北京大学工业工程与管理系的发展按照起点高，创世界先进的办学思想为主导， 在研究了大量的国内外工业工程学科建设的基础上， 根据国家需求及现有师资力量提出以"工业工程研究内容"+"应用行业"的教学模式， 重点发展三个方向的培养:
(1)以质量和可靠性为主要内容的医药卫生工程
(2)以效率，成本为主要研究内容的运筹工程
(3)以跨学科创新为主要研究内容的智能系统工程。
智能系统工程方向的硕士生招生在"一般力学"学科，另有篇幅介绍。这里只介绍培养医药卫生工程与运筹工程方向的硕士研究生的培养方案。
医药卫生工程:采用概率统计分析技术、行为科学、心理学、系统建模与分析技术、计算机及信息技术、设计与实验技术等理论方法进行质量与可靠性研究。质量与可靠性工程是对质量及可靠性相关的活动进行有效的计划、组织、协调、评价和控制，其目标是使得有形产品、流程或服务等获得最佳的质量与可靠性，保证资源得到最有效的利用。主要研究医疗系统，药物系统工程技术层面的质量控制和可靠性(安全)问题。融合先进的统计方法和工程专业知识，研究从设计、运行和服务三个方面的质量控制和可靠性分析的技术和理论。
运筹工程:采用运筹学与随机过程分析技术、RFID与传感器技术，系统建模与分析技术、计算机与信息技术、设计与实验等理论方法与技术，从系统的角度优化组织与控制复杂系统要素及其配置，达到提高系统效率、减低成本、提高质量、提高柔性的目的。主要研究装备制造业生产管理系统和生产模式、现代流程管理理论方法和技术、系统过程优化控制技术、生产现场管理建模、分析及优化技术、生产系统规划设计技术、生产系统集成技术、工程经济与价值分析技术、生产计划与调度控制技术以及制造信息系统。
工学院的管理科学与工程硕士生培养方案有别与国内外所有管理学院(如光华管理学院)的硕士培养方案。 我们注重培养企业内部管理的工程师。 这些内部管理包括:质量，效率，运营成本。 而大多数管理学院培养的研究生更加注重企业或组织的宏观管理(如供应链管理)。 由于效率，质量，成本是与任何一个企业或机构组织的所有管理部门紧密相连，我们的培养方案中也强调了管理理论与实践的内容。
为了避免与国内其它高校工业工程学科的重复设置，工学院设立的医药卫生工程为国内首创。目前医疗健康工程正在成为欧美国家工业工程学科的一个新的发展方向。 而国内各工业工程与管理专业还没有这一方向的培养方案我们。 借助于北大特有的资源平台--药物信息与工程研究中心，培养国家在医疗，卫生，药物系统迫切需求的技术和运营管理人才。使得我国在医药卫生工程方面的人才培养与研究和国际前沿同步发展。
工学院培养方案的另一亮点是采用目前世界先进的精益运筹方法、工具和物联网技术，培养专业的运营管理工程师。许多复杂系统如现代制造企业生产系统，港口码头调度，铁路运营调度，医院诊疗，能源调度等现场管理极为复杂和困难。提高这些系统效率和效益对转变经济增长模式、社会可持续发展以及建设节约型社会影响深远。长期以来，国内外在这个领域培养的方向通常被认为是"软"科学。 学生毕业后， 由于缺乏可以实际应用的工具(包括软件及硬件)，面对极其复杂的现场管理很难将书本知识转化成解决方案，使得工业工程与管理领域的先进理念不能在生产现场管理得到有效运用。 近年来，系统理论、优化技术、云计算技术、信息技术以及物联网技术的发展，使得这些解决复杂系统的现场管理成为可能。 新成立的基于物连网的精益运筹技术实验室，实验将世界先进的流程管理系统，实时计划调度系统与RFID及传感器技术相结合，使得学生在学习理论知识的同时掌握最先进的现场管理技术， 培养学生实际解决运营问题的能力。
在全球化背景下，国际通用人才已成为当今人才培养的趋势与目标。为此，该方向已建立广泛的国际合作关系如与美国国家食品药检局(FDA)，美国University of Wisconsin，英国University of Warwick，德国的University Bremen，法国的施奈德公司等。学生的毕业实习将不仅仅局限于国内的企业机构部门，学生们将有更多的机会走出去，在世界范围内学习先进质量，运营管理技术与方法并与国际一流大学的学生共同研究完成实习课题。
总之，该方向的培养计划跳出了国内外目前现行的工业工程培养模式，致力于将工程技术与管理科学领域的前沿理论研究与我国现代化发展进程的实践相结合，充分发挥北京大学学科门类齐全的综合优势，注重加强科学技术和人文社会科学不同领域的学术交融。在工业工程与管理领域为国家培养国际通用的高级研究人才、高层企业管理技术人才和系统流程管理人才，争取在工业工程与管理的教学、科研和实践等方面确立国际领先地位。
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