1、工業工程概論第1頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三工業工程概論清華大學 工業工程系羅振璧第2頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三緒 論一、什么是工業工程？ 工業工程是各類組織的系統設計與運作優化的綜合工程學。其任務是：規劃與設計人活動的系統規劃與設計管理控制系統規劃與 設計公用服務系統集成上述三個子系統規劃、設計、測試與評價組織的性能與業績第3頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三一、什么是工業工程？1、美國人如何看工業工程？2、工業工程是美國的五大工程之一3、工業工程的定義AIIE的定義（1955年，1965年修訂）IIE的定義 （

2、1989年）4、90年代的看法普渡大學工業工程學院（1996）Turner（1993）IIE的新定義（2001）第4頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三一、什么是工業工程？5、小結工業工程是重要的工程科學工業工程是各類組織的系統設計與 運作優化的綜合工程學應該從實踐和本質理解工業工程第5頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三二、從實踐了解工業工程1、美國工廠的看法IE is to solve problems in plantIE is to solve problems in all types of organizational systems2、成飛

3、通過談判了解IE3、一個美國小老板的故事（討論）4、創新專業何在？第6頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三三、課程簡介1、課程目標學習基本的概念、知識和理論初步掌握IE的基本方法通過Simulation學習IE的應用為進一步學習IE知識打下基礎第7頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三2、課程主要內容工業與系統工程概論基本建模技術與方法先進的制造戰略：靈捷制造工作研究3、課內/外學時 32/324、教材5、考核辦法 ： IE專業考試，其它考查第8頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三第一章 工業與系統工程概論第一節 工業工程的基本概念一、

4、產業的發展產業的發展幾個概念 工程、科學、管理與技術二、工業工程師干什么？1、工程師2、工業工程師（IEs）第9頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三3、工業工程師干什么問題的解答者革新者設計師協調員系統集成人4、我國需要大量IE人才第10頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三三、工業工程的活動1、基本IE活動2、典型的IE任務生產運作（人活動的）系統管理（控制）系統公共服務（支持）系統系統集成系統測試、評價與改進第11頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三四、工業工程的研究對象與學科特征1、研究對象傳統的IE 一個組織/企業為對象，是微觀

5、層次的現代的IE 既研究一個組織又研究行業、市場、顧客、商務運作和市場氣候，是社會技術的2、IE的基本特征工程性第12頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三社會技術性接口性創新性實踐性IE以其工程性區別于商學/管理科學IE以其社會技術性區別于其他工程科學IE以其（商務）實踐性區別于自然科學IE以其創新和接口性屹立于科學之林第13頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三五、工業工程的目標1、可獲利性（Profitability) 2、有效性（Effectiveness)3、高效率（Efficiency)4、適應性(Adaptability)5、響應性（Respo

6、nsiveness)6、連續改進（Continuous Improvement)第14頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三六、工業工程的創新戰略1、跳躍式創新2、不斷創新3、不斷改進4、創新改進5、劣化效應及其影響6、經濟可承受性的影響：黃金律第15頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三七、工業工程的基本方法1、調查與實證：提問技術2、定量分析：量化分析3、簡化4、連續改進5、不斷創新6、抓主要矛盾TOC方法第16頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三八、工業工程意識1、以人為中心的意識2、問題與改革的意識3、全局、全過程、全壽命的意識4

7、、簡化的意識5、成本效益的意識6、快速響應的意識7、連續改進的意識8、創新的意識 第17頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三第二節 工業與 系統工程基礎一、系統設計的基礎1、系統的概念與屬性系統 由有有機聯系的組元構成的有序整體。系統的基本屬性：集合性相關性層次性目的性適應性可學習性 第18頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三2、系統的壽命期和功能系統的壽命期 從顧客到顧客的周期系統壽命期內的功能3、用框圖表達系統4、進行系統思考的要點按相關性研究系統按事物的特性思考按因果關系思考考慮可測度性與可預測性考慮協同作用：交互作用與接口第19頁，共59頁，20

8、22年，5月20日，3點20分，星期三5、系統工程與分析的概念6、今天系統的方法變得越來越重要了全球化趨勢的推動高科技技術、計算機和通信技術的飛速發展為適應顧客需求和市場氣候的快速變化，使信息搜集與處理和決策高速化系統復雜化動態化TOC理論的要求識別新名詞與泡沫云霧的要求交互作用和接口界面設計的要求第20頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三二、系統建模與優化1、建模的目的推動對事物本質的研究和認識可進行量化分析與預測可以利用計算機建模方法物理模型圖解模型數學模型仿真模型第21頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三三、系統設計基礎1、大小系統的含義2、三種系

9、統的基本設計方法歸納設計法推斷設計法創造性求解設計法3、大系統的設計方法模塊化設計法分層設計法全系統設計法第22頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三四、工業工程的系統設計1、人活動的子系統設計產品（貨物與服務）的設計過程的設計制造（生產）系統的設計物流設施規劃工作流程設計工作地設計維護與輔助工作程序設計安全程序設計，等。第23頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三2、管理控制子系統設計全信息系統設計組織設計資源配置與 定位質量保證系統設計運作控制庫存控制MRP/MRP2/ERP、JIT或TOC系統的設計人力資源規劃與控制再造（Reengineering)

10、第24頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三3、公用服務子系統設計目標戰略與規劃、建模、分析和決策市場研究與營銷（marketing)供應保障（Logistics)與供應鏈管理（SCM)客戶關系管理（CRM)企業內外部合作企業業績測試、評價與改進政策法規與溝通的支持數據庫金融與投資監測、分析與決策再造決策，等。第25頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三4、企業測度指標第一類測度指標：產銷量、庫存和運作費用，或生產率、成本和利潤率交貨期（T)、成本（C)和質量（Q)，等。第二類測度指標：質量水平企業競爭力員工索質，等。第26頁，共59頁，2022年，5月20

11、日，3點20分，星期三5、運作規劃與控制產品開發營銷計劃對信息流、物流的規劃與控制CRM供應商選擇、管理與合作采購與庫存控制財務控制外部變化（干擾），等（圖1-14)第27頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三6、公理六（理論機器公理）7、公理七（發明級公理）8、公理八（功能獨立公理） 在系統設 計中應保持功能要求的獨立。9、公理九（信息公理） 有最小信息量的系統設計方案是最優的方案。第28頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三二、設計域、設計矩陣、設計方程與產品開發過程1、設計域 2、設計矩陣 3、設計方程 FR=ADP DP=BPV FR=ABPV 4、

12、產品開發過程第29頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三第三節 發展中的工業工程一、工業工程的公理1、公理一（系統革新公理） 一個人工的或人參與的系統總是可以改進的，除非它已經消亡或不值得再利用了。2、公理二（系統發展公理） 所有的工程系統服從相同的發展規律。3、公理三（需求沖突公理）4、公理四（解決沖突公理）5、公理五（發明途徑公理） 第30頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三三、現代信息基礎1、基本概念信息信息技術（IT)信息處理2、信息量3、有序度第31頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三SIMULATION ONE搜集信息的重要

13、性準備要求：1、每班推選四人作為代表參加競賽2、每班推選一人作為裁判3、課后每人交一份報告第32頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三Simulation 1搜集信息的重要性一、要求每個小組代表一個公司爭奪觀測塔的開發生產權只能用撲克牌建造塔身，生雞蛋代表天文望遠鏡二、試驗過程設計階段（20min)：搜集信息，構思方案制造階段（20min)：制造塔的樣品測試評價（10min)：評出一個優勝小組三、用戶的要求塔高不低于180mm，越高越好塔頂可以穩定地安裝望遠鏡（雞蛋），抗地震安全，造價低第33頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三第二章 工業工程的基本建模技

14、術與工程方法第一節 決策、模式與實用決策方法一、概述1、決策決策 決策就是決定，是一種選擇行為決策的兩個假定：事實的假定，價值的假定2、決策過程3、決策活動二、決策的模式程序化決策模式非程序化決策模式第34頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三第一節 決策、模式與實用決策方法三、決策的類型確定型決策風險型決策不確定型決策沖突（遺憾）型決策Laplace決策競爭型決策四、簡明工程決策方法（自學）第35頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三第一節 決策、模式與實用決策方法五、工程決策的特點應該是：有多個可行的備選方案的，是不能直接觀察出方案的優劣的，是無法簡單地

15、找到結果的。執行置信度最高原則。六、集中決策與群（分散）決策第36頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三第二節 基本建模技術與工程方法一、八種基本統計過程控制模型1、流程圖（Flow Chart )2、檢測表（Check Sheet )3、柏拉圖（Pareto Analysis ）4、因果圖（Cause & Effect )5、直方圖（Histogram )6、散布圖 (Scatter )7、試驗設計（Designed Experimentation )8、控制圖（Control Chart )第37頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三第38頁，共59頁，

16、2022年，5月20日，3點20分，星期三第39頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三第二節 基本建模技術與工程方法二、八種基本分析工具與表達方式1、甘特圖（Grantt Type Chart )2、線/棒圖（LineBar Chart )3、決策表（Decision Making Tables)4、決策樹（Decision Making Tree）5、結構英語（Structure English )6、項目成本報告（Project Cost Report )7、關鍵路徑網絡（Critical Path Network )8、基本圖餅圖與臺階圖第40頁，共59頁，2022年，

17、5月20日，3點20分，星期三第41頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三第42頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三第二節 基本建模技術與工程方法三、流程圖1、流程圖是用框圖表征過程中發生/出現的一系列活動及其相互聯系的方法。2、表達用的元素圖示例一 Motorola 公司標準（1997 ）示例二 IBM 公司標準（1988）3、繪制指南四、因果圖第43頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三第44頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三第45頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三第46頁，共59頁，202

18、2年，5月20日，3點20分，星期三第二節 基本建模技術與工程方法五、柏拉圖1、80/20規則2、應用指南3、實施步驟六、散布（相關）圖七、按SPC進行思考八、實施SPC的10個步驟第47頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三一、目的與要求目的：學習應用前四種SPC模型要求：1、每班選出4名隊員參加競賽，投擲一種式樣的UFO，每班共投16次。2、每班選出1名裁判員，年級公推1名裁判長，由裁判長統一組織競賽。3、總結SIMULATION TWO UFO第48頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三SIMULATION TWO UFO二、步驟1、設計UFO（15m

19、in )2、裁判長統一發令，用統一的紙在20秒內完成UFO制作，超時者記下人數3、順序投擲UFO，記錄結果4、計算DPU，逆向排名5、每人記錄試驗結果6、評比與總結第49頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三第三章 靈捷制造第一節 世界制造業面臨的形勢一、傳統制造遇到的困境傳統產品過剩，傳統制造裝備閑置率高“工業空洞效應”引發世界制造結構大調整高物耗、高能耗、高污染引發生存發展危機中高級人才不足利潤與投資效益下滑More定理的限制第50頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三第一節 世界制造業面臨的形勢二、高技術制造中的泡沫夸大與炒作投機：發大財三、制造管理的

20、不足一窩蜂、制假、無序競爭新名詞形成云霧，使管理無所適從不是系統的管理，不抓瓶頸改進與社會科學結合不密切企業目標與測度不當第51頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三第二節 靈捷制造戰略產生的 背景一、19701980年代美國制造業的衰落MIT的研究結論（1986）W. B. Rouse的研究結論（1991）二、經濟復蘇的對策振興制造業MIT/IMVP計劃：精益生產/改變世界的機器Lehigh Univ./IE系與GM的戰略：靈捷制造第52頁，共59頁，2022年，5月20日，3點20分，星期三第三節 靈捷制造的戰略步驟與核心概念一、戰略步驟2006年前2006年以后二、核心概念以人為中心充分利用信息與信息技術建立競爭合作機制對需求的變化實現快速響應不斷把創新與改進相結合實施“多品種變批量”生產第53頁