工程方面受益匪淺。長春一汽變速箱廠在推行精益生產工作中獲得降低流動資金70%，在制品90%，勞動生產率大大提高等效果;湖北二汽的“一個流”生產和廠際運輸看板管理，都是中國式IE的杰作;在工作研究方面上海金陵無線電廠，成都紅光電子管廠，天津市電子局等都收到顯著的效果。近年來，全國聞名的“邯鋼經驗”的成本否決法等就是IE中的成本控制法。最為突出的是幾乎所有的外資和中外合資企業都有工業工程部門和工業工程師，像Motorola 公司，天津OTIS公司，中美史克公司，上海麥道公司，上海大眾有限公司和一汽大眾公司等，都廣泛推廣、應用工業工程，其企業效益不言而喻。

　　但是，在國家的經濟管理部門和廣大企業還不甚了解工業工程的作用，可以看到許多發達國家的企業管理成功經驗，卻看不到其背后支撐的根本技術體系。我國的CIMS工程發展很快，但對管理和IE未能給予充分重視，致使迄今CIMS企業效益問題仍是一個未能解決的難題。其實CIMS就是在美國工業工程界的研究課題。

　　綜上所述，我國的工業工程仍處于認識與起步階段，這與我國的生產力和科技水平不無關系，包括教育管理也處于“發展中”階段。但是知道IE的重要性的企業也不乏其人，如廣東科龍集團，河南美樂電視機廠，上海電器股份有限公司，上海易初摩托車公司，西安飛機公司，沈陽飛機公司，鞍山鋼鐵公司等都在應用IE方面收效不少。一個突出的特點是許多鄉鎮企業和現代企業制度試點企業都不約而同地關心工業工程，認為經濟形態的轉變和企業制度的改善是極其重要的。

　　[1][2][3]可以預見，隨著體制改革和社會主義市場經濟的發展，工業工程將在國民經濟建設中發揮越來越重要的作用。我們應加強IE的宣傳、培訓、教育和試點工作，建設有中國特色的工業工程體系，為國家的經濟建設和發展服務。我相信，工業工程必將在中國大地上發揮出應有的作用。

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