1、工業工程理論與方法第1頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三 引子一個人的傳奇故事泰勒（Frederick W. Taylor）科學管理之父、工業工程的先驅第2頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三引子: 一個人的傳奇故事考入世界最著名的大學，卻無緣完成學業。從普通工人、技工、工長，總技師一直做到總工程師的成長經歷。系統地進行了工場作業和衡量方法研究，創立了“時間研究”(Time study)，改進操作方法，科學地指定勞動定額，采用標準化，從而大大地提高了工作效率，降低了成本 。著名的“鐵鍬實驗”;提出了一系列科學管理原理與方法，主要著作：計件工資（18

2、95）、工場管理（1903）以及科學管理（1911）。第3頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三引子: 一個人的傳奇故事（續） 泰勒制的基本特征是”三定”：定標準作業方法，定標準工作時間，定每日的工作量，形成了高工資與低生產成本的管理 。第4頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三引子：一個人的傳奇故事（續）第5頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三引子：福特汽車第6頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三引子：福特汽車 (續）作坊式生產流水線式生產第7頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三引子：豐

3、田汽車 豐田精益生產的核心理念：Just in Time第8頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三Dr James P. Womack Visited IE&M Dept. of SJTU第9頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三引子: “名人名言”第10頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三內 容第11頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三什么是工業工程？物料設備能源信息人集成系統設計改善實施自然科學（如數學，物理）社會科學（如心理學）工程分析和設計效率效益質量服務 任務對象知識與工具目標IE是追求卓越方法：以正

4、確的方法把事情做好！第12頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三IE解讀第13頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三IE解讀第14頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三工業工程的思想精髓第15頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三工業工程的思想精髓第16頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三工業工程的思想精髓第17頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三工業工程的思想精髓第18頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三工業工程的思想精髓第19頁，共85頁，202

5、2年，5月20日，19點29分，星期三內 容第20頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三IE的起源與發展歷程第21頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三IE的起源與發展歷程第22頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三IE的起源與發展歷程第23頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三IE的起源與發展歷程第24頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三IE的起源與發展歷程第25頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三IE的起源與發展歷程第26頁，共85頁，2022年，5月20日，19點2

6、9分，星期三IE的起源與發展歷程第27頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三IE的起源與發展歷程第28頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三Theodore Roosevelt (1858-1919)美國第26屆總統(1901-1909 )IE的歷史貢獻之一：美國全國效率的覺醒我們看到森林在消失、水力資源在浪費、土壤流失到大海，以及煤與鐵的耗盡。但是，由于草率行事、錯誤指揮和低效率導致的人力資源的浪費每天都在發生,Roose-velt總統稱其為“整個國家都缺少的效率”,這種浪費不易被查覺、沒有引起重視”Roosevelt總統實現美國“效率的覺醒”；泰勒的

7、科學管理啟動了美國整個國家的“效率”運動。 第29頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三IE的歷史貢獻之二：若干事實在美國得到高度的重視并得到泛應用美國制造業發達歷就是工業工程發展的歷史；現代制造系統與先進制造系統無不與IE關聯；美國企業都設立工業工程部門、設立工業工程崗位，工業工程最繁忙美國具有一只龐大的工業工程師隊伍第30頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三IE的歷史貢獻之三 全方位滲透金融證券：Financial & Stock醫療衛生：Health care system 體育競賽： 1996 Atlanta Olympics 交通運輸：Tra

8、nsportation 行政管理： Government Administration 其他服務 Services信息系統決策支持系統電子政務工作流優化門診的流程圖記錄急救中心的配置人員的工作調度工作研究金融證券分析投資理財評估稅率優化后勤保障系統賽場運輸問題交通網絡的設計顧客需求與運輸計劃車輛調度電子商務物流服務顧客滿意度的優化服務成本與質量第31頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三IE的歷史貢獻 之四 豐田生產方式將IE和管理實踐緊密聯系強調現場的管理優化70從美國引進IE創新的先進管理思想第32頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三IE的歷史貢獻

9、之五：臺灣的工業工程第33頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三IE的歷史貢獻之五：臺灣的工業工程第34頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三工業工程的基本職能系統規劃功能系統設計與實施功能 系統評價功能 系統創新功能 系統規劃功能宏觀系統規劃：產業政策、產業結構、產業技術政策、技術發展規劃、工業教育及培訓規劃等；微觀系統規劃：企業產品開發、業務開發、企業經營戰略、技術更新與改造、安全環境規劃、質量成本規劃、產品標準及系列規劃、職工教育及人力資源開發規劃等 ；IE 體系：四大基本功能第35頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三系統設計

10、與實施功能系統設計與實施（制造系統、質量保證系統、組織結構系統、信息管理系統、物流系統）；工作研究與實施，包括生產流程設計、生產技術選擇、作業程序方法設計、作業時間及動作標準制定、作業環境設計、人力資源開發與設計等；生產過程控制，包括制造資源計劃、質量控制與系統可靠性、生產計劃與控制，過程成本控制； IE 體系：四大基本功能工業工程的基本職能系統規劃功能系統設計與實施功能 系統評價功能 系統創新功能 第36頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三系統評價功能主要借助各種分析工具對系統的效益或成果進行評價分析，以達到最優的結果。包括技術經濟發展預測預測評價、投資分析、產品設計評

11、價、工程經濟分析與評價、各種規劃設計方案的評價、現存各子系統的評價、質量與可靠性評價、職工業績評價等。 IE 體系：四大基本功能工業工程的基本職能系統規劃功能系統設計與實施功能 系統評價功能 系統創新功能 第37頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三系統創新功能通過對系統的分析評價、完善改造以達到促進系統不斷創新的目標。包括產品改進、工藝改進、設施改進、系統組織改進、工作方式改進、技術創新的激勵與組織 。IE 體系：四大基本功能工業工程的基本職能系統規劃功能系統設計與實施功能 系統評價功能 系統創新功能 第38頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三Ind

12、ustrial Engineering美國G.薩爾文主編的對美667家公司應用IE技術實際情況調查統計, IE常用方法與技術分為以下32種:方法研究作業測定獎勵工資制度工廠布置表格設計物料搬運信息系統開發成本與利潤作業測定物料搬運設備選用組織研究職務評估辦公設備選擇管理的發展系統分析庫存管理與控制計算機編程項目網絡技術計劃網絡技術辦公室工作測評動作研究的經濟效果目標管理價值分析資源分配網絡技術工效學成組技術事故與可靠性操作分析模擬技術影片攝制線性規劃排隊論投資風險分析IE常用的方法第39頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三工業工程方法：統籌兼顧（建模與優化）工業工程的特點

13、是強調“系統觀念” ，重視研究對象的“統籌規劃、整體優化和綜合原理”。 對研究對象的活動運用系統科學的方法，進行建模。 運用運籌學（數學方法、統計方法、模擬方法）的方法對模型加以研究，以便最大限度地發揮有限資源的效益，達到總體最優的目標。第40頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三工業工程方法：建模與優化工業系統日益復雜。為要更精確、更科學地進行研究，人們將物理學中所用的研究方法引入生產研究中。物理學的研究方法： 將物理學的研究方法轉化為系統科學的研究方法： 實 驗觀 察假 設驗 證實 驗構造模型操 縱解 釋第41頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三工

14、業工程方法：建模與優化模型是客觀真實世界的復映(Replica)或抽象(Abstraction)，包括：物理模型、圖形模型、數學模型。數學模型，屬于高度抽象的模型，也是定量表達模型。數學模型過去是為物理學服務，如今則也可為管理科學所用。由于數學模型能精確表達問題的現狀，所以便成為一種有用的研究工具。第42頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三工業工程方法：建模與優化模型算法真實世界復雜問題數據科學化決策效率 成本 服務水平優化決策過程第43頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三最優化路徑問題：一家坐落在 Berne 的公司經常要把它的產品運送到 Mila

15、n，如何為它的卡車司機設計駕駛路線。一些例子工業工程方法：建模與優化第44頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三工業工程方法：建模與優化Fig.6-2 Pear Disk Drive Transportation Problem807847554512095250420380280運輸問題第45頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三用線型規劃求解Let m (=3) be the number of sources and n (=4) be the number of sinks;xij=the flow from the source i to si

16、nk j for 1 im and 1jn;cij =the cost of shipping one unit from source i to sink j;Subject toResults:x12=45, x21=42, x22=78, x31=38,x33=47, and x34=10;The cost is $297,000.工業工程方法：建模與優化第46頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三工業工程方法：建模與優化Traveling Salesman Problem DescriptionA salesman starts at his home base,

17、labeled City 1. He must make stops at n-1 other cities, visit each city exactly once. The problem is to optimize sequence in which to visit all the cities to minimize the total distance traveled. The complexity in finding the solution:If the number is small, it is possible to enumerate all the possi

18、ble tours, and select the shortest one;For n cities, there n! different sequences;If we could evaluate 1 trillion sequences per second on a supercomputer, then a 25-city problem, nearly 500,000 years are required to evaluate all the sequences;Mathematically NP hard-no polynomial, meaning that the ti

19、me required to solve such problems is an exponential function of the number of cities rather than a polynomial function.第47頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三工業工程方法：建模與優化項目管理：某公司研制新產品項目的最短完成時間是多少？每一階段什么時候開始進行？活動代號活動名稱（或內容）周期直接前序a產品設計與工藝設計60-b外購配套零件15ac外購生產原料13ad自制主件38ce主配件可靠性試驗8b, d12453abced601513388一些簡單

20、的例子第48頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三工業工程方法：建模與優化一些例子第49頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三工業工程方法：建模與優化第50頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三工業工程方法：注意細節（預定時間法）PTS的發展：1934年，美國無線電公司的J.H.Quick創立了工作因素法（Work Factor System)，簡稱WF法；1948年，美國西屋電氣公司H. B. Maynad、G. J. Stegemerth、J.L.Schwab公開了方法時間衡量（Methods Time Measurement)簡

21、稱MTM；1966年，澳大利亞的G. C. Heyde博士創建了模特排時法(Modular Arrangement of Predetermined Time Standard）簡稱MOD法。預定時間系統(Predetermined Time System)簡稱PTS法利用預先為各種動作制定的時間標準來確定各種操作所需要的時間，而不是通過直接觀察和測定。第51頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三工業工程方法：預定時間法預定時間法的特點在作業測定中，不需要對操作者的速度、努力程度等進行評價，就能預定客觀地確定作業的標準時間；可以詳細記述操作方法，并得到各項基本動作時間值，從

22、而對操作進行合理的改進；可以不使用秒表，在工作前就決定標準時間，并制定操作規程； 當作業方法變更時，必須修訂作業的標準時間，但所依據的預定動作時間標準不變； 用PTS法平整流水線是最佳方法。第52頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三工業工程方法：預定時間法第53頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三第54頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三工廠常見的操作動作上肢動作移動動作移動動作M1手指動作 注1、2：需要注意的動作；獨：只有在其他動作停止的情況下獨立進行的動作；往：往復動作。即往返一次回到原來的狀態。M2手腕動作M3小臂動作M

23、4大臂動作M5伸直的動作反復多次反射動作指、腕、小大臂作時間依次減：為M1/2, M1, M2, M3；終結動作觸摸動作、抓握動作G0碰、接觸G1簡單地抓取G3復雜地抓取（注1)放置動作P0簡單地放置P2較復雜地放置（注2)P5組裝（注3)其他動作下肢動作F3足踏板動作W5走步動作附加因素L1重量因素其他動作E2（獨）目視R2（獨）校正D3（獨）單純地判斷反應A4（獨）按下C4旋轉動作B17（往）彎體動作S30（往）起身動作模特法動作分類及其時間工業工程方法：預定時間法第55頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三工業工程方法：預定時間法第56頁，共85頁，2022年，5月2

24、0日，19點29分，星期三工業工程方法：持續改進（工作研究）第57頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三 對系統（工廠、醫院、學校、商店等）進行具體的規劃設計，包括選址、平面布置、物流分析、物料搬運方法與設備選擇等，使個生產要素和各子系統（設計、生產制造、供應、后勤保障、銷售等部門）按照IE 要求得到合理的配置，組成有效地集成系統。涉及SE、OR、 工作研究、成組技術、管理信息系統、工效學、工程經濟學、計算機模擬等知識。工業工程方法：系統設計（設施規劃與設計）第58頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三工業工程方法：系統設計（設施規劃與設計）Factor

25、yFLOW & FactoryPLANFactoryCADOverviewFactoryBROWSERProcess FlowCharterFactoryVIEWClick On An Oval !E-Factory工廠設計優化系統第59頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三工業工程方法：設施規劃與設計JAC瑞風底盤裝配線物流系統計算機三維仿真研究第60頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三JAC瑞風底盤裝配線物流系統計算機三維仿真研究底盤裝配線工位作業時間描述底盤裝配線的物流圖 底盤裝配線的物料控制、調度圖表(配送時間/次)工業工程方法：設施規劃與設計

26、第61頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三工業工程方法：以人為本（人因工程）第62頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三工業工程方法：以人為本（人因工程）Jack人因工廠分析系統第63頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三工業工程方法：質量第一（質量管理與可靠性技術）第64頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三工業工程方法-DEDS建模仿真離散事件系統DEDS的概念第65頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三DEDS的用途工業工程方法-DEDS建模仿真第66頁，共85頁，2022年，5月20日

27、，19點29分，星期三工業工程方法-DEDS建模仿真ProModel;AuoMod Witness;Arena；數字化工廠(eMPowerTM)；CPN/Design;OpEMCSS (work with Extend) ;DEDS的平臺第67頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三工業工程方法-DEDS建模仿真ProModel演示1:簡單的制造系統成本分析收料區數控車床1數控車床2去油檢測產品堆放區給定條件：機器運行成本；工人成本；問題：為了總成本最低，幾個人？第68頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三工業工程方法-DEDS建模仿真ProModel演示

28、2: 定單處理系統優化參數：裝箱叉車的數量；配貨叉車數量；接單員數量；裝箱工數量；貨場巡視員數量；分析：資源和人的利用率；出貨能力；定單處理平均與最大時間；第69頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三工業工程方法：其它約束理論：抓主要矛盾系統觀與全局觀集成觀：1+12多學科交叉。第70頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三工業工程發展與應用先進制造業半導體芯片制造納米制造重大裝備(飛機、船舶)制造非制造業物流物聯網金融服務型制造娛樂業醫院及健康醫療政府管理咨詢業第71頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三工業工程若干前沿研究半導體芯片

29、制造大規模復雜系統優化調度控制服務型制造運作管理復雜醫療過程優化調度基于物聯網的運作管理服務運作管理行為運籌學協同物流低碳生產系統應急物流。第72頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三IE畢業去向2006級畢業生去向，共53人出國深造：15人，占28；讀研：10人，占18.9%大型骨干生產企業（含跨國公司）：15人，占28.3%; 現代服務行業（咨詢公司、金融行業、現代服務業等）：10人，占18.9%。其他：名留學生畢業回國；人尚未畢業。第73頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三IE畢業生出國留學情況劉丹丹5060209006出國巴黎高科ecole d

30、es ponts paristech秦珠婷5060209039出國U of Michigan Ann Arbor崔宇驕5060209074出國USC王述愷5060209088出國Johns Hopkins University于湉5060209112出國University of British Columbia/Sauder School of Business 宋雨5060209147出國USC或者UW-madison鄔顯彬5060209159出國羅格斯大學 RUTGERS謝夢得5060209194出國佐治亞理工學院許多5060209303出國Bristol/KCL/Manchester戴

31、時超5060209333出國UT Austin 韓文浩5060209357出國Lehigh University莊靜5061509149出國新加坡南洋理工翁仁榮5061719026出國新加坡國立徐言華5062029026出國新加坡國立潘堅5068047011出國美國南加州大學第74頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三IE畢業生讀研情況姓名學號畢業去向學校/公司汪苗鋒5060209058直研上海交通大學沈冰5060209078外推清華大學深圳物流院張夢霞5060209114外推清華大學深圳物流院喬學斌5060209134外推同濟大學龔夏冰5060209191外推同濟大學肯特

32、5060209258直博上海交通大學李林5060209350直研上海交通大學孫娜5061509070外推清華大學章欣已5061509177讀研上海交通大學桂小婭5062029015直研上海交通大學第75頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三IE畢業生在制造業就業情況姓名畢業去向學校/公司莊才華工作上海通用汽車楊智強工作上海煙草（集團）公司 江澤榮工作米其林孔令興工作南車集團桂沁一工作P&G (寶潔）黃俊淦工作埃克森美孚化工商務有限公司 繆毅成工作上海通用汽車張家瑩工作西門子上海分公司 花慧明工作蘭亭集勢（Lightinthebox）蔣荻克工作福伊特造紙（中國）有限公司遲慧工

33、作特變電工沈陽變壓器集團有限公司張宏才工作寶菱重工機械有限公司蔡靜馨工作歐萊雅（中國）李承遠工作上海三菱電梯有限公司楊趙俠工作上海煙草集團第76頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三IE畢業生在服務業就業情況姓名學號畢業去向學校/公司潘斌5060209086工作中國銀行上海市分行王浩5060209107工作東方航空公司下屬工程技術公司沈澄5060209162工作浦發銀行南京分行沈睫5060209182工作中國農業銀行有限公司上海分行 孫旭翀5060209193工作中國建設銀行上海市分行-浦東新區分行張劼卿5060209231工作農工商超市（集團）有限公司徐亦旸5060209302工作中國建設銀行上海市分行蔡蕾5060209325上海青年干部學院劉軼菁5060209327工作伊頓（中國）投資有限公司楊趙俠5060209338工作上海煙草集團第77頁，共85頁，2022年，5月20日，19點29分，星期三Industrial Engineering and Management, SJTUINYO