工業工程（IE）技術,概 論,隨著生產技術與控制方法的不斷進步,由品質占主導的市場競爭模式,逐漸被品質與成本并重的市場策略所取代；經驗的持續積累,加上不斷的改善及創新,無疑會增強公司的實力與信心,人做為生產力變革的主體,其價值觀念,邏輯的思考能力,科學的工作方法,勢必對改善的效果與投入的成本帶來重要的影響,為此,請你秉承積極,認真的心態理解下面的內容,并思考行動的步驟!,課 程 大 綱,工業工程概論,工作研究之方法研究,工作研究之工作測量,生產率改善與生產線平衡,工業工程與精益生產的關系,第一講：工業工程（IE）概論 工業工程和定義 工業工程的發展 工業工程的作用 工業工程的研究內容,工業工程師的素養,什么是工業工程？ Industrial Engineering IE,工業工程是對人員、物料、設備、能源和信息所組成的集成系統， 進行設計、改善和設置的一門學科。 綜合運用數學、物理學、社會科學的專門知識、技術以及工程分析與設計的原理、方法，對由人、物料、設備、能源、信息組成的集成系統，進行規劃、設計、評價、改進（創新）的一門學科。 Improve Efficiency 改善效率。,IE的目標：,使生產系統投入的要素得到有效的利用，降低成本，保證質量和安全，提高生產效率，獲得最佳效益。,成本和效率意識 問題和改革意識 工作簡化和標準化意識 全局和整體化意識 以人為中心的意識。,IE的意識：,工業工程的發展,18561915 科學管理之父-泰勒 強調科學管理，從而提高生產率； 創立了“方法研究、時間研究”； 分析工作內容 改進方法 設計工作方法 最大效益 ； 提出了一系列科學管理原理與方法。,舊方法 新方法 作業員配置 400600人 140人 每人每日平均工作噸數 12.5噸 48噸 每人每日平均工資 115 188 每噸人工成本 0072 0033,泰勒鐵鍬鏟煤實驗(1898),泰勒,工作測量方法之父，創立了“動作研究” 。 Lillian (1878-1972)：人因工程學的奠基人。,分解動作確定基本動作要素，經科學分析建立省時高效和最滿意的操作順序,吉爾布雷斯砌磚研究,舊方法 新方法 動 作 18 412 每時砌磚數 120塊 350塊 效 率 100 300,工業工程的作用,綜 合 體 系,利用,設計 Design,改善 Improve,實施 Installation,專門的,數 學 物理學 社會科學,知識 技術,規劃 設計 評價 改進 創新,工學的,分析 設計,原理 方法,通過,人員 機器 物料 能源 信息,IE是系統優化技術,期待的成果,P Q C D S F,PQCDSF,工作研究（Work Study）,方法研究（Method Study）,工作衡量（Work Measurement）,程序分析（Process Analysis）,工藝程序分析(流程型/總裝型) 流程程序分析(人型/物型) 布局與路徑程序分析,操作分析（Operation Analysis）,人機配合分析 聯合操作分析 雙手作業分析,動作分析（Motion Analysis）,細微動作分析 動作經濟原則,時間研究（Time Study）,馬表測時法 攝像法 速度評比 寬放時間（Allowances）,工作抽樣（Work Sampling）,預定動作時間標準（PTS),模特排時法（MOD） 方法時間衡量（MTM） 工作因素（WF）,工業工程的研究內容,第二講： IE方法研究之程序研究,工作研究的內容和步驟 程序分析的定義 程序分析的方法 1)工藝程序分析(流程) 2)流程程序分析(工序) 3)布置與路徑程序分析 程序分析改善方法,工作研究的內容,作業測量：是分析效率的技術。包括制定標準時間及改善目標 時間，測定作業效率等。,方法研究：通過程序分析、操作分析、動作分析等研究，進行作 業系統的設計、改善及實施。,IE的全過程： 利用程序分析、操作分析、動作分析獲得-標準化作業 利用作業測定-制定標準工時,工作研究的步驟,程序分析：以整個生產過程為研究對象，研究分析一個完整的工藝過程（注塑、裝配、糖果、包裝、存儲等）,消除其中包含的多余作業、搬運、等待、不合理的程序等，從而提高工作效率（D029垃圾桶）。 程序分析的特點：生產過程的宏觀分析。 程序分析包含：工藝程序分析、流程程序分析、布置和 路徑程序分析。,程序分析,程序分析符號,工藝程序分析,工藝程序圖：表明生產過程中所有的操作、檢驗和物料加工的先后順序，使整個制造過程一目了然。,用于分析操作之間的關系，生產過程中的操作、檢查、布局設計。,流程程序分析,流程程序圖：進一步對整個制造過程作詳細記錄：由操作、檢驗、搬運、等待、貯存五種符號構成，根據研究對象的不同可分為： 物型：記錄生產過程中材料、零部件被加工處理的過程。 人型：記錄操作人員在生產過程中的各種活動。,用于分析間接或隱藏的成本，如等待、存儲、搬運等。,人型程序分析表,程序改善方法-ECRS,消除不必要的流程、工序、作業、動作等（E） 盡可能結合項目明細（C） 將項目明細以好的順序重編排組合（R） 將重編排組合明細簡單化（S）,布置與路徑程序分析,路徑分析：對現場布局、物料(零件、產品）、設備、作業者的實際流通線路進行分析,改進現場布置、縮短移動路徑。 布置與路徑分析圖由操作、檢驗、搬運、暫存、貯存五種符號和布置示意圖構成。重點是“搬運”和“移動”的線路。,作用：流程程序圖的補充，指明移動距離及時間和交通的擁擠，是改進現場布局與路徑的工具。,程序分析技巧-5W2H,做什么？ （what） 何處做？ （where） 何時做？ （when） 由誰做？ （who） 如何做？ （how）,為 什 么 Why？,做什么？ 要在此處做？有無其他更合適之處？ 要此時做？有無更合適的時間？ 由他做？有無更合適的人去做？ 要這樣做？有無更好的方法去做？ 有沒有成本更低的方法？,成本如何？ （how much）,要做這，是否必要？,程序分析五方面,程序的改善五大步驟,選擇-所需的研究工作,記錄-研究圖表及關鍵數據,分析-5W2H、五個分析方面,改善-科學合理的新方法（如： ECRS）,維持-經常進行檢查/改善,人機操作分析 聯合操作分析 雙手操作分析,第三講：IE方法研究之操作研究,人機操作分析,人機操作分析：分析操作周期內，人與機器的作業內容及關系，以協同機器與人的操作，充分利用人、機的閑余能量，提高人機協作效率。 人機操作圖，清晰展現了生產過程中人與機器的交互過程及操作的時間。,單獨工作,空閑,共同工作,人機協作圖標,線段的長度代表時間比例。如1cm代表10min等。 當人或機器操作時用 表示，人或機器空閑用 表示。人機共同工作時用 表示。,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,1.2,1.4,1.6,1.8,2.0,（取）放裝好的吸盆,放卡紙,轉動轉盤,空閑,機器工作,空閑,人,時間(min),人機操作分析圖的構成,吸塑熱壓機,聯合操作分析,多人同時對一臺機器（一項工作）進行操作，稱為聯合操作。對該作業過程中各個對象的不同操作間的相互關系 所進行的分析，稱為聯合操作分析。 基于人機協作的基礎上更復雜的人機協作分析。 聯合作業分析研究目的： 發掘空閑與等待時間，提高機器利用率。 平衡各操作者的工作，減少周期時間。,壓定糖棒視頻,插定糖棒視頻,雙手操作分析:,雙手操作分析：對生產現場作業者雙手的操作進行分析研究， 以平衡雙手作業動作及負荷，減少動作數量。,雙手操作分析的符號,入產品視頻,入糖視頻,包糖視頻,第四講:IE方法研究之動作研究,動作分析的含義和目的 動作經濟性十大原則,動作分析：以動作為對象進行的分析，去掉多余動作，降低動 作等級，把必要的動作組合成標準動作系列，以開 發合理、高效的工作方法。 動作分析的工具沙布利克分析（Therblig）,世界上最大的浪費,莫過于動作的浪費. -吉爾布雷斯（Gilbreth）,動作分析,沙布利克分析符號,伸手(TE) ( ) 握取(G ) 移物(TL) ( ) 裝配(A ) ( ) 使用(U) ( U ) 拆卸(DA) ( ) 放手(RL) ( ) 檢查(I) ( ) 尋找(SH) ( ),（ U）,選擇(ST) ( ) 計劃(PN )( ) 定位(P) ( ) 預定位(PP)（ ) 持住(H) ( ) 休息(R) ( ) 遲延(UD) ( ) 故延(AD) ( ) 發現(F) ( ),U,沙布利克分析,核心動素 常用動素 改善的對象 輔助性動素 減少的對象 消耗性動素 取消的對象,U,U,U,動作經濟原則,動作經濟原則：使作業(動作的組成)能以最少的“工”的投入, 產生最有效的成果。,動作經濟性的基本準則 減少 動作數量 追求 動作平衡 縮短 動作移動距離 使動作 保持輕松自然的節奏,質優工簡,折盒子視頻,打吊咭視頻,打吊咭改善后視頻,動作經濟性十條原則,與人體動作有關的原則： 原則一：雙手并用、對稱原則。,原則二：降低等級原則 手指 手腕 肘部 肩部 腰部 走動 原則三：盡可能利用物體的動能采用流暢和連續的動作。 曲線運動優于方向突變的直線運動 彈道式運動優于受控制的運動（高爾夫） 動作盡可能有輕松的節奏 與工作地布置有關的原則： 原則四：工具、物料置于工作者前面，依工作順序排列。 原則五：零件、物料利用重量墮送至工作者前面“下墜式”傳送。 原則六：照明設備，工作臺及坐椅符合人因工學。,與工具設備有關的原則： 原則七：以夾具或足踏工具代替手的工作。（腳踏拖把） 原則八：將兩種或以上工具合并為一 ； 原則九：各指負荷應按其本能給予分配 原則十：工具及物料盡可能預放在工作位置。,符合中國人身體的人因工程學,物料（或工具）放置點、產品組裝點、 操作者手的位置形成的三角形的邊長 越小越好。,模特排時法（MOD） 方法時間衡量（MTM） 工作因素（WF）,第五講:IE工作測量之時間研究,工作研究（Work Study）,方法研究（Method Study）,工作衡量（Work Measurement）,程序分析（Process Analysis）,工藝程序分析(流程型/總裝型) 流程程序分析(人型/物型) 布局與路徑程序分析,操作分析（Operation Analysis）,人機配合分析 聯合操作分析 雙手作業分析,動作分析（Motion Analysis）,細微動作分析 動作經濟原則,時間研究（Time Study）,馬表測時法 攝像法 速度評比 寬放時間（Allowances）,工作抽樣（Work Sampling）,預定動作時間標準（PTS),作業測量：運用各種技術測量合格工人按規定的作業標準在 常的工作條件和環境下，以正常的速度下完成某項 工作所需的時間-必要時間+寬放-標準工時。 目的： 制定標準作業方法 制定標準工時 制定最佳作業系統 常用方法： 秒表時間研究/視頻分析研究 工作抽樣 預定時間標準法,標準時間（Standard Time=ST ）,1、方法；按照明確的作業方法與使用固定設備 2、條件：在明確作業條件（例如環境） 3、熟練度：進行操作的人具備中等偏上的熟練度與必要的技能 4、勞動強度與速度：沒有在肉體上、精神上不利的影響 5、品質要求：達到規定的品質要求 在上述條件下完成單位作業量所需要的時間。,在正常的操作條件下,用規定的作業方法和設備, 普通熟練作業者以標準的作業方法及合理的勞 動強度和速度下完成符合質量要求的工作所需 的時間, 稱標準時間。,標準時間5個必要條件：,標 準 時 間,正常時間,寬放時間,主體作業時間,副作業時間,私事寬放時間,疲勞寬放時間,作業寬放時間,集體寬放時間,標準工時的構成,1. 秒表測時法：用秒表直接進行作業時間測定的方法。 明確時間分析調查的目的，并向車間人員說明。 選擇觀測對象，觀測時間選擇。（什么時間測量合適？） 用具準備。 分解作業要素，確定觀測次數。 觀測及記錄，統計整理觀測結果(測量多次）。 討論觀測結果，制定改善方案。,預定時間標準,2. 工作抽樣法： 在一段較長時間內，以隨機方式對調查對象進 行工作與否的間斷觀測，得出結果。 工作改善：調查人機的工作與空閑比率，對空閑部分進行研 究、分析、改善。 制定標準工時：高階次工作的標準時間。（作業/工序） 標準工時= + 寬放,預定時間標準法(PTS)： 對分析對象的作業進行細分，分別決定時間標準，求出作業所需的總和。 PTS標準法的代表： 工作因素法-WF/方法時間測量法-MTM/模特排時法-MODAPTS,模特法分析代碼對應示意圖,MOD法的時間值: 1 MOD = 0.1 = 0.1 秒(熟練者動作) = 0.129 秒(正常速度) = 0.143 秒(含恢復疲勞的10.74%),移動動作,反射性動作,放的動作,移動動作,終結動作,胳膊的基本動作,腿的動作,結合動作,現 場 的 動 作,邊看邊抓的動作,模特法基本體系和記號,M1 手指 M2 手 M3 下臂 M4 上臂 M5 肩膀 (M1/2,M1,M2,M3) G0 接觸后抓 G1 抓在手里 G3 難抓的動作 P0 容易放的動作 P2 邊看放1次 P5 邊看放2次 F3 踩Pedal W5 步行 L1 重量要素 E2 眼 R2 改抓 D3 判斷 A4 壓力（按） C4 回轉 B17 彎曲起來 S30 坐起來,模特法分析代碼,模特法分析代碼,第六講:生產率改善與產線平衡,生產率的改善方法 生產率的改善步驟 生產線平衡的方法 生產線平衡的步驟 生產線平衡實例,5W2H，ECRS,改善的方法,未達到 預計的 結果,計劃Plan,試行o,實施Action,達到預期結果,找到浪費收集數據 確定預計結果找到方案,實施方案,評估結果,標準化 防止再發生,核查 heck,IE工作研究改善的步驟,工作研究,方法研究,作業測定,選擇研究對象,記錄現行工作方法,程序分析,進行方法改進,擬定新的工作方法,培訓操作者,實施新的工作方法和標準時間,提高工作效率,操作分析,動作分析,選擇研究對象,確定時間研究方法,直接時間研究,預定動作 時間標準法,標準資料法,確定寬放時間,制定標準時間,持續改進,生產線平衡,生產線平衡：對生產各工序進行作業內容均衡化，使各工序的作業時間基本相近。其核心是消除工序不平衡從而消除工時浪費，最終實現“單件流”。,流水生產線是在“分工”和“作業標準化”的基礎上發展起來的。 分析作業內容及時間 分解工序，將作業內容初步分配到各工序 對各工序進行作業內容調整及改善，使各工序時間基本相等 按加工順序布置工位。,研究生產現平衡時幾個重要概念,TAKT（節拍時間）：客戶需求節拍，目標：按需生產（按月變化）。,CT（周期時間）：生產制程時間，制造一件產品所需時間(基本恒定）。,瓶頸時間（Bottleneck）：整個流程中最長的工序時間,通過，前端到達所需時間,生產線平衡步驟,確定流水線作業內容及作業標準 計算節拍時間（TAKT TIME） 畫優先圖-AOV 確定理論工位數 生產線平衡排程（將作業要素按一定準則分配到各工位） 計算流水線負荷(效率),如何有效的設拉,D,F,J,C,1. 繪制生產線優先圖（又稱網絡活動圖） （Precedence Diagram）,A,B,G,H,E,K,I,玩具小車生產線平衡案例,任務,時間(S),作業描述,緊前任務,A,45,安裝后軸支局,擰4個螺母,無,B,11,插入后軸,A,C,9,擰緊后軸支架螺栓,B,D,50,安裝前軸,用手擰緊4個螺母,E,15,擰緊前軸螺栓,D,F,12,安裝1#后車輪,擰緊輪軸蓋,C,G,12,C,H,12,E,I,J,K,12,8,9,無,E,F,G,H,I,安裝2#后車輪,擰緊輪軸蓋,安裝1#前車輪,擰緊輪軸蓋,安裝2#前車輪,擰緊輪軸蓋,安裝前軸上的車把手,擰緊螺栓螺釘,擰緊全部螺栓螺釘,2. 計算節拍：,玩具小車的生產在一個傳送帶上進行組裝,客戶每天的需求是500輛,每天的生產時間為420Min.,3. 計算工作站最小數量（理論上）：,Smin,W/TT,195/50.4,3.87,4,W:流水線中所有工作站工作內容的時間總和,4.選擇作業分配規則：,規則一：按后續作業數量最多規則優先安排作業。 規則二：按作業時間最長規則優先安排作業。 規則三：按該項作業元素時間與后續作業元素時間的總和最大規則優先安排作業。,5.平衡裝配生產線，將作業分配到各工作站：,平衡方案A，選用規則一，當規則一遇到問題時，采用規則二，直至所 有作業均安排完畢.,流水線負荷率:E=W/(S*TT)=195/(5*50.4)=77.38%,平衡方案B，選用規則三：即該項作業元素時間與后續作業元素時間的總和最大規則優先安排作業(下圖為小車作業元素階位表),按階位法分配小車作業元素過程,通過上面的階位式作業元素分配過程得到作業地仍為5個，負荷率仍為77.38%，平衡效果依然不好。,平衡方案C，選用規則二：即按作業元素時間最長規則安排作業，并用規則一作為輔助規則，以達到生產線平衡的目的。,流水線負荷率:E=W/(S*TT)=195/(4*50.4)=96.73%（只有6.6S 空閑） 計算各工序作業負荷： 平衡方案C ,各工作站的負荷率均有大幅提升, 故選用平衡方案C 更好.,精益生產的定義： “精益”一詞取自“精”字中的完美，周密，高品質和“益”字中的利和增加的意思，更有精益求精的意思，精益生產起源于豐田生產模式。,第八講:工業工程與精益生產,5S-精益生產的基礎 識別并消除七種浪費（7 Wastes） 標準化作業（SOP） 準時化生產（JIT） 精益布局與物料流動路徑（Lean Layout） 價值流分析（VSM）-現在一般先用VSM來分析VA/NVA 快速換型（SMED） 均衡生產（Leveling Production) 設備效率（ OEE ） 全員生產自主維護（ TPM ）,精益生產的主要內容,精益生產,5S-精益生產的基礎,整理-區分有用及無用物品，并分開 整頓-將有用物品放置于規定位置（定位） 清掃-按誰使用誰清潔的原則作好物品的日常清潔 清潔-對上述三方面的強化管理 素養-形成員工的5S素養，嚴守標準，團隊精神 “定品”，“定量”，“定置”化管理的三定原則。 與工業工程中路徑與布局的技術及動作經濟性原則,這其中含有了工業工程中關于布局（與搬運有關），動作分析的技術（多余動作），程序分析（與等待,檢驗,存儲有關），方法研究中的防錯技術（不良缺陷）。,常見的七大浪費,不良、修理的浪費 加工的浪費 動作的浪費 搬運的浪費 庫存的浪費 制造過多/過早的浪費 等待的浪費（不平衡） 產業廢棄物浪費,浪費,是指那些導致成本增加