工业工程概论教材课程

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1、热烈欢迎学习工业工程概论,工业工程概论,清华大学 工业工程系 罗振璧,绪 论,一、什么是工业工程？ 工业工程是各类组织的系统设计与运作优化的综合工程学。其任务是： 规划与设计人活动的系统 规划与设计管理控制系统 规划与 设计公用服务系统 集成上述三个子系统 规划、设计、测试与评价组织的性能与业绩,一、什么是工业工程？,5、小结 工业工程是重要的工程科学 工业工程是各类组织的系统设计与 运作优化的综合工程学 应该从实践和本质理解工业工程,二、从实践了解工业工程,1、美国工厂的看法 IE is to solve problems in plant IE is to solve problems i

2、n all types of organizational systems 2、成飞通过谈判了解IE 3、一个美国小老板的故事（讨论） 4、创新专业何在？,三、课程简介,1、课程目标 学习基本的概念、知识和理论 初步掌握IE的基本方法 通过Simulation学习IE的应用 为进一步学习IE知识打下基础,2、课程主要内容 工业与系统工程概论 基本建模技术与方法 先进的制造战略：灵捷制造 工作研究 3、课内/外学时 32/32 4、教材 5、考核办法 ： IE专业考试，其它考查,第一章 工业与系统工程概论,第一节 工业工程的基本概念 一、产业的发展 产业的发展 几个概念 工程、科学、管理与技术

3、二、工业工程师干什么？ 1、工程师 2、工业工程师（IEs）,3、工业工程师干什么 问题的解答者 革新者 设计师 协调员 系统集成人 4、我国需要大量IE人才,三、工业工程的活动,1、基本IE活动 2、典型的IE任务 生产运作（人活动的）系统 管理（控制）系统 公共服务（支持）系统 系统集成 系统测试、评价与改进,四、工业工程的研究对象与学科特征,1、研究对象 传统的IE 一个组织/企业为对象，是微观层次的 现代的IE 既研究一个组织又研究行业、市场、顾客、商务运作和市场气候，是社会技术的 2、IE的基本特征 工程性,社会技术性 接口性 创新性 实践性 IE以其工程性区别于商学/管理科学 IE

4、以其社会技术性区别于其他工程科学 IE以其（商务）实践性区别于自然科学 IE以其创新和接口性屹立于科学之林,五、工业工程的目标,1、可获利性（Profitability) 2、有效性（Effectiveness) 3、高效率（Efficiency) 4、适应性(Adaptability) 5、响应性（Responsiveness) 6、连续改进（Continuous Improvement),六、工业工程的创新战略,1、跳跃式创新 2、不断创新 3、不断改进 4、创新改进 5、劣化效应及其影响 6、经济可承受性的影响：黄金律,七、工业工程的基本方法,1、调查与实证：提问技术 2、定量分析：量化

5、分析 3、简化 4、连续改进 5、不断创新 6、抓主要矛盾TOC方法,八、工业工程意识,1、以人为中心的意识 2、问题与改革的意识 3、全局、全过程、全寿命的意识 4、简化的意识 5、成本效益的意识 6、快速响应的意识 7、连续改进的意识 8、创新的意识,第二节 工业与 系统工程基础,一、系统设计的基础 1、系统的概念与属性 系统 由有有机联系的组元构成的有序整体。 系统的基本属性： 集合性 相关性 层次性 目的性 适应性 可学习性,2、系统的寿命期和功能 系统的寿命期 从顾客到顾客的周期 系统寿命期内的功能 3、用框图表达系统 4、进行系统思考的要点 按相关性研究系统 按事物的特性思考 按因

6、果关系思考 考虑可测度性与可预测性 考虑协同作用：交互作用与接口,5、系统工程与分析的概念 6、今天系统的方法变得越来越重要了 全球化趋势的推动 高科技技术、计算机和通信技术的飞速发展 为适应顾客需求和市场气候的快速变化，使信息搜集与处理和决策高速化 系统复杂化 动态化 TOC理论的要求 识别新名词与泡沫云雾的要求 交互作用和接口界面设计的要求,二、系统建模与优化,1、建模的目的 推动对事物本质的研究和认识 可进行量化分析与预测 可以利用计算机 建模方法 物理模型 图解模型 数学模型 仿真模型,三、系统设计基础,1、大小系统的含义 2、三种系统的基本设计方法 归纳设计法 推断设计法 创造性求解

7、设计法 3、大系统的设计方法 模块化设计法 分层设计法 全系统设计法,四、工业工程的系统设计,1、人活动的子系统设计 产品（货物与服务）的设计 过程的设计 制造（生产）系统的设计 物流设施规划 工作流程设计 工作地设计 维护与辅助工作程序设计 安全程序设计，等。,2、管理控制子系统设计 全信息系统设计 组织设计 资源配置与 定位 质量保证系统设计 运作控制 库存控制 MRP/MRP2/ERP、JIT或TOC系统的设计 人力资源规划与控制 再造（Reengineering),3、公用服务子系统设计 目标战略与规划、建模、分析和决策 市场研究与营销（marketing) 供应保障（Logistic

8、s)与供应链管理（SCM) 客户关系管理（CRM) 企业内外部合作 企业业绩测试、评价与改进 政策法规与沟通的支持数据库 金融与投资监测、分析与决策 再造决策，等。,4、企业测度指标 第一类测度指标： 产销量、库存和运作费用，或 生产率、成本和利润率 交货期（T)、成本（C)和质量（Q)，等。 第二类测度指标： 质量水平 企业竞争力 员工索质，等。,5、运作规划与控制 产品开发 营销计划 对信息流、物流的规划与控制 CRM 供应商选择、管理与合作 采购与库存控制 财务控制 外部变化（干扰），等（图1-14),6、公理六（理论机器公理） 7、公理七（发明级公理） 8、公理八（功能独立公理） 在系

9、统设 计中应保持功能要求的独立。 9、公理九（信息公理） 有最小信息量的系统设计方案是最优的方案。,二、设计域、设计矩阵、设计方程与产品开发过程,1、设计域 2、设计矩阵 3、设计方程 FR=ADP DP=BPV FR=ABPV 4、产品开发过程,第三节 发展中的工业工程,一、工业工程的公理 1、公理一（系统革新公理） 一个人工的或人参与的系统总是可以改进的，除非它已经消亡或不值得再利用了。 2、公理二（系统发展公理） 所有的工程系统服从相同的发展规律。 3、公理三（需求冲突公理） 4、公理四（解决冲突公理） 5、公理五（发明途径公理）,三、现代信息基础,1、基本概念 信息 信息技术（IT)

10、信息处理 2、信息量 3、有序度,SIMULATION ONE搜集信息的重要性,准备要求： 1、每班推选四人作为代表参加竞赛 2、每班推选一人作为裁判 3、课后每人交一份报告,Simulation 1搜集信息的重要性,一、要求 每个小组代表一个公司争夺观测塔的开发生产权 只能用扑克牌建造塔身，生鸡蛋代表天文望远镜 二、试验过程 设计阶段（20min)：搜集信息，构思方案 制造阶段（20min)：制造塔的样品 测试评价（10min)：评出一个优胜小组 三、用户的要求 塔高不低于180mm，越高越好 塔顶可以稳定地安装望远镜（鸡蛋），抗地震 安全，造价低,第二章 工业工程的基本建模技术与工程方法,

11、第一节 决策、模式与实用决策方法 一、概述 1、决策 决策 决策就是决定，是一种选择行为 决策的两个假定：事实的假定，价值的假定 2、决策过程 3、决策活动 二、决策的模式 程序化决策模式 非程序化决策模式,第一节 决策、模式与实用决策方法,三、决策的类型 确定型决策 风险型决策 不确定型决策 冲突（遗憾）型决策 Laplace决策 竞争型决策 四、简明工程决策方法（自学）,第一节 决策、模式与实用决策方法,五、工程决策的特点 应该是：有多个可行的备选方案的，是不能直接观察出方案的优劣的，是无法简单地找到结果的。 执行置信度最高原则。 六、集中决策与群（分散）决策,第二节 基本建模技术与工程方

12、法,一、八种基本统计过程控制模型 1、流程图（Flow Chart ) 2、检测表（Check Sheet ) 3、柏拉图（Pareto Analysis ） 4、因果图（Cause & Effect ) 5、直方图（Histogram ) 6、散布图 (Scatter ) 7、试验设计（Designed Experimentation ) 8、控制图（Control Chart ),第二节 基本建模技术与工程方法,二、八种基本分析工具与表达方式 1、甘特图（Grantt Type Chart ) 2、线/棒图（LineBar Chart ) 3、决策表（Decision Making Tab

13、les) 4、决策树（Decision Making Tree） 5、结构英语（Structure English ) 6、项目成本报告（Project Cost Report ) 7、关键路径网络（Critical Path Network ) 8、基本图饼图与台阶图,第二节 基本建模技术与工程方法,三、流程图 1、流程图是用框图表征过程中发生/出现的一系列活动及其相互联系的方法。 2、表达用的元素图 示例一 Motorola 公司标准（1997 ） 示例二 IBM 公司标准（1988） 3、绘制指南 四、因果图,第二节 基本建模技术与工程方法,五、柏拉图 1、80/20规则 2、应用指南

14、3、实施步骤 六、散布（相关）图 七、按SPC进行思考 八、实施SPC的10个步骤,一、目的与要求 目的：学习应用前四种SPC模型 要求： 1、每班选出4名队员参加竞赛，投掷一种式样的UFO，每班共投16次。 2、每班选出1名裁判员，年级公推1名裁判长，由裁判长统一组织竞赛。 3、总结,SIMULATION TWO UFO,SIMULATION TWO UFO,二、步骤 1、设计UFO（15min ) 2、裁判长统一发令，用统一的纸在20秒内完成UFO制作，超时者记下人数 3、顺序投掷UFO，记录结果 4、计算DPU，逆向排名 5、每人记录试验结果 6、评比与总结,第三章 灵捷制造,第一节 世

15、界制造业面临的形势 一、传统制造遇到的困境 传统产品过剩，传统制造装备闲置率高 “工业空洞效应”引发世界制造结构大调整 高物耗、高能耗、高污染引发生存发展危机 中高级人才不足 利润与投资效益下滑 More定理的限制,第一节 世界制造业面临的形势,二、高技术制造中的泡沫 夸大与炒作 投机：发大财 三、制造管理的不足 一窝蜂、制假、无序竞争 新名词形成云雾，使管理无所适从 不是系统的管理，不抓瓶颈改进 与社会科学结合不密切 企业目标与测度不当,第二节 灵捷制造战略产生的 背景,一、19701980年代美国制造业的衰落 MIT的研究结论（1986） W. B. Rouse的研究结论（1991） 二、

16、经济复苏的对策振兴制造业 MIT/IMVP计划：精益生产/改变世界的机器 Lehigh Univ./IE系与GM的战略：灵捷制造,第三节 灵捷制造的战略步骤与核心概念,一、战略步骤 2006年前 2006年以后 二、核心概念 以人为中心 充分利用信息与信息技术 建立竞争合作机制 对需求的变化实现快速响应 不断把创新与改进相结合 实施“多品种变批量”生产,第四节 灵捷制造的基本概念和灵捷企业,一、基本概念 灵捷性 灵捷制造 二、灵捷制造的三大基石 三、灵捷制造的原理 四、灵捷制造企业的特征 五、案例研究,第四章 工作研究,第一节 概述 工作研究的显著特征 发展简况 第二节 工作研究 一、含义 Methods Study，Time Study or Work Measurement 目标与研究内容 工作研究的一般程序 工作研究的功能 工作研究的实施,第三节 方法研究,一、基本概念和任务 基本概念 任务 特点 方法研究与生产过程的关系 二、方法研究的工具 流程图 提问技术 ECRS原则 五种分析 执行动作经济原则,第三节 方法研究,三、程序（流程/工作）分析 概况 流程分析 四、操