産業工学

工場の産業エンジニア

インダストリアルエンジニアリング（IE）は、人、材料、情報、設備、エネルギーの統合システムの設計、改善、導入に関係しています。数学、物理学、社会科学の専門知識とスキルに加えて、工学分析と設計の原理と方法を活用して、そのようなシステムから得られる結果を指定、予測、評価します。[ 1 ]インダストリアルエンジニアリングは、効率、生産性、品質を改善することで複雑なプロセス、システム、組織を最適化することに重点を置いた工学の一分野です。工学、数学、ビジネスの原理を組み合わせて、人、材料、情報、設備、エネルギーを含むシステムを設計、分析、管理します。インダストリアルエンジニアは、製造、医療、物流、サービス部門など、さまざまな業界にわたって無駄を減らし、業務を合理化し、全体的なパフォーマンスを向上させることを目指しています。

産業エンジニアは、自動車製造、航空宇宙、医療、林業、金融、レジャー、教育など、多くの業界で雇用されています。[ 2 ]産業工学は、物理学と社会科学を工学の原理と組み合わせて、プロセスとシステムを改善します。[ 3 ]

システム、プロセス、そしてオペレーションの効率的な流れを確保するために、いくつかの産業工学の原則が採用されています。産業エンジニアは、品質と生産性の向上と無駄の削減に取り組んでいます。[ 3 ]彼らは、リーン生産方式、シックスシグマ、情報システム、プロセス能力といった原則を活用しています。

これらの原理により、労働力、材料、機械を有効に調整するための新しいシステム、プロセス、または状況を作り出すことができます。[ 4 ] [ 5 ]関連する専門分野に応じて、インダストリアルエンジニアリングは、オペレーションズリサーチ、システムエンジニアリング、製造エンジニアリング、生産エンジニアリング、サプライチェーンエンジニアリング、プロセスエンジニアリング、マネジメントサイエンス、 エンジニアリングマネジメント、人間工学または人間工学、安全工学、物流工学、品質工学、またはその他の関連する能力や分野と重複することもあります。

歴史

起源

産業工学

インダストリアルエンジニアリングの起源は、一般的に工場システムと大量生産の台頭を伴った産業革命に遡ります。アダム・スミスの分業論やイーライ・ホイットニーによる互換性部品の導入といったアイデアを通して、基本的な概念が明らかになり始めました。[ 6 ]「インダストリアルエンジニア」という用語は、1901年に生産とコスト分析に重点を置くエンジニアの必要性を提唱したジェームズ・ガンに由来します。しかし、科学的管理法、時間研究、標準化された作業方法を重視し、1911年にその原理を出版したフレデリック・テイラーは、「インダストリアルエンジニアリングの父」として広く知られています。特にテイラーは、プロセス改善と生産性向上を目的として、1885年に「Elementary Rate Fixing（基本料金設定）」と呼ばれるインダストリアルエンジニアリング業務に特化した最初の部門を設立しました。[ 7 ]フランク・ギルブレスとリリアン・ギルブレスは、20世紀初頭に肉体労働を分析するための動作研究とサーブリグの開発に大きく貢献しました。この分野の初期の焦点は、製造環境における効率性と生産性の向上に大きく置かれていました。これは、1880年にASMEの初代会長が強調したように、エンジニアリング専門家によるコスト削減の要請に一部牽引されたものです。[ 8 ]この分野の正式化は、1948年にアメリカ産業工学協会（AIIE）が設立されたことで継続されました。近年、産業工学は製造業を超えて、医療、プロジェクト管理、サプライチェーンの最適化などの分野を含むように拡大しています。[ 9 ]

システムエンジニアリング

システムエンジニアリングが学問として認められるようになった起源は、第二次世界大戦にまで遡ります。この戦争において、新たな軍事技術の複雑さに対処するために、その原理が出現し始めました。システム思考はこの時代より古くから存在していましたが、バトル・オブ・ブリテンにおけるイギリス空軍の戦闘機司令部C2システムの分析（当時はまだ「システムエンジニアリング」という用語自体が発明されていませんでしたが）は、高度なシステムエンジニアリングの初期の事例と考えられています。「システムエンジニアリング」という用語が初めて公に使用されたのは、1950年3月、ベル電話研究所のマービン・J・ケリーによるものです。ケリーは、システムエンジニアリングが新しいシステムを定義し、新しいサービスの創出における研究の応用を導​​く上で不可欠であると述べました。この分野に特化した最初の論文は、1956年にケネス・シュラガーによって発表されました。シュラガーは、技術の複雑性の増大と専門のシステムエンジニアリンググループの形成により、システムエンジニアリングの重要性が高まっていることを指摘しました。1957年、EW・エングストロムはこの概念をさらに発展させ、システムエンジニアリングを成功させるには、目標の決定と、それに影響を与えるすべての要因の徹底的な検討が不可欠であると強調しました。同年、グッドとマホールによるこの分野初の教科書『システムエンジニアリング：大規模システム設計入門』が出版されました。システムエンジニアリングの初期の実践は、概して非公式で学際的であり、応用分野に深く根ざしていました。こうした初期の言及や出版物の後、1960年代と1970年代には、アーサー・ホールのような人物がシステムエンジニアの特性を定義し、包括的なプロセスとして捉えるようになり、この分野はさらに発展しました。非公式な性質にもかかわらず、システムエンジニアリングは1969年のアポロ月面着陸のような大きな成果において重要な役割を果たしました。1969年7月、アメリカ空軍が最初の正式なシステムエンジニアリングプロセスである軍事規格（MIL-STD-499）：システムエンジニアリング管理を導入したことで、システムエンジニアリングの公式化に向けた重要な一歩が踏み出されました。この規格は、システムエンジニアリングプロセスの管理に関するガイダンスを提供することを目的としており、後に拡張・更新されました。正式な訓練を受けたシステムエンジニアの必要性から、1980年代後半に全米システムエンジニアリング評議会（NCOSE）が設立され、これが国際システムエンジニアリング評議会（INCOSE）へと発展しました。INCOSEは、1994年に創刊した機関誌「Systems Engineering」や1997年の「Systems Engineering Handbook」初版など、この分野の公式化にさらに貢献しました。さらに、NASAなどの組織も独自のシステムエンジニアリングハンドブックを出版しました。21世紀には国際標準化が重要な要素となり、国際標準化機構（ISO）は2005年にシステムエンジニアリングの適用と管理を定義する最初の規格を発行し、システムエンジニアリングを正式な分野としてさらに確固たるものにしました。[ 10 ]

パイオニア

フレデリック・テイラー（1856-1915）は、一般的に産業工学分野の父とされています。彼はスティーブンス工科大学で機械工学の学位を取得し、発明によりいくつかの特許を取得しました。テイラーは、経営学文献の古典となった『科学的管理法の原理』など、多くの有名な作品の著者です。これは、20世紀で最も影響力のある経営書の1つと考えられています。[ 11 ]この本では、3つの目標が提示されました。それは、国が非効率性によってどのように損失を被るかを説明すること、非効率性に対する解決策は体系的な管理であることを示すこと、そして、最良の管理はあらゆる種類の人間の活動に適用できる明確な法則、規則、原則に基づいていることを示すことです。テイラーはストップウォッチの時間研究を開発したことで知られています。[ 6 ]テイラーの研究結果は、産業工学の基礎を築きました。

フランク・ギルブレス（1868–1924）は、妻のリリアン・ギルブレス（1878–1972）とともに、産業工学の発展に大きな影響を与えました。彼らの研究はパデュー大学に収蔵されています。1907年、フランク・ギルブレスはフレデリック・テイラーと出会い、テイラーの研究から多大なことを学びました。[ 12 ]フランクとリリアンは、労働者が手作業や作業を遂行するために必要な一連の基本動作を構成する18種類の基本動作を考案しました。彼らはこれらの要素をサーブリグ（therbligs）と名付け、職場での動作の研究に利用しています。[ 13 ]これらの発展は、ヒューマンファクターまたはエルゴノミクスと呼ばれる、より広範な分野の始まりでした。

ヒューゴ・ディーマーの努力により、 1908年にペンシルベニア州立大学で最初の産業工学コースが選択科目として提供されました。[ 14 ]産業工学の最初の博士号は1933年にコーネル大学で授与されました。[ 15 ]

ヘンリー・ガント（1861–1919）は、成長しつつあったテイラー主義の運動に深く関わりました。ガントは、ガントチャートと呼ばれる管理ツールの開発で最もよく知られています。ガントチャートは依存関係を図式的に表示し、プロジェクトマネージャーがあらゆるものを整理するのに役立ちます。ガントチャートは大学で研究され、世界中のプロジェクトマネージャーに利用されています。ガントチャートの開発に加えて、ガントは科学的管理法に多くの重要な貢献をしました。彼は労働者のインセンティブと、企業が社会に与える影響を重視しました。今日、アメリカ機械学会は「経営における卓越した業績と地域社会への貢献」に対してガントメダルを授与しています。[ 16 ]

ヘンリー・フォード（1863–1947）は、工場の生産体制にさらなる革命をもたらしました。この革新により、自動車1台の製造時間は12時間以上から1時間33分に短縮されました。 [ 17 ]この連続フロー型生産方式は、自動車製造に新たな手法をもたらしました。フォードは労働時間制度の改革でも知られています。彼は、従来の週6日労働を5日に短縮し、日給を倍増させました。こうして、標準的な週40時間労働が確立されました。[ 18 ]

総合的品質管理（TQM）は1940年代に登場し、第二次世界大戦後に勢いを増しました。この用語は、日本式の品質改善管理手法を表すために造られました。総合的品質管理は、顧客中心主義の組織のための管理システムであり、全従業員が組織の継続的な改善に取り組むものです。ジョセフ・ジュランは、品質管理と経営的ブレークスルーの概念を説いたことで、TQMの先駆者として高く評価されています。[ 19 ]

アメリカ産業工学会は1948年に設立されました。FWテイラーとギルブレス夫妻による初期の研究は、機械の性能向上だけにとどまらず、製造プロセス全体の性能向上にも関心が集まるにつれて、アメリカ機械学会に提出された論文にまとめられており、最も注目すべきはヘンリー・R・タウン（1844-1924）による論文「経済学者としてのエンジニア」 （1886年）の発表でした。[ 20 ]

現代の実践

1960年から1975年にかけて、資材所要量計画（MRP）などの供給における意思決定支援システムの発展に伴い、産業組織におけるタイミング（在庫、生産、調合、輸送など）の問題が重要視されるようになりました。イスラエルの科学者、ヤコブ・ルビノヴィッツ博士は、1976年にIAIとコントロール・データ社（イスラエル）で開発されたCMMSプログラムを南アフリカおよび世界中に導入しました。

1970年代には、カイゼンやカンバンといった日本の経営理論が浸透し、日本は非常に高い品質と生産性を実現しました。これらの理論は、品質、納期、柔軟性といった課題を改善しました。欧米企業はカイゼンの大きな影響力に気づき、独自の継続的改善プログラムを導入し始めました。W・エドワーズ・デミングは、 1950年代から晩年まで、ばらつきの最小化に多大な貢献をしました。

1990年代には、世界的な産業のグローバル化に伴い、サプライチェーン管理と顧客中心のビジネスプロセス設計が重視されるようになりました。イスラエルの科学者エリヤフ・M・ゴールドラット（1985年）が提唱した制約理論も、この分野における重要なマイルストーンです。

語源

もともと製造業に適用されていた「インダストリアル」という語句は、インダストリアルエンジニアリングにおける用法としてはやや誤解を招く可能性があります。なぜなら、この語句は、プロセス、システム、または組織の運用を最適化するためのあらゆる方法論的または定量的なアプローチを包含するようになったからです。実際、インダストリアルエンジニアリングにおける「インダストリアル」は、最も広い意味での「産業」を意味します。[ 21 ] 「インダストリアル」という用語は、インダストリアル・アンド・マニュファクチャリング・エンジニアリング、インダストリアル・アンド・システムズ・エンジニアリング、インダストリアル・エンジニアリング・アンド・オペレーションズ・リサーチ、インダストリアル・エンジニアリング・アンド・マネジメントなど、より広い意味を持つ用語へと変化してきました。

サブ分野

産業工学には数多くのサブ分野が関連しており、以下に挙げるリストは網羅的なものではありません。これらのサブ分野のいずれかに特化している産業エンジニアもいますが、多くのエンジニアは複数のサブ分野を組み合わせて扱っています。これらのサブ分野の最初の14は、IISE知識体系[ 1 ]に由来しています。これらは知識領域とみなされており、その多くは内容が重複しています。

教育

産業工学科の学生は、作業分析と設計、プロセス設計、ヒューマンファクター、施設計画とレイアウト、工学経済分析、生産計画と管理、システム工学、コンピュータの利用とシミュレーション、オペレーションズリサーチ、品質管理、自動化、ロボット工学、生産性工学などのコースを受講します。[ 22 ]

世界中の様々な大学が産業工学の学位を提供しています。パデュー大学エドワーソン産業工学部、ジョージア工科大学H・ミルトン・スチュワート産業システム工学部、ミシガン大学産業・オペレーションズ工学部は、いずれもアメリカ合衆国において産業工学系の学部として知られています。その他の大学としては、バージニア工科大学、テキサスA&M大学、ノースウェスタン大学、ウィスコンシン大学マディソン校、南カリフォルニア大学、ノースカロライナ州立大学などが挙げられます。

ABET認定は卒業生が専門職に就くために必要な教育要件を満たしていることを保証するため、認定大学に通うことは重要です。 [ 23 ]この教育の質は国際的に認められており、学生が成功するキャリアを準備します。

国際的には、ワシントン協定の加盟国で認定された工業工学の学位は、他のすべての署名国でも同等の認定を受けることができ、そのため、ある国のエンジニアは他の国でも専門的にエンジニアリングを実践することができます。

大学では学士、修士、博士レベルの学位を授与します。

学部カリキュラム

2025年US News学部ランキング[ 24 ]
大学ランク
ジョージア工科大学1
パデュー大学2
ミシガン大学3
バージニア工科大学3
カリフォルニア大学バークレー校5
ノースウェスタン大学6
スタンフォード大学7
コーネル大学8
イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校8
テキサスA&M大学10

アメリカ合衆国では、学士号は理学士（BS）または産業工学（IE）の理学・工学士（BSE）です。南アフリカでは、学士号は工学士（BEng）です。この学位には、インダストリアル・オペレーションズ・エンジニアリング（IOE）、インダストリアル・システムズ・エンジニアリング（ISEまたはISyE）など、様々な名称があります。

典型的なカリキュラムには、化学、物理学、力学（静力学、運動学、動力学）、材料科学、コンピュータサイエンス、電子工学／回路、工学設計、そして標準的な工学数学（微積分、線形代数、微分方程式、統計学）を網羅する、幅広い数学と科学の基礎が含まれます。工学系の学部課程が認定を受けるには、専攻分野に関わらず、このような基礎科目をほぼ同程度の範囲でカバーする必要があります。これは、ほとんどの管轄区域において、1つ以上の技術者資格試験で出題される内容と大きく重複しています。

IE特有の授業には、最適化、応用確率論、確率モデリング、実験計画法、統計的プロセス制御、シミュレーション、製造工学、人間工学／安全工学、工学経済学といった分野の専門科目が含まれます。産業工学の選択科目では、製造、サプライチェーンと物流、分析と機械学習、生産システム、ヒューマンファクターと工業デザイン、サービスシステムといった分野におけるより専門的なトピックが扱われることが多いです。[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]

一部のビジネス スクールでは IE と一部重複する関連性を持つプログラムを提供している場合もありますが、工学プログラムは、より定量的な焦点、必須の工学科学の選択科目、およびすべての工学プログラムで必須の数学と科学の中核となるコースによって区別されます。

大学院カリキュラム

2025年US News卒業生ランキング[ 31 ]
大学ランク
ジョージア工科大学1
ミシガン大学2
パデュー大学3
カリフォルニア大学バークレー校3
ノースウェスタン大学3
スタンフォード大学6
バージニア工科大学7
テキサスA&M大学7
ウィスコンシン大学マディソン校7
マサチューセッツ工科大学10
コーネル大学10
南カリフォルニア大学10

通常取得できる大学院の学位は、産業工学の理学修士（MS）、理学・工学修士（MSE）、工学修士（MEng）、あるいは関連するさまざまな集中分野の学位です。

典型的な MS カリキュラムには次のような内容が含まれます。

参照

著名な協会および専門組織

注目すべき会議

注記

  1. ^ a b「Industrial and Systems Engineering BoK」 . www.iise.org . 2025年2月11日閲覧。
  2. ^ 「IISEについて」 www.iise.org 2025年2月21日閲覧。
  3. ^ a b「What is Industrial Engineering? | NC State ISE」エドワード・P・フィッツ 産業システム工学科. 2024年11月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2025年2月21日閲覧。
  4. ^ 「ISEの機能」 www.iise.org 2025年2月21日閲覧。
  5. ^レーラー、ロバート. 「インダストリアルエンジニアリングの本質」.インダストリアルエンジニアリングジャーナル. 5 :4.
  6. ^ a bメイナード＆ザンディン『メイナードのインダストリアルエンジニアリングハンドブック』マグロウヒルプロフェッショナル第5版、2001年6月5日、p. 1.4-1.6
  7. ^ Kvss, Narayana Rao (2024年8月6日). 「インダストリアルエンジニアリングナレッジセンター：インダストリアルエンジニアリング - 歴史」 .
  8. ^「産業工学の歴史と進化 | 産業工学入門の授業ノート」Fiveable。
  9. ^ 「IEの歴史」 JBスピード工学部 - ルイビル大学。 2021年5月19日閲覧。
  10. ^ 「システムエンジニアリングの簡潔な歴史 - SEBoK」 . sebokwiki.org . 2025年10月19日.
  11. ^テレル、エレン（2024年7月29日）「フレデリック・ウィンスロー・テイラーと科学的管理法の誕生｜インサイド・アダムス」アメリカ議会図書館。2025年2月25日閲覧。
  12. ^ 「Gilbreth, Frank B. (Frank Bunker), 1868-1924 | アーカイブおよび特別コレクション」 archives.lib.purdue.edu . 2025年3月27日閲覧。
  13. ^ lssdefinition (2019年10月23日). 「Therbligs - リーン製造業とシックスシグマの定義」 . 2025年3月27日閲覧。
  14. ^ 「インダストリアルエンジニアリング - 定義、説明、歴史、プログラム」 2012年4月8日。
  15. ^ 「コーネル大学大学院研究の歴史」大学院. 2025年3月27日閲覧。
  16. ^ 「ヘンリー・ガント | 私たちの創意工夫のエンジン」engines.egr.uh.edu . 2025年3月27日閲覧。
  17. ^ 「ヘンリー・フォードのエンジニアリングの天才がいかにして産業革命を推進したか」オートデスク、 2025年3月27日。
  18. ^ 「フォードの組立ラインが稼働開始 | 1913年12月1日」HISTORY . 2009年11月13日. 2025年3月27日閲覧。
  19. ^ 「総合的品質管理（TQM）：TQMとは？ | ASQ」。asq.org。2025年3月27日閲覧。
  20. ^ 「アメリカ機械学会誌」ニューヨーク市：協会。1880年3月31日 - インターネットアーカイブ経由。
  21. ^ Darwish, H; van Dyk, L (2016). 「産業工学のアイデンティティ：歴史的技能から現代の価値観、義務、役割へ」 .南アフリカ産業工学ジャーナル. 27 (3): 50– 63. doi : 10.7166/27-3-1638 . hdl : 10394/24043 .
  22. ^ 「プログラム: 産業工学、理学士: 127 単位 - Cal Poly Pomona - Modern Campus Catalog™」 . catalog.cpp.edu .
  23. ^ 「ABET認定が重要な理由」 ABET 2025年2月12日閲覧。
  24. ^ 「US News & World Report Best Undergraduate Industrial / Manufacturing Programs」 . 2025年. 2025年2月11日閲覧。
  25. ^ 「ISyE 学部課程」ジョージア工科大学2017年3月2日閲覧。
  26. ^ 「Industrial Engineering and Operations Research (IND ENG)」カリフォルニア大学バークレー校. 2017年3月2日閲覧。
  27. ^ 「コース」ミシガン大学アナーバー校。2017年3月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2017年3月2日閲覧。
  28. ^ 「コース」ノースウェスタン大学. 2017年3月2日閲覧。
  29. ^ 「ISE Electives」イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校。2017年3月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2017年3月2日閲覧。
  30. ^ “12130001 | Yearbooks 2022 | University of Pretoria” . www.up.ac.za. 2022年2月21日閲覧。
  31. ^ 「US News & World Report Best Industrial Engineering Programs」 . 2025年. 2025年5月13日閲覧。

さらに読む

  • ウィキメディア・コモンズの産業工学関連メディア
「 https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Industrial_engineering&oldid=1331303303」より取得