基础工业工程(完整版本)

正确工作方法，务使其亦可得同样奖金。
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经此改善后，原需400～600名工人才能完成
的工作，采用新方法后， 140 名工人即可完成。
因此，每吨所需铲费减少达 50％，而工人工资则
增加 60％，除去因研究所需各项开支外，每年尚 可节省 78 ， 000 美元。如此不但使工厂的生产量 大增，也使铲手工作效率提高，待遇增加，工作 情绪也愉快很多。
发展，使每个人关心和参加改进工作，提高效率。
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1.2 工业工程的发展及内容体系
3
1.2.1 工业工程的发展过程
1.2.2 工业工程的发展趋势
3
1.2.3 工业工程的内容体系
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1.2.1 工业工程的发展过程
科学管 理阶段
管理科 学阶段
质量管 理阶段
创新管 理阶段
20世 纪初
二次世 界大战
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于是他们对工人的动作进行改善。经多次试验，得 到一种砌砖新法。其方法是：把砖块运至工作场时，先 令价廉工人挑选好砖，放在一个木框内，每框盛砖90块， 砖最好之一面或一端，朝一定的方向放，这个木框悬挂
在工人左方身边，使左手取砖时，右手同时取泥灰，同
时改善泥灰的浓度，使砖臵放其上时，不须敲击，就能 够定位。
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工作研究的目标是寻找一种最经 济有效、最令人愉快胜任的工作方法 与工作时间，以保证人员及物料等资 源均能作最有效的运用，从而提高生
“TQC‖）等。 此外，从70年代开始，系统工程、计算机技术
被引入IE学科，逐步奠定了现代IE的理论基础与技术基础。
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（4）第四阶段 — 现代创新、国际化IE
第四阶段 — 从20世纪70年代中期到今天，可以称为创 新期。这个时期是社会生产力最为活跃的时期。 70年代，日本推出了JIT（Just In Time）— 准时制生产， 美国90年代将其总结为精益生产（Lean Production）；TPM
工业工 程概述
1.3 工作研究概述
1.4 总结与讨论
3
1.1 工业工程特点、重要性及意识
3 1.1.1 企业生产系统与工业工程
1.1.2 工业工程的重要性 3 1.1.3 工业工程的特点 3 1.1.4 IE意识
4
1.1.1 企业生产系统与工业工程
输入 原材料 转换 企业生产系统 （人、机、料、 法、环、信息） 检 测 输出
③ IE是综合性的应用知识体系（技术+管理）。
④ 注重人的因素是IE区别于其他工程学科特点之一。
⑤ IE是系统集成和优化技术。
⑥ IE的重点是面向微观管理。 ⑦ IE制定作业标准和劳动定额。
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1.1.4 IE意识
1）成本和效率意识 2）问题和改革意识
● IE 追求最佳整体效益，力求节约、杜绝浪费，
20世纪 50年代
20
20世纪 70年代
至今
（1） 第一阶段 — 经典IE的建立
第一个阶段叫科学管理阶段 — 工业工程的奠基阶段。
实际上科学管理就是 20世纪初工业工程这个学科的名称。 1913 年福特在其创办的底特律公司发明了移动式大规模 装配生产线，生产系统从小规模的作坊式企业走上了较 大规模生产的工厂制。这一时期，对工业工程产生重要 影响有：一个是泰勒（F. W.Taylor），一个是吉尔.布雷 斯夫妇（ Frank &. L. Gilbreth）。
研究”和吉尔布雷斯提出的“动作研究”。 1930年两协
会在认识到两种研究是相互联系、不可分割的，于 1936 年成立了“美国企业管理促进协会”（S.A.M）。随后逐 步形成了“方法研究”的完整体系。到 40 年代中期， “时间研究” 更名为“作业测定”。至此，“方法研究” 与“作业测定” 结合在一起统称为“工作研究”。
寻求以成本更低、效率更高的方式完成任务。
●IE追求合理性，改善无止境，不断发现问题，
考察分析，寻求对策，勇于改革和创新。
3）工作简化和标准化意识 ●IE 追求高效与优质的统一，推行工作简 化、
专门化、标准化，降低成本、提高效率。
4）全局和整体意识 5）以人为中心的意识
●现代 IE 追求系统整体优化。 ●以人为中心来研究生产系统设计、管理、革新和
产品或服务 过程信息
原始信息 反 馈 控 制
控制
时间（T） 质量（Q） 成本（C） 柔性（F） 环境（E）
检测
企业生产系统的结构与运行目标
5
（1）生产现场的常见问题
① 生产线上人员忙闲苦乐不均，物流也不怎么顺畅。我想改进，
可怎么改？这可能需要很大的投资啊？！
② 不知为何，再怎么投入先进设备，生产效率却无法得到提高， 成本仍居高不下！
检 测
控制
时间（T） 质量（Q） 成本（C） 柔性（F） 环境（E）
检测
（3）什么是工业工程
工业工程，Industrial Engineering ，简称
IE。 IE是世界上公认的能杜绝各种浪费，有效地
提高生产率和经济效益的、把技术与管理有机地 结合起来的一门交叉学科。
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定义 1：工业工程（ Industrial Engineering ）是对
③ 一线工人总是抱怨工作太累，他们的劳动强度是不是太大Байду номын сангаас？
我怎么替他们减轻负担？ ④ 一线工人说：“你看我的生产线多忙碌，连插脚的地方都没 有，生产效率无法再提高了！”车间有时感觉挺乱的，工人 也手忙脚乱，怎么消除这种现象？ ⑤ 员工抱怨大部分时间都花在搬东西上了，生产管理人员抱怨 从事搬运的人员太少，企业管理人员却认为那些只带来成本， 不产生利润的搬运应尽量消除，为此矛盾不断……
整体的设计、改善，包括工厂设计、物料搬运、人机工程、
生产计划、贮存控制、质量控制等，它们正式成为工业工程 的内容，不仅广泛地运用于制造业、运输仓储业，还应用到
服务业等各行各业。
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（3）第三阶段 — 现代IE的建立
第三个阶段是20世纪50年代到70年代。 这一时期工业工程已不仅仅是欧美工业发达国家的“专 利”，而且已被成功引入亚太地区。最典型、最成功的是日本。 他们在战后经济恢复期从美国的管理思维和技术手段中成功地 将工业工程引入日本各行各业，并进行日本式消化和改造，开 创 出 丰 田 生 产 方 式 （ Toyota Production System ， 简 称 “ TPS‖ ） 、 全 面 质 量 管 理 （ Total Quality Control ， 简 称
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②吉尔布雷斯的动作研究（Motion Study）
1885年，吉尔布雷斯受雇于一营造商，发现工人造屋砌 砖时，所用的工作方法及工作的快与慢，互不相同。“究竟 以何种方法为最经济及最有效？” 于是他们分析工人砌砖动作。发现工人每砌一砖，先用 左手俯身拾取，同时翻动砖块，选择最好的一面。堆砌时， 放臵外向。这个动作完成后，右手开始铲起泥灰，放在堆砌 处，左手放砖块后，右手又用铲泥灰工具敲击数下来固定砖。 把这一周期性动作拍制成影片，进行细心研讨和分析。 发现：工人俯身拾砖，容易增疲劳；左手取砖时，右手 闲散，也非有效方法；再敲砖动作，也属多余。
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1.2.2 工业工程的发展趋势
① 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）； ② 应用重点从提升现场生产效率到提高系统的集成化综 合效益（新型工业化）； ③ 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）； ④ 突出研究生产率和质量的改善。
让我们看看IE史上两个关于他们经典的小故事。
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两个经典IE小故事
① 泰勒的时间研究 ②吉尔.布雷斯夫妇的动作研究
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①泰勒的时间研究（Time Study）
1898年，泰勒工作于伯斯利恒钢铁厂，
当时该厂雇有铲手工人400～600名,每日在
一长约2里、宽约1/4里之广场上，铲动各 种不同之物料。这些铲手不用工场所准备 的铲子，很多人自己从家中带来铲子，铲 煤时，每铲重仅3.5磅，而铲矿砂时每铲竟 重达38磅。这种自备铲子的情形与每铲重 量之差额，引起泰勒的好奇。他想：“铲 子的形状、大小和铲物工作量有没有关 系？”，“究竟以何种铲重为最经济最有 效？”，“什么样子的铲子，工人拿了既 舒服又铲得多，铲得快？
工业设计
系统工程
生产经营战略管理
IE信息技术
32
1.3 工作研究概述
3
1.3.1 什么是工作研究 1.3.2 工作研究的内容与步骤
3
1.3.3 工作研究的改善技术 1.3.4 工作研究的基本手法
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1.3.1 什么是工作研究？
工作研究是工业工程体系中最重要的基础技术，也
称为基础工业工程。工作研究起源于泰勒提倡的“时间
③ 有人说：IE就是不花钱或少花钱来提高企业的效
率或效益。 ④ 有人说：IE是质量和生产率的技术和人文状态。 ⑤ 还有人说：IE是用软科学的方法，获得最高的效 率和效益。
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1.1.2 工业工程的重要性
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15
1.1.3 工业工程的特点
① IE的核心是降低成本，提高质量和生产率。 ② 提高生产效率是IE的出发点和最终目标。
基础工业工程
Industrial Engineering ——There is always a better way！
曾强 博士
目录
基 础 工 业 工 程
1
工业工程概述
2 3 4
方法研究 作业测定
生产线平衡
学习曲线
2
5
第1章 工业工程概述
1.1 工业工程特点、 重要性及意识 1.2 工业工程的发 展及内容体系
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、改善和设臵 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。
——美国工业工程师学会（AIIE）
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定义 2 ： IE是以科学的方法，有效地利用人、财、
于是，泰勒选两名优良铲手，分别在场内不同地点 作试验工作，同时用秒表（Stop watch）记录其时间， 并分别用大小不同的铲子去铲比重不同之物料，并分别 记录所用铲子的大小及式样和每铲重量，经多次试验后，
发现每铲重量约为21.5磅时，可得最经济、最有效之结果。
既铲重物时用小铲，铲轻物时用大铲，但每铲重量均约 为21.5磅左右。泰勒得此结果后，于是设计各种尺寸大小 不同的铲具，训练工人，并拟定奖工办法，凡工人能完 成规定之工作时，可得日薪 60 ％之奖金，否则派员授以
（ Total Productive Maintenance）— 全员生产保全。台湾、 韩国、香港、新加坡、泰国等都建立了 IE 研究、教育、开发 和推广应用体系，加大工业工程的开发与应用力度。 进入 90 年代后，工业工程突飞猛进的发展，首先在原有 MRP 闭环系统基础上，发展为 MRPII 系统，再发展为 ERP 系 统，真正地加入信息管理，并实现了全球资源的充分利用。
（2）IE的提出
专业性问题由专业技术解决： 机械设计、机械制造、电子技 术、通讯技术、信息技术…… 输入 原材料 原始信息 反 馈 控 制 综合性问题由工业工程解决： 人因与效率工程、生产计划与 控制、质量管理与控制、成本 控制…… 转换 输出 产品或服务 过程信息
企业生产系统 （人、机、料、 法、环、信息）
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。
IE以人为本
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——日本工业工程师协会
（4）关于IE…
① 有人说：IE是诊断工厂、改善企业体质的医生。
② 有人说：如果技术与管理分别是两个车轮，那么
IE就是车轮之间的那根轴。
经改善后，工人砌砖量大增，其砌每一砖的动作由
18次减至5次，工人经训练后，老法每小时原只能砌120
块，用新法则可砌350块，工作效率增加近200％。
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（2）第二阶段 — 经典IE的发展
第二个阶段——管理科学阶段，第二次世界大战及战后。 这个阶段的主要特征从原来的基于经验的管理，越来越强调 基于科学的研究，其标志就是运筹学（Operation Research） 的广泛应用。 在这个阶段，市场竞争的焦点以资本、实力竞争为主， 工业工程从早期应用工作研究解决现场效率提高发展到企业
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。
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1.2.3 工业工程的内容体系
IE内容体系
人因与效率工程
工作研究 工效学 组织设计 人力资源开发与管理
生产系统工程
现代经营工程
运筹学及系统工程
设施规划与物流分析 技术经济分析 运筹学 生产计划与控制 现代制造工程 质量管理与可靠性