1、基础工业工程 Fundament of Industrial Engineering,授课时间：秋季,工业工程专业核心课程,课程说明,教材： 易树平,郭伏. 基础工业工程(第2版)M. 北京：机械工业出版社.2009,1. 参考书： 注应洛，袁治平工业工程导论M北京：中国科学技术出版社，2003 范中志，张树武，孙义敏基础工业工程（IE）M北京：机械工业出版社，1998 王东华，工作研究M大连：大连理工大学出版社，2000 罗振壁，工业工程导论M北京：机械工业出版社，2003 胡宗武，工业工程概论-原理、方法与应用M上海：上海交通大学出版社，2003 学习方式： 课堂授课，辅以课堂讨论,2,你
2、的选择,为什么选基础IE？ 希望获得什么？ 如何共同学习？ 达到什么效果？,IE 初 印 象,3,目录,4,第一章 生产与生产率管理,第二章 工业工程概述,第三章 工作研究,第十二章 现场管理方法,第十三章 工作分析与设计,第十四章 工业工程的发展,第四章 程序分析,第五章 作业分析,第六章 动作分析,第七章 秒表时间研究,第八章 工作抽样,第九章 预定时间标准法,第十章 标准资料法,第十一章 学习曲线,第一章 生产与生产率管理,5,企业生产运作,生产率与生产率管理,1.1,1.2,1.1 企业生产运作,6,企业生产运作,典型制造企业的生产运作,（一）离散型制造企业 （Intermittent
3、 Manufacture） 指一个个单独的零部件组成最终成品的生产方式。其生产组织类型按照规模、重复性特点又分“车间任务型”和“流水线型”。 包括：机械加工，仪器仪表，汽车，服装，家居，五金，玩具生产等等。,7,1.1.1 企业生产运作方式,1.1.1 企业生产运作方式,8,生产组织类型： 1、车间任务型（Job-shop）企业的生产同时在几个车间交叉进行，生产的零部件最终传送到装配车间装配，再成品质检，合格出厂。特点：（1）每项生产任务仅使用整个企业的一小部分能力和资源。（2）生产设备一般按机群方式布置，将功能相同或类似设备按空间或行政组织组成生产班组、工段、车间等。（3）需要制定周全、缜密
4、的生产计划和采购计划。适用：单件、小批量生产方式的机械制造企业。,1.1.1 企业生产运作方式,9,2、流水线型（Flow-shop）加工对象按事先设计的工艺过程依次顺序地经过各个工位，并按统一的生产节拍完成每一道工序的加工内容。特点： （1）工作地专业化程度高，按产品或加工对象组织生产。（2）生产按节拍进行，各个工序同期进行作业，重复相同的作业内容。,10,1.1.1 企业生产运作方式,1.1.1 企业生产运作方式,（3）为了保证流水线上各道工序的生产能力相等，各道工序的单件作用时间与相应工序的工作地（或设备）数比值相等其中 ti为第i道工序的单件作业时间si为第i道工序的设备数i1,2,m
5、 (m为一条流水线的工序数) （4）工艺过程是封闭的,11,t1 t2 ti tm 即： rs1 s2 si sm,12,图1.1 流水线的分类,1.1.1 企业生产运作方式,汽车制造企业是典型的流水线生产企业,13,图1.2 汽车点焊自动化装配生产线,图1.3 某汽车公司装配车间一角,1.1.1 企业生产运作方式,生产组织：精益生产、准时制、零库存管理 内部管理：5S管理 质量控制：ISO9000系列、QS9000质量认证 营销环节：4S店,（二）流程型制造企业（Flam Manufacturing）,指通过对一些原材料不间断的通过加工设备，使其形状或化学属性发生变化，最终形成新形状或新材料
6、的生产方式。 类型：重复生产（Repetitive Manufacturing） 连续生产（Continuous Manufacturing）特点：（1） 产品品种稳定，生产量大。（2） 生产过程自动化程度高。（3） 生产管理的目标是有效监控生产过程，使之处于最佳状态。典型企业：石油、化工和钢铁等企业。产品特点：以质优价廉取胜,14,1.1.1 企业生产运作方式,1.1.1 企业生产运作方式,钢铁制造企业的生产特征：投入较单一的原料与多种辅料，转换成不同规格的成品。,（三）重入离散型制造企业,重入型制造是指产品或零件在制造过程中被某些机器（至少一台）重复加工两次以上。,16,半导体制造业等高科
7、技制造系统的规模庞大、技术含量高、生产工艺复杂，具有典型的重入型制造的特点。多品种、混合型复杂生产系统。,图1.5 电子表面贴装元件的插装生产线,1.1.1 企业生产运作方式,（四）服务型企业,必须以为人们提供服务，以社会服务为中心组织生产，努力使顾客满意。 分类：1、按顾客的需求特性分（1）通用型服务：零售、学校、物流、餐饮等（2）专用型服务：医院、咨询、汽修等2、按系统运作特点分（1）技术密集型：航空、银行等（2）人员密集型：学校、餐饮、百货等,17,1.1.1 企业生产运作方式,1.1.2 运作与管理面临的问题,以汽车企业为例，拿到定单或预测产品需求后应该考虑的问题： （1）如何在规定的
8、时间内完成所需的产品品种和数量？ （2）如何保证产品质量、降低产品的成本？ （3）如何高效率地完成产品？,18,问题解决途径和方法：,生产计划与控制现场管理运作流程与作业方法,Questions：如何组织有限资源，高效、高质低成本地满足客户需求，在竞争中立于不败之地？,1.1.2 运作与管理面临的问题,基础工业工程解决的问题：（1）最佳作业方法的问题（2）最佳作业方法的标准化及劳动定额问题（3）与最佳作业方法相关的生产场所布置、物流路线设计、工具设计等问题（4）工作设计问题（5）现场管理问题,19,1.2 生产率与生产率管理,20,生产率与 生产率工程,概述,管理与测定,提高生产率的因素,1.
9、2.1 概述,图1.6 生产系统的结构,21,生产率 P（Productivity) 是产出与投入比：P = O/I,衡量生产率的目的：改善经营,1.2.1 概述,22,生 产 系 统,规 划,设 计,管 理,改 善,生 产 率,工业工程的功能,1.2.2 生产率管理与测定,生产率管理：是对一个生产系统的生产率进行规划、测定、评价、控制和提高的系统管理过程。包括：生产率测定和提高。 实质：是以不断提高生产率为目标和动力，对生产系统进行积极地维护和改善。 生产率测定与评价：是对某一生产、服务系统（组织）或社会经济系统的生产率进行测定、评价及分析的活动和过程：生产率测定 (Productivity
10、 Measurement)生产率评价 (Productivity Evaluation) 生产率测评是生产率提高的前提，是生产率管理系统过程的中心环节和实质内容之一。,23,1.2.2 生产率管理与测定,1、按生产系统投入资源或要素范围分类：单要素生产率 (Single Productivity, SP)多要素生产率 (Multifactor Productivity, MP)总要素或全要素生产率 (Total Productivity, TP),24,图1.7 生产率测评的种类,1.2.2 生产率管理与测定,、按生产系统运作结果分类狭义生产率：只考虑直接的资源（要素）投入产出结果的各种要素生
11、产率。广义生产率：七种绩效指标,25,图1.8 生产系统基本绩效指标的因果关系,1.2.2 生产率管理与测定,3、按生产率测评层次和对象分类国民经济生产率部门（或行业）生产率地区经济生产率组织（企业等）生产率等4、按生产率测评方式分类静态生产率 (Static Productivity Ratios)动态生产率指数 (Dynamic Productivity Indexes),26,1.2.2 生产率管理与测定,测定基本方法:,27,图1.9 生产率管理系统模型图,1.2.2 生产率管理与测定,28,针对多资源综合投入及具有多种产出、生产系统及其环境状况动态变化时，对生产率的科学测算需要注意下
12、述几个问题： 首先，对于多种不同类型的要素要统一其度量单位； 其次，确定系统或分析单元的边界； 第三，确定各种要素对生产率的作用大小或权重,1.2.2 生产率管理与测定,29,1.2.2 生产率管理与测定,基本评价方法：,30,图1.10 生产率评价方法,系统评价是各类管理问题（生产率管理）的系统分析与决策必不可少的环节。,1.2.3 影响生产率因素和提高途径,提高生产率的途径：增加资源的投入：投资、资金、设备技术、劳动力等。改进方法入手：提高劳动者的积极性、技术水平和操作熟练程度，充分挖掘企业内部潜力，努力降低成本，促使企业走内涵发展的路子。（工作研究的原理和方法）,31,影响生产率提高的因
13、素：,第二章 工业工程概述,32,工业工程,产生与发展过程,内容体系和人才素质,2.1,2.2,2.3,2.1 工业工程,33,工业工程IE,定义,与生产率工程的关系,2.1.1 工业工程的定义,34,There is always a better way!,泰勒 时间研究,吉尔布雷斯 动作研究,什么是工业工程？,2.1.1 工业工程的定义,是对有关人员、物资、设备、能源和信息所组成的集成系统Integrated System)进行设计、改善和设置的一门学科。它综合运用数学、物理和社会科学方面的专门知识与技术，并且使用工程分析的原理和方法，对上述系统可能取得的成果予以确定、预测和评价。,美国
14、工业工程师学会（AIIE),1955,它以科学的方法，有效地利用人、财、物、信息、时间等资源，优质、廉价并及时地提供市场所需商品和服务，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。,日本工业工程师学会（JIIE），1959,35,2.1.1 工业工程的定义,是一门工程技术与管理技术相结合的综合性工程学科，是将科学技术转化为生产力的技术，它以降低成本、提高质量和生产率为导向，采用系统化、专业化和科学化地方法，综合运用多种专业的工程技术、对人员、物料、设备、能源、和信息所组成的集成系统进行设计、改善和设置，使之成为更为有效、更为合理的综合优化系统、并对系统取得的成果进行鉴定、预测和评价。,
15、36,中国工业工程学会,2.1.1 工业工程的定义,37,2.1.1 工业工程的定义,美国工业工程学会提出的定义具有权威性。尽管各种定义的表述方式不同，说明的侧重点不同，但其内涵基本是一致的。,38,2.1.2 工业工程的内涵,IE的核心是降低成本、提高质量和生产率 IE是综合性的应用知识体系 IE应用注重人的因素 IE是系统化技术,39,2.1.3 工业工程与生产率工程的关系,40,工业工程技术和方法是企业提高生产率的直接途径，即工业工程是生产率工程的基础。 工业工程技术的发展将推动生产率管理和控制方法的改善，而生产率改善方法的创新、发展将促进生产率工程的发展。 生产率工程的发展将丰富工业工
16、程技术、方法，推动工业工程的发展。,具有共同的目标: 提高生产率。,2.2 工业工程的产生与发展过程,41,2.2.1 工业工程的产生,42,泰勒,43,2.2.1 工业工程的产生,F.W.泰勒(1856-1915)，被誉为科学管理之父。通过著名的“铁铲实验”、“搬运实验”和“切削实验”，总结了称为“科学管理”的一套思想。1911年发表了科学管理原理一书。,吉尔布雷斯夫妇,44,2.2.1 工业工程的产生,弗兰克吉尔布雷思（Frank B.Gilbreth，18681924）被公认为动作研究之父。弗兰克吉尔布雷思的主要著作有动作研究（1911年），应用动作研究（1917年）； 其妻子莉莲的著作
17、有管理心理学（1916年）两人合著有疲劳研究（1919年）和时间研究（1920年）等。,2.2.2 工业工程的发展过程,第一阶段：19世纪末到20世纪初期 第二阶段：20世纪初叶到第二次世界大战前 第三阶段：第二次世界大战到20世纪40年代末 第四阶段：20世纪50-60年代 第五阶段：20世纪70年代至今,45,2.2.2 工业工程的发展过程,46,第一阶段,2.2.2 工业工程的发展过程,47,第二阶段,2.2.2 工业工程的发展过程,48,第三阶段,2.2.2 工业工程的发展过程,在50、60年代，系统科学（SS）以及系统工程（System Engineering， SE）成为IE学科发
18、展的基础。 SE的方法论 + OR的定量方法 + 传统IE方法 + 工业专业知识 = 新IE,49,第四阶段,2.2.2 工业工程的发展过程,50,第五阶段,2.2.2 工业工程的发展过程,51,工业工程发展特点,不断吸收现代科技成就，尤其是计算机科学、OR、SE及相关的学科知识，得以由经验为主发展到以定量分析为主；以研究生产局部或小系统的改善，到研究大系统整体优化和生产率提高，成为一门独立的学科。,52,2.2.2 工业工程的发展过程,2.2.2 工业工程的发展过程,应用范围从制造业扩大到服务业和非营利组织（非制造业工业工程应用大有可为）； 应用重点从提升现场生产效率到提高系统的集成化综合效
19、益（新型工业化）； 特别依赖于信息科学与技术（计算机软硬件、网络与通信技术、数据库支撑环境等）； 突出研究生产率和质量的改善。,53,工业工程的发展方向,可以说，工业工程的研究与发展水平，在一定程度上标志着一个国家或地区的经济和管理发展水平。,2.3 工业工程的内容体系和人才素质,54,1.工业工程的学科特点：,2.工业工程的内容体系: ,3.工业工程人才的素质结构: .,2.3.1 工业工程的学科特点,IE具有利用自然科学知识和其他技术方法进行观察、实验、研究、设计等功能和属性的工程学科。 工业工程与相关学科的关系 工业工程（IE）与管理工程的关系 工业工程（IE）与系统工程的关系 工业工程
20、（IE）与制造工程的关系,55,2.3.1 工业工程的学科特点,工业工程（IE）与管理工程的关系,56,IE,ME,更有效、更富于生产力的综合系统,工程活动,行政职能,工程技术,调控手段,2.3.1 工业工程的学科特点,57,ME1管理工程；ME2制造工程 SE 系统工程；IE工业工程,工业工程与相关学科的关系示意图,工业工程与相关学科的关系示意图,2.3.2 工业工程的内容体系,1.生物力学（含人因工程）； 2.成本管理； 3.数据处理及系统设计； 4.销售与市场； 5.工程经济； 6.设施规划与物流（含工厂设计、维修保养、物料搬运等）； 7.材料加工（含工具设计、工艺研究、自动化等）； 8
21、.应用数学（含运筹学、管理经济学、统计和数学应用等）； 9.组织规划与理论；,58,美国国家标准ANSI-Z94（82年）,IE知识分支,2.3.2 工业工程的内容体系,10.生产规划与控制（含库存管理、运输路线、调度、发货等）； 11.实用心理学（含心理学、社会学、工作评价、人事实务）； 12.方法研究和作业测定； 13.人的因素； 14.工资管理； 15.人体测量； 16.安全； 17.职业卫生与医学。,59,2.3.2 工业工程的内容体系,60,工业工程在制造业中的应用,2.3.3 工业工程人才的素质结构,61,工业工程技术人员是为了达到经营者的目标（目标的根本含义是要使企业取得最佳利润
22、，且冒最小风险）而贡献出技术的人。工业工程技术人员帮助上下各级管理人员，在业务运作的设想、计划、实施、控制方法等方面从事发明和研究，以期达到更有效地利用人力和经济资源。,职责,2.3.3 工业工程人才的素质结构,62,知识结构,能力结构,工程技术知识；数学与统计学知识；经济学知识；经营管理知识；IE学科知识；管理科学知识；人类与社会科学知识；计算机科学与信息技术。,观察试验能力；调查研究能力；综合分析/集成能力；规划设计能力；协调/社交能力；适应能力；创新能力；语言与文字表达能力；计算机应用能力；外语阅读能力。,工业工程的特点,63,IE制定作业标准和劳动定额。,IE的重点是面向微观管理。,日
23、本强调现场优化，而美国则更强调IE的工程性。,IE是系统集成和优化技术。,注重人的因素是IE区别于其他工程学科特点之一。,IE是综合性的应用知识体系（技术+管理）。,提高生产效率是IE的出发点和最终目标。,IE的核心是降低成本，提高质量和生产率。,2.3.3 工业工程人才的素质结构,以人为中心的意识。,64,成本和效率意识；,问题和改革意识；,工作简化和标准化意识；,全局和整体化意识；,2.3.3 工业工程人才的素质结构,IE 意识,65,本节案例： 某企业油品加注机改善 讨论（1）上述案例体现了工业工程的那些基本意识？（2）如何理解持续改善的含义？,复习与思考,1、什么是工业工程？工业工程的学科性质？ 2、工业工程的内容体系？你最感兴趣的是哪一方面的内容，请你查阅相关的资料，提出你的建议和想法。,66,
