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第一部分 工业工程第一章 IE基础1. IE (Industrial Engineering) 的概要IE的定义J 所谓IE是对综合人、材料、设备、能源等所有系统进行设计、改善、稳定化为目的的。J 将综合后的所有系统进行稳定化时，为了显示和评价形成的结果，使用工学分析或设计原则与技法，同时使用数学、自然科学、社会科学等专业知识或技法。人 MACHINE MACHINE机 MACHINE MACHINE IE(综合化与系统改善)法 MACHINE MACHINE物 MACHINE MACHINE 图I 11定义的具体化(1) IE是以人为本形成的技术。以人为本形成并以管理系统为对象。(2) IE是把系统设计的改善与稳定化作为重点。设计或者新系统的稳定化过程中预测到会发生什么样的结果而做出评价是很重要的。(3) 依赖于系统与运营者的作用以及组织化。为了对应生产技术的变化必须改变系统运营者的作用，并对其进行规定和组织化。IE的研究目的 IE是针对以生产现场为中心的作业进行(1) 系统的分析：作为现在的系统应该达到的成果，实际没有达到预计的成果时，进行发现问题并进行控制管理的研究。(2) 系统的改善：现在的系统达到的成果不够充分和作业不方便而有必要改善其中一部分的时候，研究其改善的办法。(3) 系统的设计：发生新的状况使得现在的系统难以达到充分的成果时，查找需求来研究设计新的系统。IE的历史年代人 员业 绩第一期(19世纪中后期)E.WHITNEY互换性方式原理发表（1800）所谓互换性方式是把公差赋予一切产品，不管什么产品相互之间都可以交换的性质第二期(19世纪末期)F.WTAYLOR科学管理法的创立：工时定额研究(1886)确立IE基础取得一人一日的工作量标准，改善工作方法F.BGIBRETH动作研究(1911年)人的基本动作分为18种类，寻找最好的方法第三期第二次世界大战期间E.M A Y OMORAL的发现W .ASHEWART创造管理图（1931年）第四期第二次世界大战后AIIE(美国IE学会)创立1948年表I112. IE的发展方向IE的重要性J 随着生产结构的复杂化，生产过程中对人与机器之间的相互作用等的分析，其必要性不断增加。现象与对未来的分析结果，对决策起很大的作用。(日本 94%，美国 87%)正在提高 差不多 无反应或降低日本48%46%4%2%美国61%26%11%2%IE 对决策的影响图I1IE的地位2(1) 作为常识性的IE通过基础性的IE技法教育，使公司所有员工都应该懂得。特别是对制造现场的管理者、监督者来说是有必要作为必修课学习。(2) 作为管理系统的IE应用IE的基本原理或方法，开发解决现场问题的各种应用工具，并必须向管理系统发展。为此，有必要引进日本或美国已开发的系统，进行修改完善并对IE理论进行取舍选择，使之发展成为与自己环境相吻合，特别是与我们公司生产系统相吻合，并成为现场管理中稳定的管理系统，即为发展IE的方向。(3) 培养IE专家如上所述，为了开展以上两方面工作，首先应通过在企业内培养可以起先头作用的IE专家，用更加体系化的方法推进IE并进行普及；另外还有通过实践提高对IE方法论的理解程度，并且以此来培养更好、更高水平的专家也是非常重要的。IE的作用IE是为了把企业的利益最大化、损失最小化，各阶层管理者为了完成目标，利用IE进行改善。即是为了提高人与一切资源的利用率而在业务上开发计划或管理系统、工作系统来协助各阶层管理者的工作。3.为了深入推广IE活动经营者必须具备坚决的决心 企业进行IE活动并进行深入推广的绝对条件是经营者首先认识IE的必要性，为了IE活动开展和深入推广必须有坚决的决心，并率先接受教育和实践。(1) 经营者必须具备坚决的决心(2) 明确方针和目标(3) 要创造出必须执行的氛围(4) 刺激管理者(5) 明确、严格评价管理者(6) 教育管理者(7) 组织IE专家(8) IE专家的培训(9) 设定IE专家的评价方法并进行评价明确IE活动的方针和目标明确设定生产效率目标或成本目标，创造出管理者、职员为了共同目标而活动的氛围，此阶段叫第一阶段。组织管理体系，刺激管理者(1) 确立管理体系阶段是实现系统的手段，但不能分担或代替系统的功能。只有系统才有阶段，所以必须通过专业技术或性能向系统提供必要的服务的，不应靠权利得到支持，而是靠实力得到系统的支持才能生存。(2) 重新组织管理体系有必要探讨现组织是否处于正确的管理状态，要确定对管理者业绩评价的尺度，明确管理目标。另外制造过程中的业绩评价应根据良品率、劳动生产性、设备生产性、成本效率、交货期的达成率、灾害率等量化的数据来进行评价。作为管理者现阶段在决策时灵活运用5W1H技术。从长远考虑应培养如下习惯：(1) 为学会您工作范围内的最新信息而留出必要的时间。(2) 为了了解别人在想什么、想做什么而留出必要的时间。(3) 为了顺利地沟通信息，要想应与别人共享什么信息。(4) 下决策前，要确认相关业务人员的意见有没有正确反映。4.IE的分类 基本IE和应用IE(1) 基本IE是属于古典IE，是指方法研究（ME：METHOD ENGINEERING）和作业测定（WM：WORK MEASUREMENT）。(2) 应用IE是基本IE为基础，把生产活动中的所有因素为对象的IE，包括了QC、VE、OR等。QAQCVE人机工程学 OR经济学方法研究作业测定基本IE应用IE 图I13方法研究和作业测定(1) 基本IE大范围内分为方法研究和作业测定。(2) 方法研究目的是作业系统的设计及改善，作业者的动作分析、作业者和设备等的作业分析、现场工序分析等都属于方法研究。通过方法研究做作业系统的再设计、业务设计、作业时间的缩短等，使其可以发展为理想的系统。(3) 作业测定是分析效率的技术，其包含制定标准时间及改善、目标时间的制定、测定作业效率等。作业测定虽把重点放在现场的生产性，但应扩大其领域提高系统的生产性、管理测量的生产性。5.IE的分析体系J IE的分析体系中，通过方法研究分析每个作业以及系统化作业，强调最好的方法，通过在作业测定中分析运转状态并测定单位作业时间，设定标准时间与作业量。J 通过依据方法研究与作业测定而设定的最佳方法和时间的组合，设计维持最佳作业系统。 工作因素分解运转状态的分析记录连续运转分析工作取样等方法测定及评价秒表法标准材料法PTS法、WF法等评价及检讨精密时间最佳运转时间必要空闲时间标准时间标准作业量对象的选定对象的选定最好的方法最佳作业系统的设计、确立、维持图I146.现状的问题问题的三个领域方法研究每个作业或系统化作业的设计、改善对象的选定方法的分析记录工序分析联合作业分析动作分析等方法改善事项的检讨5W1H目的、顺序、方法等作业测定排除浪费的时间及标准时间的设定、效率测定现场所存在的问题可以按日常问题，创新问题，探求问题等三个领域划分。(1) 日常问题(复原性问题)因标准明确将其超标做为问题，为了要维持标准而清除妨碍要素。(2) 创新问题(革新问题)为了提高标准（基准）的水平要解决的妨碍要素及开发机会时与目标之间的差异作为问题。(3) 探求问题(新的挑战)虽问题点很茫然，但必须想出对策时，明确问题的本质，解决其问题。革新性问题探求问题新的模式 目标 标准日常问题 现状 图I 15【问题的三个领域】问题的发现明确要发现的问题在三个领域中属于哪一类是最重要的。不管是什么问题需要明确问题的本质，可能的话按量化形态努力表现出来。(1) 日常问题（复原问题） 标准 现状 = 日常问题日常问题是标准和现状之差，按以下顺序发现问题，并使问题可视化。 明确标准或基准。 定量分析现状。 具体量化标准或基准之差。(2) 创新问题（革新问题） 目标 标准 = 创新的问题创出的问题是目标和标准或现状之差，按以下顺序发现问题，并使问题可视化。 果断否定现状。 设定新的管理水准或目标。 明确目标和现在的标准或基准的差异。（3）探求问题(新的模式) 新模式 - 旧模式 = 探求的问题探求的问题是新旧模式之差，按以下顺序发现问题，并使问题可视化。 在STARTING POINT思想上勾画出新的模式。 把握对新模式问题的后果。 利用CHECK LIST等将问题具体化。问题的解决顺序 现状分析树立改善方案实 施结果的评价问题的明确化图I 16【问题的解决顺序】明确问题点 (1) 认识问题通过现状把握、分析过去的数据、与优秀的公司比较等在理想的状态上或原则或理论上认识问题。(2) 设定目标使问题具体化把握问题的重点，分析期待的效果、改善的可能性、核心问题、目的或性能后使问题具体化。(5W1H)(3) 明确问题的解决目的、对象范围。明确目的、目标，探讨结果的评价方法，明确解决问题的组织、作用。(4) 树立解决问题的计划确立解决问题的计划，并对计划进行讨论。为了具体分析现状，收集必要的信息(1) 树立收集信息的计划考虑现状分析的方法并决定合适的方法及精确度，树立与现场工作人员之间的谈话计划及提问方法、内容、顺序等计划。(2) 以信息收集计划为基础来收集信息根据现状分析方法记录正确的实际状态，以量化数据为中心收集问题点，另外利用过去的数据提出假设，为了证明此假设进行观察和实验及测定。(3) 分析信息，追踪彻底的原因。确认信息或数据的可信性；另外对事实进行分类后用统计学方法来解释数据并使之图表化。还反复问为什么？把握问题的本质、掌握根本原因、利用散布图等确认现状和原因之间的相互关系。根据信息分析建立改善方案(1) 画出理想的状态，并以此为基础构思改善方案彻底否定现象，追求理想的状态，灵活运用检查表，依据ECRS的原则进行观察思考；然后，为了制订创造性的改善方案，积极运用科学方法进行讨论。(2) 构思的评价 对提议的改善方案，克服批判的姿态，而用积极接受的态度来进行评价；然后，从经济性、实践性、稳定性，质量等方面制定具体的评价方案，同时进行敬业态度部分的评价。(3) 改善的具体化 把实施方案分为长短期，区分马上可能实践的改善方案与需要长期执行的改善方案；然后通过效果与费用的测定来制定改善方案的优先顺序。准备图纸、顺序图等具体的解决方案，组织说明会、研讨会，进行教育与通报。实施结果的评价与Follow-up实施改善方案何谓现场的7种浪费？所谓现场的7种浪费是丰田公司JIT生产方式中定义的浪费，意味着在车间发生的无附加价值行为的要素。(1) 多余生产的浪费不必要的产品、在不需要的时候生产出不需要的产品发生的浪费，造成过剩库存浪费；(2) 等待的浪费 机器的监视作业、下一作业的等待、材料的等待、机器设备的故障等待、还有检查的等待等；(3) 运输的浪费 不必要的搬运、一时的材料堆积/移动、重新堆积等对物体的移动造成的浪费；(4) 加工本身的浪费指不必要的加工或作业中使用不合适的工装(具)等造成的浪费、空运转浪费、移动过大的浪费、准备作业浪费、瓶颈工序浪费等；(5) 库存的浪费有入库与出库的浪费、空间浪费、清点数量的浪费、堆积材料的浪费等；(6) 动作的浪费有不必要的运动、没有附加价值的动作、寻找的浪费、步行的浪费等；(7) 生产不良品的浪费有材料的浪费、投入的加工费浪费、检查浪费、未遵守标准的浪费等。本章要点IE(Industrial Engineering)的定义IE是对综合人、材料、设备、能源等所有系统进行设计、改善、稳定化为目的的。(1) IE是以人为本形成的技术。以人为本形成并以管理系统为对象。(2) IE是把系统设计的改善与稳定化作为重点。设计或者新系统的稳定化过程中预测到会发生什么样的结果而做出评价是很重要的。(3) 依赖于系统与运营者的作用以及组织化。为了对应生产技术的变化必须改变系统运营者的作用，并对其进行规定和组织化。IE的历史年代人 员业 绩第一期 (19世纪中后期)E.WHITNEY互换性方式原理发表（1800）第二期 (19世纪末期)F.W TAYLOR科学管理法的创立：工时定额研究(1886)F.B GIBRETH动作研究(1911年)第三期 (第二次世界大战期间)E.MAYOMORAL的发现W .A SHEWART创造管理图（1931年）第四期 (第二次世界大战后)AIIE(美国IE学会)创立:1948年IE的作用IE是为了把企业的利益最大化、损失最小化，各阶层管理者为了完成目标，利用IE进行改善。即是为了提高人与一切资源的利用率而在业务上开发计划或管理系统、工作系统来协助各阶层管理者的工作。为了IE活动的稳定化(1) 经营者应具备果断的决心(2) 明确IE活动的方针与目标(3) 组织管理体系，刺激管理者IE的分类基本IE：方法研究（ME），作业测定（WM）IE应用IE：QC，VE，OR，人机工程学，经济学等 问题的分类现场所存在的问题可以按日常问题，创新问题，探求问题等三个领域划分。解决问题的顺序 明确问题是什么 为了现象的具体分析收集必要的情报 以情报分析为依据树立改善方案 实施改善方案 实施结果的评价与继续车间的7种浪费 过多生产的浪费 等待的浪费 运输的浪费 加工自身的浪费 库存的浪费 动作的浪费 生产不良的浪费理 解 确 认 试 题判 断 题1. IE是分为基本IE与应用IE，基本IE是分为方法测定与作业研究。 （）2. 每个作业或系列化作业的设计、改善是方法研究的目的。 （）3. 做为为作业测定的方法，不使用实际业绩资料。 （）4. 从已经设定的标准或基准开始脱离的问题可以定义为革新问题。 （）5. 日常的问题意味着标准与现象的差异。 （）选 择 题6. 下列IE的定义与距离是什么？(1) IE是以人为本对生产过程进行分析的方法。(2) IE是活用工学性分析。(3) IE是设定生产现场的新标准或基准。(4) IE是以生产情报系统为主要分析对象。正确答案： （4）7. 下列IE的作用与距离是什么？(1) IE是为了企业利益的最大化提供的管理手段。(2) IE的分析是为了发现车间的浪费原因。(3) IE是为产品的收益构造分析提供重要的工具。(4) IE是按级别支援管理方法与手段。正确答案： （3）8. 下列IE的分析对象与距离是什么？(1) 设备的寿命 (2) 作业者的作业方法(3) 材料的流动 (4) 工艺的相似性 正确答案： （1）第二章 运转分析1. 运转分析的概要什么是运转分析？J 经过1天或者长时间观测，通过分析生产内容和非生产内容，设定生产力提高和标准时间时，设定合理的余率为目的的，观测分析的手法。运转分析的方法种类观测方法目 的优 点缺 点连续观测法用秒表长时间观测运转情况选定少数作业者(机器),详细测算所发生的工作时间详细的分析结果- 需要观测者的很多努力- 不能一次观测到很多观测对象瞬间观测法瞬间用眼多次观测选定多数作业者(机器),详细测算所发生的工作时间- 一次观测很多观测对象- 观测者可以同时进行其他工作- 因观测只限于是表面化，详细分析有困难 其他方法：- 依据作业报表及资料的方法；- VTR. 根据运转系统分析。表I21运转分析的目的(1) 通过对生产内容和非生产内容的分析，改善生产系统。(2) 去除或减少无论是作业者还是机器的等待等非生产因素，保证按计划生产。(3) 为设定（改定）标准时间，计算合理的余率。什么是附加价值？J 所谓附加价值是指企业从生产活动中创造出新的价值；一般来讲附加价值是从销售额中减去外部购入的价值。J 工序中的附加价值是材料变形的瞬间开始就可以看作是创造附加价值的瞬间；冲压工序中，冲压变形的瞬间就是附加价值生成的瞬间，冲压前的搬运、材料的放置等看作是没有附加价值的活动。2. 运转分析中的作业分类J 运转最重要的目的是创造附加价值；为了分析运转情况对下面作业分成有附加价值的作业和没有附加价值的作业是很重要的。区分大分类中分类项 目（ 事 例 ）运转主 作 业主 体 作 业切削加工，加工，铝焊，组装，插入零件辅 助 作 业检查，包装，材料的粘贴及剥离，工件尺寸检测，引线切割作业准备图纸取放，零件整理，工器具取放，机种交换非运转作业空闲工具研削，机器加油，废料处理，不定期材料搬运时间空闲清扫，起重机闲置，产品等待，教育，QC疲劳空闲个人休息，规定休息，重物搬运生理空闲上厕所，闲谈，喝水，擦汗非作业机器故障，停电，计划等待，材料短缺，作业时间未遵守表I22作业的分类准备作业作 业主作业直接材料，部品的变形，变质等，直接投入创造出附加价值的作业主体作业辅助主体作业，虽然每个循环都发生，但是，是间接投入的作业辅助作业为主作业（准备，收尾，搬运）而进行作业，每一个或者几个循环定期发生一次的作业准备作业作业空闲的分类 虽然是必要的作业要素，但不规则，是偶然发生的要素（主要原因是：机器，工具，材料等物质性要素）作业空闲主要与作业本身无关以管理为目的所发生延迟时间空闲主要是为了满足人的生理要求发生的要素生理空闲指为了恢复在恶劣的作业环境造成的疲劳而发生延迟要素，因无法在其他时间恢复疲劳，造成作业量下降疲劳空闲非作业有因管理职责任的非作业和作业者责任的非作业两种非作业图I21 J 为了分析运转损失，有必要注意生产现场投入的工时是在进行什么工作；在生产现场给作业分类的话，可以分成如下几类：主体作业主作业 辅助作业正规作业 准备前后作业 作业时间疲劳空闲人性空闲生理空闲 非正规作业 作业空闲 非人性空闲现场空闲 图I22信息收集的要领 J 假如你认为有必要收集信息的话，首先，看一下你自己的工作方式，担任了新的工作，首先有必要准备情报目录，然后再次对此目录进行“必要的”情报和“没有也没什么问题的”的情报分类。J 然后，把此目录给与业务有关的人员看，听一听意见，最后，必要的信息目录完成后，在最短的时间内制订信息收集计划并进行信息收集工作。3. 工作抽样的概要什么是工作抽样？J 所谓工作抽样就是指对人或者机器的运转状态及种类等进行瞬间观测，对此结果进行整理、汇总，应用观测项目的时间构成比率、运转率(或者非运转率)、统计学对抽样的理论进行调查分析的方法。资料分析设备运转作业日报运转分析分析连续运转观测分析分析瞬间运转分析连续运转工作抽样作业日报期间，对象分析 期间，对象分析 VTR，连续检测仪 【运转分析的种类和工作抽样】图I23工作抽样的用途(1) 把握设备或者人的运转内容。 掌握余力； 了解是否进行作业的合并和分割； 判断是否增加作业者或增设设备； 掌握作业流向是否平衡。 (2) 作为设定标准时间的基础资料特别是对个别不规则的大的作业有效。(3) 作为决定作业空闲率的基础资料根据标准时间的设定方法，即使只能计算出净作业时间，也因发生不规律，种类繁多，多样化，很难计算出各个时间值的空闲率，而工作抽样是计算这些的一个很有效的方法。4. 工作抽样的理论意义工作抽样的理论(1) 工作抽样是以概率的统计方法为基础。(2) 工作抽样时，样品的数量多的话，样品特性的分布曲线与收集单位的分布曲线几乎差不多一致。还有考虑到经济性和可信性，规定抽样数量是很重要的，对各作业要素的提取机会要均等是合理的。统计的基础理论(1) 二项分布工作抽样时，每回观测结果的出现概率实现二项分布。二项分布的标准偏差（）：P(1-P) P: 对象出现的概率= N: 抽样的大小 N(2) 正规分布(正规曲线下的面积)图I24(3) 可信度(概率的正确度)：正规分布上的代表性概率。P（-+=0.6827 P（-2+2=0.9545P（-3+3=0.9973 相对误差：%，比率 绝对误差：m，g(4) 相对误差和绝对误差 绝对误差（E） = 相对误差（S） * 发生率（P） 例： 10m 相对误差: 10% 绝对误差: 10m0.1 参 考 值: 9 - 11m(5) 工作抽样的观测次数S = 希望的精度(相对误差) P = 对象事件的出现概率(所求比率)Z = 与可信度相对应的T值 N = 样品的大小(观测次数) Z2 (1 - P) 一般在规定N值时 4(1-P)N = 没有特别的理由的话 N = S2 P 可信度定为95% S2 P 与可信度相对应的T值可信度68.27%95.45%99.73%123T值123(一般情况下可信度定为95.45% ，即Z = 2)表I23工作抽样事例图I25(1) 属于实际现象时，运转率：47/80 = 58.8%(2) 属于工作抽样时, 运转率：28/50 = 56%(3) 作为两种结果之差：58.8 - 56 = 2.8%，与实际情况没有太大的差异。这就意味着根据统计学合理取样进行分析，得到的结果比较正确，可以说这就是工作抽样的长处和特征。5. 工作抽样的顺序图I26个案研究1) 工作抽样区 分定义(行动)DATA计比率(%)1234运转主作业主体读,写42541541.6辅助翻 页110138.3准 备 作 业书,本子整理1410616.6非运转闲 谈说 话2022616.6脱 岗离 开 座 位1012411.1休 息休 息020025.0合 计999936100表I24工作抽样事例2) W/S 运转分析现况图I27问题1为了调查运转率，利用W.S的方法，预备调查(取样数量为100个)的结果，希望设备运转率为50%，信赖度为95%，精度为10%。J 为了满足所希望的条件，要追加多少观测次数是必要的呢？正确答案：300回 Z2（1-P） 22（1-0.5）N = N = = 400 S2 P 0.12*0.5预备观测时，因已观测了100回，故400-100 = 300回问题2对于A设备的停机率，分析W.S的结果是总观测数(N)为100回时，停机率为10%，所希望的信赖度为95%，精度为10%。J 是否能够满足所希望的值？J 精度是多少？ （1-P） （1-01）S = Z * S = 2 = 0.6 = 60%N.P 100*0.1没有满足所希望的精度(5)%这就要增大观测数，提高精度。丢掉“没有我就不行”的想法吧为什么说所有的事要我自己完成？共同的思想会发挥更大的创造力。本章要点什么是运转分析？J 经过1天或者长时间观测，通过分析生产内容和非生产内容，设定生产力提高和标准时间时，设定合理的余率为目的的，观测分析的手法。运转分析的方法(1) 连续观测法：运转时间经过长时间用秒表观测。(2) 瞬间观测法：对观测对象进行多次瞬间用眼观测。作业分类(1) 运转：主体作业，辅助作业，准备作业(2) 非运转：作业空闲，时间空闲，生理空闲，疲劳空闲什么是工作抽样？J 所谓工作抽样就是指对人或者机器的运转状态及种类等进行瞬间观测，对此结果进行整理、汇总，应用观测项目的时间构成比率、运转率(或者非运转率)、统计学对取样的理论进行调查分析的方法。工作抽样的用途(1) 把握设备或者人的运转内容。(2) 作为标准时间设定的基础资料。(3) 作为决定作业空闲率的基础资料。工作抽样的理论 以概率的统计方法为基础 工作抽样时，样品的数量多的话，样品特性的分布曲线与收集单位的分布曲线几乎差不多一致，但其费用可能很大 要考虑到经济性和可信性，应规定取样数量（观测次数） 对各作业要素的提取机会要均等是合理的工作抽样的观测次数S = 希望的精度(相对误差) P = 对象事件的出现概率(所求比率)Z = 与可信度相对应的T值 N = 样品的大小(观测次数) Z2 (1 - P) 一般在规定N值时 4(1-P)N = 没有特别的理由的话 N = S2 P 可信度定为95% S2 P 理解确认试题判 断 题1在作业分类中，主作业分为主体作业和辅助作业。 ( 0 )2考虑因恶劣的作业环境而使作业延迟的要素等叫做生理空闲。 ( )3工作抽样在运转中属于持续运转分析。 ( )4工作抽样的用途中，把握流程平衡并不合理 。 ( )5WORK SAMPING分为预备观测和本观测，预备观测的目的是规定观测回数为主目的。 ( O )选择题6. 请写出运转分析的观测方法。答案：连续观测法；瞬间观测法7. 在运转分析中不属于连续观测法内容的是：(1) 观测时间长； (2)同时观测多个观测对象有困难；(3) 观测表面化； (4)不能得到详细的分析结果。 答案：(3)8. 下面不属于运转分析目的的是：(1) 除去非生产性要素；(2) 设定标准时间的同时决定辅助作业时间；(3) 改善准备作业及作业终结；(4) 把握作业者能率。答案：（4）9. 下面不属于主体作业的是：(1) 测定加工物的尺寸；