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工业工程概述
作者:佚名 文章来源:不详 更新时间:2008-5-4 0:31:03

工业工程
第一节 工业工程
一、 工业工程的定义 (1277字)
一般认为泰勒(Frederick W.Taylor)和吉尔布雷斯(Frank B.Gilbreth 1868~1924)是IE的开山鼻祖。十九世纪八十年代,泰勒和吉尔布雷斯分别通过自己的实践,仔细观察工人的作业方式,寻找效率最高的作业方法,并且设定标准时间进行效率评估。结果不仅生产效率得以提高,工人的收入也得以增加,从而开创了工业工程(Industrial Engineering,简称IE)研究的先河。
工业工程的发展迄今已有一个多世纪。由于它涉及范围广泛,内容不断充实和深化,所以,在其形成和发展过程中,不同时期、不同国家、不同组织和学者下过许多定义。在各种IE定义中,最具权威和今天仍被广泛采用的是美国工业工程师协会(AIIE)于1955年正式提出、后经修订的定义。其表述如下:“工业工程是对人员、物料、设备、能源和信息组成的集成系统进行设计、改善和实施的工程技术,它综合运用数学、物理学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和方法,对该系统所取得的成果进行确定、预测和评价。”
该定义已被美国国家标准学会(American National Standards Institute,简称ANSI)采用,作为标准术语收入美国国家标准Z94,即《工业工程术语》标准(Industrial Engineering Terminology,ANSI Z94,1982)。该定义表明IE实际是一门方法学,它告诉人们,为把人员、物资、设备、设施等组成有效的系统,需要运用哪些知识,采用什么方法去研究问题以及如何解决问题。此定义明确指出了工业工程研究的对象、方法和内容,学科性质,不足之处是没有明确指出IE的目标。
在日本,工业工程称为经营工学或经营管理,被认为是一门以工程学专业如机械工程、电子工程、化学工程、建筑工程等为基础的管理技术。1959年日本工业工程协会(JIIE)成立时对IE的定义是在美国工业工程师协会1955年定义的基础上略加修改而制定的。随着IE长期在日本的广泛应用和取得的成果,其理论和方法都取得了很大发展。日本工业工程师协会深感过去的定义已不适于现代生产的要求,故对IE重新定义如下:“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。”该定义简明、通俗、易懂,不仅清楚地说明了IE的性质、目的和方法,而且还特别把对人的关怀写入定义中,体现了“以人为本”的思想。这也正是IE与其它工程学科不同之处。
对于IE的定义,有人甚至简化成一句话:“IE是质量和生产率的技术和人文状态。”或者可以这样说:“IE是用软科学的方法获得最高的效率和效益。”
目前关于工业工程的定义还有很多,这里不一一列举。各种IE定义都旨在说明:(1)IE的学科性质:IE是一门技术与管理相结合的交叉学科。(2)IE的研究对象:是由人员、物料、设备、能源、信息组成的制造系统和服务系统。(3)IE的研究方法:是数学、物理学以及社会科学中的专门知识和技术。(4)IE的任务是如何将人员、物料、设备、能源和信息等要素设计和建立成一个集成系统,并不断改善,从而实现更有效的运行。(5)IE的目标是提高生产率和效率、降低成本、保证质量和安全,获取多方面的综合效益。(6)IE的功能是对生产系统进行规划、设计、评价和创新。
二、工业工程的内涵 (1693字)
IE是实践性很强的应用学科,国外IE应用和发展情况表明,各国都根据自己的国情形成富有自己特色的IE体系,甚至名称也不尽相同。如日本从美国引进IE,经过半个多世纪的发展,形成了富有日本特色的IE,即把IE与管理实践密切结合,强调现场管理优化。而美国则更强调IE的工程性。然而,无论哪个国家的IE,尽管特色不同,其本质内涵是一致的,可以概括为以下四个方面:
1、IE的核心是降低成本、提高质量和生产率
美国《工业工程手册》指出:“如果要用一句话来表明工业工程师的抱负,那就是提高生产率。”也就是说,提高生产率是IE的出发点和最终目的,是工业工程师的第一使命。该手册在1989年版中进一步说明,工业工程师的职业重点是提高生产率和质量。
IE的发展史表明,它的产生就是减少浪费、降低成本、提高效率。由于只有为社会创造并提供质量合格的产品和服务,才能得到有效的产出。否则,不合格产品生产越多,浪费越大,反而会降低生产率。所以,提高质量是提高生产率的前提和基础。
把降低成本、提高质量和生产率联系起来综合研究,追求生产系统的最佳整体效益,是反映IE内涵的重要特点。
2、IE是综合性的应用知识体系
IE的定义清楚地表明,IE是一个包括多种学科知识和技术的庞大体系。其本质在于综合地运用这些知识和技术,而且特别体现在应用的整体性上,这是由IE的目标——提高生产率所决定的。因为生产率不仅体现各生产要素本身的使用效率,而且还取决于各个要素之间、系统的各部分(如各部门、车间)之间的协调配合。
企业要提高经济效益,必须运用IE全面研究,解决生产和经营中的各种问题。这里,既有技术问题,又有管理问题;既有物的问题,又有人的问题。因而,必然要用到包括自然科学、工程技术、管理科学、社会科学及人文科学在内的各种知识。这些领域的知识和技术不应是孤立地运用,而要围绕所研究的整个系统(如一条生产线,一个车间,整个企业等)的生产率提高而有选择地,综合地运用,这就是整体性。
IE的综合性集中体现在技术和管理的结合上。通常,人们习惯于把技术称作硬件,把管理称作软件,由于两者的性质和功能不同,容易形成分离的局面。IE从提高生产率的目标出发,不仅要研究和发展硬件部分,即制造技术和工具,而且要提高软件水平,即改善各种管理方法与控制程序,使人和其他各种要素(技术、机器、信息等)有机地协调,使硬件各部分发挥出最佳效用。所以,简单地说,IE实际是把技术和管理有机地结合起来的学科。
3、IE应用注重人的因素
生产系统的各组成要素之中,人是最活跃和不确定性最大的因素。IE为实现其目标,在进行系统设计、实施控制和改善的过程中,都必须充分考虑到人和其他要素之间的关系和相互作用,以人为中心。从操作方式、工作站设计、岗位和职务设计直到整个系统的组织设计,IE都十分重视研究人的因素。如研究人—机关系、环境对人的影响、人的工作主动性、积极性和创造性、激励机制等,寻求合理地配置人和其他因素,建立适合人的生理和心理特点的机器和环境系统,使人安全、健康、舒适地工作,充分发挥能动作用和创造性,提高工作效率,并能最好地发挥其他各生产要素的作用。
4、IE是系统优化技术
IE强调的优化是系统整体的优化,不单是某种生产要素(人、物料、设备……)或某个局部(工序、生产线、车间……)的优化,最终追求的是系统整体效益的最佳(少投入,多产出)。所以,IE从提高系统生产率的总目标出发,对各种生产资源和环节做具体研究、统筹分析、合理配置;对各种方案做定量化的分析比较,以寻求最佳的设计和改善方案,充分发挥各要素和各子系统的功能,使之协调有效地运行。

三、工业工程与生产率工程的关系 (1051字)
从世界范围看,过去20年中,企业一直处于不断增长的改进生产率和绩效的压力之中,先进的设计和制造技术推动绩效标准达到更高的水平,产品生命周期日见缩短,用户要求以更低的成本获得更高质量的产品,法律和社会环境也不断提出新的要求。传统的生产率概念和生产率管理方法,为一个现成组织改善和提高生产率提供了系统化的基本原理和工具,但是面对迅速发展的现代化社会、经济环境和市场机制,应该看到必须在包括组织本身的创新和管理在内的更大范围内,研究持续提高生产率和竞争的问题。
工业工程就是在人们致力于改善生产系统、提高工作效率和生产率、降低成本的实践中产生的一门学问,它把技术和管理有机地结合起来,研究如何把生产要素组成生产力水平更高和运行更有效的系统,去实现提高生产率目标的工程技术。工业工程技术是提高企业生产率的直接途径,特别是应用工作研究,可以用较少投资或不增加投资即可对现行生产系统进行不断改进,达到提高生产率的目的。对于一些常用的提高企业生产率的工业工程技术在第一章中已经进行了阐述。
作为一门应用性工程技术学科,工业工程强调综合地提高生产率,降低生产成本,保证产品质量,从而使系统处于最佳运行状态而获得巨大整体效益。美国、日本、及泰国东盟等国家都将其视为促使经济腾飞的法宝。IE经过多年发展,已形成一系列非常实用而规范的技术、方法和工程程序,是企业通向世界级制造系统,实现企业竞争的必由之路。
用工业工程的眼光来看,提高生产率的活动贯穿在生产的各个环节和整个系统的始终,可以说与生产系统平行地存在着一个生产率管理与控制系统。在新的竞争环境下,生产率的改进和管理不仅需要分析、评价、控制所用的技术、方法,而且更应该注重对系统的自组织混沌性和复杂性的思考,以及研究企业组织制造及行为的现代企业理论等一系列的创新的方法和手段,进而围绕技术效率、资源配置效率及非资源配置效率三层结构,以过程为导向,用创新方法来提高生产率。所谓生产率工程就是创新生产率改善的方法、手段和过程,以及创造性解决生产率管理问题的模式研究、开发和实施。
由此可以看出工业工程与生产率工程相互依存,相互促进。他们的关系体现在以下四点:(1)工业工程与生产率工程有着共同的目标——提高企业的生产率;(2)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;(3)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;(4)生产率工程的发展将丰富工业工程技术、方法,推动工业工程的发展。
第二节 工业工程的产生与发展过程
一、工业工程的产生 (1405字)
工业工程是工业化的产物,一般认为最早起源于美国。19世纪末20世纪初,美国工业急速发展,工厂由家庭小作坊向社会化大生产转化,劳动力严重不足,劳动效率低下。当时的工业生产很少有生产计划和组织,生产一线的管理人员对工人作业只是口头上的指导,很少进行训练,作业方法很少得到改进和提高。即使有所改进也完全是由工人各自自发、分散的个人行动,管理人员的工作方法缺乏科学性和系统性,主要凭经验办事,很少有人注意一个工厂或一种工艺过程的改进和协调,因而效率低,浪费大。以泰勒和吉尔布雷斯为代表的一大批科学管理先驱者为改变这种状况,提高工作效率,降低成本,进行了卓有成效的工作,开创了科学管理,为工业工程的产生奠定了基础,开辟了道路。
泰勒是一位工程师、效率专家和发明家,一生中获得过一百多项专利。他是一位勤奋,自学成材的典范,他当过普通工人、技工、工长、总技师以及总工程师,并通过上夜校,获得史蒂芬工学院机械工程学位。这些经历使他对当时生产管理和劳动组织中的问题比较清楚,他认为管理没有采用科学方法,工人缺乏训练,没有正确的操作方法和程序,大大影响了效率。他相信通过对工作的分析,总可以找到改进的方法,设计出效率更高的工作程序,并致力于研究。他系统地研究了工场作业和衡量方法,创立了“时间研究”(Time Study)。通过改进操作方法,科学地制定劳动定额,采用标准化,极大地提高了效率,降低了成本。例如,1898~1901年在伯利恒钢铁公司工作期间,他研究了铲煤和砂矿的工作。通过试验和测定发现,每铲21磅时,装卸效率最高。泰勒采用科学方法对工人进行训练,结果使搬运量由原来每人每天12.5t增加到48t,搬运效率提高近4倍。经过这样改善,减少了所需的搬运工人数,使搬运费用由每吨8美分降低到4美分。后来泰勒将他的研究成果用于管理实践并提出了一系列科学管理理论和方法。1911年,泰勒公开发表《科学管理原理》,对现代管理发展做出了重大贡献,并被公认为是工业工程的开端。所以,泰勒在美国管理史上被称作“科学管理之父”,也被称作“工业工程之父”

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