工业工程

老鹰 · 发表于 2011-8-18 08:40:25

　　工业工程（IE）定义:

　　由于它的内容强调综合地提高劳动生产率、降低生产成本、保证产品质量，使生产系统能够处于最佳运行状态而获得最高之整体效益，所以近数十年来一直受到各国的重视，尤其是那些经历过或正在经历工业化变革的国家或地区，如美国、日本、四小龙及泰国等地方，都有将其视为促进经济发展的主要工具，同时相对地IE技术在这种环境下亦得到迅速的成长。

美国工业工程学会（AIIE）对工业工程的定义　　“工业工程是对人、物料、设备、能源、和信息等所组成的集成系统，进行设计、改善和实施的一门学科，它综合运用数学、物理、和社会科学的专门知识和技术，结合工程分析和设计的原理与方法，对该系统所取得的成果进行确认、预测和评价。”

　　从上述的定义，读者或许可获知一个大概。概括而言，所有人类及非人类参与的活动，只要有动作出现的，都可应用工业工程的原理原则，以及工业工程的一套系统化的技术，经由最佳途径达到目的。譬如工业工程中的动作连贯性分析(operation sequence)，由于人类的任何一种动作都有连贯性，因此把各动作经仔细分析，分成一个个微细单元，删掉不必要的动作，合并可连接的动作，以达到工作简化、动作经济、省时省工之目的。

　　工业工程又分传统IE和现代IE。传统IE是通过时间研究与动作研究，工厂布置，物料搬运，生产计划和日程安排等，以提高劳动生产率。现代IE以运筹学和系统工程作为理论基础，以计算机作为先进手段，兼容并蓄了诸多新学科和高新技术。

日本对工业工程（IE）的新定义　　

日本IE协会（JIIE）成立于1959年。当时对IE的定义是在美国AIIE于1955年的定义的基础上略加修改而制定的。其定义如下：

　　“IE是对人、材料、设备所集成的系统进行设计、改善和实施。为了对系统的成果进行确定、预测和评价，在利用数学、自然科学、社会科学中的专门知识和技术的同时，还采用工程上的分析和设计的原理和方法。”
　　此后，根据AIIE的修改和补充，又在“人、材料、设备”上加上了信息和能源。

　　JIIE根据IE长期（特别战后）在日本应用所取得的成果和广泛的应用，IE不论在理论上和方法上都取得了很大的发展。JIIE深感过去的定义已不适于现代的要求，故对IE重新定义。其定义如下：

　　“IE是这样一种活动，它以科学的方法，有效地利用人、财、物、信息、时间等经营资源，优质、廉价并及时地提供市场所需要的商品和服务，同时探求各种方法给从事这些工作的人们带来满足和幸福。”
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　　这个定义简明、通俗、易懂，不仅清楚地说明了IE的性质、目的和方法，而且还特别对人的关怀也写入定义中，体现了“以人为本”的思想。这也正是IE与其它工程学科的不同之处。

工业工程（IE）专业要求　　

培养以机械工程技术为基础，以工业工程的理论、方法为纽带，以运筹学、计算机技术及现代集成制造技术等为工具，培养能够对企业生产系统等进行规划、设计、评价和创新的技术与管理相结合的现代制造业高级管理人才和物流专门人才。

工业工程（IE）的起源与发展起源　　

工业工程（Industrial Engineering，简称IE）起源于20世纪初的美国，它以现代工业化生产为背景，在发达国家得到了广泛应用。现代工业工程是以大规模工业生产及社会经济系统为研究对象，在制造工程学、管理科学和系统工程学等学科基础上逐步形成和发展起来的一门交叉的工程学科。它是将人、设备、物料、信息和环境等生产系统要素进行优化配置，对工业等生产过程进行系统规划与设计、评价与创新，从而提高工业生产率和社会经济效益专门化的综合技术，且内容日益广泛。

　　在人类从事小农经济和手工业生产的时代里，人们是凭着自己的经验去管理生产。到20世纪初，工业开始进入“科学管理时代”，美国工程师泰勒（F.W.Taylor）发表的《科学管理的原理》一书是这一时代的代表作和工业工程的经典著作。从1910年前后开始，美国的吉尔布雷斯夫妇（Frank.&.L.Gilbreth）从事动作（方法）研究和工作流程研究，还设定了17种动作的基本因素（动素，Threbligs）。泰勒和吉尔布雷斯是最著名工业工程创始人。

　　1908年美国宾州大学首次开设了工业工程课程，后来又成立了工业工程系，1917年美国成立了工业工程师协会。此后有人主张把当时从事动作研究、时间研究等提高劳动生产率的各种研究工作，从管理职能中分离出来，由懂得工程技术的人员去进行，逐步形成了一批将工程技术和管理相结合的工业工程工程师。

　　二战期间和其后的一段时间内，工作研究（包括时间研究与方法研究）、质量控制、人事评价与选择、工厂布置、生产计划等都已正式成为工业工程的内容。随着制造业的发展，费希（J.Fish）开创了工程经济分析的研究领域；由于战争的需要，运筹学得到了很大的发展。战后由于经济建设和工业生产发展的需要，使得工业工程与运筹学结合起来，并为工业工程提供了更为科学的方法基础，工业工程的技术内容得到了极大的丰富和发展。1948年，美国正式成立了工业工程师学会。五六十年代，美国许多大学先后成立了工业工程系，到1975年，已有150多所大学开设了工业工程课程。

　　与发达国家相比我国的起步较晚，20世纪80年代初期，工业部门开始对工业工程有所认识，并逐步推广，1991年召开第一次全国性学术会议。

　　工业工程在我国的应用前景十分广阔。80年代。日本能率协会专家三上展喜受日本政府委托，在我国北京、大连等地推广应用工业工程技术，他认为，中国许多企业不需要在硬件方面增加许多投资，只要在管理方式、人员素质和工业工程等方面着力改进，生产效率就可提高2～3倍，甚至5～10倍。国内应用工业工程技术比较典型的企业有：北京机床电器厂、一汽集团、鞍山钢铁公司等，都取得了明显的经济效益。

　　当前我国发展工业工程的一项重要工作是是人才培养，我国最早于1993年招收工业工程专业的本科生，目前已有70余所院校设有工业工程系或专业。

　　工业工程在国外与国内发展及应用的实践表明，这门工程与管理有机结合的综合技术对提高企业的生产率和生产系统综合效率及效益，提高系统综合素质，对增强企业在开放经济条件下的国际市场竞争能力和知识经济环境中的综合创新能力，对赢得各类生产系统、管理系统及社会经济系统的高质量、可持续发展等，具有不可替代的重要作用。
　　

我国以企业为基础和主体的工业及产业经济系统面临着资源利用率低、质量和效益不高、产品等综合结构不合理、环境适应性较差、国际竞争力及创新能力亟待增强，以及战略管理和内部管理弱化、技术与管理脱节、特色化缺乏、产品、市场、技术等方面的发展不平衡、企业与市场和政府及其他企业间关系欠规范、不稳定等诸多问题和困境。现代工业工程是企业和整个产业经济摆脱困境、赢得竞争优势的有效武器。

发展过程　　

早在十八世纪，亚当·斯密斯在1776年出版的《国富论》中提出的劳动分工概念，作为推动当时工业化生产的一个重要里程碑。IE的发展历程大致分为以下四个阶段:

　　第一阶段是产业革命后，生产力有很大发展，1799年美国的惠特尼提出了“互换性”概念奠定了合理化、专业化、机械化、简单化和标准化的基础，因而能向大量生产发展。1832年英国的巴比奇在《论机器和制造业的经济》一书中论述了专业分工、工作方法、机器与工具的使用、制造的经济原则等。人们开始用新的思考方法来研究提高效率，这就孕育了IE的思想，为IE的诞生和发展打下基础。

　　第二阶段从十九世纪末到第一次世界大战期间里。泰勒受“作为经济学家的工程师”的思想影响，在机械制造领域发展了这样一个概念:方法设计、时间测定、生产计划安排与控制等都是工程师的职责。他努力实践这个概念，进行了一系列试验等并提出了工作定额原理和标准化原理，从而使生产率提高了几倍。吉尔布雷斯夫妇致力于动作研究，设定了十七种基本动作要素以及工作流程分析，他为工作与操作的改进和后来的预定时间标准创造了科学的依据，提供了至今人们仍在使用的思维方法。享利·福特首创了符合标准化、专业化的生产线同步化系统(流水线)，使制造领域的生产率大幅度提高。这一时期，享利·甘特创造了“计划控制图”或叫“甘特图”，艾马逊提出了“奖金计划”和“提高个人效率的十二原则”，为生产管理和生产率的提高作出了很大贡献。1917年成立了IE协会和泰勒协会。

　　第三阶段从二十世纪二十年代到第二次大战期间广泛地将当时的数学、经济学、社会学和心理学的成果引入IE活动中，从多种学科的角度来考察、分析和改进所研究的系统。1924年至1932年梅奥进行的著名“霍桑”试验，使人们认识到生产过程中人的行为和作用对生产效率提高更为重要，提高工人的士气是提高生产率的有效方式;1924年休哈特首创质量控制图使统计学成为IE研究中的一项有力武器。工作研究、质量控制、人事评价与选择、工厂布置、生产计划与控制等已成为IE的内容。随着机械化的迅速发展，费希首创“工程经济”，解决设备的“经济性”问题。运筹学的产生为决策者提供在多种方案中进行决策的方法，工业工程师将其应用到工厂管理中，使得IE的技术内容得到大大的丰富与发展。

　　第四阶段为第二次大战以后。1945年希亚公布了“因数分析法”。1947年米鲁兹创立“价值工程”技术，总结了一套保证产品或作业必要功能，又能最大限度地降低成本的方法。二次世界大战以后，随着自动化、电子化的进一步发展，IE关于人的因素的研究有了新的发展。IE工程师们逐渐认识到必须把人和系统结合起来加以分析和研究，出现了“人机工程”，又称工效学(Ergonomics)。IE从战前经验主义发展为战后更讲求定量方法。IE的研究方法随着应用数学所取得的成就以及电子计算机的诞生与发展而产生了巨大的变化。定量化技术成为IE研究的主导和趋势，通过数学模型的建立来分析、设计、描述复杂的工业生产系统，特别是计算机科学、系统科学与工程的产生，使得IE工程师们对大规模的经济与社会系统进行分析、实验、多方案对比与决策，以及运行过程的控制与创新。

工业工程（IE）的地位、作用、特点以及范围工业工程（IE）的地位　　

工业工程（IE）与人类社会工业化进程一起，已经走过了一百多年的历史，对人类社会，尤其是西方的经济和社会发展产生了巨大的推动作用。世界上诸多工业发达国家，如美国、德国、日本、英国等，其经济发展都与其雄厚的工业及其工业工程（IE）的实力有着密切的联系。在美国，工业工程（IE）与机械工程、电子工程、土木工程、化工工程、计算机、航空工程一起，并称为七大工程，可见它的独特性和重要性。

　　工业工程（IE）在上述工业化国家受到了工业界的普遍重视，其原因就是因为工业工程（IE）直接面向企业的生产运作过程；它与数学、人因学、经济管理、各种工程技术有着密切的关系，以系统工程为哲理，以运筹学等数学方法为理论基础，以现代信息技术为工具，用工程量化的分析方法对包括制造业、服务业在内的由人、物料、设备、能源、信息等多种因素所组成的各种复杂的企业或组织系统中的实际工程与管理问题进行定量、系统的分析、设计与优化，从而实现系统的最大效率和效益。工业工程（IE）是唯一一门以系统效率和效益为目标的工程技术，因此成为其它工程所不能替代，同时又对其它工程互补性很强的一项的综合性边缘学科。

工业工程（IE）的作用　　

首先，IE是进行作业标准·时间设定的工具。如果没有这种作业标准·时间设定，那么不仅工厂的生产计划无法制定，甚至是否有剩余产能或是产能不足都不得而知。所以标准作业·时间设定是近代企业经营不可缺少的东西。

　　其次，IE是工程分析的改善工具。以往的IE是将工厂细分化，然后逐步的改善。但现在这种方法只能适合局部的改善，由于不能和企业利益直接挂钩，所以渐渐采取先进行整体分析，然后改善的方法。

工业工程（IE）的特点　　

IE是以工程技术为基础,配合科学管理的技巧来发现问题/解决问题/预防问题;

　　IE最终目的是经由管理的运作，使企业能获得最大的利益，故与成本或经济效益有关，包括制度、作业方法、机器、模具、夹具均应予掌握并加以改善；

　　IE是一门应用科学，其操作理论均要能符合实际的需要，是故IE工程师均应具备身体力行的能力，而使理论与实务相得益彰，保证管理效果；
　　IE是运用重点管理的技巧，在所面临的问题上做重点突破。

工业工程（IE）的主要范围　　

现阶段的IE（工业工程）的主要工作范围大致是：工程分析、工作标准、动作研究、时间研究、时间标准、时间价值、价值分析（V.A）、工厂布置、搬运设计等。

工业工程（IE）的代表性成果以及发展趋势工业工程（IE）的代表性成果　

　如任何一门工程技术一样，工业工程（IE）也有其代表性成果，如：在生产系统领域，一直主导工业发展的“生产模式”。工业工程（IE）最早期的成果就是“福特生产方式”，它是以大规模的流水生产方式来提高生产效率、降低劳动成本的，这一生产模式主导了长达半个世纪的工业进程。随着市场和技术的发展，随着人们对工业发展的长期实践、认识与研究，在近三十年里，各种先进的生产模式层出不穷，如对日本汽车工业发展及至全世界制造业产生重要影响的准时生产方式（Just In Time-JIT）、精益生产方式（Lean Production），具有美国信息时代生产制造特征的敏捷制造方式（Agile Manufacturing），以及现在人们谈论很多的大规模定制生产方式（Mass Customization）。这每一种生产方式，都极大地影响着整个企业的运作，通过改善企业的业务流程，改变和发展了企业的经营方式，从而推动了全人类近半个世纪的高速发展。

工业工程（IE）的发展趋势　　

最近IE的发展倾向是源流管理。以前的IE所要解决的问题是对已经设计好的产品在生产过程中如何改善的问题。最多是生产部门将生产效率差的设计反馈给设计部门再由其进行改良。但是、在现在的超竞争时代中、更重要的是在产品开发时如何按照IE的原则设计出效率更好的产品。设计部门将IE的原理编入设计中，由生产部门把握是否可行并进行指导及改善的时代已经到来。随着数码·模拟技术等IT技术的发展，这些都变成了可行。

IE的研究目的　

　IE是针对以生产现场为中心的作业进行
　　(1) 系统的分析：作为现在的系统应该达到的成果，实际没有达到预计的成果时，进行发现问题并进行控制管理的研究。
　　(2) 系统的改善：现在的系统达到的成果不够充分和作业不方便而有必要改善其中一部分的时候，研究其改善的办法。
　　(3) 系统的设计：发生新的状况使得现在的系统难以达到充分的成果时，查找需求来研究设计新的系统。

IE的分类　

　基本IE和应用IE
　　(1)基本IE是属于古典IE，是指方法研究（ME：METHOD ENGINEERING）和作业测定（WM：WORK MEASUREMENT）。

　　(2) 应用IE以基本IE为基础，把生产活动中的所有因素作为对象的IE，包括QC、VE、OR等。

　　方法研究和作业测定

　　(1) 基本IE大范围内分为方法研究和作业测定。
　　

(2) 方法研究目的是作业系统的设计及改善，作业者的动作分析、作业者和设备等的作业分析、现场工序分析等都属于方法研究。通过方法研究做作业系统的再设计、业务设计、作业时间的缩短等，使其可以发展为理想的系统。
　　

(3) 作业测定是分析效率的技术，其包含制定标准时间及改善、目标时间的制定、测定作业效率等。作业测定虽把重点放在现场的生产性，但应扩大其领域提高系统的生产性、管理测量的生产性。

IE的分析体系　

　J IE的分析体系中，通过方法研究分析每个作业以及系统化作业，强调最好的方法，通过在作业测定中分析运转状态并测定单位作业时间，设定标准时间与作业量。

　　J 通过依据方法研究与作业测定而设定的最佳方法和时间的组合，设计维持最佳作业系统。

IE的研究领域　　

人因工程:
　　在设施的工程设计时综合应用关于感觉的,知觉的,智力的,和精神运动的知识，以提高操作的水平和工人工作的质量。
　　制造系统工程:

　　需求计划,分析和制造方法的设计,工艺和综合的系统包含装备,控制,服务,管理和新的技术如计算机：计算机辅助设计/计算机辅助设计制造 (CAD/CAM),自动控制,机器人,和电脑控制。
　　

运筹学:
　　用统计,随机过程,数学建模,电脑科学,和优化等原理和方法来研究与开发数值的评估,认证,分析,组织,设计和综合的物理的和运转系统的表示方法的规律与技术。
　　

生产管理:
　　分析,设计,安装,和维护一个包含生产和分发商品和服务的生产或管理系统的方法和理论。其任务是计划,调度，配置,和控制生产过程并有效利用的资金,人力,资源。
　　

仓库管理（Inventory Control):
　　用统计管理（统计软件SPC等）。
　　模拟(Simulation):
　　用软件（ARENA等)来模拟。
　　制造设计:
　　用Pro E， Solidworks，Cad，Catia等来设计。
　　

工业工程专业
　　业务培养目标：　
　　业务培养目标：本专业培养具备现代工业工程和系统管理等方面的知识、素质和能力，能在商企业从事生产、经营、服务等管理系统的规划、设计、评价和创新工作的高级专门人才。
　　业务培养要求：本专业学生主要学习工业工程方面的基本理论和基本知识，受到应用工业工程理论与方法分析和解决实际问题方面的基本训练，具有实际管理系统开发与设计的初步能力。
　　毕业生应获得以下几方面的知识和能力：
　　1．掌握工业工程学科的基本理论、基本知识；
　　2．掌握系统管理的分析方法和管理技术；
　　3．具有某一工程学科(如机械工程)的基本技术；
　　4．熟悉经济建设和企业管理的有关方针、政策和法规；
　　5．了解现代工业工程的理论前沿、应用前景和发展动态；
　　6．掌握文献检索、资料查询的基本方法，具有科学研究和实际工作的初步能力。
　　

主干课程：　
　　主干学科：管理学、机械工程(或电子科学与技术等)
　　主要课程：电工技术基础、基础工业工程学、机械设计基础、机械制造技术基础、供应链管理、运筹学、系统工程、管理学、会计学、技术经济学、生产计划与控制、质量工程学、市场营销学、会计学与财务管理、管理信息系统等，物流工程等。
　　主要实践性教学环节：包括金工实习、电子工艺实习、生产实习、毕业实习等，一般安排32周。
　　修业年限：四年
　　授予学位：管理学或工学学士
　　相近专业：管理科学信息管理与信息系统工业工程工程管理工程造价体育产业管理资产评估

工业工程（IE）的常用技术

　　美国G.萨尔文迪主编的《工业工程手册》根据哈里斯对英国667家公司应用IE的实际情况调查统计，常用的方法和技术为以下32种：
　　（1）方法研究；
　　（2）作业测定（直接劳动）；
　　（3）奖励；
　　（4）工厂布置；
　　（5）表格设计；
　　（6）物料搬运；
　　（7）信息系统开发；
　　（8）成本与利润分析；
　　（9）作业测定（间接劳动）；
　　（10）物料搬运设备运用；
　　（11）组织研究；
　　（12）职务评估；
　　（13）办公设备选择；
　　（14）管理的发展；
　　（15）系统分析；
　　（16）库存控制与分析；
　　（17）计算机编程；
　　（18）项目网络技术；
　　（19）计划网络技术；
　　（20）办公室工作测定；
　　（21）动作研究的经济成果；
　　（22）目标管理；
　　（23）价值分析；
　　（24）资源分配网络技术；
　　（25）功效学；
　　（26）成组技术；
　　（27）故事与可操作性分析；
　　（28）模拟技术；
　　（29）影片摄制；
　　（30）线性规划；
　　（31）排队论；
　　（32）投资风险分析。

　　以上内容是按应用的普及及程度大小次次序排列的。

我国工业工程发展及趋势　　

我国的工业基础是相对薄弱的，特别是制造业的管理基础相对于工业发达国家具有较为明显的差距。计划经济的模式使企业不具有市场竞争的意识和条件。尽管在解放后，许多大企业象长春一汽、湖北二汽、鞍钢等都有技术革新方面获得很好的成绩并具有IE应用的特点。但是真正IE的推广和应用当数改革开放以后，特别是90年代中国机械工程学会工业工程分会的诞生翻开了我国工业工程发展的新篇章。目前，全国已有机械部、航空部、电子部、国家技术监督局、中科院等十几个部委和北京、上海、河南、辽宁、湖北、河北、安徽等十几个省市的IE学会，并有天津大学、西安交通大学、上海交通大学、清华大学、郑州航空工业管理学院等近30所大学设立IE专业和全国自学考试万余名IE学员。可以说在短短的几年内，工业工程在中国是发展迅速的。究其原因在于符合社会主义市场经济发展的要求。

　　改革开放以来，我国引进国外的先进管理理论和模式，如TQC，18种管理工具，战略管理等收到一定效果但并不十分理想。其原因在于：1)体制改革进度不甚理想，国营企业政企不分，束缚发展，摆脱不了计划经济的阴影，不能真正实现社会主义市场经济；2)企业管理不受重视，政府部门和学者更多注重宏观经济管理，而国民经济基础──企业管理缺乏真正的管理和支持手段。进入90年代人们逐渐认识到企业管理，特别是制造企业的管理是国民经济发展的关键。而企业管理的成功在于工业工程这种管理技术的作用发挥和实现。而我国企业在这方面能力太弱、基础太薄。尽管如此，已有许多企业在推行工业工程方面受益匪浅。长春一汽变速箱厂在推行精益生产工作中获得降低流动资金70%，在制品90%，劳动生产率大大提高等效果;湖北二汽的“一个流”生产和厂际运输看板管理，都是中国式IE的杰作;在工作研究方面上海金陵无线电厂，成都红光电子管厂，天津市电子局等都收到显著的效果。近年来，全国闻名的“邯钢经验”的成本否决法等就是IE中的成本控制法。最为突出的是几乎所有的外资和中外合资企业都有工业工程部门和工业工程师，像Motorola 公司，天津OTIS公司，中美史克公司，上海麦道公司，上海大众有限公司和一汽大众公司等，都广泛推广、应用工业工程，其企业效益不言而喻。

　　但是，在国家的经济管理部门和广大企业还不甚了解工业工程的作用，可以看到许多发达国家的企业管理成功经验，却看不到其背后支撑的根本技术体系。我国的CIMS工程发展很快，但对管理和IE未能给予充分重视，致使迄今CIMS企业效益问题仍是一个未能解决的难题。其实CIMS就是在美国工业工程界的研究课题。

　　综上所述，我国的工业工程仍处于认识与起步阶段，这与我国的生产力和科技水平不无关系，包括教育管理也处于“发展中”阶段。但是知道IE的重要性的企业也不乏其人，如广东科龙集团，河南美乐电视机厂，上海电器股份有限公司，上海易初摩托车公司，西安飞机公司，沈阳飞机公司，鞍山钢铁公司等都在应用IE方面收效不少。一个突出的特点是许多乡镇企业和现代企业制度试点企业都不约而同地关心工业工程，认为经济形态的转变和企业制度的改善是极其重要的。

　　[1][2][3]可以预见，随着体制改革和社会主义市场经济的发展，工业工程将在国民经济建设中发挥越来越重要的作用。我们应加强IE的宣传、培训、教育和试点工作，建设有中国特色的工业工程体系，为国家的经济建设和发展服务。我相信，工业工程必将在中国大地上发挥出应有的作用。

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