工业工程课件 (2)

工业工程复习,第一章工业工程概述,工业工程的定义工业工程是对人员、物料、设备、能源和信息组成的集成系统，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。,工业工程的发展历程,科学管理时代18世纪20世纪30年代,传统的工业工程阶段20年代后期40年代中期,工业工程与运筹学结合40年代中期70年代中期,IE发展历程,工业工程与系统工程结合70年代中期现在,工业工程时代,泰勒，工业工程之父首创了“时间研究”,吉尔布雷斯“动作研究”之父首创了动作研究，提出了动素,规划,设计,实施,评价,创新,工业工程的职能,有关生产率的概念,德鲁克（DruckerP.F.):“生产率是一切经济价值的源泉。”提高生产率的意义：（1）提高生产率是实现经济增长的主要手段。（2）提高生产率是增加工资和改善人民生活的基本条件。（3）提高生产率可以缓和通货膨胀。（4）提高生产率可以增强国际市场竞争力（5）生产率提高对就业有促进作用。（6）生产率与质量是同步发展的关系。,例1-1一个5人作业小组，在一个月里生产了500个单位量的产品，所花的劳动力为880个单位（这里采用的单位是小时：5人22日/月8小时/日=880人.时/月）。求这个月的生产率。解：两种计算结果：（1）（2）,静态生产率,例1-2在上例中，假定第二个月这个小组生产了600单位产品，而所用的劳动力为800单位（5人20日/月8小时/日=800人.时/月）。求第二个月的生产率和动态生产率指数。解：（1）第二个月的生产率为（2）第二个月的生产率指数为：,1.,以上个月作为基准期,第二章方法研究,工作研究(WorkStudy)是一门系统的研究和改进作业程序和作业方法的管理技术，是在既定的工作条件下，运用系统分析的方法研究如何合理地利用资源排除作业中不合理、不经济的因素，寻求一种更佳、更经济的工作方法，以提高系统的生产率。,工作研究,方法研究,作业测定,操作分析,动作分析,程序分析,工作研究包含了方法研究和作业测定两部分。,1.程序分析,程序分析是按作业的程序从第一道工序至最后一道工序；从第一个工作地到最后一个工作地；从原材料入厂到产品出厂所进行的全面分析或全过程分析。,2.操作分析,操作分析是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、合理地布局，以减轻工人的劳动强度，减少作业时间的消耗，使工作质量得到保证。,3.动作分析,动作分析是研究分析人的操作动作，将其分解为最基本的动作单元，以排除多余动作、减轻疲劳，使操作简便有效，制定出最佳的动作程序。,方法研究的基本步骤,选择拟研究的工作对象；观察并记录有关的全部事实；分析、考查有关记录事实，寻求新的工作方法；建立实用的、经济的、有效的新方法；确定新方法的标准并付诸实施；持续和发展新的工作方法。,考查提问表（5W1H）-严格考查,ECRS原则-改进方向,程序分析符号,操作（加工）,搬运、运输,储存,停放,数量检验,质量检验,绘画程序分析图！,在票架上,拿起并查看票价,用手拿至柜台上,打印日期,等待找钱,拿给旅客,旅客带至入口处,查看并打孔,旅客带至旅途上,在终点站查看并回收,操作分析概述双手操作分析人机操作分析联合操作分析,操作分析的分类,双手操作例子,改进前！,双手操作例子,改进后！,人-机操作例子,现行方法：其中：工人工作时间=3+10+2+2+5+3=25s工人空闲时间=35s机床工作时间=35s机床空闲时间=6s循环时间=60s,人-机操作例子,现行方法：其中：工人工作时间=60s工人空闲时间=0s机床1工作时间=35s机床2工作时间=35s机床空闲时间=6s循环时间=60s,工作效率提高了一倍！,某工人用一台压铸机压铸零件A，作业内容见下表：请进行人-机作业分析图，画出人-机作业分析图，提出改进的人机作业方案，画出人-机作业分析图，并计算工人和机床的负荷率。,动作分析的种类,动作分析,目视动作分析,动素分析,影片分析,FrankGilbreth(1868-1924),LillianGilbreth(1878-1972),“动作之父”,首创17个动素(therblig)（美国机械工程师学会增加1个，目前为18个）创立了“动作研究”把砌砖动作从18个减少到5个，效率提高了1倍多，按其方法培训的砌砖工人，平均作业效率由每小时120块提高到350块。,动素的符号及说明,18种动素可分为以下3大类：第一类为有效动素，共8种；第二类为辅助动素，共6种；第三类为无效动素，共4种。,动作经济原则,吉尔布雷斯首创，后经过多位学者研究改进，美国巴恩斯将此原则分为22条，三大类：关于人体的运用：8条（1-8条）关于工作地的布置：8条（9-16）关于工具设备：6条（17-22）上述原则可进一步归纳合并为10条原则。,诸原则的应用实例,第一条原则：双手的动作应同时而对称。,用一只手：插完30只销子需30S用双手：插完30只销子只需23S，节约时间29%,第二条原则：人体的动作应以尽量应用最低级而能得到满意结果为妥。,人体的动作等级表,电灯开关的设计,第三条原则：尽可能利用物体的动能，曲线运动，弹道式运动,上下型挥动：最佳效果的效率为9.4%。动能未得到利用，为肌肉所制止。圆弧型挥动：后面挥上，前面打下，效率可达为20.2%，不易疲劳。,第四条原则：工具、物料应置于固定处所及工作者前面近处，并依最佳的工作顺序排列。,第五条原则：零件、物料应尽量利用其重量坠送至工作者前面近处。,第六条原则：应有适当的照明设备，工作台及座椅式样和高度应使工作者保持良好的姿势及坐立适宜。,第七条原则：尽量解除手的工作，而以夹具或足踏工具代替,第八条原则：可能时应将两种或两种以上工具合并为一。,第九条原则：手指分别工作时，各指负荷应按其本能予以分配。手柄的设计应尽可能与手接触面大；机器上的杠杆、手轮的位置应尽可能使工作者少变动其姿势。,标准型,德伏拉克型,英文打字键位置安排与各手指能力匹配：,第十条原则：工具及物料应尽可能事前定位。,电动扳手的放置：,第三章作业测定,国际劳工组织的工作研究专家为作业测定下的定义是：作业测定（工作衡量）是运用各种技术来确定合格工人按规定的作业标准，完成某项工作所需的时间。,作业测定的主要方法,标准时间=正常时间+宽放时间,（宽放率=宽放时间/正常时间）,标准时间的构成,秒表测时法的步骤,1.收集资料；2.划分操作单元；3.秒表测时；4.计算正常时间和宽放时间；5.制定标准时间。,采用标准资料法制定作业标准时间的目的是为了使作业测定和制定标准时间的工作量和费用降低到最低限度。,第四章生产线平衡,亨利福特(HenryFord，1863-1947),流水生产是在“分工”和“作业标准化”的原理上发展起来的,生产线平衡的概念,生产线平衡就是对生产的全部工序进行均衡化，调整作业负荷，以使各作业时间尽可能相近的技术手段与方法。它是生产流程设计及作业标准化中最重要的方法。生产线平衡的目的是通过平衡生产线使现场更加容易理解“一个流”的必要性及生产作业控制的方法。,确定流水生产的节拍,流水线上出产相邻两件制品的时间间隔称之为节拍。,流水线的节拍按下式计算：式中C流水线节拍；Fe计划期有效工作时间；N计划期应完成的产量。,装配流水线平衡的方法有很多，其中一种能够较为简便而又能取得满意效果，被称作阶位法。,玩具小车生产线平衡实例,某J型玩具小车要在一个传送带上组装，每天需生产500辆。每天的生产时间为420分。表4-3列出了J型小车的装配步骤及其定额时间，请根据节拍和作业次序的限制，求使工作站数量最少的生产线平衡方式。,1.绘制装配生产线的流程图,图4-4给出了表4-1中的次序关系（表示作业次序关系，箭头长度无实际意义）。,表4-1J型小车的装配步骤及其时间,图4-4J型小车的流程图,第三节流水生产线平衡实例分析,2.计算节拍,3.工作站最小值（理论上）,第三节流水生产线平衡实例分析,4.选择作业分配规则,研究表明，对于特定的问题有些规则会优于其他规则。一般来说，首先安排有许多后续作业或者持续时间很长的作业，因为它们会限制装配生产线平衡的实现。这种情况下，我们选用如下规则：规则一：按后续作业数量最多规则优先安排作业；规则二：按作业时间最长规则优先安排作业；规则三：按该项作业元素时间与后续作业元素时间的总和最大规则优先安排作业（阶位法）。,第三节流水生产线平衡实例分析,5.平衡装配生产线，将所有作业分配到各工作站,(1)平衡方案A：选用规则一，按后续作业数量最多规则来平衡装配生产线。各项作业的后续作业数量如表4-2所示。根据后续作业最多规则给工作站1，2安排作业，在规则一遇到问题时，采用规则二，直至所有作业安排完毕。表4-3列出了实际的安排。,表4-2各项作业的后续作业数量,第三节流水生产线平衡实例分析,表4-3根据后续作业最多规则平衡装配生产线,第三节流水生产线平衡实例分析,计算流水线负荷率：,77.38%的负荷率意味着该装配线不平衡或闲置时间达22.62%（有57秒闲置），最空闲的是工作站5。表4-4所示的工作地5的负荷率仅为17.86%。那么我们能否得到更好的平衡方案呢？下面我们给出平衡方案B。,表4-4平衡方案A中各工作地负荷率,第三节流水生产线平衡实例分析,(2)平衡方案B：选用规则三（阶位法），即按该项作业元素时间与后续作业元素时间的总和（阶位值）最大规则优先安排作业。,首先，计算各作业元素的阶位值。其计算过程如表4-5所示。表中的1表示直接后续元素，+表示间接后续元素。作业元素的阶位值就是该项作业元素时间与后续作业元素时间的总计。,表4-6J型小车作业元素阶位表,第三节流水生产线平衡实例分析,按节拍为50.4秒依作业元素的阶位值的高低次序分配作业元素到工作地的过程如表4-7所示。,表4-7按阶位法分配作业元素过程,第三节流水生产线平衡实例分析,最后得到的工作地数为5个，与平衡方案A相同，负荷率为7738%，该装配线平衡的效果仍然不够理想。为了得到更好的平衡方案，下面我们给出平衡方案C。,第三节流水生产线平衡实例分析,(3)平衡方案C：选用规则二，按作业元素时间最长规则安排作业，并用规则一作为辅助规则，以达到装配生产线的平衡。表4-8给出了按作业元素时间的大小排列的顺序，表4-9列出了平衡方案C的实际安排。,表4-8各项作业的后续作业数量,第三节流水生产线平衡实例分析,表4-9按作业元素时间最长规则安排作业,第三节流水生产线平衡实例分析,计算流水线负荷率：,表4-10所示平衡方案C中工作站1、3、4负荷率均为99.21%，工作站2也为89.3%，流水线平衡达到了满意的效果，所以选用平衡方案C更好。,表4-10平衡方案C中各工作地负荷率,第三节流水生产线平衡实例分析,第五章应用工业工程制定劳动定额,劳动定额的概念劳动定额是指在定生产技术、组织条件下，采用科学合理的方法，为生产一定量的合格产品或完成一定量的工作，所预先规定的劳动消耗量的限额。,1.劳动定额是在一定条件下制定的；2.劳动定额的对象是劳动者的劳动量；3.劳动定额应在生产进行以前预先制定；4.劳动定额所规定的对象是有效的劳动，不是无效的劳动。,编制生产计划首先要做的是根据生产任务和劳动定额核算本单位的生产能力。,劳动定额的性质特征,规范性劳动定额是一种“标准”，具有一定的“法定规范性”，是衡量劳动者劳动成果的客观规范，是“经济上的法规”，具有一定的强制性和约束性。,劳动定额的性质特征,相对性劳动定额的制定受许多因素的影响，这些因素大致分为客观因素和主观因素。,劳动定额的性质特征,综合性劳动定额反映企业生产经营技术组织的综合水平，是企业一定时期生产经营管理水平的综合反映。,劳动定额的性质特征,预定性劳动定额是预先人为规定的，它反映一定范围内的劳动效率水平，不同于劳动生产率。,劳动定额的性质特征,凝固性劳动定额是衡量劳动者劳动状况的一种“标准”和“尺度”，然而它衡量和反映的是劳动的凝固形态，而不是潜在形态和流动形态。,劳动定额的分类,按劳动定额的用途分类,劳动定额,现行定额,计划定额,设计定额,固定定额,劳动定额的制定方法,劳动定额制定的基本要求是要：“快、准、全”。,学习曲线在制定工时定额中的应用,学习曲线的数学模型,为利用学习曲线进行各种定量分析，最有效的方法是将它表述为数学解析式，按上面关于学习曲线现象所反映的规律，可用负指数函数来表示变量之间的关系：（5-1）式中Yx生产第x台产品的直接人工工时；x生产的台数；K生产第一台产品的直接人工工时；b幂指数=；p学习率。,学习率的估计,设收集到和两种产量的人工工时，则可得：，将两式相除：，故：（5