Industriell ingeniørfag - Industrial engineering
Industriell ingeniørfag er et ingeniørfag som er opptatt av optimalisering av komplekse prosesser , systemer eller organisasjoner ved å utvikle, forbedre og implementere integrerte systemer for mennesker, penger, kunnskap, informasjon og utstyr. Industriell ingeniørfag er sentral i produksjonsvirksomheten.
Industrielle ingeniører bruker spesialisert kunnskap og ferdigheter innen matematisk, fysisk og samfunnsvitenskap , sammen med prinsippene og metodene for ingeniøranalyse og design, for å spesifisere, forutsi og evaluere resultatene fra systemer og prosesser. Det er flere industritekniske prinsipper som følges i produksjonsindustrien for å sikre effektiv flyt av systemer, prosesser og operasjoner. Dette inkluderer Lean -produksjon, Six Sigma, Informasjonssystemer, Prosessegenskaper og DMAIC. Disse prinsippene gjør det mulig å lage nye systemer , prosesser eller situasjoner for nyttig koordinering av arbeidskraft , materialer og maskiner og også forbedre kvaliteten og produktiviteten til systemer, fysiske eller sosiale. Avhengig av de involverte delspesialitetene, kan industriteknikk også overlappe operasjonsforskning , systemteknikk , produksjonsteknikk , produksjonsteknikk , supply chain engineering , ledelsesvitenskap , ledelse, finansteknikk , ergonomi eller menneskelige faktorteknikk , sikkerhetsteknikk , logistikk engineering eller andre, avhengig av synspunktet eller motivene til brukeren.
Historie
Opprinnelse
Industriell ingeniørfag
Det er en generell enighet blant historikere om at røttene til industriingeniøryrket stammer fra den industrielle revolusjonen . Teknologiene som hjalp til med å mekanisere tradisjonelle manuelle operasjoner i tekstilindustrien, inkludert flybussen , den snurrende jennyen , og kanskje viktigst av alt , genererte dampmaskinen stordriftsfordeler som gjorde masseproduksjon på sentraliserte steder attraktive for første gang. Konseptet med produksjonssystemet hadde sin opprinnelse i fabrikkene skapt av disse innovasjonene. Det har også blitt antydet at kanskje Leonardo da Vinci var den første industrielle ingeniøren, fordi det er bevis på at han brukte vitenskap til analyse av menneskelig arbeid, ved å undersøke hvor raskt en mann kunne måke smuss rundt år 1500. Andre sier også at IE -yrket vokste fra Charles Babbages studie av fabrikkdrift og spesielt hans arbeid med produksjon av rette pinner i 1832. Imidlertid har det generelt blitt hevdet at disse tidlige innsatsene, selv om de var verdifulle, bare var observasjonelle og ikke forsøkte å konstruere de undersøkte jobbene eller øke den totale produksjonen.
Spesialisering av arbeidskraft
Adam Smiths konsepter om arbeidsdeling og kapitalismens "usynlige hånd" introdusert i sin avhandling " The Wealth of Nations " motiverte mange av de teknologiske innovatørene til den industrielle revolusjonen til å etablere og implementere fabrikksystemer. Innsatsen til James Watt og Matthew Boulton førte til det første integrerte maskinproduksjonsanlegget i verden, inkludert bruk av konsepter som kostnadskontrollsystemer for å redusere avfall og øke produktiviteten og institusjon for ferdighetstrening for håndverkere.
Charles Babbage ble assosiert med industriteknikk på grunn av konseptene han introduserte i boken "On the Economy of Machinery and Manufacturers" som han skrev som et resultat av sine besøk på fabrikker i England og USA på begynnelsen av 1800 -tallet. Boken inneholder emner som tiden det tar å utføre en bestemt oppgave, effekten av å dele oppgaver i mindre og mindre detaljerte elementer og fordelene med å gjenta repetitive oppgaver.
Utskiftbare deler
Eli Whitney og Simeon North beviste muligheten for ideen om utskiftbare deler ved fremstilling av musketer og pistoler for den amerikanske regjeringen. Under dette systemet ble individuelle deler masseprodusert til toleranser for å gjøre det mulig å bruke dem i ethvert ferdig produkt. Resultatet var en betydelig reduksjon i behovet for ferdigheter fra spesialiserte arbeidere, noe som til slutt førte til at industrimiljøet ble studert senere.
Pionerer
Frederick Taylor (1856 - 1915) blir generelt kreditert som far til Industrial Engineering -disiplinen. Han tok en grad i maskinteknikk fra Stevens Institute of Technology og tjente flere patenter fra oppfinnelsene hans. Bøkene hans, Shop Management og The Principles of Scientific Management som ble utgitt på begynnelsen av 1900 -tallet, var begynnelsen på Industrial Engineering. Forbedringer i arbeidseffektivitet under metodene hans var basert på å forbedre arbeidsmetoder, utvikle arbeidsstandarder og redusere tiden som kreves for å utføre arbeidet. Med en fast tro på den vitenskapelige metoden, søkte Taylors bidrag til "Time Study" et høyt presisjonsnivå og forutsigbarhet for manuelle oppgaver.
Mann-og-kone-teamet til Frank Gilbreth (1868-1924) og Lillian Gilbreth (1878-1972) var den andre hjørnesteinen i Industrial Engineering-bevegelsen hvis arbeid er plassert ved Purdue University School of Industrial Engineering. De kategoriserte elementene i menneskelig bevegelse i 18 grunnelementer som kalles therbligs . Denne utviklingen tillot analytikere å designe jobber uten kunnskap om tiden det tar å gjøre en jobb. Denne utviklingen var begynnelsen på et mye bredere felt kjent som menneskelige faktorer eller ergonomi.
I 1908 ble det første kurset om industriteknikk tilbudt som valgfag ved Pennsylvania State University , som ble et eget program i 1909 gjennom innsats fra Hugo Diemer . Den første doktorgraden i industriteknikk ble tildelt i 1933 av Cornell University .
I 1912 utviklet Henry Laurence Gantt Gantt -diagrammet som skisserer handlinger organisasjonen sammen med forholdene deres. Dette diagrammet åpner en senere form som vi kjenner til i dag av Wallace Clark .
Med utviklingen av samlebånd stod fabrikken til Henry Ford (1913) for et betydelig sprang fremover i feltet. Ford reduserte monteringstiden til en bil mer enn 700 timer til 1,5 timer. I tillegg var han en pioner for økonomien i den kapitalistiske velferden ("velferdskapitalisme") og flagget for å gi økonomiske insentiver for ansatte til å øke produktiviteten.
I 1927 var daværende Technische Hochschule Berlin det første tyske universitetet som introduserte graden. Studieforløpet utviklet av Willi Prion ble da fremdeles kalt "Business and Technology" og var ment å gi etterkommere av industrialister tilstrekkelig utdannelse.
Omfattende kvalitetsstyringssystem ( Total Quality Management eller TQM) som ble utviklet på førtiårene, tok fart etter andre verdenskrig og var en del av gjenopprettelsen av Japan etter krigen.
Den amerikanske Institute of Industrial Engineering ble dannet i 1948. Den tidlige arbeider av FW Taylor og Gilbreths ble dokumentert i artikler presentert på American Society of Mechanical Engineers som interessen vokste fra bare å forbedre maskinens ytelse til resultatene av den totale produksjonsprosessen; først og fremst med presentasjonen av Henry R. Towne (1844 - 1924) av papiret The Engineer as An Economist (1186).
Moderne praksis
I 1960 til 1975, med utviklingen av beslutningsstøttesystemer innen forsyning, for eksempel materialkravplanlegging (MRP), kan man understreke timingproblemet (lager, produksjon, sammensetning, transport, etc.) av industriell organisasjon. Den israelske forskeren Dr. Jacob Rubinovitz installerte CMMS-programmet utviklet i IAI og Control-Data (Israel) i 1976 i Sør-Afrika og over hele verden.
På syttitallet, med inntrengning av japanske ledelsesteorier som Kaizen og Kanban , innså Japan svært høye nivåer av kvalitet og produktivitet. Disse teoriene forbedret spørsmål om kvalitet, leveringstid og fleksibilitet. Selskaper i vest innså den store effekten av Kaizen og begynte å implementere sine egne kontinuerlige forbedringsprogrammer . W. Edwards Deming ga betydelige bidrag til minimering av varians fra 50 -tallet og til slutten av livet.
På nittitallet, etter den globale industriens globaliseringsprosess, ble det lagt vekt på supply chain management og kundeorientert design av forretningsprosesser. Teori om begrensninger utviklet av en israelsk forsker Eliyahu M. Goldratt (1985) er også en viktig milepæl på feltet.
Sammenlignet med andre ingeniørfag
Engineering er tradisjonelt dekomponerende. For å forstå det hele, blir det først delt inn i dets deler. Man mestrer delene, og setter dem deretter sammen igjen for å skape en bedre forståelse av hvordan man mestrer helheten. Tilnærmingen til industriell og systemteknikk (ISE) er motsatt; noen del kan ikke forstås uten konteksten til hele systemet. Endringer i en del av systemet påvirker hele systemet, og rollen til en enkelt del er å bedre tjene hele systemet.
Også industriteknikk tar hensyn til den menneskelige faktoren og dens forhold til det tekniske aspektet av situasjonen og alle de andre faktorene som påvirker hele situasjonen, mens andre ingeniørdisipliner fokuserer på utformingen av livløse objekter.
"Industriingeniører integrerer kombinasjoner av mennesker, informasjon, materialer og utstyr som produserer innovative og effektive organisasjoner. I tillegg til produksjon jobber og rådgiver ingeniører i alle bransjer, inkludert sykehus, kommunikasjon, netthandel, underholdning, myndigheter, finans, mat, legemidler, halvledere, sport, forsikring, salg, regnskap, bank, reise og transport. "
"Industriell ingeniørfag er grenen av ingeniørfag som er nærmest knyttet til menneskelige ressurser ved at vi bruker sosiale ferdigheter til å jobbe med alle typer ansatte, fra ingeniører til selgere til toppledelse. Et av hovedfokusene til en industriell ingeniør er å forbedre arbeidet miljøer for mennesker - ikke for å endre arbeideren, men for å endre arbeidsplassen. "
"Alle ingeniører, inkludert industrielle ingeniører, tar matematikk gjennom beregning og differensialligninger. Industriell ingeniørfag er forskjellig ved at den er basert på diskret variabel matematikk, mens all annen ingeniørfag er basert på kontinuerlig variabel matematikk. Vi legger vekt på bruk av lineær algebra og forskjell likninger, i motsetning til bruk av differensialligninger som er så utbredt i andre ingeniørfag. Denne vektleggingen blir tydelig ved optimalisering av produksjonssystemer der vi sekvenserer ordrer, planlegger batcher, bestemmer antall materialhåndteringsenheter, ordner fabrikkoppsett, finne sekvenser av bevegelser, etc. Som industrielle ingeniører håndterer vi nesten utelukkende systemer med diskrete komponenter. "
Etymologi
Etymologi
Selv om det opprinnelig ble brukt på produksjon , kan bruken av "industriell" i "industriteknikk" være noe misvisende, siden det har vokst til å omfatte enhver metodisk eller kvantitativ tilnærming for å optimalisere hvordan en prosess, et system eller en organisasjon fungerer. Faktisk betyr "Industrial" i industriteknikk "industrien" i sin videste forstand. Folk har endret begrepet "industriell" til bredere termer som Industrial and Manufacturing Engineering , Industrial and Systems Engineering , Industrial Engineering & Operations Research , Industrial Engineering & Management .
Deldisipliner
Industriell ingeniørfag har mange underdisipliner, hvorav de vanligste er listet opp nedenfor. Selv om det er industrielle ingeniører som utelukkende fokuserer på en av disse deldisiplinene, har mange å gjøre med en kombinasjon av dem som Supply Chain and Logistics, and Facilities and Energy Management.
Metoder Engineering
Anleggsteknikk og energiledelse
Finansiell ingeniørfag
Energiteknikk
Human Factors & Safety Engineering
Informasjonssystemteknikk og -ledelse
Produksjonsteknikk
Operasjonsteknikk og ledelse
Driftsforskning og optimalisering
Policyplanlegging
Produksjonsteknikk
Kvalitet og pålitelighetsteknikk
Supply Chain Management & Logistics
Systemteknikk og analyse
Systemsimulering
Relaterte disipliner
Organisasjonsutvikling og endringsledelse
Atferdsøkonomi
utdanning
Industrielle ingeniører studerer samspillet mellom mennesker og maskiner, materialer, informasjon, prosedyrer og miljøer i slike utviklinger og i utformingen av et teknologisk system.
Universiteter tilbyr grader på bachelor-, master- og doktorgradsnivå.
Undervisningsprogram
2022 US News lavere rangering | |
---|---|
universitet | Rang |
|
|
Georgia Institute of Technology | 1 |
Purdue universitet | 2 |
University of Michigan | 3 |
Virginia Polytechnic Institute og State University | 3 |
Cornell University | 5 |
Pennsylvania State University | 6 |
University of California, Berkeley | 7 |
University of Wisconsin, Madison | 8 |
Northwestern University | 9 |
Universitetet i Stanford | 10 |
I USA er bachelorgraden oppnådd bachelor of science (BS) eller bachelor of science and engineering (BSE) i industriteknikk (IE). Variasjoner av tittelen inkluderer Industrial & Operations Engineering (IOE) og Industrial & Systems Engineering (ISE eller ISyE). Den typiske læreplanen inkluderer et bredt matematisk og vitenskapelig grunnlag som strekker seg over kjemi , fysikk , mekanikk (dvs. statikk, kinematikk og dynamikk), materialvitenskap , informatikk , elektronikk/kretser, ingeniørdesign og standardutvalget for ingeniørmatematikk (dvs. beregning , lineær algebra , differensialligninger , statistikk ). For at ingeniørstudier skal bli akkreditert, uavhengig av konsentrasjon, må det dekke et stort sett lignende omfang av slike grunnleggende arbeider - som også overlapper sterkt med innholdet som er testet på en eller flere ingeniørlisensieringseksamener i de fleste jurisdiksjoner.
Kurset spesifikt for IE innebærer spesialiserte kurs innen områder som optimalisering , anvendt sannsynlighet , stokastisk modellering, design av eksperimenter , statistisk prosesskontroll , simulering , produksjonsteknikk , ergonomi / sikkerhetsteknikk og ingeniørøkonomi . Industriell ingeniørfagskurs dekker vanligvis mer spesialiserte emner innen områder som produksjon , forsyningskjeder og logistikk , analyse og maskinlæring , produksjonssystemer , menneskelige faktorer og industriell design og servicesystemer .
Enkelte handelshøyskoler kan tilby programmer med en viss overlappende relevans for IE, men ingeniørprogrammene kjennetegnes ved et mye mer intenst kvantitativt fokus, nødvendige ingeniørfaglige valgfag og kjernekursene i matematikk og naturfag som kreves av alle ingeniørprogrammer.
Utdannet læreplan
2019 US News kandidater rangering | |
---|---|
universitet | Rang |
|
|
Georgia Institute of Technology | 1 |
University of Michigan | 2 |
Northwestern University | 3 |
University of California, Berkeley | 4 |
Virginia Tech | 4 |
Pennsylvania State University | 6 |
Purdue universitet | 6 |
University of Wisconsin - Madison | 6 |
Cornell University | 9 |
Massachusetts Institute of Technology | 9 |
Den vanlige oppnådde doktorgraden er master of science (MS) eller master of science and engineering (MSE) i industriteknikk eller forskjellige alternative relaterte konsentrasjonstitler.
Typiske MS -læreplaner kan dekke:
- Produksjonsteknikk
- Analytics og maskinlæring
- Datamaskinstøttet produksjon
- Ingeniørøkonomi
- Finansiell ingeniørfag
- Menneskelige faktorer ingeniørfag og ergonomi ( sikkerhetsteknikk )
- Lean Six Sigma
- Ledelsesvitenskap
- Materialhåndtering
- Driftsadministrasjon
- Drift forskning og optimalisering teknikker
- Forhåndsbestemt bevegelsestidssystem og datamaskinbruk for IE
- Produktutvikling
- Produksjonsplanlegging og kontroll
- produktivitet forbedring
- Prosjektledelse
- Pålitelighetsteknikk og livstesting
- Robotikk
- Statistisk prosesskontroll eller kvalitetskontroll
- Supply chain management og logistikk
- Systemdynamikk og policyplanlegging
- Systemsimulering og stokastiske prosesser
- Studier av tid og bevegelse
- Design av fasiliteter og design av arbeidsrom
- Kvalitetsteknikk
- Systemanalyse og teknikker
Forskjeller i undervisning
Mens industriteknikk som en formell grad har eksistert i årevis, er konsensus om hvilke emner som bør læres og studeres forskjellig fra land til land. For eksempel fokuserer Tyrkia på en veldig teknisk grad mens Danmark, Finland og Storbritannia har en ledelsesfokusgrad, og gjør det dermed mindre teknisk. USA fokuserer i mellomtiden på kasusstudier, gruppeløsning og opprettholder en balanse mellom den tekniske og ikke-tekniske siden.
Praktiserende ingeniører
Tradisjonelt var et stort aspekt ved industriteknikk å planlegge oppsett av fabrikker og designe samlebånd og andre produksjonsparadigmer. Og nå, i magre produksjonssystemer , jobber industrielle ingeniører med å eliminere sløsing med tid, penger, materialer, energi og andre ressurser.
Eksempler på hvor industriteknikk kan brukes inkluderer flytprosessdiagram, prosesskartlegging, utforming av en arbeidsstasjon for montering, strategisering for ulike operasjonelle logistikker, rådgivning som effektivitetsekspert, utvikling av en ny finansiell algoritme eller lånesystem for en bank, effektivisering av drift og legevakt plassering eller bruk på et sykehus, planlegging av komplekse distribusjonsordninger for materialer eller produkter (referert til som supply chain management ), og forkortelse av linjer (eller køer ) i en bank, sykehus eller en fornøyelsespark.
Moderne industrielle ingeniører bruker vanligvis forhåndsbestemt bevegelsestidssystem , datasimulering (spesielt diskret hendelsessimulering ), sammen med omfattende matematiske verktøy for modellering, for eksempel matematisk optimalisering og køteori , og beregningsmetoder for systemanalyse, evaluering og optimalisering. Industrielle ingeniører bruker også verktøyene for datavitenskap og maskinlæring i arbeidet sitt på grunn av disse disiplinenes sterke sammenheng med feltet og den lignende tekniske bakgrunnen som kreves av industrielle ingeniører (inkludert et sterkt grunnlag i sannsynlighetsteori , lineær algebra og statistikk , i tillegg til å ha kodingskunnskaper ).
Se også
relaterte temaer
- Ingeniørøkonomi
- Ingeniørledelse
- Enterprise engineering
- Miljø, helse og sikkerhet
- Menneskelige faktorer og ergonomi - Anvendelse av psykologiske og fysiologiske prinsipper for konstruksjon og design
- Industri- og produksjonsteknikk - Ingeniørgren
- Industriell design - Prosess med design
- Vedlikeholdsteknikk
- Produksjonsteknikk - Ingeniørgren
- Yrkessikkerhet og helse - Område som er opptatt av sikkerhet, helse og velferd for mennesker på jobb
- Driftsteknikk
- Driftsforskning - Disiplin om anvendelse av avanserte analysemetoder
- Oversikt over produksjon - Oversikt over og aktuell produksjonsguide
- Generell utstyrseffektivitet
- Produktdesign - Prosess som fører til nye produkter
- Produksjonsteknikk
- Prosjektledelse - Øvelse i å lede et team for å nå mål og kriterier på et bestemt tidspunkt
- Prosjektproduksjonsledelse
- Kvalitetsteknikk - Prinsipper og praksis for kvalitetssikring og kontroll av produkter og tjenester
- Omvendt konstruksjon -Prosess for å trekke ut designinformasjon fra alt menneskeskapt
- Sikkerhetsteknikk - Ingeniørfag som sikrer at konstruerte systemer gir akseptable sikkerhetsnivåer
- Salgsprosessingeniør
- Sosialteknisk system
- Statistisk prosesskontroll
- Systemteknikk - Tverrfaglig ingeniørfelt
- Toyota Production System - System utviklet av Toyota
Foreninger
- Institute of Industrial and Systems Engineers - Profesjonssamfunn for støtte til industriell ingeniørfag
- Institute for Operations Research and the Management Sciences (INFORMS) - Ella Intelligent Software System
- American Society for Engineering Education - USAs profesjonelle organisasjon for ingeniørutdanning
- American Society for Quality -Kunnskapsbasert globalt fellesskap av kvalitetsfolk
- European Students of Industrial Engineering and Management (ESTIEM)
- Indian Institution of Industrial Engineering
- Washington -avtalen
Merknader
Videre lesning
- Badiru, A. (red.) (2005). Håndbok for industri- og systemteknikk . CRC Press. ISBN 0-8493-2719-9 .
- BS Blanchard og Fabrycky, W. (2005). Systems Engineering and Analysis (4. utgave). Prentice-Hall. ISBN 0-13-186977-9 .
- Salvendy, G. (red.) (2001). Håndbok for industriteknikk: Teknologi og driftsledelse . Wiley-Interscience. ISBN 0-471-33057-4 .
- Turner, W. et al. (1992). Introduksjon til industri- og systemteknikk (tredje utgave). Prentice Hall. ISBN 0-13-481789-3 .
- Eliyahu M. Goldratt , Jeff Cox (1984). The Goal North River Press; 2. rev -utgave (1992). ISBN 0-88427-061-0 ; 20th Anniversary edition (2004) ISBN 0-88427-178-1
- Miller, Doug, Towards Sustainable Labor Costing in UK Fashion Retail (5. februar 2013). doi : 10.2139/ssrn.2212100
- Malakooti, B. (2013). Drifts- og produksjonssystemer med flere mål. John Wiley & Sons. ISBN 978-1-118-58537-5
- Systems Engineering Body of Knowledge (SEBoK)
- Tradisjonell ingeniørfag
- Master of Engineering Administration (MEA)
Eksterne linker
- Medier relatert til industriteknikk på Wikimedia Commons