工业工程基础训练教材

工业工程基础

工业工程定义工业工程发展概况工业工程体系架构程序分析讲解案例分析一。工业工程的定义

综合性问题——由工业工程研究解决专业性问题——由专业技术研究解决一。工业工程的定义工业工程的定义

工业工程（IndustrialEngineering，简称IE）是综合运用各种专门知识和系统工业工程的原理与方法，为把生产要素（人、物料、设备、能源、资金和信息等）组成更富有生产力的系统所从事的规划、设计、评价、改进和创新活动，同时为科学管理提供决策依据。一。工业工程定义的进一步说明IE是一门工程类科学技术，是技术与管理交叉的复合学科；IE的研究对象：是由人、物料、能源、资金和信息生产要素构成的各种生产及经营管理系统。IE采用和依托的理论与方法：来自数学、自然科学、社会科学中的专门知识和工程学中的分析、规划、设计等理论。特别是系统工程的理论和方法、计算机系统技术关系密切；IE的任务：是如何将由人、物料、设备、能源、资金、信息等生产要素组成一个集成系统，并不断改善，从而实现更有效地运行；IE的目标：是提高生产率和效益，降低成本、保证质量和安全，获取多方面的综合效益；IE的功能：是对生产系统进行规划、设计、评价、改进和创新。一。工业工程在非工业领域的应用美国滨州大学的Benjamin教授指出：目前在美国，雇佣在制造业的劳动力只占20%，而80%的劳动力则雇佣在服务行业和管理岗位上，因此，应该更加重视IE在非制造业领域的研究与应用；山东大学的研究者将IE原理应用于餐饮服务业，以图提高餐厅的服务水平；天津理工大学的研究者将IE原理应用于医院，重构医院的服务业务流程，以提高服务质量。二。工业工程的发展概况IE的萌芽：18世纪中叶到19世纪末经典IE的建立：20世纪初经典IE的发展：第二次世界大战及战后现代IE的建立：50~70年代进入80年代，国际上IE的发展与应用相当广泛，收效甚佳IE的萌芽：18世纪中叶到19世纪末零件的互换性——标准化(E.Whitney)劳动专业化分工——专业化(A.Smith)时间研究(W.Babbage)组织化、通讯联系和情报资料的管理原则(H.V.Poor)二。工业工程的发展概况经典IE的建立：20世纪初F.W.Taylor：《科学管理原理》，内容涉及制造工艺过程、劳动组织、专业化分工、标准化、工作方法、作业测定、工资激励制度与职能组织等。他还首创了生产现场的时间研究方法。(1911)Frank&L.Gilbreth：从事动作研究和工作流程研究，设定了17种动作的基本因素，为工作与操作方法的改进与预定时间标准创造了科学依据，提供了基本方法。（1910）H.Ford：提出了装配流水线——大批量生产方式的形成。（1913）H.I.Gantt：进行作业进度规划研究，计件工资制研究，发明了甘特图。（1914）二。工业工程的发展概况H.Fayol：提出了了工业经经营的6项职能，，管理的的五种职职能和14条原则。。（1916）F.W.Harris：研究应应用经批批量控制制库存的的理论（（1917）。美国滨州州州立大大学在1908年设立工工业工程程课程，，随后设设立独立立的工业业工程系系。二。工业业工程的的发展概概况经典IE的发展：：第二次次世界大大战及战战后工作研究究、质量量控制、、人事评评价与选选择、工工厂布置置、生产产计划等等成为IE的内容；；战后，运运筹学(OperationsResearch)与IE结合，成成为IE的方法基基础。二。工业业工程的的发展概概况现代IE的建立：：50~70年代系统工程程、计算算机技术术引入了了IE学科，逐逐步奠定定了现代代IE的理论基基础与技技术基础础；二。工业业工程的的发展概概况进入80年代，国国际上IE的发展与与应用相相当广泛泛，收效效甚佳美国：有有100多所大学学开设有有IE系或IE学院，为为五大工工程学科科之一（（机械工工程、电电机与电电气工程程、化学学工程、、建筑与与建材工工程、工工业工程程）日本：从从60年代引入入IE研究，70年代推出出JIT，TPMJIT：JustInTime，准时制制生产，，美国90年代将其其总结为为精益生生产(LeanProduction)TPM：TotalProductiveMaintenance,日本汉字字为全员员生产保保全。新加坡、、泰国、、香港、、台湾、、印度等等都已建建立IE的研究、、教育、、开发和和推广应应用体系系。二。工业业工程的的发展概概况工作研究究方法研究究时间研究究作业分析析程序分析析动作分析析直接法合成法梗概图人机作业业分析联合作分分析双手作业业分析动素分析析法影像分析析法秒表测量量法工作抽样样预定时间间标准法法标准资料料法工业工程程体系架架构四。程程序分分析2.1程序分析析概述2.1.1程序分析析的概念念2.1.2程序分析析的种类类2.1.3程序分析析常用记记号2.2工艺程序序分析2.2.1概述2.2.2梗概程序序图2.3流程程序序分析2.3.1概述2.3.2流程程序序图2.4布置和经经路分析析2.4.1布置和经经路分析析的概念念2.4.2线路图分分析2.5分析方法法1.5W1H法2.ECRS原则3.动作经济济原则2.1.1程序分析析的概念念概念：依照工作作程序，，从第一一个工作作地到最最后一个个工作地地，全面面研究分分析有无无多余，，重复的的，不合合理的作作业。程程序是否否合理，，搬运是是否太多多，延迟迟等待是是否太长长等，通通过逐步步分析整整个工作作过程，，改进现现场空间间配置、、作业方方法、以以提高工工作效率率的研究究方法。。对概念念的进进一步步理解解对现场场的宏宏观分分析目的是是消除除和改改变整整个生生产过过程中中的不不合理理作业业设计出出先进进高效效的作作业方方法2.1.2程序分分析的的种类类工艺程程序分分析：：对生产产全过过程进进行的的分析析工具：：梗概概程序序图流程程程序分分析：：对产品品或材材料的的流程程或人人员活活动全全过程程进行行的系系统分分析，，比工工艺程程序分分析的的内容容更详详细工具：：流程程程序序图记记录；；布置与与经路路分析析：以作业业现场场为对对象，，对现现场布布置及及产品品和作作业者者的移移动路路线进进行的的分析析工具：：线路路图或或线图图记录录现状状。2.1.3程序分分析常常用记记号序号记号意义1〇加工：改变对象的物理、化学状态的过程，或进行装配与分解的过程2□检验：对对象的特性与数量进行测量，并与标准比较3

移动4D等待或暂存5▽贮存6同一时间或同一工作场所由同一人执行的加工与检验工作2.2.1工艺程程序分分析概概述工艺程程序分分析对对象：：生产产系统统全过过程工艺程程序分分析特特征：：概略略分析析、只只分析析加工和检查工序应用场场合：：在着着手对对某一一工作作系统统进行行详细细调查查研究究和改改进之之前，，用工工艺流流程分分析可可对系系统作作一简简略、、全面面、一一般的的了解解，以以便从从宏观观上发发现问问题。。工艺程程序分分析方方法：：梗概概程序序图，，记录录简明明、容容易、、宏观观、概概略。。梗概程程序图图概念念：对生产产全过过程的的概述述，主主要反反映全全过程程中各各构成成部分分及其其相互互间的的关系系。梗概程程序图图的内内容和和作用用：提供工工作程程序的的全面面概况况及各各工序序之间间的相相互关关系情情况按工艺艺顺序序编制制，可可作为为编制制作业业计划划的依依据注明了了各项项材料料及零零件的的进入入点，，可控控制材材料与与外购购件的的进货货日期期程序梗梗概图图的作图规规则2.2.2梗概程程序图图程序梗梗概图图的组成：：表头头、图图形、、统计计三部部分组组成图形的的作图图规则则：由若干干纵线线和横横线所所组成成，生生产过过程的的工序序流程程用垂垂直线线表示示，主主要零零件画画在最最右边边，其其余零零件按按其在在主要要零件件上的的装配配顺序序，自自右向向左依依资排排列。。材料、、零件件（自自制、、外购购件））的进进入用用水平平线表表示，，水平平引入入线上上座填填上零零件名名称、、规格格、型型号。。水平平线与与直线线中途途不能能相交交，非非交交交的，，相交交处用用半园园形避避开。。加工、、检查查符号号之间间长约约6mm的竖线线连接接，符符号的的右边边填写写加工工或检检查的的内容容，左左边记记录所所需的的时间间，按按实际际加工工装配配的先先后顺顺序，，将加加工与与检查查符号号从上上到下下、从从右至至左从从1依次编编号于于符号号内。。若有的的工作作需分分几步步做才才能完完成，，主要要的步步骤放放在最最右边边，其其余按按重要要程度度，自自右向向左依依次排排列。。示例电视机及遥控器装箱梗概程序图810111265439211432箱子成型检查箱子有无破损箱片电视机遥控器附件及干燥剂检查附件及干燥剂数量装附件及干燥剂入塑料袋内装入箱内

检查遥控器外观装入塑料袋内放入箱内检查电视机外观贴出厂编号标签装入塑料袋内装上保持衬放入箱内封箱缚束贴出厂日期标签塑料袋

塑料袋标签

塑料袋保持衬7图形的的作图图规则则：由若干干纵线线和横横线所所组成成。工工序流流程用用垂直直线表表示，，主要要零件件画在在最右右边，，其余余零件件按其其在主主要零零件上上的装装配顺顺序，，自右右向左左依资资排列列。材料、、零件件的进进入用用水平平线表表示，，水平平引入入线上上座填填上零零件名名称、、规格格、型型号。。水平平线与与直线线中途途不能能相交交。符号的的右边边填写写加工工或检检查的的内容容，左左边记记录所所需的的时间间，按按实际际加工工装配配的先先后顺顺序，，将加加工与与检查查符号号从上上到下下、从从右至至左从从1依次编编号于于符号号内。。若有的的工作作需分分几步步做才才能完完成，，主要要的步步骤放放在最最右边边，其其余按按重要要程度度，自自右向向左依依次排排列。。统计表表格：：分析改改进技技术：5W1H，4技巧(ECRS)加一表表

统计内容次数12时间加工

检查

416

合计

程序梗梗概图图的案案例分分析及及讨论论：传动轴轴组件件的装装配程序梗梗概图图电拖车车检修修及维维修的的程序梗梗概图图压铸组组装梗梗概程程序图图案例：：传动动轴组组件的的装配配※案例零零件图图为：：※梗概程程序图图※分析思思路：：首先看看能否否取消消，其其次看看能否否合并并重排排，再次看看能否否简化化，最最后看看能否否使工工艺过过程更更好。。零件图图梗概程程序图图案例：：电拖车车检查查维修修1总检查查决定定如何何修理理分解成成动力力车架架电池池三部部分1车架电池动力5初次试试验充电66最后试试验充电75去油漆漆详细检检查42全部拆拆除必要时时维修修33装配试车42电器及及机械械试验验特点：：一个个主要要程序序分成成几个个分程程序，，最主主要的的程序序置于于最右右边，，其余余的依依其重重要性性，自自右向向左排排列。。76必要时时维修修再油漆漆6压铸机机械6543211654321压铸成成型检查机械加加工检查去除毛毛边检查化学处处理检查表面处处理喷喷漆检查MQC检查FQC包装成品检检查包装材材料油漆胶水化学药水镁锭2.3.1概述流程程序分分析的概念念以产品或零零件的加工工制造全过过程的对象象，把加工工工艺流程程划分为加加工、检查查、搬运、、等待和贮贮存等五种种状态加以以记录和分分析流程程序分分析的特征征比梗概图更更具体、更更详细、有有加工、检检查、搬运运、等待和和贮存5种符号，对对每一主要要零件单独独作图。流程程序分分析的工具具：流程程程序图2.3.2流程程序图图流程程序图图的组成：：由表头、图图形、统计计三大部分分组成，见见示例表头内容：：工作名称、、工作部别别、方法（（规则或改改进）、编编号、开始始状态、结结束状态、、研究者、、审核者、、日期等图形：（见案例例）统计表格

统

计内容次数时间距离加工

检查

合计

贮存

搬运

分析技术:5问,4技巧加一表表分析统计工工具：流程程程序图标准表格：：程程序图标标准表格案例分析1：※研究地点：：重庆某公公司※研究对象：：纸筒加工工※研究对象的的工艺过程程：下料–铣斜边–卷制–粘接–干燥–封边–锯口–打磨–浸油油–检验–入库※流程程序图图：※分析技术：：5WIH，4ECRS※研究分析：：共有加工工工序9个，分析能否取消？？能否合并？？能否重排？？能否有更好好的方法？？有如：第4粘接工序：：现行方法法有3人进行粘接接，时间为为90分钟，粘接接过程中工工人在休息息，敷上粘粘接剂后，，工人可干干别的活，，这样可减减少一个工工人，年节节约资金2000元/月×13个月＝2.6万元又如：第5工序为干燥燥,需花时间24小时,纸筒进出炉炉均采用手手工操作，，极易烧伤伤工人，改改成轮式平平板车推进进推出,既节约时间间又避免烧烧伤工人。。再如：第9浸油工序,用"5问,4技巧加一表表"技术提问?What?浸油、绝缘缘，有无更更好的方法法：无Where?浸油机，有有无更好的的地方：无无When?锯口打磨后后，有无更更好的时间间：无Who?1人，有无更更好的合适适的人：无无Why?绝缘How?立式浸油机机，有无更更合格的方方法?有，什么方方法，油沟沟浸油现行的浸油油方式是立立式浸油机机放置于平平台上，上上下不方便便，工人要要把纸筒直直立于台上上,费时又费力力，经测时时费时5分钟。立式浸油机机是旋转淋淋油，需用用人控制且且效果差，，而且需预预热，耗时时大。改进措施：：用油沟浸浸油方式，，用杠杆原原理进行操操作，耗时时短。改进效果：：改进后节节约时间27分钟工序号内容改进前改进后改进效果工人上纸筒预热油淋油合计2人×10‘15分钟25分钟602人×2‘4（自动）2533结论设备利用率率的改善要要不遗余力力，改善能能带来较大大的经经济效果。。设备的改善善必须发挥挥工人的能能力性，最最有发言权权。培养工段长长，班组长长的组织协协调能力，，让工人最最大限限度地地利用时间间。烘干设备9应置于设备备2后面，可减减少来回不不必要的运运输。案例分析2：研究地点：：某公司绝绝缘车间研究时间：：2000年4月15日早上8:00~12:00研究目的：：该车间工人人聊天现象象严重，走走动频繁，，为了了解解工人实际际工作情况况，选择了了1名工人跟踪踪调研，目目的是发现现影响工人人工作效率率的因素。。研究者的流流程图为：：开机床对刀刀拿工具打扫聊天拿工具检查聊天聊天走动聊天休息15分钟锯搬运锯搬运锯搬运找工具搬运聊天聊天锯休息12345671211234534568768班组：器器身工工作组工作名称：：日常工作作开始：开开机机床结束：休休息研究者：ME***2000年4月审阅者：车车间间经理2000年4月图2-6：绝缘体车车间——工人人型流流程图对现行流程程进行分析析由统计得出出：上午4小时，完成成加工6次，时间28分钟，利用用率8.6%；搬运8次，占用时时间60分钟，占用用率为25%；休息聊天8次，占用时时间150分钟，占用用率为62%；检查1次，时间2分钟，占用用率为0.9%。进一步分析析利用率低低,聊天现象严严重的原因因有：生产计划性性不强，工工人不关心心进度情况况，造成有有足够多的的时间聊天天。车间没有明明文规定上上班时间不不准聊天，，工人劳动动积极不高高。机床配置不不合理，造造成搬运过过多班组划分不不合理，任任务平衡不不合理，造造成有的工工人工作太太闲。工具柜距离离机床和工工作地太远远，造成工工人因取放放工具而频频繁走动。。※解决方案:车间领导在在班组会议议上强调聊聊天造成的的不良影响响，应明文文禁止。对工段的的划分进进度调整整，以设设备为中中心划分分手段，，任务的的划分以以工段为为单位，，由工段段长将任任务再下下放给个个人。在每一设设备旁或或工作地地旁设备备一个工工具柜，，并要求求工人按按一定的的顺序摆摆放，减减少搜寻寻时间。。2.4.1布置和经经路分析析的概念念布置与经经路分析析的定义义布置和经经路分析析是以作作业现场场为对象象，对现现场布置置及产品品和作业业者移动动线路所所进行的的分析。。布置和经经路分析析的特征征主要是对对“搬运运”或““移动””的路线线进行分分析，以以达到缩缩短搬运运距离和和改变不不合理流流向的目目的。分析产品品或人在在现场流流动的实实际路线线。布置和经经路分析析方法：：线路图图。2.4.2线路图线路图的的概念按比例缩缩小绘制制的工厂厂简图或或车间平平面布置置图，将将流程程程序中的的所有的的动作，，以线条条和符号号表示在在图上，，主要用用于对物物料搬运运的分析析，从线线路图上上研究如如何缩短短搬运距距离和改改变不合合理的流流向（如如：倒流流、往复复、交叉叉流动等等）。示例线图：完完全按比比例绘制制的线路路图，叫叫线图。。线路图的的分析工工具：：5问,4技巧加一一表线路图的的改进方法法线路图案例分析析及讨论案例分析析：请分析下下面立体体线路图图的布置置，是否否合理？？为什么么？请说说出理由由？您认为更更合理的的布置是是怎样的的？线路图示示例：立立体线路路图线路图的的改进方方法※对平面移移动：移动的距距离是否否能缩小小有没有相相向流动动通道和道道路状况况是否良良好※对立体移移动：高度能否否降低；；上下移动动的次数数能否减减少？是否使用用起重设设备※对厂房设设备配置置：物流路线线能否缩缩短运输方法法是否恰恰当运输通道道、起重重设备、、行车路路线等是是否符合合要求办公室、、检查工工序、工工具柜等等位置是是否合适适。线路图案案例分析析及讨论论※研究地点点:某公司绝绝缘车间间※研究对象象:压板加工工※压板加工工流程程序序及线路路图：※分析：运运用5问,4技巧加一一表技术术进行分分析有无相向向流动？？有；有无适合合的方案案？有；；重新布置置设备，，移动距距离是否否缩小？？会；有无适合合的方案案？有；；什么方案案?进行改进进,重新布置置设备※改进后的的设备布置置如下图所所示：原来的经经路图1234567123456下料划线锯断打磨倒角打蜡暂存1划线台锯床倒角机打腊机成品库原料剪切机243516155M75M2M60M58M2M2M562743打磨机大门1改进后的的物流线线路图原料剪切机划线台锯床打磨机倒角机打腊机成品库12345611234567123456下料划线锯断打磨倒角打蜡暂存112345672M7M6M7M8M6M10M大门改进效果果：原方案的的搬运距距离为254m，改进后后的搬运运距离为为66m，少搬运运188m，缩短了了搬运路路线。消除了来来回搬运运、走动动现象，，降低了了成本设施布置置符合物物流规范范化要求求，物流流路线最最短。2.5常用的分分析方法法1.5W1H法分析时的的六大提提问提问技术术称5W1H技术WHAT——完成了什什么？WHERE———何处做？？WHEN——何时做？？WHO———由谁做？？WHY———为什么这这样做？？HOW———如何做？？ECRS原则取消（Eliminate）：取消消不必要要的操作作合并（Combine）：对于于无法取取消而又又有必必要重排（Rearrange）简化（Simple）1.动作经济原则则为了以最低限限度的疲劳获获取最高的效效率，寻求最最合理的动作作作业时应遵遵循的原则。。根据这些原原则，任何人人都能检查作作业动作是否否合理2。动作经济原原则四要素A。减少动作数数量B.缩短动作的距距离C.双手同时作业业D.轻松作业2.5常用的分析方方法课后练习绘制现有的线线路布置，用用工业工程技技术进行分析析，发现不合合理的布置，，加以改进，，总结改进效效果。请画出你所做做的某项工作作的流程程序序图。进行程序分析析时可用哪些些分析工具？？每种分析工工具适用对象象是什么？什么是作业分分析的5W1H技术和4ECRS技术？实际工工作中如何应应用？请各绘出一种种你工作中某某项工作的梗梗概程序图、、流程程序图图以及线路图图，并用5W1H和4ECRS技术分析改进进？9、静静夜夜四四无无邻邻，，荒荒居居旧旧业业贫贫。。。。12月月-2212月月-22Wednesday,December28,202210、雨中黄叶树树，灯下白头头人。。21:00:2221:00:2221:0012/28/20229:00:22PM11、以我我独沈沈久，，愧君君相见见频。。。12月月-2221:00:2221:00Dec-2228-Dec-2212、故人江江海别，，几度隔隔山川。。。21:00:2221:00:2221:00Wednesday,December28,202213、乍见翻疑梦梦，相悲各问问年。。12月-2212月-2221:00:2221:00:22December28,202214、他乡生白白发，旧国国见青山。。。28十二二月20229:00:22下下午21:00:2212月-2215、比不了了得就不不比，得得不到的的就不要要。。。十二月229:00下午午12月-2221:00December28,202216、行动动出成成果，，工作作出财财富。。。2022/12/2821:00:2221:00:2228December202217、做前，，能够环环视四周周；做时时，你只只能或者者最好沿沿着以脚脚为起点点的射线线向前。。。9:00:22下午午9:00下午午21:00:2212月-229、没没有有失失败败，，只只有有暂暂时时停停止止成成功功！！。。12月月-2212月月-22Wednesday,December28,202210、很多多事情情努力力了未未必有有结果果，但但是不不努力力却什什么改改变也也没有有。。。21:00:2221:00:2221:0012/28/20229:00:22PM11、成功就是日日复一日那一一点点小小努努力的积累。。。12月-2221:00:2221:00Dec-2228-Dec-2212、世间间成事事，不不求其其绝对对圆满满，留留一份份不足足，可可得无无限完完美。。。21:00:2221:00:2221:00Wedn