1、工業(yè)工程導(dǎo)論（Introduction to Industrial Engineering）,第三章 工業(yè)工程的研究對象 及發(fā)展趨勢,第三章 工業(yè)工程的研究對象及時(shí)代特征,教學(xué)目的和任務(wù)： 通過本章的學(xué)習(xí)，了解工業(yè)工程的研究對象 重點(diǎn)與難點(diǎn)： 工業(yè)工程的研究對象 教學(xué)手段與方法： 以教師教授為主 參考資料： ,1工業(yè)工程的研究對象,IE的研究對象：由人、物料、設(shè)備、能源、信息和環(huán)境等生產(chǎn)要素構(gòu)成的各種生產(chǎn)及經(jīng)營管理系統(tǒng)，且不局限與工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。 生產(chǎn)過程將各種生產(chǎn)要素轉(zhuǎn)換成有形（產(chǎn)品）和無形（服務(wù)）生產(chǎn)財(cái)富，在此過程中生產(chǎn)附加價(jià)值。 生產(chǎn)系統(tǒng)將與生產(chǎn)

2、過程有關(guān)的固有技術(shù)和計(jì)劃、設(shè)計(jì)、加工制造、控制、管理以及有關(guān)信息處理技術(shù)等要素有機(jī)結(jié)合起來的一個(gè)人造系統(tǒng)。,工業(yè)工程的研究對象,IE的研究對象是隨著IE的發(fā)展而不斷擴(kuò)大的。傳統(tǒng)IE主要研究生產(chǎn)過程，仍然屬于微觀范疇；現(xiàn)代IE的研究對象己經(jīng)擴(kuò)展到包括研究開發(fā)、設(shè)計(jì)和銷售在內(nèi)的廣義生產(chǎn)系統(tǒng)，繼而延伸到整個(gè)經(jīng)營管理系統(tǒng)。當(dāng)前，IE在服務(wù)業(yè)、政府部門等非制造業(yè)也找到了用武之地。IE已經(jīng)成為研究微觀和宏觀系統(tǒng)，追求系統(tǒng)整體優(yōu)化和綜合效益的工具。,IE的目標(biāo),IE的目標(biāo)就是使生產(chǎn)系統(tǒng)投入的要素得到有效利 用，降低成本，保證質(zhì)量和安全，提高生產(chǎn)率，獲得 最佳效益。具體地講，就是通過研究、分析和評估， 對人機(jī)

3、系統(tǒng)的每個(gè)組成部分進(jìn)行設(shè)計(jì)(包括再設(shè)計(jì)即改善)，再將各個(gè)組成部分綜合起來，設(shè)計(jì)出系統(tǒng)整體，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)要素合理配置，優(yōu)化運(yùn)行，保證以低成本、低消耗、安全、優(yōu)質(zhì)、準(zhǔn)時(shí)、高效地完成生產(chǎn)任務(wù)，從而達(dá)到上述目標(biāo)。,IE的追求,IE = Rationalization, Optimization 合理化，最妥善的方法 Improving Constantly 持續(xù)不斷的改善 Through 經(jīng)由 Solving problems 解決問題 Eliminating Waste 消除浪費(fèi),Accurate要準(zhǔn)確 Better 更好 Cheaper 更省錢,Doable 可行的 Easier 更容易 Faste

4、r 更快,IE意識, IE 追求最佳整體效益，力求節(jié)約、杜絕浪費(fèi)，尋求以成本更低、效率更高的方式完成任務(wù)。, IE追求合理性，改善無止境，不斷發(fā)現(xiàn)問題，考察分析，尋求對策，勇于改革和創(chuàng)新, IE 追求高效與優(yōu)質(zhì)的統(tǒng)一，推行工作簡化、專門化、標(biāo)準(zhǔn)化，降低成本、提高效率。, 現(xiàn)代 IE 追求系統(tǒng)整體優(yōu)化,以人為中心來研究生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、管理、革新和發(fā)展，使每個(gè)人關(guān)心和參加改進(jìn)工作，提高效率。,工業(yè)工程意識,成本和效率意識 問題和改革意識 工作簡化和標(biāo)準(zhǔn)化意識 全局和整體化意識 以人為中心的意識。, IE 追求最佳整體效益，力求節(jié)約、杜絕浪費(fèi)，尋求以成本更低、效率更高的方式完成任務(wù)。, IE追求合理性

5、，改善無止境，不斷發(fā)現(xiàn)問題，考察分析，尋求對策，勇于改革和創(chuàng)新, IE 追求高效與優(yōu)質(zhì)的統(tǒng)一，推行工作簡化、專門化、標(biāo)準(zhǔn)化，降低成本、提高效率。, 現(xiàn)代 IE 追求系統(tǒng)整體優(yōu)化,以人為中心來研究生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、管理、革新和發(fā)展，使每個(gè)人關(guān)心和參加改進(jìn)工作，提高效率。,成本和效率意識,生產(chǎn)要素,人 財(cái) 物,投入,轉(zhuǎn)換,產(chǎn)出,生產(chǎn)的財(cái)富,產(chǎn)品 服務(wù),生產(chǎn)率=產(chǎn)出/投入,技術(shù),管理,生產(chǎn)系統(tǒng),增值的概念,站在客戶的立場上，有四種增值的工作 - 使物料變形 - 組裝 - 改變性能 - 部分包裝,物料從進(jìn)廠到出廠，只有不到 10% 的時(shí)間是增值的！,Definition of Wastes 什么是浪費(fèi)？,

6、Anything other than absolute minimum resource of material， machine and manpower required to add value to the product 除了使產(chǎn)品增值所需的材料，設(shè)備和人力資源之絕對最小量以外的一切東西 Anything Other Than Necessary 任何非必需的東西！,Overproduction 過量生產(chǎn) Inventory 庫存 Correction 返工 Motion 多余動作 Processing 過程不當(dāng) Waiting 等待 Conveyance 搬運(yùn),Eliminate

7、 Wastes 消除七種浪費(fèi),消除浪費(fèi)降低成本的過程,第一層次的浪費(fèi)（過剩的生產(chǎn)能力） 過多的人員 過剩的設(shè)備 過剩的庫存,多余的勞務(wù)費(fèi) 多余的折舊費(fèi) 多余的利息支出,第二層次的浪費(fèi)（最大的浪費(fèi)） 制造過剩的浪費(fèi)（工作進(jìn)展過度）,用能銷售的速度制造 （豐田生產(chǎn)方式的中心課題）,等待時(shí)間 顯在化,消除制造 過剩的浪費(fèi),第三層次的浪費(fèi) 過剩庫存的浪費(fèi),利息支出 (機(jī)會成本) 的增加,第四層次的浪費(fèi) 多余的倉庫 多余的搬運(yùn)工 多余的搬運(yùn)設(shè)備 多余的庫存管理、質(zhì)量維護(hù)人員 多余的電腦,消除第三和第 四層次的浪費(fèi),以作業(yè)的再分 配減少人員,設(shè)備折舊費(fèi)和間接 勞務(wù)費(fèi)等的增加,產(chǎn)品成本增加,間接制造費(fèi)降低,

8、勞務(wù)費(fèi)降低,產(chǎn)品成本降低,問題和改革意識,問題是什麼？ 問題： 當(dāng)現(xiàn)狀與標(biāo)準(zhǔn)或期望發(fā)生了差距，即遇到了問題。 Deviation from should,問題意識,標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo),期待水平,現(xiàn)狀況,問題,創(chuàng)造的問題,要求條件,能力提高,浪費(fèi)為零 消除反復(fù)的錯(cuò)誤,World Wide Class,問題,創(chuàng)造的問題, 標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo) - 現(xiàn)狀況 = 期待水平 - 技術(shù)能力=,問題的結(jié)構(gòu),現(xiàn)象 （可感覺、可衡量）,一次因 （近因）,治標(biāo),n次因 （根因）,治本,問題的改善,改進(jìn)發(fā)生問題,現(xiàn)狀分析,原因分析,區(qū)分主要原因,實(shí)行,研討, 盡快解決方案 一般解決方案 圓滿解決方案,為防止問題的反復(fù) 發(fā)生制定的對策,制

9、定對策,全局和整體化意識,3 現(xiàn)代IE發(fā)展的顯著特征,1、研究對象和應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)大到整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)，并日益注重用系統(tǒng)觀點(diǎn)和系統(tǒng)工程方法來處理問題； 2、廣泛采用計(jì)算機(jī)強(qiáng)化信息的采集、處理、傳輸、開發(fā)MIS與DSS等計(jì)算機(jī)輔助管理系統(tǒng)和信息化、智能化制造系統(tǒng)； 3、突出重視生產(chǎn)率和質(zhì)量的研究； 4、努力實(shí)現(xiàn)不斷改善可持續(xù)發(fā)展的藥酒和綜合創(chuàng)新這一現(xiàn)代IE的本質(zhì)功能； 5、重視人的作用、注重人與機(jī)器的最佳配合； 6、重視形成面向問題的適宜的IE工作模式。,未來IE的發(fā)展,Integration：將工程技術(shù)與管理技術(shù)整合 Information：信息系統(tǒng)的應(yīng)用 Intelligence ：發(fā)揮高度的智

10、能 Interaction：協(xié)調(diào)溝通與團(tuán)隊(duì)精神的發(fā)揮 Idea：創(chuàng)造力的發(fā)展 International：國際觀的心胸及視野,工業(yè)工程必須隨時(shí)代的需求而變化。未來我國工業(yè)的經(jīng)營型態(tài)與經(jīng)營環(huán)境將由傳統(tǒng)性工業(yè)邁進(jìn)高科技工業(yè)，國家經(jīng)濟(jì)進(jìn)入世界性經(jīng)濟(jì)體系。面對未來的環(huán)境，IE的英文第一個(gè)I字要變得更有意義。,未來IE應(yīng)用發(fā)展趨勢（一）,進(jìn)入21世紀(jì)，由于經(jīng)濟(jì)的全球化以及計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的發(fā)展，未來工業(yè)工程的發(fā)展將體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 工業(yè)工程技術(shù)將被廣泛應(yīng)用于非制造領(lǐng) 雖然，目前制造現(xiàn)場和制造領(lǐng)域仍是我國IE技術(shù)應(yīng)用的主體 ，但隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在流通、商貿(mào)、服務(wù)業(yè)等非制造領(lǐng)域IE技術(shù)也會得到廣泛應(yīng)用。

11、例如，可以將IE技術(shù)應(yīng)用在醫(yī)院住院手續(xù)及病人看病程序設(shè)計(jì)中，優(yōu)化住院看病程序，減少病人的等待時(shí)間；將IE技術(shù)特快專遞服務(wù)、110服務(wù)及游樂園管理等中，提高服務(wù)效率和質(zhì)量。IE在這些領(lǐng)域應(yīng)用所產(chǎn)生的示范作用將會促進(jìn)社會發(fā)展，并推動工業(yè)工程學(xué)科的自身建設(shè)。,未來IE應(yīng)用發(fā)展趨勢（二）,新的工業(yè)工程研究手段不斷涌現(xiàn) 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行許多高級數(shù)字仿真。數(shù)字仿真技術(shù)為實(shí)際系統(tǒng)的描述、分析和性能預(yù)測提供了一種定量化的手段。而且，最新的仿真技術(shù)可以將仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相結(jié)合，將設(shè)計(jì)者置于虛擬現(xiàn)實(shí)的環(huán)境中，使其能夠“身臨其境”地發(fā)現(xiàn)潛在的問題，從而降低制造成本，縮短實(shí)施時(shí)間，減少設(shè)

12、計(jì)的反復(fù)。 此外，其他學(xué)科領(lǐng)域發(fā)展起來的新方法，如模糊邏輯、遺傳算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，也不斷被引到IE的研究之中。模糊邏輯可用于項(xiàng)策支持等工作；遺傳算法是一種用于系統(tǒng)優(yōu)化的人工智能方法，被用于求解雙目標(biāo)運(yùn)輸問題、設(shè)施布局設(shè)計(jì)等；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)被用于研究、開發(fā)CAPP和并行工程等。,未來IE應(yīng)用發(fā)展趨勢（三）,IE更加趨向于多種技術(shù)和多種學(xué)科的綜合應(yīng)用 隨著計(jì)算機(jī) 、通信和全球網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的發(fā)展，將使得工業(yè)工程與信息技術(shù)緊密融合。同時(shí)，IE正在廣泛吸收人工智能、專家系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等技術(shù)來充實(shí)、擴(kuò)展其技能和工具手段，并廣泛地應(yīng)用于企業(yè)的計(jì)算機(jī)制造、決策支持、物料供應(yīng)、生產(chǎn)計(jì)劃、庫存管理、財(cái)務(wù)管理、企業(yè)銷售管

13、理、項(xiàng)目控制等系統(tǒng)以及更廣泛的經(jīng)濟(jì)與控制系統(tǒng)，形成物流、價(jià)值流、信息流三流集成管理的格局，提高了系統(tǒng)的柔性以及企業(yè)的設(shè)計(jì)和研發(fā)能力，實(shí)現(xiàn)“個(gè)性化可制定”的策略，提高企業(yè)的競爭能力。,未來IE應(yīng)用發(fā)展趨勢（四）,國際化與本土化并行 產(chǎn)品的全球制造、全球銷售導(dǎo)致業(yè)之間的競爭全球化，國際市場形成，貿(mào)易壁壘逐步削弱。世界許多著名大學(xué)如MIT、斯坦福大學(xué)、哈佛大學(xué)等經(jīng)常與其他國家合作，承攬IE的培訓(xùn)、開發(fā)等項(xiàng)目。IE的作用逐步被世界各國所認(rèn)識，對IE的研究和應(yīng)用也已國際化。 IE是一種與國家的政治、經(jīng)濟(jì)、文化、社會傳統(tǒng)密切相關(guān)的技術(shù)，受各民族、文化傳統(tǒng)等因素的影響，不具備完全可復(fù)制性 。為了適應(yīng)我國行業(yè)

14、、企業(yè)的應(yīng)用需要，我們要在吸取美國、日本等發(fā)達(dá)國家先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造出適合中國國情的、具有中國特色的IE應(yīng)用模式。,未來IE應(yīng)用發(fā)展趨勢（五）,IE應(yīng)用的目標(biāo)從追求“Best Way ”轉(zhuǎn)向“ Continuous Improvement” 在IE發(fā)展的前幾個(gè)階段，它借助于運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)等科學(xué)的發(fā)展，一直追求企業(yè)局部系統(tǒng)最優(yōu)和個(gè)人工作方法最好的目標(biāo)?，F(xiàn)在，該思想則已被“持續(xù)改善，系統(tǒng)整體最優(yōu)”這種適應(yīng)我國國情、市場環(huán)境、企業(yè)環(huán)境的新目標(biāo)所替代。,IE學(xué)科建設(shè)與改革,IE學(xué)科應(yīng)用發(fā)展趨勢決定了學(xué)科建設(shè)和專業(yè)改革的方向。因此，在研究其趨勢的同時(shí)，要在專業(yè)課程體系和實(shí)踐環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)等方面不斷進(jìn)行調(diào)

15、整，以適應(yīng)市場環(huán)境的變化和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，加速高素質(zhì)復(fù)合型IE人才的培養(yǎng)。 日趨完善IE學(xué)科體系。在對IE傳統(tǒng)領(lǐng)域繼續(xù)深入研究的同時(shí)，不斷探索新興領(lǐng)域 。如南開大學(xué)IE專業(yè)課中開設(shè)服務(wù)品質(zhì)管理、軟件開發(fā)技術(shù)、系統(tǒng)建模與仿真、工業(yè)工程實(shí)務(wù)等課程。吸收國內(nèi)外優(yōu)秀人才，不斷壯大研究隊(duì)伍。,未來中國IE領(lǐng)域的研究核心,根據(jù)前面我們對中國工業(yè)工程應(yīng)用特點(diǎn)極其知識體系發(fā)展趨勢的分析，在未來的時(shí)間里，中國工業(yè)工程領(lǐng)域的研究和應(yīng)用主要集中在基于網(wǎng)絡(luò)的制造系統(tǒng)，人因工程，運(yùn)籌學(xué)等八大領(lǐng)域（具體見下表）。而且，中國學(xué)術(shù)界的專家們已提議建立以清華大學(xué)、西安交通大學(xué)、天津大學(xué)、上海交通大學(xué)和重慶大學(xué)為主體的國家工業(yè)工

16、程技術(shù)中心，加強(qiáng)IE在實(shí)踐中的實(shí)用性與應(yīng)用性。,The future IE core research areas in China and USA,中美IE未來新興研究領(lǐng)域?qū)Ρ?當(dāng)前，中國工業(yè)工程的研究和應(yīng)用領(lǐng)域主要在制 造行業(yè)和服務(wù)行業(yè)?，F(xiàn)在又出現(xiàn)了很多新的研究領(lǐng)域。 對中國IE應(yīng)用者和學(xué)術(shù)界來說，如何找到未來工 業(yè)工程的正確研究方向是很重要的。下表列舉了 10個(gè)新興領(lǐng)域并對中美兩國的研究與應(yīng)用情況進(jìn)行了比較。,未來中國IE發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù),目前，中國工業(yè)工程主要應(yīng)用于制造領(lǐng)域。未來，工業(yè)工程將廣泛地應(yīng)用于非制造領(lǐng)域。信息時(shí)代計(jì)算機(jī)、系統(tǒng)工程、通訊技術(shù)、高技術(shù)的發(fā)展，為工業(yè)工程的發(fā)展提供了新的技術(shù)和手段。 在制造行業(yè)，常用的關(guān)鍵技術(shù)有智能生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度系統(tǒng)（廠級）、高級車間控制和管理系統(tǒng)（車間級）和智能遠(yuǎn)程生產(chǎn)與維護(hù)系統(tǒng)等。 在服務(wù)行業(yè) ，常用的關(guān)鍵技術(shù)有電子商務(wù)、電子管理系統(tǒng)、鐵路運(yùn)輸優(yōu)化技術(shù)與優(yōu)化系統(tǒng)等（詳細(xì)內(nèi)容見下表）。,中國現(xiàn)在正成為一個(gè)世界級的生產(chǎn)制造中心，許多產(chǎn)品都是在中國加工、制造后再出口到其他的國家。所以，對具有中國特色的大規(guī)模生