工业工程导论-课件

1、工业工程导论 连环漫画中有两只背对背被绑在一块儿的小狗，它俩的前方各有一根骨头，两只狗都急着向前去啃骨头，却因背道而驰的拉力，寸步难移，谁也吃不着骨头。几番挣扎，两只狗终于想出了一个妙法；两只狗先一齐转向一方，把一边的骨头咬住，然后再转向另一方啃另一边的骨头，这样一来，两只狗各有骨头可啃了。漫画的下方写着： “There is always a better way” 。 这句话是 IE 的精髓 它意味着“永远有个更好的方法！”在工作当中，不断寻求更容易、更有效率、更经济而且能令心情更愉快的工作方法，就是 IE 的精神所在。 什么是 IE ？（Industrial Engineering ）

2、我们能看到很多说法，有人说“ IE 是诊断工厂、改善企业体质的医生”；有人说， “ 如果技术与管理分别是两个车轮，那么 IE 就是车轮之间的那根轴 ” ； 有人说：“ IE 就是不花钱或少花钱来提高企业的效率或效益”有人说： “IE 是质量和生产率的技术和人文状态。 ” ；还有人说： “IE 是用软科学的方法获得最高的效率和效益 ” 。 工业工程是世界上公认的能杜绝各种浪费，有效地提高生产率和经济效益的把技术与管理有机地结合起来的一门边缘学科。 IE就是 “ 技术加管理 ” 。 IE 的使命简单说就是提高工作效率和生产率，提高质量，降低成本，把技术和管理有机地结合起来 , 实现提高生产率目标和

3、增强企业竞争力。 工业工程师学会（ IIE）的最新定义是： IE是研究由人、物料、信息、设备和能源构成的集成系统的设计、改进和实施的。它应用数学、物理学和社会科学的知识和技能，结合工程分析和设计的原理与方法，去说明、预测和评价由这样系统得到的结果。第一章 工业工程的历史发展1、科学管理产生的背景 （1）生产力发展瓦特（James Watt,1769)发明蒸汽机-工业革命-机器化大生产（2）理论背景经济学基础(Adam Smith, The Wealth of Nations1776)零件互换性和标准化（ Eli Whitney,1798)Babbage的开创性工作（1792-1871）Henr

4、y R Town等人的基础工作（1886）亚当、斯密(Adam Smith, 17231790) 1776年发表了代表作国富论主要提出了生产合理化与劳动分工的思想。以制针业为例说明了劳动分工给制造业带来的变化他写道：如果一名工人没有没有受过专门训练，恐怕一天了难以制造出一枚针来。如果希望他每天制造出二十枚针就更不可能了。如果把制针程序分成若干项，每一项变成一门特殊的工作，如一个人担任抽线工作，另一个人专门拉直，第三个人负责剪断，第四个人进行磨尖，第五个人在另打孔,这样每人每天可以生产480枚针。生产数率提高的幅度是相惊人的。亚当斯密以为，劳动分工提高生产效率的原因为： 第一、增加了每个工人的技

5、术熟练程度 第二、节省了从一种工作转换为另一种工作所需要的时间。 第三、发明了许多便于工作又节省劳动的机器。Charles Babage(查里 巴比奇；1792-1871）英国数学家和作家。剑桥大学数学教授，曾致力研制计算机1832年出版“On the Economy of Machinery in the Manufacturers”主要贡献：-进一步研究劳动分工理论-意识到工厂里的管理问题不同与技术问题，提出科学方法可以应用于管理；倡导直线职能式组织。-注意到了生产和劳资关系问题，意识到了时间研究与测时的困难性。-表现出了对广告、销售和产品开发的关注。他为了进行管理研究走遍了英国和欧州大陆

6、。进一涉分析了劳动分工使生产率提高的原因，他的解释比亚当斯密更全面，更细致。劳动分工使生产率提高的原因是： 节省了学习所需要的时间。 节省了学习期间所耗费的材料。 节省了从一道工程转到下一道工序所需要的时间。经常从事某一项工作，肌肉能够得到锻炼，不易引起疲劳。注意力集中于单一作业，便于改进工具和机器。 1886年，美国机械工程师年会Henry R Towne(President of Towne &Yale Co.)发表 “The Engineer as an Economist”,提出管理职能与其它技术职能，对企业的成功与其它技术同等重要。Henry C Metcalfe(A Captain

7、 in the US Army Ordnance Department)发表 “The Shop Order System of Accounts”, 提出基于劳工分工的组织形式。注：泰勒参加本次会议 机器的使用降低了生产，导致产品的价格下降，市场扩大，对机器的 需求增加。生产规模的扩大，需要积累大量资本。需要某种法定形式的组织(企业、公司，把股票出售给别人)筹集资金。后来股东的数目增多，不能全部参加管理，企业的所有者职能与管理职能需要分开。竞争日益激烈，垄断集团产生。 生产力与生产关于发生了巨大变化生产技术更加复杂；自动化技术的产生与发展(第二次工业革命)等对人类生产有了很大影响。(3)社会

8、背景家庭作坊式下的管理与机器大工业生产方式间的矛盾社会需求与供给间的矛盾工人和资本家之间的分配矛盾 传统管理方法的特点，主要靠工厂主个人的经验进行管理，靠饥饿政策迫使工人工作。为了增利，不是延长绝对劳动时间就是增加劳动强度，资本家与工人（要求编短工作日，降低劳动强度、增加工资）矛盾越来越激烈，（成了死对头），出现了工会组织(Labor Union )。资本家想清除工会，徒劳。因为经验式的管理不能满足社会化大生产的需要，必须采用新的管理方法来解决劳资关系。即：要求把过去积累起来的管理经验进一步标准化、制度化、科学化。结果：工人消极怠工、罢工现象工会组织蓬勃发展社会不稳定、科学管理的产生（）Fre

9、drick W Taylor(泰勒；1856-1915）F、W、Taylor 泰勒 1856年出生在美国费城一个富裕家庭里，19岁(1874年)从哈佛大学法学院退学;时因固停学进入进入费城一家小水泵厂当学徒工。22岁进入费城米德维尔钢铁公司（Midvale Steel Co.) ，开始当技工，后来迅速升为工长，总技师，28任钢铁公司的总工程师。1890年（34）离开这家公司从事顾问(咨询师)工作，1898（42）年进入伯利垣钢铁公司（Bethlehem Steel Co.)，研究铲煤和矿砂的工作,继续从事管理方面的研究，后来他取得发明高速工具钢（W钨，Co钴合金，过去为碳素钢，现在多为为硬质合

10、金）的专利。一生拥有100多项专利。1901年以后，他用大部分时间从事写作，讲演 宣传他的一套企业管理理论：科学管理泰勒制。著作：代表作为： 计件工资制度，车间管理，论成功之道。 科学管理原理 1 “A Piece Rate System”,1895 2 “Shop Management”,1903 3 “On the Art of Cutting Metals”,1906 4 “ The Principles of Scientific Management”,1911 泰勒经过大量研究发现，工人还有2/3的效率没有发挥。原因： 自然怠工(天生的惰性)有组织的怠工 (考虑周围人的影响，保持与

11、别人具有相同的速度) a 如果拼命干，导致大批同事失业(当然也可能是自己) b 工人一天完成的工作量是管理者制定的，完成的量多了，就会再加码。 c 在一种粗放性管理方法中，工人没有改进操作方法的积极性。 (没人重视，另外出事还得自己负责)（关健：一天应定出公正的劳动量。当时，工人和管理者都不知道) 时间研究（Time Study）: 就是研究人们在工作期间各种活动的时间构成。对工人在工作日内的工时消耗情况，按照时间顺序进行实地观察，记录、分析并找出时间的浪费原因，提出改进的措施。比如某位工人在工作时间内：进行工作准备多用了多长时间，干活用了多长时间，停工待料用了多长时间，聊天用了多长时间，自然

12、需要(如必要的休息、上厕所等)用了多长时间，清洗机器用了多长时间等等。实际记录。分析数据，定出合理的工作量所以他首先进行了时间和动作研究。 泰勒一生大部分时间所关注的主要事情，就是提高生产效率。这不但是要降低成本和提高利润，而且要通过工人提高生产率，来增加工人的工资。在他还是一个在机工车间干活的年轻人时，他就对工人的在工作中“磨洋工”深有感触。泰勒认为那主要是由于工人们害怕如果他们生产多了，可能会使自己失业，宁愿少生产而不愿多干活。他把“磨洋工”看作是一个制度问题。根据自己的经验，他知道，工人无需做出过度努力就可大大提高生产率。 泰勒断定，生产率是劳资双方都忽视的问题。忽视的部分原因是上于管理

13、人员和工人都不了解什么是“一天合理的工作量“和”一天合理的报酬”。此外，他认为管理人员和工人都有过分关心如何分配因生产率的提高而取得的盈余，而对如何提高盈余从而使劳资双方都能取得更多的报酬则关心不够。简而言之，泰勒把生产率看作是取得较高工资和较高利润的保证。他相信，应用科学方法来代替按惯例和凭经验办事的方法，可以不必多费人们更多的精力和努力，便能取得这样的生产率。 另外，泰勒提出了差别计件工资制。他认为工人磨延工的重要原因是报酬制度不合理。后来企业实行了计件工资制，但这种计件工是资本家制订的。假定一个工人每日生产16件，每件按0.15元计，日收入为2.4元，如果工人经过努力，将产量提高到20件

14、，按原工资率计收入应为3元，但资本家认为每天让工人转了3钱太多了，然后将每件工资降至0.12元；工人会发现，尽管他们以较高的速度工作，但收入却与原来一样，难免工人会怠工。泰勒认为，要达到最大生产量，又符合工人与管理者方面的要求，最有效的方法就是实行差别计件工资制。这种分配方法的基础是通过动时研究进行观察和分析以确定 “工资率”即工资标准。对于用较短时间完成每项工作，而且达到工作质量的工人，结予较多的工效率，相反对于那些工作量低，花费时间长的工人给以较低的工效率。 泰勒的名著科学管理原理 （ The Principles of Scientific Management）出版于1911年。但他对

15、管理学原理所做的最好说明，是他在议院的委员会所作的描述。在那里，他在一群议员面前不得不捍卫他的观点。这些议员多半怀有敌意，因为他们同劳工领袖们一样，认为泰勒的思想将会导致工人劳动过度并引起失业。 透视：泰勒的原理1. 用科学(系统化的知识)代替凭经验的方法。2. 在集体活动中取得协调一致以代替不一致。3. 实现人们的彼此合作代替混乱的个人主义。4. 为最大的产出量而劳动，而不是限制产出量。5. 尽最大的可能培养工人，从而使他们自己和他们的公司都取得最大的成就。贡献：确定一天公正的劳动量时间研究差别计件工资制操作标准化作业改进将管理上升为科学（2）吉尔布雷斯夫妇（Frank B Gilbreth

16、 and Lillian Gilbreth)动作研究动作分解-动素动作影片分析疲劳研究作业环境研究心理学研究 弗兰克吉尔布雷斯(Frank and Lillian Gilbreth)于1885年17岁时放弃了上大学的机会而当了砌砖工；10年升任为建筑承包公司的总管。在此以后不久，他自己也成了建筑包商。尽管在这个期间他完全没有参与泰勒的工作，但他已经注意到了作业中的多余动作，并进行了相应的研究。后来，他放下了承包业务的大部分工作而去从事提高人们生产率和咨询工作。在1907年遇见泰勒以后，便把他的思想同泰勒的思想结合起来，使科学管理产生实效。弗兰克主要进行了如下研究： (1) 砌砖研究。经过多次试

17、验对于砌外层砖所需要的动作，由18个减至个，砌内层砖所需的动作由18个减至2个。 (2) 利用手摇式照像机拍摄动作。分析研究哪些是必要的动作哪些不必要动作。提出动素的概念，1动素：0.1296秒（Therblig）. 费兰克的工作得到了他妻子莉莲的大力帮助和支持。 1904年和莉连结婚。弗兰克吉尔布里思的工作得到他的夫人莉莲的巨大帮助和支持。莉连是最早的工业心理学家之一，在1915年获得了这一专业的博士学位。她在婚后的9年间，生育并抚养了她那有名的12个称为“一打”的孩子。1924年在她丈夫不幸去世后，她便承担起他的咨询业务直到1972年去世，享年93岁。在她长寿的一生中，广泛地为人称誉为“第

18、一位女管理学家”。 Motion Study 所谓动作研究：所谓动作研究是研究工人干活的合理性，研究工人干活时其各部位的动作是否合理，有无浪费。可通过照像或录像，然后放像，分析比较，去掉多余动作，改善必要的动作，从而减少人的疲劳，提高劳动生产率。 费兰克所关心的是工作的效率寻求完成特定任务的最佳方法。 莉莲吉尔布里思所关心的是工作中人的因素。 引起工人极大不满的原因不是工作的单调乏味，而是主管部门缺乏对工人的关心。管理的通常含义是群体努力。 四个基本要素： (1) 朝着各种目标 (2) 通过人 (3) 运用技能 (4) 在某一组织中（3）甘特（Henry Gantt) （1861-1919 ）

19、 泰勒之弟子和助手甘特（Gantt），发明等等图(横条图)用横轴表示时间，纵轴表示工作。如图。 甘特图虽然简单，却成为计划和控制人员的有效工具。时间高数外语体育1 2 3 4 5 6 7 8 9（4）哈林顿埃莫生（Harrington Emerson) 德国幕尼黑巴代利亚大学毕业的效率工程师。(节约时间和成本降低方面独树一帜)；效率研究铁路运营效率问题科学管理方法的缺陷1.经济人假设2. 机械模式：工人与资本家之间，只是一种机械模式(被管理者与管理者)（资本家说什么，工人就干什么，工人象机器一样。）3. 劳资关系不扎实，管理者单方面测试，确定一定的劳动量，没有发挥工人的主观能动性，劳资关系不会

20、常久。IE 1900 1920 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 科学管理法库存模型统计质量控制OR价值工程工厂布置物料搬运网络计划系统模拟工程经济MRP闭环MRPMRPIITQC/TQMERPCIMS最优生产与TOC敏捷制造SCMJIT电子商务精益生产系统模拟ISO9000决策理论系统工程行为科学3、现代IE之发展第二章 工业工程的意识与方法论2.1 工业工程的意识 意识是人们对事物的初期认识，在长期的学习段练学习中所获得的一种对事物的价值观与评价。 意识又分为潜意识与深意识。潜意识：在长期生活中，大脑自然产生的结论，会形成一种精神上的条件反射，一种值得自

21、已相信的经验的激发。 深意识：对事物的有所分析，有所考虚有所研究，有一定的时间缓冲。 所谓IE意识就是IE实践活动的产物，是人脑对IE实践活动的客观反映与总结，是人们在长期的IE实践活动中所获得的一种价值观，是对IE应用有指导作用的思想方法，工业工程的意识主要包括以下几个方面：一、 成本效率意识 IE的核心是降低成本、提高生产质量和生产效率。也就是说，提高生产率就是IE的出发点和最终目的，使工业工程师的第一使命。 IE的发展史表明，它的产生就是减少浪费、降低成本、提高效率。而只有为社会创造并提供质量合格的产品和服务，才能得到有效的产出。否则，不合格产品生产越多，浪费越多，反而会降低生产率。所以

22、，提高质量是提高生产率的前提和基础。（1）成本贯穿于IE活动中，一般较普及的定义是指将人、材料、设备、能源和信息进行集成的系统设计、改善、设定的活动。对于以现场作业为中心的IE活动，则可以理解为“提高生产效率的工具和方法设计与改善手段，即更加轻松地、正确地、快速地、廉价地进行生产的方法和手段”。在IE活动的有形效果中，成本体现为材料费用、人工费用、管理经费用、检查与试验费用、库存费用、材料使用率等。在IE活动的无形效果中，成本主要体现为成本意识和有效利用资源。 效率是系统对资源的利用程度效率指标时间资本劳动力系统/现场改善精益生产是在质量保证前提下的效率提升，不会影响到水平品质。对时间和产出进

23、行定量的分析才是提高效率的必由之道。（2）提高效率的着眼点：现场的全部东西和工作都是效率的对象提高效率并不只是缩短时间必须进行定量的效率评价和管理有不合理的地方，浪费必然存在运用IE手法，彻底清查效率差的问题点流程过程作业方法生产布局搬运路线 需要强调的是，IE追求最佳整体效益（即以提高总生产率为目标），必须树立成本和效率意识。一切工作从大处着眼，从总目标出发；从小处着手，力求节约，杜绝浪费，寻求以成本更低、效率更高的方式方法去完成。二、问题意识 工业工程师有一个基本信念，即做任何工作都会找到最好的方法，改善无止境。为了使工作方法更趋合理，就要坚持改善再改善。追求尽善尽美是工业工程不断追求的目

24、标。因此，必须树立问题和改革意识，不断发现问题，考察分析，寻求对策，勇于改革创新。无论一项作业，一条生产线或整个生产系统，都可以运用所谓“5W1H”提问技巧来进行研究和改进。面向微观管理的三化：工作简化（simplification）专门化（specialization）标准化（standardization） 工作简化和标准化是保证高效率和优质生产的基本条件。每一次生产技术改进的成果都以标准化形式确定下来并加以贯彻，是IE的重要手段。3S三、系统与整体意识 现代IE追求系统整体优化。生产要素和子系统效率的提高，必须从全局和整体需要出发，针对研究对象的具体情况选择适当的IE方法，并注重应用的综

25、合性和整体性，才能取得良好效果。从系统整体出发，是IE区别于一般工程技术的基本特征之一。 所谓系统意识，就是思考、研究、探索和处理某一事物时，要有意识的把它看成一个系统，即它不是一个简单孤立的存在，而是一个完整系统的存在；明确链-环关系，并从系统内相关角度去分析它、认识它。 四、以人为中心的意识 重视人的因素是IE区别于其它工程学科的特点之一。在系统中的组成要素中，人是最活跃的和不确定性最大的因素；人是生产经营活动中最重要的一个要素，其它要素都要通过人的参与才能发挥作用。（1）人是劳动的主体，人是人机系统构成的主导要素，有时作为系统的耳目收取各种外界信息，有时作为系统的一环。（2）人在连续作业

26、中会产生疲劳，使工作欲下将，有可能忽略重要信息，或发生重大操作失误等，从而招致系统发生故障或发生重大事故。（3）人在一天中效率最高的时间因人而异，即使是同一个人，也因精神状态的不同，此外，兴趣对效率的影响也十分大。马斯洛的需求层次理论 2.2 工业工程方法论体系现代工业工程包括各类专门的方法与技术 人机关系系统 工效学和认知工程 操作系统 工作研究方法 产品系统 工业设计技术 物流系统 设施规划与物流系统技术 制造技术系统 现代制造系统技术等。一、新型的技术综合体 每类专门的技术方法又有其独特的具体分析与设计方法。但要真正形成工业工程的综合效能，并使各类、各种专门的工业工程方法与技术具有内在的

27、逻辑一致性，就必须要确立工业工程的方法论体系。二、工业工程方法论（1）所谓的工业工程方法论，是运用工业工程的方法研究与解决工业生产和社会经济系统问题时所应该遵循的工作程序、逻辑步骤、基本方法和方法体系。它是贯穿于各种、各类专门的工业工程方法或技术中的主线。（2）系统工程正是符合现代工业工程需要，并指导各类具体工业工程方法与技术应用的方法论。由于系统工程的应用，现代工业工程把生产经营作为系统来研究，不再是孤立的研究某个环节，而是从系统整体的目标出发来处理各部分、各要素之间的关系。（3）系统工程具有自己独特的方法论，它的方法论体系的基础就是运用系统思想和各种数学方法、科学管理方法、经济学方法、控制

28、论方法以及电子计算机等技术工具来实现系统的模型化和最优化，进行系统分析与系统设计。20世纪60年代，许多学者根据实践经验，总结系统工程方法论，其中美国学者H霍尔最先提出了“三维结构体系”，作为系统工程方法论的基础。（4）系统工程中的许多基本方法，如综合创造性技术、结构分析方法、优化分析与设计技术、系统仿真技术、系统评价技术以及计算机辅助系统分析与设计技术等，在工业工程中具有通用性和方法论的意义及地位，也属于工业工程方法论体系的内容。参照系统工程中的霍尔三维结构，可将工业工程方法论的形式体系归结如图2-1所示。 图21工业工程方法论三维结构图 三、工业工程方法论三维结构三维结构体系是由时间维、逻

29、辑维、知识维组成的一个立体的、跨学科的体系。时间维:提供了IE具体解决问题的基本进程，包括系统分析与诊断、系统规则与设计、系统实施与运行、系统评价与改善，这样一些彼此高度相关的阶段，这些阶段按时间先后次序进行排列。逻辑维:提供了进行IE研究与实践的基本步骤，任何一个IE活动的展开通常都是按照问题说明、目标探索、方案综合、分析权衡以及评价选择五个步骤展开的。知识维，提供了开展IE研究的基本准备，主要包括：管理学、经济学、社会与科学、系统科学、数学、物理学、工程学（尤其是计算机科学和制造工程技术），以及工业工程的专门技术。因此对一个合格的工业工程师的知识体系的要求是非常高的。 整个工业工程就是由这

30、三面的内容有机组合而成，其中主线是时间维，即工作进程。这三项内容之间的关系如何可以描述为： 在组织系统工程的各个阶段都应全面遵循逻辑维的五个步骤和注意知识方法维的七种知识的应用。2.3 工业工程的共性技术在各类工业工程实践中，已形成了许多具有通用性、能较好体现系统工程思想及工作过程的基本方法，如系统分析及系统优化、仿真、评价技术、系统设计方法、创造性技术、系统图表法以及计算机系统支持技术等。这些方法或技术在现代工业工程中具有重要的方法论意义，是各种工业工程专门技术的基础。一、IE标准符号 为了方便、迅速、正确地记录工作现状(人和物的流动、作业工序变化、时间、距离等)，并使记录结果易于整理或向有

31、关人员讲解时易于理解，IE提供了一套统一的标准符号，用以表示程序图(工艺程序图、流程程序图、线路图、线图、人机操作程序图、联合操作分析因、双手操作程序图)中操作人员的所有操作、检验、搬运、迟延、储存等全部活动。表示操作表示运输、搬运表示检验表示等待、暂存表示贮存表示同时操作和检验放回票去公文柜1122313454开公文柜拿出信带信回办公桌找票核对带信回公文柜放回信关公文柜回办公桌6请提意见二、系统分析与系统设计系统分析是 一门分析技术。系统分析是用以研究大型工程项目等大规模复杂系统问题的一种方法论。系统分析的具体内容，表现为对系统分析基本要素的研究。这些要素主要是指目的、可行方案、模型、费用、

32、效果和价值标准。20世纪70年代以来，系统分析的应用已扩大到社会、经济、生态等广泛领域。是第二次世界大战后由美国军事研究机构兰德（RAND）公司最早开发的。它以系统理论、运筹学、信息论、控制论、计算机软件等为基础，研究在自然环境条件下手人控制和影响的有目的运行系统的机理。系统分析程序：目的；可行方案； 费用；效果；模型；评价标准干什么？怎么干系统设计是在系统分析的基础上，通过总体研究和详细设计等环节，落实到具体工作或项目上，以创造出满足设计目的的人造系统。系统设计内容一般分为工作系统（如生产系统、组织系统等）设计、信息系统（管理信息系统、决策支持系统）设计以及工程系统设计等。系统设计要素：系统

33、的功能 系统的输入与输出；系统的程序和层次； 系统的媒介；系统中人的因素。系统设计的两种方法归纳法首先应尽可能的收集现在和过去同类系统的系统设计资料；在对这些系统的设计、制造和运行状况进行分析研究的基础上，根据所设计系统的功能要求进行多次选择，然后对少数几个同类系统做出相应修正，最后得出一个理想的系统。 演绎法是一种公理化方法，即先从普通的规则和原理出发，根据设计人员的知识和经验，从具有一定功能的元素集合中选择能符合系统功能要求的多种元素，然后将这些元素按照一定形式进行组合，从而创造出具有所需功能的新系统。三、发现问题的5W1H技术 “5W1H”提问技术是指对研究工作以及每项活动从目的、原因、

34、时间、地点、人员、方法上进行提问，为了清楚地发现问题可以连续几次提问，根据提问的答案，弄清问题所在，并进一步探讨改进的可能性。考察点内容第一次提问第二次提问第三次提问原因1、将所有的事情先怀疑一次，再作深入的追究。2、把上面五个问题均用Why来检讨，并找出改善方案。为何做（Why）为什么要这样做是否不需要做目的1、去除不必要部分和动作。2、改善对象是什么。3、改善目的是什么。做什么（What）是否必要有无其他更合适的对象时间1、改变时间、序列。2、改变作业发生之时刻、时期、时间。何时做（When）为何需要此时做有无其他更合适的时间地点1、改变场所或场所之组合。2、作业或作业者之方向是否在正确状

35、态。何处做（Where）为何需要此处做有无其他更合适的地点人员1、人的组合或工作的分担。2、作业者之间或作业者与机器、工具间关系重新加以检讨。何人做（Who）为何需要此人做有无其他更合适的人方法1、使方法、手段更简单2、改善作业方法或步骤，使所需劳力更减少，使用费用更便宜如何做（How）为何需要这样做有无其他更合适的方法与工具表2-1 5W1H提问技术 图22 5W1H与生产的五大要素 四、实现改善的ECRS原则 E（Eliminate）即消除，取消为改善的最佳效果，如取消目的、取消不必要的工序、作业和动作等以及取消不需要投资等，取消是改善的最高原则。取消一切可以取消的工作內容、工作步骤、工作

36、环节及作业动作(包括身体手脚等)。取消一切不安全、不准确、不规范的动作。取消不方便或不正常的作业取消一切不必要的闲置时间取消以手作为持物工具的作业（1）C（Combine）即合并的意思。对于无法取消而又必要者，看能否合并，以达到省时简化的目的。如合并一些工序或动作，或将原来有许多人进行的操作，改进为有一人或一台设备完成。把必須突然改变方向的各个小动作合成一个连续的曲线动作。把几道分散的工序合并为一道工序合并可能同时进行的动作把集中工具合并为一种多功能的工具。（2）R（Rearrange）即重排的意思。不能取消或合并的工序，可再根据“何人、何事、何时”三提问进行重排，使其作业顺序达到最佳状况。重

37、新排列工艺流程，使程序优化重排流水线工位，消除薄弱环节重新安排作业組的分工，使工作量均衡重新布置工作现场，使物流路线缩短（3）S（Simple）即简化，经过取消、合并和重排后的工作，可考虑采用最简单、最快捷的方法来实现。如增加工装夹具、增加附件、采用机械化或自动化等措施，简化工作方法，使新的工作方法更有效。运送路线，信息传递路线力求缩短减少各种繁琐程序，减少各种复杂性使用最简单的动作来完成工作简化不必要的设计结构，使工艺更合理作业方法力求简化（4）表2-2 ECRS四原则的运用示例 原则目标实例取消Eliminate是否可以不做如果不做将会怎么样省略检查通过变换布局省略搬运合并Combine2

38、个及以上的工序内容是否可以合并起来同时进行2个及以上的加工作业同时进行加工和检查作业重排Rearrange是否可以调换顺序更换加工顺序提高作业效率简化Simple是否可以更简单进行流程优化实现机械化或自动化五、系统图表法 系统图表法是工业工程及其系统分析中常用的一种结构模型化方法，在规划活动过程、分析复杂问题方面具有直观、简捷和富于启发性等特点。 系统图表有问题分析图表和活动规划图表等两类。问题分析图表以关联树图及矩阵表为代表，还有特征因素图（鱼骨图）、成组因素综合关系图及其交叉关系矩阵、解释结构模型等；活动规划图表以各种流程图为代表，另有（动一览表、规划图、工作图等）、工作分配表、工作进度表

39、（甘特表）等。 流程图是用来规划工作阶段或思想创新的系统图表，是对实际系统运作过程或分析与解决问题方法论的直观表述，在工业工程中具有重要的作用和普遍的应用。应用于工业工程的流程图通常有两类：一类主要用于基础工业工程和生产系统的规划与设计，如工艺流程图、布置流程图、物流流程图等；另一类主要用于信息系统（尤其是计算机辅助管理系统）的开发与设计，如数据流程图、系统流程图、程序流程图等。六、创造性技术 （1）工业工程是一门对生产系统进行规划设计和组织管理的综合技术，其工作过程是一个集体努力和综合创造的过程。创造性思维与创造性技术是认识系统问题、探寻行动方案、分析设计、改善大规模复杂系统问题的思想方法基

40、础。（2）如果把工业工程理解为设计，那么它不同与常规设计，而更适用于研究发展新项目与系统；如果把工业工程理解为管理，它需要不断探索改进管理系统与工作程序以提高效率。提问法 该方法是根据需要研究的对象列出有关问题，形成检核表，然后一个个核对讨论，从而发掘出解决问题的大量设想的创造性技术。提问法按检核表内容的抽象程度和适用范围可以分为两类：一类是对各种场合及对象普遍的提问法，主要是5W1H法，另一类是针对某种特定要求制定的检核表法，如新产品设计用检核表、物流改善用检核表、降低成本用检核表法等或称之为检核表法。100多种列举法 该方法主要是通过会议等集体启发的形式，将所研究问题的特性、缺点或希望的状

41、态罗列出来，然后提出相应的改进措施，从而形成具有独特创新的系统方案。按照列举的内容，目前作为综合创造性技术的列举法主要有缺点列举法和希望点列举法等。按照系统工程的基本工作过程和系统分析原理，将缺点及希望点列举（或问题分析及目标探寻）联系在一起，结合使用，会取得更好的效果。头脑风暴法 头脑风暴法是针对一定问题，召集5-10个有关人员参见小型会议，会议的主持者头脑清楚，思维敏捷，作风民主，善于启发引导，在融合轻松的会议气氛中，使与会者感到无拘无束，能敞开思想、各抒己见、自由联想、畅所欲言、互相启发、互相激励，从而获得众多解决问题的方案。会议应该有记录人员会参加提案整理。做到不墨守成规，不迷信权威，

42、不禁锢头脑，不怕讥笑，相信事物的改进是无止境的，这样可以提出几十个甚至上百个方案。情景分析法 情景分析法是在专家集体推测的基础上，通过一系列有目的、有步骤的探索与分析，对可能的未来情景的进行描述，设想未来情景以及各种影响因素的变化，既要考虑正常的、非突变的的情景，又要考虑各种受干扰的极端的情景，从而更好的帮助决策者制定出灵活而且丰富有弹性的规划、计划或对策。建立信息库确定主题目标分析并构造影响区域确定描述影响区域的关键变量探寻各种可能的未来发展趋势选择并解释环境情景引入“突发事件”检验其对未来情景的影响详细阐明主题情景。第三章 学科主要内容学科主要内容: 一、基础工业工程 二、生产计划与控制

43、三、质量工程与可靠性 四、人-机工程（工效学） 五、成本控制 六、设施规划与物流 七、工程经济一、基础工业工程方法研究作业测定与时间研究现场管理（1）程序分析程序分析是将某项工作所需的操作步骤用一定的符号描述出来，用以分析物料流动的合理性，动作经济性等。程序分析的工具：操作程序图流程图线图（2）作业分析作业分析用于分析人机作业顺序或操作的合理性人机程序图工人双手操作程序图（3）动作分析动作分析是在程序决定之后，对操作者细微处的浪费进行分析，从而剔除无效的动作动素分析（十八种动素）方法研究 时间研究时间研究是对经方法研究设计的工作程序，确定其标准的工作时间。要求：标准的方法与设备标准的工作环境受

44、良好训练的合格的操作者， 并具备标准生理状态（1）秒表法一般用于周期性重复的手工作业。测时方法有连续读时法和秒表归零法正常时间=观测平均时间X评比系数标准时间=正常时间（1+宽放率）（2）预定动作时间法（PTS）预定动作时间法是不需要经过秒表测时确定工作时间标准的一种方法，它是在依此记录各个工作单元的基础上，按照每个工作单元的特征进行分解，查表预定其时间值，再经过累计后就是该工作的正常时间，赋予适当的放宽，即是标准工作时间。工作研究方法研究时间研究作业程序图流动程序图线图程序分析动作分析秒表法PTS工作抽样作业分析人机程序图工人双手操作程序图目视动作研究动素分析影片分析现场管理5S活动（整理、

45、整顿、清扫、清洁、素养）作业平整定置管理目视管理 5S整理（SEIRI）-将工作现场的物品分为必要的和不必要的，把必要的物品留下，清除不必要的半成品、废料、垃圾等。整顿（SEITON）-将留下的必要物品按规定位置摆放，并加以表示。清扫（SEISO）-将工作现场内看得见与看不见的地方清扫干净。清洁（SEIKETSU）-运用一些方法，如目视管理、检查表、标签等来贯彻以上3S。素养（SHITSUKE）-养成良好的习惯，并遵守规则做事，培养主动积极的精神。总生产计划与主生产计划生产作业计划MRP/MRPII/ERPJIT/TPS作业排序库存控制二、生产计划与控制总生产计划与主生产计划生产作业计划MRP

46、/MRPII/ERPJIT/TPS作业排序库存控制定单分品种计划优化车间作业计划细能力平衡主生产计划粗能力平衡市场预测作业调度采购计划作业顺序安排总生产计划与主生产计划生产计划体系结构及其相互关系 长期中期短期 长期计划长期计划应考虑的因素：定单及市场需求预测长期计划企业长期发展方向及竞争策略未来技术发展对产品带来的影响企业的规模经济资金预算扩大生产能力带来的成本及产品的赢利情况竞争策略竞争对手的策略宏观经济发展对企业发展的影响环保，自然资源的限制特点：战略性，预见性，概略性，整体性，不确定性年度生产计划年度生产计划大纲主生产计划（产品出产进度计划，一般为月度）（1）制定生产计划的目标：可行性

47、最优性 （2）影响生产计划的因素：定单与市场需求生产能力生产系统的柔性成本因素分包？库存？调整费用？ 生产作业计划物料采购计划能力需求计划零部件计划总装计划详细的作业及控制计划 MRP与MRPII狭义MRP系统客户定单库存水平物料需求计划主生产计划需求预测工程设计物料单（BOM）库存台帐基本报告采购定单加工计划单辅助报告例外情况报告急件催办报告计划完成情况报告执行控制报告 闭环MRP系统客户定单需求预测库存水平物料需求计划工程设计物料单（BOM）库存台帐主生产计划粗能力平衡车间计划车间能力需求计划车间作业控制是否满足 MRPII系统的结构共享数据库设备子系统生产子系统供应子系统财务子系统人力资

48、源子系统库存子系统销售子系统工艺技术子系统质量子系统 MRPII的特点：(1) 计划的一贯性与可行性(2) 管理系统性(3) 数据共享性(4) 动态应变性(5) 模拟预见性(6) 物流、资金流的统一 MRP的计算逻辑最终产品（X）A（1）C11（1）B11（2）B12（1）C（2）B（4）A12（2）C13（3）C12（ 1 ）A11（1）A111（1）A112（1） JIT与拉动生产方式推动生产方式：拉动生产方式：拉动生产系统的思想：在必要的时候，以必要的数量，生产必要的产品下道工序即用户库存是万恶之源消除一切浪费实施拉动生产系统关键：对象专业化布置生产线平衡品种转换时间和费用很少设备经常处

49、于量好状态工序质量高生产系统具有很高的柔性良好的外部协作关系全员参加的改善和合理化活动企业教育，开发人力资源全公司整体性利润增加柔性生产，提高竞争力看板管理，拉动式生产消除浪费，降低成本经济性适应性准时化生产良好的外部协作均衡化生产质量保证同步化生产小批量生产多技能 作业员设备的合理布置标准作业快速 换模赋权/自主全面质量管理 生产作业排序1 排序问题简介2 单机排序问题SPT规则EDD规则3 多机平行加工问题4 流水作业加工问题 两台机床问题多台机床问题5 一般作业加工问题排序问题简介排序问题始于1954年M S Johnson 对两台机床流水作业排序的研究大多数排序问题是NP完备问题一般问

50、题的解决要靠启发式算法（Heuristic Algorithm ）目前是工业工程研究的热点之一第三部分 质量工程与可靠性质量管理的基础方法过程变异分析过程能力分析测量系统能力分析过程质量控制抽样检验过程质量改进与实验设计设计质量（QFD，FMEA，田口方法）质量成本及相关问题三、质量工程与可靠性质量管理的基础方法过程变异分析过程能力分析测量系统能力分析过程质量控制抽样检验过程质量改进与实验设计设计质量（QFD，FMEA，田口方法）质量成本及相关问题数据的分类质量特征值的数据变异-随机性变异-系统性变异数据的展示 抽样 -总体-样本-参数-统计量-抽样方法质量管理的基础方法 质量管理的基本工具一

51、、统计表（CHECK SHEET）检查单缺陷类别统计表缺陷原因检查单缺陷位置检查表工序分布统计表工作抽样表统计表的设计要求：简单统计方便考虑数据的关系最好能校验二、分层法（STRATIFICATION）分层的方法：按生产线按材料按班组、工人按时间按作业方法要求：1、尽量采用复合分层2、要分析分层标志之间的关系三、排列图1、排列图的起源2、排列图的作用3、排列图的绘制4、排列图中的累计曲线5、分级的排列图四、因果分析1、什么是因果分析2、因果图的绘制3、因果图的分类4、因果图的应用 五、直方图 - 建立频数分布表 - 根据频数分布表绘制直方图 - 分析直方图并能根据对直方 图的分析采取纠偏措施

52、直方图示例（10）（20）（25）（5）（11）（16）质量特征值（连续型）501015202530 X轴表示质量特征值 Y轴表示频数 直方图表示了质量特征值的分布 直方图的作用形象地表示工序质量特征值的分布将实际数据分布与所期望的数据进行对比分析分析工序波动相对与公差的满足程度分析工序是否存在系统性原因确认影响工序的因素双峰型分布确认影响工序的因素可能原因：不同班组，或不同材料，或不同生产线的产品混在一起若是供应商来料数据，可能是供应商来料前做了分检两个时间抽样数据混在一起确认影响工序的因素可能原因： 工序失控，控制参数与输出失调 不同规格产品混杂 抽样非随机七、控制图 八、流程图工艺流程图

53、工序作业流图跨职能流程图作业流程图在应用SPC的时候，我们必须分清两个概念：能力充分的工序 （ capable process ）和受控的工序（ in control） 一个过程可能处于受控状态但能力不足；同样能力充分也可能不受控。 USLLSL一个稳定但能力不足的工序USLLSL一个能力充分但不受控的工序 过程控制的一般步骤明确过程特性确定变异来源选择过程控制方法过程能力分析工艺优化实施过程控制能力充分？四、设施规划与物流生产系统布置设施平面布置问题装配线平衡生产系统布置工艺专业化对象专业化GT单元固定位置设施平面布置组合优化问题启发式方法装配线平衡问题假定要安排一个风扇装配流水线，有以下作

54、业： 17作业关系流程图ACBDEFGH23.2511.2.511.4119假定我们每天要装配100件 21安排工作地作业负荷量的几个规则 基本规则: 按照作业先后顺序第二原则 (当时间先后相同时): 优先安排作业时间长的作业ACBDEFGH23.25 11.2.511.41作业前后顺序图ACBDEFGH23.2511.2.511.41工作地 1工作地2工作地3作业后续作业数Time (Mins)A62C43.25D31.2B2 1E20.5F11G11H01.423The McGraw-Hill Companies, Inc., 1998Irwin/McGraw-HillACBDEFGH23

55、.2511.2.511.41Station 1Station 2Station 3A (4.2-2=2.2)TaskFollowersTime (Mins)A62C43.25D31.2B2 1E20.5F11G11H01.424The McGraw-Hill Companies, Inc., 1998Irwin/McGraw-HillACBDEFGH23.2511.2.511.41A (4.2-2=2.2)B (2.2-1=1.2)TaskFollowersTime (Mins)A62C43.25D31.2B2 1E20.5F11G11H01.4Station 1Station 2Statio

56、n 325The McGraw-Hill Companies, Inc., 1998Irwin/McGraw-HillACBDEFGH23.2511.2.511.41A (4.2-2=2.2)B (2.2-1=1.2)G (1.2-1= .2)Idle= .2TaskFollowersTime (Mins)A62C43.25D31.2B2 1E20.5F11G11H01.4Station 1Station 2Station 326The McGraw-Hill Companies, Inc., 1998Irwin/McGraw-HillACBDEFGH23.2511.2.511.41C (4.

57、2-3.25)=.95TaskFollowersTime (Mins)A62C43.25D31.2B2 1E20.5F11G11H01.4A (4.2-2=2.2)B (2.2-1=1.2)G (1.2-1= .2)Idle= .2Station 1Station 2Station 327The McGraw-Hill Companies, Inc., 1998Irwin/McGraw-HillACBDEFGH23.2511.2.511.41C (4.2-3.25)=.95Idle = .95TaskFollowersTime (Mins)A62C43.25D31.2B2 1E20.5F11G11H01.4A (4.2-2=2.2)B (2.2-1=1.2)G (1.2-1= .2)Idle= .2Station 1Station 2Station 328