سير شكل‌گيري مهندسي صنايع تا جنگ جهاني دوم
 

اولين فعاليت‌هاي مهندسي صنايع مربوط به اقتصاددانهاي كاربردي و صنعتگرها است كه در حدود سالهاي 1800 در انگلستان شكل گرفت. آدام اسميت1 ، اقتصاددان معرف اسكاتلندي، در سال 1776 در كتاب ثروت ملل ايده تقسيم كار را براي بهبود بهره‌وري مطرح كرد. پياده‌سازي اين ايده روي فعاليت سوزن سازي در يك كارگاه نشان داد كه با تقسيم فعاليت به چهار عمليات جداگانه، خروجي 5 برابر افزايش يافت. وقتي كه يك كارگر تمام فعاليت را انجام مي‌داد در هر روز 1000 سوزن توليد مي‌كرد ولي وقتي 10 كارگر به چهار فعاليت تخصصي و جداگانه گمارده شدند مي‌توانستند 48000 سوزن توليد كنند. علاوه بر اينكه ظرفيت توليد افزايش يافت، اسميت نشان داد كه با اين ايده هزينه ساخت نيز كاهش مي‌يابد. اسميت علت كاهش هزينه ساخت را چنين بيان كرد:

• انجام يك كار توسط يك نفر به صورت مكرر باعث به وجود آمدن مهارت خاص در آن فرد براي انجام آن كار مي‌گردد بنابراين مي‌تواند در زمان كمتري آن را به پايان رساند.
• صرفه‌جويي در زمان از دست رفته كارگر براي تغيير از يك كار به كار بعدي
• اختراع ابزار جديد و مخصوص براي انجام هر يك از كارها

چارلز ببج2 در تكميل ايده اسميت بيان كرد كه با گماردن هر كارگر به يك كار خاص، ديگر به مهارت و تجربه زياد در كار ساخت و توليد نياز نبوده و نرخ پرداخت به كارگران نيز مي‌تواند كمتر باشد و بدين شكل هزينه توليد كاهش مي‌يابد. وي نتيجه يافته‌هاي خود را در سال 1835 با عنوان «اقتصاد ماشين‌آلات و سازندگان3 » ارائه نمود.
در توليد ماشين بخار توسط ماتئو بولتون4 و جيمز وات5 ، استفاده از سيستم‌هاي مديريت شامل استانداردها، روش‌هاي پيش‌بيني، استقرار كارخانه، طراحي كارخانه و سياست‌هاي حقوق و پاداش در شكل ابتدايي خود براي كمك در هدايت، مديريت و كنترل كارخانه آغاز شد.
توسعه مهندسي صنايع در آمريكا در سالهاي اول 1900 توسط فردريك تيلور6 ، پدر مهندسي صنايع، آغاز شد. بر خلاف آدام اسميت و چارلز ببج كه نظريه‌پرداز و نويسنده بودند، تيلور كسي بود كه از طريق انجام فعاليت‌هاي صنعتي و بر اساس آزمايش به توسعه اصول و مفاهيم پرداخت و توجه خود را روي روش‌هاي علمي انجام كار و مديريت يك واحد توليدي متمركز ساخت. تا قبل از تيلور كارها بر اساس حسابهاي سرانگشتي انجام مي‌شد و از استانداردهاي علمي، برنامه‌ريزي مديريتي و رويه‌هاي تحليل خبري نبود. هدف تيلور تغيير اين وضعيت به شرايطي بود كه نشان دهد مديريت يك فعاليت علمي است و نه يك فعاليت اتفاقي و باري به هر جهت. وي چهار خط‌مشي زير را مورد توجه قرار داد:

• براي هر عنصر كاري يك پايه علمي توسعه دهيد و آن را جايگزين روش‌هاي سر‌انگشتي كنيد.
• براي هر كار، بهترين كارگر را انتخاب كنيد به جاي اينكه كارگر خود، كار خود را انتخاب كند.
• كار را به طور مساوي بين مديريت و نيروي كار تقسيم كنيد به طوري كه هر يك وظايف و مسئوليت متناسب با خود را دارا باشد.
• روح همكاري بين مديريت و نيروي كار را توسعه دهيد به طوري كه كار بر اساس خط‌مشي اول و دوم انجام پذيرد.

در راستاي هدف تيلور (يعني مديريت علمي) افراد ديگري از جمله گيلبرت7 و گانت8 به توسعه روش‌هاي علمي و سيستماتيك براي مطالعه و اندازه‌گيري كار، برنامه ريزي و زمانبندي توليد پرداختند. تا پيش از سال 1930 رشد چشمگيري در توسعه مهندسي صنايع ايجاد شد و حوزه‌هايي تحت عناوين زير شكل گرفت:

• روش‌هاي كار
• اندازه‌گيري كار
• طراحي كارخانه
• سيستم‌هاي پاداش و حقوق
• ارزيابي كار
• تئوري سازمان
• فاكتورهاي انساني
• برنامه‌ريزي و كنترل توليد

تا اواخر سالهاي 1940، توسعه مهندسي صنايع بر اساس روش‌هاي سنتي كه توسط تيلور، گانت و گيلبرت پايه‌گذاري شده بود ادامه يافت. فلسفه وجودي مهندسي صنايع با توجه به نگرش و هدف به وجود‌آورندگان آن، ارائه راه‌حل‌هاي مؤثر و كارا براي مسائل مربوط

تكامل مهندسي صنايع بعد از جنگ جهاني دوم
شكل‌گيري مهندسي صنايع به همراه تدوين فلسفه وجودي، مفاهيم، اهداف و مشخص شدن حوزه‌هاي كاربرد از يك طرف و از طرف ديگر ظهور حوزه‌هاي جديد قابل كاربرد در مهندسي صنايع طي سالهاي جنگ جهاني دوم و بعد از آن، مهندسي صنايع را به حوزه‌اي تبديل نمود كه داراي معاني متفاوت نزد افراد مختلف بود. بهترين روش درك مهندسي صنايع جديد، درك چگونگي ارتباط آن با ديگر حوزه‌هاست. معمول‌ترين حوزه‌هاي مرتبط با مهندسي صنايع عبارتند از: مديريت، علوم كامپيوتر، علم آمار، تحقيق در عمليات، علوم مديريت9 ، مهندسي فاكتور‌هاي انساني و مهندسي سيستم‌ها. در ادامه هر يك از حوزه‌هاي اشاره‌ شده، شرح داده شده و با مهندسي صنايع مقايسه مي‌شوند.

مديريت
بين همه حوزه‌هاي اشاره شده، مديريت قديمي‌ترين در تاريخ بشري است. بيشتر كتابهاي مديريت، توسعه مديريت را با بحث روي مفاهيم علمي تيلور آغاز مي‌كنند و خيلي از نويسندگان آن كتابها، تيلور را «پدر مديريت علمي» مي‌نامند همانگونه كه مهندسين صنايع وي را «پدر مهندسي صنايع» مي‌نامند. در اينجا اين پرسش مطرح مي‌شود كه آيا مفاهيم مديريت علمي تيلور تعميمي دانشگاهي از مهندسي است يا مديريت. بخشي از مديريت با نام مديريت توليد داراي وجه مشتركي با مهندسي صنايع است. در اينجا نيز از ديد مديريت، مديريت توليد به جنبه هدايت منابع انساني توليد توجه دارد در صورتي كه مهندسي صنايع به تحليل، طراحي و كنترل سيستم‌هاي بهره‌ور مي‌پردازد. منظور از سيستم بهره‌ور سيستمي است كه محصول يا خدمت توليد مي‌كند. به عبارتي مي‌توان گفت متخصصان مديريت مجري سيستم‌هايي هستند كه توسط مهندسين صنايع تحليل، طراحي و ارزيابي شده‌اند.

تحقيق در عمليات
در جنگ جهاني دوم، نيروي نظامي انگليس و آمريكا تيم‌هايي مركب از رياضيدانان، آماردان‌ها، دانشمندان فيزيك، مهندسين، بيولوژيست‌ها و روانشناس‌ها تشكيل دادند تا مسائل مختلف عملياتي نظامي را مورد تحليل قرار دهند. به عنوان مثال نيروي دريايي آمريكا 70 تحليل‌گر از علوم مختلف را به كار گرفت. از آنجايي كه اين تيم‌ها براي تحقيق روي فعاليت ها و عمليات نظامي تشكيل شده بودند، چنين تحقيق، تحليل و بررسي را «تحقيق در عمليات10 » ناميدند. تيم‌هاي تحقيق در عمليات به مسائلي از جمله مسائل زير پاسخ دادند:

• تعيين محل استقرار تجهيزات رادار
• چگونگي جستجوي زيردريايي‌هاي دشمن
• چگونگي تخريب مين‌هاي دريايي در درياهاي اطراف ژاپن
• تعيين اندازه بهينه ناوگان‌هاي حمل مواد
• توسعه استراتژي‌هاي مانور ناوهاي جنگي هنگام حمله دشمن

همانطور كه گفنه شد تا اواخر سالهاي 1940 توسعه مهندسي صنايع مبتني بر روشهاي سنتي تيلور، گانت و گيلبرت بود. بعد از جنگ جهاني دوم و در اواخر سالهاي 1940 و اوايل 1950، تحقيق در عمليات به واسطه موفقيت‌هاي به دست آمده در جنگ، جاي خود را در فعاليت‌هاي صنعتي، بخش‌هاي خدماتي و سازمان‌هاي دولتي و خصوصي باز كرد. مفاهيمي كه توسط تيلور، گانت، گيلبرت و ديگران توسعه داده شده بودند نيازمند تحليل كمي دقيق‌تر و روش‌هاي سيستم‌گرا بودند كه تا آن زمان به صورت سنتي به كار گرفته مي‌شدند. ظهور تحقيق در عمليات، نقطه عطفي در تحول روش‌هاي مهندسي صنايع بود كه نتيجه آن توسعه روش‌هاي كمي، الگوريتم‌هاي رياضي و . . . بود كه در بكارگيري مؤثر مفاهيم توسعه يافته توسط تيلور و ديگران استفاده شدند. ممكن است اين پرسش مطرح شود كه آيا مهندسي صنايع و تحقيق در عمليات يك نظام واحد هستند يا دو نظام جدا از هم؟ همانطور كه ديده شد تاريخ مهندسي صنايع و تحقيق در عمليات جداي از هم است اما فلسفه وجودي هر دو يكي است يعني ارائه راه‌حل‌هاي موثر و كارا براي مسائل مربوط به طراحي، تحليل و ارزيابي.
تحقيق در عمليات يك روش عملي براي حل مسائل مديريت است. اين نظام شامل ساخت توصيف‌ها يا مدل‌هاي رياضي، اقتصادي و آماري از مسائل تصميم‌گيري براي بررسي شرايط پيچيدگي و نااطميناني است. هم‌چنين تحليل روابط تعيين‌كننده پيامدهاي محتمل تصميمات اتخاذ شده و ارائه شاخص‌هاي مناسب اثربخشي براي ارزيابي اهميت نسبي گزينه‌هاي موجود از ديگر اهداف اين نظام است.
تفاوت اصلي دو نظام مهندسي صنايع و تحقيق در عمليات در حوزه تحليل و نوع‌ مدل‌ها و متدولوژي است كه هريك استفاده مي‌كنند. توسعه‌هاي اوليه مهندسي صنايع در ارتباط با كارگاه‌هاي ساخت و به شدت مبتني بر استفاده از روش‌هاي سيستماتيك ذهني به جاي استفاده از روش‌هاي رياضي بوده است. بعضي از اين روش‌ها شامل برنامه‌ريزي فرايند، بهبود روش‌ها، استانداردسازي زمان انجام كار و ارزيابي كار مي‌باشند كه از جمله روش‌هاي سنتي مهندسي صنايع به شمار مي‌آيند. اما در سي سال اخير، بخش اعظم فعاليت‌هاي مهندسي صنايع از طريق تكنيك‌هاي تحليلي مبتني بر مفاهيم رياضي كاربردي صورت گرفته است.
تحقيق در عمليات معمولاً با عمليات يك سيستم موجود شامل انسان و ماشين سر و كار دارد. اين رشته مي‌تواند در سيستم‌هاي مختلف از جمله سيستم‌هاي نظامي، فروشگاه‌ها، كارخانه‌ها، مزارع، مراكز خدماتي و غيره براي كنترل موجودي، توزيع مواد خام و ساخته شده، بررسي خطوط انتظار، تبليغات، بهينه‌سازي حمل و نقل و تصميم‌گيري به كار رود. معمولاً هدف، بهينه‌سازي يا استفاده بهتر از مواد، انرژي، انسان و ماشين‌آلاتي است كه در سيستم موجود است.

مهندسي سيستم
در حالي كه تحقيق در عمليات با توجه به منابع فعلي سيستم به حل مسئله و ارائه راه حل مي‌پردازد مهندسي سيستم‌ها بر طراحي و برنامه‌ريزي سيستم‌هاي جديد براي انجام بهتر عمليات فعلي يا اجراي عمليات، وظايف يا خدماتي كه تا به حال به كار گرفته نشده‌اند تأكيد مي‌كند. به عبارت ديگر تحقيق در عمليات تغيير رويه‌هاي سيستم را پيشنهاد مي‌كند در حالي كه مهندسي سيستم‌ها تغيير كل يا بخشي از يك سيستم و جايگزين نمودن سيستم جديد را پيشنهاد مي‌كند.
با اين توضيح مشخص مي‌گردد كه فلسفه وجودي مهندسي سيستم‌ها نيز همانند مهندسي صنايع سنتي و تحقيق در عمليات ارائه راه‌حل‌هاي مؤثر و كارا براي مسائل مربوط به طراحي، تحليل و ارزيابي است اما با نگرشي متفاوت از آنها. مهندسي سيستم‌ها نيز مانند تحقيق در عمليات با ظهور خود و ارائه تكنيك‌هاي مؤثر در طراحي و تحليل، مهندسي صنايع سنتي را تحت تأثير قرار داد.

علوم كامپيوتر
نقش و تأثير كامپيوتر بر رشته‌هاي مختلف علمي بر كسي پوشيده نيست. مهندسي صنايع نيز به عنوان حوزه‌اي كه با حجم زياد اطلاعات از يك طرف و محاسبات تكراري و طولاني از طرف ديگر سر و كار دارد تأثير قابل ملاحظه‌اي از فناوري كامپيوتر دريافت نموده است. فناوري كامپيوتر موجب به وجود آمدن الگوريتم‌هاي جديد طراحي و تحليل، نرم‌افزارهاي مختلف موردنياز در مهندسي صنايع، فرايندهاي جديد ساخت و توليد مانند طراحي و توليد به وسيله كامپيوتر11 ، سيستم‌هاي توليدي انعطاف‌پذير12 و سيستم‌هاي توليد يكپارچه كامپيوتري13 شده است. اين دگرگوني مهندسي صنايع سنتي را تحت تأثير قرار داده و مباحث جديدي را در اين حوزه مطرح نموده است.

علم آمار
بيشتر پديده‌هاي مورد بررسي در مهندسي صنايع به جاي جنبه قطعي14 ، جنبه تصادفي15 دارند. به عنوان مثال خرابي تجهيزات بر اساس قاعده معيني رخ نمي‌دهد بلكه به صورت اتفاقي و تصادفي خراب مي‌شوند. پارامترهاي تعيين‌كننده در فرايندهاي توليد معمولاً در يك مقدار مشخص غيرقابل كنترل هستند و دامنه‌اي براي آن تعريف مي‌شود و تغيير پارامتر در اين دامنه به صورت احتمالي خواهد بود. مدت زمان ساخت و توليد يا ارائه خدمات در بيشتر موارد داراي توزيعي احتمالي است. شرايط فوق و بسياري از شرايط احتمالي ديگر باعث مي‌شوند كه تحليل، طراحي و ارزيابي‌هاي موردنياز مهندسي صنايع توأم با شرايط احتمالي و نااطميناني باشد. بنابراين بكارگيري علم آمار گريزناپذير خواهد بود. دخالت علم آمار در ابعاد مختلف موردنياز، مهندسي صنايع سنتي را تحت تأثير قرار داده است.

علم مديريت
علم مديريت رشته‌اي است كه در ارتباط تنگاتنگ با تحقيق در عمليات در دهه 1960 توسعه يافته است. تكنيكهاي مورد استفاده در اين رشته همان تكنيكهاي تحقيق در عمليات هستند اما تفاوت آن با تحقيق در عمليات در حوزه كاربرد آن است كه بيشتر در امور اداري، بازرگاني و مديريت صنعتي مطرح مي‌گردند. امروزه تفاوتي بين اين دو قائل نمي‌شوند و معمولاً با هم و به شكل Or/ms مطرح مي‌گردند.

مهندسي فاكتورهاي انساني
سيستم‌هاي مهندسي صنايع بر خلاف سيستم‌هاي سخت‌افزاري، مانند مهندسي الكترونيك اغلب تركيبي از انسان و ماشين هستند و طراحي سيستم‌هاي انسان- ماشين نيازمند تعيين بهترين تركيب از عناصر انساني و ماشيني است. اين نيازمندي ضرورت آگاهي مهندسين صنايع از روانشناسي صنعتي و مهندسي فاكتورهاي انساني را توجيه مي‌نمايد.

مهندسي صنايع و سيستم‌ها
شكل‌گيري و تكامل مهندسي صنايع و تعامل آن با حوزه‌هاي مرتبط طي سالهاي 1800 تا 1970 باعث تدوين حوزه يا رشته‌اي به نام مهندسي صنايع و سيستم‌ها شده است. نمودار زير اين روند تكاملي را بيشتر روشن مي‌سازد.