IE工程基础理论培训(BAK).ppt

2006年4月,深圳市BAK电池有限公司,铝壳第二制造中心技术科 主讲人：屈群峰 E-mail :qqf,IE工程基础知识培训,第一篇,工业工程概论,引言 Preface,Industrial Engineering and Management, SJTU,泰 勒 （Frederick W. Taylor） 科学管理之父、工业工程的先驱,历史上，工业工程被认为是最为重要、最具影响力的工程技术； Peter Drucker： 工业工程已经被证明是20世纪最有效的思想，它是唯一世界范围内被接受和具有广泛影响的美国人的思想。无论何时，工业工程一旦应用将提高生产率，降低工人的体力劳动强度和工作时间，它有可能将工人劳动生产率提高100倍(by a factor of one hundred)”； 今天，在美国，IE与机械工程、航空工程等并列为十大支柱学科。,内容提要 Contents,工业工程概念 工业工程的起源与发展 工业工程体系 工业工程师的职责 工业工程的精髓,工业工程的定义,IE 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 析和设计的原理与方法，对该系统所取得 的成果进行确定、预测和评价。 美国工业工程师协会(AIIE),1955,工业工程，(Industrial Engineering, IE),IE是改善效率、成本、品质的方法科学。,IE定义的剖析,对于“工业”的理解： 泛指一切组织； 不仅适应于制造业，也适应于非制造业； IE的研究对象 集成系统-生产系统+服务系统+公用设施； 广阔的应用面 IE所采用的知识与方法 自然科学+社会科学+工程分析与设计原理； 交叉性学科。 IE的研究目标 实现系统优化运行（高效率，低成本、高质量、快速响应能力等）；,The conservation of our national resources is only preliminary to the larger question of national efficiency,Theodore Roosevelt (1858-1919) Twenty-Sixth President of USA (1901-1909 ),IE的历史贡献 之一 效率的觉醒,IE的历史贡献 之二 若干事实,IE在美国得到高度的重视,美国制造业发达历就是工业工程发展的 历史；,现代制造系统与先进制造系统无不与 IE关联,美国企业都设立工业工程部门、设立 工业工程岗位、工业工程最繁忙,美国具有一只庞大的工业工程师队伍,IE的历史贡献 之三 多方渗透,金融证券： Financial & Stock,医疗卫生： Health care system,体育竞赛： 1996 Atlanta Olympics,交通运输： Transportation,行政管理： Government Administration,其他服务 Services,信息系统 决策支持系统 电子政务 工作流优化,门诊的流程图记录 急救中心的配置 人员的工作调度 工作研究,金融证券分析 投资理财评估 税率优化,后勤保障系统 赛场运输问题,交通网络的设计 顾客需求与运输计划 车辆调度,电子商务 物流服务 顾客满意度的优化 服务成本与质量,IE的历史贡献 之四 丰田生产方式,丰田生产方式 （Toyota Production System),将IE和管理实践紧密联系 强调现场的管理优化,70从美国引进IE,创新的先进管理思想,质量改进 100 %; 生产周期缩短70 %; 成本降低 40 %; 市场占有率提高20%,IE的历史贡献 之五 台湾的工业工程,台湾自1960年代后期，逐步从农林渔业走向以OEM、ODM为主的制造业，乃至于目前向知识经济的整个产业发展过程与转型中，台湾的IE扮演重要的角色。 早期IE在台湾的应用大多在工厂管理方面，尤其是生产制造方面，工业工程师作为降低成本提升效率及效能的生产力专家，所从事的工作大多着重在作业管理及生产规划方面； 中钢公司前董事长赵耀东先生大力推动经营效率下，大量聘用工业工程师在生产企划、品质管理及生产管理上，工业工程师在中钢成为生产力专家，“中钢模式”成为台湾经济奇迹中的标竿之一 ； 许多IE学者参与1990年推动产业自动化计划； 目前多数台湾业者普遍重视生管、规划、设计、制造等技术，都是工业工程学者有目共睹的贡献例如，台塑企业引以为傲的“总管理中心”就是工业工程为主的人才组成。 1963年第一个IE系在东海大学成立；1980年设立第一个IE研究所，1984年成立第一个IE博士班；2000年共有73IE系，教师总数807人，学生总数达34,894人，平均每年可提供6,590位IE毕业生。,工业工程在我国的发展简要回顾,追溯到50年代初期，不自觉的应用基础工业工程,5660年代社会建设高潮期间,1987年实行经济体制改革与对外开放,1985年较大规模的有组织的IE应用,1989年举行了中国首届IE学术会议，成立了中国机械工程学会IE分会；,156项骨干工程实施中全面学习与采用前苏联的模式，推行其生产组织与计划方法，其中涉及了某些传统的IE内容，如时间研究、制定劳动定额；,开展了合理化建议、技术革新运动、改进生产工具、工艺过程、操作方法和技术标准，改善劳动条件，提高了工作效率，降低了成本与消耗；,文革期间（19661976），IE的科学管理方法被当作资本主义加以排斥；,从计划经济到市场经济的过渡，创造了IE的应用的条件；,有关部门组织和指导一些企业进行应用“工作研究”试点，据10个企业统计，1次性投入76万元，每年增加净收入2815万元，取得显著效果，证明IE对我国企业管理优化，提高效率和效益也是适用与有效的。,1992年教育部首先在天大与西交大设立IE专业，目前已有110所左右的高校设立了IE专业；,从1994年开始每年都举行IE&EM国际会议,工业工程与管理工业工程分别于1996.12和1998.1创刊；,2000年6月中国机械工程学会开始组织中国IE专家与IE工程师认证工作；,内容提要 Contents,工业工程概念 工业工程的起源与发展 工业工程体系 工业工程师的职责 工业工程的精髓,IE 体系：四大基本功能,工业工程的基本职能 系统规划功能 系统设计与实施功能 系统评价功能 系统创新功能,系统规划功能 宏观系统规划：产业政策、产业结构、产业技术政策、技术发展规划、工业教育及培训规划等； 微观系统规划：企业产品开发、业务开发、企业经营战略、技术更新与改造、安全环境规划、质量成本规划、产品标准及系列规划、职工教育及人力资源开发规划等 ；,系统设计与实施功能 系统设计与实施（制造系统、质量保证系统、组织结构系统、信息管理系统、物流系统）； 工作研究与实施，包括生产流程设计、生产技术选择、作业程序方法设计、作业时间及动作标准制定、作业环境设计、人力资源开发与设计等； 生产过程控制，包括制造资源计划、质量控制与系统可靠性、生产计划与控制，过程成本控制；,系统评价功能：主要借助各种分析工具对系统的效益或成果进行评价分析，以达到最优的结果。 包括技术经济发展预测预测评价、投资分析、产品设计评价、工程经济分析与评价、各种规划设计方案的评价、现存各子系统的评价、质量与可靠性评价、职工业绩评价等。,系统创新功能：通过对系统的分析评价、完善改造以达到促进系统不断创新的目标。包括产品改进、工艺改进、设施改进、系统组织改进、工作方式改进、技术创新的激励与组织,IE 体系:知识体系,美国国家标准ANSI-Z94(1982年修订)， 从学科的角度把工业工程知识领域分为 17个分支(设计IE基础理论或专业技术),IE 体系:知识体系的四个基本内容,生产及其制造系统工程：设施规划与物流分析；现代制造工程；生产计划与控制；质量与可靠性； 人因工程：工作研究、人机工程学、组织设计、人力资源工程； 系统分析方法与技术：量化分析方法；计算机系统技术； 现代经营工程：工程经济；工业设计；企业经营战略管理；,内容提要 Contents,工业工程概念 工业工程的起源与发展 工业工程体系 工业工程师的职责 工业工程的精髓,工业工程师的职责,人生病了需要看医生，经由诊断、检查，找出病因，由医生开药，或告之保健的方法。病人则遵照指示将病治愈，让身体愈来愈健康。工业工程师就是扮演医生，是工业界的医生，主要职责是发现工厂管理的问题，研判问题形成的原因，找出对策与订好改善目标，协调改善活动的进行，使生产效率不断提高。 更具体一点说，工业工程师是系统的整合者，经由市场情报的启动，决定产出与投入的内容，便能满足顾客的需求，或担任设计与制造的桥梁，使产品能够且有效率的依照设计规格生产。有时，工业工程师亦须扮演经营者与现场人员的沟通者，使经营理念能付诸实施等等。总之，一个企业包括多种运作功能，唯有一个良好的功能整合者，才能使企业经营效率化，工业工程师是一个不可缺少的角色。,内容提要 Contents,工业工程概念 工业工程的起源与发展 工业工程体系 工业工程师的职责 工业工程的精髓,工业工程的精髓,追求永无止境的改善,注重整体系统的思想,以人为本、重视人的作用,技术与管理结合的思想,提高效率是核心,工业工程的特点,（1）核心是降低成本、提高质量和生产率； （2）综合性的应用知识体系； （3）注重人的因素； （4）重点是面向微观管理； （5）系统优化技术（突出系统整体性，追求效益最佳）,狭义IE,广义IE,生产型,经营型,以产品为核心,以效益为中心,第二篇,IE基础工作研究,内容提要 Contents,工作研究概述 动作分析 程序分析 操作分析 作业测定,工作研究范畴,1、改进工艺和程序； 2、改进工厂、车间的平面布置； 3、改进整个工厂和设备的设计； 4、经济地对工厂和设备进行设计； 5、改进物料、机器、人力的利用，提高生产率； 6、改善实际工作环境，实现文明生产； 7、降低劳动强度。,工作研究目的,第一步：找对象。选择所要研究的工作或工艺。（ABC法） 第二步：做调查。观察现行方法，记录事实。（工艺程序图、人机程序图） 第三步：作分析。严格分析所记录的事实。（5W1H、ECRS原则） 第四步：找方案。制定最经济的方案。 第五步：定方案。评选所有的方案，找出最佳。 第六步：算定额。计算标准作业时间。 第七步: 方案实施。 第八步：效果维护。事实与维护新方案。,工作研究步骤,内容提要 Contents,工作研究概述 动作分析 程序分析 操作分析 作业测定,“世界上最大的浪费，莫过于动作的浪费。”吉尔布雷斯,许多人们认为理所当然的动作组合，其实都存在 停滞 无效动作 次序不合理 不均衡（如：太忙碌、太清闲等） 浪费 动作分析目的就是简化动作，消除上述不合理现象，从而提升生产效率的方法。,动作分析的目的,问题的发生/发现,现 状 分 析的发生/发现,找出问题的真因,拟定改善方案,实施改善方案,标 准 化,改善效果确认,PDCA的方法,动作改善的步骤,计划 Plan 实施 Do 分析 Construe 提高 Advance,重点应考虑哪些内容？,PQCDSM检查表,动作分析原则： 现实主义的原则 数据化的原则 记号化、图表化的原则 客观分析的原则,分析方法： 目视动作分析 动素分析 影片分析,动作改善四原则（ECRS）,产量、稼动率、能率、作业时间 不良率、合格率、客户抱怨件数 材料损耗率、人工成本、间接人员比例 按时交货率、平均延误天数 安全事故件数、安全检查结果 违纪个件数、改善提案件数、员工离职率、员工抱怨件数,改善效果确认常考虑的因素,倘若效果较为明显，就应通过标准化加以维持。制订新的作业标准书、现场整理布置规范、安全操作规程、工程巡视要点等文件并正式发布实施。这样也就完成了一个工作改善的循环，进入下一个循环。,改善效果的标准化,动素分析概念及符号,动素分析又叫沙布利克分析 ，是由辈吉尔布雷斯（Gilbreth）在研究动作时发明的，他将人的动作分解为18个 基本动素，并以符号表示。,第一类动作：伸手、握取、移动、装配、使用、拆卸、放手、检查 第二类动作：寻找、选择、计划、定位、预定位 第三类动作：持住、休息、延迟、故延、发现,1、仔细观察作业过程，把握作业重点。 2、把整个动作过程分解成作业要素。 3、按左右手、眼睛对阶段性动作进行动作要素分解，把动作描述、相应的记号记入动素分析表 4、将分析结果与实际动作进行对照，找出遗漏或错误的地方进行修改。 5、应在表中填写单位名称、产品名、作业名称、分析人、分析时间等使分析表完整。,动作分析的基本步骤,动作经济原则,“动作经济原则”又称“省工原则”，是使作业（动作的组成）能以最少的“工”的投入，产生最有效率的效果，达成作业目的的原则。 “动作经济原则”是由吉尔布雷斯（Gilbreth）开始提倡的，其后经许多工业工程的专家学者研究整理而成。熟悉掌握“动作经济原则”对有效安排作业动作，提高作业效率，能起到很大的帮助。,左右动作效率的主要有以下几个方面：,1.操作条件 2.操作方法 3.动作的难度 4.动作的准确度 5.动作的速度、节奏,四项基本原则,减少动作数量 追求动作平衡 缩短动作移动距离 使动作保持轻松自然的节奏,动作经济的16原则,双手并用的原则 对称反向的原则 排除合并的原则 降低动作等级的原则 减少动作限制的原则 避免动作突变的原则 保持轻松节奏的原则 利用惯性的原则 利用惯性的原则,手肢并用的原则 利用工具的原则 工具万能化的原则 易于操纵的原则 适当位置的原则 安全可靠的原则 照明通风的原则 高度适当的原则,人身体的动作等级,应用证明，第五级动作是最不经济的动作。但应注意，第一级(手指）动作也不是在任何操作中最省力、最有效的动作。在许多情况下，第3级动作被认为是最有效的动作。,内容提要 Contents,工作研究概述 动作分析 程序分析 操作分析 作业测定,程序分析概述,程序分析是对产品生产过程的工序状态进行记录、分析和改善的必要有效的IE手法, 它是把工艺过程中的物流过程及人的工作流程以符号形式进行记录、设计的方法,通过它可以反映工序整体的状态,从而有效的掌握现有流程的问题点,并研究制定改善对策,以提高现有流程效率. 这里特别强调的是程序分析的目的性,掌握全部生产过程包括工艺过程、检验过程、运输过程的实际状态发现并去除过程浪费与不合理，是程序分析的主要目的和作用,程序分析的种类与特征,程序分析的记号,基本记号,辅助记号,基本记号的组合,程序分析的记号,程序分析方法与技巧,(1).5W1H方法-提问技术,（2）ECRS改善原则,程序分析的五个方面,（1）操作分析 （2）搬运分析 （3）检验分析 （4）储存分析 （5）等待分析,程序分析的步骤,步骤一，选择 选择所需研究的工作； 步骤二，记录 用程序分析的有关图表对现行方法全面记录； 步骤三，分析 用5W1H提问技术，结合ECRS原则； 步骤四，建立 建立最实用最经济合理的新方 法； 步骤五，实施 采取措施使新方法得以实现； 步骤六，维持 坚持规范及检查，维持该标准,何谓工艺程序分析,工艺程序分析是对现场的宏观分析，把整个生产系统作为分析对象，通过严格的考察和分析，改善并设计出最经济合理的工艺方法、工艺程序、空间配置。分析时主要采用工艺程序图和流程程序图。 工艺程序图主要包含“操作”和“检验” 流程程序图除包含“操作”和“检验”外，还包含“搬运”、“贮存”、“暂存”三种符号。,工艺程序图,流程程序图,流程程序图比工艺程序图详尽而复杂，常用于对主要零件或产品单独作图，其主要研究对象为： （1）材料和产品流程程序图 （2）人员流程程序图,套圈 No 1108,人员流程程序图,线路图分析,线路图以作业现场为对象，用以对现场布置和物料和作业者的实际流通路线进行分析，常与流程程序图配合使用，已达到改进布置和移动路线，缩短搬运距离的目的。,内容提要 Contents,工作研究概述 动作分析 程序分析 操作分析 作业测定,操作分析,通过对以人为主的详细研究，使操作者、操作对象、操作工具三者科学的结合，合理地布置和安排，达到工序结构合理，减轻劳动强度，减少作业的工时耗费，以提高产品质量和产量为目的而进行的分析。 操作分析主要分为： 人机操作分析 联合操作分析 双手操作分析,人机操作分析,人机操作分析主要对在一个操作周期内机器操作与工人操作的相互关系，以便充分利用机器与工人的能量及平衡操作。,闲余能量分析,闲余能量主要包括：机器的闲余能量和工人的闲余能量,工人与机器数量的确定,N一个工人操作的机器数； t 一个工人操作一台机器所需的时间； M 机器完成该项工作的机动时间。 N1一个工人操作的机器最低数； L 装卸工件时间； W 工人由一台机器走到另一台机器所需时间。,联合操作分析,联合操作分析是对两个或两个以上的操作人员同时操作一台机器时的不同动作及其关系进行分析，达到工作合理调配，取消空闲或等待时间，达到缩短周期的目的。其分析的基本原则：人和机的动作能同时完成为最好。,双手操作分析,双手操作分析是对操作人员操作时双手的不同动作及其关系进行分析，达到动作协调平衡，去除无效动作的目的。,常用的双手操作程序图用五种符号表示： 操作，即握取、放置、使用、放手的动作； 搬运，即手移动的动作； D 等待，即手的延迟、停顿； 持住，表示手持住工件、工具或材料的动作； 检查，此符号用得不多，因为工人检查物件时 （握住物件进行观察或测量）可根据具体情况用操作或其他符号表示。,内容提要 Contents,工作研究概述 动作分析 程序分析 操作分析 作业测定,作业测定定义,作业测定是运用各种技术来确定合格工人按照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，并具备必要的技能知识，使他所从事的工作在安全、质量和数量方面达到令人满意的水平。 规定的标准：是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、环境等的一切规定。 作业测定的方法： （1）秒表时间测定法（摄影时间测定法） （2）工作抽样法 （3）预定时间标准法（MOD法）,工作时间的划分,时间研究的用途,决定时间的标准，并用以控制人工成本 制定标准时间作为工资制度的依据 决定工作日程及工作计划 决定标准成本，并作为标准预算的依据 决定机器的使用效率，并用以帮助解决生产线的平衡,时间测量方法,归零法 累计测时法 周程测时法,一般用秒表、录象机，把作业分成较小元素进行测定，把工人操作与机器的动作分开。通过一系列重复测量，把测量数据平均化： NT=(WT/WC)M + A M 工作时间技术修正系数 WT 测定的时间跨度 WC 在WT中所完成的工作数 A - 考虑操作人员情况的系数,工时定额测定,M 考虑的因素： （1）未按标准方法做 （2）过多的休息时间 （3）班前准备不周 （4）不是工作所必须的时间 （5）其它非正常因素,NT=(WT/WC)MA,也可以按下式考虑A：,A=0.08 0.10,A是考虑个人因素，如年龄、性别、工龄、训练情况等。 再考虑工人的生理需求、不可避免的停顿以及疲劳等情况，标准时间为： ST=NT(1+放宽率） 或 ST=NT/(1放宽率） 放宽率一般可取.15。 M 工作时间技术修正系数 WT 测定的时间跨度 WC 在WT中所完成的工作数 A 考虑操作人员情况的系数 NT 正常时间,例,开始时间 9:26 操作员 109 观察员 审批 结束时间 9:32, ST=NT(1+放宽率）=0.551.15=0.663 或 =NT/(1-放宽率）=0.99/(1-0.15)=0.647,工序标准时间测定记录表,工作抽样法,工作抽样：是一种对工人的作业活动进行随机观测的方法，用工作抽样方法采集足够多的随机观测数据，以确定花在特定工作要 素上的