工业工程现场改善毕业论文

引言目前，我国的市场竞争空前激烈，尤其在经济危机之后，我国制造业更是面临着前所未有的竞争压力。所以说，我国的生产企业只有在提高产品设计水平，降低生产成本，关注交货期和处理好用户关系等方面全方位的提高自己的竞争实力，才可以在市场竞争的大潮中得到生存空间。1 绪论1.1 研究的目的及意义生产现场是制造企业经营活动最活跃的地方，它包括产品设计研发、生产和销售或提供服务以及与顾客沟通。在企业的所有生产经营活动场所中，生产作业现场无疑是最重要的，它直接实现劳动转换，将劳动对象经过加工转变为产品。由于产品在生产现场被制造出来，所以，产品质量的好坏、成本与效益的高低都是在生产现场实现的 1。在生产制造过程中，生产现场汇集了计划、生产、销售等各个环节的信息，同时也与企业的生产效率、产品质量等各个方面的问题有着直接的联系。故生产现场也是企业各种问题的发源地。在生产制造过程中，往往最容易暴露出企业在生产效率、产品质量等方面的问题和矛盾。从某种意义上说，生产现场是企业的重要战场之一，现场管理的好坏直接影响企业市场竞争力的提升，要实现现场的高效运作，就必须实施科学有效的现场管理。现场管理有广义和狭义之分，广义的现场管理就是对企业所有生产经营活动场所的管理。狭义的现场管理主要是指对企业的生产作业现场的管理。现场管理是指运用科学的管理手段，对现场中的生产要素和管理目标要素进行设计和综合治理，达到全方位的配置优化，创造一个整洁有序、环境优美的场所，使现场中最具活力的人心情舒畅，操作得心应手，达到提高生产效率，提高产品质量，降低成本，增加经济效益 2。而现场改善其实就是现场管理的深化，是对现场管理中发现的问题有计划、分步骤地进行分析和解决，它是一个循环往复，永无休止的优化过程，使生产现场持续改善对企业的可持续发展也有着重大的意义。通过对生产现场进行管理与改善可以达到如下几点目的 3:l)现场改善能够帮助企业提高生产率现场改善依靠平准化设计、平衡生产线、人机互联作业分析、弹性工作人员配置等方式方法，对生产过程进行系统性的优化和改进，消除不必要的冗余工序，减少在生产过程中的停滞，并在此基础上合理配置作业人员，达到提升设备和劳动力的应用效率的目的;此外，通过改善工作环境布局、改进搬运工具等形式，提升生产现场物料搬运的效率，能够在产品生产和物流效率两方面提高企业的生产效率。2)现场改善能够帮助企业降低企业成本企业成本的内容包括生产成本、商品与物料的库存成本、人力资源成本以及管理成本等。现场改善能够提高生产效率，减少生产中的不合理的浪费，降低生产本;通过提高原材料利用率、改善产品的生产制作工艺流程，减少物料、产品、半成品库存数量，从而降低库存成本;通过对生产线人员和相关管理人员的合理配置，改善工作场地环境，充分挖掘人的潜力，达到降低人力资源成本的目的;通过改善现场管理，使现场环境更加有序，降低企业现场管理成本。3)现场改善能够帮助企业有效地提高产品质量现场改善的质量控制图等工具能够帮助企业实现在生产过程中队产品的实时监控，以保证及时发现生产过程中存在的和潜在的质量问题。通过对现场环境、工艺要求、机器设备等的改善，将质量缺陷隐患消除在萌芽中，从而达到提升产品质量的目的。企业生产现场管理与改善工作作为一项系统工程，做好它能使企业面貌焕然一新。生产现场工作的纷繁复杂决定了所有企业必须依据自己的战略规划以及生产经营目标，合理有效地计划、组织、领导和控制各种生产要素，这样才能达到优质、高效、低耗、均衡和安全的完成产品生产 4。正是由于现场管理与改善的重要作用，我们研究如何系统地运用各种技术方法对生产现场进行改善就显得尤为重要。目前我国制造企业仍以低端产业链为主，中西部地区制造业仍为劳动密集型产业，东部工业发达地区亦存在大量劳动密集型产业，企业中存在诸多技术问题，现场管理理念跟西方发达国家相比也存在较大的差距，尤以中小型民营企业为甚，故对制造企业生产现场改善进行研究刻不容缓。本文针对当前制造企业生产现场管理遇到的困境，提出综合运用工业工程方法系统地、全面地对企业生产现场问题进行分析和改善。同时，注重培养企业员工全面的工业工程改善意识，即:成本与效率的意识、问题和改革的意识、工作简化和标准化的意识、全局和整体的意识、以人为中心的意识。HY 公司作为国内典型的民营制造企业，生产现场管理水平有待提高，改善生产现场状况，提高现场管理水平的需求十分迫切。HY 公司的总装厂是公司的重点车间，公司的大部分产品都需在总装厂装配完毕方可入库或发货。然而，目前总装厂现场管理存在诸多问题。故研究 HY 公司总装厂现场改善问题具有现实意义。此外，研究 HY 公司的个案问题对研究其他同类问题有一定的指导意义。通过分析 HY公司生产现场管理中存在的问题，根据现场改善相关理论，综合运用各种 IE 方法，研究并制定出可行的改善方案对其他类似的制造企业也有一定的参考意义。1.2 研究现状现场改善最初来源于日本质量管理大师今井正明的代表现场改善：低成本管理方法 。今井正明认为，提升质量的改善焦点是在企业运营中产生的，最具关键性的地方是现场，也就是实际发生行动的场所。所有企业都得从事三项赚取利润的主要活动：开发、生产和销售。若缺少这些活动，公司便无法生存并获长远发展，而现场正是这三项活动发生的场所。 “现场改善”与欧美管理方式的最大不同处，在于不需要复杂的技术、烦琐的程度和昂贵的设备，只要透过全面质量管理、及时生产方式、可视管理等，便能轻易解决组织积弊，获得高水平的质量和巨额利润 4。现场管理与改善一般同 IE 的理论方法联系在一起，纵观其发展史其实也是现场管理与改善理论的变革史。1.2.1 国外研究现状从“科学管理之父”泰勒的科学管理原理开始，科学管理先驱者们就一直致力于生产现场的改善工作，以提高工作效率、降低成本为目标，推动世界工业从早期的手工生产发展到现在的柔性生产、大规模定制以至于敏捷制造。在此过程中，现场改善理论也被不断充实完善，出现了一系列有效的改善理念和改善方法 5：19 世纪末，另一位工业工程师奠基人吉尔布雷斯对生产过程中工人的动作进行了研究，并创立了“动作研究” 。在理论上通过对操作动作的分析和改善，去除不合理的、浪费的以及不安全的动作，达到降低作业疲劳度、提高工作效率的目的。其中的“基本动作要素分析”和“动作经济原则”等理论方法一直沿用至今。1908 年美国宾州大学首次开设了工业工程课程，后来又成立了工业工程系，1917 年美国成立了工业工程师协会。此后有人主张把当时从事动作研究、时间研究等提高劳动生产率的各种研究工作，从管理职能中分离出来，由懂得工程技术的人员去进行，逐步形成了一批将工程技术和管理相结合的工业工程工程师。20 世纪 20 年代后期至 40 年代中期，是经典 IE 时期，这一时期工业工程重视与工程技术相结合，这使得它不同于一般的管理概念和职能而具有其独立的专业工程性质。这一时期现场管理中引进了质量控制图、进度图、库存模型和工厂 layout 及物料搬运等新方法。此外这一时期中美国通用电器公司的设计工程师麦尔斯首创了“价值工程(VE)”改善方法。后来这一方法被融入工作现场，形成了现场改善的 VE 理念。它以“价值” 、“功能”和“成本”为研究对象，强调通过提升功能和降低成本，实现产品和工作价值的提升。40 年代中期开始，工业工程与运筹学相结合，数学规划、优化理论、排队论、存储论和博弈论等理论和方法都引入工业工程的理论和方法体系，IE 进入成熟时期。这一阶段的现场管理与改善运用数学规划方法、统计分析、作业分析、可行性分析、存储论、决策理论和人因工程等方法。此阶段，日本丰田准时化生产方式 JIT(Just In Time)大获成功，JIT 生产方式的诞生宣告了大规模生产方式 MP(Mass Production)时代的终结，也为全世界带来了精益生产 (Lean Production，LP)方式。精益生产方式的大获成功给现场管理与改善理论带来了革命式的发展。 “精益生产”以理论化形式提出是美国麻省理工学院在组织世界上 17 个国家的专家和学者，耗资 500 万美元，花费长达 5 年的时间的基础上，以汽车工业这一开创大批量生产方式和精益生产方式的典型工业为例总结出来的。精益生产方式的优越性不仅体现在生产制造系统方面，同时在产品开发、物流管理、协作配套以及经营管理等方面也能发挥显著的作用，它是目前工业界公认的最佳生产组织方式之一，也必将成为 21 世纪标准的全球化生产体系。精益生产的目标是追求消灭一切浪费，并围绕这一目标发展了一系列具体方法，逐渐形成了一套独具特色的生产经营管理体系。自从这一时期往后，各国制造企业的生产现场管理无一例外地推行这种精益模式。20 世纪 70 年代后期至今，工业工程进入与系统工程相结合的时代，自此，工业工程具备了更加完善的科学基础和分析方法，现场管理与改善的理论日趋完善，20 世纪 90 年代，随着日本经济泡沫的破灭，日本制造业从此走下神坛。但是丰田生产方式 (Toyota Production System，TPS)引发的变革没有止步，随着研究的深入和精益理论的广泛传播，越来越多的专家学者都参与进来，理论研究和实践应用层出不穷，出现了百家争鸣的景象。日本学者经过 30 多年的实践总结，在 1986 年提出了“5S”的管理方法，它是通过对现场中“物”这一要素所处的状态不断进行整理、整顿并形成制度习惯的现场管理活动，它的实施在塑造企业形象、降低成本、改善现场条件等方面发挥了重要作用。5S 的提出冲击了整个现场管理模式，逐渐发展成为企业现场改善必须完成的基础任务。日本学者清水万里在工业工程的基础上创立了“定置管理”理论和方法，并在定置管理入门一书中对其进行了系统的阐述。它侧重于研究生产现场中人、物、场所之间的位置关系，追求各生产要素的最佳结合，达到提高工作效率的目的。20 世纪 80 年代末，为了应付来自日本的竞争，摩托罗拉公司的比尔史密斯和迈克尔亨瑞等人提出了“6 质量管理”方法。其中 6 不单是一条统计术语代表缺陷率为百万分之 3.4更是一种管理理念。它关注客户的满意度，强调过程思维和基于数据的决策，主张事前预防和主动管理，通过团队合作对产品质量进行持续改善，以达到 6 目标。为了消除“清除瓶颈” 、“6”等优化活动局限于局部的弊端，1998 年，迈克鲁斯和约翰舒克在他们的著作价值流图析中提出了价值流图的分析方法。它把价值流定义为“产品通过其基本生产过程所要求的全部活动” ，利用直观的图形工具对过程中不增值的活动进行全面的优化改善。这些管理体系的实质其实就是运用 IE 的思想，并将其方法具体化，用以指导公司内部的各个工厂、车间和生产线能够顺利地推行现场改善。1.2.2 国内研究现状我国于 90 年代正式引入 IE 理论，在多所高校开设课程，培养 IE 人才。但至今国内的现场改善研究仍处于起步阶段，还没有形成一个完整的体系，主要是总结和模仿日本的“5S”管理、目视管理以及欧美的“6”管理等方法，鲜有理论创新这 与 中 国 的 生 产力 和 科 技 水 平 不 无 关 系 ， 毕竟中国的国情与国外不同。但 是 知 道 IE 的 重 要 性 的 企 业 也不 乏 其 人 ， 如 广 东 科 龙 集 团 ， 长 春 一 汽 集 团 ， 鞍 山 钢 铁 公 司 ， 富 士 康 集 团 等 都 在 应用 IE 方 面 收 效 不 少 。 一 个 突 出 的 特 点 是 许 多 乡 镇 企 业 和 现 代 企 业 制 度 试 点 企 业 都 不约 而 同 地 关 心 工 业 工 程 ， 认 为 经 济 形 态 的 转 变 和 企 业 制 度 的 改 善 是 极 其 重 要 的 。 因此如何将现场管理理论精髓和我国的实际情况结合起来，实现理论上的突破与创新，全方 位 实 现 管 理 的 规 范 化 与 科 学 化 ， 提 高 企 业 的 市 场 竞 争 力 是 我 国 企 业 的 当 务 之 急 。1.3 研究路线1）论题的提出，并阐述选题的背景及意义。2）介绍现场改善的相关理论，详细研究了本文应用的现场改善手法，并基于工业工程理论对其扩充，分析了各方法的作用及实施步骤。3）对HY企业生产现状进行描述，并对其进行分析与问题诊断，能说明试试现场改善的必要性和迫切性。4）结合HY企业生产现场的实际问题，运用工业工程进行现场改善的应用研究。并将实施现场改善后的生产现场效果与之前未改善的原状进行综合比较，进行客观的分析与评价，进一步说明现场改善的必要性。5）总结与展望。2 现场改善的基本理论与方法现场改善以满足生产要求为起点，使用改善理论对生产现场的人、机、料、法、环等各个生产要素进行改善。现场改善的主要目的是挖掘资源的潜能，尽可能的消除每个环节的浪费，以最小的投入、最低的风险来得到最大的收益。与此同时，它还可以加强现场中的各个团队的合作，增强企业的竞争力，提高企业的创新水平 6。现场改善经过国内外这么多年的发展，已比较完善的理论体系，其方法和工具多种多样。本章重点研究基础 IE 现场改善经常用到的一些方法，而 IE 现场改善方法亦种类繁多，通过采用组合应用的方式往往能收到理想的应用效果，本文期望通过这样的方式来解决制造企业生产现场中经常出现的典型问题。2.1 “5S”管理“5S”管理源于日本企业广泛采用的现场管理方法，它通过开展以整理（SEIRI） 、整顿（SEITON ） 、清扫（SEISO） 、清洁（SEIKETSU）和素养（SHITSUKE ）为内容的活动，对生产现场中的生产要素进行有效管理。 “S”是上述五个日文汉字短语发音的第一个字母，故称为“5S ”。 “5S”对于塑造企业的形象、降低成本、准时交货、安全生产、高度的标准化、创造令人心旷神怡的工作场所、改善现场等方面发挥了巨大作用 7。“5S”由下面逐一介绍 7：1）整理（SEIRI）是指区分必需品与非必需品。现场不需要的东西坚决清除，做到生产现场无不用之物。现场彻底整理好处有：改善作业环境，增加作业面积；现场杂物被清除，作业通道更加畅通；降低工件相互碰撞的几率，保证产品质量和生产安全；由于物品乱放而造成混料这一事故的隐患被消除；改变现场风气，提高工作情绪。2）整顿（SEITON）是指把必要的物品分门别类定位放置，摆放整齐，使用时随时能找到，减少寻找时间。整顿是对整理后需要的东西的整理，对需要的东西地位摆放做到过目知数，用完的物品归还原位，做到用时能力及渠道，用后能立即放回。在生产现场将工装夹具、量具、无聊、半成品等物品的存放位置固定，明确放置方法并以标示（若零件和材料如有相似，为避免混淆，整顿时，就要对不同场所所使用的物品用不同颜色进行区分） ，消除因寻找物品而浪费的时间。整顿是提高效率的基础，其目的是为了减少无效的劳动，减少无用的库存物资，节约物品去放的时间，以提高功效。3）清扫（SEISO）是指清除工作现场的灰尘、油污和垃圾，使机器设备以及工装夹具保持清洁，保证生产或工作现场干净整洁、无灰尘、无垃圾。对现场进行清扫，目的是使生产时弄脏的现场恢复干净，减少灰尘、油污等对产品品质的影响，减少意外事故的发生，是操作者在干净、整洁的作业场所轻松的工作。4）清洁（SEIKETSU）是整理、整顿、清扫这“3S”的坚持与深入，并制度化、规范化。清洁要做到“三不” ，即不制造脏乱，不扩散脏乱，不恢复脏乱。清洁的目的是维持前面“3S” 的成果。在这一步中，需要培养员工的主动意识，自觉地开展保持工作，这也是“5S” 管理成功的保证。5）素养（SHITSUKE） ，又称教养，是指培养现场作业人员遵守规章制度的习惯和作风。素养是“5S ”管理的核心。素养是保证前 “4S”持续、自觉、有序、有效开展的前提，是使“5S ”活动顺利开展并坚持下去的关键。“5S”之间的关系如下：第一个 S整理第二个 S整顿第三个 S清扫第四个 S清洁第五个 S素养区分 “ 要用 ” 与“ 不要用 ” 的东西将要用的东西定位摆放将不要用的东西清除时刻保持整洁 、 干净使员工养成好习惯遵守规章制度地、物人图 2-1 5S 关联图Fig.2-1 The diagram of mutual relationship between 5S2.2 定置管理定置管理是一种科学的现场管理方法和技术，它是“5S”活动中整理、整顿针对实际状态的深入与细化，是一个动态的整理、整顿体系，是在物流系统各工序实现人与物的最佳结合。它主要研究生产要素中人、物、场所三者之间的关系，使之达到最佳结合状态的一种科学的管理方法。其三者关系如下 8：1）人与物的关系人与物结合状态的研究是定置管理的关键和首要步骤。在生产过程中必不可少的是人与物，人与物只有结合起来才能进行工作。而工作效果如何，则需要根据人与物的结合状态来定。通常将其划分为 A、B、C 状态，即 :A 状态人与物处于立即结合的状态，即将经常使用的直接影响生产效率的物品放置于作业者附近，当作业者需要时能立即拿到。B 状态 人与物处于待结合的状态，表现为人与物处于寻找状态或尚不能很好地发挥效能的状态。C 状态 人与物已失去结合