工业工程基础课件第6章

第六章 工业工程的方法与应用 武汉科技大学工业工程基础 第 6章 工业工程的方法与应用 本章主要内容： 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 工业工程的方法论 工业工程的基本方法 工业工程的组织 工业工程的应用模式 工业工程的应用 1 第六章 工业工程的方法与应用 武汉科技大学工业工程基础 6.1 工业工程的方法论 工业工程是一门系统性和实践性很强的应用型学科 。 为有效解决企业发展和生产系统中存在的问题，首先应 确立正确的工业工程方 法论 ，明确工业工程在实践中应遵从的基本思想与原则，着重掌握 工业工程的基 本方法及技术体系 。 工业工程作为一种新型的技术综合体，包括各类专门的方法与技术 ， 如主要研究与解决人机关系系统问题的 工效学和人因工程 、主要研究与解决作业系 统问题的 工作研究方法 、主要研究与解决产品系统问题的 工业系统设计技术 、主要 研究与解决物流系统问题的 设施规划与物流系统分析技术 、主要研究与解决制造技 术系统问题的 现代制造系统技术 等。 2 第六章 工业工程的方法与应用 武汉科技大学工业工程基础 6.1 工业工程的方法论 系统工程 是 开发、改造和管理大规模复杂系统 所需思想、程序和方法的 总称，其 基本工作过程 包括系统诊断与分析、系统规划与设计、系统实施与 运行、系统评价和改善等阶段， 并按照问题说明、目标探索、方案综合、分析权衡、 评价抉择等逻辑步骤来展开 .这也是研究与解决 企业生产与工业及社会经济系统中的人机系统 、作业系统、产品系统、物流系统、现代制造系统等具体系统问题 的基本逻辑和方法。 工业工程方法论的形式体系归结图 3 第六章 工业工程的方法与应用 武汉科技大学工业工程基础 6.2 工业工程的基本方法 6.2.1 工程与系统分析法 系统分析 是第二次世界大战后， 由美国兰德（ RAND）公司最早开发的 研究大型工程项目等大规模复杂系统问题的一种方法 。 工程中往往将一些先进的技术，如 计算机集成制造（ CIM） 成组技术（ GT）、 并行工程（ CE）、 企业重组（ BPR）、 精益生产（ LP） 等 集合形成一个系统，并引入 工程分析方法 ，描述和处理工程管 理系统，形成工程与系统分析方法 . 4 第六章 工业工程的方法与应用 武汉科技大学工业工程基础 6.2.1 工程与系统分析法 系统分析 的基本要素 :问题、目的与目标、方案、模型、评价和决策者 ； 系统分析 被认为是应用建模、优化、仿真、评价等技术对系统的各个方面进行 定量和定性分析，为选择最优或满意的系统方案提供决策根据的分析研究过程。 系统优化 是为了达到最优化目的所提出的各种求解方法，如解析法、直接 法及其数值计算法、网络优化方法等，并在运筹学中有比较集中的体现。 系统仿真 是利用模型复现实际系统中发生的本质过程，并通过对系统模型 的实验来研究已有的或待开发的系统，又称系统模拟。 系统评价 是对新开发的或改建的项目或系统，根据预定的目标，从技术、经济 、社会等多方面对各种系统方案进行评审和选择，以确定满意的行动方案的过 程。 5 第六章 工业工程的方法与应用 武汉科技大学工业工程基础 6.2.2 系统设计法 系统设计就是 在系统分析的基础上，按照系统思想和优化要求，综合 运用各有关学科的知识、技术和经验，通过总体研究和详细设计等环节 ，落实到具体工作或项目上，以创造出满足设计目的的人造系统。 在系 统开发过程或整个系统生命周期中，系统分析着重回答 “ 干什么 ” 的问 题，而系统设计则主要解决 “ 怎么干 ” 的问题。 在进行系统设计时，一般要考虑的基本问题有 : n系统的功能 n系统的输入与输出 n系统的程序和层次 n系统的环境 n系统的媒介 n系统中人的因素 6 第六章 工业工程的方法与应用 武汉科技大学工业工程基础 6.2.2 系统设计法 系统设计通常采用 归纳法 或 演绎法 这两种方法 归纳法 应用归纳法进行系统设计的程序是：首先尽可能地 收集现有的和过去的 同类系统的设计资料 ；在对这些系统的设计、制造和运行状况进行分析 研究的基础上，根据所设计的系统的功能要求进行多次 选择 ，然后对少 数几个同类系统进行相应 修正 ，最后得出一个理想的系统。 演绎法 演绎法是一种 公理化方法 ，即先从普遍的规则和原理出发，根据设计 人员的知识和经验，从具有一定功能的元素集合中选择能符合系统功 能要求的多种元素，然后将这些元素按照一定的形式进行 组合 ，从而 创造出具有所需功能的新系统 。 7 第六章 工业工程的方法与应用 武汉科技大学工业工程基础 6.2.2 系统设计法 工业工程系统工业工程系统 公用服务系统公用服务系统 人员活动系统人员活动系统 管理控制系统管理控制系统 8 第六章 工业工程的方法与应用 武汉科技大学工业工程基础 6.2.2 系统设计法 人员活动系统 管理控制系统 公用服务系统 1. 产品（货物与服务 ）过程设计 2. 制造（生产）系统 的设计 3. 物流设施规划与布 局设计 4. 工作流程设计 5. 工作地设计 6. 维护与辅助工作程 序设计 7. 安全程序设计等 1. 可重组组织和管理系统的设计； 2. 组织和工作设计； 3. 资源配置与定位，库存控制； 4. 企业目标、战略与流程设计和再造 （ PDR）、员工参与（ EI），以及 质量保证与质量改进（ QI）的系统 匹配集成设计； 5. 业绩评价、运作管理与运行费用控 制； 6. 横向对比与决策支持系统的设计； 7. MRP/ERP、 JIT或 TOC系统的设计； 8. 人力资源规划、培训与开发； 9. 约束 /瓶颈管理理论及其应用等。 1. 目标战略与规划、建模 、分析和决策支持 2. 市场研究与营销（ marketing） 3. 供应保障（ logistics ）与供应链管理（ SCM ） 4. 客户关系管理 5. 企业内、外部合作与企 业网络设计 6. 企业业绩测试、评价 与改进 ; 7. 政策法规与沟通的支持 数据库 ; 8. 金融与投资监测、分析 与决策支持 ; 9. 流程设计与再造、员工 参与和质量改进集成的 决策支持等。 9 第六章 工业工程的方法与应用 武汉科技大学工业工程基础 6.2.3 图表法 图表是直观形象地表述问题、吸引注意力和快速启迪思维的有效工具 。 图 表的外观反映事物或问题的概貌和特征，而其内在则体现设计者观察问题 的洞察力、理解力和艺术表达力，常见的有 活动规划图表 和 问题分析图表 。 活动规划图表 流程图 层次分析图 工作分配表 工作进度表 活动规划图表是系统分析活动中用来规划各项工作的图表 ，包括： 问题分析图表 问题分析图表是用来分析和表达各种问题中的构成因素（或要素）及其因 果关系，主要有： 点阵图 成组因素综 合关系图 矩阵图 关系树图 三角阵图 成组因素交叉关系矩阵 10 第六章 工业工程的方法与应用 武汉科技大学工业工程基础 6.2.4 综合评价分析法 工业工程是一门对系统进行规划设计和组织管理的综合技术，其工作过 程是一个集体努力和综合创造的过程。 创造性思维与创造性技术是认识系统问题，探寻行动方案，分析、设计 、改善大规模复杂系统问题的基础。 访谈法 情景分析法 问题导问法 会议法 结构性问卷调查法 观察法 鱼骨图法 列举法 流程地图法 11 第六章 工业工程的方法与应用 武汉科技大学工业工程基础 6.3 工业工程的组织 6.3.1 概述 工业工程的组织与业务也呈现不同的形 式。因其 行业特征 、 产品类型 、 经营方式 、 规模 ， 主管人员的能力 ， 技术人员的数量 和 素质 及 生产管理水平 等各方面的不同而不同 . 在有条件的企业中，建立专门的工业工程部门是工业工程这项 综合性工作的 组织保证 ，它可以为工业工程工作建立正常、有效 的 工作程序和制度 ，能对工业工程项目的生命周期进行全过程和 全面的跟踪与协调，并进行统筹规划，能为工业工程工作积累应 有的经验和资料，保证使其成为企业持续发展中的 一项战略性工 作 。 12 第六章 工业工程的方法与应用 武汉科技大学工业工程基础 6.3.2 企业组织结构中的工业工程部门 企业组织结构及其工业工程部门的设置与 企业的规模 、 行业特征 、 管理方 式 及 水平 等密切相关，且可能会因企业而异。国内所采用的最常见的企业组 织结构形式如下： 13 第六章 工业工程的方法与应用 武汉科技大学工业工程基础 6.3.3 工业工程的组织形式 企业设有独立工业工程部门的组织形式企业设有独立工业工程部门的组织形式 集中式组织结构： IE人员集中归属 IE部门管理，被指派到各部门工作。 14 第六章 工业工程的方法与应用 武汉科技大学工业工程基础 6.3.3 工业工程的组织形式 企业设有独立工业工程部门的组织形式企业设有独立工业工程部门的组织形式 IE项目 2的开发任务只要求到 “系统开发 ”阶段为止，因此它的组织形式也相 应地比较简单。其他工业工程项目的工作当然还可以有其他适当的组织形 式。 15 第六章 工业工程的方法与应用 武汉科技大学工业工程基础 6.3.3 工业工程的组织形式 矩阵式工作组织形式矩阵式工作组织形式 首先，不论工业工程项目的性质和规模如何，原则上都应设立 一个系统工 程工作组 ，负责整个工业工程项目系统分析的技术指导和总体规划。 其次，一般项目也都会设立一个 总体规划组 ，负责对整个工业工程项目要 求建立的某种工程系统进行总体规划和设计。 16 第六章 工业工程的方法与应用 武汉科技大学工业工程基础 6.4 工业工程的应用模式 1 工业工程应用模式的设计 工业工程在世界各国的发展与应用模式不尽相同。从整体上分析，发达国 家应用工业工程理论形成了两种典型模式。 技术 设计型模式 技术 改善型模式 17 第六章 工业工程的方法与应用 武汉科技大学工业工程基础 6.4 工业工程的应用模式 2 工业工程的运行模式 主要归纳为 设计 和 运行 两方面。 首先，应用工业工程进行系统设计容易产 生两类问题。 一方面，比较明显的问题是系统功能设计 问题。另一方面，系统是组织的一个密不 可分的一个组成部分，它与组织中的其他 要素，如结构、任务、目标、人员、文化 等都有着内在紧密的联系，应该完全相容 。 其次，系统运行得不好也是一个问题。 18 第六章 工业工程的方法与应用 武汉科技大学工业工程基础 6.4 工业工程的应用模式 2 工业工程的运行模式 从企业层面，该运行模式提供从企业规划、企业设计、企业应用诊断到企业 改造、企业重组等各个阶段的全过程解决方案，提供从 资本视角、物理视角、功 能视角、信息视角、业务视角到组织视角 等各个方面的全方位解决方案。 在多变的经济环境、市场环境及技术环境条件下，企业系统必须经常调整 自 身的目标、功能（包括结构形态）、输入和输出 ，使系统最优或次优（满意或合 理）。 19 第六章 工业工程的方法与应用 武汉科技大学工业工程基础 6.5 工业工程的应用 6.5.1 工业工程的 导入方法 工业工程的导入 必须按与企业自 身基础特征相适 应的程序方法进 行 ，特别是在企 业基层推进时更 是如此。 20 第六章 工业工程的方法与应用 武汉科技大学工业工程基础 6.5 工业工程的应用 6.5.2 工业工程的活动形式 主要的项目形式有三种： u与其他部门合作推进的跨部门项目； u依赖或委托其他部门推进的项目； u部门内部推进的项目 。 21 第六章 工业工程的方法与应用 武汉科技大学工业工程基础 6.5.2 工业工程的活动形式 6.5 工业工程的应用 图所示为对 工业工程活动形式及内容特征的分类 。 形式 跨部门合作，团队进行 委托其他部门进行 自己部门主导，内部 基本 特点 相关部门的负责人，以项 目小组的形式团队推进 课题在部门内无法、也无从 解决，将相关工作明确后， 、委托依赖给其他职能部门 日常工作中收集数据及 现场发现的问题，内部 解决 课题 范围 由公司方针而确立的题目 或问题关系到几个部门 部门内的工作计划中的内 部无法解决对问题 小题目，现场的问题只 与本部门相关 统筹 主要责任部门 部门内 部门内 推进 方法 有关部门责任分担 项目会议统筹进度及各 部技术 其他部门提出解决方案 其中部分工作内部完成 接受指导 部门内小组推进 QC小组内部解决 案例 工厂整体 Layout的改善工装夹具改良，自动化 标准时间的设定 夹具，设备的引进 设备改良 作业标准的设定，改订 作业动作的改善 作业配置的改善 Line balance的改善 简单的工装改良 作业环境的整顿 搬运改善 注意 事项 各部门必须遵守方针纪律， 明确目标责任，更加需要 有能力的项目负责人 不可以推托责任，否则部 门间关系恶化 内部专业数据的分析要 认真细心非专业的经验与胆量 不利于问题的解决 22 第六章 工业工程的方法与应用 武汉科技大学工业工程基础 6.5.3 工业工程的推进体系和程序 在工业工 程的推进 中， 首先 要明确目 的，然后 要注重体 系和方法 。 现场工 业工程最重 要的课题就 是 提高学习 效率的改善 活动。 23 第六章 工业工程的方法与应用 武汉科技大学工业工程基础 6.5.4 工业工程的实施 1 工业工程实施中的问题 目前，企业对工业工程 了解不多 、 应用不广 、 水平不高 。 具体表现为： p企业尚未从系统的角度认识工业工程的价值； p缺乏社会化应用环境（工业工程宣传、咨询服务、培训、认证等）； p企业普遍短视； p不想做实实在在的具体工作、基础工作。 工业工程解决的主要问题是 各类产品生产过程及服务过程中的增值链问题。 为了交给顾客一个满意的产品，人们不仅要有效运用时间、人员、机 器、资本等资源实现所设计的产品，而且要解决生产中的质量和成本问 题，以及最终确保产品的交货期、质量和利润。所有这些工业化生产所 面临的问题，正是工业工程所要解决的问题。 24 第六章 工业工程的方法与应用 武汉科技大学工业工程基础 6.5.4 工业工程的实施 1 工业工程 实施中的问题 工 业 工 程 活 动 程 序 的 推 进 方 法 25 第六章 工业工程的方法与应用 武汉科技大学工业工程基础 6.5.4 工业工程的实施 2 企业实施和推广工业工程的方法 1 )要有实施和推广工业工程的总体思路 u全面规划 （如果不先搞总体规划或总体规划考虑不周，就会造成虽然某项工作 搞得很好，但它与相关工作不协调，不能形成一个整体或系统，企业整体效率和 效益也很难提高。） u突出重点、明确目标、分步实施 （根据企业特点抓住工业工程与管理工作中几 个最关键、最薄弱的环节先推行，有重点、分阶段地进行，每个阶段都有具体的 内容和目标。） u效益驱动 （在推行工业工程的过程中必须考虑阶段性成果，争取步步取得实效 。如果没有阶段性成果，长期见不到实效，就会降低推广应用的积极性。） 26 第六章 工业工程的方法与应用 武汉科技大学工业工程基础 6.5.4 工业工程的实施 2 企业实施和推广工业工程的方法 2 )在工业工程实施和推进过程中要培养基本的工业工程意识 u正确掌握现状，通过工业工程手法对现状数据进行分析。 u不放过任何细小的浪费，提高效率。 u要形成将不良率减到零的推进意识。 u企业、部门全员参与是工业工程活动成功的关键。 u将效率、成本、工作率、生产线平衡、故障率等问题以数据说明和显示。 u遵守解决问题的程序，努力使问题得到解决并取得较大成效。 3 )先明确责任，再行使权力，并形成执行力 主要是指在工作中要先取得相应的权力，明确工业工程在企业中要有合法的 地位。企业中执行不力是个通病，也是最为严重的一种症状，特别是在中层 管理者当中，最容易出现这种现象。 27 第六章 工业工程的方法与应用 武汉科技大学工业工程基础 6.5.4 工业工程的