1 工業工程與管理的概念 1-1

大綱 1-1 工業工程的定義 1-2 工程的發展 1-3 工業工程與其他工程的比較 1-4 管理的演進 1-5 工業工程的起源與歷史發展 1-6 今日的工業工程與管理 1-7 習題 Copyright © 2008 Pearson Education Taiwan

(The Institute of Industrial Engineers, 簡稱IIE) 1-1 工業工程的定義(1/3) 國際工業工程師學會 (The Institute of Industrial Engineers, 簡稱IIE) 對工業工程的定義為： Industrial Engineering is concerned with the design, improvement, and installation of integrated systems of people, materials, information, equipment, and energy. 　It draws upon specialized knowledge and skill 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. 1-3

1-1 工業工程的定義(2/3) 中文定義 上頁英文的中文意思是： 工業工程是對有關於人員、物料、資訊、設備及能源的整合系統做設計、改善及設置。它利用數學、物理及社會科學的專業知識與技能，以及工程分析與設計的原理和方法，說明、預測及評估此種系統可獲得之結果。 1-4

1-1 工業工程的定義(3/3) 工作特性 由此定義中，可以看出工業工程師所從事的工作有兩種特性： 1.處理系統：依系統的定義而言，系統乃由一組元件(Element)所組成，元件之間彼此有一定的關係，並且經由互動已達成某種共同的目標。工業工程所處理的不是單一的元件，而是由多個元件所組成的系統。 2.整合：工業工程所處理的系統包含人員、物料、資訊、設備及能源等五種不同的資源。工業工程師必須讓這五種資源互相配合，並整合成出一個有效的作業程序，以利將輸入轉變成有價值的產出。 1-5

1-2 工程的發展 (1/2) 在18世紀，工程原理被應用於造橋開路，因此產生了土木工程(civil engineering)。 工程與科學乃相關並平行發展的，科學是為了追求基本知識、而工程則將科學知識加以應用，以增進人類的福祉。 在18世紀，工程原理被應用於造橋開路，因此產生了土木工程(civil engineering)。 隨著數學與物理的進步，機械原理被應用來發展出很多機械裝置，機械工程逐漸形成。 接著電報與電燈等發明加快了電能的發展，與電能有關的專長即稱為電機工程。 1-6

1-2 工程的發展 (2/2) 在各種燃料及材料的需求出現後，對於物質本質加以研究與瞭解的-工程領域-化學工程即告誕生。 工業革命後，產品需求大量增加，工業組織規模日趨龐大，傳統小型產業的管理方式已不適用於大又複雜的製造業，較有效率的管理方式因而產生，引發了工業工程的發展。 五個主要的工程領域，即土木、機械、電機、化學及工業。而其他工程領域也在近世紀發展出來，如航空工程，材料工程，電子工程及資訊工程等，但這些新領域常被視為包含於此五大領域之中。 1-7

1-3 工業工程與其他工程的比較 以機械工程與電機工程兩者來和工業工程作比較， 三種工程師的工作都一樣是設計系統，所不同的是設計 的系統為不一樣的系統。 機械工程師所設計的大部分是機械方面的系統，例 如：引擎和各式加工機器。電機工程師設計電機組件的 系統，例如：積體電路和電動控制器。如果說機械工程 師設計機械系統，而電機工程師設計電機系統，依此類 推，那麼工業工程師就是設計工業系統。 工業系統字面上「工業」的定義，工業包含製造業 及其他各行各業。因此工業工程師所設計的就是製造業 及各行各業的系統。 1-8

1-4 管理的演進 1-4-1 管理的基本概念 管理是一種科學，學者透過研究來獲得管理的觀念與原則，建立管理的基本知識，以解決管理上的問題。管理也是一種藝術，因為管理觀念與原則不是一成不變，不能以某一種管理方式適用於各種不同情境，而是需要管理者以其技巧做適度的應用。 管理(management)一詞，有眾多學者對其下過各種定義，一般而言，管理就是一種任務，管理者運用管理程序與技能，使組織內各成員能以效率結合組織內各種資源，來共同達成組織的各項目標。管理程序包括規劃、組織、領導、用人、及控制。而資源則包括人力、物料、設備、資訊及金錢。 1-9

1-4-2 管理的各種學派(1/21) 管理理論的演進可分為六個學派，即科學管理、程序管理、行為管理、計量管理(又稱為管理科學scientific management)、系統管理，以及權變管理。 1-10

1-4-2 管理的各種學派(2/21) 科學管理學派 (1/3) 科學管理的創始者是美國的泰勒(Tailor)，他被稱為 科學管理之父。1911年，泰勒的「科學管理原理」出版 ，這本書討論科學管理的理論 ─ 使用科學的方法來尋找 一項工作的最佳作法。而出版這本書的這一年也被很多 人認為是管理理論誕生的一年。 泰勒有感於當時工人工作無效率，以及管理者與工 人彼此對立，因此他以科學的方法來改善當時的狀況。 1-11

1-4-2 管理的各種學派(3/21) 科學管理學派 (2/3) 泰勒提出了四項管理原則： 為每個人的工作細節發展出科學的方法，以取代傳統依 工人之經驗法則。 以科學方法選拔、訓練、教育，與發展員工，取代任由 員工自行選擇適宜的工作。 工作人員與管理人員應誠摯地合作，已確定工作依科學 方法來完成。 將工作與責任平均分攤在管理人員與工作人員之間，使 其各就其所能。 1-12

1-4-2 管理的各種學派(4/21) 科學管理學派 (3/3) 泰勒認為這四項原則會給管理者與工人雙方都帶來好處，工人可因工作效率增加得到更多的報酬；管理者可因產出增加而獲得更多的利潤。 1-13

1-4-2 管理的各種學派(5/21) 程序管理學派 (1/3) 科學管理提升了工廠操作上的效率，但對經理所從事的較高層的工作卻很難加以規範。有一群學者因此發展了有關管理者之工作的一般性理論，這些學者被稱為行政理論學家，最有名的學者有費堯(Fayol)與韋伯(Weber)，他們認為在組織內的管理工作方面，應該建立可供高層管理者參考的原則。 1-14

1-4-2 管理的各種學派(6/21) 程序管理學派 (2/3) 費堯被稱為現代管理理論之父，著有「一般及工業行政」(General and Industrial Administration)。費堯將管理設計成一套普遍適用的程式，包括規劃、組織、指揮、協調與控制。此一管理程序不只適用於企業組織中，也可應用於政府、軍隊、甚至於家中，所以也可稱為一般管理程序。 1-15

1-4-2 管理的各種學派(7/21) 程序管理學派 (3/3) 韋伯設計出一種層級式的組織結構，稱為科層組織(bureaucracy)。組織內所有成員都會因其地位，被賦予應有的權力範圍，以形成一種層級式的結構。這種組織是一個清楚分工、明確定義層級、詳列法規、不循私的系統。他認為層級式的組織對大又複雜的機構如政府、軍隊、大企業等是最有效的組織方式。 1-16

1-4-2 管理的各種學派(8/21) 行為管理學派 (1/7) 科學管理與程序管理假設員工都只是追求經濟報酬 ，只要設定工作條件和方法、設定嚴密的制度，以及嚴 密的監督，員工便可理性地充分發揮工作績效，他們忽 略了員工會受到情緒因素所影響。 1927年梅育(Mayo)在芝加哥西方電氣公司的霍桑工廠所 做的霍桑研究(Hawthorne Study)，對組織中的人性面有 了新發現。 1-17

1-4-2 管理的各種學派(9/21) 行為管理學派 (2/7) 研究結果發現，工人的行為及產出，除了物理性工 作條件外，群體壓力、群體認可、激勵、領導型態，以 及工作滿足感等情緒因素影響更大。因此社會規範或團 體標準是個人工作行為的主要決定因素。 麥克里高(McGregor)提出人性的兩套假設-X理論與 Y理論。X理論是負面的，Y理論則是正面的。麥克里高 認為經理人可據這些假設來塑造她對部屬的管理行為。 1-18

1-4-2 管理的各種學派(10/21) 行為管理學派 (3/7) X理論有四項假設： (1)員工天生不喜歡工作，會盡量避免工作。 (2)因為員工不喜歡工作，必須施以控制或是處罰的方式來 威脅強迫。 (3)員工會逃避責任，會盡量依指揮行事。 (4)大多數的員工認為安全是工作中最重要的因素，而且少 有野心。 1-19

1-4-2 管理的各種學派(11/21) 行為管理學派 (4/7) Y理論也有四項假設： (1)員工視工作為生活的一部份，就如同休息或玩樂般自然 。 (2)當認同於責任或目標時，員工會自我要求和自我控制。 (3)一般而言，人們會學習如何接受責任，甚至主動負起責 任。 (4)群體中普遍存在有良好決策能力的人，而非僅限於經理 階層。 1-20

1-4-2 管理的各種學派(12/21) 行為管理學派 (5/7) X和Y理論以及需求層級理論雖然著名，並且獲得經理人的廣泛認可，不幸的是，研究的結果通常無法證實其有效度。後來有些理論被提出來，並且都有相當的時正支持其有效度，例如麥克里南(McClelland)等人提出的三需求理論。 1-21

1-4-2 管理的各種學派(13/21) 行為管理學派 (6/7) 需求理論認為在工作情境中有三種主要的動機或需求： (1)成就感需求：具有企圖超越別人、達到某些標準、追求成功的驅動力。 (2)權力需求：令他人做非志願之事的需求。 (3)歸屬感需求：追求友誼及親密人際關係之慾望。 1-22

1-4-2 管理的各種學派(14/21) 行為管理學派 (7/7) 根據廣泛的研究結果： (1)高成就需求者比較喜歡在有個人責任、回饋、中度風險的情況下工作。 (2)高成就需求者未必是好的經理人員。 (3)最佳的經理人是高權力需求和低歸屬感需求者。 (4)員工的成就需求可經由適當的訓練而加以改變。 1-23

1-4-2 管理的各種學派(15/21) 計量管理學派 (1/3) 計量管理起源於二次大戰時探討軍事問題所發展出來的，其所使用的方法，大多以數學或統計學的形式來處理。例如，反潛艇小組找出如何提高聯軍航艦橫越大西洋的存活率，以及找出以飛機與航艦對德軍潛艇的最佳攻擊模式。 1-24

1-4-2 管理的各種學派(16/21) 計量管理學派 (2/3) 　 戰後，許多戰時使用於軍事問題的計量方法被用到在民間企業中，並獲致相當大的成效。 統計學=>管理問題的調查分析，作業研究=>探討最佳化、次佳化等問題。 　為了使企業資源的運用達到最佳化，常用數學模式表達並求解。線性規劃、動態規劃、模擬、等候線理論、排程理論、存貨模式、競賽理論等都是計量管理所常用的數學分析方法。例如，管理者用線性規劃作資源分配、工作排程用要徑分析提高效率、理想的存貨水準可用經濟採購模式。 1-25

1-4-2 管理的各種學派(17/21) 計量管理學派 (3/3) 由於一般管理者對計量工具的無知，以及對數量模式的抽象推論難以掌握，大多數的管理者對行為面的問題比較能瞭解與接受，如激勵部屬與降低衝突等，而計量管理的方法，大多由工業工程師等受過數量工具訓練者來使用。 1-26

1-4-2 管理的各種學派(18/21) 系統管理學派 (1/2) 如下圖所示，對一個企業系統而言，其投入為物料、人工與資本。這些投入經由系統的轉換程序而變成商品或服務等產出。 環境 投入 物料 人工 資本 轉換程序 產出 商品 服務 回饋 1-27

1-4-2 管理的各種學派(19/21) 系統管理學派 (2/2) 傳統管理觀點將企業組織內各部門，如生產、行銷、財務、人事等部門視為彼此獨立，管理的目的只著重於各單位生產效率的提高。而系統管理觀點則將各部門視為彼此互賴之大系統中的次級系統，管理者的任務就是要確定組織所有的份子都能相互協調，以達成組織的目標。例如，如果採購部門無法購買品質與數量適當的原料，生產部門也無法有效的作業。因此，各部門的界線應打破，以使企業整體的生產力達到最高。 1-28

1-4-2 管理的各種學派(20/21) 權變管理學派 (1/2) 管理、程序管理、行為管理、系統管理等理論家如泰勒、費堯、韋伯、馬士洛等所提出來的管理與組織的理論，都假定其理論是通用於各種情況的。然而，後來的研究發現許多不適用某些理論的情形，亦即，這些理論並不是通用的。 1-29

1-4-2 管理的各種學派(21/21) 權變管理學派 (2/2) 近年來權變(Contigency)管理觀點已被用來取代單獨的管理原則，以整合各種管理理論。權變管理觀點認為在管理中沒有放諸四海皆準的管理理論，最正確的原則或技術應視管理者當時所面對的情境而定。成功的管理者應檢測管理所處情境，然後採用最適合該情境的原則或技術。 1-30

1-5 工業工程的起源與歷史發展(1/9) 工業工程起源於工業革命，工業革命後，產品需求大量增加，工業組織規模日趨龐大，傳統小型產業的管理技術已不適用，管理方式要能夠計劃、組織、及控制大型複雜的製造業，而且生產作業也需要有效的提昇，故促成了工業工程的發展。 1-31

1-5 工業工程的起源與歷史發展(2/9) 工業工程知名學者 (1/5) 很多工業工程的先驅對工業工程專業的早期發展有 很大的貢獻。最知名的有泰勒(Frederick. Tailor)、吉爾 布里斯夫婦(Frank and Lillian Gilbreth)、甘特(Henry L. Gantt)，與休華特(W. A. Shewhart)等。 1.泰勒 2.吉爾布里斯夫婦 3.甘特 4.休華特 1-32

1-5 工業工程的起源與歷史發展(3/9) 工業工程知名學者 (2/5) 泰勒不但被稱為科學管理之父，而且也被稱為工業工程之父。泰勒有感於工人工作之無效率，並認知工作改善的可能性，他分析工作內容，以最大的效率設計工作，並因此而奠定了工業工程的萌芽。 1-33

1-5 工業工程的起源與歷史發展(4/9) 工業工程知名學者 (3/5) 2.吉爾布里斯夫婦 吉爾布里斯是最先使用電影影片研究手與身體動作的研究者之一。設計了一套基本手部動作的分類及命名的系統，諸如「握」、「抓」、「傳送」、「尋找」、「選擇」等，並稱這些為動素 1-34

1-5 工業工程的起源與歷史發展(5/9) 工業工程知名學者 (4/5) 3.甘特 甘特最有名的是他為管理者所設計的一種規劃與控制的條形圖，稱為甘特圖，其一軸表示時間，另一軸表示工作計劃及目前進度。這套工具在當時可謂是一項革命，甘特圖使得管理者知道要如何執行其計劃，才能使進度維持在原訂計劃中。甘特圖及其改良版仍為許多組織使用在排程與控制上。 1-35

1-5 工業工程的起源與歷史發展(6/9) 工業工程知名學者 (5/5) 4.休華特 休華特於1924年發展出統計品質管制的基本原理，此為工業工程在實務應用方面之另一個重要突破。 1-36

1-5 工業工程的起源與歷史發展(7/9) 工業工程的演化 (1/3) 工業工程的演化經歷了四個重疊的時期： 1.科學管理 2.工業工程 3.作業研究 4.工業及系統工程 1-37

1-5 工業工程的起源與歷史發展(8/9) 工業工程的演化 (2/3) 1.科學管理：此一時期大約從1900到1930年代中期，一般稱為科學化管理。 2.工業工程：始於1920年代。 3.作業研究：此時期從1940年代中期到1970年代中期。 4.工業及系統工程：大約始於1970年左右 1-38

1-5 工業工程的起源與歷史發展(9/9) 工業工程的演化 (3/3) 第一個工業工程的組織- 工業工程師學會(The Society of Industrial Engineers)-於 1920年成立，已改為The Institute of Industrial Engineers ，簡稱IIE。 工業工程期刊(The Journal of Industrial Engineering)於1949 年創刊。 1-39

1-6 今日的工業工程與管理(1/7) 今日的工業工程與管理受到現今環境的相關發展所影響： 1.服務產業興起 2.電腦工具 3.資訊系統 4.網路商務與虛擬企業整合 1-40

1-6 今日的工業工程與管理(2/7) 環境因素的影響 1.服務產業興起： 從1970年代以來，許多先進國幅服務業佔所有產 業的比例已逐漸增加，工業工程與管理的應用應用到 服務業，在政府、醫院、連鎖超市、銀行等。 1-41

1-6 今日的工業工程與管理(3/7) 環境因素的影響 2.電腦工具： 工業工程的相關技術也因為電腦而更增強其功能 及效用，例如作業研究、模擬學、自動化…等。 1-42

1-6 今日的工業工程與管理(4/7) 環境因素的影響 3.資訊系統： (1/2) 管理資訊系統由早期MRP(物料需求規劃)進展到 MRP-II(製造資源規劃)，然後再發展到近年的ERP(企業 資源規劃)。 1-43

1-6 今日的工業工程與管理(5/7) 環境因素的影響 3.資訊系統：(2/2) 工業工程師可藉由ERP獲取更完整的資訊，資源 有包含(1)生產製造及物料；(2)成本及財務；(3)人力 資源；(4)市場行銷與配送。並進行分析，做成更有效 率的決策與整合企業內部的各種資源。 1-44

1-6 今日的工業工程與管理(6/7) 環境因素的影響-網路商務與虛擬企業整合 (1/2) 網際網路(internet)、企業內部網路(intranet)、全球資 訊網(WWW)、電子資料交換(EDI)， 及電子轉帳等工 具相繼出現，企業得以電子化方式將組織內文件移動 流程自動化，並且能以低廉、有效的方式，在全世界 傳遞資訊。 1-45

環境因素的影響-網路商務與虛擬企業整合(2/2) 1-6 今日的工業工程與管理(7/7) 環境因素的影響-網路商務與虛擬企業整合(2/2) A.內部的管理：可應用與生產有關的各種技術，如產品資料管理、規劃與排程系統、現場製造控制系統等。 B.外部整合：著重於整合供應鏈上游供應商與下游配 銷商與顧客的整體資源，利用組織與流程的再造與最 新的資訊科技，來提升企業的競爭力。 1-46