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第1部分 工业工程的历史和展望3

第1章　工程的历史和工业工程的发展3

1.1 引言3

1.2　早期发展状况3

1.3　现代发展状况5

1.4 工程程序6

1.5　工程作为一种职业7

1.6　职业道德8

1.7　职业执照9

1.8 工程教育和工程技术认证委员会（ABET）的认证10

1.9　工业工程年表12

1.10　工业工程组织16

1.11　工业工程的定义17

1.12　工业工程教育17

1.13　相关领域发展的影响18

1.13.1　运筹学的影响18

1.13.2　数字计算机的影响19

1.13.3　服务业的出现20

1.14　与其他工程学科的关系20

1.15　未来的挑战21

讨论题22

第2章　工业与系统工程23

2.1 引言23

2.2　工业与系统工程设计23

2.2.1　人类活动系统24

2.2.2　管理控制系统24

2.3　工业与系统工程师的典型活动26

2.3.1　生产运作层26

2.3.2　管理系统层28

2.3.3　公司全局性服务层29

2.4　与整体组织的关系31

2.5　工业与系统工程职能的内部组织32

2.6　工业与系统工程职能的绩效测评方法33

2.7　“系统”的本质34

2.7.1　定义34

2.7.2　系统分类34

2.8　系统中的反馈控制35

讨论题37

第2部分　工业与系统工程方法论41

第3章　制造工程41

3.1 引言41

3.2　产品设计—生产工艺设计的相互作用42

3.3　工艺学43

3.3.1　定义产品的结构和规格43

3.3.2　评估零部件的易制造性44

3.3.3　确定能够用于加工零件的可选工艺44

3.3.4　各种工艺的成本估算47

3.3.5　确定加工顺序51

3.3.6　形成工艺文件51

3.4　工艺方法53

3.4.1　冶炼与合金工艺53

3.4.2　铸造54

3.4.3　金属成形55

3.4.4　金属切削56

3.4.5　焊接61

3.4.6　装配62

3.4.7　表面精整62

3.5　辅助职能62

3.5.1　工具、夹具和卡具的设计63

3.5.2　成本估算64

3.5.3　对维护系统进行设计65

3.5.4　对包装系统进行设计67

3.6　实例67

3.7　计算机应用70

讨论题70

练习题71

第4章　设施选址与布局73

4.1　设施选址简介73

4.2　考虑事项74

4.3　分析技术75

4.3.1　运输问题的线性规划方法76

4.3.2　多目标问题80

4.3.3　数学规划（可选）83

4.3.4　公用事业部门的选址问题87

4.4　设施布局引论90

4.5　总体考虑事项93

4.6　系统布局设计94

4.7　计算机化的布局设计（可选）102

4.8　计算机带来的影响107

讨论题107

练习题108

第5章　物料搬运、配送和路径安排114

5.1 引言114

5.2　物料搬运115

5.2.1　设备的概念115

5.2.2　物料搬运的原则119

5.2.3　定量技术120

5.3　配送123

5.3.1　仓库选址123

5.3.2　运作管理——路径安排123

5.3.3　公共部门的路径安排131

讨论题132

练习题133

第6章　工作设计和组织绩效——工作测定136

6.1 引言136

6.2　方法改进139

6.2.1　流程程序图140

6.2.2　双手操作图142

6.2.3　其他图表146

6.2.4　动作经济性原则146

6.2.5　人因工程148

6.3　工作测定148

6.3.1　直接时间研究法149

6.3.2　时间研究标准资料法153

6.3.3　预定时间标准法154

6.3.4　预定时间系统标准资料法155

6.3.5　工作抽样155

6.4　组织的系统绩效测定156

6.4.1　生产率测定基础157

6.4.2　标准化生产率测定模型158

6.4.3　多因素生产率测定模型159

6.5 电子计算机与工作测定和工作设计160

讨论题160

练习题161

第7章　生产（运作）计划与控制164

7.1 引言164

7.2　生产（运作）计划与控制概述165

7.2.1　需求预测（Ⅰ）165

7.2.2　生产（运作）计划（Ⅱ）166

7.2.3　库存计划和控制（Ⅲ）166

7.2.4　生产作业计划（Ⅳ）167

7.2.5　调度和过程控制（Ⅴ）167

7.2.6　接口168

7.2.7　各职能的综合169

7.3　需求预测技术169

7.3.1　移动平均法169

7.3.2　指数平滑法170

7.3.3　回归分析法170

7.4　生产（运作）计划技术172

7.5　库存计划与控制技术174

7.6　生产作业计划技术177

7.7　调度和进程控制179

7.8　MRP系统179

7.9　准时生产制183

讨论题184

练习题184

第8章　质量控制187

8.1 引言187

8.2　发展简史187

8.3　Malcolm Baldrige国家质量奖188

8.4　戴明的持续改进观191

8.5　朱兰对质量思想的贡献192

8.6　在线和离线质量控制工具192

8.7　质量功能配置193

8.8　质量成本系统194

8.9　标杆管理195

8.10　统计过程控制的工具196

8.10.1　流程图196

8.10.2　因果关系图198

8.10.3　检查表200

8.10.4　排列图201

8.10.5　柱状图202

8.10.6　散布图203

8.10.7　实验设计204

8.11　控制图的产生背景205

8.12　各种变量的控制图207

8.13　控制图的敏感度检验210

8.14　工序能力分析211

8.15　特性数据控制图212

8.15.1　p控制图212

8.15.2　c控制图215

讨论题216

练习题216

第9章　财务补偿221

9.1 引言221

9.2　工作分析222

9.3　工作评定224

9.3.1　排队法224

9.3.2　分类法或等级描述法224

9.3.3　因素比较法225

9.3.4　分级打分法227

9.4　工资调查232

9.5　工资支付233

9.5.1　计时制233

9.5.2　考核计时制233

9.5.3　计件奖励制234

9.5.4　标准工时制234

9.5.5　团队奖励计划235

讨论题238

练习题238

第10章　计算机辅助设计／制造、机器人和自动化241

10.1　第二次工业革命241

10.1.1　制造业的简要历史241

10.1.2　计算机和电子技术的影响242

10.1.3　其他最新发展243

10.1.4　未来企业243

10.2　计算机辅助设计244

10.2.1　计算机在产品设计中的应用244

10.2.2　计算机在流程设计中的应用245

10.2.3　计算机在电子设计中的应用246

10.3　计算机辅助制造246

10.3.1　计算机辅助工艺设计246

10.3.2　数字控制247

10.3.3　成组技术248

10.3.4 自动存取和处理250

10.3.5　计算机辅助检测251

10.3.6　计算机辅助工厂管理252

10.3.7　柔性制造系统的概念252

10.4　机器人254

10.4.1　机器人的定义和概述254

10.4.2　机器人的基本结构和性能指标255

10.4.3　机器人的应用255

10.5 自动化256

10.6　计算机集成制造257

10.7　工业工程师发展的良机259

讨论题260

第11章　人因工程261

11.1　概述261

11.2　人类行为的生理特性262

11.3　人类行为的心理特性263

11.4　人与工作的界面264

11.4.1　人与工作环境界面264

11.4.2　人机界面265

11.4.3　人与信息／交流系统的界面266

11.4.4　人与组织／管理机构的接触界面267

11.4.5　人与机器人或智能机器的界面267

讨论题269

第12章　资源管理270

12.1　概述270

12.1.1　能源管理270

12.1.2　水资源管理270

12.1.3　危险材料管理271

12.1.4　本章结构271

12.2　能源管理271

12.2.1　为什么进行能源管理272

12.2.2　为什么要用工业工程272

12.2.3　必需的要素273

12.2.4　能源费率计划273

12.2.5　备选费率计划275

12.2.6　能源管理机会276

12.3　水资源管理279

12.4　危险材料的管理280

12.4.1　政府规章281

12.4.2　工业工程的角色281

12.5　小结283

讨论题283

练习题284

第13章　财务管理与工程经济285

13.1 引言285

13.2　会计286

13.3　成本会计290

13.4　工程经济291

13.5　利息因数293

13.5.1　一次偿付复利因数293

13.5.2　其他利息因数294

13.5.3　示例296

13.6 回到Gadgets公司的例子——现值计算法297

13.7　计算机对会计和工程经济的影响299

讨论题300

练习题301

第14章　确定性运筹学303

14.1　引言——定义303

14.2　运筹学与工业工程的相似性303

14.3　运筹学的性质304

14.3.1　经济订货批量304

14.3.2　厂址选择304

14.3.3　工作评定305

14.3.4　质量控制305

14.3.5　其他305

14.4　运筹学的分类305

14.4.1　确定性方法306

14.4.2　随机性方法306

14.5　确定性运筹学307

14.6　数学规划307

14.7　无约束最优化307

14.8　线性规划313

14.8.1　分派问题316

14.8.2　运输问题319

14.9　其他技术321

14.9.1　非线性规划322

14.9.2　整数规划322

14.9.3　0-1规划322

14.9.4　二次规划322

14.9.5　几何规划322

14.9.6　其他规划322

14.10　计算机的影响322

讨论题323

练习题323

第15章　概率模型327

15.1　引言327

15.2　排队论327

15.2.1　排队系统结构328

15.2.2　排队论的符号328

15.2.3　单服务通道329

15.3　存贮控制331

15.3.1　单周期模型——无订货费用332

15.3.2　批量-订货点模型334

15.3.3　周期检查模型335

15.4　马尔可夫链336

15.4.1　正则马尔可夫链337

15.4.2　嵌入式马尔可夫链338

15.5　统计学和计算机的影响339

讨论题339

练习题340

第16章　仿真342

16.1　引言342

16.2　仿真实例342

16.3　随机数的产生348

16.4　时间流机制351

16.5　仿真语言352

练习题353

第17章　项目管理355

17.1　引言355

17.2　项目的网络计划356

17.3　关键路径法358

17.3.1　“最早开始”方式359

17.3.2　“最迟结束”方式361

17.3.3　活动总时差362

17.3.4　关键路径362

17.4　计划评审技术362

17.5　时间-成本优化365

17.6　资源平衡370

讨论题370

练习题371

第3部分　集成系统设计375

第18章　系统的概念375

18.1 引言375

18.2　系统思想介绍375

18.2.1　系统思想的起源375

18.2.2　系统的层级性377

18.3　定义和术语379

18.4　系统工程381

18.4.1　系统分析与设计381

18.4.2　系统设计流程381

18.5　系统描述383

18.5.1　方块图383

18.5.2　转移函数385

讨论题386

第19章　管理系统设计388

19.1　引言与展望388

19.2　用系统的观点看待组织389

19.2.1　展望389

19.2.2　寻找起始点390

19.2.3　共同目标391

19.2.4　设定目的和目标392

19.2.5　整体框架394

19.3　组织设计395

19.3.1 目标的详细描述395

19.3.2　功能的确定396

19.3.3　功能归类396

19.3.4　功能目标397

19.3.5　工作描述397

19.3.6　管理控制397

19.3.7　组织设计是连续和动态的397

19.3.8　组织结构397

19.3.9　组织内的协调398

19.3.10　保持设计常新399

19.4　提供管理控制399

19.5　组织的生命周期400

19.5.1　组织的生命周期阶段400

19.5.2　组织复兴和再设计401

19.5.3　学习型组织402

讨论题402

第20章　计算机和信息系统405

20.1　展望405

20.2　信息系统的基本概念406

20.3　信息系统设计过程407

20.3.1　可行性研究407

20.3.2　系统分析407

20.3.3　系统概要设计409

20.3.4　系统评估与合理化409

20.3.5　系统详细设计409

20.3.6　系统实施410

20.3.7　系统运行和维护410

20.4　数据库管理系统411

20.5　数据通信网络413

讨论题415

第21章　人力资源管理416

21.1　引言416

21.2　选拔、测试和安置417

21.3　绩效评价、培训、教育和晋升419

21.4　工作分析和工作描述422

21.5　劳资关系422

21.6　安全计划423

21.7　福利和公益424

21.8　激励、监督指导和沟通425

21.8.1　激励425

21.8.2　监督指导426

21.8.3　沟通427

21.9　工程管理428

讨论题429

练习题429

附录433

附录A　概率论与统计学433

A.1　概述433

A.2　基本概率理论433

A.2.1　样本空间433

A.2.2　事件434

A.2.3　事件的概率434

A.2.4　运算法则435

A.2.5　组合435

A.3　随机变量436

A.4　概率的估算437

A.5　几个重要的概率分布438

A.5.1　离散型分布的性质439

A.5.2　二项分布439

A.5.3　泊松分布440

A.5.4　均匀分布441

A.5.5　连续分布的性质442

A.5.6　正态分布443

A.5.7　指数分布443

A.5.8　矩形分布444

A.5.9　分布小结445

A.6　期望值与方差445

A.6.1 平均值445

A.6.2　方差446

A.7　总体和样本446

A.7.1　总体446

A.7.2　样本447

A.7.3　样本统计量447

A.7.4　样本平均值的分布448

A.8　中心极限定理449

附录B　图表450

表B.1 泊松分布——累积450

表B.2　正态分布——累积453