IE_01.ppt

工业工程(IE)基础知识及其应用(第一部分）,2003.Jan.11,课程目标,了解IE基本概念、基础知识了解企业的一般业务内容，认识IE在企业业务流程运作中的作用,供应链管理部培训中心,一、工业工程的定义、性质、目标二、工业工程发展历程三、工业工程的业务领域四、工业工程的理论知识体系五、流水线设计过程六、DFA基本概念,课程目录,工业工程(IE)是对人员、物料、设备/、能源和信息所组成的系统进行设计改善和设置的一门学科。运用数学/物理学和社会科学的专业知识和技术，以及工程分析的原理和方法，对该系统的成果进行预测/确定和评价的一门学科。,系统设计、预测与评价、改善,1.1工业工程的定义,一、工业工程的定义、性质和目标,和其它学科一样,工业工程具有利用自然科学知识和技术进行观察、实验、分析、设计等功能。只是生产系统的设计更为复杂、规模更大、更具有系统性。由此也可见工业工程鲜明的工程属性。,工业工程也是管理工程的主体内容之一。管理工程作为科学工程化的结果和管理科学中的技术方法，系统工程是其一个主体内容。,制造工程是工业工程研究和开发的重要内容。研究在一定技术条件下的制造体系中人、材、能源、信息、等资源的最佳组合。,1.2工业工程的性质,一、工业工程的定义、性质和目标,设计一个生产系统及该系统的的控制方法，使它以最低的成本生产具有特定品质的产品。并且能够保证生产和最终用户的安全。（P.希克斯博士）,研究人的因素应用系统化的优化技术,提高品质和效率、减低成本综合性的应用知识体系集中体现在技术和管理的结合上,1.3工业工程的目标,一、工业工程的定义、性质和目标,二、工业工程的发展历程,2.1发展历程一览,二、工业工程的发展历程,2.2IE发展的五个阶段,第一阶段：理性感悟阶段第二阶段：统计质量控制，上升阶段第三阶段：量化分析阶段第四阶段：系统工程和系统科学第五阶段：现代IE面向企业经营管理全过程，集成计算机技术,工业工程的两个代表趋向：工程与管理美国、欧洲偏向工程日本偏向管理,2.3中国IE发展简介,二、工业工程的发展历程,我国90年代初开始引进IE，但仅限于学习、模仿阶段。我国在1989年成立IE工程协会，挂靠在机械工程协会下面。最先在西安交大、天津大学开设了IE专业。现在已有三十多个大学开设IE专业。天津大学于99年4月开始招收工业工程硕士。,二、工业工程的发展历程,2.3中国IE应用情况,通过IE应用，长春一汽变速箱厂降低流动资金70%，提高劳动生产率90%二汽车桥厂转向节生产线产量提高29.8%，废品率下降68%，设备故障率下降84%邯钢38个IE项目累计创利1.66亿广东科龙应用IE理论进行供料系统优化，供应系统一次性降低流动资金3000万元，占用资金由4.8亿降低到2亿,人因与效率工程生产及其制造系统工程,广泛应用于生物力学、成本管理、数据处理与系统设计、销售与市场、工程经济设施规划、材料加工、应用数学、组织规划与理论、生产规划与控制、适用心理学、方法研究与作业测定、人的因素、工资管理、人机工程、安全技术、职业卫生与医学等分支领域。,现代经营工程工业系统分析方法和技术,3.1工业工程的研究对象,三、工业工程的业务领域,规划、设计、评价、改善,工业工程基础(工作研究)设施规划与设计生产计划与控制价值工程,质量管理与靠性技术工效学人力资源开发与管理,3.2工业工程在制造业的应用,三、工业工程的业务领域,经过近百年的发展，在实践中不断发展和完善工业工程已形成自身完整的技术、知识体系,4.1IE的理论体系,四、工业工程的理论知识体系,动作研究是工业工程最基本的内容。研究动作，评价时间，旨在寻找任何最经济的方法，来优化流程、改善环境、降低成本、提升效率。主要包括程序分析方法、操作分析方法、动作分析方、路线分析方法。,4.2动作研究,四、工业工程的理论知识体系,程序研究方法可以表达出装配关系，物流次序，瓶颈工序和控制评审点其关键技巧是：四大原则/五个方面/六项提问。,4.2-1程序分析方法,四、工业工程的理论知识体系,对操作者、操作对象、操作工具进行详细分析，使之合理组合，用以提高产品质量和生产效率的一种方法。,4.2-2操作分析方法,四、工业工程的理论知识体系,分析人的细微动作，删除无效劳动，以求简单省时，省力、安全和经济的动作可采用目视、动素分析和影片分析等方法去发现改进点,18个动素列于下表,4.2-3动作分析方法,四、工业工程的理论知识体系,以工作现场为研究对象,对物料流向、设备布置、工艺流程结合起来进行分析，改进平面布置以缩短物流路径。,4.2-4路线分析方法,四、工业工程的理论知识体系,双手动作应同时而对称。用最低等级的动作完成任务。借用物体动能,尽量采用直线运动。工具物料依据工作顺序排列,且相对固定。零件、物料应尽量利用其重量坠送。考虑环境及人机工程因素使操作舒适。尽量用夹具或足踏代替手的工作手柄杠杆设计应使操作舒适，少变动姿势物料工具应尽可能置于工作台上尽可能合并使用工具,4.2-5动作经济原则,四、工业工程的理论知识体系,标准时间：指在一定的生产技术组织条件下，熟练工人在正常速度下完成一定数量的产品或完成一定的工作量所必需的时间。,标准时间是在熟练工人在正常速度下得出的,它具有较为广泛的代表性这一时间能购使作业较慢的工人有适度的紧感，使作业较快的工人有一定的舒适感标准时间是一个相对值，而不是一个绝对值，当作业人员达到一定的熟练程度或通过培训提高技能后，熟练工人在正常速度下的作业时间势必缩短,4.3时间测定,四、工业工程的理论知识体系,在一段时间内，对操作者执行的工作进行直接、连续地观测，对观测期间工作时间和工作数量进行详细录把操作者工作时间以及与标准概念（如正常速度）相比较的执行情况的估价等数据，一起记录下来给予一个评比值非工作时间作为宽放值，最后确定该项作业的时间标准.,4.3-1时间研究方法:密集抽样法,四、工业工程的理论知识体系,4.3-1密集抽样法过程,四、工业工程的理论知识体系,学习曲线,在较长时间内，以随机的方式，分散地观察操作者。其目的就是研究操作者的时间利效率，以此来进行工作改善或定制标准工时。抽样次数:N4P(1P)/E2.P事件发生率,E绝对精度.,4.3-2时间研究方法:分散抽样法,四、工业工程的理论知识体系,开始,结束,划分单元,确定周期,次数确定,去异常值,误差确认,宽放确定,标准确定,无速度参数评价,4.3-2分散抽样法过程,四、工业工程的理论知识体系,时间研究案例,模特法是由澳大利亚的G.C.Heyde于1966年创立的。它是一种省略了的，使动作和时间融为一体的，而精度又不低于传统的PTS法的更为简单、易掌握的PTS法。其显著特点为：,以标准模特为单位(MOD),将时间值与分析符号一体化只根据动作所使用的身体部位，对采用的动作给出时间把基本动作分为移动动作和终结动作，移动和终结动作成对现,基本动作10种，其他动作11种，共计21种标准动作,4.3-3时间研究方法:MOD分析法,四、工业工程的理论知识体系,模特法的时间单位是MOD，在不同情况下的动作，MOD值是不同的.,模特法的时间单位是MOD在不同情况下的动作，MOD值是不同的,4.3-3模特值,四、工业工程的理论知识体系,4.3-3模特动作分析(1),四、工业工程的理论知识体系,4.3-3模特动作分析(2),四、工业工程的理论知识体系,4.3-3模特动作分析(3),四、工业工程的理论知识体系,MOD法时间研究案例,标准时间22.8X0.129X(1+10%)=3.2秒,4.4设施规划原理,根据系统（工厂、学校、医院等）所应达到的功能和目标，对其各类设施（设备、土地、建筑物等）、人员安排等进行系统的规划与设计。对工厂系统来说，设施规划完成的任务就是工厂设计。,为新建、扩建或改建的生产系统或服务系统，综合考虑相关因素，进行分析、构思、规划、论证、设计，作出全面安排，使资源得到合理配置，使系统能够有效运行，以达到预期目标。,四、工业工程的理论知识体系,布置设计，功能区域分割各关联性分析(主要业务）物料搬运系统设计，是对物料搬运的路线、运量、搬运方法和设备、储存场地等作出合理安排公用工程设计，是对热力、煤气、电力、照明、给水、排水、采暖通风、空调等公用设施进行系统、协调的设计,4.4-1设施规划的范围,四、工业工程的理论知识体系,4.4-2设施规划的原则,四、工业工程的理论知识体系,4.4-2设施规划的目标,使人、机、物与环境之间实现最佳配合，要用最少的投入使系统获得最大的利益,效率与效益目标系统化目标舒适与满足目标,四、工业工程的理论知识体系,4.4-2设施规划设计过程(1):流程概述,四、工业工程的理论知识体系,4.4-2设施规划设计过程(2)：基础数据,P,Q,R,S,T:P-产品种类Products；Q-制造数量Qantity；R-流向Route；S-服务Service；T-时间Time外部及内部的有形影响因素:如地质、气象、供水、供，电、供热、运输条件以及原有设施的建筑、设备的现状外部及内部的无形影响因素:如政策、法规、经济、税收、科技、文化、社会、经济、经营方法、管理方式等,四、工业工程的理论知识体系,4.4-2设施规划设计过程(3)：往来物流数据,四、工业工程的理论知识体系,4.4-3设施规划设计过程(4)：部门关系分析,四、工业工程的理论知识体系,四、工业工程的理论知识体系,4.4-3设施规划设计过程(5)：多个布置方案,4.4-3设施规划设计过程(6)：综合评审,将初步规划方案，对技术、经济、政策、法规、人事、环境等方面征求意见。要特别重视负责设施运行现场人员的意见；对于各种改进意见，要进行归纳，并对初步规划方案进行修正和改进；最后形成23个供评选的方案；,四、工业工程的理论知识体系,4.4-3设施规划设计过程(7)：详细布局设计,设备位置，办公位置，通道设置，空间要求；电力、压缩空气等动力管线布置要求；网线端口设置、电话线断口设置；面积利用率评估、产能评估、效率评估；柔性调整策略等；,四、工业工程的理论知识体系,4.5物流系统,物流系统概念；由运输、储存、装卸搬运、包装、流通加工和物流信息等环节组成的一个相互影响、相互制约的物质流动系统。企业物流是指生产领域中的物流，属微观物流。企业物流通常只是单纯的物质实体的流转，不发生商流，其最大特点是企业物流是与生产过程同步，受生产的约束。,四、工业工程的理论知识体系,4.5-1物流系统活动,运输装卸搬运（装卸、移送、拣选、分类、堆垛、入库、出库）储存包装流通加工物流信息,四、工业工程的理论知识体系,4.5-3物流系统化目标,服务性（Service)速送性（Speed）空间的有效利用（Spacesaving）规模适当化（Suitablescale）库存控制（Stockcontrol）,四、工业工程的理论知识体系,4.5-4物流系统一般设计模式,物流系统的输入、输出、处理（转化）、限制（制约）、反馈等功能随着物流系统的性质、具体内容有所不同。,四、工业工程的理论知识体系,4.5-5物流系统设计过程,四、工业工程的理论知识体系,4.5-6物流系统的存储(1)：概念,储存是指物资离开生产过程但未进入消费过程（或下一个生产过程）的间隔时间内的物资停滞。它是克服产品生产与消费在时间上的差异，使物资产生时间上的效果的一下环节。储存是物流系统中一个中心环节。按储存的性质和社会需要，储存可分为三种形态：生ch产储存，流通储存，社会储存。,四、工业工程的理论知识体系,4.5-6物流系统的存储（2):仓储系统,仓库位置布局合理，可以充分发挥仓库的作用，避免不合理运输，从而提高经济效益仓库内部的合理布局；仓库系统设计：其一，功能区分，是单纯储存，或兼有分拣、配送作业；其二，储存的对象。物品的性质、类型、数量、单件重量、外形尺寸等；其三，经济能力，投资的规模；存储设施，普通货架：移动货架：回转货架高层货架。,四、工业工程的理论知识体系,4.5-7物流运输系统(1):概念,物料搬运，是指在同一场所范围内进行的，以致改变物料的存放（支承）状态（即狭义的装卸）和空间位置（即狭义的搬运）为主要目的的活动，也就是对物料、产品、零部件或其他物品进行搬上卸下、移动的活动。物料搬运是物流系统中承上启下的重要环节。在物流系统中各环节的前后或同一环节的不同活动之间都有装卸搬运的活动发生。正是它起着相互转换的桥梁作用，把物料运动的各个阶段联接成为统一的、相互联系的有机整体。,四、工业工程的理论知识体系,4.5-7物流运输系统(2):原则,减少环节，简化作业流程，实现物流合理化；满足生产工艺的需要为前提，充分发挥机械设备功能贯彻集装化、系统化、标准化原则；活性化原则，省力节能。,四、工业工程的理论知识体系,4.5-7物流运输系统(3):搬运活性,物料的存放状态对搬运作业的方便（难易）程度，称之为搬运活性,四、工业工程的理论知识体系,4.5-7物流运输系统(4):单元与标准化,单元化也称为集装单元化，就是将不同状态和大小的物品，集装成一个搬运的单元（托盘、箱、袋、筒），便于搬运作业；标准化是指物品包装与集装单元的尺寸（如托盘的尺寸，包箱的尺寸等）要符合一定的标准化模数；ISO中央秘书处及欧洲各国已基本认定600mm400mm为基础模数尺寸，中国目前尚在研究。,四、工业工程的理论知识体系,4.5-7物流运输系统(5):设备与工具,物料搬运设备及用具是机械化生产的主要组成部分，它的技术水平是物料搬运作业现代化的重要标志之一.装卸搬运机械：起重机械、输送机械、工艺车辆、专用机械；物料搬运用具：物料搬运用具主要有托盘，托盘是一种用于机械的装卸、搬运和堆存货物的集装工具。,四、工业工程的理论知识体系,4.6物流系统评价方法,没有固定的评价模式，但必须考虑路经短、运量小；向定不交错、运输安全、储量大、周转快、空