IE知识体系及其研究方法课件.ppt

1、IE知识体系及其研究方法提纲:“人本思想”系统思考 创新思维 IE知识体系与研究领域 IE应用的研究方法与工具1、IE思想的基础是“人本思想”IE在日本能够成功应用得益于坚持了人本思想。员工的工作激情对工作结果产生不可估量的影响。激励理论的探讨：期望理论、公平理论、强化理论、波特-劳勒理论 企业文化的重要作用。2、IE也需要系统思考作为一门科学的系统论，人们公认是美籍奥地利人、理论生物学家L.V.贝塔朗菲（L.Von.Bertalanffy）创立的。他在1952年发表“抗体系统论”，提出了系统论的思想。1937年提出了一般系统论原理，奠定了这门科学的理论基础。但是他的论文关于一般系统论，到19

2、45年才公开发表，他的理论到1948年在美国再次讲授“一般系统论”时，才得到学术界的重视。确立这门科学学术地位的是1968年贝塔朗菲发表的专著：一般系统理论基础、发展和应用(GeneralSystemTheory;Foundations,Development,Applications）,该书被公认为是这门学科的代表作。系统一词，来源于古希腊语，是由部分构成整体的意思。今天人们从各种角度上研究系统，对系统下的定义不下几十种。如说“系统是诸元素及其顺常行为的给定集合”，“系统是有组织的和被组织化的全体”，“系统是有联系的物质和过程的集合”，“系统是许多要素保持有机的秩序，向同一目的行动的东西”，

3、等等。一般系统论则试图给一个能描示各种系统共同特征的一般的系统定义，通常把系统定义为：由若干要素以一定结构形式联结构成的具有某种功能的有机整体。在这个定义中包括了系统、要素、结构、功能四个概念，表明了要素与要素、要素与系统、系统与环境三方面的关系。系统论认为，整体性、关联性，等级结构性、动态平衡性、时序性等是所有系统的共同的基本特征。这些，既是系统所具有的基本思想观点，而且它也是系统方法的基本原则，表现了系统论不仅是反映客观规律的科学理论，具有科学方法论的含义，这正是系统论这门科学的特点。，贝塔朗菲对此曾作过说明，英语SystemApproach直译为系统方法，也可译成系统论，因为它既可代表概

4、念、观点、模型，又可表示数学方法。他说，我们故意用Approach这样一个不太严格的词，正好表明这门学科的性质特点。系统论的核心思想是系统的整体观念。贝塔朗菲强调，任何系统都是一个有机的整体，它不是各个部分的机械组合或简单相加，系统的整体工功能是各要素在孤立状态下所没有的新质。他用亚里斯多德的“整体大于部分之和”的名言来说明系统的整体性，反对那种认为要素性能好，整体性能一定好，以局部说明整体的机械论的观点。同时认为，系统中各要素不是孤立地存在着，每个要素在系统中都处于一定的位置上，起着特定的作用。要素之间相互关联，构成了一个不可分割的整体。要素是整体中的要素，如果将要素从系统整体中割离出来，它

5、将失去要素的作用。系统论的基本思想方法，就是把所研究和处理的对象，当作一个系统，分析系统的结构和功能，研究系统、要素、环境三者的相互关系和变动的规律性，并优化系统观点看问题，世界上任何事物都可以看成是一个系统，系统是普遍存在的。系统是多种多样的，可以根据不同的原则和情况来划分系统的类型。按人类干预的情况可划分自然系统、人工系统；按学科领域就可分成自然系统、社会系统和思维系统；按范围划妥则有宏观系统、微观系统；按与环境的关系划分就有开放系统、封闭系统、孤立系统；按状态划分就有平衡系统、非平衡系统、近平衡系统、远平衡系统等等。此个还有大系统、小系统的相对区别。系统论的任务，不仅在于认识系统的特点和

6、规律，更重要地还在于利用这些特点和规律去控制、管理、改造或创造一系统，使它的存在与发展合乎人的目的需要。也就是说，研究系统的目的在于调整系统结构，直辖各要素关系，使系统达到优化目标。系统论的出现，使人类的思维方式发生了深刻地变化。以往研究问题，一般是把事物分解成若干部分，抽象出最简单的因素来，然后再以部分的性质去说明复杂事物。这是笛卡尔奠定理论基础的分析方法。这种方法的着眼点在局部或要素，遵循的是单项因果决定论，虽然这是几百年来在特定范围内行之有效、人们最熟悉的思维方法。但是它不能如实地说明事的的整体性，不能反映事物之间的联系和相互作用，它只适应认识较为简单的事物，而不胜任于对复杂问题的研究。

7、在现代科学的整体化和商度综合化发展的趋势下，在人类面临许多规模巨大、关系复杂、参数众多的复杂问题面前，就显得无能为力了。所以系统论，连同控制论、信息论等其他横断科学一起所提供的新思路和新方法，为人类的思维开拓新路，它们作为现代科学的新潮流，促进着各门科学的发展。系统论反映了现代科学发展的趋势，反映了现代社会化大生产的特点，反映了现代社会生活的复杂性，所以它的理论和方法能够得到广泛地应用。系统观念正渗透到每个领域。当前系统论发展的趋势和方向是朝着统一各种各样的系统理论，建立统一的系统科学体系的目标前进着。有的学者认为，“随着系统运动而产生的各种各样的系统(理)论，而这些系统（理）论的统一业已成为

8、重大的科学问题和哲学问题。”系统理论目前已经显现出几个值得注意的趋势和特点。第一，系统论与控制论、信息论，运筹学、系统工程、电子计算机和现代通讯技术等新兴学科相互渗透、紧密结合的趋势；第二，系统论、控制论、信息论，正朝着“三归一”的方向发展，现已明确系统论是其它两论的基础；第三，耗散结构论、协同学、突变论、模糊系统理论等等新的科学理论，从各方面丰富发展了系统论的内容，有必要概括出一门系统学作为系统科学的基础科学理论；第四，系统科学的哲学和方法论问题日益引起人们的重视。在系统科学的这些发展形势下，国内外许多学者致力于综合各种系统理论的研究，探索建立统一的系统科学体系的途径。值得关注的是，我国学者

9、林福永教授提出和发展了一种新的系统论，称为一般系统结构理论。一般系统结构理论从数学上提出了一个新的一般系统概念体系，特别是揭示系统组成部分之间的关联的新概念，如关系、关系环、系统结构等；在此基础上，抓住了系统环境、系统结构和系统行为以及它们之间的关系及规律这些一切系统都具有的共性问题，从数学上证明了，系统环境、系统结构和系统行为之间存在固有的关系及规律，在给定的系统环境中，系统行为仅由系统基层次上的系统结构决定和支配。这一结论为系统研究提供了精确的理论基础。在这一结论的基础上，一般系统结构理论从理论上揭示了一系列的一般系统原理与规律，解决了一系列的一般系统问题，如系统基层次的存在性及特性问题，

10、是否存在从简单到复杂的自然法则的问题，以及什么是复杂性根源的问题等，从而把系统论发展到了具有精确的理论内容并且能够有效解决实际系统问题的高度。例如：TQC/TQM，TPM，“全员、全过程、全方位”也即系统思考。再例如：我们应把每一台烧结炉看成一个系统我对系统思考的简单理解：点-面-立体.质量管理的系统思考（12234）:质量体系：手册程序文件全数品质保证制度工程文件记录质量保证：资源（人、机、料、法/新品）过程控制服务质量控制：（1）作业准备验证首件末件SPCQRQCQRQE（2）信息处理（3）4M变更管理（4）异常处理及应急管理。基础数据：技术、FM、CP/CPK、日常记录/台帐 产品研发管

11、理的系统思考客户需求识别系统：客户声音客户需求竟拆标杆水平可靠性保证系统：分析仿真实验工程判断快速原型试验PPAP初期流动产品实现系统：人才培养、技术积累、供应链水平、制造保证能力、客户关系管理数据链系统：产品技术要求-工程技术-过程跟踪管理支持系统：流程（开发/变更）、项目管理、并行工程产品特性过程特性可探测水平3、IE的开展基于创新思维3.1思维定式：思维定式：3.1.1从众思想：标新立异3.1.2权威思想：敢于挑战权威（黄培云压制方程）3.1.3本本主义：实践是检验真理的唯一标准3.1.4经验主义：与时俱新3.1.5即定思想：不要事先设定好目标3.2思维创新方法：3.2.1系统思维：属性

12、、横向关联性、纵向拓展性3.2.2发散法：替换、结合、改进、扩大、缩小、修正、拓展、颠倒、重组3.2.3横向思维法：六顶思考帽：直觉、数据、谨慎、建设性、成长性、充分性3.2.4头脑风暴法：集体讨论、奇思秒想、不要急于下结论4、IE知识体系与研究领域工业工程(简称IE，INDUSTRIAL ENGINEERING)：是把企业作为一个由人员、物流、设备和能源所组成的集成系统，综合运用物理、数学和社会科学专门知识、工业工程和管理科学的知识和技能，运用工程分析及设计原理和方法，对这一系统可能取得的成果进行预测、评价、改进。当今，IE已经成为一门战略性学科。工业工程理论与技术体系 设计、改善类工作研究

13、(含时间研究、方法和动作研究)也称基础IE。设施设计与物流系统技术,也可称物流工程。主要是解决生产与管理过程空间组织和物料的过程的控制与改善。人机工程,也称人类工效学,解决人机环境系统的设计与改善。组织设计,企业的组织与管理过程设计与改善。分析与决策类:工程经济,用于企业经济效益分析,投资分 析与决策等。可靠性工程,用于企业质量系统和生产系统 可靠性分析。市场预测,用统计学等方法研究市场需求。人力资源管理,解决人力资源的使用与考核等。控制类:生产计划与控制,用于生产过程的数量计划与过程控制。质量控制,指全过程管理的质量控制技术等。成本控制,指全过程成本在现场生产、管理和供应的控制技术。信息控制

14、,指为实现设计系统运行而进行管理信息系统的控制等。5、IE应用的研究工具与方法5.1作业研究5.1.1动作研究5.1.1.1最易可达性：指-手腕-小臂-5.1.1.2标准化设计：标准动作，训练5.1.1.3工具使用与合理设计：如钩子，产品盒倾斜，锉刀手柄形状5.1.1.4双手作业：5.1.1.5作业疲劳：5.1.1.6影象分析：5.1.2时间研究5.1.2.1时间研究5.1.2.1减少浪费（等待、多余、过渡.）5.1.2.2定置管理5.1.2.3快速换模5.1.2.4作业分解典型案例:自动成型(有效作业时间是装料压制脱出)5、IE应用的研究工具与方法5.2人因工程（人机工效学）5.2.1人因：

15、生理与心理：让进/限进，可达性，可调整性，适体，工作姿态5.2.2机器：工具，程序化，负荷率，5.2.3人机效率：人:工作时间/总*100%机等待:1-*%典型(1)摇臂加工中心(人/机 (2)自动成型(人/机)(3)烧结等(人)H1H2H5、IE应用的研究工具与方法5.3物流工程5.3.1工厂设施布局:按关联度5.3.2生产线设施布局:固定原则(造船)工艺对象原则 成组技术原则 产品对象原则5.3.3指派问题(主要思想是不同的人/机去完成同样的工作或放置在同一位置获得的效果/效率是不一样的，优化的目的使效率最大化。匈牙利解法，也叫效率矩阵)5.3.4工位器具的合理设计(钉书机原理)5.3.5

16、储运优化(先进先出，最短路线-在运筹学中统一叫“运输问题”)优化方式:1、计算 UijVijDij2、交换3、禁用孤岛型，避免直线型，使用U型组合5、IE应用的研究工具与方法5.4工作组织5.4.1作业能力与作业疲劳 作业对氧的消耗 能量代谢 劳动强度等级 人体调节与适应 作业休息制度 作业能力的影响因素：生理/环境/工作条件/情绪5.4.2作业场所（5S等）5.4.3职位激励：技能多样性+任务完整性+职位意义+职位 自主性+职位反馈5.4.4组织结构：5.4.5组织文化：价值观与制度导向5.4.6团队管理（见后）测量团队成熟与否的标准5、IE应用的研究工具与方法5.5工程经济分析5.5.1原

17、则整体性原则经济性原则 坚持宏观经济效益与微观经济效益相结合，定量分析与定性分析相结合，静态分析与动态分析相结合。可比性原则 （1）满足需要的可比；（2）消耗费用的可比；（3）价格的可比；（4）时间的可比5.5.2工程经济分析特点第一 确定目标，明确任务第二 针对目标，建立一切可行方案第三 粗选方案第四 根据目标要求，建立指标体系确立评价标准，第五 计算求解第六 进行综合评价5.5.3项目经济效果评价指标：净现值 价值型指标：净年值 费用现值和费用年值 投资收益率 项目经济评价指标 效率型指标 内部收益率 净现值指数 静、动态投资回收期 时间性指标 贷款偿还期5.5.4项目决策准则净年值（NA

18、V）的判别准则：NAV0时，项目在经济上可行；NAVTb，则项目应予以拒绝。一个项目的贷款偿还期不应超过贷方限定的偿还期限。5.5.5可研报告主要内容项目概述申报单位的基本情况意义和必要性可行性分析主要开发内容与指标投资预算、资金筹措、来源效益/效果分析进度安排组织管理与保证措施上报5、IE应用的研究工具与方法5.6质量管理QFDFMEA控制图（1）P图：不合格率（2）NP图：不合格数（3）C图：不合格项数（4）U图：不合格品数research.for prepared be tohas groups sampling 35 of minimumA data.samplingby estima

19、ted be tohas andunknown is P/)1(33/)1(33GenerallynPPPPLCLPCLnPPPPUCL239.Page:Exampleinspected.parts ofnmuber by divided rejects ofnumber total through estimated is Pgroups.ofnmuber by divided rejects ofnumber otal through testimated be should)1(33)1(33npPnPnPnPLCLnPCLPnPnPnPUCLinspected.product unit

20、 133estimated.be tohas andunknown is 331ofnumbermcmcccLCLcCLccUCLLCLCLUCLmii顾客要求House of Quality质量特性质量目标顾客评价技术评价技术竞争力目标参数FMEA-过程1.待分析目标的描述待分析目标的描述 分析中应包括和不应包括的内容?目标和环境的关系是什么?2.目标功能的描述目标功能的描述 技术功能，界面功能?3.潜在失效的标明潜在失效的标明 潜在失效 潜在失效的后果 潜在失效的原因 目前实施的手段4.失效的评估失效的评估 严重度 出现频率 易探测性5.解决方案解决方案 找出弱点 定义解决方案 责任人和日

21、程6.更新更新 已实施的步骤 残余风险的评估 现场FMEAXLCLCLUCL3315、IE应用的研究工具与方法5.7市场预测与营销管理5.7.1市场预测：平稳序列预测方法（1）移动平均法：有滞后现象 （2）指数平滑法：基于趋势的预测分析（1）回归分析 （2）二重指数预测方法季节性序列预测方法5.7.2营销路线 客户需求 公司资源 竞争者现状SWOT细分目标位置差异产品价格促销渠道目标市场5.7.3客户关系管理顶端客户高端客户中端客户低端客户不活跃客户潜在客户观望客户一般人1%4%15%80%客户金字塔的十大经验 公司收入的80%来源于20%客户 20%客户的利润超过公司实际利润的100%90%

22、以上的收入来自于现有客户 大部分营销预算经常被用在非赢利客户上 5%-30%的客户在金字塔中有升级潜力 客户满意度是客户升级的根本保证 勉强满意的客户经常会转向公司的竞争对手 营销传播和销售的目的是影响客户的行为 公司内其他部门和人员也同样会影响客户的行为 客户金字塔中2%的客户升级意味着销售收入增长10%，利润增长50%。5.7.4产品生命周期管理导入成长稳定衰退5、IE应用的研究工具与方法5.8产品开发（6）5.8.1改进模型DAMIC（1）定义-测量-分析-改进-控制（2）一般认为在原设计上的改进很难突破5墙5.8.2设计模型IDDOV：识别-定义-开发-优化 -验证开发阶段开发流程主要

23、工具主要输出识别定义开发优化验证确定项目识别顾客需求识别竞争需求项目论证定义技术需求定义设计概念模拟分析评审工艺参数设计工艺参数对技术特性的影响制定制造计划减低技术特性对过程参数的敏感性可靠性强化成本优化原型仿真分析试验评估流程分析风险分析田口方法有限元台架可行性报告设计方案标准报告5、IE应用的研究工具与方法5.9项目管理5.9.1过程项目启动项目计划项目执行项目控制项目收尾5.9.2六要素 进度 质量 成本 范围 组织 客户满意度5.9.3九大知识领域5、IE应用的研究工具与方法5.10生产管理与控制5.10.1系统性:过程资源控制流程5.10.2计划管理:(1)要考虑:均衡性瓶颈问题提前

24、期与计划期需求管理(不是所有需求都要满足)(2)原则:最少项目原则关键项目原则适当裕量原则适当稳定原则(3)基本过程:毛需求-订货批量与策略-安全库存-期初库存-可供量计算-粗计划-评估-下达(4)MRP5.10.3生产调度一般原则:加工点顺序排产方法 最短加工时间顺序原则 最早交付期原则 临界比率管理原则(加工时间/(交货 期-当前时间)一般评价指标:滞留时间 平均延迟 延迟总数5.10.4库存管理（）库存为什么需要规模效益应对不确定因素投机在途平稳生产物流各环节成本节约（）相关成本问题：持货成本，订货成本，惩罚成本（）ABC 分析分析:由于由于A类产品占年销售收入的绝大部分，因此应当特别关

25、注。应连续观察类产品占年销售收入的绝大部分，因此应当特别关注。应连续观察A类产品的库类产品的库存情况。应使用更为精细的预测方法。应当仔细地估计运作策略所需的成本参数。存情况。应使用更为精细的预测方法。应当仔细地估计运作策略所需的成本参数。对对B类产品，可以采用周期性观察，应当采用分组订货方式，而不是单独订货。可以类产品，可以采用周期性观察，应当采用分组订货方式，而不是单独订货。可以不使用非常精细的预测方法。不使用非常精细的预测方法。对对C类产品应当最小程度地控制。对于需求适中的低价产品，应当采用大批量订货，类产品应当最小程度地控制。对于需求适中的低价产品，应当采用大批量订货，以减少订货频率。以

26、减少订货频率。对于昂贵的对于昂贵的C类产品，最好不持有任何库存。当需要的时候再订货类产品，最好不持有任何库存。当需要的时候再订货就行了。就行了。（）防止“牛鞭效应”5.10.5零件在加工过程中的移动方式5.10.6JIT 准时制生产（Just-in-time production）准时制意味着要在所需要的时间、按所需要的量、生产所需要的产品。基本目的 准时制生产:每一道工序的人员在需要的时间按所需要的量到上一道工序领取所需要的物料（零部件）。这样上一道工序所要做的就是生产相等数量的零部件，来补充所减少的物料数量 看板（Kanban）系统 看板系统是一个信息系统，它能够有效地控制每一道工序生产的

27、产品数量 两类看板：取货看板 生产指示看板5.10.7最优生产技术(OPT)九大原则原则1 平衡物流，而不是平衡生产能力原则2 非瓶颈资源的利用程度不是由它们自己的潜力决定，而是由系统的约束决定原则3 非瓶颈资源的“利用”（Utilization）和“活力”（Activation）不是同义词原则4 瓶颈上一个小时的损失则是整个系统的一个小时的损失原则5 非瓶颈获得的一个小时是毫无意义的原则6 瓶颈控制了库存和产销率原则7 转运批量可以不等于（一般应该不等于）加工批量原则8 加工批量应是可变的，而不是固定原则9 排作业计划时应同时兼顾所有的约束，提前期是作业计划的结果，而不应是预定值备货生产方式

28、的生产管理模型图市场和技术信息动向产品计划原材料计划收集和分析制造技术信息工艺计划需求预测长期生产能力计划销售计划大日程计划详细销售计划中日程计划收集进度信息和车间信息小日程计划收集进度信息和车间信息作业指示和控制订货生产方式的生产管理模型图需求预测产品设计个别物料计划工艺计划大日程计划中日程计划收集进度信息和车间信息小日程计划收集进度信息和车间信息作业指示和控制长期生产能力计划接受订货针对各个订货的计划5、IE应用的研究工具与方法5.11效率诊断与改善5、IE应用的研究工具与方法5.12决策分析与风险管理确定型决策：含义:存在一个明确的决策目标只存在一个确定的自然状态，或者虽然存在多个可能发

29、生的自然状态，但通过调查分析，最后可确定只有一个状态会发生存在两个或两个以上的行动方案每个行动方案在确定的自然状态下的益损值为已知（或者可以求出来）。确定型单目标决策问题线性规划问题 非线性规划问题 动态规划问题共同特点：有一个明确的目标 参数和约束是确定的 存在无穷多种行动方案风险型决策：含义:存在一个决策目标存在两个或两个以上的自然状态决策者通过计算、预测或分析估计等方法，可以确定各种自然状态未来出现的概率每个行动方案在不同的自然状态下的益损值可以计算出来风险型决策一般采用最优期望益损值作为决策准则。案例案例5、IE应用的研究工具与方法5.13职业安全物理化学生物应力工效学如:噪音振动身体

30、损伤人身伤害5、IE应用的研究工具与方法5.14管理信息系统 典型:MRP,MRP,ERP PDM5、IE应用的研究工具与方法5.15战略管理密集增长J市场渗透J市场开发J产品开发一体化增长J后向一体化J前向一体化J水平一体化多元化增长J同心多角化J水平多角化J集团多角化密集增长现有产品新产品现有市场新市场市场渗透产品开发市场开发（多角化）市场渗透 通过更大的营销努力，提高现有产品或服务在现有市场上的市场份额。做法包括：增加销售人员、增加广告开支、采取广泛的促销手段或加强公关宣传努力。市场渗透的适用范围 企业特定产品与服务在当前市场中还未达到饱和。现有用户对产品的使用率还可显著提高。在整个产业

31、的销售额增长时，主要竞争者的市场份额在下降。在历史上销售额与营销费用曾高度相关。规模的提高可带来很大的竞争优势。市场开发 将现有产品或服务打入新的地区市场。做法包括：收购、开设新店等进行扩张。产品开发 通过改进和改变产品或服务而增加产品销售。做法包括：规格、品种、花色、全新产品等。一体化增长A公司（制造商）B公司（同种类型制造商）原材料供应商批发商零售商后向一体化前向一体化水平一体化前向一体化 获得分销商或零售商的所有权或加强对他们的控制。例如，通用汽车公司正在收购其10的经销商。安利公司1999年推出了名位QUIXTAR的新的网上分部，以销售本公司及其他公司的产品。后向一体化 获得供应商的所

32、有权或增强对其的控制。Motel8公司收购家具制造厂。水平一体化 获得与本企业竞争公司的所有权或加强对其的控制。电子商务的爆炸式增长促使全球电信公司狂热的进行兼并，以便通过水平一体化获得竞争优势。多元化增长 同心多角化：技术上有很强的关联性 水平多角化：市场上有很强的关联性 集团多角化：毫无关联的产品、市场全部进入同心多元化适用范围 企业参与竞争的产业属于零增长或慢增长的产业。增加新的但却相关的产品将会显著的促进现有产品的销售。企业能够以有高度竞争力的价格提供新的、相关的产品。新的、但相关的产品所具有的季节性销售波动正好可以弥补企业现有生产周期的波动。企业现有产品正处于产品生命周期中的衰退阶段。企业拥有强有力的管理队伍。水平多元化适用范围 通过增加新的、不相关的产品，企业从现有产品和服务中得到的盈利可显著增加。企业参与竞争的产业属高度竞争或停止增长的产业，其标志是低产业盈利和低投资回报。企业可利用现有销售渠道向现有用户营销新产品。新产品的销售波动周期与企业现有产品的波动周期可互补。