《工业工程基础》复习

1 工业工程概述 1. 起源： 泰勒 “ 科学管理之父 ” ，科学的定量分析方法引入到生产与作 业管理中首创了 “ 时间研究方法 ” 。 吉尔布雷斯夫妇 “ 动作研究之父 ” 2. 定义： 工业工程 (Industrial Engineering)是对有 关 人员、物资、设备、能源和信息 等组成的整体系统 (Integrated System)进行 设计、改进和实施 的学科。它 应 用数学、物理和社会科学的专门知识与技能 ，并且使用工程 分析的原理和方法，对上述系统可能取得的成果予以 阐述、 预测和评价 。 美国工业工程师学会（ AIIE） 2 3. 内涵： IE的 首要任务 是 生产系统的设计 ，出发点和 最终目标 是 提高生产率。 IE的 核心 是 降低成本、提高质量和生产率 。 IE是技术与管理相结合的边缘科学，具有鲜明的工程属 性。 IE是系统优化技术，注重 人 的因素。 3 4. IE的基础技术 工作研究 工作研究的定义 ：对工作方法、作业流程和作业时间进行 科学分析和测定，据此制定出科学合理的作业标准和时间 定额，使各项作业标准化，不断提高劳动生产率和经济效 益。包括： 方法研究、作业测定 工作研究的目的： 通过改进 作业流程 和 操作方法 ，及作 业测定等手段提高劳动生产率，实现人力资源的节约。 4 5. 工业工程意识 工业工程意识首先是由日本工业工程专家提出的，实 践表明，有没有工业工程意识以及树立什么样的工业工程 意识对于发展工业工程至关重要。 一般认为应该树立以下 意识 ： 成本和效率意识； 问题和改革意识； 工作简化和标准化意识 全局和整体意识； 以人为中心的意识。 5 1.方法研究的定义： 对现有的或拟议的工作（加工、制造、装配、操作）方 法进行系统的记录和严格的考查，作为开发和应用 更容易、 更有效的工作方法 、降低成本的一种手段 。 一、概述 6 3.方法研究的主要内容： 方法研究 1. 方法、程序 2. 材料 3. 工具与设备 4. 工作环境条件 程序分析 作业分析 动作分析 方法研究的 特点 是 求新意识 ，方法研究的 指导思想 是 挖 掘一切内部潜力 ，方法研究的 着眼点 是 系统整体优化 。 7 二、程序分析 定义： 通过调查分析现行工作流程，改进流程中不经济 、不均衡、不合理的现象，提高工作效率的一种研究方 法。程序分析的工作流程一般由加工、检查、搬运、等 待和储存五种活动构成。 特点： 对生产过程的宏观分析 以生产系统为对象 对生产过程全面、系统而概略的分析 8 产品、材料的工艺程序分析 工艺程序分析 程序分析 管理事务分析 布置和经路分析 流程程序分析 产品、材料的流程程序分析 作业人员的工艺程序分析 作业人员的 流程 程序分析 程序分析的种类 9 1. 工艺程序分析 零件名称 工艺内容 箱片 包装箱成型检查包装箱有无破损 投影仪 检查投影仪的外观 贴出厂标签 装入塑料袋 装上保护衬 放入箱内 遥控器 检查遥控器的外观 装入塑料袋 放入箱内 附件及干 燥剂 检查附件以及干燥剂数量 装附件以及干燥剂入塑料袋内 装入纸箱内 封箱 束缚 贴出厂标签 例 1：根据表中给 定的投影仪以及 遥控器装箱工艺 程序，绘制投影 仪以及遥控器装 箱工艺程序图。 并进行分析。 10 附件及干燥剂 贴出厂 日期标签12 1 1 箱片 11 10 3 2 6 5 4 234 7 8 9 遥控器 投影仪 检查投影 仪外观 贴出厂 编号标签 放入 塑料袋内 装上 保护衬 放入箱内 检查遥控 器外观 检查附件及 干燥剂数量 装入塑 料袋内 装附件及 干燥剂入 塑料袋内 放入箱内装入箱内 封箱 缚束 箱子成型 检查箱子 有无破损 标签 包装带 标签 塑料袋 保护 衬 塑料袋塑料袋 投影仪以及遥控器装箱工艺程序图（改进前） 11 作业： P105 12题 12 工作物名称：空气调气阀 编号： 方法：现行 研究者： 时间： 审核者： 日期： 内容 符号 次数 加工 29 检验 2 检验与加工 4 合计 35 13 流程程序根据研究对象不同可以分为以下两种 ： 材料或产品流程 程序分析：主要用于记录生产过程中 材 料、零件、部件等被处理、被加工的全部过程 。（ 物型 ） 人员流程 程序分析：主要用于记录工作人员在生产过程 中一连串活动。（ 人型 ） 2 流程程序分析流程程序分析 14 概念 以作业现场为分析对象，对产品、零件的 现场 布置 或作业者的移动路线进行的分析。 特征 重点对 “搬运 ”和 “移动 ”的路线进行分析，常与 流程程序图 配合使用。 3. 布置和路径分析 15 三、作业分析 作业分析是研究一道 工序 、一个工作地点的工人使用机 器或不使用机器的各个作业（操作）活动。 (三不变：工人、 工作地、劳动对象不变 )。 它与程序分析的区别在于 ： 程序分析是研究整个生产的 运行过程，分析到工序为止 ，而 作业分析则是研究一道工序 的运行过程，分析到操作为止。 作业分析有： 人机作业分析 ，联合作业分析，双手作业分析 。 16 1 人机操作分析人机操作分析 某工人操作车床车削工件，作业程序及时间值为：某工人操作车床车削工件，作业程序及时间值为： 装夹装夹 工件：工件： 0.5min， 车削：车削： 2.0min， 卸下零件：卸下零件： 0.3min， 去去 毛刺并检查尺寸：毛刺并检查尺寸： 0.5min，该车床自动加工。试绘制出，该车床自动加工。试绘制出 此作业的人此作业的人 -机作业图，并对其作业进行改进。机作业图，并对其作业进行改进。 1.首先首先 绘绘 制人制人 -机作机作 业图业图 （ 图图 5-5），由），由 图图 可以看可以看 出，人的空出，人的空 闲时间闲时间 太多，人的利用率太多，人的利用率 仅为仅为 39%。 17 图 5-7 车削时的人机作业图（第二次改进方法） 18 联合作业分析是指当 几个作业人员 共同作业于 一 项工作 时对作业人员时间上的关系的分析以及排 除作业人员作业过程中存在的不经济、不均衡、 不合理和浪费等现象的一种分析方法。 19 联合作业分析是对 一组作业人员（两个或两个以上） 所进行的分析。 借助于联合作业分析图，对以下各项进行调查分析： （ 1）各作业人员的待工（空闲）情况； （ 2）各作业人员的作业率； （ 3）联合作业中耗费时间最长的作业是哪个。 20 生产现场的某些作业以工序的操作过程为研究对 象，详细观察和记录其过程，重点是了解 双手如 何进行实际的操作 ，称为 “ 双手 作业分析 ” 。 21 工作：检查轴的长度及装入套筒 开始：双手空时 -用品在台上 结束：装好一只放在旁边 检 验 2 等待 2 尺放下 2放下装毕之轴及 套筒 1等待测定长度 1拿起一轴 1 拿起尺 1 测定长度 4 将套筒装轴上 左手 右手 至轴 1 至尺1 带轴至尺 2 至套筒3 左手 右手 现行方法 2 2 1 4 4 2 5 10 图 5-13 检查轴的长度并装入套筒的现行方法 轴 验装完毕者 尺 套筒 工人 布置图 带套筒回原位4 带尺至轴2 3 拿起一套筒 22 作业 P130 第 7题 23 24 按操作者实施的动作按操作者实施的动作 顺序观察动作顺序观察动作 ， 用特定的记号记录用特定的记号记录 以手、眼为中心以手、眼为中心 的人体各部位的动作内容，并将的人体各部位的动作内容，并将 记录记录 表格化表格化 ，以此为基础，判断动作的好，以此为基础，判断动作的好 坏，找出改善点的一套分析方法。坏，找出改善点的一套分析方法。 在日常工作中对任何作业在日常工作中对任何作业 都抱都抱 有问题意有问题意 识识 ，仔细观察事物，判断动作的好坏，构思，仔细观察事物，判断动作的好坏，构思 设计更好的动作顺序和方法。设计更好的动作顺序和方法。 动作分析动作分析 动作意识动作意识 四、动作分析 25 6 7 8 9 分析、改善的重点是如分析、改善的重点是如 何何 缩缩 短其持短其持 续时间续时间 第一类：有效动素第一类：有效动素 除了非用不可者外，除了非用不可者外， 应应 尽量取消此尽量取消此 类动类动 素素 拆卸 使用 放开 检查 伸手 握取 移物 定位 装配 1 2 3 4 5 寻找 发现 选择 思考 预置 10 11 12 13 14 第二类：辅助动素第二类：辅助动素 分析、改善的重点是分析、改善的重点是 如如 何何 缩缩 短短 其持其持 续时间续时间 除了非用不可者外，除了非用不可者外， 应应 尽量取消尽量取消 此此 类动类动 素素 第三类：无效动素第三类：无效动素 此类动素不进行任何工作，是 一定要设法取消的动素 拿住 不可避免的延迟 可以避免的延迟 休息 此类动素不进行任何工作，是 一定要设法取消的动素 。 作业测定的定义 （国际劳工组织的工作研究专家）： 运用各种技术，确定 合格工人 按规定的 作业标 准 完成某项工作所需的时间。 合格工人 ： 必须具备必要的身体素质、智力水平和教育程度，并具 备必要的技能和知识，使他所从事的工作在安全、质量和数 量方面都能达到令人满意的水平。 作 业标准 ： 经过方法研究后制定的标准工作方法，及有关设备、材 料、负荷、动作等的一切规定。 一、概述 28 29 标准时间的构成 30 二、秒表时间研究 含义： 利用秒表，在一段时间内，对作业的执行情况直接的连 续观测，把工作时间以及与标准概念（如正常速度）相比较的 对执行情况的估价等数据，一起记录下来给予一个评比值，并 加上一定的宽放值，最后确定出该项作业的时间标准。 特点： 1）连续的密集型抽样； 2）测定时间的选择是随机的，无任 何主观意图的影响； 3）计算结果可靠（观测结果可在观测之 前根据抽样的次数和总体中各单位时间标志的差异程度，事 先通过计算，将其控制在一定范围内）。 31 步骤 32 x X+3 X-3 管制下限 管制上限 平均线 三倍标准差法 剔除异常值 33 三、工作抽样 对操作者和机器设备的工作状态进行瞬时观测，调查 各种作业活动事项的发生次数及发生率，进行工时研究， 并用统计方法推断各观测项目的时间构成及变化情况。 几点说明： l记录资料是次数，分析结果是比值； l不针对特征的作业人员、机器，整体观察 l瞬间观察 工作抽样：一种分散抽样，分散的方式 时间研究：密集抽样 34 35 二项分布：假定某一作业项目的实际作业率为 P（ 或称工作率或称发生率），则空闲率为 q=1-P，则 此作业的概率分布为二项分布。 2、可靠度与精度、可靠度与精度 根据统计学中二项分布标准差 为： P 观测事项的发生率（开始为估计值）； n 抽样观测次数（即样本数）。 （ 8-1） 统计学证明，若 P不是很小（ 5%以上），当 nP5时，则 二次分布非常接近正态分布。 36 精确度 ： 精确度就是允许的误差，工作抽样的精确度分 为绝对误差 E和相对误差 S。当可靠度为 95%时， （ 8-2） （ 8-3） 37 原则：在满足可靠度及观测精度的前提下，确定 合理的 抽样次数 。 方法：图表法和 计算法 。 3、工作抽样观测次数 n的确定 38 n =4P(1-P)/ E2 （ 8-4） n=4(1-P)/S2P （ 8-5） 式中， E为绝对精度， S为相对 精度， P为观测事件发生率， n 为需观测的次数。 确定 P值 有两种办法，一是根据 以往的经验统计数 ，先大 致选定一个 P值；另一种办法是 可预先进行 100次左右的试 观测来求 P。注意， 预观测次数 并非仅仅为了计算用，可作 为整个观测次数的一部分， 计入总观测次数中 。 39 p 1、明确调查目的范围、明确调查目的范围 p 2、调查项目分类、调查项目分类 p 3、确定观测路径、确定观测路径 p 4、设计工作抽样观测表、设计工作抽样观测表 p 5、试观测及总、试观测及总 观测观测 次数的确定次数的确定 p 6、确定观测期间及一天的观测次数、确定观测期间及一天的观测次数 p 7、向有关人员说明调查目的、向有关人员说明调查目的 p 8、正式观测、正式观测 p 9、观测数据的整理与分析、观测数据的整理与分析 40 (1)所有人力操作时的动作均包括一些所有人力操作时的动作均包括一些 基本动作基本动作 。模特。模特 法把生产实际中的操作动作归纳为法把生产实际中的操作动作归纳为 21种基本动作种基本动作 。 (2)人们在做人们在做 同一基本动作同一基本动作 时（在操作条件相同时），时（在操作条件相同时）， 所需要的所需要的 时间大体相等时间大体相等 (误差在误差在 1O左右左右 )。 (3)人体的不同部位做动作时，其人体的不同部位做动作时，其 最快速度所需要时间最快速度所需要时间 与正常速度所需要的时间之比，大体相似与正常速度所需要的时间之比，大体相似 。 (4)人体人体 不同部位做动作时不同部位做动作时 ，其，其 动作所需时间互成比例动作所需时间互成比例 。 四、模特法 41 （ 1） 模特法将动作归纳为模特法将动作归纳为 21种种 ，分类简单、易记，不像，分类简单、易记，不像 其它方法有几十种、甚至其它方法有几十种、甚至 100多种多种 (见见 表表 9-32)。 (2)以手指动作一次（移动以手指动作一次（移动 2.5cm）所需时间作为动作时）所需时间作为动作时 间单位间单位 ，其它部位动作时间是手指动作时间的整数倍。，其它部位动作时间是手指动作时间的整数倍。 具有连续性、系统性，应用起来简单方便。具有连续性、系统性，应用起来简单方便。 （ 3） 模特法把动作符号与时间值融为一体模特法把动作符号与时间值融为一体 ，动作标号的，动作标号的 数值也就是动作的时间值。数值也就是动作的时间值。 (4)方法容易掌握，应用范围广，实用精度较高。方法容易掌握，应用范围广，实用精度较高。 42 (1)移动动作移动动作 。共。共 5种，分别为手指动作种，分别为手指动作 M1、手腕、手腕 动作动作 M2、前臂动作、前臂动作 M3、上臂动作、上臂动作 M4及伸直手臂动及伸直手臂动 作作 M5。 (2)终结动作终结动作 。 抓取动作抓取动作 G3种：接触种：接触 G0；简单地抓；简单地抓 G1；复杂地抓；复杂地抓 G3。 放置动作放置动作 P3种：简单放置种：简单放置 P0；较复杂的需要注意力的；较复杂的需要注意力的 放置放置 P2(注注 )；复杂的需要注意力的放置；复杂的需要注意力的放置 P5(注注 )。 43 （ 1）下肢和腰的动作。包括：）下肢和腰的动作。包括： 足踏动作足踏动作 F3； 走步走步 动作动作 W5； 弯体动作弯体动作 B17(往复往复 ) ； 坐下起身动作坐下起身动作 S30 （ 2）附加因素及动作。包括：）附加因素及动作。包括： L1重量因素，考虑重量因素，考虑 重量对时间值的影响。重量对时间值的影响。 目视动作目视动作 E2(独独 )。 校正校正 R2( 独独 )。 单纯地判断和反应动作单纯地判断和反应动作 D3(独独 )。 按下动作按下动作 A4(独独 )。 旋转动作旋转动作 C4。 44 45 情况情况 同时动作同时动作 一只手的终结动作一只手的终结动作 另一只手的终结动作另一只手的终结动作 1 2 3 可能 可能 不可能 GO P0 G1 GO P0 G1 P2 G3 P5 GO P0