什么是工业工程(IE).docx

IE 培训教材 制作： 日期：2005年6月 第一节 现场IE概论 1 工业工程概述 2.1.1什么是工业工程(IE) 工业工程（Industrial Engineering，简称IE）被广泛公认的定义是由美国 工业工程师学会于1955年正式提出，后修订的定义, 表述如下： “所谓IE，是一门对劳动力、生产资料、生产设备及系统的设计、 改进和设置进行有机整合的技术，这时，为了明确指出整合后系统 的期待效果并预测、评价效果，IE使用了工学分析技术或设计技术 的原理或技法，以及数学、物理学及社会各种学科的专门知识或技 能 。 也就是说，IE可以说是通过设计、改进劳动力、生产资料、生产设 备的综合系统，从而提高生产效率，谋求降低成本的技术。 2.工业工程的研究目标 -工业工程的研究目标就是使生产系统投入的要素得到 有效利用，降低成本、保证质量和安全、 提高生产率、 获 得最佳效益。 3.工业工程的特点 -IE的核心是降低成本、提高生产质量和生产效率。 -IE是综合性的应用知识体系。 -以人为本是IE区别于其他工程学科的特点之一. IE 技术者的作用 为管理者的作用 工厂的自然条件,设备配置,物流管理计划 组织及手续的过程设计 对组织各机能的控制系统（System）的设计 设置工具设备,工程及作业方法,作业时间 工资制度的设计 材料的调配及使用经济方法 数据（Data）或情报的分析评价 各种管理问题的研究 IE 技术者的作用 为员工的作用 改善为更好的作业方法 以经验为基础进行更现实、有效的改善 IE 技术者的作用 为技术者的作用 掌握问题,收集情报,预测可能存在的困难 具体整理解决方案,开发,设计,改善系统（System） 明确对质量,费用,数量,时期的经营者的要求 System的经济性分析 新System的设计 现在System的质的改善 IE活用领域 项目 领 作业方法 作业分析 域 活 90% 83% 66% 53% 45% 60% 85% 65% 85% 52% 60% 用 方法工学 动作研究 物流 生产计划 标准化 时间研究 作业测定 PTS法 工厂布局 工厂设备及设计 设备购买和更新 赋予动机 支付工资 职务评价 工程管理 成本管理 52% 37% 60% 管 理 错误的思想 六种错误的思想 我用第六感觉也知道工厂内什么地方有什么 ?不良不管我的事只要认真做事就行 ?这样流着汗水搬运，效率当然是好的 ?因部品不足或不良而未能按时交货是无奈何的 ?做事的人受伤是常事，上一次药 ?工厂虽不干净，但我们的产品是畅销的 改善的基本精神 多做改善，让工厂效益好起首先更多的是本人的自身启发 改善的基本精神 抛弃固定的观念 想一些可行的方法 ?不要找借口要否定现象 ?不要追求完美，哪怕只有50分也好，立即执行 ?是错误的就立即改正 ?首先是进行不花钱的改善 ?根本原因的追求“为什么”要反复五次 ?不要一个人的“知识”而要十个人的智慧 ?改善是无止境 LINE OF BALANCE 产量目标=400台 ，时间10HR，人数10名，HT=600秒 CT=Cycle Time(周期性时间) CT= 600(分)*60秒 400(台) =90秒 HT=Hand Time (各工程时间总和) LOB CT=90秒 80 100 70 60 50 60 50 60 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 40 10 LINE OF BALANCE LOB CT=90秒 80 100 70 60 50 60 50 60 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 40 10 LOB= 600秒(各工程时间和) 100*10 *100 =60% 能生产数量=360台 LINE OF BALANCE 一次改善 LOB CT=90秒 20 20 LOB=75% 60 80 80 70 50 60 50 60 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 生产数量=450 40 10 LINE OF BALANCE 二次改善 LOB CT=90秒 LOB=80% 60 75 75 75 50 60 50 60 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 生产数量=480台 40 10 LINE OF BALANCE 省人化改善 LOB CT=90秒 40 65 75 75 75 50 60 50 60 1 2 3 4 5 6 7 8 LOB=? 生产数量=?台 30 40 9 10 LINE OF BALANCE PTD: Pitch time Down PTD方法 LOB （一个个NECK改善） 80 100 70 60 50 60 50 60 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 40 10 问题的课题化及程序化 LOB效率改善POINT 要平均分配各工程的作业负荷 NECK工程的作业时间和其它工程维持Balance ?能取消的取消 ?能合并的合并 ?重新安排的安排 ?能简单化的简化 LINE OF BALANCE2 ? ? NO 1 2 ? ? ? SMT ? ? ? IC? ? ?1? ? ? ?2? ? ? ?1? ? ? ?2? ? ? MD? ? CNT?1? ? ? ? CNT?2? ? ? ? MOTOR? ? RF/JITTER?1? ? RF/JITTER?2? ? CABINET? ? BEZEL3? SCREW?1? ? ? SCREW?2? ? ? AUDIO?1? ? AUDIO?2? ? JUMPER ? VIDEO ? LABEL ? ? ? ? ? BAG3 SET? ? SET 3 ? ? 4.84 3.45 4.43 4.81 4.57 5.08 4.25 5.09 4.32 3.51 4.42 5.82 5.79 3.56 4.12 4.27 4.31 5.67 5.69 4.12 5.89 4.36 4.32 3.87 3.84 4.15 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 ? ? C 3 LINE ? ? ? ? ? ? ? 3? 30 30 ?MODEL? GCR-8481B ? ? e ? S T ? 2.8723 ? 2 ? ? 2? ? ? ? ? 6?4? ? ? SPD (?) 6000 C T ? 6.0 HT ? 118.6 N ? 28 ? ? ? 26 ?%? ? ? LOB ?%? ? ? ? ? ?/HR? ? 96.1 77.4 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 NECK ? 13 14 15 16 17 18 NECK ? 602 19 20 21 22 NECK ? ? ? ? 5?23? ? ? 5?24? ? ? 5?25? ? ? 5?26? ? ? 5?27? ? ? 6?4? ? ? 6?5? ? ? 6?6? ? ? 6?7? ? ? 6?8? ? ? ? ? ? 604.0 592.0 608.0 629.0 598.0 535.0 574.0 548.0 553.0 456.0 ? ? 23 24 25 26 27 28 602.0 29 30 TOTAL LGEHZ ? 118.6 A4009?960815? ? ? ? CT 问题的课题化及程序化 标准目标 - 现状况 = 问题 创造的问题 要求条件 期待水平 - 技术能力= World Wide Class 期待水平 创造的问题 能力提高 标准目标 复原的问题 ? 浪费为零 ? 消除反复的错误 现状况 问题的课题化及程序化 浪费的定义 浪费费指在生产活动中不能给产品创造价值的因素的总称. 浪费 = $ 生产过程有附加价值占5% ?物料的搬运及检查占95% ?机器设备有附加价值占65% ?机器设备保养及修理占35% (钱) 问题的课题化及程序化 浪费的三种形态 ?勉强：超过能力界限的负荷状态。 ?浪费：有能力，但未给予充分的工作量的未饱和状态。 ?不均匀：有时超负荷有时有不饱和的状态 能力限度 勉 强 浪 费 不 均 衡 合 适 问题的课题化及程序化 制造现场发生的7种浪费 生产过剩的浪费 :产品在库（不必要的生产） ? 等待的浪费 : 机械观测,设备故障,检查 ? 搬运的浪费 : 装卸,堆积,部品/产品移动 作业的浪费 : 不必要的作业,使用不适合的工具 库存的浪费 : 不必要的移动,空间,利息 ? 动作的浪费 : 非创造价值的动作,找、走、拧螺栓。 不良的浪费 : 材料的浪费,不良品本身的浪费,检查的浪费 问题的课题化及程序化 制造现场发生的7种浪费 生产过剩的浪费 : 产品在库的浪费，库存越多资金积压越多，资金周转期长。 库存含义 部品、材料库存 ?半成品的库存 ?成品库存 浪费含义 部品库存时间过长， 部品不良报废损失 ?流动资金占用损失 ?空间占有 问题的课题化及程序化 制造现场发生的7种浪费 ?等待的浪费 : 机械观测,设备故障,检查，换型等。 机器设备故障等待 物料供应不足 Model change(换型)准备不足 ?生产线工艺部平衡 工作量变动大,工作量少时,便物事可做. 问题的课题化及程序化 制造现场发生的7种浪费 搬运的浪费 : 装卸,堆积,部品/产品移动. 搬运是一种无附加价值的动作,不能产生直接价值,所以我们要 减少搬运作业. 搬运不产生价值,但推动工序前进. 搬运损失分解包括(放置、堆放、移动、整列）等动作。 所以我们要考虑合理布局，避免不必要及重复的搬运。 问题的课题化及程序化 制造现场发生的7种浪费 作业的浪费 不必要的作业,使用不适合的工具 管理工时的追加 。 不能促进该善。 ?过高或过底设备精密度。 ?需要多余的作业时间和 辅助设备。 问题的课题化及程序化 制造现场发生的7种浪费 库存的浪费 不必要的移动,空间,利息 生产用电、气压能源 及设备运转的浪费。 部品架，搬运工具等的增加浪费。 仓库储存空间的浪费。 ?在库品管理的浪费。 工序间准备过多的浪费。 问题的课题化及程序化 制造现场发生的7种浪费 动作的浪费 非创造价值的动作,找、走、拧螺栓。 12种动作浪费 两手空闲的浪费。 ?动作之间配合不良的浪费。 单手空闲的浪费。 作业动作停止的浪费。 ?作业动作过大的浪费。 作业技巧不数量的浪费。 作业技巧不数量的浪费。 ?伸臂动作的浪费。 拿取东西交替的浪费。 步行的浪费。 ?转身动作过大的浪费。 弯腰动作的浪费。 重复动作的浪费。 问题的课题化及程序化 浪费无时无刻不存在于工作中，工作是能增加附加价值的劳动，浪费则 是使成本增加的无效工作，杜绝浪费是一个永恒的课题。 避免7大浪费的基本对策 创造看的见浪费现场。（5S彻底实施） ?制定作业标准，严格遵守标准化作业。 ?看板管理工作方式，规定生产进程或指导生产。 ?生产现场作业标识明确，规范标准作业。 ?推行视觉直观的管理手法（目视管理）。 问题的课题化及程序化 解决20%的原因可以得到80% 的成果（追求output的思考） 1. 明确期待水平(output). 2. 追求假定的思考. 3. 展开以事实为依据的活动 Output 2 : 8 Rules 100 80 追求Output接近方法 一般的接近方法 20 时间 /努力 20 80 100 运转分析 作业分类 运转分析 作业分类 区 分 内 容 事 切削加工,螺丝加工 例 主体作业 直接参与材料和部品的变形或变质,达 到创造附加价值的目的的作业 主 作 业 部品的组装(螺母的拧紧) ? 机械的手动操作 ? 材料的分离 ? 加工物品的尺寸测试 ? 加工物品的定位 作 附属作业 作为主体作业的附属，伴随主体作业 的每周期, 但间接作用于工作目的的 要素 作业前材料的准备,加工物品的 业 准备作业 为主作业而做的准备,结束,搬运等的作 业在每批或几周期内定期发生的要素 准备(每批次) ? 搬到加工物品的存放区域 运转分析 区 分 内 容 事 例 加工途中把折的工具换下来 作业余量 作业中不规则的偶然发生的因素.主要 原因在于机械,工具,材料等 ? 修理材料的细微的缺陷音 ? 不 定期材料的补充 ? 会议及早会 ? 作业途中的作业指示 ? 5分清扫等规定的清扫 ? 上卫生间 ? 喝水 ? 擦汗 ? 室内温度高潮湿的环境中作业 疲劳余量 为恢复由作业环境引起的疲劳产生的 延迟因素 ? 灰多的环境中作业 ? 重量物的移动 管理余量 与作业无关的,以管理为目的发生的延迟 个人余量 为满足人的生理的需求因素 停电,机械故障,资材无库存 非作业 有管理者责任的非作业和作业者责任的 非作业 闲谈,未遵守开始和结束时间? 作业等待 运转分析 3) 运转分析系统 运转分析由“资料分析”和“观察分析”两部分构成，“资料分析”即是对工作日志 和 设备运转日志的分析，“观察分析”包括连续分析法和work sampling。 运转分析 4) 运转分析的方法 种 类 观 测 方 法 目 的 优 点 缺 点 连续观测 用STOP WATCH 连续观测 Work sampling 选择小部分的 作业者或机械, 详细掌握发生 的工作种类 可以详细分析 连续观测 运转状态 观测者付出的努力 多一些 ?不能同时观测很多 对象 用眼睛瞬间的 Work sampling 多次观测对象 一次可观测多数? 只观测表面现象,不能 对象 作业者或机械, 详细分析 概括地掌握发 ? 观测者可并行做 生的工作种类 ? 其它业务 选择多数的 运转分析 1934年，英国的提贝特首次提出了work sampling方法。 这种方法以概率论为基础，对工作状态进行调查，其利用原理就是从大集团中随意 抽出的标本具有与原来的集团（母集团）完全一样的pattern(样品)分布倾向 (实际状态) (Work sampling) NO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 计 运转 4 3 3 3 1 2 4 3 3 3 29 非运转 1 2 2 2 4 3 1 2 2 2 21 作业者 A B C D E 连续运转测定 = 36.5/(12*5)*100 = 60.8% Work sampling的运转率 = 29/50*100 = 58% 运转分析 Work sampling是指瞬间观测人或机械的运行状态及种类,对其结果进行收集整理运用统 计的抽样理论对观测对象的时间构成比率及运转率进行调查和分析的技巧 以制造现场为对象的Work sampling分析(例) 单位作业 部品插入 焊接 检查 材料的分离 检查 用车搬运材料 作业的事前协议 08:05 08:17 08:39 08:42 09:02 16:17 16:24 计 25 28 % 8.9 10.0 10.0 37.1 8.9 3.9 6.1 / / / / / / / / / / / / / / / / 28 104 25 11 17 / / / / / / / / / / / / / / / 10 / 10 10 移动 余量 计 / / 10 / / 12 30 4.3 10.8 100 10 10 10 280 运转分析 Work Sampling的用途 (1) 掌握设备或人的运转内容 ? 掌握余量 ? 改进作业分工提高运转率 ? 研讨能否增加设备、增员 ? 掌握流程作业中的平衡度 Work Sampling适用什么情况 当工作时间周期很长,不适合以Stop watch为基础的时间测定,或从大体上了解同一工 作的平均时间,经常用Work Sampling的方法。 work sampling以概率法则为基础。 sample的数目越多，sample特征的分布曲线就与母集团的分布曲线越一致。 但是调查费用也会随sample数目的增加而增加。因此，从经济性和信任度上考虑， 必须确定sample的数目（观察点数）。 sampling不能有偏重。构成母集团的各个要素被抽出的机会应该是均等的。 运转分析 一般取观测点数N值的基准 Work sampling 的目的 1. 一般目的(确认问题时) N 100 600 2000 4000 10,000以上 2. 特定的管理目的(分析等待的原因时) 3. 特定的活动分析(求出准备或延迟的比率) 4. 人或机械的运转率 5. 求标准时间,余率,运转率等时要求高精密度时 运转分析 Work sampling的观测点数 N = Z 2(1-P) S 2 P 一般情况下求观测点数N时无特别的理由时取可信度为95%.因此上式为 N = 4 (1-P) S2 P E S P N Z : : : : : 绝对误差 希望的精密度(相对误差) 选择对象的出现几率(求出的比率) 抽样的大小(观测点数) 对应可信度的标准化系数 运转分析 练习题1 为调查设备运转率,利用 Work sampling 技术预备调查(sampling数为100次)的结果 设备运转率为 70%(非运转率: 30%), 可信度95% 期望的精密度为5% 为达到所期望的条件,需要观测多少次? N = 4 (1-P) S2 P 4*(1-30%) = (0.05)2 *0.3 3733 运转分析 练习题1 练习题1 为调查设备运转率,利用 Work sampling 技术预备调查(sampling数为100次)的结果 设备运转率为 75%(非运转率: 25%), 可信度95% 期望的精密度为10% 为达到所期望的条件,需要观测多少次? N = 4 (1-P) S2 P = 4*(1-0.25) 0.1 *0.25 2 = 1200 运转分析 练习题1 Work sampling优点 -观测费用低 -因为可以进行长时间观测,所以可以获得那段时间引起变化的DATA. -进行这样观测不需要特殊训练 (因为瞬间观测非常重要,要求观测者对工序非常熟悉) -工作人员因为观测时间长,可能有缺席现象 Work sampling缺点 -如果观测人员,在被观察时采用于平时不同的态度,观测结果是大不相同. -在由许多观测员分担进行观察的情况下,如果要素作业的类别和定义方法不能完全同一 那考察结果是毫无意义的. 运转分析 观测时间的决定方法 random sampling 等间隔Sampling 层别Sampling random sampling “日的观察点数受到必要观测点数和调查时间的制约” 举例来说，若从调查富余率开始，要求在20日内收取3600个sampling，那么每天就 必须调查180个观测点数。 3600 =180EA/天 20 运转分析 观测时间的决定方法 Work Unit 组成表 作业名 Line 名 观测者 日期 : 分 NO 区 作业说明 部品的组装 人工焊接 螺母，螺栓的固定 连接电线，捆 平衡调整，声音调节 组装 焊接 固