工业工程IE简介

工业工程IE简介第一页，共43页。连环漫画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：“Thereisalwaysabetterway”永远有个更好的办法第二页，共43页。时间研究1898年，泰勒工作于伯斯利恒（Bethlehem）钢铁厂，当时该厂雇有铲手工人400～600名，每日于广场上，铲动各种不同之物料。这些铲手，不用工场所准备的铲子，很多人自己从家中带来铲子，铲煤时，每铲重仅3.5磅，而铲矿砂时每铲竟重达38磅。此种自备铲子的情形与每铲重量之差额，颇引起泰氏之好奇。他想：「铲子的形状、大小和铲物工作量有没有关系？」「究以何种铲重为最经济最有效？」「什么样子的铲子，工人拿了既舒服又铲得多，铲得快？」这些问题实应加以研讨。泰氏乃选优良铲手两名，分在场内不同地点作试验工作，同时用马表（Stopwatch）记录其时间，并分别用大小不同的铲子去铲比重不同之物料，并分别记录所用铲子之大小及式样和每铲重量，经多次试验后，发现每铲重量约为21.5磅时，可得最经济，最有效之结果，也就是工作者每日每人可铲最多物料。铲重物时用小铲，铲轻物时用大铲，但每铲重量均约为21.5磅左右。泰氏得此结果后，于是设计各种尺寸大小不同的铲具，训练工人，并拟定奖励办法，凡工人能完成规定之工作，可得日薪60％之奖金，否则派员授以正确工作方法，务使其亦可得同样奖金。经此改善后，原需400～600名工人才能完成之工作，采用新方法后，140名工人即可完成。因之每吨所需铲费减少达50％，而工人工资则增加60％，除去因研究所需各项开支外，每年尚可节省78,000美元。如此不但使工厂的生产量大增，也使铲手工作效率提高，待遇增加，工作情绪也愉快多了。第三页，共43页。动作研究1885年，吉尔布雷斯17岁，受雇于一建筑商，发现工人造屋砌砖时，所用的工作方法及工作之快与慢，互不相同。究以何种方法为最经济及最有效，实应加以研讨。纪氏于是分析工人砌砖之动作。发现工人每砌一砖，率先以左手俯身拾取，同时翻动砖块，选择其最佳一面，俾于堆砌时，放置外向。此动作完毕后，右手开始铲起泥灰，敷于堆砌处，左手置放砖块后，右手复以铲泥灰工具敲击数下，以固定之。此一周期性动作，经纪氏细心研讨，并拍制成影片，详加分析，知工人俯身拾砖，易增疲劳，左手取砖时，右手闲散，亦非有效方法，再敲砖动作，亦属多余。于是经多次试验，得一砌砖新法。其法于砖块运至工作场时，先令价廉工人，加以挑选，置于一木框内，每框盛砖90块，其最好之一面或一端，置于一定之方向，此木框悬挂于工人左方身边，左手取砖时，右手同时取泥灰，同时改善泥灰之浓度，使砖置放其上时，无须敲击，即可到达定位，经此改善后，工人之工作量大增，其砌每一砖之动作由18次减至5次，工人经训练后，老法每小时原只能砌120块，用新法则可砌350块，工作效率增加近200％。经过纪氏的动作分析，确定了最好的砌砖方法。第四页，共43页。工业工程定义（美国）

美国工业工程师学会（AIIE）：

工业工程是研究由人、物料、设备、能源和信息所组成的综合系统的设计、改善和设置的工程技术,它应用数学、物理学等自然科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和方法来确定、预测和评价由该系统可得到的结果

在美国，工业工程（IE）与机械工程、电子工程、土木工程、化工工程、计算机、航空工程一起，并称为七大工程，可见工业工程的独特性和重要性。

第五页，共43页。工业工程定义（日本）日本IE协会（JIIE）：IE是以科学的方法，有效地利用人、财、物、信息、时间等经营资源，优质、廉价并及时地提供市场所需要的商品和服务，同时探求各种方法给从事这些工作的人们带来满足和幸福。这个定义简明、通俗、易懂，不仅清楚地说明了IE的性质、目的和方法，而且还特别对人的关怀也写入定义中，体现了“以人为本”的思想。

第六页，共43页。国际上两大应用模式以美国为代表的西方工业工程管理哲理，体现为技术——设计型模式。如图所示

生产系统

技

术

经营运行

企业目标

设备

物料

产品

人员

规划

设计

计划

控制

高效率

低成本

实现

IE的技术—设计型模式

第七页，共43页。以日本为代表的工业工程管理哲理表现为技术——改善型模式。如图所示生产系统人经营运行企业目标技术设备物料产品改善创新准时化自主化高效率低成本实现IE的技术—改善型模式第八页，共43页。美日IE的比较美国IE注重以技术驱动，通过设计达到目的工程技术人物料设备能源信息低成本高效率企业目标设计规划计划控制人人物料设备能源信息低成本高效率企业目标使用改善准时化自动化日本IE注重以人驱动，通过改善达到目的第九页，共43页。工业工程的特点IE制定作业标准和劳动定额。IE的重点是面向微观管理。日本强调现场优化，而美国则更强调IE的工程性。IE是系统集成和优化技术。注重人的因素是IE区别于其他工程学科特点之一。IE是综合性的应用知识体系（技术+管理）。提高生产效率是IE的出发点和最终目标。IE的核心是降低成本，提高质量和生产率。第十页，共43页。中国工业工程协会（CIE）：技术体系1设计和改善2分析和决策3计划和控制

第十一页，共43页。1设计和改善1.1工业工程基础(工作研究):利用方法研究和作业测定(工作衡量)两大技术,分析影响工作效率的各种因素，帮助企业挖潜、革新、消除人力、物力、财力和时间方面的浪费，减少劳动强度，合理安排作业，并制定各作业时间，从而提高工作效率。方法研究目的是减少工作量，建立更经济的作业方法；时间研究旨在制定相应的时间标准。1.2设施规划与设计：对系统进行具体的规划设计，包括选址、平面布置、物流分析、物料搬运方法与设备选择等，使个生产要素和各子系统（设计、生产制造、供应、后勤保障、销售等部门）按照IE要求得到合理的配置，组成有效地集成系统1.3工效学或人因学（HumanFactors）或人机工程(Ergonomics)，研究生产系统中人、机器与环境之间的相互作用，是IE的一个重要分支。通过对作业中的人体机能、能量消耗、疲劳测定、环境与效率的关系等的研究，在系统设计中科学地进行工作组织和职务设计、设施与工具设计、工作场地布置、确定合理的操作方法等，使作业人员获得安全、健康、舒适、可靠的作业环境，从而提高工作效率。第十二页，共43页。2分析和决策2.1工程经济：IE必备的经济知识，既投资效益分析与评价的原理与方法。通过整个生产系统的经济性研究、多种技术方案的成本与利润计算、投资风险评价与比较等，为选择技术先进、效益最高或费用最低的方案提供决策依据。包括：工程经济原理、资金的时间价值、工程项目可靠性研究、技术改造与设备更新的经济分析。2.2价值工程：寻求高效益、低成本方案主要用于新产品、新技术开发过程。2.3人力资源开发与管理：研究如何有效地利用人力资源和提高劳动者的素质（承诺感、对组织献身和忠诚、良好的沟通才能与能力、社会责任感、专业技术技能和感受变化敏感程度）。第十三页，共43页。3计划和控制3.1生产计划与控制：研究生产过程和资源的组织、计划、调度和控制，保障生产系统有效地运行。包括生产过程的时间与空间上的组织、生产与作业计划、生产线平衡、库存控制等。采用的方法：网络计划（计划评审技术PERT、关键路线法CPM）、经济定货量(EOQ)、经济生产批量(EPQ)、物料需求计划MRP以及生产资源计划MRP-II和准时制JIT。3.2质量管理与可靠性技术：包括为保证产品或工作质量进行质量调查、计划、组织、协调与控制等各项工作，核心是为了到达规定的质量标准，利用科学方法对生产进行严格检查和控制，预防不合格品产生。内容包括传统的质量控制方法，现代质量管理-保证，生产保证、全面质量控制TQC与全面质量控制TQM。可靠性技术是现有系统有效运行的原理与方法，包括可靠性概念、故障及诊断分析、使用可靠性、系统可靠性设计、系统维护与保养策略等。3.3管理信息系统：它为一个企业的经营、管理和决策提供信息支持的用户计算机综合系统，是现代IE应用的重要基础与手段。包括计算机管理系统的组成，数据库技术、信息系统设计与开发等。（MRP-II、ERP、PDM、CIMS）3.4现代制造系统：IE的基础和组成部分，包括成组技术GT、计算机辅助工艺过程设计、柔性制造单元FMC与系统FMS、计算机集成制造、敏捷制造、虚拟企业、网络制造、虚拟制造、可重组制造系统（Re-configurableManufacturingsystem）、孤岛制造系统(HolonicManufacturingSystem),基于智能体的制造系统(Agent-basedManufacturingsystem)、自组织制造系统等。第十四页，共43页。工作研究方法研究作业测定选择研究对象记录现行工作方法程序分析进行方法改进拟定新的工作方法培训操作者实施新的工作方法和标准时间提高工作效率操作分析动作分析选择研究对象确定时间研究方法直接时间研究预定动作时间标准法标准资料法确定宽放时间制定标准时间持续改进1-1工作研究内容第十五页，共43页。工作研究常用的分析技术:1.“5W1H”、2.“ECRS四大原则”3.一表(检查分析表)

。第十六页，共43页。考察点第一次提问第二次提问第三次提问目的做什么（What）是否必要有无其他更合适的对象原因为何做（Why）为何要这样做是否不需要做时间何时做（When）为何要此时做有无其他更合适的时间地点何处做（Where）为何要此处做有无其他更合适的地点人员何人做（Who）为何要此人做有无其他更合适的人方法如何做（How）为何要这样做有无其他更合适的方法与工具5W1H第十七页，共43页。第三次提问在于研究和探讨改进的可能性，改进遵循ECRS四大原则。E—eliminate，消除：取消或清除不必要的工序、作业等。C—combine，合并：对于无法取消而又必要者，看能否合并，工序或动作，或将多人操作，改进单人或单台操作。R—Rearrange，重排：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。S—Simple，简化：经过取消、合并和重排后的工作，可考虑采用最简单、最快捷的方法来完成。ECRS四大原则第十八页，共43页。目的时间地点人员方法消除合并重排简化ECRS原则运用示意图第十九页，共43页。1-1-1方法研究的内容程序由工序构成由动素构成由操作构成由动作构成程序分析作业分析动作分析第二十页，共43页。动素的分类及其符号18种动素可分为3类第一类为有效动素，共9种。第二类为辅助动素，共5种。第三类为无效动素，共4种。1-1-1-1动作分析第二十一页，共43页。伸手握取移物定位装配拆卸使用放开检查第一类：有效动素分析、改善的重点是如何缩短其持续时间第二十二页，共43页。第二类：辅助动素寻找发现选择思考预置除了非用不可者外，应尽量取消此类动素第二十三页，共43页。第三类：无效动素拿住不可避免的延迟可以避免的延迟休息此类动素不进行任何工作，是一定要设法取消的动素第二十四页，共43页。1、生产三要素：人、机器和物料2、动作经济原则：为了以最低限度的疲劳获取最高的效率，寻求最合理的动作作业时应遵循的原则。根据这些原则，任何人都能检查作业动作是否合理。动作经济原则第二十五页，共43页。1、减少动作数量2、双手同时作业3、缩短动作的距离4、轻松作业动作经济的四条基本原则是否存在不必要的大动作来进行作业？特别是取放物品的距离是否过大？对于简单作业可以同时使用双手和足，既可以提高工作效率，又保持身体的平衡，减少疲劳。第二十六页，共43页。1-1-2作业测定的定义

作业测定(工作衡量)是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。“合格工人”，必须具备必要的素质、技能和知识，接受过某工作方法的完全训练，能独立完成所从事的工作，并在安全、质量和数量方面达到令人满意的水平。按规定的作业标准是指工人按照经过方法研究后制定的标准的工艺方法和科学合理的操作程序完成作业。此外，还应使生产现场的设备、工位器具、材料、作业环境、人的动作等方面达到作业标准要求的状态。第二十七页，共43页。一般用秒表、录象机，把作业分成较小元素进行测定，把工人操作与机器的动作分开。通过一系列重复测量，把测量数据平均化：

NT=(WT/WC)M+AM —工作时间技术修正系数WT —测定的时间跨度WC —在WT中所完成的工作数A--考虑操作人员情况的系数1-1-2-1工时定额测定法第二十八页，共43页。工作抽样：是一种对工人的作业活动进行随机观测的方法，用工作抽样方法采集足够多的随机观测数据，以确定花在特定工作要素上的时间。作用：工时定额;改进并提高生产率抽样的关键问题：(1)强调“足够”的随机数据(2)观测必须是“随机”的，置信度多大？(3)抽样的时间必须是能够代表“正常工作条件”1-1-2-2工作抽样法第二十九页，共43页。1-1-2-3PTS法

预定动作时间标准系统也称预定时间标准系统，简称PTS法PTS名称MODMTMWFMSDMTABMT基本动作及附加因素种类21种37种139种54种38种加29个公式291种不同的时间值数字个数8个31个30个第三十页，共43页。应用生理学、心理学、工程技术的方法研究人与机器、人与环境之间的关系，以求设计一个最佳的人、机、环境系统，使生产效率得到改善与提高产品的工效标准设计人机分工及适应人机信息交互安全工程与产业疲劳1-3人因工程：第三十一页，共43页。气候影响：最宜温度18–22度（人群多处要低）污染：人畜的排放、生产排放照明影响：非工作粗工作普通工作超精密工作精密工作照明度（lx)501002005001000噪声影响：例：打字间，从60降到40dB，效率提高30%电话交换间，从50降到30dB差错降低12%人的体力周期28天，情绪周期25天，智力周期23天第三十二页，共43页。IE七大手法1、动作改善法（动改法）2、防止错误法（防错法）3、5*5W1H法（五五法）4、双手操作法（双手法）5、人机配合法（人机法）6、流程程序法（流程法）7、工作抽样法（抽样法）第三十三页，共43页。手法名称简称目的防止错误法（Fool-Proof）防错法如何避免做错事，使工作第一次就能够做好的精神能具体体现？动作改善法（动作经济原则）动改法改善人体动作方式，减少疲劳使工作变为更舒适、更有效率5×5W1H法（5×5问法）五五法借着质问的记考来发掘出改善的构想？双手换做法（左右手法）双手法研究人体双手在工作的过程中借以发掘出可资改善的地方？人机配合法（多动作法）人机法研究探讨操作人员与机器工作的过程，借以发掘出可资改善的地方？流程程序法流程法研究探讨牵涉到几个不同工作站或地点之流动关系，借以发掘出可资改善的地方？工作抽查法抽查法借着抽样观察的方法能很迅速有效地了解问题的真相？七大手法第三十四页，共43页。项目领域使用率排序方法研究作业方法90％1作业分析83％4动作研究66％5物流53％10生产计划45％13标准化60％7作业测定时间研究85％2PTS法65％6工厂设备及设计工厂布局85％2设备购买和更新52％11工资支付激励60％9职务评价52％12管理工程管理37％14成本管理60％8工业工程在制造业中的应用第三十五页，共43页。IE单项技术或成果：1、准时制生产，2、精益制造，3、5S管理，4、丰田生产方式，5、6σ（质量）管理，7、TPM管理，8、物流工程，9、网络制造（CIM），10、ERP，防止照搬硬套，头痛医头，脚痛医脚；缺乏IE整个理论体系和方法的支持忽略应用对象的自身背景工业工程误区第三十六页，共43页。精益思想的五个原则精益生产系统Value价值站在客户的立场上ValueStream价值流从接单到发货过程的一切活动Flow流动象开发的河流一样通畅流动DemandPull需求拉动按需求生产Perfect完美没有任何事物是完美的不断改进降低成本，改善质量，缩短生产周期第三十七页，共43页。观念转变，消除浪费，价值流管理，团队精神及5S，持续改进设备总有效性自动化及