工业工程基础知识

工业工程简介 什么是工业工程 ？ 美国质量管理权威朱兰博士说：美国值 得向全 世界夸耀的东西就是 IE， 美国之 所以打胜第 一次世界大战，又有打胜第 二次世界的力量 ，就是美国有 IE。 IE-INDUSTRIAL ENGINEERING-工 业工程，简称 IE， 是世界上公认的能 杜绝 各种浪费，有效地提高生产率和经 济效益 的把技术与管理有机地结合起来 的一门边 缘学科。 生产要素 人 .财 .物 投入 转换 产出 生产的财富 产品 .服务 生产率 =产出 /投入 技术 管理 工业工程的定义： 其定义为：工业工程是对人员、物料、 设备、能源和信息所组成的集成系统， 进 行设计、改善和设置的一门学科。它 综合 运用数学、物理学和社会科学方面 的专门 知识和技术，以及工程分析和设 计的原理 和方法，对该系统所取得的成 果进行确定 , 预测和评价。 现在我们来看看是如何操作的： 生产要素 人、财、物 投入 生产过程 产出 产品 服务 生产率测定 生产率 =产出 /投入 动态生产率指数 =测定期生产率 /基期生产率 生产率评价、规划、控制、提高 战略与经营规划 反馈 工业工程的目标： 工业工程的目标就是设计一个生产系统及该系统 的控制方法，使它以最低的成本生产具有特定质量 水平的某种或几种产品，并且这种生产必须是在保 证工人和最终用户的健康和安全条件下进行。 工业工程学科的性质： 工业工程是一门工程学科， IE要学习大 量的工程技术和数学方面的课程。但它不 同于一般的工程学科，它不仅包括自然科 学和工程技术，还包括社会科学和经济管 理方面的知识 ，它是一门技术和管理有 机地结合的边缘科学。 工业工程的特点 IE的核心是降低成本，提高质量和生产 率。 IE是综合性的应用知识体系（技术和管理） 注重人的因素是 IE区别于其他工程学科特 点 之一。 IE是系统优化技术。 IE的面向 -由微观向宏观管理。 IE的意识： 成本和效率意识 问题和改革意识 工作简化和标准化意识 全局和整体化意识 以人为中心的意识。 为什么 IE会受到重视： 因为它能够提高生产率！ 众所周知，日本是一个国小、人多、资源 缺乏的 国。二次大战后，厂房、道路、桥 梁都受到严重破坏，经济面临全面崩溃， 全年 1/3时间停产，加上 600万日军和移民 拥回而失业人数激坛。 再看今天的日本，面积不到 38万平方公 里，人口不过 1亿多，但国民生产总值占 世界国民生产总值的 10%，据 1980年的统 计，日本国民的人均生产总值为 1.087 万美元，居世界第二位。 日本生产率的变化： 生产率 % 美国生产率100 50 20 60 70 80 90 年 拿汽车工业来说 ： 美国用工量 日本用工量 装配一辆汽车 33个 14个 制造一辆车身 9.5小时 2.9小时 制造一发动机 6.8小时 2.8小时 中国可不可以用 IE？ 1986年，上海金陵无线电厂通过推广 IE 使该厂流水线生产能力提高了 40%，半年 间仅成本就节约了 80万元。 成都市红光电子管厂在引进的显象管生 产线上应用 IE， 年增产 42万只电子枪，投 入 0.98万元，获得 363万元的效益。 上海仪表局下属八家厂推广应用 IE， 投 入 50万元，收入 6200万元。 北京机床电器厂运用 IE改造电器产品装 配生产线，使产量翻番，年新增产值 1165万元，新增税利 349万元。 1992年初广州电池厂，以二车间为 IE试 点，四个月时间，取得经济效益 19万元 节省 20个劳力，节约场地 48平方米。九 月份，全厂推广，年底取得经济效益 200万元，节约 152个劳力，场地 313平 方米。 93年取得经济效益 1200万元； 94 年取得 1500万元。 广东科龙电器有限公司冰箱公司，四条 生产线原设计生产能力 60万台 /年，实际 生产 43万台，应用 IE后， 93年生产了 75 万台， 94年生产了 91万台，在此基础上 引进 100万台改造项目， 94年底投产，生 95万台，与 43万台相比，增加了 52万台 ，相当于投资几亿新建一个大型冰箱厂。 为什么 IE能够如此呢？ 因为它有如下内容： 方法研究：寻求完成任何工作的最经济 合理的方法，达到减少人员、机器、无 效动作和消耗，并使方法标准化。 作业测定：制定用经济合理的方法完成 工作所需的时间标准，达到减少人员 、 机器设备的空闲时间。 以一个简单的材料搬运为例： 总库 日用库 装盘部 小 汽 车 手 推 车 改进及节省： 总库 装盘部 方法标准、时间标准最终使人、机、物 将能力全部贡献于有价值的工作上，并为 运用其他 IE技术奠定基础。 方法研究内容包括： 1.程序分析 2.操作分析 3.动作分析 4.路线分析 一 .程序分析 何谓程序？方法研究与程序分析的关系？ 以整个生产过程为研究对象，研究分析 一个完整的工艺（加工、制造、装配） 从第一个工作地到最后一个工作地全面 研究，分析有无多佘或重复作业，程序是 否合理，搬运是否太多，等待是否太长 等。 程序分析的实例： 广州电池厂锌壳车间： 冲壳机 切口机 掉入 锌粒 锌壳 箩 磅称 三轮车 去另一车间 砌壳车间 周 转 箱 来自冲壳 周转箱 入库 冲壳机 切壳机箩 三 轮 车 冲壳车间 箩 周 转 箱 工人 砌壳车间 三 轮 车 改进 ： 机 器 锌壳下落道 工人 周转箱 义 1.取消称重工序； 2.取消运输环节； 3.锌壳产量提高 10%，年增锌壳 360万只； 4.降低锌壳重量，年回收锌粒 31185公斤； 5.提高锌壳合格率，从 96.51%，提高到 98.44%； 6.减少场地 63平方米，节省 4人； 7.每年少耗竹箩 144只。 （一）程序分析符号 表示操作 表示运输、搬运 表示检验 D 表示等待、暂存 表示贮存 表示同时操作和检验 例：设有一业务员依照顾客来函核对某张支票上的数字，信放 在公文柜中。 去公文柜1 1 2 2 3 1 3 4 5 4 开公文柜 拿出信 带信回办公桌 找票 核对 带信回公文柜 放回信 关公文柜 回办公桌 放回票6 公 文 柜办公桌 人 请提意见 （二）工艺程序分析 1.工艺程序图的构成 例如下图为风扇装箱的工艺程序图： 1 准备装箱 电风扇装入纸箱 装入说明书及零件 封纸箱 贴标签 电风扇 说明书及零件 1 2 3 4 5 检查纸箱有否破损 例题 2：泵及其接受器之装箱工艺程序图 箱子 内部检查 装保护衬里 放入泵 放装箱衬片 放入接受器 封闭盖 过秤 泵 全部检查 打印号码 接受器 加工之检查 缚扎 附标签 123 12 3 4 5 6 7 8 4 例 3：在木箱上钉五只钉子 1 2 3 4 5 拿起钉锤 拿起一只钉 对准位置 重钉一下 续钉几下 1 2 3 4 5 拿起钉锤 拿起一只钉 对准位置 重钉一下 续钉几下 重复四次 检查并贴标签 (三）流程程序分析 流程程序图由操作、检验、搬运、暂存、 贮存五种符号构成。根据研究对象的不同 可分为： 1.材料或产品流程程序图。（物型） 2.人员流程程序图（人型） 现举例说明如下： 例：一张火车票自出售、使用至回收止， 其间经过许多人之手，现用流程程序图表 示如下： D 1 11 1 2 1 3 2 42 3 53 在票架上 拿起并查看票价 用手拿至柜台上 打印日期 等待找钱 拿给旅客 旅客带至入口处 查看并打孔 旅客带至旅途上 在终点站查看并回收 （物型） 例题 2：工人按要求核对工件尺寸（人型） 1 1 2 2 3 1 3 4 4 5 到仪器柜 开仪器柜 拿起量规 带量规回工作台 调整量规 用量规核对工件尺寸 带量规回仪器柜 放回量规 关仪器柜 回工作台 （四）程序分析技巧 1.分析时的六大提问（提问技术） 完成了什么？ （ what） 何处做？ （ where） 何时做？ （ when） 由谁做？ （ who） 如何做？ （ how） 为 什 么 ？ （ why） 要做这，是否必要？有无其他更好的 成就？ 要在此处做？有无其他更合适之处？ 要此时做？有无更合适的时间？ 由他做？有无更合适的人去做？ 要这样做？有无更好的方法去做？ 2.分析时的四大原则 (1)取消（ Eliminate): (2)合并 (Combine)： (3)重排 (Rearrange): (4)简化 (Simplify): 3.分析时的五个方面 （ 1）操作分析： （ 2）搬运分析： （ 3）检验分析： （ 4）贮存分析： （ 5）等待分析： 4.分析时的六大步骤 （ 1）选择： （ 2）记录： （ 3）分析： （ 4）建立： （ 5）实施： （ 6）维持： （五） 线路分析 u线路分析：对现场布置及物料（另件、 产品、设备）和作业者的实际流通路线 进 行分析，以达到改进现场布置和移动 路。举例如下： u实例： 重型机器工厂 装配车间 机 1 机 4 机 2 机 3 机 5 总库 铸造车间 轻型 机器厂 一般机器工厂 起重机 起重机 起重机 手 推 车 手推车 改进： 机 1 机 2 机 3 机 4 机 5 机 6铸 造 车 间 一般机器工厂 总库 滚子台 磨床 磨床 铣床 磨床 搓丝车床 车床车床 来自料堆 1 1 2 3 456 磨床 7 8 去半成品库 改进： 车床 1 车床 1 来自料堆 铣床 2 车床 3 磨床 4 磨床 5 磨床 6 磨床 7 搓丝 8 去半成品库 节约面积 二 .操作分析 通过对以人为主的工序的详细研究， 使操作者、操作对象、操作工具三者 科学地结合、合理地布置和安排，以 减轻劳动强度，减少作业的工时消耗 ，以提高产量和质量为目的的工作分 析。可分为： （一） 人机操作分析 （二）联合操作分析 （三）双手操作分析 （一）人机操作分析 在机器的工作过程中，调查、了解在操 作周期内，人与机的相互联系，以充分 调动人与机的能量及平衡操作的分析。 实例： 人机操作分析 ： 时间 2 1 4 1 2 完成件放箱内 卸下工件 空闲 装上工件 准备工件 人 机器 空闲 被装上工件 加工 被卸下工件 空闲 利用率 60100 60100 改进： 时间 1 4 1 完成件放箱内 准备下一工件 装上工件 卸下工件 人 机器 被装上工件 加工 被卸下工件 利用率 100/100100/100 （二）联合操作分析 在生产现场，常有两个或两个以上的操 作员同时对一台机器（一项工作），进行 工作，则称谓联合操作。 实例：某工厂的成品用小木箱包装后，堆放 在工厂的库房内，每天由老张、老王将 小木箱放在搬运板上，再由堆高机运到 储运处，等待出厂。 堆高机每次运一块板，来回三分钟；老 张、老王各装一块板需六分钟。 仑 库 老王 老张 板 1 板 2 储运处 机 机 王 张 板 2 板 1 空 空 板 1 板 2 板 1 空 板 2 时间 3 3 3 工作 等待 运箱 6 6 6 3 3 3 2 改进： 9分钟运三箱 机 老王、老张 N02 N01 N01 N02 N02 N01 时间 3 3 3 工作 等待 箱运 9 9 0 0 3 （三）双手操作分析 生产现场的具体工作，主要由工人的双 手完成，调查、了解如何用双手进行实 际操作的情况，称双手操作分析。 三。动作分析 动作分析的实质是研究分析人在进行各种 操作的细微动作，删除无效动作，使操作 简便有效，以提高工作效率。 （一）动素 1.伸手（ TE）（ ） 2.移物（ TL）（ ） 3.握取（ G） （U） 4.装配（ A）（ ） 5.使用（ U）（ U） 6.拆卸（ DA）（ ） 7.放手（ RL）（ ） 8.检查（ I） （ ） 9.寻找（ SH） （ ） 10.选择（ ST） （ ） 11.计划（ PN） （ ） 12.定位（ P） （ ） 13.预定位（ PP）（ ） 14.持住（ H）（ ）U 15.休息（ R）（ ） 16.迟延（ UD）（ ） 17.故延（ AD）（ ） 18.发现（ F）（ ） （二）动素性质划分 U U U 1.核心动 素 2.常用动 素 3.辅助性 动素 4.消耗性 动素 （三）动作经济原则 第一条原则：双手的动作应同时而对称 第二条原则：人体的动作应尽量应用最低 等级而能得到满意结果为妥 第三条原则：尽可能利用物体的动能；曲线 运动较方向突变的直线运动为 隹；弹道式运动较受控制的运动 轻快；动作尽可能有轻松的节奏 第四条原则：工具、物料应置于固定处所及 工作者前面近处，并依最佳的 工作顺序排列 第五条原则：零件、物料应尽量利用其重 量堕送至工作者前面近处 第六条原则：应有适当的照明设备，工作 台及坐椅式样及高度应使 工作者保持良好的姿势及坐 立适宜 第七条原则：尽量解除手的工作，而以夹 具或足踏工具代替 第八条原则：可能时，应将两种或两种以 上工具合并为一 第九条原则：手指分别工作时，各指负荷 应按其本能给予分配；手柄 的设计，应尽可能增大与手 的接触面；机器上的杠杆、手 轮的位置，尽可能使工作者少 变动其姿势 第十条原则：工具及物料尽可能预放在工 作位置看动作经济原则录象。 作业测定概述 1.作业测定的定义： “作业测定是运用各种 技术来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 的定义为： “一个合格工人必须 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。 ” 规定的 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。 ” IE的全过程是：利用程序分析、操作 分析、动作分析获得最隹程序和方法 ，再利用作业测定制定出标准时间。 制定标准时间的方法一般有三种： 1.经验估工法 2.统计分析法 3.作业测定法 作业测定的目的： 1.制定标准时间 2.改善作业系统 3.制定最佳作业系统（对比） 作业测定的方法有： 1.秒表时间研究 2.工作抽样 3.预定时间标准法 确定宽放时间 1.宽放时间的种类 私事宽放 疲劳宽放 F= T-tT x100% F-疲劳宽放值， T-连续工作中，结束时的单个零件 的工作时间 t-连续工作中，开始时的单个零件工作时间 程序宽放 作为补偿操作者因其从事的操作内发生强迫等待的时 间，如机器发生故障等。 周期动作宽放时间 干扰宽放时间 临时宽放时间 政策宽放时间 2.宽放率和宽放时间计算 宽放率（ %） =（宽放时间 /正常时间） X100% 宽放时间 =正常时间 X宽放率 第六步：制定标准时间 标准时间 =平均操作时间 X评比 +宽放时间 =正常时间 +正常时间 X宽放率 =正常时间（ 1+宽放率） 六 .模特法（ MOD） （ 一）模特法的动作分类及其代号 模特法把动作分为 21个，每个动作以代号 、图解、符号、时间值表示。 移动动作： 1MOD=0.129秒 基本动作： M1 手指的动作 M2 手腕的动作 M3 小臂的动作 M4 大臂的动作 M5 伸直的手臂 终结动作：抓取 G： G0 碰、接触 G1 简单地抓 G3 复杂地抓 放置 P： P0 简单放置 P2 较复杂放置 P5 复杂放置（组装） 其他动作：重量因素 L1 用眼 E2 判断 D3 加压力 A4 走步 W5 校正 R2 脚踏板 F3 圆周运动 C4 弯曲 -站起 B17 坐下 -站起