想咨询一下关于工业工程是什么?,工业工程是什么专业,工业工程是什么专业类别,工业工程是什么类别,工业工程是什么意思,工业工程是什么学位,工业工程专业学什么,工业工程,工业工程是什么学科,工业工程是什么学,工业工程是什么学院的问题,大家能帮助我解答一下吗
大学学的就是工业工程,全班40人,无一人从事本专业的工作,回答完毕。
写在前面
工业工程不创造新的飞机大炮,但让好钢使在刀刃上
笔者背景,12年工业工程学习从本科到博士,期间穿梭中日韩美企业的工业工程相关岗位见习实习,用工业工程所学在互联网广告领域开疆拓土3年有余。
本文是在笔者的几个高赞回答和私信回答的基础上,进一步总结工业工程这个相对新兴的学科,期待用白话探讨学科的发展和未来的走向,期待工业工程的学生剥去一丝迷茫,为从业者带来一个交流的平台
“An Industrial and Systems Engineer is one who is concerned with the design, installation, and improvement of integrated systems of people, material, information, equipment, and energy by drawing 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 systems’’ (Womack and Jones 1996).
通过百度谷歌可以搜到很多诸如以上的工业工程,工业系统工程的定义。 个人更倾向于简单粗暴地概括工业工程为一门通过工程优化的方法,把一个系统相关的人,财,物实现各尽其用并且效果最优化的学科。
美国的工业工程起源于20世纪初,我国的工业工程高等教育基本起步于20世纪90年代末。清华大学工业工程系也曾经请到了美国普渡大学的原系主任作为执行系主任指导工业工程在中国的教育发展。很多知名高校开设了工业工程专业,如吉林大学,天津大学,北京科技大学,北京交通大学,北京理工大学等等,但是后来的高校老师多半属于半路出家,由于老师本科和研究生教育并不是工业工程,所以导致了老师们在教学的过程中多局限在库存管理,工厂布局规划,流程管理等经典工业工程的应用领域。
我个人也喜欢把工业工程称之为“优化工程”,一门基于优化理论的学科。最终目标不是创造什么新的产品或者设计,而是整合现有资源高效低耗的达到功能最优利益最大化。无论Six Sigma,还是精益生产,都是优化资源配置,利益最大化成本最小化的过程。
简单而言,工业工程的理论基础就是运筹学,学的是运筹学,研究的还是运筹学,一门优化理论的学科。国内工业工程开设的主要课程大概有运筹学,线性规划,非线性规划,系统仿真理论,工厂设计,实验设计理论,供应链管理,库存规划等等学科。 美国主要的本科课程也是这些方面但是更注重理论的学习,因为本科毕业生很多面试都在面最基本的优化理论,相反国内更注重概念的探讨。所以从课程名称上国内的已经追上美国的发展,但是从课程内容和着重点来看,国内工业工程的学生普遍存在的问题就是毕业不知道可以找到什么工作。随着学科的发展,目前工业工程主要学习以下几个方面:
下到线性规划 (Linear Programming),上到凸优化(Convex Optimization), Conic Programming, 简单的说就是学习优化理论,通过这些解决实际问题,诸如供应链网络优化,库存优化,工厂布局优化,医疗系统流程优化等等。无论是供应链系统,还是医疗系统,或者生产系统,都是用优化的理论调整人、财、物的合理配置,发挥最大功效。 当然随着数据挖掘,机器学习的发展,用到了很多优化的理论,机器学习也成为了优化理论的一个重要的应用。
常见的工程统计的方法有,实验设计(Design of Experiment), 质量控制(Quality Control)等等。利用统计的方法来解决实际工程中的问题,比如预测汽车养护的时间, 比如通过抽样做出残次品的成因分析
人因工程实际也是一种优化,只是通过实验数据调整展品的实际,使得产品更人性化,使人使用的效率最大化
a) 邮递、快递员怎么安排自己一天行程能送出最多包裹?
b) 航空公司开什么航线?怎么开航线? 为什么要转机?对于航空公司是从西雅图到北京是直飞挣钱还是转机挣钱?
c) 电商公司在哪里建仓库能够快速投递到客户手中?
d) 机器学习中支持向量机的算法是怎么训练出来到达分类的目的的?
e) 金融投资有限的资金怎么分配可以降低投资风险?
f) 制造业怎样优化生产计划来实现资源配置最优?缩短工期按时交付?
g) 施工工地寸土寸金,怎么合理利用有限的空间来堆放施工物资,保证施工正常进行?
h) 工位的灯离地面多高,瓦数多少,达到工人作业标准?椅子多高可以降低工人疲劳?
简单说了几个例子,可以看出工业工程在企业中的应用已经涉及到制造业,金融,供应链,物流,计算机IT,大数据分析的方方面面。他们的背后永远都是优化,优化,再优化。
通过上面对工业工程在企业中的应用可以发现,其实这些都是工业工程可以找工作的领域,但是从国内的目前发展来看,以上很多问题还是领导“凭经验”决定,而不是通过数据分析来优化的。但是已经有很多的企业意识到领导的“经验”可以带来3% 成本的降低,但是通过数据分析得来的成本降低或者利润提高是远大于这个数字的。目前国内活跃的工业工程的就业方向主要有:电商的库存管理,仓库规划, 城市规划设计院的功能性设计规划,金融领域的投资风险控制,制造业生产流程优化类的职位。不过有经验的筒子们发现这些职位很多都没写需要工业工程专业的人,很简单国内对工业工程的理解很有局限。
对于海外的工业工程的发展则是另外一个繁荣。这基于国外人对这个专业认知的在一个比较高的水平。听说80%的美国高层领导都有工业工程相关的背景,具体没有考察,但是一般的HR 不会不知道工业工程 Industrial Engineering (IE)是什么的。 就业的方向也是所有工程类专业最多最杂的。很多人问工业工程的就业平均工资不是看专业平均工资,而是问专业在某一领域的平均工资。因为国外工业工程就业的方向太多了, 比如医疗行业的流程优化再造,航空公司的航线规划,利润管理,物流公司的线路优化,制造业成本控制,物料库存管理,生产规划,采购管理,建筑行业的施工进度优化,资源优化, 计算机领域的大数据分析,机器学习,数据挖掘,连消防队都有一个学工业工程的人来优化消防站的在一个城市区域范围内的布局。
造成国内国外发展的巨大的差异在于国内用数据说话的时代才刚刚开始,行业的经验,各种经验参数,经验公式还在主导作用。相比之下台湾和日本的工业工程发展很快,原因是他们更早的意识到自己不是地大物博,资源有限必须优化配置。
虽然看上去工业工程很多企业行业都需要,也有工业工程是个“万金油”的专业的说法,但是需要指出的是工业工程更多是企业发展到一定阶段需要提升管理水平,优化资源配置的时候的需要,不是大部分中小型公司在发展初期的刚需。大多工业工程师在企业中扮演的是一个内部咨询的角色,而不是创造产品的第一人。当然不排除有一部分公司以工业工程、优化咨询作为服务型产品输出。
Womack, J. T., and Jones, D. T. (1996), Lean Thinking: Banish Waste and Create Wealth in Your Corporation, Simon & Schuster, New York.
工业工程(Industrial Engineering 简称IE),是从科学管理的基础上发展起来的一门应用性工程专业技术。工业工程又分传统IE和现代IE。传统IE是通过时间研究与动作研究,工厂布置,物料搬运,生产计划和日程安排等,以提高劳动生产率。现代IE以运筹学和系统工程作为理论基础,以计算机作为先进手段,兼容并蕴涵了诸多新学科和高新技术。
美国工业工程学会(AIIE)对工业工程的定义
“工业工程是对人、物料、设备、能源和信息等所组成的集成系统,进行设计、改善和实施的一门学科,它综合运用数学、物理、和社会科学的专门知识和技术,结合工程分析和设计的原理与方法,对该系统所取得的成果进行确认、预测和评价。”
从上述的定义,读者或许可获知一个大概。概括而言,所有人类及非人类参与的活动,只要有动作出现的,都可应用工业工程的原理原则,以及工业工程的一套系统化的技术,经由最佳途径达到目的。譬如工业工程中的动作连贯性分析(operation sequence),由于人类的任何一种动作都有连贯性,因此把各动作经仔细分析,分成一个个微细单元,删掉不必要的动作,合并可连接的动作,以达到工作简化、动作经济、省时省工之目的。
工业工程又分传统IE和现代IE。传统IE是通过时间研究与动作研究,工厂布置,物料搬运,生产计划和日程安排等,以提高劳动生产率。现代IE以运筹学和系统工程作为理论基础,以计算机作为先进手段,兼容并蕴涵了诸多新学科和高新技术。
日本对工业工程(IE)的新定义
日本IE协会(JIIE)成立于1959年。当时对IE的定义是在美国AIIE于1955年的定义的基础上略加修改而制定的。其定义如下:
“IE是对人、材料、设备所集成的系统进行设计、改善和实施。为了对系统的成果进行确定、预测和评价,在利用数学、自然科学、社会科学中的专门知识和技术的同时,还采用工程上的分析和设计的原理和方法。”
此后,根据AIIE的修改和补充,又在“人、材料、设备”上加上了信息和能源。
JIIE根据IE长期(特别战后)在日本应用所取得的成果和广泛的应用,IE不论在理论上和方法上都取得了很大的发展。JIIE深感过去的定义已不适于现代的要求,故对IE重新定义。其定义如下:
“IE是这样一种活动,它以科学的方法,有效地利用人、财、物、信息、时间等经营资源,优质、廉价并及时地提供市场所需要的商品和服务,同时探求各种方法给从事这些工作的人们带来满足和幸福。”
这个定义简明、通俗、易懂,不仅清楚地说明了IE的性质、目的和方法,而且还特别对人的关怀也写入定义中,体现了“以人为本”的思想。这也正是IE与其它工程学科的不同之处。
闯出一片天
2022-10-31工业工程(Industrial Engineering)、运筹学(Operations Research)和系统工程(Systems Engineering)是研究如何分析复杂系统并建立抽象模型从而改进系统的学科。与传统工程学及数理学科不同,这一领域的重点在于研究决策者(人)在复杂系统中的作用。传统上,工业工程师的工作集中在设计、执行、评估和改进集合人力、资金、信息、知识、厂房、设备、能源、物料和流程的制造业生产系统。近年来更多的工业工程师投身到诸如物流、信息、金融、医疗、药剂、护理、服务、研发、国防等等众多产业当中从事系统分析与改进工作。简短的说,工业工程师能在任何领域当中发挥作用。工业工程师在获得工业工程学位之前也往往拥有数学、自然科学、社会科学、统计、计算机或其他工程学位。工业工程师从系统科学的角度出发,理性化地处理系统中的不确定因素及复杂交互作用,从而解决产业系统中的重大管理问题和优化系统。计算机应用的深入帮助工业工程师能够应对更为复杂的问题。这些对企业的盈利能力和长远发展有着深远意义。
美国工业工程师学(AIIE)在1955年对工业工程做出定义:工业工程是综合应用数学、应用物理和社会科学的专门知识、技能以及工程分析和设计的原则和方法,对人员、物料、信息、设备和能源组合而成的综合系统进行设计、改进和实施,并且对系统的成果进行鉴定、预测和评估。[1]
在精益制造系统中,工业工程师致力于消灭在生产过程中对时间、经费、材料、能源以及其他资源的浪费。他们使过程更加有效率,产品质量稳定并且更容易制造,产量得到提高。
同大多数工程学科非常专业化的应用领域不同,工业工程在几乎每一种产业中都有广泛应用。例如如何缩短在主题公园前排起的长队,优化操作方法,全球货物派送(供应链管理),制造更加价格低廉并且可靠的车辆等。
工业工程这一名称很容易招致误解,起初,工业工程名为科学管理,而在现在,大韩民国(韩国、韩国、南朝鲜)等国家工业工程被称作产业工程,这更符合它现在的应用范围。它最初被应用于制造业,然而现在,它已经在其他相关的服务和产业得到广泛的应用。工业工程的也往往被称作运作管理、系统工程和工程管理等等。
专业领域
一个工业工程师的专业包括以下元素的部分或者全部。仅仅接受过有限教育或者实践经验有限的应用者可能只熟悉以下的少数类型。
领域包括
运筹学(包括:优化学与数学规划,优化算法,系统仿真,随机过程,马尔可夫链和马尔可夫决策过程,排队论,存储论,决策分析,博弈论 等),管理科学,决策科学,人工智能,概率和统计方法,预测学,系统集成,系统工程,大系统控制理论,工业战略管理,生产系统,运作管理,价值链管理,供应链管理,物流工程与管理,交通运输系统,服务管理,技术管理,产品开发管理,品质工程和管理,可靠性工程,六标准差改善方法论,精益制造,再造工程与流程改进,电子商务,信息系统工程与管理,知识管理,数据挖掘,工程经济学,组织系统工程,蒙地卡罗模拟法,制造系统MES,厂房设计,仓储管理,工作空间设计与设备管理,人因工程学 ,失效模式分析(FMEA),实验设计(DOE),作业管理(OM),资料探勘,高等统计作业法,同步工程,类神经预测法,运输规划,数位人体模型,生物力学,制程能力分析,统计推论与应用,CAD/CAM,文件/知识管理,应用几率,系统化创新工程,资料挖矿,计算金融学、微电脑应用,算法与应用等等。
工业工程课程
2012年度 U.S News 工业工程院系排名[2]高校排名
乔治亚理工学院工业与系统工程学院01密歇根大学工业与运作工程系02加州伯克利大学工业工程与运筹学系03普度大学工业工程学系04斯坦福大学管理科学与工程系05德州农工大学工业与系统工程系06西北大学工业工程与管理科学系07宾州州立大学工业与制造工程系08威斯康星大学麦迪逊分校工业工程 (页面存档备份,存于互联网档案馆)系09维吉尼亚理工大学工业与系统工程系10
工业工程学士学位通常要求学生在修完基础学科(人文艺术、自然科学及社会科学),数学(微积分、工程数学、概率、统计、微分方程、积分方程与数值分析等),和基础工程学科(力学、热学、电学、磁学等)后研修以下课程:
价值工程
价值工程是基于如下命题:在任何复杂的产品中,80%的顾客只需要20%的功能,通过集中于产品研发,人们可以为市场主体制造更加优良的产品,同时使用较少的成本。当顾客需要更多功能的时候,这些功能作为可选配件提供。这个措施在工程作为主要成本的复杂的机电产品,例如电脑打印机中非常有用!
为了减少一个计划的工程和设计成本,经常把总体分解成各种可以一次设计和制造完成并且对很多相似产品都可以适用的零部件。例如,一个典型的磁带播放机有一个使用精密注射铸造制造而成的磁带卡座,这是由小工厂制造生产并检验,并且提供给比其大得多的公司作为零部件的。这个卡座的工具设计成本被大量不同型号的产品平均,其他的产品只需要设计出合适的安装位置就可以了。