
基于智能制造的理念,本书在介绍工业工程发展与应用的基础上,以制造企业应用为导向,系统地介绍了工效学、工作研究、设施规划与物流分析、质量管理、生产计划与控制、物流与供应链管理等工业工程主要技术的原理、方法和应用,并且在相关章节介绍了典型应用案例。在内容上本书力求全面涵盖经典工业工程与现代工业工程的核心知识、理论和方法;在结构上力求在考虑知识的衔接性与层次性的基础上来安排内容体系;在编写上力求将核心理论知识贯穿于应用案例,让学生更容易地理解、掌握、树立工业工程的思维和意识。本书可作为高等院校工业工程等工业工程类专业、管理科学等管理科学与工程类专业,机械制造工程等制造工程类专业本科及工程管理硕士教材,也可供广大工程技术人员和管理人员学习或培训使用。
近年来,在我国企业界,工业工程技术的应用日益广泛,领域不断扩大。同时,在许多高等院校内,工业工程学科的发展非常迅速,专业不断增设。20世纪初产生于美国的工业工程是一门对人、物料、设备、信息、能源等要素进行集成规划、设计、完善、控制和创新的工程学科,它应用自然科学、数学和社会科学方面的知识。特别是工程技术的理论与方法,为生产制造、管理和服务系统实现低成本、高效率和高效益的管理目标提供了有力的技术支持。工业工程既具有鲜明的工程属性,又具有显著的管理特征,是一门工程技术与组织管理等有机结合的交叉学科,其理论和方法对西方发达国家的工业化和中国、日本、新加坡等亚太国家的经济腾飞起着非常重要的作用。我国大陆从20世纪80年代开始正式应用工业工程,经过40多年的发展,工业工程的应用领域已由最初的传统制造业扩展到服务业、金融业、运输业等多个行业。工业工程的应用内容也由传统的工作研究、设施规划与物流分析延伸到与信息技术、业务流程再造等紧密结合的现代制造系统等领域。该学科在国内外具有很好的发展趋势和较快的发展速度。 工业工程导论是一门工业工程专业的基础课程,主要使学生了解与认识工业工程的基本内容及特点,从而为后续专业课程的学习与实践打下良好而又坚实的基础。基于智能制造的理念,本书在介绍工业工程发展与应用的基础上,重点对工业工程的核心技术方法进行了介绍。本书的特色在于重视经典工业工程方法与现代技术的融合。在内容上,力求全面涵盖经典工业工程与现代工业工程的核心知识、理论和方法;在结构上,主要基于知识的衔接性与层次性来安排内容体系;在编写上,力求将核心理论知识贯穿于应用案例,让学生更容易理解、掌握相关理论与方法,形成工业工程的思维和意识。第1章主要介绍工业工程的概念、发展、研究内容等;第2~7章主要介绍经典工业工程与现代工业工程的核心内容,包括工效学、工作研究、设施规划与物流分析、质量管理、生产计划与控制、智慧物流与智慧供应链管理。 本书获得了2019年度上海理工大学一流本科系列教材“工业工程导论”、2019年度上海理工大学优质在线课程建设项目“制造工程”、2019年度上海市教委本科重点课程“工业工程导论”、2019年度第六批上海市属高校应用型本科试点专业建设项目“工业工程”、2020年度上海市“课程思政”领航团队、2020年度上海理工大学一流本科课程“生产与运作管理”、2020年度上海理工大学“课程思政”示范专业(工业工程)、2021年度上海理工大学“课程思政”示范课程“生产与运作管理”、2021年度上海市教委本科重点课程“设施规划与设计”、2021年度上海市级一流本科专业建设点(工业工程)、2021年度上海高等学校一流本科课程“工业工程导论”、2022年度上海理工大学本科教学研究与改革项目“新文科背景下工业工程专业创新型人才培养改革与实践”、教育部人文社会科学研究规划基金项目“医院医疗设备健康维护管理与病人诊疗调度联合优化方法研究”(项目编号:20YJAZH068)、上海“科技创新行动计划”宝山转型发展科技专项项目“冷轧汽车外板生产线关键设备健康预诊与智能运维系统研发及示范应用”(项目编号:21SQBS01404)、上海市自然科学基金项目“部分可观测信息条件下先进制造系统健康预测及维护建模研究”(项目编号:19ZR1435600)等项目的资助,在此表示由衷的感谢。 本书由刘勤明担任主编,孙军华、叶春明担任副主编,汤乐成、陈嘉倩、徐颖、张宁、成卉、陈扬、陈水侠、顾天下对全书进行了图文校对。电子工业出版社对本书的出版发行给予了大力的支持,在此表示衷心感谢。 鉴于工业工程专业在我国建立与发展的时间还不长,加上编者水平有限,书中纰漏在所难免,敬请广大读者批评指正。 编 者 2022年7月
第1章 工业工程概述 1 1.1 工业工程介绍 1 1.2 工业工程的发展历史、现状与趋势 2 1.2.1 工业工程的发展历史 2 1.2.2 工业工程在国内外的应用现状 13 1.2.3 工业工程的未来发展趋势 15 1.3 工业工程的定义及研究内容 19 1.3.1 工业工程的定义 19 1.3.2 工业工程的内容体系 21 思考题 26 第2章 工效学 27 2.1 工效学的发展历史、定义与研究内容 35 2.1.1 工效学的发展历史 35 2.1.2 工效学的定义 38 2.1.3 工效学的研究内容 39 2.2 人的生理学 40 2.2.1 人体测量 40 2.2.2 人的感觉 41 2.3 人的心理学 45 2.3.1 人的心理活动过程 45 2.3.2 情绪ABC理论 46 2.3.3 沉浸理论 49 2.3.4 马斯洛需求层次理论 52 2.3.5 体验经济 54 2.4 机器与环境的设计 56 2.4.1 机器的设计 56 2.4.2 环境的设计 58 2.5 作业疲劳 61 2.5.1 作业疲劳的产生 62 2.5.2 作业疲劳的测量 63 2.5.3 降低作业疲劳的方法 64 思考题 65 第3章 工作研究 66 3.1 工作研究的起源和内容 68 3.1.1 工作研究的起源 68 3.1.2 工作研究的内容 69 3.2 方法研究 70 3.2.1 方法研究的概念 70 3.2.2 方法研究的分析技术 70 3.2.3 方法研究的内容与层次 71 3.2.4 动作经济原则的应用举例 77 3.3 作业测定 81 3.3.1 作业测定的定义 82 3.3.2 作业测定的目的和用途 82 3.3.3 作业测定技术 83 3.3.4 模特排时法 85 思考题 91 第4章 设施规划与物流分析 92 4.1 设施规划与物流分析的发展与定义 94 4.1.1 设施规划与物流分析的发展历史 94 4.1.2 设施规划与物流分析的定义 95 4.1.3 设施规划与物流分析的目标 96 4.1.4 设施规划与物流分析的主要内容 97 4.2 设施选址 98 4.2.1 设施选址要考虑的因素 98 4.2.2 设施选址的决策分析 100 4.3 设施布置设计 101 4.3.1 设施布置设计的三要素 101 4.3.2 系统布置设计的过程 103 4.4 物料搬运系统 108 4.4.1 物料搬运系统的基本概念 109 4.4.2 物料搬运系统设计的三要素 109 4.4.3 系统搬运分析 110 思考题 120 第5章 质量管理 121 5.1 质量管理与全面质量管理 124 5.1.1 质量管理的发展历程 124 5.1.2 质量管理的定义 125 5.1.3 全面质量管理 128 5.2 数理统计与质量管理 130 5.2.1 相关概念 130 5.2.2 抽样检验 131 5.2.3 统计过程控制 132 5.3 六西格玛质量管理 137 5.3.1 六西格玛概述 137 5.3.2 六西格玛的DMAIC模式 140 5.4 质量认证 143 5.4.1 ISO简介 143 5.4.2 ISO9000系列标准的产生与发展 143 5.4.3 ISO9000系列标准的构成 144 5.4.4 ISO9000认证程序 150 5.5 服务质量管理 151 5.5.1 服务质量的定义 151 5.5.2 服务质量的维度 152 5.5.3 服务质量模型 153 5.6 可靠性分析 154 5.6.1 可靠性概述 154 5.6.2 可靠性指标 155 5.6.3 可靠性分析方法 157 思考题 162 第6章 生产计划与控制 163 6.1 需求预测 167 6.1.1 需求预测的概念 168 6.1.2 预测的分类 169 6.1.3 智能需求预测 172 6.2 企业资源计划 173 6.2.1 MRP 173 6.2.2 闭环MRP 177 6.2.3 MRPⅡ 178 6.2.4 ERP 179 6.2.5 ERPⅡ 180 6.3 生产调度 181 6.3.1 生产调度问题的发展历史与现状 181 6.3.2 生产调度的定义 182 6.3.3 生产调度问题的智能优化方法 183 6.3.4 生产调度问题示例 184 思考题 194 第7章 智慧物流与智慧供应链管理 195 7.1 物流管理的发展与定义 197 7.1.1 物流管理的发展历史 197 7.1.2 智慧物流及智慧物流管理的定义 198 7.1.3 智慧物流管理的目标 199 7.2 智慧物流管理的内容 200 7.2.1 智慧运输管理 200 7.2.2 智慧仓储管理 201 7.2.3 智慧配送管理 202 7.2.4 智慧装卸搬运管理 203 7.2.5 智慧流通加工管理 204 7.3 第三方物流 206 7.3.1 第三方物流的定义 206 7.3.2 第三方物流的核心竞争力 209 7.3.3 第三方物流的智慧化发展 216 7.4 供应链管理的定义和内容 217 7.4.1 供应链的定义 217 7.4.2 供应链管理的内容 220 7.4.3 供应链的“牛鞭效应” 223 7.5 智慧供应链管理的定义和内容 226 7.5.1 智慧供应链的定义 226 7.5.2 智慧供应链管理的内容 226 7.5.3 构建智慧供应链的意义 228 思考题 228