基于工業工程方法的S科技有限公司生產作業優化案例研究摘要隨著近幾年我國制造業行業的飛速發展，我國的制造業生產能力已經是世界一流水準，越來越多的工廠建廠，同時許多外國的行業巨頭也紛紛在我國建廠，這是對我國生產能力的認可，也是對我國這幾十年發展的認可。但是，我國現在作為制造業大國，卻少有企業重視工業工程這一學科，工業工程這一專業在社會上的知名度較低。工業工程這一學科致力于提高投入產出比，即提高生產力，降低生產成本，是通過對工作動作，人員配置，物流路線，作業環境等多方面的綜合分析與改進來實現這一目的。這一學科常被用在大批量流水線的生產環境中，如汽車行業與電子行業。本文主要采用工業工程中的常用分析方法對S科技（天津）有限公司的生產作業進行綜合分析，通過對現狀進行分析，在生產現場的實際考察以及時間測量，找到問題的根源，再依照作業改善的步驟對出現瓶頸的環節進行分析，再結合生產實際，使用人-機分析圖，MOD法等經典方法對生產環節改善，調整作業方式，以達到節約人力，提高生產率的目的。關鍵詞：生產率動作改進人-機分析目錄TOC\o"1-3"\h\u第一章緒論 第一章緒論1.1研究背景隨著中國制造業的快速發展，我國本土制造業發展迅速，開設了越來越多的工廠，越來越多的外國企業開始在中國開設工廠，而在中國企業中，工業工程的應用范圍與知名度并不高，很多制造業企業都忽視，甚至不知道工業工程這一專業在制造業中能起到的作用，而外國企業確更為重視工業工程，希望此學科可以幫助企業實現生產率的提高。近年來，隨著我國工業工程學科的快速發展，越來越多的中國企業也意識到可以通過應用工業工程來為企業做出改進優化的作用。S科技（天津）有限公司是一個跨國的制造業企業。此公司作為主要生產屏蔽室及其相關產品的大型制造業企業，在行業內具有一定的影響力，且訂單也不只局限于中國內的訂單，也具有許多與外國企業訂單請求。但是由于本公司的產品單一，實際生產規模并不大，生產模式也較為原始，需要由專業技術人員利用工業工程等相關的專業知識來對企業的生產作業系統進行優化與改造，本文將利用我在該企業實習期間所見所聞，記錄下生產用的資料以及相關數據，使用工業工程專業所教授的專業知識，幫助該企業進行生產作業系統的優化以及改造，旨在提高該公司的生產率，以達到節省工期，減少人力消耗，合理利用工人工作時間等。1.2國內外的研究現狀張騰龍認為：我國的制造發展情況主要包含三個階段：第一階段是我國建國初期至改革開放，這一階段是我國制造業形成比較獨立的完整體系時期，這一時期，我國的制造業主要體現形式為委托代加工，并沒有屬于中國的自己的產品；自改革開放至上世紀90年代初是第二階段，在這一時期，我國的制造業中作為傳統制造業產的代表的運輸機械與工程機械這幾類產業發展迅猛，主要表現為自主研發設計；自上世紀90年代初至今，則為第三階段，在這一階段，我國制造業的整體發展環境是開放與競爭并存，涌入了許多國外企業的同時，許多國產企業也紛紛建立，在這一時期，我國的制造業進入了結構調整以及產業提升的新時期，高新技術產品比重相較之前有了明顯的提升，市場上出現了許多的自主品牌。[1]潘平雕認為：現階段我國制造業采用的經營觀念依然是較為傳統的，許多企業的生產加工方式還是主要依靠人工完成，這一加工方式不僅效率低，還容易引發錯誤，導致出現影響產品質量的問題。[2]根據盧煒，竭盡超，周大為，任一嘯等人的研究可知，許多工業工程的知識，如：設施布置，流水線平衡，人機分析法等,可以幫助我國制造業企業進行生產系統與流程的優化。[3]因此，我認為工業工程可以幫助我國制造業快速發展，順應時代。21世紀，世界的制造業處于高速發展階段，龍春江認為：現代社會經濟與企業經營環境存在以下變化：1.全球化；2.社會加速信息化；3.動態市場的變化；4.技術創新加快；5.可持續發展觀。[4]同時，張騰龍認為：世界機械工業存在以下這些特點：1.經濟規模化；2.地位基礎化；3.制造業企業跨國并購加劇；4.機械制造業全球化的方式發生了轉變。[1]這些都會對我國制造業造成沖擊，需要我國的制造業企業頂住壓力，繼續發展。1911年，泰勒出版了《科學管理原理》一書，標志著工業工程正式誕生，在這100年間，在吉爾布雷斯夫婦等人的補充下，作為一個新興學科的工業工程已經越來越趨近成熟。代表的企業有福特汽車，率先使用生產線生產汽車底盤，將汽車底盤的組裝時間由12小時40分鐘縮短到2小時40分鐘，極大的提高了生產效率，王強認為，這對世界制造業造成了深遠影響。20世紀60年達，豐田汽車使用豐田式生產方式，并應用準時化生產，使得豐田成為現在世界上汽車產業的龍頭之一。國外的工業工程由于發展時間長，具有深厚的學科歷史，使得許多企業都對工業工程具有很高的認知度與需求度。上世紀90年代，中國開始引進工業工程。黃毅敏認為：由于社會因素等原因，導致我國工業工程與美國，日本等國家的工業工程存在很大的歷史錯差。在我國的工業工程實踐中，出現了適合我國的中國工業工程理論體系，在實踐上，廣東、江蘇等制造業相較發達的地方率先使用工業工程來提高企業的生產效率。[5]但是工業工程的知名度與社會認可度并不高，很多企業與個人對工業工程的認知程度不高。但隨著中國制造業的飛速發展，越來越多的企業開始認識到工業工程重要性，并有意接受工業公程的專業人才。1.3本文主要研究內容整個論文分為五個部分：（1）緒論；簡要介紹本文選題意義、背景及框架。（2）基本概念及相關理論概述；介紹本文將會用到的基本概念以及相關的應用方法，對其特點，應用場景等進行介紹。（3）S科技（天津）有限公司介紹及生產現狀；對所選企業進行簡要介紹，并利用相關工具如5W1H法、流程圖、流程程序圖等，對本企業生產現狀進行描述，并發現其中存在的問題。（4）對本公司生產作業系統的改進分析；使用流程圖，平面布置圖，流程程序圖，人機分析圖等IE的基本方法對問題點進行改進。提出具有應用價值的改進方案，提高生產效率及人員利用率，創造企業的“第三利潤點”。（5）總結與展望；對本文研究過程進行總結分析，提取經驗，并結合市場現狀，對未來進行展望。1.4本文研究目的及意義工業工程是對人、物料、設備、能源、和信息等所組成的集成系統，進行設計、改善和實施的一門學科，它綜合運用數學、物理、和社會科學的專門知識和技術，結合工程分析和設計的原理與方法，對該系統所取得的成果進行確認、預測和評價。而我所實習的S科技（天津）有限公司就極重視工業工程，對掌握工業工程及相關理論的人才十分重視，本文從工業工程的主要分析方法與研究思路出發，對此企業的生產作業系統進行研究分析，找出其中存在的問題點并使用流程程序圖，人機分析圖等工業工程的基本方法對原作業流程中不合理的地方進行改進。為企業提供優化改進思路。制造業是一個國家能否持續發展的重要源泉，產品，質量，成本，交貨期和服務水平是決定制造業企業競爭力的重要因素，隨著全球經濟化的逐漸形成與不斷發展，企業經營環境與消費者的消費觀念也在不斷變化，企業競爭也更為激烈。而通過本文研究對S科技（天津）有限公司具有如下好處:提高產品的生產效率與人員、設備利用率。降低資源消耗，提高生產率。保證產品質量。對企業建立合理的生產流程與正確的生產管理秩序也有很大的幫助。1.5本文主要研究框架整個論文分為五個部分：（1）緒論；簡要介紹本文選題意義、背景及框架。（2）基本概念及相關理論概述；介紹本文將會用到的基本概念以及相關的應用方法，對其特點，應用場景等進行介紹。（3）S科技（天津）有限公司介紹及生產現狀；對所選企業盡情簡要介紹，并利用相關工具對本企業生產現狀進行描述，并發現其中存在的問題。（4）對本公司生產作業系統的改進分析；使用平面布置圖，流程程序圖，人機分析圖等IE的基本方法對問題點進行改進。（5）總結與展望；如下兩點意義就是本文選題的發始點：第一：使人們了解什么是工業工程，工業工程的作用是什么，工業工程對企業具有什么樣的實際意義，提高人們對工業工程的認識。第二：通過對S科技（天津）有限公司的企業生產現狀的分析，提出有效的優化方案，使企業能通過更加科學的方法找到適合自己的作業流程，而不是靠主觀的經驗與現有的設施布置情況進行作業。研究框架如圖1.1。工業工程概述緒論工業工程概述緒論各方法的應用思路工業工程常用方法工業工程定義工業工程特點研究框架研究內容研究現狀研究背景各方法的應用思路工業工程常用方法工業工程定義工業工程特點研究框架研究內容研究現狀研究背景生產作業系統生產作業系統原流程分析5W1H法人機操作圖MOD5W1H法人機操作圖MOD法改進后的流程分析改進后的流程分析結論展望結論展望圖1.1論文研究總體框架第二章基本概念及相關理論概述2.1工業工程的基本概念2.1.1工業工程的定義工業工程(IndustrialEngineering簡稱IE)，是從科學管理的基礎上發展起來的一門應用性工程專業技術，工業工程至發展至今已超過一個世紀，由于其涉及的范圍廣泛，內容也在逐漸地被各國學者充實和深化，所以在其生成與發展過程中，不同的時期，不同國家，不同組織，不同學者對其的定義也不盡相同。美國工業工程學會(AIIE)在1955年提出了對工業工程的定義，后經過修改的定義具體表述如下：“工業工程是對人、物料、設備、能源、和信息等所組成的集成系統，進行設計、改善和實施的一門學科，它綜合運用數學、物理、和社會科學的專門知識和技術，結合工程分析和設計的原理與方法，對該系統所取得的成果進行確認、預測和評價。”該定義已經被美國國家標準協會（ANSI）采用，作為標準術語收入美國國家標準Z94。該定義表明。IE實際是一門方法學，它告訴人們我們應該用那些研究方法去研究問題并解決問題。此定義也明顯指出了工業工程研究的對象，方法，內容以及研究性質，但卻沒有表明IE的目標。在日本，工業公程被認為是一種以工程學專業為基礎的管理技術，在日本工業工程學會(JIIE)成立時使用的定義是以美國工業工程師協會1995年的定義為基礎而修改制訂的，隨著工業工程在日本的多年發展，日本工業工程師學會對工業工程進行了重新定義：“IE是這樣一種活動，它以科學的方法，有效的利用人、財、物、信息、時間等經營資源，優質、廉價并及時地提供市場所需要的商品和服務，同時探求各種方法給從事這些工作的人們帶來滿足和幸福。”這一定義強調了“以人為本”的思想，也揭示了IE的目標。我們一般認為泰勒(FrederickW.Taylor)被譽為科學管理之父、工業工程的先驅，他和吉爾布雷斯(FrankB.Gilbreth)被看做是IE的創始人。通過工業工程的研究，出版了許多關于科學管理的著作，其中1911年出版的《科學管理》被工業工程的研究人員奉為經典。他們對工廠施工和測量方式進行了系統地研究，提出了一些工具新的使用方式，從而在很大程度上提高了工人的工作效率，降低了經濟成本，開創了IE(IndustrialEngineering)研究的先河。目前有多重對于工業工程的定義，但是對工業工程本質理解大多相同，體現在以下幾個方面：(1)學科的質是一門綜合了術與管理的交叉學科，并非是單一學科的獨立應用。(2)研究對象是由人、設備、信息、能源、物料所組成的各類生產和管理系統，以及對應的集成系統。(3)研究方法是大多都是利用了自然科學或其他社會科學中的專門知識，例如工程學中的分析、設計、規劃理論等，系統工程的理論、方法，并借助于計算機系統技術。(4)工業工程的任務是找到可以將人、能源、物料、設備、信息等組合成一個有機整體的方法，并且此方法可以不斷進行完善，從而提高系統的效率。(5)工業工程的目標是提高生產過程中的效率、降低經濟成本、保證產品的質量和安全，最終在各個層面上都能是企業獲得最大的效益。(6)IE是對生產系統進行系統規劃、合理設計、評價和創新提升。2.1.2工業工程的內容簡介工業工程的任務找到可以將人員、設備、物料、能源、信息等組合成一個有機整體的方法，并且此方法可以不斷進行完善，從而提高系統的效率。工業工程的目標則為：提高生產效率、降低生產成本、保證產品質量和生產安全以獲得多方面的綜合效益的提升。工業工程的基本功能是對生產系統進行系統規劃、合理設計、評價和創新提升。其中對于“系統”理解：系統可以是生產過程中的一部分，也可以是生產過程的整體，沒有大小之分，另外不局限于制造系統。集成的作用：整體是個體和關系的結合體，整體的績效也并不單單等于每個個體績效的總和，也就是說盡管有好的生產力要素但是不一定能得到期望的結果。工業工程的內涵工業公程具有很強的實踐性，屬于應用學科，根據國內外對IE的應用和發展情況我們可以了解到，各國都根據自己的國情形成了適合自己應用的、富有本國特色的IE體系。盡管各國對工業工程使用的特點各有不同與側重點也并不類似，但是其本質內涵都是一致的，我們可以將工業工程的內涵概括成以下5個方面：IE的核心是降低生產成本、提高產品質量、提高生產率。根據IE的發展歷史我們可以知道，IE的產生就是為了減少浪費，降低成本、提高效率。根據大野耐一對浪費的定義我們可以知道，只有為社會創造與提供質量合格的產品（服務），才能達到有效的產出，否則，越多的不合格品的產生，會是更大的浪費，反而降低了生產率。IE是綜合性知識應用體系，根據美國工業工程師協會的定義我們可以很明確的知道，工業工程是一個包含有多種學科知識和分析技術的龐大應用體系，綜合的運用各類知識與技術會對完成IE的目標具有良好的幫助效果。幫助企業提高生產率不僅可以從生產技術的改進入手，更可以通過對管理方法的改進，環境設施的改進等多方面入手，管理與技術相結合，協調人員、設備、物料、方法和環境，才能使整個生產過程的各個環節發揮最好的效用。IE注重人的因素，在基本生產要素的組成中，人員是最具有不確定性的，也是其中最為活躍的一部分，在使用IE知識進行系統設計，實時控制，改善的過程中，都要充分考慮人員與設備之間，人員與人員之間的配合，互相之間相互影響，互相作用。充分考慮人員的因素，建立完善的激勵機制，監督機制，選擇符合工作人員心理與生理特點的工作流程與生產設備，使人可以安全、健康、舒適的高效工作，充分發揮人員的主觀能動性以及創造性。這對提高生產率也有極強的正面作用。IE是系統優化技術。IE強調的不是某單一生產要素或者生產系統中某個局部的優化，而是對整個系統進行優化，最終追求的是系統的整體效益最佳。因此，IE以提高系統生產率的總目標出發，對各種生產資源、生產環節進行具體研究、綜合分析、合理配置，以尋求最佳的設計與改善方案。IE重視現場管理。現場是生產產品或為顧客提供服務的地方，是由人、機、物、環境、信息、制度等生產要素以及質量、成本、交貨期、效率、安全、員工士氣六個重要的管理目標要素構成的一個動態的系統。現場是IE研究的重要研究對象，現場管理就是需要我們不斷地改進現場中存在的問題，消除一切不利要素消除各種浪費，使現場符合受控狀態，這也符合工業工程的核心思想：消除浪費，降低成本。工業工程的基本意識所謂IE的意識是IE實踐的產物，是對IE應用具有指導作用的原則和思想方法。主要包含有以下幾個方面：成本與效率意識，IE追求總體的效益最佳，在使用IE分析問題時要從總目標出發，從細節著手，對系統中的每個環節都要求做到節約成本，杜絕可能的浪費，從此處入手來追求更低的成本、找到提高生產效率的方法。問題和改革意識，IE追求合理性，各生產要素需要做到有效的組合，這需要整個系統達到合理化。同時，工業工程師需要具有發現問題的眼睛，對一切工作都能找到更好的方法去完成，改善無止境。同時要樹立問題和改革意識，需要不斷地發現問題，分析問題，解決問題，勇于改革與創新。工作簡化和標準化意識，IE自產生以來便不斷地追求工作簡化、專門化和標準化，這對降低成本提高生產效率起到了十分關鍵的作用。在對不同的生產環節進行改善時，要注意做到將為每個環節的改善制定一個標準化的作業流程并將其固定下來，在實際工作中貫徹實行，這是IE改善中的一個關鍵點。全局和整體意識，現代IE追求全局系統的整體優化，為此應注重應用IE的綜合性與整體性，各個要素的局部應于系統整體相協調，為系統的總目標服務。以人為中心，必須堅持以人為中心來研究生產系統的設計、管理、革新和發展，使得每個人都能對改進工作充滿熱情，并加入進來。2.1.3工業工程的常用方法工業工程的常用分析方法有很多，美國的G.salwen對美國應用IE技術的600多家公司進行情況調查統計，并主編了《工業工程手冊》，其中對美國應用IE技術的600多家公司進行情況調查統計，得到了以下的幾類常用方，如表2.1：方法研究職務評估價值分析作業測定辦公設備選擇資源分配網絡技術獎勵工資技術管理的發展工效學工廠布置系統分析成組技術表格設計庫存管理與控制事故可靠性操作分析物料搬運計算機編程模擬技術信息系統開發項目網絡技術影片攝制成本與利潤作業測定計劃網絡技術線性規劃物料搬運設備選用辦公室工作測評排隊論組織研究動作研究的經濟效果投資風險分析目標管理表2.1IE的常用方法與技術（1）預定時間法：即預定時間系統(PredeterminedTimeSystem)簡稱為PTS法，此方法不通過直接的觀查測定，而是在生產之前對生產過程中的每一道工序和動作制定好時間標準，通過這些標準可以得到每一步操作所用的時間以及整個生產過程所用的總時間。其中，由澳大利亞預定時間標準研究協會開發MOD法得到了廣泛應用。（2）工作研究：利用的兩大技術分別是方法研究和作業檢測，利用這種方法可以幫助企業迅速找到公司在人力、財力、物力方面的缺陷，找到其中存在的浪費行為，同時可以幫助企業減少員工的工作強度，合理安排作業，提高員工的積極性，從而使企業得到更多的經濟效益。（3）設施規劃與設計：對系統，例如商場、飯店、公司、工地等地來說設施的規劃與設計指的就是對過程進行具體的指導，包括廠址的選擇、設施的布置、物流的分析與規劃、生產設備的選取等等，運用工業工程方法使系統的建設達到最優化的組合，能將各生產要素合理搭配起來組成一個高效的集成系統。（4）人機工程：也稱作是人類工程學(HumanEngineering)或者工效學(HumanFactors)，是研究生產系統中人、機器與環境之間如何相互作用的一門學科，通過人機工程學的分析得知在舒適的環境中工作，可以讓工作人員感到身心的愉悅，大大減少工作人員的厭煩心理，使員工能在工作過程中感受到工作的樂趣，這對工作效率的提高有著至關重要的影響。質量管理與可靠性技術：包括為了確保產品的生產質量而進行的質量檢驗、生產計劃的控制等工作，利用工業工程的方法對生產系統進行優化設計，以杜絕生產出劣質產品。2.2作業改善的基本原理與分析方法2.2.1方法研究方法研究是工業工程的重要組成部分之一，其主要分為三種，分別為：程序分析、操作分析和動作分析。(1)程序分析程序分析是依照工作流程，對現行的的工作流程進行全面的調查分析，改進流程中不合理、不均衡、不經濟的現象，對現行的作業方式，設施布置，物流路線規劃進行重新設計改進，以達到提高生產率的目的。程序分析一般應用的是5W1H技術和ECRS四大原則。①5W2H技術也被稱作提問技術，共由七個問題組成，其中5W指的就是What(什么)、Where(什么地方)、When(什么時間)、who(什么人)、Why(為何要做)，而H則指的是How(如何做)②ECRS四大原則四大原則在對現有問題進行分析的基礎上，提出一種新的方法過程中所應用的規則，其中E指的是Erase(取消)；C指Combination(合并）；R指Rearrangement(重排)，；S指simplification(簡化)。常用的圖表分析方法有工藝程序分析與流程程序分析。程序分析中最為核心，且最為基礎的分析手法是流程程序分析。它將產品的制造過程視為研究對象，將加工工藝分為加工，檢查，搬運，等待與儲存五種狀態并分別標記記錄，統計相關數據。它是一種對整個加工過程的詳細分析，可以幫助我們找到其中隱藏的浪費。(2)作業分析通過對以人工作業為主的工序進行詳細研究，科學合理地布置安排作業者，作業對象，作業工具三者，以達到工序設計合理，減輕勞動強度，減少作業工時，縮短整個作業時間，以提高產品的質量及產量。人-機作業分析，聯合作業分析，雙手作業分析這三種是作業分析中的常用手法。（3）動作分析動作分析常用的方法有目視動作檢查法以及影響動作檢查法。同時進行動作分析及改進時要參考動作經濟原則，常用的幾點有：減少動作數雙手同時進行動作縮短動作距離輕快動作2.2.2時間研究時間研究定義時間研究的定義如下：決定一位良好合格的訓練人員，在通常情況下，對某個指定的工作，以基本的速度操作完成所需時間的方法。從定義中可以看出以下內容：①操作人員是優秀且合格的；②受到過良好的訓練；③操作速度是正常情況下的；④通常狀況下(途徑/環境/設備/程序/方法)。能都得到標準時間、且能夠優化作業系統以及得到最優的作業系統，這就是作業測定的目的。經過理論與方法分析之后，得到的標準工作方法被稱為作業標準，它與設備、材料、動作、負載等相關的規定均有很大的關系。截止現在，眾多的發達國家一直采用此種方法用來制定勞動定額，原因是這種方法的科學性、客觀性新服性等諸多優勢。(2)時間研究的具體步驟時間研究的具體步驟如下：①搜集資料；②劃分操作單元（作業分解）；③確定觀測次數；④測時；⑤找到異常數據并將其剔除再計算各操作單元實際操作時間；⑥計算正常時間；⑦確定寬放時間；⑧確定標準時間。(3)寬放率的計算在不斷的檢測過程中，操作者時常會受到一些干擾而使操作時間稍微增加；標準工時要將干擾或中斷的影響所產生的額外時間考慮進去，因此，需要加入放寬時間到正常時間中。放寬時間是作業者的自然需求，是由于疲勞以及合理的延遲所產生的時間，因此，可以將其看做絕對量進而簡單的加在作業時間上，也可以通過乘以系數之后加到作業上。放寬率(%)=(放寬時間/正常時間)×100%標準時間＝正常時間×﹙1+放寬率﹚＝觀測時間×﹙1+評比﹚×﹙1+寬放率﹚2.2.3預定動作時間標準法-MOD法（1）模特法（MOD法）基本原理MOD法主要基于以下原理：所有人力操作時的動作均包括一些基本動作。做出基本動作使使用的時間大致相等。人體不同部位做動作時，所需要的時間大體相等（操作條件相等時）。人體不同部位做動作時，其動作時間互成比例。他將動作分為21個基本動作，其中上肢動作有11種，身體及其他動作有10種。如下表：上肢動作移動動作MI手指動作M2手腕動作M3小臂動作M4大臂動作M5伸直的手臂終結動作（觸碰及抓取）G0接觸G1簡單的抓取G3復雜的抓終結動作（放置）P0簡單放置P2較復雜的放置P5組裝身體及其他動作下肢及腰部動作F3足踏板動作W5走步動作B17彎體動作S30起身坐下附加因素及動作L1重量因素E2獨目注視R2校正D3單純的反映判斷A4單獨按下C4旋轉動作表2.2MOD法基本動作分類MOD法的使用步驟記錄與操作有關的基本信息資料；按作業順序進行記錄分析；將左右手動作分別使用MOD符號記錄并計算總MOD值；記錄有效時間，1MOD=0.129s；計算分析結果與時間值；計算寬放時間；制定標準時間。2.3作業改善的基本流程在進行作業改善時，首先要確定作業規則以及作業量，確定物品配置和設備，工作場所的布置，作業動作本身存在的問題及優化。進行改善時，主要參考以下步驟：選擇研究對象，作業改善的對象需要做出恰當的選擇，不僅要選取合理的對象，更要考慮其經濟性，一般考慮一下幾個重點：瓶頸環節以及工序生產過程中成本較高的工序生產過程中產生產品質量不穩定的工序生產過程中勞動強度最大的工序現場調查、記錄實況。記錄的事實要準確、明了、清晰，在選取好研究對象后，要收集相關資料并準備好相關用具。分析研究并開發新方法。建立和評價最優方案。實施新方案。制定標準方法。維持并持續改進。在做出改善后，要做到經常檢查所改善的內容的實施情況以及改善之后所獲得的生產率的提高情況。通過對上述的檢測與記錄。及時發現問題，發現不足，作為反饋進一步尋找優化改善的方式，從而達到能夠不斷推進生產效率的目的。

第三章S科技（天津）有限公司企業介紹及現狀3.1企業背景S科技（天津）有限公司位于武清開發區19號，是一家以生產電磁屏蔽為主的制造業企業。公司經營范圍包括：電磁產品的設計與開發，電磁產品的生產與銷售，并提供安裝及售后服務等。本公司的主要產品均為電磁屏蔽相關，如屏蔽室的門以及相關屏蔽板材（S101板/S81板）等。本公司的組織結構圖如圖3.1：廠長廠長檢驗經理其他人員工藝工程師生產部長檢驗經理其他人員工藝工程師生產部長檢驗人員生產組長檢驗人員生產組長生產計劃員操作員操作員圖3.1組織結構圖對應的工作職責分別為：廠長：組織安排生產環節、設備管理、生產安全及環保等相關的制度的擬定、檢查、監督、控制與執行；協助總經理對公司的中長期發展規劃，年度生產計劃，綜合銷售計劃進行編制；對工廠的季度發展目標、重大生產環節改善、各種相關措施進行制定與推行。生產主管：生產任務的安排下達，制定生產計劃，控制和協調整體工廠工作流程的通暢，保證按期交貨。檢驗經理及相關人員：物料到達后及時檢驗，并對產品的生產過程進行質量控制，及時發布檢驗結果。工藝工程師：維護工藝文件，保證工藝文件的準確，及時建立標準的BOM，保證生產現場的操作情況符合工藝文件的要求。其他人員：按照標準工作流程執行到位，保證生產過程的通暢。生產計劃員：協助生產主管進行任務下達，協調生產過程中的相關問題，并對生產計劃進行細化設計，保證生產過程的準確，通暢。生產組長：對生產任務進行分配，保證生產流程符合規范。操作員：按工藝文件和標準化工作流程進行生產制造，并及時反饋問題以保證生產過程的通暢。3.2S科技（天津）有限公司生產現狀S科技（天津）有限公司以生產屏蔽室的相關產品為主，主要生產產品包含不同規格的屏蔽門與不同種類的屏蔽板，屏蔽板主要分為兩類：S101版與S81板，兩類板材加工工藝不同，適用場所也不同，其中，S101板的是訂單比重更大的一類屏蔽板材，其工藝流程圖如下：不同規格的鍍鋅板不同規格的鍍鋅板將板材切至合適的尺寸 1將板材切至合適的尺寸 使用沖床，根據圖紙沖壓出合適的形狀使用沖床，根據圖紙沖壓出合適的形狀 2 根據圖紙檢查有無毛刺，劃痕，是否尺寸有誤根據圖紙檢查有無毛刺，劃痕，是否尺寸有誤 1運輸至折彎機運輸至折彎機 1 折彎折彎 3運輸至焊接車間 運輸至焊接車間 2焊接并根據箱單分裝 4 焊接并根據箱單分裝 檢查焊縫是否符合工藝標準要求 檢查焊縫是否符合工藝標準要求 2 運輸至木工車間運輸至木工車間 3裝箱裝箱 5運輸至待發貨區域 運輸至待發貨區域 4等待發貨等待發貨 1 圖3.2S101板工藝流程圖此產品的物流流程圖如下：運輸車2輸20運輸車2輸車143333333332 3 42運輸車3輸車1運輸車4輸車123333 15運輸車3輸車1運輸車4輸車123333 10 1 100運輸車1輸車1運輸車1輸車113333553333圖3.3S101板物流流程圖

3.3S科技（天津）有限公司生產中存在的問題為了更好的研究，我使用了連續測量法對S101板這一產品所有的生產制造環節進行了標準時間的測量，其工序標準時間如下表所示寬放率均為10%：工序測量工時平均值/min寬放率標準工時搬運板材至剪板機上0.5620.10.6182測量剪切位置并剪切3.2670.13.5937運輸剪切完成的板子至沖床車間1.0780.11.186沖壓（單塊）14.460.117.79檢驗板材是否合格（單塊）質量部門1.710.11.881堆垛（單塊）0.4670.10.514將一批板材運輸至折彎機暫存點1.380.11.518將每塊板材搬運至在折彎機上0.3870.10.426折彎（單塊）4.2510.14.676堆垛（單塊）0.7980.10.878將折彎完的板材運輸到焊接車間1.890.12.079焊接（單塊）4.360.14796根據箱單堆垛（每塊）2.430.12.67檢驗是否符合標準（單塊）1.280.11.408運輸至木工車間2.630.12.893包裝118.20.1130.02表3.1標準工時表由此表，以及第三章中的圖3.2.1S101板工藝流程圖以及圖3.2.2S101板物流流程圖，我們可以總結出生產該產品的流程程序圖：流程程序圖工作部門：生產部生產項目：S101板開始時間.2021.4.17,8a.m.結束時間：2021.4.17,5p.m.研究者：諸葛岳鵬記錄時間：2021.4.17項目次數時間距離備注操作5993.95表中記錄的時間均為一塊板材的所需時間，左側的時間統計為整批需要的總時間，其中，一批的數量約28塊。其中，折彎過程中需要搬運板材2m。移動636.9205檢查292.09等待1貯存3113.792步驟情況工作說明需時（min）操作移動檢查等待貯存1搬運板材至剪板機上0.61822測量剪切位置并剪切3.59373運輸剪切完成的板子至沖床車間1.1864沖壓（單塊）17.795檢驗板材是否合格（單塊）質量部門1.8816堆垛（單塊）0.5147將一批板材運輸至折彎機暫存點1.5188將每塊板材搬運至在折彎機上0.4269折彎（單塊）4.67610堆垛（單塊）0.87811將折彎完的板材運輸到焊接車間2.07912焊接（單塊）4.79613根據箱單堆垛（單塊）2.6714檢驗是否符合標準（單塊）1.40815運輸至木工車間2.89316包裝130.0217等待發貨圖3.3流程程序圖根據上一部分我對企業的介紹我們可以看到，S科技（天津）有限公司在生產中是以按工藝原則布置的布置方式，由于此公司是根據訂單原則生產，因此往往生產完成后的等待時間不規律，此布置方式具有較高的柔性，可以滿足此公司的生產情況。在流程程序圖與物流流程圖中，我們可以看到以下幾點問題：對流程程序圖進行分析我們可以知道，瓶頸環節主要出現在：沖壓環節，單塊板材需要15.909min的沖壓時間，這遠遠長于其他操作所需要的時間，且沖壓工序比較在制造流程中屬于前期工序，其產量直接影響后續操作，因此，需要適當降低其工作耗時，提高產量。剪板機中存在一個搬運過程，此過程較為復雜，會消耗員工體力，因此需要優化。在3次堆垛環節中，可以明顯看到焊接后的堆垛時間要長于其他工序后的堆垛耗時，因此需要將次環節的堆垛時間降低，使整體的堆垛時間協調的更為均衡。

第四章S科技（天津）有限公司生產系統優化4.1生產作業系統優化的意義生產作業系統是一個制造業企業的核心，在國際市場競爭中，在資源，成本，技術等方面的競爭尤為激烈，而對生產作業系統進行改善，是符合企業自身發展規律的要求，是提高企業在同類型企業中的競爭力的一種手段，在進行改善與創新的同時，也是對企業現狀進行系統分析的過程，這也給我們的公司帶來了發展的機遇，企業必須在各個方面要求自己，持續改善并創新，才能成為世界一流水準。以目前S科技（天津）有限公司的生產作業系統運作情況來看，依然具有很多的問題，比如，人機活動時間分配不合理，工序問題導致的工作時間與無效動作過多等問題，而解決這些問題會使我們的生產線節拍更為合理，以達到提高產量的效果。現階段，由于時間限制，并不投入過多的資金來對生產系統進行優化（如設施布置不方便進行大調整）。因此，我會在物流運輸，操作標準以及工序之間的銜接上進行分析，使用一些符合邏輯且便于進行改變的優化來對企業的生產作業系統進行優化，可以實現在小投入的前提下，大幅提高生產率，降低生產成本以及各種浪費。4.2生產作業系統優化的改善方案4.2.1生產作業系統優化的內容通過對該生產作業系統的研究分析，找到了以下幾個問題并以此入手運用基礎工業工程的相關知識進行改進：利用人機操作圖來對沖床工作流程進行分析、改進，用以提高生產效率，用以避免人員與機器的工作時間的浪費。使用MOD法對折彎機的操作部分進行改進，用以降低工作人員的體力消耗，提高生產率。對整體工作流程進行改進，各個工作位置之間相互協調，以達到節省工作時間，降低工作人員體力消耗，以及提高生產效率的目的。4.2.2作業改善的基本原則選擇研究對象。現場調查、記錄實況。分析研究并開發新方法。建立和評價最優方案。實施新方案。制定標準方法。維持并持續改進。4.3生產作業系統的改善4.3.1沖床工序作業方式的改善標準工時表由于此項工序具有連續性，且加工流程、人員以及所用機器均不變化，因此采用連續測量法，測量工時的平均值以及標準工時如下表所示，寬放率均為10%工序測量工時平均值/min寬放率標準工時將板材搬運到沖床上0.5430.10.597裝夾板材并開啟機器1.270.11.397沖壓8.010.18.811.將成型板材卸下1.050.11.155去毛刺3.590.13.949檢驗（員工自檢）1.710.11.881將檢驗好的板材運送到運輸車上堆垛0.4670.10.514表4.1標準工時表

原作業方式作業名稱剪板機及沖床工序的人機分析圖利用率人機器人51.86%工作時間（總）265.804246.708機器48.14%空閑時間（總）246.708265.804操作人時間/min機器：數控沖床將板材搬運到沖床上0.597裝夾板材并開啟機器1.994等待10.805沖壓.將成型板材卸下11.96去毛刺15.909檢驗（員工自檢）17.79將檢驗好的板材運送到運輸車上堆垛18.304總計512.512圖4.1改進前的沖床工序人-機作業圖注：此表中所有操作均為重復操作，為了節省空間，均使用了一次的時間用作計算，實際上的堆垛過程大約為一批28塊。實際工作時間可以簡單視為此工作過程重復三十次。根據圖可得出：由公式利用率=工作時間/總時間，得到人的利用率=51.86%，機器的利用率=48.14%，此利用率過低了，同時此加工周期也使得產量較低，不能滿足生產所需。原作業方式中沖床工序的問題分析根據圖改進前的沖床工序人-機作業圖我們可以看到，人與機器的利用率分別為51.86%與48.14%，均有過長的等待時間，現使用5W1H法進行分析：問：為什么要在機器停止后進行去毛刺并檢驗？答：一直以來是如此進行的問：有無改進的可能？答：有問：如何改進？答：在機器加工下一塊板材時，對上一塊板材進行去毛刺并檢驗等相關操作。問：為什么可以這樣改進？答：機器在進行沖壓工序時，人員是無工作的，需要等待此板材加工完成后才能進行后續操作，而我們經過統計可以發現，加工一塊板材的時間8.811min，完全可以涵蓋進檢驗1.811min，去毛刺3.949min以及搬運板材0.514min這幾個動作，因此我們可以將這幾個動作合并，并在沖床工作時讓員工進行這些動作，避免時間的浪費。改進后的沖床工序的人機作業圖改進后的人-機作業圖如下圖所示：作業名稱剪板機及沖床工序的人機分析圖利用率人機器人79.8%工作時間（總）267.23246.708機器73.7%空閑時間（總）67.6588.172操作人時間/min機器：數控沖床將板材搬運到沖床上0.597裝夾板材并開啟機器1..994去毛刺5.943沖壓檢驗（員工自檢）7.824將檢驗好的板材運送到運輸車上堆垛8.388等待10.805將成型板材卸下11.96總計334.88圖4.2改進后的沖床工序人-機作業圖注：改進后在沖床加工第二件板材時，工人去毛刺、檢驗以及搬運的是第一塊板材。根據圖可得出：由公式利用率=工作時間/總時間，得到人的利用率=79.8%，機器的利用率=73.7%，人與機器的利用率都得到了極大地提高。同時單件加工時間從18.304min/件縮短到了11.96min/件，產量也從28件/天提高到42件/天。4.3.2折彎工序的搬運動作優化折彎工序處搬運存在的問題本公司在S101板的制造流程中，往往涉及到多次搬運，而由于產品屬于鍍鋅鋼板，板材質量很大，且為了保證產品質量，要保證產品在搬運過程中盡量控制劃痕的產生，因此，板材的搬運是一個極其耗費體力的過程，而在原來的生產線布置情況上看，此工位的搬運方式較為原始，極其消耗體力，因此，我選擇對此工位的搬運過程進行優化分析。運用MOD法對折彎工序處搬運過程進行分析折彎機由于工作特性，必須由兩人同時操作，折彎機這一工位的基本操作流程為：搬運、折彎、搬運，而其中，第一次搬運是瓶頸環節，在此環節中，一方面搬運距離較長且搬運重量較大，另一方面容易在搬運過程中出現劃痕，產生質量問題。現對此搬運環節進行動作因素分析，其作業要點如下：雙手作業，兩人同時進行相同的動作。雙手同時抓住板材一端并抬起，由于板材堆放，抓取較為復雜。2.走一步到達運輸車前。3.將板材搬運到旁的運輸車上方并放下，此時需要注意避免在放下時板面產生劃痕。搬運過程的動作因素分析如下表所示：作業內容：折彎機處搬運過程工位布置圖定員：2人MOD數:30時間：3.87s日期：2021年5月6日左手時間右手動作敘述分析式MOD值分析式動作敘述抓住板材一端并抬起。M4G37M4G3抓住板材一端并抬起。走兩步到達運輸車前W5*235W5*2走兩步到達運輸車前將板材搬運到旁的運輸車上方并放下M4P5L1*413M4P5L1*4將板材搬運到旁的運輸車上方并放下表4.2搬運過程動作因素分析表簡化搬運動作根據上表我們可以看到此搬運動作中存在的問題：板材抓取并搬起過程較為復雜，需要7MOD。板材質量很高的基礎上需要搬運并移動。因此，針對此問題，我選擇根據動作優化原則對此搬運過程的動作進行優化：在板材的暫存位置，利用液壓裝置使板材可以一端抬起，使得工人在抓取時更為容易。將運輸車放置在暫存位置旁，工人在抓取起板材后無需走動，可以直接將板材翻轉落下，翻轉落下后無需仔細觀察并調整放置位置。將搬運與放置的結束動作合并。簡化后的搬運過程因素分析如下表所示：作業內容：折彎機處搬運過程工位布置圖定員：2人MOD數:12時間：1.548s日期：2021年5月6日左手時間右手動作敘述分析式MOD值分析式動作敘述抓住板材一端并抬起。M4G26M4G2抓住板材一端并抬起。將板材翻轉放置到一旁的運輸車上M4P26M4P2將板材翻轉放置到一旁的運輸車上表4.3搬運過程動作因素分析表4.3.3焊接車間堆垛環節的優化焊接車間堆垛環節問題分析根據第三章的流程程序圖我們可以知道，本公司的板材制造流程。其中每一工序均需要等待前一流程的半成品到達，且出于方便運輸以及節省成本等考慮，本公司無法進行流水線式改進，且根據原流程程序圖我們可以看到，在焊接工序完成后的堆垛環節需要根據箱單進行，工作人員需要依照箱單的分箱情況對單托板材進行堆垛，由于箱單的制作過程簡單，僅僅是依照要求大致分類，導致焊接車間的工作人員在根據箱單對板材進行分托時，所需要的時間遠遠大于正常的堆垛時間，這種情況既浪費了許多時間，也對我們的工作人員造成了不必要的體力浪費，因此，我選擇從此入手，對此板材的制造流程進行優化。我選擇使用5W1H法對此問題進行分析：問：為什么要根據箱單進行分裝堆垛？答：由于板材具有不同的要求，需要根據要求將板材分開。問：為什么由焊工進行分裝堆垛？答：上層領導的分工決策，且一直如此。問：為什么焊工分裝堆垛十分耗時？答：由于半成品輸送到焊工車間后，焊工車間要依據箱單進行分裝，但由于箱單制作較為籠統，導致同一批板材可能會分別屬于許多箱，焊工就會分別將他們區別開來存放，這一過程導致了時間的大幅增加。問：為什么箱單制作較為籠統？答;一直以來是如此制作的。問：箱單制作有無大致規律？答：根據是否需要外協加工區分包裝，根據板材大小大致排列并分箱。問：是否有更為細致的排列放式？答：嚴格按照板材大小進行排序。問：為什么需要嚴格按照板材大小進行排序？答，由于前期工序，沖壓以及折彎環節，均為按照從大到小的加工順序進行的。問：有無改進的可能？答：有問：如何改進？答：箱單按照要求制作，此外嚴格按照板材的尺寸進行排序，在折彎環節就提供箱單進行堆垛分托，在此時改變堆垛規律并不會額外增加堆垛時間。問：為什么可以這樣改進？答：由于板材是根據大小順序在沖壓以及折彎工序進行加工的，因此在這兩個環節完成的板材板號是可以預判到的，且其一天的加工能力穩定，所有完成的板材均會成為一托流向下一工序，因此在箱單中嚴格按照大小順序排序分箱后，后續環節僅需要根據每一箱的數量進行分裝堆垛了。焊接車間堆垛優化方法根據這一小節的分析可以得知，在焊接車間堆垛這一環節，出現瓶頸的主要原因是箱單的介入，堆垛時需要參考箱單。因此，我們選擇的改進辦法是在制造的上游引入箱單，即在剪板以及沖壓環節就引入箱單，由此，在生產上游堆垛時，所產生的半成品板材就是根據箱單的分箱而堆成一垛進入下一工序的，所以在焊接車間分箱時，就無須復雜的分箱環節，僅需要根據數量進行分箱即可。

改進后的S101板生產流程流程程序圖綜合以上幾點改進，我對使用連續測量法對產生工作時間變化的工序進行了測量，寬放率為10%,其標準時間表如下表：工序測量工時平均值/min寬放率標準工時沖壓（單塊）10.870.111.96根據箱單堆垛（單塊）-折彎工位0.7980.10.878根據箱單堆垛（每塊）-焊接車間1.270.11.397表4.4標準工時表綜合以上幾點改進，我們得到的全新的流程程序圖如下：流程程序圖工作部門：生產部生產項目：S101板開始時間.2021.4.17,8a.m.結束時間：2021.4.17,5p.m.研究者：諸葛岳鵬記錄時間：2021.5.7項目次數時間距離備注操作5830.71表中記錄的時間均為一塊板材的所需時間，左側的時間統計為整批需要的總時間，其中，一批的數量約28塊。其中，折彎過程中需要搬運板材2m。移動636.9205檢查292.09等待1貯存378.148步驟情況工作說明需時（min）操作移動檢查等待貯存1搬運板材至剪板機上0.61822測量剪切位置并剪切3.59373運輸剪切完成的板子至沖床車間1.1864沖壓（單塊）11.965檢驗板材是否合格（單塊）質量部門1.8816堆垛（單塊）0.5147將一批板材運輸至折彎機暫存點1.5188將每塊板材搬運至在折彎機上0.4269折彎（單塊）4.67610根據箱單堆垛（單塊）-折彎工位0.87811將折彎完的板材運輸到焊接車間2.07912焊接（單塊）4.79613根據箱單堆垛（每塊）-焊接車間1.39714檢驗是否符合標準（單塊）質量部門1.40815運輸至木工車間2.89316包裝130.0217等待發貨圖4.3改進后的流程程序圖對比兩張流程圖，可以發現針對一托板材的操作時間從993.95min降低到了830.71min，而堆垛所需