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IE养成班推广小组日期 2013年7月 工业工程教材 目录 引言第一章概述第二章导入及手法和分析技术第三章方案实施存在的问题 引言 简单的说 对于政府机构 钢铁企业 制造业 医院 银行等部门 研究其现在的工作内容 找出存在的问题 加以改进 或者创造一个新的工作模式 以提高作业效率 降低运行成本 保证服务质量 这就是工业工程 什么是工业工程 包钢炼铁厂配料操作室 引言IE在工业发展中的应用 1 企业都设有工业工程部 1990年IE工程师人数占所有工程师8 9 到2000年增加到19 现在IE工程师20万 IE工程师已成为工程师类职业的第二大职业 海尔 联想 TCL 美的 都设置有独立的工业工程部 在美国 在中国 从石油危机的70年代开始 日本从IE的科学基础上研究出日本特色的IE JIT JustInTime 精益生产管理体制 以杜绝一切浪费为目标 追求零库存为目标 在日本 中钢 台湾 从20世纪七十年代起引入工业工程 到2012年约有9000名员工 其中工程师和管理干部2650人 工业工程师125人 年产钢约838万吨 年人均产钢约930吨 包钢2012年底约有员工38000人 年产钢约1000万吨年人均产钢约270吨 引言IE在工业发展中的应用 2 企业环境 全面的5S管理 全员参与的IE持续改善 准时化JIT 自働化 SEMD CELL TQC TPM 员工满意 顾客满意 社会满意 精益生产 基本目标 两大支柱多个模块 管理基础 管理土壤 管理目标 引言工厂提高效率的利器 精益工厂 第一章概述 工业工程 IndustrialEngineering 是对人 物料 设备 能源 和信息等所组成的集成系统 进行设计 改善和实施的一门学科 它综合运用数学 物理 和社会科学的专门知识和技术 结合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认 预测和评价 1955美国工业工程师学会 AIIE 工业工程就是效率工程 1 1工业工程概述 泰勒 工业工程之父 二十世纪起源于美国 吉尔布雷斯 工业工程奠基人 1 2工业工程起源 1881年 他担任米德威尔钢铁厂的总工程师 进行了铁锹实验 泰勒 F W Taylor 1856 1915 又被后人誉为 科学管理之父 将科学的定量分析方法引入到生产与作业管理中首创了时间研究方法 后来更名为作业测定 并实际运用 以提高总体效率著名的实验 铁铲实验 搬运实验 切削实验 泰勒的时间研究 研究砌墙实验 提出了18个动作要素 吉尔布雷斯 F B Gilbreth 1868 1924 被后人称为 动作研究之父 随着动作研究技术不断发展 进一步延伸到对操作和作业流程的研究F B Gilbreth扩大了对动作和疲劳的研究 首创了分解动作研究 并提出 合并 简化和取消 思路 吉尔布雷斯的动作研究 工业工程时期 科学管理时期 20世纪初到30年代中期 1 3IE的发展历程 1 4工业工程的目标 提高生产力效率降低生产成本 保证质量和安全均衡员工的劳动强度改善员工的工作条件消除员工作业存在的浪费制定员工作业标准 IE的核心是降低成本 提高质量和生产率 IE是综合性的应用知识体系 技术和管理 注重人的因素是IE区别于其他工程学科特点之一 IE是系统优化技术 IE的面向 由宏观转向微观的管理 规划 设计 评价 创新 1 5工业工程的功能及特点 追求创新追求效率永不满足现状永不停滞的改善 IE发展的历史便是一部推动世界经济发展的开拓史 1 6IE的精神 1 7IE的意识 成本和效率意识问题和改革意识工作简化和标准化意识全局和整体化意识以人为中心的意识 专业化 简单化 标准化 1 8IE的指导原则 安全 品质 效率 公开 公正 公平 客观 现场 现时 现物 不同专业的工程师 管理者与员工 人人关心赶货及品质 谁来关心改善 人人关心机器 物料 谁来关心最重要的 人 大家关心产量 谁来关心总成本 帮助工厂界定问题 协调整个工厂的运转 就如一位全科医生 负责诊断病人何处有病 然后再由某部的专家来检验 治疗 1 9IE在企业扮演的角色 1 10工业工程师所具备的素质 1 一专多能 知识广泛2 良好的语言 文字表达能力3 良好的沟通 协调能力4 良好的团队合作能力5 良好的领导能力及人际能力6 终身学习 持续创新的能力7 坚持原则 永不言败的精神8 超强的抗压能力9 善于观察 勤于思考 具备一定的心里学知识 10 广阔的心胸11 工作的主动性 1 12生产过程中的七大浪费 1 13我们企业改善的目的 精益生产 精益生产 第二章导入及手法 2 1IE导入10种基本精神1 抛弃固有制作方法及观念2 积极寻找方法而非做不到的理由3 不要辩解或找借口 实事求是否定现状4 不求完美 50分即可 马上行动5 错了请马上改正6 改革不许大量投资7 不遇问题不出智慧8 请问5个WHY找出问题的真正原因9 10个人的智慧大于1个人的知识10 革新永无止境 选定主题 组织团队建立 教育培训 问题的发生 发现 现状调查 问题点及对策 改善方案的制定 方案的讨论及完善 标准化 方案的实施及评价 制定工作计划 工业工程的导入及实施步骤 方法研究 程序分析 作业分析 动作分析 生产率平衡法 作业测定 工作研究 时间测定法 标准工时测定法 2 2工业工程的基本技术手法 工艺程序图流程程序图线图和线路图 人机作业分析联合作业分析双手作业分析 动素分析影像分析动作经济原则 工作研究两种技术的关系 方法研究把工作简化并制定出进行此项工作更经济化的方法和程序 作业测定确定进行某项工作所需时间的长短 工作研究 提高效率 制定工作标准 寻求经济有效的工作方法 分析层次分析对象最先单位程序分析整个过程工序作业分析具体工序操作动作分析操作过程动素 方法研究的层次 从宏观到微观 从整体到局部 从粗到细 工业工程手法分析步骤 工艺流程图分析 平衡生产线分析 流程程序分析 移动路线分析 作业分析 动作分析 人机作业分析联合作业分析双手作业分析 程序分析 动素分析影像分析动作经济原则 作业测定 确定标准工时 非标准作业时间 标准作业时间 现场调查 从宏观至微观 2 3手法分析过程 程序分析现场调查 1 调查了解产品的工艺流程 设备 人员配置 2 了解产品的内容 计划量 实际产量 3 原材料消耗 在制品情况 设备配备 设施布局的调查 4 了解检验 搬运手段及方法 现场调查 程序分析 工作研究的基础 1 概念 依照工作流程 对整个现行工作流程逐个的地进行全面分析 从加工 检查 搬运 等待 存储对整个过程的分析 改进流程中不经济 不均衡 不合理的现象 提高工作效率的一种研究方法 2 特点 以整个生产系统为研究对象 是对生产过程的宏观分析 对生产过程全面 系统概略的分析 改善生产过程中不合理 不经济 不科学的作业方法 作业内容以及现场布置 设计出合理的作业方法 以提高生产效率的目的 是以工序管理 搬运管理 布局管理 作业编制等获取基础资料的必要手段 3 目的 程序分析概述 4 程序分析的符号 程序分析的步骤 工艺程序分析 工艺程序分析是以生产系统或工作系统为研究对象 在着手对某一工作系统进行详细调查研究和改进之前 对生产系统全过程所进行的概略分析 以便对生产系统进行简略 全面和一般性的了解 从宏观上发现问题 为后面的流程程序分析 布置和经路分析作准备 概念 特点1 以生产或工作的全过程为研究对象2 只分析 加工 和 检查 工序工具工艺程序图 1 概念 1 工艺流程图 将所描述对象的各组成部分 按照加工顺序或装配顺序从右至左依次画出 并注明各项材料和零件的进入点 规格 型号 加工时间和加工要求 2 工艺程序图的作用 1 便于研究人员从总体上去发现存在的问题以及关键环节2 作为编制作业计划 供应计划 核算零件工艺成本以及控制外购件进货日期等的重要依据 包钢炼铁厂一烧车间工艺流程图 工艺流程图实例 统计结果 图形 表头 平衡生产线概述 何为平衡生产线 对生产的全部工序进行平均化 调整作业负荷 以使各作业时间可能相近的技术手段及方法 目的 提高整体效率 减少在制品 杜绝浪费 a 缩短生产一个产品的组装时间 增加单位时间的生产量 b 提高生产线的工作效率 包括人员与设备 c 减少工程间的准备工作 d 改善生产线的平衡 e 对新的流程作业方式改善制造方法 作用 平衡生产线分析 管体车间现状生产线平衡情况 平衡率 平衡率 各工序时间总和 瓶颈工序时间 人数 相关计算公式 UPPH Unitpersonperhour UPPH 每人每小时产量 平衡损失率 平衡损失率 1 平衡率 UPH Unitperhour UPH 每小时产量 上图平衡率 622 95 13 50 36 生产线平衡的改善方法 改善瓶颈的方法 a 分割作业 把一部分作业分配到时间短的工程中去 b 作业改善 缩短作业时间 如制作夹具 灵活运用工具等 c 作业机械化 提高机械的能力 d 设计工装 夹具 e 替换技能水平更高的作业人员 f 提高机器的生产效率g 增加作业员 1 时间长的工序改善方法 a 分割作业 把这一工序的作业分配到其它工序 省去这一工序 b 从作业时间长的工序拿一部作业过来 c 与其它时间短的工序结合 省去一工序 d 分配两个或两个以上的工序 尽量让一个人做 2 对时间短的工程的改善方法 分担转移的改善方法如图所示 在没有平衡改善前 工序1是整个作业过程的瓶颈工序 工序1制约了整个生产 可以将工序1的一部分转移到工序2中 这样 整个作业的瓶颈工序变成了工序5 但相对于原来的工序1来说 瓶颈口就相应地变宽了 3 分担转移法 工时 工序 如图所示 按照作业流程改善的方法 对生产线进行改造 增加工装模具 变更设计或者添加作业人员 这样 改善的结果使得整道瓶颈工序压缩降低 整个作业时间也随之相应地缩短 生产效益自然也就相应地提高了 4 作业改善压缩法 作业改善 工时 工序 有时瓶颈产生的原因是工作量太大 操作人员确实不够用 此时 可以直接增加操作人员 由多人分摊原来的工作量 这样就可以直接消除原有的瓶颈 如果所示 往工序2处增加一名操作人员 增加了平衡率 瓶颈降低为工序5 对工序5也可作类似地改善 5 加人法 1人 2人加工 工时 工序 当作业过程中的某道工序的工作时间特别少 可以干脆将这道工序拆解后 重新分配到其他工序中去 这样就能有效地提高生产线的平衡率 如图所示 将工序2拆解 重新分别地分配到工序1 3 4和5中去完成 6 拆解去除法 工时 工序 可以将其他工序的一部分作业分别分配到作业时间较少的工序之中 从而大大提高了整体的平衡率 如果所示 将作业时间较长的工序1和4的部分作业分别分配到作业时间较短的工序2中 从而大大提升整条生产线的平衡率 7 重拍法 当用前面几种方法改善工序流程后 在重新思考新的工序之间还存在着合并的空间 将可以合并的工序尽最大可能地合并和简化 这样 整条生产线的瓶颈自然也相应地越来越少 使得平衡率和效率也能有效地得到持续的提升 8 改善后合并法 改善建议 短期改善 概念 以作业现场为分析对象 对产品 零件的现场布置或作业者的移动路线进行分析 移动路线分析 布置原则 距离最短原则物流顺畅原则利用立体空间原则安全满意原则灵活机动原则 移动的距离时间越短越好物流不出现交叉逆行尽量充分利用立体空间提高场地利用率确保作业人员安全并减轻劳动强度可根据工序的变化随机应变 机拧吊运接箍路线改善 改善前 改善后 移动路线分析 流程程序分析 产品或材料或人的流动分析 物型流程程序图 人型流程程序图 最基本 最重要的分析技术 适用于分析隐藏的浪费 1对某一零件或产品做全面的分析 获得全面的资料 为流程进一步优化奠定基础2为设施优化布置提供必要基础数据3是作业分析及动作分析前必须经历的一个重要环节 调查作业人员粗动作的一种分析方法 以产品或零件的制造全过程为研究对象 把加工工艺划分为加工 检查 搬运 等待和储存五种状态加以记录 概念 作用 管加工车间车丝工位物型流程图 统计 表头 图形 格式1 物型流程图结构 一烧车间受料区人形流程图 格式2 特点五种分析符号 人型流程图结构 现状调查人员现状 2人车丝机基本构成 单根给料器 对齐辊道 抛钢机 拨料器 车丝小车升降装置 车丝小车 车丝主机 流程程序案例分析 1 物型流程程序图 存在的问题钢管车丝加工过程时间为49S 占整个生产周期的54 部分时间浪费在钢管搬运和等待过程中 管加工车间车丝工位物型流程图 管加工车丝机加工路线简图 改善建议 改善前 制定改善方案去除抛钢机和拨料器 采用回转式移钢机 从对齐工位移至车丝小车工位 改善效果减少搬运次数2次 等待1次 单位周期作业时间预计缩短10秒 车丝利用率提高7 制定改善标准化 效果显著 预备调查一烧车间配料室作业人员1人主要设备 工控机7台电控柜4组 2 人型流程图 存在的问题1 移动次数多 共5次 占整个作业活动的23 2 往返现象严重3 操作过于繁琐 作业员人型流程程序图 配料操作室作业人员移动路线图 改善方案1 对操作室重新布局2 改变操作台位置 见下图 有效缩短移动距离 改善后配料操作室布局图 工业工程手法分析步骤 工艺流程图分析 平衡生产线分析 流程程序分析 移动路线分析 作业分析 动作分析 人机作业分析联合作业分析双手作业分析 程序分析 动素分析影像分析动作经济原则 作业测定 确定标准工时 非标准作业时间 标准作业时间 现场调查 从宏观至微观 手法分析过程 作业分析现场调查 1 了解检验 搬运手段及方法 现场调查 2 了解员工或机器各自的操作步骤和操作内容 3 确定工作内容各项操作内容的时间 4 了解员工与员工 员工与机器在工作中的配合关系 5 了解各员工的待工 空闲 时间与作业率 详细研究以人为主的工序 使作业者 作业对象 作业工具三者科学合理地布置和安排 减轻劳动强度 减少作业工时消耗 缩短整个作业的时间 以提高产品的质量和产量为目的 何为作业分析 作业分析 目的 种类 1 人机联合作业分析 2 人人联合作业分析 3 双手作业分析 作业分析概述 人机作业分析 含义人机作业分析是通过对某一项作业的现场观察 记录操作者和机器设备在同一时间内的工作情况 加以分析 寻求合理的操作方法 使任何机器的配合更加协调 充分发挥人和机器的效率 特征 1 一般用于分析一人操作一台机器或一人操作多台机器的情况 2 人机作业分析借助于人机作业图进行分析 人 机作业分析图 表头 图标 统计 作业名称 工作部门 产品名称 表号 作业者 编号 日期 图示等 取适当比例如1cm代表1min用垂直线把人与机器分开分别在人与机器栏内 用规定的符号表示人 机器 工作或者空闲或者同时工作 如工作 空闲 操作周期 人 机在一周期内工作时间和空闲时间 以及人机利用率 组成 68 车丝工序改善 作业分析 人机作业分析 联合作业分析 含义联合作业分析是指当几个作业人员共同作业于一项工作时 对作业人员时间上的关系的分析 以及排除作业人员作业过程中存在的不经济 不均衡 不合理和浪费等现象的一种分析方法 特点1 联合作业分析是对一组作业人员所进行的分析 2 借助于联合分析作业图 对各作业人员空闲情况 作业率 联合作业中耗费时间最长的作业进行调查分析 目的1 发现空闲与等待的作业时间 2 使工作平衡 使共同工作中的每一个作业人员工作负荷趋于平衡 3 减少周期时间 4 获得最大的机器利用率 5 合适支配人员和机器 对人与机器的动作给予合适的调配 合理化以达到的最有效的运用人与机器的目的 6 决定最合适的方法 利用联合作业分析图表示人与机器的相互关系 找出浪费的时间 并予以消除 一混 二混作业员人人联合分析表 例 一混 二混改善 工业工程手法分析步骤 工艺流程图分析 平衡生产线分析 流程程序分析 移动路线分析 作业分析 动作分析 人机作业分析联合作业分析双手作业分析 程序分析 动素分析影像分析动作经济原则 作业测定 确定标准工时 非标准作业时间 标准作业时间 现场调查 从宏观至微观 手法分析过程 动作分析现场调查 1 了解各工序员工的详细操作内容 现场调查 2 了解员工工作时身体各部分的动作顺序和方法 3 明确各动作的目的 4 了解动作过程中的必要和不必要动作 动作分析概述 1 动作分析的定义 是对作业动作进行细致的分析研究 消除不合理的现象 使动作更为简单化 更为合理 从而提升生产效率的方法 2 动作分析目的 1 了解操作者身体各部位的动作顺序和方法2 分清必要动作和不必要动作 3 了解作业动作中的两手的平衡 动作改善的目标 消除不经济 不均衡和不合理的现象 3 动作分析的用途 1 为减轻作业疲劳 提高工作效率2 找到最适当的动作顺序 方法以及人体各部位动作的同时实施 3 改善动作的顺序和方法 制定最适当的标准作业方法 4 动作分析的方法 动素分析双手操作分析 目视动作观察 影像动作观察 高速摄影分析常速摄影分析慢速摄影分析VTR分析 录像摄影分析 动作经济原则 动作中的浪费有哪些 1 两手空闲的浪费2 单手空闲的浪费3 调整动作的浪费4 伸背 踮脚的浪费5 弯腰动作的浪费6 重复动作的浪费 7 步行的浪费8 不了解作业技巧的浪费9 作业动作太大的浪费10 转身角度太大的浪费11 作业动作停止的浪费12 动作之间配合不好的浪费 动素分析 1 动素分析的定义 是把动作进一步细分为手 足 眼 头等人体各部位的一个一个动作 以便进行极其细微的分析和讨论 吉尔布雷斯把以手 眼活动为中心的基本动作总结为18种 并将取名为动素 吉尔布雷斯英文的反拼 2 动素的分类 有效动素 第一类动作 9种 辅助动素 第二类动作 5种 无效动素 第三类动作 4种 动素表示 有效动素A类 辅助动素B类 无效动素C类 例 加装内保护帽工序动素分析 分析后 对保护帽放置方式和拧保护帽工具提出了两点改善建议 设计可移动放置台 改良拧紧工具 为其加装可旋转把手 2 1 动作经济原则 定义 通过对人的肢体使用 作业配置 机械工具三个方面设计 提高作业人员的生产效率 改善作业环境 使作业人员的人心舒适愉快 目的 减少疲劳 缩短作业时间 提高生产效率 动作经济的四条基本原则 减少动作数量追求动作平衡 双手同时进行动作 缩短动作移动距离使动作保持轻松自然的节奏 轻快动作 一 减少动作数量 一 关于动作方法 取消不必要的动作 减少眼的活动 合并两个及两个以上的动作二 关于作业现场布置 工具物料放在操作者前面的固定位置处 把工具物料放置于便于作业的状态 按作业顺序放置工具物料三 关于工夹具与机器 利用便于抓取工具物料的工具物料箱 把两个及以上的工具合并为一个 用一个动作操作机器 二 追求动作平衡 一 关于动作方法 双手同时开始同时完成动作 双手对称 反向同时动作二 关于作业现场布置 按双手能同时动作布置作业现场三 关于工夹具和机器 采用固定工具固定需要长时间拿住的目的物 采用能用足进行作业工具完成简单的或需要力量的作业 设计能同双手同时操作的夹具 三 缩短动作距离 一 关于动作方法 便于用最适当的人体部位动作 用最短的距离进行动作二 关于作业现场布置 在不妨碍作业的前提下尽量使作业区域狭窄三 关于作业现场布置 利用重力和机械动力送进 取出物料 用人体最适当的部位操作机器 四 轻快动作 一 关于动作方法 使动作不受限制轻松进行 利用重力及其它机械电磁力动作 利用惯性力和反冲力动作 连续圆滑的改变运动方向二 关于作业现场的布置 最适当的作业位置高度三 关于工夹具与机器 利用夹具与导轨规定运动路径 把操作手柄做成便于抓握的形状 把夹具的对准位置设计成可观察型 使操作方向与机器的移动方向一致 使工具轻巧 改善前 改善建议 拧外环作业改善 运用各种技术来确定合格工人按照规定的作业标准 完成某项工作所需时间的过程 定义 作业测定 1作业测定概述 1 科学制定合格工人按规定的作业标准完成某项作业所需时间 2 制定和贯彻作业标准时间 促使生产者充分有效地利用工作时间 减少无效时间 最大限度地提高劳动生产率 目的 概念 所谓时间分析 就是针对时间及产出做定量的分析 找出时间利用不合理的地方 从而进行改善的方法 时间分析 时间分析的应用 1 作为评估 改善生产效率的重要手段 2 作为设定标准工时的重要依据 3 作为现场改善的基础依据 4 作为评价作业者技能和工程管理水平的依据5 作为成本分析的重要依据 秒表时间分析的概念 概念 工具 评定方法 它是在一段时间内应用秒表或电子计时器对操作者的作业执行情况进行直接 连续地观测 把相关数据 一起记录下来 并结合组织所制定的宽放政策 来确定操作者完成某项工作所需的标准时间的方法 1 秒表2 记录板3 时间研究表格4 计算器 测量工具 影像 录像设备或计时机等 1 速度评定法2 平准化法3 客观评定法与合成评定法 秒表时间分析的顺序 1 明确调查的目的作业改善标准工时设定 2 制定调查计划观测人员需事先针对相关部门进行普遍性教育 取得其配合与支持 明确调查对象时间安排 制定调查计划 3 观察对象的选择以改善为目的的观测 应选定一熟练员作业 以设定标准为目的的观测 应选择接受过良好的训练 且合格适当的操作者 在标准状态下 以正常的速度进行的作业 不选择内向及见人就容易紧张的人 选择容易配合的人 4 使用工具的准备秒表 机械师 电子式 观察板时间观察表格铅笔 橡皮 计算器数码相机 照度计 5 划分作业要素测试单元通常不少于5 6秒使作业要素与要素的界限区分 分解点 始终点明确以便准确测定 6 观测次数的设定秒表观测也属于一种抽样过程一般而言 在一改善为目的的观测中 观测次数建议为15 20次在以制定标准为目的的观测中 观测次数建议为20 30次 7 观测时的要求为了表示对操作者的尊重 观测者应站着进行观测 为了不影响操作者的操作 可能的情况下观测者应站在操作者斜前方2米的位置进行观测将观测版夹在左臂 左腕与左胸之间 左手拿秒表 观测者的视线 秒表 及操作者的动作最好保持一条直线上