工业工程的定义大多采用工业工程学会(Institution of Industrial Engineering,IIE)1955年提出后经修改的定义:“Industrial Engineering is concerned with the design, improvement, and installation of integrated system of people, material, information, equipment, and energy. It draws upon specialized knowledge and skills in the mathematical, physical, and social sciences together with the principles and methods of engineering analysis and design to specify, predict, and evaluate the results to be obtained from such system.”可以看出,工业工程是综合运用各种实用的知识和方法,对一个由人力、物资、信息、设备等组成的系统进行规划、设计、预测和评价活动。
1.2工业工程的发展
虽然有人认为工业工程的起源可以追溯到工业革命[6],但普遍的观点还是将泰勒(Frederick W. Taylor,1856
-1915)的科学管理和吉尔布雷斯(Frank B. Gilbreth,1868-1924)的动作研究作为工业工程的真正开端。其后,甘特(H. L. Gantt)、史密斯(A. Smith)、李嘉图(Ricardo)、穆勒(S. Mill)、费希(J. Fish)、罗伊(R. H. Roy)等科学家和工程师也都对工业工程的发展产生过重要的影响。根据应用的原理、范围和在企业中作用的不同,工业工程的发展主要可以分为三个重要的发展时期:
1.2.1经典工业工程时期(20世纪初至二次世界大战结束的20世纪40年代中期)
19世纪末20世纪初,以福特T型车生产线为代表,工业革命以来一直延续的小规模作坊式企业开始成长为现代大规模生产的工厂制企业。生产规模的扩大,必然要求管理者运用新的技术规划、设计、改进生产过程进而提高生产效率,客观上要求工业工程的产生。这一时期,工业工程的研究对象主要集中于企业生产过程中的局部环节(主要是生产线),采用了专业化分工、动作研究、时间研究、作业标准化等方法。同时,在这一时期也开始了工业工程的教学(1908年,美国宾夕法尼亚州立大学开设了第一个工业工程专业[7]),并成立了专业组织(工业工程师协会,Society of Industrial Engineers,1917)。这一时期也可以说是工业工程的奠基时期。
同时,在这一个时期,工业工程的教学和专业组织都得到了重大发展。1948年,美国工业工程师学会(American Institute of Industrial Engineers,AIIE)成立,并于1955年第一次给出了工业工程的正式定义;20世纪50年代,工业工程开始建立较为完整的学科体系,美国许多大学先后成立了工业工程系;至70年代,已有150多所大学提供工业工程课程。
在这一时期,工业工程已经不仅局限于欧美国家,亚洲新兴工业国家也引入并发展了工业工程,其中,以日本最为典型和成功。至今我们仍在学习和应用的准时生产方式(JIT,Just In Time)、丰田生产方式(TPS,Toyota Production System)和全面质量管理(TQC,Total Quality Control)就是这一个时期亚洲国家引进并发展工业工程的重要成果。
1.2.3 创新(新兴)工业工程时期(20世纪80年代初至今)
1985年,波特(Michael E. Porter)提出了价值链概念,同时的一些咨询公司也提出了供应链管理的概念。而随着系统分析与设计、信息系统等理论与工业工程的结合,工业工程摆脱了单一工厂的限制,在供应链这一企业战略层面得以应用,发展出了具备柔性化、集成化、全面服务化特征的计算机集成制造系统、敏捷制造系统、MRPII、BPR、ERP等最新的工程和管理技术。
以联邦快递为例,它采用的是集中-分发形式(Hub and Spoke)的操作,即各个地方取到的快件集中到一个转运中心根据目的地进行统一分拣,然后再分发到各地进行派送。这其中需要进行工程规划的作业就包括:客服员工人数的规划和排班,取、派件区域的划分,动态的车辆路线设定,派送站的分拣系统设计和人员安排,车辆装卸作业规划,货件信息录入与传递,清关作业的流程设定和时间安排(适用于国际快递),航班装卸作业规划,航班计划,转运中心分拣系统设计和人员安排,等等。