丰友公司基于益生产的现场改善研究.pdf

天津大学工程硕士学位论文 丰友公司基于精益生产的 现场改善研究 Y8 5 0 2 7 9 K a i z e nR e s e a r c ho fF E N G Y O U C o m p a n yb a S e du p o n L e a nP r o d u c t i o n ( 申请硕士学位) 工程领域：工业工程 研究生：赵第播 指导教师：齐二石教授 企业导师：任学锋高工 天津大学研究生院 二o o 四年六月 摘要 本文基于精益生产相关理论，综合运用工业工程及精益生产的相关技术方 法，通过定性和定量相结合的系统分析，对丰友公司的现场改善过程进行了旨在 提高生产效率的改进研究。该文系统论述了该公司对D 1 生产线实施的持续改善 活动，通过对生产线布局、物流、工序流程、生产线平衡等方面的分析和优化， 消除了大量浪费和不增值作业，大量减少了W I P 缩短了制造周期，基本实现了 一个流的生产模式，综合提高了该生产线的生产效率，从根本上降低了生产成本 增强了产品竞争力；同时总结了改善过程中存在的优点和不足，创造性的提出了 生产线布局“五化”、优化看板和以充分调动人的主动性、积极性为出发点的“T I E ” 管理新思想，指出了一套以开展C I P 活动为中心的较为适合国情的现场改善方 法，对该公司以及同类制造加工企业在今后的现场改善活动有重要指导意义，同 时对精益生产思想在国内企业的具体应用具有一定的指导意义。 关键词：精益生产、现场改善、持续改善( C I P ) 、全员I E 活动( T I E l A B S T R A C T T h i st h e s i sl Sar e s e a r c ho nK a i z e nb a s e do nt h et h e o r yo fL e a nP r o d u c t i o nf o r i m p r o v i n gp r o d u c t i o ne f f i c i e n c yi nF e n g Y o uC o m p a n y T h em e t h o do fs y g e m a n a l y s i st h a tq u a l i t a t i v ea n a l y s i sc o m b i n e dw i t hq u a n t i t a t i v ea n a l y s i sw a sa d o p t e d ， a n dt h et e c h n o l o g i e so fi n d u s t r i a le n g i n e e r i n ga n dL e a nM a n u f a c t u r i n gw e r eu s e d s y n t h e t i c a l l y T a k i n gD 1p r o d u c t i o nl i n ea se x a m p l e ，i tW a Sd i s s e r t a t e ds y s t e m a t i c a l l y o fC I P ( C o n t i n u o u sI m p r o v e m e n tP r o c e s s ) a c t i v i t y ，b yw h i c hD 1l i n ew a sa n a l y z e d a n do p t i m i z e di nl a y o u t ，m a t e r i a lf l o w ，p r o c e s sf l o w ，l i n eb a l a n c ee t c T h e r e a f t e r , m a n yw a s t e sa n dn o n v a l u e da d d e dw o r k sW a se l i m i n a t e d ，W I P ( W o r k - i n - P r o c e s s ) a n dM C T ( M a n u f a c t u r i n gC y c l eT i m e ) w e r er e d u c e d ，p r o d u c t i o nm o d e lo fo n e p i e c e f l o ww a sr e a l i z e da l m o s t , t h ep r o d u c t i o ne f f i c i e n c yo fl i n ew a si m p r o v e d ，a n d p r o d u c t i o nc o s t W a Sa l s or e d u c e d ，t h e np r o d u c tc o m p e t i t i v eW a sb o o s t e d u p M e a n w h i l e ，an e wt h o u g h tw a sp u tf o r w a r dc r e a t i v e l ym a d eu po ff i v er u l e so fl a y o u t ， K a n b a no p t i m i z a t i o na n do fT I E ( T o t a lI n d u s t r i a lE n g i n e e r i n gp r o g r a m ) b a s e do n f u l l yi n s p i r i n ge n t h u s i a s mo fp e o p l e ，o nt h eb a s i so ft h es u m m a r yo nK a i z e np r o c e s s T h e nas u i t a b l eK a i z e nm e t h o ds u r r o u n d i n gC I Pa c t i v i t yW a sp r e s e n t e d T h i sr e s e a r c h h a sh i g hr e f e r e n c ef o rF e n g Y o uC o m p a n ya n dt h es a m em a n u f a c t u r i n ge m e r p r i s e st o i m p l e m e u tl e a np r o d u c t i o n , s o m ed o m e s t i ce m e r p r i s e sa sw e l l K e yw o r d s ：L e a nP r o d u c t i o n ；K a i z e n ； C I P ( C o n t i n u o u sI m p r o v e m e n tP r o c e s s ) T I E ( T o t a lI EA c t i v i t y ) 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得主崮狴或其他教育机构的学位或证书 而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作 了明确的说明并表示了谢意。 学位敝作者繇趣塥签字日期：即牛年丁月少日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解云洼太堂有关保留、使用学位论文的规定。特授 权垂蛋烂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采 用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有 关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 一虢起赛掩翮签名 签字日期：1 0 。午年r 月彳日签字日期：二叩年7 月f p 日 第一章绪论 第一章绪论 随着现代经济的迅猛发展，市场需求已发展到了多元化、个性化时代，市场 也从卖方市场转变为买方市场。开放的市场使企业感到巨大的压力，对企业来说， 这是一场全世界范围内的生存竞争，而竞争规则就是强者生存，能迅速生产出市 场需要的质优价廉产品的企业即所谓强者。目前，世界加工制造业在全球激烈竞 争的局势下，正处于从大规模生产和大批量生产方式向多品种小批量生产方式、 甚至大规模定制生产方式转变的重大结构调整阶段。面对先进的国际加工制造 业，国内企业普遍存在着管理方式落后、缺乏管理技术应用经验的实际情况，而 如何将精益思想成功地应用到生产管理中，切实提高企业的生产效率，从而形成 竞争优势是许多企业迫切需要解决的问题。 1 1 研究意义 现场改善是企业最基础最重要也是最难做好的工作，面对激烈的市场竞争和 形形色色的先进的现代管理理论方法，企业往往感到百废待兴却无从下手。而管 理本身的特点是具有可模仿性却不具有可复制性，具有很强的实践性。管理理论 多数来自于对管理实践的经验总结，任何一种理论方法都有它的时代和文化背 景，企业管理也不例外。因此，在引进吸收精益生产管理思想进行现场改善时必 须对其进行深入的研究，并根据本地的环境特点加以本土化的灵活运用，才能取 得较为理想的效果，机械的模仿、盲目的照抄照搬最终会导致失败或半途而废， 目前国内企业实施精益生产和E R P 成功者不多就是很好的证明。 1 1 1 现场改善综述 现场改善就是运用科学的管理思想、方法和手段，对现场的各种生产要素 5 M 1 E ( m a n ，m a c h i n e ，m a t e r i a l ，m e t h o d ，m e a s u r e m e n t ，e n v i r o n m e n t ，人机料法测环) 进行合理配置和优化组合的动态过程，通过对生产工序和过程的优化不断的消除 各种浪费，实现优质、高效、低耗、均衡、安全、文明的生产作业。现场改善是 一个通过P D C A ( P l a n D o C h e c k A c t ) 循环不断上升的过程。现场改善主要包括 维持环境、消除M U D A ( 浪费) 和标准化三个方面的内容。 企业管理一般可分为三个层次，即最高领导层的决策性管理、中间管理层的 执行性与协调性管理和作业层的控制性现场管理。现场管理属于基层管理，综合 第一章绪论 地涵盖了企业管理的各项工作，是物化劳动与活劳动结合最紧密的环节，是企业 管理的落脚点，是创造社会财富的源泉，它直接影响产品的质量和企业的经济效 益。搞好现场管理是一个长期持续改善的过程，现场改善即是现场管理的变革和 优化过程，现场改善是一个复杂的系统工程，涉及到企业管理的很多方面，不同 行业和不同企业的现场改善的内容及其重点不尽相同。 现场是企业创造价值的场所、是所有信息的来源地、是隐藏企业利润的聚集 地，现场是一面镜子，直接反映企业的管理实力。现场管理是每个企业最基础、 最重要的活动。良好的现场管理导致产品的质优价廉，使市场营销的难度和成本 大大降低，客户的满意度大大提高。现场是一切质量、交期、生产效率等问题产 生的发源地，现场改善是解决这些问题的根本方法，企业首先要从现场改善做起 逐步提高生产效率和市场竞争力。 1 1 2 现场改善的意义 现代企业面对瞬息万变的市场环境，既要求得生存，更要求得长期成长和发 展。效率、质量、成本、交期( P Q C D ：P r o d u c t i v i t y 、Q u a l i t y 、C o s t 、D e l i v e r y ) 和创新被认为是现代企业的生命，企业的一切活动都要围绕它们进行，现场改善 就是解决这些问题的有效途径。现场改善的基本理念是认为可以使用低成本的方 法解决生产现场的大部分问题，它对与生产型企业的价值可以总结为以下几个方 面。 1 1 2 1 有效提高生产效率 现场的生产效率主要包括劳动力生产率、物流效率和管理效率。通过现场改 善可以平衡生产线，减少停滞和等待，消除大量人力资源的浪费，有效提高劳动 力生产率；可以减少大量的搬运、移动使物流顺畅，有效提高生产线物流效率； 井然有序的现场使得问题无处藏身，可以减少大量的查找、统计、输导工作，有 效降低管理的难度，从而直接和间接地提高了管理效率。 先进的制造技术是提高生产效率的根本保证。制造技术包含两个方面内容： 其一是更新生产装备和生产工具。生产工具的先进程度制约着生产效率的提高。 其二是重组生产流程、革新工艺方法。即有效组织利用企业的人员、设备、材料、 场地、信息等资源。美国和日本工业的快速发展一方面得益于生产工具的不断改 进，更重要的是有效利用I E 技术对生产过程的持续改善。美国在1 9 2 9 1 9 7 8 年间的生产效率增长中，4 0 是利用和推广现代科学技术实现的，其中现场改善 所用到的技术占很大的比例，如图卜1 。 第一章绪论 图1 1 技术变革对提高生产效率的贡献率 1 1 2 2 有效降低生产成本 生产成本由材料、人力、管理几方面构成。通过现场改善可以提高材料利用 率、降低废品率、减少材料库存，从而有效减少材料的资金占用率；现场改善追 求使人更高效、更轻松愉快的工作方法，通过合理的人员配置和新方法的使用， 使得投入同样的人员可以得到更多的产出或者同样的产出可以由更少的人员完 成，从而有效的节约人力成本：通过布局优化可以有效减少工作场地占用，提高 空间利用率，节省场地租用或使用费用；管理有序的现场，使得现场管理无需花 费大量的人力物力去解决琐碎问题，从而有效降低了生产管理成本。 1 1 2 3 有效提高产品质量 大量的产品缺陷数据统计表明，大约9 0 的制造缺陷是在生产现场中发现 与捕获的。持续的现场改善从根源上不断的消除各种导致缺陷的问题，W I P 的大 量减少避免了生产过程中因堆积停滞而造成的质量问题，一个流的生产模式有效 避免了成批缺陷的产生，平衡稳定的生产过程又提高了产品质量的稳定性，顺畅 的物流消除了大浪的质量隐患。因而现场改善是提高产品质量的最根本最有效的 手段。 1 1 2 4 有效提高企业竞争力 在市场经济条件下，企业的生存来源、发展动力都来自于市场和市场竞争。 成功和失败的企业虽然有各种不同的企业制度，有不同的客观环境，但发挥决定 性作用的是企业竞争力。一些经济学家则根据大量统计分析结果，认为企业内部 革新与效率是构成企业竞争力的要素。信息、知识、管理、创新能力等潜在因素 决定了企业竞争力的强弱。而从战略上看，企业要想取得长期的发展和竞争优势， 第一章绪论 需要通过持续改善不断提高企业竞争力。 通过现场改善可以充分有效利用企业资源，培养改革和刨新理念提高人员素 质，使生产环节的成本更低、速度更快、质量更好，从而能在产品价格、质量、 交期、服务等方面，比竞争对手更好、更快地满足消费者需求，为企业带来更多 的收益，进而提高了企业竞争力。 1 2 国内外研究综述 历史上多数生产方式的变革来自于对生产管理实践的总结和新技术的应用， 而每一次的变革几乎都离不开对生产现场的改善，因此可以说生产方式的变革史 也就是现场改善的发展史。 从美国现代科学管理之父泰勒( T a y l o r ) 首创科学管理新纪元，奠定了工业 工程( I n d u s t r i a lE n g i n e e r i n g ，I E ) 思想后，全球工业化进程不断加快。作为 泰勒主要追随者的亨利福特在福特汽车公司创立了第一条汽车生产流水线。之 后大规模流水生产一直是现代工业生产的主要特征，它以标准化、大批量生产来 实现降低生产成本，提高生产效率。第一次世界大战后，福特与阿尔弗雷德斯 隆开创了大规模生产方式( M a s sP r o d u c t i o n ，M P ) ，超越了欧洲领先若干世纪的 单件生产方式( C r a f tP r o d u c t i o n ，C P ) 。第二次世界大战后，社会进入了一个 市场需求向多样化发展的新阶段，相应地要求工业生产向多品种、小批量的方向 发展，单品种、大批量的流水生产方式的弱点就日渐明显了。日本的丰田英二和 大野耐一总结了M P 的优点并结合本土的特点，首创了丰田生产方式( T o y o t a P r o d u c t i o nS y s t e m ，T P S ) ，使日本的汽车工业超过了美国。随着信息技术的发 展和市场逐渐多元化，1 9 7 3 年约瑟夫哈林顿提出计算机集成制造思想 ( C o m p u t e rI n t e g r a t e dM a n u f a c t u r i n g ，C I M ) ，相继在2 0 世纪8 0 年代，专家 学者们提出了大规模定制化生产方式( M a s sC u s t o m i z a t i o n ，M C ) 。1 9 9 8 年美国 通用汽车和里海大学共同研究并提出了全新的制造业生产方式一敏捷制造 ( A g i l eM a n u f a c t u r i n g ，A M ) 。信息技术的快速发展推动了管理革命的进程，由 此产生了一系列基于信息技术的全局或局部改进的技术方法，如管理信息系统 ( M a n a g e m e n tI n f o r m a t i o nS y s t e m ，M I S ) 、物料需求计划( M a t e r i a lR e q u i r e m e n t P l a n n i n g ，M R P ) 、制造资源计划( M a n u f a c t u r i n gR e c o u r s eP l a n n i n g ，M R P I I ) 和企业资源规划( E n t e r p r i s eR e c o u r s eP l a n n i n g ，E R P ) 等。美国学者将丰田 生产方式概括总结为精益生产方式，精益理论的内容在实践中被不断完善和丰 富，而精益企业价值就是对精益思想的进一步提升和发展。9 0 年代初，美国的 迈克尔哈默( M H a m m e r ) 博士提出了企业过程再造( B u s i n e s sP r o c e s s 第一章绪论 R e e n g i n e e r i n g ，简称B P R ) 的概念，在全球制造业又掀起了新一轮改善革命。 近年来，现场改善的理论和方法日益成熟和完善，如表卜1 ，中国学者根据 中国的市场环境和企业行业特点对现场改善进行了大量的研究和实践，出版了不 少论述。但客观上讲，这一理论还不成体系，主要以模仿日本和美国模式为主， 处于研究的初级阶段。其中台湾学者在精益生产实践中总结出的N P S ( N e w P r o d u c t i o nS k i l l s ) 是一套比较系统化的理论。由于国内外理论研究的差异及 国内研究百家争鸣的特点，使企业在现场改善理论的识别、实践和评价工作增加 了难度。因此，现场改善理论对中国企业来讲，还有待深入研究完善，并需要进 一步结合国内企业、行业的特点，以适应本土企业的应用和实践。 表1 - 1 改善理论方法分类表 内容特点 准时制J I T ( J u s tI nT i m e ) ，K a n b a nP u l iS y s t e m有系统的理论方 精持续改善C I P ( C o n t i n u o u sI m p r o v e m e n tP r o c e s s ) ，K a i z e n法，采用多种技术， 益快速换模S M E D ( S i n g l eM i n u t eE x c h a n g eo fD i e )具有很强的可操作 理全面生产维护T P M ( T o t a lP r o d u c t i v eM a i n t e n a n c e )性，目标明确。 论一个流( O n eP i e c eF l o w ) 与工作单元( W o r kC e l l ) 方约束理论T O C ( T h e o r yo fC o n s t r a i n t s ) 法 成组技术G T ( G r o u pT e c h n o l o g y ) 企业流程再造B P R ( B u s i n e s sP r o c e s sR e e n g i n e e r i n g ) 精益企业价值 工作研究( W o r kS t u d y ) ：作业研究方法研究是多种改善方法的 I E 动作经济原则理论依据，被广泛 理人机工程，物流工程应用于各种改善活 论价值流分析 动中。 与5 S ，5 W 2 H ，E S C R I 方先进先出F I F O ( F i r s tI nF i r s tO u t ) 法P O K A Y O K A ( E r r o rP r o o f i n g ) 基于运筹学、系统分析理论原理的优化方法 头脑风暴法( B r a i nS t o r m i n g )发散型思维方法在 创比较法，列举法 生产实践中的具体 意横向思维( B e n c h m a r k i n g )应用，可有效分析 方矛盾创意法，观念移植法 和解决许多实际问 法方案效果分析法 题。 常排列图法又称帕雷托分析法( P a r e t oA n a l y s i s ) 产品质量管理和缺 用 统计分析表法和措施计划表法陷控制的有效分析 0 C 直方图法又称质量分布图 方法，侧重从统计 方因果分析图法，分层法 学的角度分析问 法 控制图法，散布图法6 a题。 第一章绪论 1 3 企业需求分析 1 3 1 企业简介 丰友公司是一家在美国上市的外资企业，拥有一千多名员工，于1 9 9 5 年在 深圳落户。几年来一直延续传统的计划生产模式，没有进行过大的生产方式变革， 生产管理技术较为落后，近几年企业发展速度明显放缓，2 0 0 2 年公司出现首次 亏损。公司以生产加工电子产品为主，产品种类多工艺过程复杂，产品遍及世界 各地，而且市场还在积极拓展中。公司下设五个生产车间以及其它职能部门。车 间主要按产品系列划分，每个车间又按产品特点下设不同的生产线，有些生产线 和车间之间互为上下游工序。 1 3 2 市场环境 近几年来，中国加入W T O 从较为封闭的市场环境走向全方位的开放，市场环 境发生了根本性的变化。在市场经济条件下，企业的生存来源、发展动力都来自 于市场和市场竞争。随着全球经济一体化进程的不断加速，I T 技术的飞速发展 已经将人类社会从工业经济时代带入了信息经济时代，企业所处的商业环境也发 生了剧变：顾客需求瞬息万变、技术创新不断加速、产品生命周期不断缩短、市 场竞争日趋激烈，这一切构成了影响现代企业生存与发展的三股力量：顾客 ( C u s t o m e r ) 、竞争( C o m p e t i t i o n ) 和变化( C h a n g e ) ( 简称3 c ) 。传统的商业 规则和管理模式已经不能适应新的外部环境，企业为了生存和发展必需要进行一 场改善革命去发掘新的生存空间。 1 3 3 企业内部管理问题 不同的企业有各有不同的管理模式，而且也不同程度的存在着各种问题。从 生产管理的角度来看，来自企业内部环境的问题有以下几个方面： 缺乏引导企业发展先进制造技术和实施持续改善的战略方向； 没有建立引导员工进行技术创新和发展先进制造技术的良好激励机 制。员工没有制造技术创新的物质动力，缺乏改善的积极性： 缺乏鼓励企业发展先进制造技术和实施持续改善的文化氛围； 缺乏良好的培训机制。人员素质不高，对先进的管理思想技术认识不 够，缺乏改善的意识； 生产成本高，设备故障率高，产品质量不稳定返修率高； 生产管理方式落后，制造周期长生产效率低，难以适应市场需求。 第一章绪论 1 3 4 现场改善的必要性分析 我国现已正式成为W T O 成员，对外开放的程度将进一步加大。与围内其他企 业一样，丰友公司将被迫参与国际市场竞争。面对实力雄厚的国际竞争对手，在 资源、成本、技术等方面的竞争将是全方位、更深层次的，这种竞争压力来自于 以下几个方面： 1 企业首先要面对来自股东的期待和压力。 企业的所有者( 股东) 最关心的是经营业绩和投资回报率，要求企业持续不 断地提高盈利能力和企业综合竞争力。 2 来自国际市场的竞争压力。 中国加入W T O 后，国际企业将以各种形式参与到市场竞争的各个层面，与国 内企业展开世界范围内的大拼比，这是决定企业命运的竞争，缺乏竞争力的产品 和企业最终会被淘汰。 3 来自企业自身发展的压力。 通过持续改善提高企业竞争力是企业发展战略的需要。公司的发展目标是明 确的，不但要在短期内扭亏为盈，而且要发展成为同行业内的佼佼者和世界一流 的企业。企业需要持续发展，优秀的企业才能留得住优秀的员工，员工同样期待 企业的丰厚回报。 4 来自客户的压力。 现代工业的持续快速发展已经将买方市场转变为卖方市场，客户要求企业不 断地降低生产成本提高产品质量。 总之，现场改善是企业自身发展规律的要求，是提升企业竞争力的必然途径， 而且改善和创新也是企业发展永恒的主题。竞争带来挑战的同时也带来了发展的 机遇，企业必须通过持续改善不断完善自身的各个方面才能领先一步进步入世界 先进行列。目前丰友公司的生产管理水平、生产效率、产品质量与世界先进水平 还是有较大差距的，因而，面对来自外部市场竞争和企业内部的各种压力，要想 实现企业的发展目标，企业需要进行一场深层次的生产方式变革，从基础层次的 现场改善作起引入先进的精益生产模式，以满足客户需求为准则不断地降低成 本、提高质量、改善服务，逐步提升企业综合竞争力。 1 4 研究主旨与技术路线 本文从精益生产的角度，采用定性和定量相结合的系统分析方法，综合运用 精益生产和I E 等多种现代先进管理理论和方法，通过丰友公司D l 生产线的C I P 改善活动，从生产线布局( L a y o u t ) 、生产线平衡( I ，i f i eB a l a n c i n g ) 、工作研究 改善活动，从生产线布局( L a y o u t ) 、生产线平衡( L i n eB a l a n c i n g ) 、工作研究 第一章绪论 ( W o r kS t u d y ) 和看板拉动实现一个流几方面对其现场改善的过程进行了系统的 研究和论述，对现场改善的过程和方法进行了总结和评价，旨在探索一套适合本 企业的应用精益生产进行现场改善的方法，试图从持续改善( C I P ) 理论的本土 化应用方面有所创新和突破。图卜2 描述了本文的技术路线。 图1 - 2 论文的技术路线 第二章研究理论与方法 第二章研究理论与方法 现场改善是一个系统工程，涉及到多种理论与技术，本文只简要介绍几种有 代表性的理论方法。 2 1 I E 理论与方法 2 1 1 工业工程概述 工业工程是随着工业化的发展逐渐产生和完善起来的一门综合性学科，2 0 世纪初起源于美国，从泰勒等人创立的科学管理发展起来的。 2 1 1 1 工业工程的涵义 美国工业工程师学会( A I I E ) 对工业工程( I n d u s t r i a lE n g i n e e r i n g I E ) 的定义是：工业工程是对有关人员、物料、设备、能源和信息组成的整体系统 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。 工业工程是世界上公认的能杜绝各种浪费，有效地提高生产效率和经济效益 的把技术与管理有机地结合起来的- - f 边缘学科。其目标就是设计或改善一个生 产系统及该系统的控制方法，使它在保证工人和最终用户的健康和安全的前提 下，以最低的成本生产具有特定质量水平的产品。 2 1 1 2 工业工程的特点 降低成本、提高质量和生产率，追求生产系统整体效益是I E 的核心思想， 也是企业现场管理优化追求的目标。I E 在现场管理的基本思路是：在企业现有 条件下，在不增加投资或减少投资、不增加工人劳动强度甚至是减轻劳动强度的 前提下，通过重新组合生产要素( 人、机、料、法、环、检测、能源和信息等) ， 优化生产流程、改进操作方法、整顿生产现场的秩序，并对此加以标准化，切实 推行作业管理、定置管理和“5 s ”活动，有效消除各种浪费，提高质量、效率和 效益。I E 的特点可归纳为以下几个方面： I E 的核心是降低成本、提高产品质量和生产效率； I E 是综合性的应用知识体系( 技术和管理) ； 第二章研究理论与方法 注重人的因素是I E 区别于其他工程学科特点之一； I E 是系统优化技术，其应用已拓展到各行各业； I E 是不断改善和创新的工程学。 2 1 2 工业工程理论与方法 I E 是一门综合性学科，它包含多种学科的技术方法，而且还在不断丰富发 展中，其中有代表性的技术方法有：工作研究、人机工程、物流工程、系统分析、 运筹学、价值分析等。 2 1 2 1 工作研究 工作研究是工业工程体系中最重要的基础技术之一，被广泛的应用到全世界 的各行各业中。工作研究包括方法研究和作业测定两大技术。通过工作研究分析 影响工作效率的各种因素，帮助企业挖潜、革新，消除各方面的浪费，减轻工作 强度，科学合理的安排作业。 1 方法研究 方法研究是对现有的和拟议的工作方法进行系统的观察记录和严格考察，改 进其中不必要和不合理的部分，以寻求更为简便、有效、安全和经济的工作方法 的原理和技术。方法研究的目的是改进工艺和流程；改进工厂、车间和工作场所 的平面布置；经济的使用人力，减少不必要的疲劳；改进物料、设备和人力的利 用；改善现场的作业环境。 方法研究就是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。方法研究内容包括：程序分析、操作分析、 动作分析、路线分析。程序分析以整个生产过程为对象，研究分析一个完整的工 艺程序。程序分析是对完成某项作业所经过的工作程序进行系统调查、记录和分 析考察，以便发现其中不合理、不必要的活动，从而找出改进的重点和相应的改 进方案的一种分析技术。程序分析包括工艺流程分析、流程程序分析、搬运分析、 管理事务流程分析。 2 作业测定 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。合格工人是指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。 作业测定的目的： 1 ) 制定标准时间； 2 ) 改善作业系统： 第二章研究理论与方法 3 ) 制定最佳作业系统。 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； 4 ) 标准资料法。 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。 时间研究是一种作业测定技术，旨在决定一位合格、适当、训练有素的操作 者，在标准状态下，对一特定的工作以正常速度操作所需要的时间。时间研究是 用抽样调查技术来对操作者的作业进行观测，以决定作业的时间标准。先利用程 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。 2 1 2 2 人机工程 在 中，对人机工程所下的定义为：”研究人和机 器，环境的相互作用及其结合，使设计的机器和环境系统适合人的生理、心理 等特点，达到在生产中提高效率、安全、健康和舒适的目的。” 人机工程学是一门多学科的交叉学科，研究的核心问题是不同的作业中人、 机器及环境三者问的协调，研究方法和评价手段涉及心理学、生理学、医学、人 体测量学、美学和工程技术的多个领域，研究的目的则是通过各学科知识的应用， 来指导工作器具、工作方式和工作环境的设计和改造，使得作业在效率、安全、 健康、舒适等几个方面的特性得以提高。人机环境问题是人类生产和生活中普遍 性的问题，人机工程学从不同的学科、不同的领域发源，又面向更广泛领域的研 究和应用。 2 1 2 3 生产线平衡( L i n eB a l a n c i n g ) 1 生产线平衡的涵义 生产线平衡是通过对生产线的全部工序进行平均化，调整作业负荷，以使各 作业时间尽可能相近的技术手段与方法。是生产流程设计及作业标准化的重要方 法。 2 平衡生产线的意义 通过平衡生产线可以达到以下几个目的： 第二章研究理论与方法 提高作业员及设备的工作效率； 减少单件产品的工时消耗，降低成本； 减少W I P ，实现一个流； 提高生产的柔性化及应变能力： 通过平衡生产线可以综合用到很多I E 的方法，提高员工综合素质。 2 2 精益生产理论与方法 2 2 1 精益生产 2 2 1 1 精益生产概述 精益生产( L e a nP r o d u c t i o n ，简称L P ) 是美国麻省理工大学根据其在一项名 为“国际汽车计划”的研究项目中，基于对日本丰田生产方式( T P S ：T o y o t a P r o d u c t i o nS y s t e m ) 的研究和总结，针对当时美国大量生产方式过于臃肿的弊 病，于1 9 9 0 年提出的制造模式。其目标是追求消灭包括库存在内的一切浪费， 并围绕此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。表2 - 1 列出了两种生产方式的优缺点对比。 表2 1 精益生产与大批大量生产方式的比较 比较项目精益生产方式大批大量生产方式 生产目标追求尽善尽美尽可能好 工作方式 集成。多能，综合工作组分工，专门化 管理方式 权力下放宝塔式 产品特征面向用户、生产周期短数量很大的标准化产品 供货方式J I T 方式，零库存大库存缓冲 产品质量由工人保证，质量高，零缺陷检验部门事后把关 返修率几乎为零很大 自动化柔性自动化，但尽量精简 刚性自动化 生产组织精简一切多余环节组织机构庞大 设计方式 并行方式串行模式 工作关系 集体主义精神相互封闭 用户关系以用户为上帝，产品面向用户以用户为上帝，但产品少变 供应商同舟共济、生死与共互不信任，无长期打算 雇员关系终身雇佣，以企业为家可随时解雇，工作无保障 精益生产是指运用多种现代管理方法和手段，以社会需要为依据，以充分发 挥人的积极性为根本，有效配置和合理使用企业资源，以彻底消除无效劳动和浪 第二章研究理论与方法 费为目标，最大限度地为企业谋取经济效益的生产方式。其核心思想就是及时制 造、消灭故障、消除一切浪费、向零缺陷、零库存进军。精益生产方式既综合了 单件生产方式品种多和大量生产方式成本低的优点，又避免了单件生产方式生产 效率低和大量生产方式僵化的缺点，力求在大量生产中实现多品种和高质量产品 的低成本生产，是生产方式的又一次革命性飞跃，被广泛认为是目前最适用于现 代制造企业的一种生产组织管理方式。 进入2 1 世纪，实现精益的方法、经验日益丰富和成熟。精益的先行者们开 始对精益的理论和实践进行系统化的提升，提出了精益企业价值的新概念。精益 企业价值观对精益思想的目标、原则和实践都有更深刻的描述和修正，是精益思 想的新发展。实行精益原则和实践的企业是精益企业，精益企业比传统企业有更 大的价值，因而具有更大的生存空间和竞争优势。 2 2 1 2 准时化生产概述 准时化生产方式( J u s tI nT i m e ) 是精益生产方式的核心和支柱，是有效运用 多种方法和手段的综合管理体系，它通过对生产过程中人、设备、材料等投入要 素的有效使用，消除各种无效劳动和浪费，确保在必要的时间和地点生产出合适 数量和质量的产品，从而实现以最少的投入得到最大产出的目的。 丰田生产方式将J I T 和自动化作为彻底消除浪费的两大支柱。这两者也是丰 田生产方式的基本原理和思想。即通过J I T 实现生产的准时化，而通过自动化确 保质量方面的要求。准时化生产强调准时和按需生产，它要求生产过程中各个环 节衔接的准时化，没有不必要的物流停顿和库存，按用户要求的质量、数量和交 货期进行生产。准时化生产通过对生产流程的物流和信息流的改善得以实现。准 时化的思想适用于很多类型的企业。 2 2 1 3 一个流 一个流是准时化生产的物流形式，是实现准时化生产的基础。 1 一个流的概念 一个流生产是指从原材料投入到成品产出的整个制造加工过程，零件始终处 于不停滞、不堆积、不超越，按生产节拍逐个流动的生产方法。它的含义包括： 每道工序加工完一个制件后立即流到下一工序； 工序间的在制品数量不超过紧前工序的装夹数量； 制件的运动不间断、不超越、不落地： 生产工序、检验工序和运输工序合为一体； 只有合格的产品才允许流向下道工序。 2 实旋一个流生产的优点 第二章研究理论与方法 生产周期短： 在制品少； 场地占用少； 灵活性大； 避免批量质量缺陷。 3 实现一个流生产应遵循的原则 1 ) 物流同步原则 一个流生产要求在没有库存的前提下，实现在必要的时刻得到必要的零件， 为此，应使各种零部件的生产和供应完全同步，整个生产按比例、协调地连续生 产，按照后工序的需要安排投入和产出。物流同步要求避免以下情况： 超过装夹数量的零件到达某工序，零件出现等待和积压： 某工序所需要的零件不同时到达，出现滞后或超前； 前后工序生产不均衡； 因某一工序的问题使物流出现停顿。 2 ) 内部用户原则 实现一个流生产要求每一道加工工序无缺陷、无故障，一个流要求每一道工 序严格控制工作质量，做到质量在过程中控制，遵循内部用户原则。其含义是： 每一道工序是前道工序的用户； 每一道工序是后道工序的供货商； 每一道工序只接受前道工序合格的产品； 每一道工序只生产合格的产品； 每一道工序只提供合格的产品给后道工序。 遵循内部用户原则的具体方法是开展自检、互检，并严格按工艺操作规范进 行生产。 3 ) 消除浪费原则 一个流生产的目的是减少在制品，使生产中存在的浪费现象暴露出来并不断 排除，使生产成本下降。这些浪费现象包括：在制品过剩、供货拖拉、排除设备 故障的时间长、信息交流不畅通、工艺纪律差等。上述的任何一个问题都会阻碍 一个流生产方式的顺利进行，因此，必须采取积极的态度解决这些问题，为实现 一个流生产方式创造条件。 4 ) 实施一个流的前提 一个流生产方式的实施效果依赖于以下五个前提： 生产线按产品对象原则布置： 换装时间占作业时间的比例很小，可忽略不计； 第二章研究理论与方法 要求职能部门、服务部门以现场为中心，全力以赴地支持； 要求纵向责任明确，横向关系协调： 要求信息的收集、传递、处理和反馈及时准确、全面畅通。 2 2 1 4 看板拉动式生产 准时化生产方式要求信息的及时准确，为此需要一个完善的信息管理体系， M R P ( 物料需求计划) 无疑是一种有效的信息管理系统，但它仍建立在批量生产基 础上，准时化生产则在一个流中采用看板来实现前后道工序的信息连接。 1 看板的概念 看板( K a n b a n ) 是一种能够调节和控制在必要时间生产出必要产品的管理手 段。它通常是一种卡片或容器，上面记载有零部件型号、取货地点、送货地点、 数量等信息，以此作为取货、运输和生产的指令。 看板生产的主要思想是：遵循内部用户原则，把用户的需要作为生产的依据。 传统生产采用上道工序向下道工序送货，加工过程由第一道工序向最后一道工序 推进，因而被称为“推动式”生产，看板生产则采用“拉动式”，由后道工序向 前道工序取货，指令由后向前逐级传送。 2 看板生产的原则 1 ) 后工序只有在必要的时候，向前工序领取必要的零件； 2 ) 前工序只生产后工序所需的零件( 包括型号、数量和质量等) ； 3 ) 看板数量越多在制品越多。应尽可能减少看板的数量； 4 ) 挂有生产看板的料箱内不允许有不合格品。 3 看板生产的优点 1 ) 生产活动的信息反馈及时、高效，具有“自律”能力： 2 ) 看板随物流而动，使信息流融于物流之中，易于管理； 3 ) 库存量低，质量在生产过程中得到控制； 4 ) 使生产中许多问题暴露出来，促使企业不断改善。 4 看板生产的前提条件 1 ) 原材料和零配件的供应必须准时、保质、保量； 2 ) 设备运行状况良好，并保证加工质量的稳定： 3 ) 生产属于流水型、并能均衡地生产。 5 看板生产的目的 1 ) 实现生产和原材料供货之间信息传达渠道的一致化； 2 ) 根据后工序需求量来调整看板的发放数，防止不必要的在制品或库存： 3 ) 实现实物与信息的一体化，便于目视管理，并通过对不必要物流的有效 第二章研究理论与方法 控制，确保定量、定位实物管理的有效性。 2 2 2 持续改善理论( C l P ) 通常解决问题的方法有两大类，即创新和改善。创新是一种投入大、见效快， 但失败风险高的方法。而改善是一种投入少、效果逐渐放大，完全没有风险的方 法。受急功近利思想的影响，中国的企业普遍倾向于采用创新的方法解决问题。 一窝蜂地上E R P 、C I M S 等管理系统以期快速提高公司的竞争力，然而机械的模仿 没有从根源上解决问蹶，是导致成功者较少的根本原因。而日本的汽车、电器产 品打败美国产品的原因，不是创新，而是持续改善带来的产品质量和生产成本的 不断改善。 2 2 2 1C I P 的概念 持续改进流程( C o n t i n u o u sI m p r o v e m e n tP r o c e s s ) 是精益生产思想的精髓和 推进精益生产的最有效管理手段，它起源于日本的K a i z e n ( 改善) 。其目标是通 过对企业流程的改善不断地提高产品质量、降低产品成本、提高生产效率。 2 2 2 2C I P 的主要思想 1 任何流程都有改进的潜力。 C I P 作为精益生产方式的原动力，其根本的出发点是追求完美，永远不为已 取得的成绩而满足，并需要不断地消除或减少企业中存在的各种浪费。 C I P 思想认为，浪费是顾客不愿意接受的那部分企业活动。只有那些完全了 解顾客的企业才能把握顾客的需要，从而促使企业不断的对自身进行分析，消除 那些不为顾客创造价值的活动。这些活动存在于企业的各个部门和流程之中，C I P 则是一种对这些流程和部门进行分析并改进的有效方法。 2 要充分发挥员工的积极性和创造力。 企业中最大的浪费便是人力资源方面的浪费，其它的浪费不管其如何巨大， 都必须依靠人去解决。这里的人不仅仅指企业的管理人员，而是包括全体员工。 一方面，员工的经验和智慧是企业最宝贵的财富，他们了解企业生产流程的每个 细节，他们也知道企业问题的症结，而领导也许仅仅了解企业的总体经营状况， 却看不到这种经营状况的深层次的原因：另一方面，企业中的大部分人是具体操 作人员，领导层所占的比例较小。领导的智慧，不管其如何完美，都