（管理科学与工程专业论文）计算机辅助流程程序分析系统研究——以制造业为例.pdf

原刨性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研 究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人 或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集 体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：童止蛀扛日 论文作者签名：塑f 堑聋 日 关于学位论文使用授权的声明 本人同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的印刷件和电子版， 允许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和 汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：利年导师签名：殚日期：纠 山东大学硕士学位论文 摘要 2 0 世纪工作研究为发达国家经济的迅猛发展做出了巨大的贡献，随着社会和 信息技术的飞速发展，如何将工作研究的理论和技术更好地与信息技术结合起来， 更好地为企业的生产管理服务，无疑将是2 l 世纪工作研究发展的新篇章。 流程程序分析作为工作研究中程序分析的一种技术和手段，其理论和技术日 益成熟。传统的流程程序分析都是靠手工完成，这一方面使得流程程序分析的效 率很低，另一方面也大大降低了流程程序分析技术在企业中的应用和推广。 我国的制造业在国际产业链上位于低端，竞争力低下，虽然耗费了大量人工， 获得的利润却微乎其微。随着经济全球化进程的加快，特别是中国加入盯0 以后， 我国制造业面临着严峻的挑战。如何积极发展和应用先进制造技术、信息技术以 及管理手段使企业的流程更加顺畅和合理，减少企业制造过程中不增值环节，以 提高企业的生产效率和经济效益，增强企业的竞争实力，对于我国制造业来说是 一件刻不容缓、势在必行的事情。 在信息化高度发展的今天，传统的流程程序分析方式显然不能满足企业的应 用要求，如何更加有效地借助先进的计算机技术来对企业流程( 特别是制造业流 程) 进行分析和改进已是摆在我们面前亟待解决的一个问题。 本课题旨在设计一种流程程序分析的计算机辅助系统。在该系统平台上，流 程程序分析研究人员根据选定的研究对象可以方便地进行流程信息的录入工作； 调用各种分析原则、方法以及专家知识等知识规则对所要研究流程程序进行分析、 改进和设计；根据流程评价指标完成对现场流程程序和新设计流程程序的评价。 最后系统可以输出流程程序图表和流程程序分析评价报告计算机辅助流程程序 分析系统的应用，将极大地提高流程程序分析理论与方法在企业中的推广和应用， 提高流程信息录入效率，缩短流程程序分析周期，提高流程分析研究人员的工作 效率和企业的经济效益。 本课题主要完成了以下几方面的工作： 首先，阐述设计开发计算机辅助流程程序分析系统的意义和必要性 通过分析我国制造业信息化建设的要求与我国流程程序应用现状水平之间的 矛盾以及计算机技术与流程程序分析的结合在国内外研究应用状况，阐述了流程 程序分析相关的理论和技术，分析了我国制造业现状、面临的挑战和存在的问题， 说明设计开发计算机辅助流程程序分析系统的意义和必要性。 7 山东大学硕士学位论文 其次，建立了计算机辅助流程程序分析系统的总体框架并对各系统功能模块 进行了设计。 本文结合国家标准系统详细设计说明书的要求以及本课题的实际情况，对流 程信息录入子系统、流程分析设计子系统进行详细的设计和说明，通过建立功能 模型来描述系统的功能，在此基础上通过各子系统中数据流程图来对系统的功能 迸行更深入的设计和说明，主要包括描述其功能、输人数据、输出数据、处理逻 辑、数据流程图等。 第三，对数据库进行了初步设计。 c a f p a s 数据库设计包括两个阶段，首先建立数据库的概念模型，绘制了流 程信息录入子系统e r 图；然后将概念模型转化为逻辑模型，建立关系表结构， 定义各字段、主键、约束并提供相应的描述和注解。 第四，设计了人机界面。 本文在系统分析与设计的基础上，结合工厂实际，设计了流程信息录入的人 机界面，这是本课题的又一创新点。以界面设计的八条“黄金规则”作为指导原 则，以方便流程程序分析研究人员录入为理念设计了流程信息录入的人机界面。 8 关键词：计算机辅助流程程序分析系统；流程程序图；流程程序分析；功能 模型；数据流程图 山东大学硕士学位论文 a b s t r a c t w o r ks t u d ym a d eag r e a tc o n t r i b u t i o nt ot h ef a s td e v e l o p m e n to ft h ed e v e l o p e d c o u n t r i e si nt h e2 0 t hc e n t u r y w i t ht h es w i f td e v e l o p m e n to fe c o n o m ya n di n f o r m a t i o n t e c h n o l o g y , h o wt oc o m b i n et h et h e o r ya n dt e c h n i q u eo fw o r ks t u d yw i t hi n f o r m a t i o n t e c h n o l o g yt ob e t t e r8 1 睨 v ec o r p o r a t i o n si no p e r a t i o na n dm a n a g e m e n ti s ，w i t h o u tf a i l ， t h e n e w d e v e l o p m e n t c a n t o f o r w o r ks t u d y i n t h e 2 1 s t c e n t u r y t h et h e o r ya n d t e c h n i q u eo ff l o wp r o c e s sa n a l y s i s i s b e c o m i n gm a t u r e i n c r e a s i n g l ya sat e c h n i q u ea n di n s t r u m e n to fp r o c e s sa n a l y s e so fw o r ks t u d y 1 1 忙 c o m b i n a t i o no ft h et h e o r ya n dt e c h n i q u eo ff l o wp r o c e s sa n a l y s i sa n dt h ea d v 锄c e d i n f o r m a t i o nw i l lg r e a t l yi n c r e a s et h ep o p u l a r i z a t i o na n da p p l i c a t i o no ft h et h e o r ya n d m e t h o do ff l o wp r o c e 豁a n a l y s i s ，d e c r e a s et h ec y c l eo ff l o wp r o c e s sa n a l y s i si n c o r p o r a t i o n s , a n di n c r e a s ew o r ke f f i c i e n c yo f p r o c e s sa n a l y s i sa n dt h ee c o n o i i l i cb e n e f i t o f c o r p o r a t i o n s o na b o v ev i e w p o i n t sa n dt h ea n a l y s i so ft h ep r o b l e m so fm a n u f a c t u r i n gi nf l o w p r o c e s si no u rc o u n t r y , t h i sa r t i c l eb r o u g h tf o r w a r dt h en e c e s s i t yt od e s i g na n dd e v e l o p c o m p u t e ra i d e df l o wp r o c e s sa n a l y s i ss y s t e m t r a d i t i o n a l f l o wp r o c e s sa n a l y s i s d e p e n d so nh a n d w o r k , t h i sl e a d st ot h el o we f f i c i e n c yo f f l o wp r o c e s sa n a l y s i s ，a n da l s o d e c r e a s et h ea p p l i c a t i o na n dp o p u l a r i z a t i o no f t h et e c h n i q u eo f f l o wp r o c e s sa n a l y s i si n c o r p o r a t i o n s t m sa r t i c l ea i m e dt od e s i g naf l o wp r o c e s sa n a l y s i ss y s t e mc o m p u t e r a i d e d , w i t hi tt h er e s e a r c h e ro f f l o wp r o c e s sa n a l y s i sc a ni n p u tt h ei n f o r m a t i o no f f l o w s c o n v e n i e n t , a n dt h es y s t e mc mo u t p u tf l o wp r o c e s sc h a r t sb a s e do nt h ei n f o r m a t i o n i n p u t 1 1 帕r e s e a r c h e ro ff l o wp r o c e s sa n a l y s i sa c c o m p l i s h e st h ea n a l y s i s i m p r o v e m e n t a n do p t i m i z a t i o no f f l o wp r o c e s s , a n dt h es y s t e mc a na l s oo u t p u ta p p m i s a b l er e p o r t s 。 t h i sa r t i c l ed i dt h es y s t e ma n a l y s i sa n dd e s i g nw i t hs t r u c t u r a lm e t h o d so nt h e b a s i so f t h ep r e v i o u sr e s e a r c h n i sa r t i c l ei n c l u d e dt h ef o l l o w i n gc o n t e n t s ： 1 f i r s t t h i sa r t i c l ea n a l y z e d t h e c o n t r a d i c t i o n b e t w e e n t h er e q u e s t o f i n f o r m a t i o n o f o u rc o u n t r ya n dt h ea c t u a l i t yo f t h ea p p l i c a t i o n so f f l o wp r o c e s sa n a l y s i si n0 1 1 1 c o u n t r y , i l l u m i n a t e dt h ea c t u a l i t yo ft h ea p p l i c a t i o no ff l o wp r o c e s sa n a l y s i sc o m p u t e ra i d e d , t h e nb r o u g h tf o r w a r dt h es i g n i f i c a n c eo ft h i sa r t i c l e ，i l l u m i n a t e dt h et h e o r ya n d t e c h n i q u ea b o u tp r o c e s sa n a l y s i s , t h e na n a l y z e d t h e a c t u a l i t yo f o n gc o u n t r y m a n u f a c t u r i n g ，f a c e dc h a l l e n g ea n de x i s t i n gp r o b l e m s ，t h e ni l l u m i n a t e dt h en e c e s s i t yt o 9 山东大学硕士学位论文 d e s i g na n dd e v e l o ps u c has y s t e m 2 t h ed e s i g no fs y s t e mf u n c t i o n a lm o d u l e ：t h i sa r t i c l ep a r t i c u l a rd e s i g n e da n d i l l u m i n a t e df l o wi n f o r m a t i o ni n p u ts u b s y s t e m ，f l o wa n a l y s e sa n dd e s i g ns u b s y s t e m , i l l u m i n a t e dt h ef u n c t i o no f t h es u b s y s t e mv i as e t t i n gu pf u n c t i o n a lm o d u l e t h i sa r t i c l e b r o u g h tf o r t ht h ed e s c r i p t i o ne m b e d d e do ft h ed e s i g na n di l l u m i n a t i o nv i ad a t af l o w d i a g r a m so fe a c hs u b s y s t e m ，m a n yi n c l u d i n gt h ed e s c r i p t i o n so ft h ef u n c t i o n s ，t h e i n p u td a t u m ，o u t p u td a t u m ，a n dt h el o g i cd e a l tw i t h , d a t af l o wd i a g r a ma n ds oo n 3 t h ed e s i g no fd a t a b a s e ：t h ed a t a b a s eo fc a f p a si n c l u d e dt w o s t a g e s f i r s tt h i s a r t i c l es e tu pt h ec o n c e p t u a lm o d u l eo fd a t a b a s e ，d e f i n e da t t r i b u t e so ft h ee n t i t i e sa n d p o r t r a y e dt h ee rd i a g r a mo ff l o wi n p u ts u b s y s t e m t h e nt h i sa r t i c l et r a n s f o r m e dt h e c o n c e p t u a lm o d u l et ol o g i cm o d u l e ，s t r u c t u r e dt h er e l a t i o n s ，a n dd e f i n e de a c hf i e l d s 。 e a c hk e y s , a n dr e s t r i c t i o n s 4 u s e ri n t e r f a c ed e s i g n ，i saf e a t u r eo f t h i sa r t i c l e ，i tm u s tb ec o n v e n i e n tw h e nt h e d a t ai n p u t k e yw o r d s ：c o m p u t e ra i d e df l o wp r o c e s sa n a l y s i ss y s t e m ；f l o wp r o c e s s c h a r t ；f l o wp r o c e s sa n a l y s i s ：f u n c t i o n a lm o d e l ；d a t af l o wd i a g r a m ： l o 山东大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 课题研究的背景和意义 随着市场竞争的加剧，制造企业面临着极具的挑战，计算机技术、信息技术 和先进制造技术成为企业提高竞争力的最有效的手段。先进制造技术包括先进产 品开发技术、先进管理技术以及先进制造工艺与装备技术，那么这些技术的应用 必须有先进的信息技术作为支撑。计算机信息技术的发展促进了企业信息化的飞 速发展，像c a d 、c a p p 、c a m 等计算机辅助软件在企业内逐步得到推广。 相当一部分企业在生产的管理与技术应用方面与信息化要求的程度还存在很 大的差距，一个重要的原因就是企业管理基础工作落后，数据不准确、不完整， 缺乏规范的工作标准与管理制度。目前我国大部分企业基础数据的制定，基本上 还处于手工的和凭经验估计的状态，由人工进行测绘、记录、分析、评价、改进， 这样形成的基础数据，其准确性、及时性、规范性和可靠性一般都比较差，起不 到为各种管理决策提供可靠支持的作用。采用规范的工作研究技术，并且与计算 机技术相结合来取得标准基础数据，已经成为企业提高管理基础工作水平的迫切 需求。 另一方面，传统的制造业面临着一场极其深刻的变革，客户的个性化需求开 始受到广泛的重视，传统的大批量生产方式将逐渐不适应市场的变化，传统的定 制生产也面临着高成本和长交货期等问题，一种新的大批量定制的生产方式应运 而生。而传统的工作研究方式费时费力，已很难适应这种新的生产方式，因此需 要采用先进的技术对工作研究进行支持，提高工作研究的工作效率。 因此如何利用计算机技术、信息技术及现代管理技术，实现流程程序分析的 的计算机辅助，提高企业应用流程分析意识以及流程分析技术的推广，减少企业 生产中飞增值流程环节，提高企业生产效率和竞争力，已经成为一个迫在眉睫的 课题。 流程程序分析法是以生产过程中某一相对完整的作业流程为对象，通过对其 从开始到结束的整个过程中的加工，检验、搬运、存储和停放等活动事项作详细 观察与记录，分析减少物流中间环节，改进作业流程，以使物流路线更短、更加 畅通，并减少无聊中途的停顿和闲置，从而缩短制品的加工和储运周期。 传统的流程程序信息的采集与分析是分开的，并且信息的采集与分析通常考 人工来完成，在信息化时代的今天，这种方法显然已经落伍，基于以上考虑，本 课题把工业工程中典型的工作研究思想应用于流程程序的分析与设计，提出了计 山东大学硕士学位论文 算机辅助流程程序分析与设计的思想。 本课题研究的流程程序分析系统，是在前几届师兄师姐研究的基础上的进一 步分析和研究，它包括了综合管理子系统、流程程序描述子系统、知识规则子系 统、流程程序分析与设计子系统、流程程序评价子系统所有与流程程序分析系统 相关部分，以流程程序相关数据为基础，利用流程程序图这一经典且有效的分析 工具，辅助流程程序分析人员进行流程程序分析和优化。 流程对于制造业来说是至关重要的，通过流程完成产品的加工制造和销售， 可以说没有流程就没有产品的制造，流程对企业产品的交货期、质量、成本等等 都有很大的影响，由此可见流程的重要性。“创新是一个民族的灵魂，是一个国家 兴旺发达的不竭动力”，目前制造业企业开始重视产品创新，产品的创新即包括设 计的创新，也包括流程的创新，对于绝大部分中国的制造企业来讲，流程的创新 更为重要。流程程序分析、改进和优化是进行流程创新与改进的重要的手段，通 过分析流程程序图，利用“5 w i h ”提问技术以及工业工程取消一合并一重排一简化 ( e c r s 原则) 的经典分析方法，改进和优化生产制造的流程程序，使得企业在很 少投资或不需投资的情况下，减少时间和资金的浪费，降低成本，提高生产效率 和生产质量。 1 2 国外研究现状 工作研究在国外已经有了近一个世纪的发展，其程序分析技术也早已在很多 制造企业付诸实施并收到了显著的成效，它为程序分析提供了一套科学的方法和 思想。工艺程序图、流程程序图、人机程序图、联合作业程序图、双手操作程序 图等在国外已经成为企业管理中必不可少的分析工具。使用这些工具并配合 “5 w l h ”分析技术坚持“e c r s ”的分析原则，对程序中的各个环节进行深入的分 析，能够找到更加适应目前生产的最优方案，达到减少浪费、降低成本的目的。 流程程序分析作为程序分析的一种重要的方法，企业对此十分重视，因此流程程 序图是必不可少的企业文档，流程艺程序分析也成为企业提高生产效率、改进生 产状况所必需的活动之一。 国外在工作研究的计算机辅助方面，做了很多的研究和尝试，许多知名的大 型软件公司也进行了很多此类软件的开发，利用统计图表、多媒体等各种有效的 辅助手段，对工作研究中的各个方面进行准确的描述并提供多种分析手段，在制 造企业的具体应用中取得了显著的成果。很多大型的制造企业对此类系统的作用 也有着充分的认识，积累了大量的使用经验。系统软件开发商和制造业企业在此 类软件系统的应用中，互相影响，互相促进，不断的提高系统的设计和应用水平。 通过调查研究，不难发现国外在工作研究的计算机辅助方面开发和应用的比 1 2 山东大学硕士学位论文 较多，如； ( 1 ) i n t e r v a ls y s t e m s 公司致力于建立世界级的流程改善软件工具，帮助 企业降低运作成本，并提升企业的服务。它的产品a c c u s t u d y 被称为“t h eb i g g e s t a d v a n c e m e n ti nt i m es t u d ys i n c et h es t o p w a t c h ”； ( 2 ) n e x g e ne g o n o m i c s 软件公司为全球范围内提供工效学、生物力学的工 作分析、工作设计和工作研究系统； ( 3 ) a p p l i e dc o m p u t e rs e r v i c e si n c ( a c s ) a c s 致力于开发和支持全球 工作测定软件来满足现代企业不同的需求，并且提供独特的客户支持。它的主要 产品是b u s i n e s sp r o 系列产品： ( 4 ) w o r kq u t e c h sw o r k s t u d y + w o r km e a s u r e m e n ts o f t w a r e 在时间研究 和工作抽样研究中采用电子方式采集数据。在这个技术平台上，所测量的数据可 以更加准确和高效的被采集。 如此众多的工作研究软件系统的设计、开发和应用极大的提高了企业的生产 和管理，同时企业的高度重视和应用也促进了工作研究的发展。国外在流程程序 分析豹计算机辅助方面研究开发的比较少，目前笔者查到的有e a s e 工业工程工具 集 e a s e 公司始建于1 9 8 6 年，致力于以强大而有效的系统为制造业提供工业工 程支持。随着e a s e 软件套装产品的推出，公司已经成为制造业成本控制、食品加 工、物流、零售相关软件的首选供应商。e a s e 公司被视为制造业产品数据管理、 系统集成、客户关系管理等领域的改革先驱。 e a s e 工具集是为制造业企业提供程序分析和作业分析的工具，如各种程序图、 人机操作图、双手操作图等辅助分析图表等，利用“5 w i h ”提问技术以及工业工 程的“e c r s ”分析方法，帮助制造业企业进行作业简化和工作分析，改进生产过 程中不合理的操作方法和操作程序，达到提高效率降低成本的目的。 在e a s e 工具集流程程序录入模块中流程程序分析研究者录入流程程序相关 信息。流程程序图表头录入的信息包括任务的描述、流程程序记录的时间、研究 者姓名，在表体中录入的信息有流程程序符号的选择，工作说明、流程程序相关 的时间距离信息。录入流程程序信息以后可以统计所研究的整个流程的操作的总 次数、操作所耗费的总时间、搬运次数、搬运距离、搬运时间、等待次数、等待 时问、存储次数量、存储时间等。在整个系统中通过类似的系统功能，提供给流 程程序分析者大量的流程程序数据，以及这些数据的统计汇总，使分析人员能够 一目了然的了解该任务的概况，对该任务有一个总体上的把握，为进一步的分析 改进提供数据基础。 e a s et 具集在流程程序分析的计算机辅助方面设计界面比较简洁，其功能集 山东大学硕士学位论文 中在流程信息录入方面，对于流程中的其他信息，如机器设备信息、工位器具信 息、人力资源信息等的录入e a s e 工具集还不具备这方面的功能，同时e a s e 工具 集不具备对流程程序的分析、改进、评价功能，这对于一个完整的流程程序分析 来说显然是不够的。即便是流程程序录入软件，目前在国内也尚未发现使用。 1 3 国内研究现状 我国一直沿用前苏联的工业体系，人们对效率、标准化的意识比较薄弱。工 业工程在我国的应用尚不能和西方工业化国家同同而语。在我国，完善的工业工 程体系还没有建立起来，多数中小企业只是局部应用i e ，即在企业某个职能部门 应用单项i e 技术：而整体应用i e ，拥有i e 部门的企业少之又少。 这种i e 应用的盲目状态下，作为方法研究的流程程序分析的应用范围就更 小，也极不规范，其存在的问题主要表现在以下几个方面： ( 1 ) 缺乏工业工程的理念，程序分析与研究不成体系。 由于我国一直沿用前苏联的工业体系，使得人们工业工程的意识相当淡薄， 严重阻碍了企业管理水平与效益的提高。相当数量的企业存在：凭经验和个人意 愿行事；流程方法改进一般来源于工人自发进行的个人行为等。这些状况导致企 业缺乏对流程准确的定位于理解，无法起到为企业上层提供可靠的决策支持作用。 ( 2 ) 流程分析与研究处于手工状态，这极大地限制了流程分析技术的普及和 应用 随着科学技术的进步、生产的不断发展和计算机技术在工业工程领域内的应 用，必然要求提高方法研究的效率和质量，但由于流程程序分析技术长期以来过 度于人的技能程度和经验，流程的分析改进一直由研究人员凭借其工作研究知识 和生产实践经验，改进和设计各种流程。流程分析与研究人员在分析与设计流程 过程中，需要进行大量的信息处理、思维决策、数据计算和繁复的文字处理工作。 随着时代的发展，这种枯燥繁琐的重复性工作方式逐渐暴露出人工设计的很多缺 点：过分依赖于人工记录和设计，分析设计时间长，设计效率低；不能很好的适 应现代企业。 ( 3 ) 国内缺乏实用的相关软件系统 目i i i ，国内外众多软件商在中国投入的软件系统大多集中在c a d 、c a p p 、c a m 、 p d m 、e r p 等热门软件上，而流程程序分析与设计的研究软件的投入与丌发却寥寥 无几。究其原因，固然有软件商对这一领域的忽视，但其主要原因却暴露了国内 企业对企业的流程程序缺乏充分的认识。人们对流程程序观念的淡薄极易流程程 序分析与设计的计算机化跟不上致使整个生产系统效率低下。 山东大学| j 几届毕业的研究生在业务流程再造的计算机辅助方面做了有益的 1 4 山东大学硕士学位论文 探索与研究。 吴永春以制造业为主要研究对象，针对中国制造企业存在的问题和实施b p r 的不足，作了计算机辅助制造业流程再造系统研究，构建了业务流程设计的主要 框架结构。 赵秀霞以制造业为主要研究范畴，对计算机辅助方法与时间研究系统进行了 研究与初步设计，制定出了系统的体系结构、信息模型设计、功能体系结构以及 信息分类体系。 温艳在赵秀霞的基础上在计算机辅助方法与时间研究系统中作业方法的科学 制定和工时定额方面对计算机辅助方法与时间系统进行了更深一步的研究。 张宁在计算机辅助方法与时间研究系统方面对人机操作分析模块、工作抽样 模块进行了深入的分析和研究。 在程序分析方面李学博做了计算机辅助工艺程序分析研究 另外上海交通大学工业工程博士后张志英针对中国船舶工业的发展现状、存 在的主要问题以上海外高桥造船有限公司为例，开发了计算机辅助船舶工作研究 系统。文章给出了方法研究和时间研究的应用实施方案；建立了标准的操作单元， 制定动素时间表，形成了适应于船舶生产的m t m 体系。 大连铁道学院机械制造及其自动化的王秀伦做了计算机辅助工时定额管理系 统的研究，研究了工时定额数学模型建立的过程与方法，通过对几种工时定额数 学模型的对比分析，研究开发了计算机辅助工时定额管理系统( 理论计算部分) 。 西北工业大学机械电子工程专业的张吉楠做了计算机辅助工时定额测算系统 开发与研究，研究了如何利用计算机辅助技术改进工时定额的计算工作，为定额 人员提供定额标准管理辅助工具，完成了总体框架设计以及标准资料管理和定额 测算模型管理等两个核心功能模块的系统实现。 综上可见，研究的范围从从整个业务流程再造系统，到计算机辅助方法与时 间研究系统，到工艺程序分析系统，随着时间的推移，研究也在系统框架的基础 上一步步的深入。 而运用计算机技术进行流程程序分析在国内尚无先例。由此可见，研制和开 发一套适用于制造业的流程程序分析系统，运用先进的信息技术对整个流程程序 研究进行系统的辅助设计、优化和制定，已经成为一个追在眉睫的课题。 1 4 论文安排 本文在结构上分为以下几个部分： 第一章是绪论； 第二章是流程程序分析及课题相关理论与技术综述； 山东大学硕士学位论文 第三章是以我国制造业为例阐述c a f p a s 设计开发的必要性； 第四章是目标分析、设计原则和系统总体框架； 第五章是计算机辅助流程程序分析系统各子系统设计； 第六章是计算机辅助流程程序分析系统界面设计； 第七章是计算机辅助流程程序分析系统数据库初步设计； 第八章是c a f p a s 编码技术； 第九章是课题总结和展望。 1 5 本章小结 随着市场竞争的加剧，制造企业面临着极具的挑战，计算机技术、信息技术 和先进制造技术成为企业提高竞争力的最有效的手段。先进制造技术包括先进产 品开发技术、先进管理技术以及先进制造工艺与装备技术，那么这些技术的应用 必须有先进的信息技术作为支撑。随着计算机硬件技术的发展，软件技术也得到 了迅速发展和普及，促进了企业信息化的飞速发展，像c a d 、c a p p 、c a m 等计算机 辅助软件在企业内逐步得到推广。 相当一部分企业在生产的管理与技术应用方面与信息化要求的程度还存在很 大的差距，一个重要的原因就是企业管理基础工作落后，数据不准确、不完整， 缺乏规范的工作标准与管理制度。另一方面，传统的制造业面临着一场极其深刻 的变革，客户的个性化需求开始受到广泛的重视，传统的大批量生产方式将逐渐 不适应市场的变化，传统的定制生产也面临着高成本和长交货期等问题，一种新 的大批量定制的生产方式应运而生。而传统的工作研究方式费时费力，已很难适 应这种新的生产方式，因此需要采用先进的技术对工作研究进行支持，提高工作 研究的工作效率。 因此如何利用计算机技术、信息技术及现代管理技术，实现流程程序分析的 的计算机辅助，提高企业应用流程分析意识以及流程分析技术的推广，减少企业 生产中飞增值流程环节，提高企业生产效率和竞争力，已经成为一个迫在眉睫的 课题。 本章首先论述了课题研究的背景和意义得出流程程序分析计算机辅助化的必 要性，在此基础上分析了国内外研究现状以及论文的安排。 1 6 山东大学硕士学位论文 第二章流程程序分析及课题相关理论与技术综述 计算机辅助流程程序分析系统以计算机辅助系统为主要工具，以流程程序图 记录的信息为研究对象，以流程程序分析的技术方法和原则作为系统的理论和实 践基础。本章主要针对在计算机辅助流程程序分析系统研究中所涉及的理论和技 术进行简要的阐述。阐述的思路为工作研究到方法研究，到程序分析，最后阐述 流程程序分析相关的理论与技术。 2 1 工作研究起源、方法研究和程序分析 ( 1 ) 工作研究( 方法与时阃研究) 是工业工程的经典内容，十九世纪末起源 于美国，并在欧洲、日本等西方国家迅速应用和发展。2 0 世纪它对各工业化国家 的高速发展做出了重大贡献，公认它是建立企业基础标准、提高生产力的重要手 段，在工业发展体系中起着举足轻重的作用。 当时制造业生产方式和今天大不相同，很少有生产计划和组织，生产一线的 管理人员和工人作业只是口头上的指导，工人日常所受的训练也很差，工作方法 缺乏科学性和系统性，主要凭经验办事。作业方法的改进一般都来源于工人自己 为找到更容易和更简便的方法完成所承担的任务而自发的努力，完全是一种分散 的个人行为，很少有人注意工厂工艺过程的改进和总体协调。以美国人泰勒 ( f w t a y l o r ) 为代表的一大批科学管理先驱者为了改变这种状况，提高工作效率， 降低成本进行了卓有成效的工作，创立了时间研究( t i m es t u d y ) ，并不断地加以 总结和改进，形成了科学作业方法、时间研究、计件制等科学管理理论，开创了 科学管理，为工业工程的产生奠定了基础。同一时代的吉尔布雷斯 ( f r a n k b g m b r e t h ) 又发展了动作研究( t o t i o ns t u d y ) ，提出了十八个基本动素。 由泰勒和吉尔布雷斯创立的“时间研究”和“动作研究”的基本方法，发展成为 工业工程中的一个重要领域工作研究( w o r ks t u d y ) 。 工作研究是以工作系统为研究对象的工程活动，在活动实施中，运用方法研 究和时间研究( 作业测定) 两种技术。运用方法研究技术分析工作程序、。操作程序， 改进工作流程或作业方法，消除、减少多余的动作( 如寻找，选择及逗留) ，制定 合理的工序结构；运用作业测定技术确定工作方法相应的标准时间。 工作研究的范畴1 可概括为以下几点： 1 ) 寻求最有效和最经济的工作方法。从影响工作的方法、材料、工具和设备 参考；陈文哲工作研究 1 7 山东大学硕士学位论文 等四个客观因素入手，寻求最佳工作方法。 2 ) 工作标准化。对材料、工具、设备及作业方法加以标准化，使生产系统有 章可循。此外，各项行政管理、辅助性及服务性工作亦应实施标准化。 3 ) 作业时白j 标准化。即根据标准工作方法制定作业标准时间。 4 ) 进行培训工作。培训工人或工作人员掌握新的或改进的工作方法。 目前，工作研究涉及的工作范围正在扩大，随着工作研究的思想方法被普遍 认识，工作研究的技术也取得了进展，其应用领域扩大到制造业以外的其它领域， 尤其是服务业，如建筑业、农场管理、交通运输、仓库、商店、超市、银行、医 院、学校、公共服务机构等。应用对象远比过去复杂和庞大，工作研究不仅局限 于某项作业方法或生产线的改进，而且应用于整个系统的优化。 ( 2 ) 方法研究2 是对现有的或拟议的工作( 加工、制造、装配、操作) 方法进 行系统的记录和严格的考查，作为开发和应用更容易、更有效的工作方法，以及 降低成本的一种手段。方法研究的范畴如图2 1 所示。 方法研究 1 方法、程序 2 材料 3 工具与设备 4 工作环境条件 设定标准工作法 1 方法、程序 2 材料 3 工具与设备 4 i 作环境条件 图2 1 方法研究的范畴 方法研究的主要目的是： 改进工艺和程序； 改进工厂、车问和工作场所的平面布置； 2 0 l 自：范中占摹础t 业t 程( i e ) 1 8 垂围一一一一一一一一一一一一一一 山东大学硕士学位论文 经济的使用人力，减少不必要的疲劳； 改进物料、机器和人力的利用，提高生产率； 改善实际工作环境，实现文明生产； 降低劳动强度。 在近百年的时间内，从最初的现场手工记录工作过程发展到可以借助数码相 机或摄像机等设备辅助纪录，方法研究技术已有几十项之多，大体上可分为三大 类3 ：程序分析技术、操作分析技术和动作分析技术。 ( 3 ) 程序分析主要以整个生产过程为对象，研究分析一个完整的工艺程序， 它以整个生产流程为对象，从第一个工作地到最后一个工作地全面研究、分析有 无多余或重复的作业，程序是否合理，等待是否太长等。从宏观上优化系统的结 构，设计科学合理的工作程序或生产流程。程序分析主要的技术包括工艺程序分 析、流程程序分析、线路图分析、线图分析等。 操作分析是指研究分析以人为主体的工序，使操作者( 人) 、操作对象( 物) ， 操作工具( 机) 三者科学地组织、合理的布局与安排，以减轻工人的劳动强度，减 少作业时间的消耗，保证工作质量。它以操作者所承担的作业为分析对象( 或作业 组) ，- 分析、研究、改进影响该作业效率和质量的各种因素，设计一个标准的作业 条件和作业环境。操作分析主要的技术包括人机操作分析、联合操作分析、双手 操作分析等。 动作分析是在程序决定后，研究人体各种动作的浪费，以寻求省力、省时、 安全和最经济的动作。动作分析的实质是研究操作者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。通过动作分析，发现操作者 的无效动作或浪费现象，简化操作方法，减轻工作疲劳，降低劳动强度，在此基 础上制定出标准的操作方法，为制定动作时间标准做技术准备。按精确程度不同， 动作分析主要的技术包括目视动作分析、动素分析和影片分析。 程序分析主要包括工艺程序分析、流程程序分析、线图以及线路图分析。工 艺程序分析含有工艺程序的全面概况及各工序之间的相互关系，并根据工艺顺序 编制，表明所需要时间；工艺程序图清晰地表明各种材料及零件的投入，还包含 各生产过程的机器设备、工作范围、所需时间及顺序；在绘制工艺程序图之前， 必须先掌握充分的资料，如产品的工艺过程( 加工工艺、装配工艺) 、原材料( 或 零件) 的品种、规格、型号及每一工序的时自j 等。 2 2 流程程序分析理论与技术综述 流程程序分析是对生产现场的整个制造程序详细的记录，以便于对整个制造 内容部分引自：范中志基础工业工程( i e ) 1 9 山东大学硕士学位论文 程序中“操作”、“检验”、“搬运”、“贮存”、“暂存”作详细的研究与分析，特别 是用于分析其搬运距离，暂存、贮存等“隐藏成本”的浪费。流程程序图常用于 对每一个主要零件( 产品) 单独作图，均可对其搬运、贮存、检验、暂存、操作 进行独立研究。按研究的对象，流程程序图分为两种： ( 1 ) 物料型流程程序图：说明生产或搬运中材料或零件被处理的步骤。 ( 2 ) 人型流程程序图：记载操作人员在生产过程中一连串的活动。 线路图分析是以作业现场为对象，对现场布置、物料和作业实际流通路线进 行分析，常与流程程序图配合使用，以达到改进现场布置和移动路线，缩短搬运 距离的目的。主要用于“搬运”或“移动”路线的分析。流程程序分析的内容和 技术 按照工作研究实施的基本程序，一个十分重要的步骤是记录现行方法的全部 事实。整个改进能否成功，取决于所记录事实的准确性，因为这是严格考证、分析 与开发改进方法的基础。为了能清楚的表示任何工作的程序，美国机械工程师学会 ( a s m e ) 吉尔布雷斯设计出的4 0 种符号加以综合制定出5 种符号，1 9 7 9 年由美国 制定为国家标准( a n s l y1 5 3 m - - 1 9 7 9 ) ，以便精确的以标准格式记录详细信息。 2 2 1 关键流程程序的识别 对企业的流程程序进行分析、设计、优化改进首先要选择影响企业生产的关 键流程，对关键流程改进然后再按照重要性有选择的对企业的其他流程进程改进 与优化。在企业的实际操作中，通常的流程程序分析事前预知，即正是因为流程 存在问题，所以才对该流程进行流程程序分析与研究，故在本论文的系统分析与 研究中对关键流程的选择暂不作研究，在此仅阐述判定关键流程的一般方法。 通常，企业的流程种类很多，而需要进行分析改进的流程也可能不止一条。 这就面临一个如何判定影响企业生产的关键流程问题。马蒂拉和詹姆斯提出的绩 效表现一重要性矩阵是一个简单但非常实用的工具。它能够帮助企业发现最需要 且是当前最适合实施改进的流程。这一方法是利用流程的重要程度和绩效的高低 将流程区分为双高流程、高重要程度低绩效流程、低重要程度高绩效的流程以及 双低流程四种流程，再对各种流程采取相应的措施。如图2 2 所示，横坐标表示 绩效，纵坐标表示重要度。 第一象限重要度最商，绩效又最低，该流程一定要进行分析改进。 第二象限绩效高，重要度也高，需要保持目前状态。 第三象限重要度低，绩效也低，可以不管。 第四象限绩效很高，重要度很低，也不是太重要。 山东大学硕士学位论文 高 壅 甍 性 低 低 高 圈2 2 绩效表现一重要性矩阵 2 2 2 流程程序分析的符号 ( 1 ) 0 一一表示操作。为工艺过程、方法或工作程序中的主要步骤，如搅 拌、机加工、打字等。操作是使产品接近完成的一切活动之一，因为无论是机加 工、化学处理或装配，总是把物料、零件或服务向着完成推进一步。 ( 2 ) 时一一表示搬运、运输。为工人、物料或设备从一处向另处的移动 ( 3 ) 口一一表示检验。为对物体的品质或数量及某种操作执行情况的检查。 ( 4 ) d 一一表示等待或暂存。为使清进行中的等待，如前后两道工序间处 于等待的工作、零件；等电梯；公文等