Промышленная инженерия

Промышленные инженеры на фабрике

Промышленная инженерия - это инженерная профессия, которая занимается оптимизацией сложных процессов , систем или организаций путем разработки, улучшения и внедрения интегрированных систем людей, денег, знаний, информации и оборудования. Промышленная инженерия имеет центральное место в производственных операциях.

Промышленные инженеры используют специализированные знания и навыки в математических, физических и социальных науках , а также инженерные и методы проектирования принципы , для определения, прогнозирования и оценки результатов, полученных из систем и процессов. В производственной промышленности следует несколько принципов промышленной инженерии, чтобы обеспечить эффективный поток систем, процессов и операций. К ним относятся:

• Lean Manufacturing
• Шесть сигма
• Информационные системы
• Возможность процесса
• Определить, измерить, анализировать, улучшать и контролировать (DMAIC).

Эти принципы позволяют создавать новые системы , процессы или ситуации для полезной координации труда , материалов и машин , а также повысить качество и производительность систем, физические или социальные. В зависимости от участия в подспециалях, промышленная инженерия также может перекрываться, операционные исследования , системные инженерии , инженерное производство , инженерия производства , инженерия цепочки поставок , науки управления , управление инженерией , финансовая инженерия , эргономика или инженерная инженерия человеческих факторов , техническая техника , логистическая инженерия , качественная инженерия или другие связанные возможности или поля.

История

См. Также: Список инженеров промышленных

Происхождение

Промышленная инженерия

Среди историков существует общий консенсус о том, что корни профессии промышленной инженерии возвращаются к промышленной революции . Технологии, которые помогли механизировать традиционные ручные операции в текстильной индустрии, включая летающий шаттл , вращающуюся Дженни , и, возможно, самое главное, паровой двигатель, генерируемый экономикой масштаба , которые сделали массовое производство в централизованных местах привлекательными впервые. Концепция производственной системы имела свое происхождение на фабриках, созданных этими инновациями. Также было высказано предположение, что, возможно, Леонардо да Винчи был первым инженером -промышленным, потому что есть доказательства того, что он применил науку к анализу человеческой работы, изучив скорость, с которой человек может сгребать грязь в 1500 году. Другие также заявляют, что Промышленная инженерная профессия выросла из исследования Чарльза Бэббиджа на заводских операциях и, в частности, его работы по производству прямых булавок в 1832 году. Тем не менее, обычно утверждается, что эти ранние усилия, хотя и ценные, были просто наблюдательными и не пытались разработать изученные рабочие места или увеличить общую производительность.

Специализация труда

Паровой двигатель Ватта ( технический университет Мадрида )

Концепции Адама Смита о разделении труда и «невидимой руке» капитализма, введенные в его трактате, богатство наций побудило многих технологических новаторов промышленной революции создавать и внедрить заводские системы. Усилия Джеймса Уотта и Мэтью Боултона привели к первым интегрированным производственным объектам машин в мире, включая применение таких концепций, как системы контроля затрат, для снижения отходов и повышения производительности и учреждения обучения навыкам для мастеров.

Чарльз Бэббидж стал ассоциироваться с промышленной инженерией из -за концепций, которые он представил в своей книге об экономике машин и производителей , которые он написал в результате своих визитов на фабрики в Англии и Соединенных Штатах в начале 1800 -х годов. Книга включает в себя такие предметы, как время, необходимое для выполнения конкретной задачи, влияние задач подразделения на более мелкие и менее подробные элементы, а также преимущества, которые необходимо получить из повторяющихся задач.

Сменные детали

Эли Уитни и Симеон Норт доказали осуществимость понятия взаимозаменяемых частей в производстве мушкетов и пистолетов для правительства США. В соответствии с этой системой отдельные детали были массовыми допусками, чтобы обеспечить их использование в любом готовом продукте. Результатом стало значительное сокращение потребности в навыках со стороны специализированных работников, что в конечном итоге привело к тому, что промышленная среда будет изучена позже.

Пионеры

Фредерик Тейлор (1856–1915), как правило, считается отцом дисциплины промышленной инженерии. Он получил степень по машиностроению в институте технологий Стивенса и получил несколько патентов из своих изобретений. Его книги, управление магазинами и принципы научного управления , которые были опубликованы в начале 1900 -х годов, стали началом промышленной инженерии. Улучшения в эффективности работы в соответствии с его методами были основаны на улучшении методов работы, разработке стандартов работы и сокращении времени, необходимого для выполнения работы. С постоянной верой в научный метод, Тейлор провел много экспериментов в области машин как на машинах, так и на мужчин. Тейлор разработал «исследование времени», чтобы измерить время, взятое для различных элементов задачи, а затем использовал исследования исследования, чтобы уменьшить время. Время было проведено для улучшенного метода еще раз, чтобы обеспечить стандарты времени, которые являются точными для задач по планированию, а также для обеспечения стимулов.

Команда мужа и жены Фрэнка Гилбрета (1868–1924) и Лилиан Гилбрет (1878–1972) стала другим краеугольным камнем движения по промышленному инженерному движению, чьи работы находятся в Университета Пердью Школе промышленного машиностроения . Они классифицировали элементы человеческого движения на 18 основных элементов, называемых Therbligs . Эта разработка позволила аналитикам разрабатывать рабочие места без знания времени, необходимого для выполнения работы. Эти события были началом гораздо более широкой области, известной как человеческий фактор или эргономика .

В 1908 году первый курс по промышленной инженерии был предложен в качестве факультативного в Университете штата Пенсильвания , которая стала отдельной программой в 1909 году благодаря усилиям Хьюго Димера . Первая докторская степень в области промышленной инженерии была присуждена Корнелльским университетом в 1933 году .

В 1912 году Генри Лоуренс Гантт разработал диаграмму Гантта , в которой описываются действия организации вместе с их отношениями. Эта диаграмма открывается позже, которая сегодня знакома с Уоллесом Кларком .

С разработкой сборочных линий на заводе Генри Форда (1913) приходился значительный скачок вперед в этой области. Форд сократил время сборки автомобиля с более чем 700 часов до 1,5 часов. Кроме того, он был пионером экономики капиталистического благосостояния («капитализм благосостояния») и флагом предоставления финансовых стимулов для работников для повышения производительности.

В 1927 году тогдашний Technische Hochschule Berlin был первым немецким университетом, который представит эту степень. Курс исследований, разработанный Вилли Прионом, тогда был тогда называется бизнесом и технологиями, и был предназначен для предоставления потомкам промышленников адекватное образование.

Комплексная система управления качеством ( общее управление качеством или TQM), разработанная в сороковые годы, набирала обороты после Второй мировой войны и была частью восстановления Японии после войны.

Американский институт промышленной инженерии был сформирован в 1948 году. Ранняя работа Ф.В. Тейлора и Гилбрета была задокументирована в документах, представленных Американскому обществу инженеров -механиков, поскольку интерес выросли от простого повышения производительности машины до производительности общего производственного процесса, большинство Примечательно начиная с презентации Генри Р. Тауна (1844–1924) его статьи Инженер как экономист (1886).

Современная практика

С 1960 по 1975 год, с разработкой систем поддержки принятия решений в предложении, таких как планирование требований к материалам (MRP), можно подчеркнуть проблему времени (инвентаризация, производство, составление, транспортировка и т. Д.) Промышленной организации. Израильский ученый доктор Джейкоб Рубиновиц установил программу CMMS, разработанную в IAI и контроль-дату (Израиль) в 1976 году в Южной Африке и по всему миру.

В 1970 -х годах, с проникновением японских теорий управления, таких как Кайзен и Канбан , Япония реализовала очень высокий уровень качества и производительности. Эти теории улучшили проблемы качества, времени доставки и гибкости. Компании на Западе реализовали большое влияние Кайзена и начали реализовывать свои собственные программы постоянного улучшения . У. Эдвардс Деминг внес значительный вклад в минимизацию дисперсии, начиная с 1950 -х годов и продолжая до конца своей жизни.

В 1990-х годах, после процесса глобальной глобализации в отрасли, акцент делался на управление цепочками поставок и дизайн бизнес-процессов, ориентированного на клиента. Теория ограничений , разработанная израильским ученым Элиейху М. Голдраттом (1985), также является важной вехой в этой области.

Сравнение с другими инженерными дисциплинами

Инжиниринг традиционно декомпозиционно. Чтобы понять все что -то, это сначала разбивается на свои части. Один из них манирует части, затем собирает их обратно, чтобы лучше понять, как овладеть целым. Подход промышленной и системной инженерии (ISE) противоположный; Любая часть не может быть понята без контекста всей системы. Изменения в одной части системы влияют на всю систему, и роль одной 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, в то время как другие инженерные дисциплины сосредоточены на разработке неодушевленных предметов.

«Промышленные инженеры интегрируют комбинации людей, информации, материалов и оборудования, которые производят инновационные и эффективные организации. Помимо производства, промышленных инженеров работают и консультируются в каждой отрасли, включая больницы, коммуникации, электронную коммерцию, развлечения, правительство, финансы, финансы, Еда, фармацевтические препараты, полупроводники, спорт, страхование, продажи, бухгалтерский учет, банковское дело, путешествия и транспорт ».

«Промышленное инженерное инженерия - это филиал инженерии, наиболее тесно связанной с человеческими ресурсами в том смысле, что мы применяем социальные навыки для работы со всеми типами сотрудников, от инженеров до продавцов до высшего руководства. Одним из основных направлений промышленного инженера является улучшение работы Окружающая среда людей - не для того, чтобы менять работника, а изменить рабочее место ».

«Все инженеры, в том числе инженеры -промышленности, берут математику через исчисление и дифференциальные уравнения. Промышленная инженерия отличается тем, что она основана на дискретной переменной математике, тогда как все остальные инженерии основаны на непрерывной переменной математике. Мы подчеркиваем использование линейной алгебры и разницы Уравнения, в отличие от использования дифференциальных уравнений, которые так распространены в других инженерных дисциплинах. Поиск последовательностей движений и т. Д. Как промышленные инженеры, мы имеем дело почти исключительно с системами дискретных компонентов ».

Этимология

Этимология

Несмотря на то, что первоначально применяется к производству , использование промышленного промышленного инженера может быть несколько вводящим в заблуждение, поскольку оно стало охватывать любой методичный или количественный подход к оптимизации того, как работает процесс, система или организация. Фактически, промышленность в промышленной инженерии означает отрасль в своем широком смысле. Люди изменили термин «промышленность» на более широкие термины, такие как промышленные и производственные , промышленные и системные инженерные , промышленные инженерные и операционные исследования , промышленное машиностроение и управление .

Субдисциплинарные

Промышленная инженерия имеет много субдисциплин, наиболее распространенные из которых перечислены ниже. Хотя есть промышленные инженеры, которые фокусируются исключительно на одном из этих субдисциплин, многие имеют дело с их комбинацией, такими как цепочка поставок и логистика, а также средства и управление энергией.

Методы Инжиниринг

Основная статья: Методы Инжиниринг

Инженерные средства и управление энергией

Основные статьи: Инжинирирование средств и управление энергией

Финансовая инженерия

Основная статья: финансовая инженерия

Энергетическая инженерия

Основная статья: Энергетическая инженерия

Человеческие факторы и техническая техника

Основные статьи: человеческий фактор в инженерии и проектировании проектирования и безопасности

Инженерные системы и управление информационными системами

Основная статья: информационная система

Производственная инженерия

Основная статья: Производственная инженерия

Операционная инженерия и управление

Основные статьи: Операционная инженерия и управление операциями

Операционные исследования и оптимизация

Основная статья: Исследование операций

Планирование политики

Производственная инженерия

Основная статья: Производственная инженерия

Качество и надежность

Основные статьи: качественная инженерия и инженерия надежности

Управление цепочками поставок и логистика

Основные статьи: управление цепочкой поставок и логистика

Системная инженерия и анализ

Основные статьи: Системный инженер и системный анализ

Системные моделирование

Основные статьи: моделирование систем и моделирование моделирования

Связанные дисциплины

Развитие организации и управление изменениями

Поведенческая экономика

Основная статья: поведенческая экономика

Образование

Промышленные инженеры изучают взаимодействие людей с машинами, материалами, информацией, процедурами и средами в таких разработках и в разработке технологической системы.

Степени промышленного инженера, аккредитованные в любой стране -членах Вашингтонского соглашения, имеют равную аккредитацию во всех других подписавших странах, что позволяет инженерам из одной страны профессионально практиковать инженерные инженерии в любой другой.

Университеты предлагают степени на уровне бакалавра, мастеров и докторантов.

Учебная программа для студентов

В Соединенных Штатах полученная степень бакалавра является либо бакалавра наук (BS), либо бакалавр наук и инженерии (BSE) в промышленной инженерии (т.е.). В Южной Африке степень бакалавра - бакалавр инженерии (Бенг). Варианты названия включают промышленное и операционное инженер (IOE), а также промышленное и системное инженер (ISE или ISYE).

Типичная учебная программа включает в себя широкий математический и научный фонд, охватывающий химию , физику , механику (т.е., статитика, кинематика и динамика), материаловая наука , информатика , электроника/цепи, инженерный дизайн и стандартный диапазон инженерной математики (т.е. исчисление , линейная алгебра , дифференциальные уравнения , статистика ). Для аккредитования любой инженерной программы бакалавриата, независимо от концентрации, она должна охватывать в значительной степени одинаковый диапазон таких фундаментальных работ, что также в значительной степени перекрывается с содержанием, проверенным на одном или нескольких экзаменах по инженерным лицензированию в большинстве юрисдикций.

Курсовая работа, специфичная для IE, влечет за собой специализированные курсы в таких областях, как оптимизация , прикладная вероятность , стохастическое моделирование, проектирование экспериментов , статистическое управление процессами , моделирование , инженерия из производства , эргономика / техника безопасности и экономика инженерии . Промышленные инженерные курсы, как правило, охватывают более специализированные темы в таких областях, как производство , цепочки поставок и логистика , аналитика и машинное обучение , производственные системы , человеческие факторы и промышленные системы , а также системы обслуживания .

Некоторые бизнес -школы могут предлагать программы с некоторым перекрывающимся актуальностью для IE, но инженерные программы отличаются гораздо более интенсивным количественным направлением, необходимыми факультативами инженерных наук и основными курсами по математике и науке, необходимым для всех инженерных программ.

Учебная программа для выпускников

Обычная полученная степень магистра - степень магистра наук (MS), магистр науки и инженерии (MSE) или магистра инженерии (Meng) в области промышленной инженерии или различных альтернативных названий концентраций.

Типичные учебные программы MS могут охватывать:

• Производственная инженерия
• Аналитика и машинное обучение
• Компьютерное производство
• Инженерная экономика
• Финансовая инженерия
• Инженерная инженерия и эргономика ( инженерия безопасности )
• Lean Six Sigma
• Управленческие науки
• Управление материалами
• Управление операциями
• операционных исследований и оптимизации Методы
• Предопределенная система времени движения и использование компьютера для IE
• Разработка продукта
• Планирование производства и контроль
• производительности Повышение
• Управление проектом
• Инженерность надежности и жизненное тестирование
• Робототехника
• Статистический контроль процесса или контроль качества
• Управление цепочками поставок и логистика
• Системная динамика и планирование политики
• Системные моделирование и стохастические процессы
• Изучение времени и движения
• Дизайн объектов и дизайн рабочего пространства
• Качественная инженерия
• Системный анализ и методы

Различия в обучении

В то время как промышленная инженерия как официальная степень существует в течение многих лет, консенсус по тому, какие темы должны преподавать и изучать в разных странах. Например, Турция фокусируется на очень технической степени, в то время как Дания, Финляндия и Великобритания имеют степень управления, что делает ее менее технической. Тем временем Соединенные Штаты фокусируются на тематических исследованиях, групповом решении проблем и поддерживают баланс между технической и нетехнической стороной.

Практикующие инженеры

Традиционно основным аспектом промышленного инженерия было планирование планировки заводов и проектирование сборочных линий и других производственных парадигм. И теперь, в Lean Manufacturing Systems, промышленные инженеры работают над устранением отходов времени, денег, материалов, энергии и других ресурсов.

Примеры того, где может использоваться промышленная инженерия, включают в себя диаграмму процесса потока, картирование процессов, разработку рабочей станции сборки, в стратегии для различных операционных логистиков, консультирование в качестве эксперта по эффективности, разработка нового финансового алгоритма или системы кредитования для банка, оптимизация операции и отделения неотложной помощи. Расположение или использование в больнице, планирование сложных схем распределения для материалов или продуктов (называемых управлением цепочкой поставок ), а также линии сокращения (или очередей ) в банке, больнице или тематическом парке.

Современные промышленные инженеры обычно используют предопределенные системы времени движения , компьютерное моделирование (особенно дискретное моделирование событий ), а также обширные математические инструменты для моделирования, такие как математическая оптимизация и теория очередей , а также вычислительные методы для анализа системы, оценки и оптимизации. Промышленные инженеры также используют инструменты науки о данных и машинного обучения в своей работе из -за сильной связи с этими дисциплинами с полем и аналогичным техническим опытом, необходимым для инженеров -промышленников (включая прочную основу в теории вероятности , линейной алгебре и статистике , а также навыки кодирования ).

Смотрите также

• Международная конференция по механической промышленной и энергетической инженерии

Связанные темы

• Инженерная экономика - подмножество экономики
• Инженерное управление - Обзор управления в инженерии
• Enterprise Engineering - дисциплина, сосредоточенная на идентификации, проектировании и внедрении всех или частей страниц жизненного цикла корпоративного цикла, отображающих описания Wikidata как запасной
• Окружающая среда, здоровье и безопасность - баланс безопасности профессиональной безопасности и защиты окружающей среды
• Человеческий фактор и эргономика - проектирование систем в соответствии с их пользователями
• Фактор LANG - соотношение, используемое на страницах промышленного инженера, демонстрируя описания wikidata в качестве запасного
• Промышленная и производственная инженерия - филиал инженерии
• Промышленный дизайн - процесс дизайна
• Техническое инженерия
• Производственное проектирование - филиал инженерии
• Безопасность и гигиена труда - область, связанная с безопасностью, здоровьем и благополучием людей на работе
• Операционная инженерия - филиал инженерных страниц, демонстрируя описания Wikidata как запасной
• Исследование операций - дисциплина, касающаяся применения передовых аналитических методов
• Схема производства - обзор и актуальное руководство по производству
• Общая эффективность оборудования - мера того, насколько хорошо используется производственная операция
• Процесс инженерия - Изучение продукции из сырья
• Дизайн продукта - процесс разработки новых продуктов
• Продукт разработка - филиал инженерных страниц, демонстрируя короткие описания целей перенаправления
• Производственная инженерия - филиал инженерных страниц, демонстрируя короткие описания целей перенаправления
• Управление проектами - практика возглавления работы команды для достижения целей и критериев в указанное время
• Управление производством проекта
• Качественная инженерия - принципы и практика обеспечения и контроля качества продукции и услуг
• Обратная инженерия - процесс извлечения информации о дизайне из всего искусственного
• Инжиниринг безопасности - инженерная дисциплина, которая гарантирует, что инженерные системы обеспечивают приемлемый уровень безопасности
• Процесс продаж инженер - систематический дизайн процессов продаж
• Sociotechnical System - Организационный дизайн работы признает взаимодействие между людьми и технологиями на рабочем месте
• Статистический контроль процесса - метод управления качеством
• Системная инженерия - междисциплинарная область инженерии
• Производственная система Toyota - система, разработанная Toyota
• Toyota Way - набор управленческих и производственных принципов
• Фордизм -система производства и производства производства и потребления Ford-Line

Ассоциации

• Институт инженеров промышленных и систем - Профессиональное общество поддержки профессии промышленного инженерии
• Институт исследований операций и наук о управлении ( Informs ) - Академическая ассоциация, посвященная исследованию операций
• Человеческие факторы и эргономика Общество ( HFE )
• Американское общество инженерного образования - Профессиональная организация США для инженерного образования
• Американское общество качества -глобальное сообщество качественных специалистов, основанное на знаниях
• Европейские студенты промышленной инженерии и управления ( Estiem )
• Индийский институт промышленного инженерия
• Вашингтонский соглашение
• Инженерный совет Южной Африки - уставной орган для инженерной профессии в Южной Африке

Дальнейшее чтение

• Бадиру, А. (ред.) (2005). Справочник по промышленной и системной инженерии . CRC Press. ISBN   0-8493-2719-9 .
• BS Blanchard and Fabrycky, W. (2005). Системная инженерия и анализ (4 -е издание). Прентис-Холл. ISBN   0-13-186977-9 .
• Salvendy, G. (ed.) (2001). Справочник по промышленной инженерии: управление технологиями и операциями . 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). Цель Норт -Ривер Пресс; 2nd Reved Edition (1992). ISBN   0-88427-061-0 ; 20 -летие издания (2004) ISBN   0-88427-178-1
• Миллер, Даг, к устойчивым затратам на рабочую силу в британской модной розничной торговле (5 февраля 2013 г.). два : 10.2139/ssrn.2212100
• Malakooti, ​​B. (2013). Операции и производственные системы с несколькими целями. Джон Уайли и сыновья. ISBN   978-1-118-58537-5
• Системный инженерный состав знаний (SEBOK)
• Традиционная инженерия
• Магистр инженерного управления (MEA)
• Камбампати, Венката Сатья Сурья Нараяна Рао (2017). «Принципы промышленной инженерии». Ежегодная конференция IIE. Разбирательство; Норкросс (2017): 890-895. [1]

Внешние ссылки

• СМИ, связанные с промышленной инженерией в Wikimedia Commons