系统工程与工业工程原理复习提纲

系统工程与工业工程复习提纲

工业工程前言

领悟工业工程精神；理解工业工程是什么、做什么、怎么做。

工业工程原理的精髓是：寻找做事情最好的方法。

工业工程内涵

工业工程内涵：定义、对象、目标、职能、特点、作用

工业工程定义：综合应用工业专门知识和系统工程的原理和方法，为把人员、物料、设备、技术、信息和能源组成更加有效的系统所从事的规划、设计、评价、创新的活动，同时也为管理提供科学的依据。工业工程定义的多样性源自于：业务范围广泛、应用环境不断变化、本身不断发展。工业工程的基本目标：提高生产率、降低成本、保证质量。基本任务是：将要素进行最佳组合从而设计建立一个富有生产力的系统并不断改善。基本职能：规划、设计、评价、创新。

工业工程的典型研究对象：生产系统；在服务系统大有可为，服务业规模越来越大，但其生产率和质量却远低于制造业。

工业工程目标：使得投入的要素都能得到充分利用，提高生产率、降低成本、保证质量并不断改善。工业工程为生产率管理提供科学的依据，生产率管理聚焦在生产率的规划、测定、评价、控制和提高，也是为了提高生产率与工业工程相辅相成。同理工业工程与成本管理和质量管理也是类似的相辅相成的关系。

工业工程的职能：规划（对新系统的规划和对已有系统的规划）、设计（人的活动系统和管理控制系统）、评价（审查现有系统规划及方案是否符合既定标准和目标分为定性和定量）、创新（是创造与革新，一般包括准备期、酝酿期、明朗期和验证期），评价为规划和设计提供依据，创新也主要是规划和设计中的创新。

工业工程的特点：核心是提高生产率、降低成本、提高质量。注重人的因素；将科学技术转化为生产力；追求系统的整体优化；与管理有密切关系；知识体系涉及面广；不断发展。

工业工程的作用：支持公司战略的实现。

工业工程环境

了解工业工程相关的活动、学科及发展。

工业工程相关活动设计管理和工程。管理是运用组织、计划、指挥、协调和控制等行为，以期有效利用各个生产要素发挥最高效率。工业工程和管理目标一

致，实现手段不同（管理通过行政、组织、人事、财政、法律等；工业工程采用技术手段）工程是对科学理论和技术手段的综合运用；是改造世界的实践活动；其显著特征是设计系统。工业工程属于一般工程，区别于专业工程，其面对对象不同，工业工程工作对象更加复杂、规模更大，二者作用不同，需要有机的结合；但他们都是要进行系统的设计。

工业工程相关学科：运筹学和系统工程。运筹学研究和开发新技术，为工业工程提供技术支持；工业工程在解决问题时所采用的技术中，具有数学倾向性的技术主要来自于运筹学的研究成果。系统工程最早是独立的学科，在工业工程领域得到普遍应用。科学技术体系从基础科学（数学、物理、系统科学）到技术科学（系统工程）再到工程技术（工业工程）。工业工程是一种工程技术，系统工程则属于技术科学为工业工程的发展和应用提供实用的理论和方法。系统工程研究对象是系统，泛指各种人工、复合系统特别是大规模复杂系统；系统工程的任务是合理开发、设计和运用系统，寻求整体效果最优。

工业工程的发展：因为生产力的发展和进步导致不同生产模式的出现，伴随就产生了工业工程，具有鲜明的时代特征，其发展是社会经济形态演变、科学技术进步和社会生产力进步的推动结果。工业工程的发展伴随着科学技术的发展、市场环境的变化、生产系统的发展、生产系统复杂性的增加、生产方式的变化。从生产方式的角度工业工程的任务是生产方式的创新和特定生产技术的创新。工业工程面临的范围和知识体系不断扩大。面临新的知识经济时代；市场需求多样化；竞争全球化；生产方式由大批量向多品种小批量的转变。发展趋势：广泛采用信息技术；更加强调人的因素；强调系统的集成与柔性。

工业工程范围

从业务范围和方法论角度了解其范围

工业工程业务范围广泛，是指在一个特定组织中开展工作的范围，对象复杂性，规模大小组织管理水平等等都有关系。我国一般提法：工作研究、产品设计、生产技术准备、工艺装备设计、设施规划与设计、生产计划与控制、质量管理、制定各种规划、建立考核奖励制度、系统分析与综合诊断以及综合上述内容的集成系统设计。将原来没有联系或者联系不紧密的单元组成连接紧密的新系统。发

展集成相应的理论和方法、进行相应的集成设计。集成模式分为：企业局部的包括并行工程、准时化生产、制造资源计划、项目管理；企业全局的包括精益生产方式、计算机集成制造系统；企业间的集成模式包括供应链管理和敏捷制造方式。

工业工程的方法论是工业工程解决问题时的意识、基本方法、活动矩阵等的集合。工业工程意识是工业工程实践的产物，对工业工程活动具有指导作用的思想或基本原则（成本和效率意识、问题和改革意识、工作简化和标准化意识、全局和整体意识、以人为中心的意识、快速响应市场需求的意识）工业工程活动矩阵是对解决问题的工作程序和逻辑步骤的概括。工业工程的方法包括了建立模型法（实物模型、图示模型、数学模型）学科方法（统计学、运筹学、计算机技术等，其中运筹学主要解决资源分配、生产调度、设施选址布置、运输成本、项目管理、库存理论、排序理论）。

工业工程组织与管理：在中小型企业的组织形式中，工业工程部门是业务经理的参谋机构和企业的咨询机构，负责处理全企业有关工业工程的事务。大中型企业设立单独专门的工业工程部门，负责制定整个企业的工业工程发展规划，领导各个工业工程部门，集中一批高级工业工程技术人员从事各种专题研究成为高层管理的高级顾问。

生产系统

生产：有投入、转换、产出的活动过程。生产与制造：一般不严格区分，特殊的认为生产包括制造。

生产系统：把各种生产要素转换为有用产品的系统。

生产系统应该具备功能：质量、成本、按期交货是生产系统满足既定需求的功能；创新、弹性、继承性是系统应对外部环境变化所需要的功能。

生产系统结构：生存系统的构成要素及其组合关系。结构化要素：生产设施、生产技术、生产能力、生产系统的集成（横向、纵向）非结构化要素：人员组织生产计划、生产库存、质量管理。

生产系统的生命周期：建立、运行、更新、终止。

产品生产过程：物质转换过程+人的劳动过程工艺过程、检验过程、运输过程、自然过程、存贮过程

企业生产过程：生产技术的准备、基本生产过程、辅助生产过程（消费于基本生产过程）、生产服务过程、附属生产过程。包括了产品生产过程（基本生产过程、生产服务过程）

生产过程组织的要求：连续性（没有中断、等待和停顿）、平行性（各项活动时间上平行作业）、比例性（生产能力的比例，协调性）、均衡性（生产量的稳定，节奏性）、适应性（适应产品变动）

生产过程的空间组织原则：工艺专业化（对产品变化适应性强、便于充分利用设备；专业化程度低效率低；周期长、在制品多、生产管理工作复杂）和对象专业化。零件顺序移动（批量）、平行移动（单件流）。

生产类型：订货生产、存货生产；大量、成批、单件。

生产模式（特定生产技术和组织管理方法的总称）：手工—单件小批—大量—先进生产模式（适应性、敏捷性、精质性、益省性）

服务系统

服务的定义：服务是一种一方能够提供给另一方的活动或利益，其实质是无形的，而且不涉及任何所有权。

服务的特性：不可触摸性、不可存储性、服务的生产与消费在场地上的同一性、顾客在某种程度上参与服务过程、服务的一致性较低，取决于服务人员的素质能力及当时环境的特点。

制造业和服务业的区别：从投入来看，物料和人力；从转换过程来看，制造业属于资本密集型生产过程，容易建立标准化流程，产品在生产完成后提供；服

务业属于劳动密集型生产过程，较难建立标准化流程，且服务与生产过程同时产生。

服务的类型：

服务方式：生产线方式，工作在可控环境中完成，可以保证稳定的质量和高效的的运转（银行支票处理）；顾客作为合作生产者方式，鼓励顾客积极参与，允许顾客在服务过程中扮演积极角色（个性化贷款服务）；将服务分为高顾客参与和低顾客参与的方式，低顾客参与可像工厂一样运行，折中的方式（ATM）

生产率与生产率管理

生产率：产出投入比衡量生产要素的使用效率

效率指以尽可能少的投入获得尽可能多的产出；效果指所从事的工作和活动有助于组织达到其目标。生产率=产量/完成时间生产效率=标准时间/完成时间生产率的分类：单要素、多要素、全要素生产率

静生产率=某时期的产出/某时期的投入动态生产率指数=当期生产率/基期生产率管理：对一个系统的生产率进行规划、测定、评价、控制和提高（针对外部因素：政策、资源等和内部因素：培训、管理、消除浪费、需求管理（时间空间上的分配）、流程重组、替代（要素之间）等进行改善）的过程。

消除浪费：优化资源配置关系；需求管理：优化需求与资源之间的关系；替代：优化资源的构成。

系统工程

系统是在一定环境中为了实现某种目标，由相互作用和相互依赖的若干部分结合而成的具有特定功能的有机整体。

系统特性：目的性、集合性、相关性、层次性、整体性、环境适应性

系统的分类：自然系统、人工系统（分为三类：由零件仪器设备组成的工程技术系统、由组织制度组成的管理系统或社会系统、由概念与原理组成的科学技术系统）

系统工程是应用科学知识设计和制造系统的一门特殊工程学；是为了合理开发、设计和运用系统而采用的思想、步骤、组织和方法等的总称；是以系统理论为依据，以系统为对象，寻求系统整体效果最优的理论与方法。

系统工程研究对象是系统，任务是合理开发设计和运用系统寻求系统整体效果最优，内容是为了完成任务而需要的思想、观点、步骤和方法等，即系统工程的理论与方法。

系统工程的基本观点：系统观点、（整体观、全局观）、相关与制约观点、系统优化观点。三个观点密切联系，有了相关与制约观点才使得系统观有意义，系统工程的方法只有在以上基本观点的指导下才能取得更大的效果。

系统工程活动矩阵：包括系统工程活动的七个阶段（规划阶段、具体计划、研制阶段、生产阶段、安装阶段、运行阶段、更新阶段），每个阶段（明确问题、系统指标设计、系统方案综合、系统方案分析、系统优化、做出决策、付诸实施）。系统工程活动矩阵其实是一个如何应用系统工程的方法框架。其意义在于为研制规模大、结构复杂和涉及因素多的系统提供了一套方法。

工作研究

工作研究是为了得到最佳的工作方法和合理的工作时间而对工作进行研究。其中工作是指人员、设备、物料等要素组成的活动。工作包含两个重要属性（方法和时间）因而工作研究包括了方法研究和工作测量，通过研究得到标准的工作方法和工作时间进而得到工作标准来训练工人从而降低成本提高生产率。

方法研究：寻找在现有知识水平下最优的工作方法，包括程序分析（研究生

产过程最小到工序，使得各个操作和工序之间关系合理）、操作分析（研究工序最小到操作，减轻劳动强度、缩短作业时间、提高工作效率）和动作分析（研究

动作最小到动素，减轻工人疲劳，提高工作效率）

方法研究的记录方法：使用图表。程序分析（工艺程序图、流程程序图、线路图）、操作分析（人机作业图、联合作业图、双手作业图）、动作分析（动素程序图）

工作测量：运用技术确定合格工人在标准工作状态下以正常工作速度完成工作所需要的时间，即标准时间。（考虑：身体、智力水平，受教育程度、工作环境、方法、工具等）；标准时间=正常时间+宽放时间（个人工作不可避免的延迟和操作者疲劳时间）；标准时间用于决定所需员工、分配任务、制定标准成本、评估绩效等。

工作测量方法：直接测量（秒表测时密集抽样、工作粗放抽样）间接测量法（根据已数据预定动作时间标准）总体不大时宜采用连续观测法，反之采用随机瞬时观测法。

工作研究的特点：要求创新意识；其指导思想是挖掘企业内部的潜力；强调系统整体的优化；方法研究与工作测量相辅相成；应用范围广泛。

准时化生产方式

目的：要解决大量生产方式的缺陷（不能适应市场多样化的需求；不能适应市场需求的变化；过量生产）

内涵：在必要时按必要数量生产必要的产品（定时、定量、定质、定位）由后道工序需求拉动，工序之间联系紧密，及时修改计划应对市场需求

基本目标：排除一切浪费（不合格品、动作、过量生产、库存、搬运等等）拉动手段：拉动控制传递信息（看板分为工序间（应该向前工序领取的零件信息）工序内（必须生产零件信息）信号看板（控制必要的批量生产）看板只是传递信息的媒介，实用为主形式不一）

自动化严格控制质量：把质量融入生产过程中，要求现场作业人员对产品进行“自我全数检验”发现问题及时处理，这要建立在具有人类判断力的自动化的基础上。（自动检测不良品并自动化停机、作业人员发现问题有权停止）连续改进：一个目标和两个支柱的实现都需要连续改善。动态机制：减少看板数量，强制性的减少工序之间的在制品量，从而使系统中的问题暴露出来。利用看板的微调控制改善的幅度和进度。

精益生产

应用于整个企业内的降低成本的生产方式。简化各个环节，使其更加的完善精益化，用更少的投入获得更多的产出。

在企业的各个环节应用精益生产的思想进行管理。生产管理、产品开发管理、供应管理、营销管理、质量管理、人力资源管理（自主的、终身雇佣、多面手）

物流工程

物流是物质实体时空上的移动。创造时间和空间价值。企业内包含供应、生产、销售、回收等等物流。物流工程即使要设计物流系统（设施规划和物料搬运系统）涉及了设施选址和设施设置（满足工艺流程、减少搬运、有效利用空间）；物料搬运系统包括运输、装卸、搬运、存储、包装

并行工程

解决传统串行工程缺陷（环节独立不系统、设计修改周期长、成本高、质量难以保证）属于产品设计环节最好的工作方式，可有效缩短新产品的开发周期。提高生产率、提高价格和市场占有率、降低风险。

并行工程是集成的、并行的设计产品及其相关过程的系统方法。可以加快进度，及早暴露问题。依靠各个环节和环节内的活动双重并行实现。

敏捷制造

要适应变化迅速且很难预测的买方市场，以最短的交货期和最经济的方式按用户需求生产出用户满意的产品。

市场特征变的难以预测、多变、全球化；竞争以市场需求为中心以快速响应市场变化求效益；生产类型多样化，过程单元化、柔性化；组织灵活多变动态化。

补充

经济加工批量的误区：没有考虑设备调整费用是否合理、没有考虑对于生产系统柔性的影响（批量越大、周期越长、对市场需求反应越慢）理想加工批量：追求设备快速调整，减低费用；降低批量甚至单件批量从而降低库存费用增加系统柔性。

作业快速切换：灵活生产、快速交付、优良品质、高效生产（JIT成为可能）快速调整设备步骤：对设备调整作业进行整理和分析；划分内部、外部作业；将内部作业转换为外部作业；同时简化内外部作业（模块集中化、减少紧固螺丝数、外部作业准备充分、专用工具是否可减少）