Промышленная инженерия

Эта статья включает в себя список общих ссылок , но он остается в основном непроверенным, поскольку в нем отсутствуют соответствующие встроенные ссылки . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью, добавив более точные цитаты. ( Январь 2017 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )

Инженеры-технологи на заводе.

Промышленный инжиниринг - это инженерная профессия, которая занимается оптимизацией сложных процессов , систем или организаций путем разработки, улучшения и внедрения интегрированных систем людей, денег, знаний, информации и оборудования.

Промышленные инженеры используют специальные знания и навыки в математических, физических и социальных науках , а также принципы и методы инженерного анализа и проектирования, чтобы определять, прогнозировать и оценивать результаты, полученные с помощью систем и процессов. ^{[1] На основе} этих результатов они могут создавать новые системы , процессы или ситуации для полезной координации труда , материалов и машин, а также улучшать качество и производительность систем, физических или социальных. ^{[2] [3]}В зависимости от задействованных под-специальностей промышленная инженерия может также пересекаться с исследованиями операций , системной инженерией , производственной инженерией , производственной инженерией , цепочкой поставок , наукой управления, управленческой инженерией, финансовой инженерией , эргономикой или разработкой человеческого фактора , техникой безопасности , логистикой. инженерные или другие, в зависимости от точки зрения или мотивов пользователя.

История [ править ]

Истоки [ править ]

Промышленное проектирование [ править ]

Историки сходятся во мнении, что корни профессии промышленного инженера уходят корнями в Промышленную революцию . Технологии , которые помогли Mechanize традиционных ручных операций в текстильной промышленности , включая летающий челнок , в прядильной Jenny , и , возможно , самое главное Паровоза сгенерированные экономии масштаба , которые сделали массовое производство в централизованных местах привлекательных впервые. Концепция производственной системы зародилась на фабриках, созданных этими нововведениями. ^[4]

Специализация труда [ править ]

Понятия Адама Смита о разделении труда и «невидимой руке» капитализма, представленные в его трактате « Богатство народов », побудили многих технологических новаторов Промышленной революции к созданию и внедрению заводских систем. Усилия Джеймса Ватта и Мэтью Бултона привели к созданию первого в мире интегрированного машиностроительного завода, включая внедрение таких концепций, как системы контроля затрат для сокращения отходов и повышения производительности, а также учреждение профессионального обучения мастеров. ^[4]

Чарльз Бэббидж стал связан с промышленным проектированием из-за концепций, которые он представил в своей книге «Об экономике машин и производителей», которую он написал в результате своих посещений заводов в Англии и Соединенных Штатах в начале 1800-х годов. В книгу включены такие предметы, как время, необходимое для выполнения конкретной задачи, эффекты разделения задач на более мелкие и менее подробные элементы, а также преимущества, которые можно получить от повторяющихся задач. ^[4]

Сменные детали [ править ]

Эли Уитни и Симеон Норт доказали возможность использования концепции взаимозаменяемых частей при производстве мушкетов и пистолетов для правительства США. В рамках этой системы отдельные детали производились серийно с допусками, позволяющими использовать их в любом готовом продукте. Результатом стало значительное снижение потребности в квалифицированных специалистах, что в конечном итоге привело к более позднему изучению производственной среды. ^[4]

Пионеры [ править ]

Фредерик Тейлор (1856-1915) считается отцом дисциплины «Промышленная инженерия». Он получил степень в области машиностроения в Университете Стивена и получил несколько патентов на свои изобретения. Его книги « Управление магазином» и «Принципы научного управления», опубликованные в начале 1900-х годов, положили начало промышленной инженерии. ^[5] Повышение эффективности работы по его методам было основано на улучшении методов работы, разработке стандартов работы и сокращении времени, необходимого для выполнения работы. С твердой верой в научный метод, вклад Тейлора в «Исследование времени» был направлен на достижение высокого уровня точности и предсказуемости ручных задач. ^[4]

Команда мужа и жены Фрэнка Гилбрета (1868–1924) и Лилиан Гилбрет (1878–1972) была еще одним краеугольным камнем движения «Промышленная инженерия», работа которого находится в Школе промышленной инженерии Университета Пердью. Они разделили элементы человеческого движения на 18 основных элементов, называемых терблигами . Эта разработка позволила аналитикам проектировать рабочие места, не зная, сколько времени потребуется на выполнение работы. Эти разработки стали началом гораздо более широкой области, известной как человеческий фактор или эргономика. ^[4]

В 1908 году первый курс промышленной инженерии был предложен в качестве факультатива в Пенсильванском государственном университете , который стал отдельной программой в 1909 году благодаря усилиям Хьюго Димера . ^[6] Первая докторская степень в области промышленной инженерии была присуждена в 1933 году Корнельским университетом .

В 1912 году Генри Лоуренс Гантт разработал диаграмму Ганта, которая описывает действия организации и их взаимоотношения. Этот график открывает более позднюю форму, знакомую нам сегодня Уоллесом Кларком .

С развитием сборочных линий фабрика Генри Форда (1913 г.) сделала значительный шаг вперед в этой области. Ford сократил время сборки автомобиля с 700 часов до 1,5 часов. Кроме того, он был пионером экономики капиталистического благосостояния («капитализм благосостояния») и знаменем предоставления финансовых стимулов для сотрудников для повышения производительности.

В 1927 году тогдашняя Technische Hochschule Berlin была первым немецким университетом, который ввел эту степень. ^[7] Учебный курс, разработанный Вилли Прионом, тогда еще назывался «Бизнес и технологии» и был предназначен для того, чтобы дать потомкам промышленников соответствующее образование.

Комплексная система управления качеством ( Total Quality Management или TQM), разработанная в сороковых годах, набирала обороты после Второй мировой войны и была частью восстановления Японии после войны.

Американский институт промышленной инженерии был образован в 1948 год в начале работы Ф.В. Тейлор и Gilbreths была зафиксирована в документах , представленных в американском обществе инженеров - механиков , как интерес вырос от простого повышения производительности машины для выполнения общего процесса производства; в частности, начиная с презентации Генри Р. Тауна (1844-1924) его статьи «Инженер как экономист» (1186). ^[8]

Современная практика [ править ]

В 1960–1975 годах, с развитием систем поддержки принятия решений в сфере снабжения, таких как планирование потребности в материалах (MRP), можно было выделить вопрос времени (инвентаризация, производство, компаундирование, транспортировка и т. Д.) Промышленной организации. Израильский ученый доктор Якоб Рубиновиц установил программу CMMS, разработанную в IAI и Control-Data (Израиль) в 1976 году в Южной Африке и во всем мире.

В семидесятые годы с проникновением японских теорий менеджмента, таких как кайдзен и канбан , Япония достигла очень высокого уровня качества и производительности. Эти теории улучшили качество, время доставки и гибкость. Западные компании осознали огромное влияние кайдзен и начали внедрять собственные программы непрерывного совершенствования .

В девяностые годы, вслед за процессом глобализации мировой индустрии, упор был сделан на управление цепочкой поставок и разработку бизнес-процессов, ориентированных на клиента. Теория ограничений, разработанная израильским ученым Элияху М. Голдраттом (1985), также является важной вехой в этой области.

По сравнению с другими инженерными дисциплинами [ править ]

Инжиниринг традиционно является декомпозиционным. Чтобы понять что-то целиком, сначала его разбивают на части. Один осваивает части, а затем соединяет их вместе, чтобы лучше понять, как овладеть целым. Подход промышленной и системной инженерии (ISE) противоположен; ни одну часть нельзя понять без контекста всей системы. Изменения в одной части системы влияют на всю систему, и роль отдельной части состоит в том, чтобы лучше обслуживать всю систему.

Кроме того, промышленная инженерия учитывает человеческий фактор и его связь с техническим аспектом ситуации и всеми другими факторами, которые влияют на всю ситуацию ^{[3], в} то время как другие инженерные дисциплины сосредоточены на проектировании неодушевленных объектов.

«Промышленные инженеры объединяют комбинации людей, информации, материалов и оборудования, которые создают инновационные и эффективные организации. Помимо производства, промышленные инженеры работают и консультируют во всех отраслях, включая больницы, связь, электронную коммерцию, развлечения, правительство, финансы и т. Д. продукты питания, фармацевтика, полупроводники, спорт, страхование, продажи, бухгалтерский учет, банковское дело, путешествия и транспорт ». ^[9]

«Промышленный инжиниринг - это отрасль машиностроения, наиболее тесно связанная с человеческими ресурсами, поскольку мы применяем социальные навыки для работы со всеми типами сотрудников, от инженеров до продавцов и высшего руководства. Одна из основных задач инженера-технолога - улучшить работу среды людей - не для смены рабочего, а для смены рабочего места ». ^[9]

«Все инженеры, в том числе промышленные инженеры, изучают математику через исчисление и дифференциальные уравнения. Промышленное проектирование отличается тем, что оно основано на математике с дискретными переменными, в то время как все остальные инженерные работы основаны на математике с непрерывными переменными. Мы подчеркиваем использование линейной алгебры и разницы уравнения, в отличие от использования дифференциальных уравнений, которые так распространены в других инженерных дисциплинах. Этот акцент становится очевидным при оптимизации производственных систем, в которых мы упорядочиваем заказы, планируем партии, определяем количество единиц обработки материалов, организуем производственные схемы, поиск последовательностей движений и т. д. Как инженеры-промышленники, мы имеем дело почти исключительно с системами из дискретных компонентов ". ^[9]

Этимология [ править ]

Этимология [ править ]

Первоначально применяемое к производству , использование слова «промышленный» в «промышленном проектировании» может вводить в заблуждение, поскольку оно расширилось и теперь охватывает любой методический или количественный подход к оптимизации работы процесса, системы или организации. Фактически, «Промышленность» в «Промышленном проектировании» означает «промышленность» в самом широком смысле. ^[10] Люди изменили термин «промышленный» на более широкие термины, такие как Промышленное и производственное проектирование , Промышленное и системное проектирование , Промышленное проектирование и исследования операций , Промышленное проектирование и менеджмент .

Поддисциплины [ править ]

Промышленная инженерия включает множество дисциплин, наиболее распространенные из которых перечислены ниже. Хотя есть промышленные инженеры, которые сосредоточены исключительно на одной из этих суб-дисциплин, многие имеют дело с их комбинацией, например, цепочкой поставок и логистикой, а также оборудованием и энергоменеджментом. ^{[11] [12]}

Методы разработки

Инженерное обеспечение и энергоменеджмент

Финансовый инжиниринг

Энергетика

Человеческий фактор и техника безопасности

Инженерия информационных систем и управление

Технология машиностроения

Операционная инженерия и управление

Исследование и оптимизация операций

Планирование политики

Технология производства

Качество и надежность

Управление цепочками поставок и логистика

Системный анализ

Системная инженерия

Системное моделирование

Связанные дисциплины

Организационное развитие и управление изменениями

Поведенческая экономика

Образование [ править ]

Промышленные инженеры изучают взаимодействие людей с машинами, материалами, информацией, процедурами и окружающей средой в таких разработках и при проектировании технологической системы. ^[13]

Университеты предлагают степени бакалавра, магистра и доктора.

Учебная программа бакалавриата [ править ]

В Соединенных Штатах степень бакалавра является степенью бакалавра естественных наук (BS) или бакалавра наук и инженерии (BSE) в области промышленного проектирования (IE). Варианты названия включают Industrial & Operations Engineering (IOE) и Industrial & Systems Engineering (ISE или ISyE). Типичная учебная программа включает в себя обширные основы математики и естествознания, охватывающие химию , физику , механику (т.е. статику, кинематику и динамику), материаловедение , информатику , электронику / схемы, инженерное проектирование и стандартный набор инженерной математики (т. Е. исчисление , линейная алгебра ,дифференциальные уравнения , статистика ). Для аккредитации любой инженерной программы бакалавриата, независимо от концентрации, она должна охватывать в значительной степени аналогичный период такой фундаментальной работы, который также во многом перекрывается с содержанием, протестированным на одном или нескольких экзаменах на получение инженерной лицензии в большинстве юрисдикций.

Курсовая работа, относящаяся к IE, включает специализированные курсы в таких областях, как оптимизация , прикладная вероятность , стохастическое моделирование, планирование экспериментов , статистическое управление процессами , моделирование , технология производства , эргономика / техника безопасности и инженерная экономика . Элективные курсы по промышленной инженерии обычно охватывают более специализированные темы в таких областях, как производство , цепочки поставок и логистика , аналитика и машинное обучение ,производственные системы , человеческий фактор и промышленный дизайн , а также системы обслуживания . ^{[15] [16] [17] [18] [19]}

Некоторые бизнес-школы могут предлагать программы, частично совпадающие с IE, но инженерные программы отличаются гораздо более сильной количественной направленностью, обязательными факультативами по инженерным наукам и базовыми курсами математики и естествознания, необходимыми для всех инженерных программ.

Учебная программа [ править ]

Обычно получаемая степень магистра - это магистр естественных наук (MS) или магистр наук и инженерии (MSE) в области промышленной инженерии или различные альтернативные связанные названия концентраций.

Типичные учебные планы MS могут охватывать:

Различия в обучении [ править ]

Хотя промышленная инженерия как формальная степень существует уже много лет, консенсус в отношении того, какие темы следует преподавать и изучать, различается в разных странах. Например, в Турции основное внимание уделяется технической степени, в то время как Дания, Финляндия и Соединенное Королевство имеют степень специализации в области управления, что делает ее менее технической. В то же время Соединенные Штаты фокусируются на тематических исследованиях, групповом решении проблем и поддерживают баланс между технической и нетехнической стороной. ^[21]

Практикующие инженеры [ править ]

Традиционно основным аспектом промышленного инжиниринга было планирование компоновки заводов, проектирование сборочных линий и других производственных парадигм. И теперь в системах бережливого производства промышленные инженеры работают над устранением потерь времени, денег, материалов, энергии и других ресурсов.

Примеры того, где может использоваться промышленный инжиниринг, включают в себя блок-схему технологического процесса, отображение процесса, проектирование сборочного рабочего места, разработку стратегии для различной оперативной логистики, консультации в качестве эксперта по эффективности, разработку нового финансового алгоритма или системы кредитования для банка, оптимизацию операций и отделение неотложной помощи. расположение или использование в больнице, планирование сложных схем распределения материалов или продуктов (так называемое управление цепочкой поставок ) и сокращение очередей (или очередей ) в банке, больнице или тематическом парке.

Современные промышленные инженеры обычно используют систему заданного времени движения , компьютерное моделирование (особенно моделирование дискретных событий ), а также обширные математические инструменты для моделирования, такие как математическая оптимизация и теория массового обслуживания , а также вычислительные методы для анализа, оценки и оптимизации системы. Промышленные инженеры также используют инструменты науки о данных и машинного обучения в своей работе из-за тесной связи этих дисциплин с полем и аналогичной технической подготовки, необходимой промышленным инженерам (включая прочную основу в теории вероятностей , линейной алгебре.И статистические данные , а также имеющие кодирование навыки).

См. Также [ править ]

Связанные темы [ править ]

Ассоциации [ править ]

• Индустриальная революция

Примечания [ править ]

Дальнейшее чтение [ править ]

• Бадиру, А. (Ред.) (2005). Справочник по промышленной и системной инженерии . CRC Press. ISBN 0-8493-2719-9 . 
• BS Blanchard и Fabrycky, W. (2005). Системная инженерия и анализ (4-е издание). Прентис-Холл. ISBN 0-13-186977-9 . 
• Салвенди, Г. (ред.) (2001). Справочник промышленного инжиниринга: Технологии и операционный менеджмент . Wiley-Interscience. ISBN 0-471-33057-4 . 
• Turner, W. et al. (1992). Введение в промышленную и системную инженерию (Третье издание). Прентис Холл. ISBN 0-13-481789-3 . 
• Элияху М. Голдратт , Джефф Кокс (1984). Пресса Гол Норт Ривер; 2-е издание (1992 г.). ISBN 0-88427-061-0 ; Выпуск к 20-летию (2004) ISBN 0-88427-178-1  
• Миллер, Дуг, На пути к устойчивым затратам на рабочую силу в розничной торговле модной одеждой Великобритании (5 февраля 2013 г.). DOI : 10,2139 / ssrn.2212100
• Малакути, Б. (2013). Операционные и производственные системы с множеством целей. Джон Вили и сыновья. ISBN 978-1-118-58537-5 
• Свод знаний системной инженерии (SEBoK)
• Традиционная инженерия
• Магистр инженерного администрирования (MEA)

Внешние ссылки [ править ]

• СМИ, связанные с промышленным проектированием, на Викискладе?