IE运用实务与技巧(1).docx

工业工程 . 1 .

简 介

工业工程 ( Industrial Engineering 简称IE) 起源于美国,是从 ‘泰勒’科学管理之原理及基础上发展起来的一门应用性工程专业技朮. 由于它的内容强调综合地提高劳动生产率 、降低生产成本、保证产品质量,使生产系统能够处于最佳运行状态而获得最高之整体效益,所以近数十年来一直受到名国的重视,尤其是那些经历工业化变革的国家或地区,如美国、日本、四小龙及泰国等地方,都将其视为促进经济发展的主要工具,同时相对地IE技朮在这种环境下亦得到迅速的成长.

由于工业工程在世界上广泛的传播及发展,使其造成很多不同的定义及说法,此中公认最具权威性的定义来自美国工业工程学会 (AIIE)早年的表述:
“工业工程是对人、物料、设备、能源和信息所组成的整体系统,进行设计、改善和设置的一门学科. 它综合地运用数学、物理和社会科学等方面的专门知识和技朮,以及工程分析和设计的原理与方法,对该系统所取得的成果进行确认、预测和评价. ”

工业工程之目标
目标就是:使生产系统投入的要素得到有效利用,降低成本、保证质量和安全、提高生产率、获得最佳效益.
(要素:人员、物料、流程、能源、设备等)
(浪费:识别不增值的时间和活动)

工业工程之功能

规 划 设 计 评 价 创 新

新产品开 工厂选址 产品设计 产品改进
技朮革新 工厂布置 经济分析(效益) 工艺改进
成本降低 生产流程 现有各系统 设施改进
产品标准化 信息系统 质量控制 系统组织
库存计划 安全、卫生 员工业绩 工作方法
员工培训等 系统等 制定各评价指 创新的激
标及规程等 励等
工业工程 . 2 .

工业工程之意识
1. 成本和效率意识
2. 问题和改革意识
3. 工化简化和标准化意识
4. 全局和整体意识
5. 以人为中心的意识
掌握IE方法和技朮是必要的,而树立IE意识更重要.

工业工程学科的范畴
工业工程知识领域的17个分支
1. 生物力学
2. 成本管理
3. 数据处理与系统设计
4. 销售与市场
5. 工程经济
6. 设施规划( 含工厂设计、维修保养、物料搬运等 )
7. 材料加工( 含工具设计、工艺研究、自动化等 )
8. 应用数学(含运筹学等、统计质量控制等 )
9. 组织规划与理论
10. 生产规划与控制(含库存管理、运输路线等)
11. 实用心理学(含心理学、社会学、工作评价、人事实务等 )
12. 方法研究和作业测定
13. 人的因素
14. 工资管理
15. 人体测量
16. 安全
17. 职业卫生与医学

工业工程应用效果
国外
美日之比较
1. 生产率
2. 汔车业

工业工程 . 3 .

工业工程 之 工作研究

方法研究

工作研究

作业测定

“工作研究”是改善
生产力之基本技巧之一

增加生产力

工业工程 . 4 .

工 作 研 究

工作研究它是传统IE中最早使用的一种改善工作技朮,直到现在也是最常使用的,所以它是IE体系中最重要的基础技朮. 工作研究的特点是:在很少或不需投资下使生产率显著提高.
工作研究可分为‘方法研究’和‘作业测定’,适当的利用这些技朮来考察生产和管理的工作,可不断有效的改进工作上的效率及得到经济上的效益.
工作研究使用的两种技朮,其中有着非常密切的关系,方法研究着重于改进现有之工作方法,提高工作效率,其实际效果须要运用作业测定来衡量;作业测定则是努力减少生产中的非增值时间,为作业制定标准时间. 而进行作业测定的基础是工作方法合理化和标准化,因此,两者是相辅相成的,其最终目的是提高生产效率. 正因为它是一种不须要投资或很少投资就能增强提升现有资源产出率的管理技朮,所以一直以来都受到工业界的注视重用.

方法研究

对现行或计划中之工作方法进行系统性的记录和仔细的分析考查,使其达到简易及有效的目的,是降低成本,加强生产能力和提高劳动生产效率的一种最受工业界普遍采用的技朮.

基本上方法研究的对象可分为下列两类,目的都在于改善生产工艺,流程及有关的管理,致力消除工作中的不合理和非增值的环节和步骤,充分利用投入的资源获得最高的效益.
1) 以对象为对象的研究----产品生产过程和零件工艺过程,以及有关的管
理业务流程研究.
2) 以人力为对象的研究---操作者在生产过程中的操作活动研究,其中 范围包括:
---改善工厂、车间和工作场所的布置,缩短工艺和运输的路线
---改善对原材料、机器设备和劳动力的运用,以较少的资源投入,获得
更多的产出.
---减轻劳动强度,避免生产劳动中不必要的体力消耗,节省人力
---改进工作环境,改善劳动条件

工业工程 . 5 .
日常生产和管理工作中往往都会发现不少问题须要不断的改善,而选择作为改善的研究对象则应以投入少而收入大的原则进行,以下四点一般可用作为选择的依据.
1) 生产过程中形成瓶颈的环节或工序---多任务序的生产模式由于缺乏妥善的研究及安排,一般都有发现不平衡而暴露较溥弱的一环.
2) 生产过程中成本高昂的工序---通常是由于工序劳动量消耗过大,所用的设备和工具昂贵,耗用的时间过长及消耗的能源过高所致.
3) 生产过程中质量不稳定的工序---产品质量不稳定一般多方面因素综合所引起,可以归纳于操作者、加工设备、原材料的质量和工艺操作方法.
4) 生产过程中劳动强度大、劳动条件恶劣、容易发生事故的工序---一般这样的工序都极须要用方法研究作改善.

方法研究 的 主要分析技朮

类别
内 容
方 法
程

序

分

析
产品流程分析
根据制造工程应用的五种活动(加工、搬运、检测、延误、停放)按顺序加以记录、分析、调查及研究其增值性和非增值性活动改善的可能性.
加工路线分析
在多品种批量生产中,分析部件或零件的加工顺序,寻找相同类似的加工路线,便于生产排列组织
搬运分析
分析物料搬运作业方法及搬运路线,谋求物料搬运的改善.
管理事务流程分析
记录帐票文件传送手续,分析管理消息流程的状变,加以改善.
作
业
分
析
工序作业分析
对单人操作的工序,进行细节分析寻求改进工作场地布置和操作方法的可能性.
联合作业分析
分析工组作业条件下,各个操作者之间的协调和配合,以提高工作的作业效率.
人---机作业分析
分析单人单机,单人多机或多人单机的作业,分析人和机器设备的配合,以提高人--机作业效率.
动

作

分

析
单元动作分析
将作业内容划分成动作组合,分析每一个单元动作与其它单元动作的关系,以期达到动作最简化,从而提高工作效率.
瞬时动作分析
用1秒或0.01分钟拍摄一格的速度,记录操作活动,然后以每一小段时间为标准,分析其动作轨迹,加以改进.
微动动作分析
钟拍摄3840—7680格的速度,记录操作活动,然后作微动作(慢动作)分析以改进操作.
工业工程 . 6 .

以上的各项原则适用于企业技朮工作、管理工作及辅助性工作等方面的研究和改进. 另方法研究包括流程分析、作业分析和动作分析等三个层次,要逐步依次进行,如工序经过流程分析后认为可以取消,那以下的层次就无必要再继续进行了.

方法研究基本上可解决的问题范围大至整个工厂的布局,小至工人的重复性劳动问题,但在运用时,应依据以下程序:
1.选择研究对象,将问题弄清.
2.进行直接观察,记录有关的全部过程.
3.运用方法研究中的技朮,详细而有规律地将过程进行分析.
4.考虙各种可能出现的因素,寻求最实用、最经济及最有效的方法.
5.切实建立新的标准工作方法.
6.通过定期检查后,正式推动标准方法的实施.

程序分析
完成任何工作所需经过的路线和手续即为程序.
在产品的制造方面:从原料进厂、入库、领料、加工、装配、检验、存仓、 出货的程序,这些程序手续愈繁、路线愈长,则耗力愈多,成本便愈高.
如果认真观察和分析任何一项工作,就会发现存在很多无效的动作和时间上的浪费.
程序分析主要以整个生产过程为对象,研究分析一个完整的工艺程序,分析有无多余或重复的作业,程序是否合理,搬运是否太多,等待是否太长等,进一步改善工作程序和工作方法.

作业分析
研究分析以人为主体的工序. 使作业者(人)、作业对象(物)、作业设备(机)三者科学地组织、合理的布置与安排,以减轻工人的劳动强度,减少作业时间的消耗,使工作质量得到保证.

动作分析
研究分析人在进行各种作业时的身体动作,以排除多余动作、减轻疲劳,使作业简便有效,从而制定出最佳的动作程序.
工业工程 . 7 .

方法研究的分析层次及分析技朮

工序 作业单位 作业要素 动作单位 动作元素

板材切断 搬入构件 放好构件A
取构件B
汽 成 型 自动点焊 放好构件B 搬 运
车 搬到夹具上
的 焊 接 检查制品 进行焊接 校正位置
车 安放好
身 组 装 搬往下工序 取出成品

涂 覆

程序分析 动作分析
作业分析

程 序 分 析
程序分析符号

表示作业: 为工艺过程、方法或工作程序中的主要步骤,如机加工、装配、喷油等.

表示搬运: 为工人、物料或设备从一处移向另一处.

表示检验: 为对物料的质量或数量及某种作业执行情况的检查.

表示暂存或等待: 为事情进行中的等待,如两工序间处于等待的 工作、零件;公文待批.

表示受控制的贮存: 为物料在某种方式下的授权下存仓或出仓,或 为了控制目的而保存货品.

表示同一时间或同一工场由同一人执行作业与检验的工作.

工业工程 . 8.

程序分析技巧
1. 分析时的六大提问

为什么要 有无其它更
完成什么 ? 做这,必要吗? 好的成就 ?
何处做 ? 在此处做? 合适的地方?
何时做? 在此时做? 合适的时间?
由谁做? 此人做? 合适的人?
如何做? 这样做? 合适的方法?
2.分析时的“ECRS”四大原则
a.取消 (Eliminate)
在经过“完成了什么?”、“是否必要?”及“为什么?”等问题的提问, 而不能有满意答案者皆非必要,即予消除. 取消为改善的最佳效果,如取消不必要的工序、操作、动作,这是不需投资的一种改进,是改进的最高原则.
b.合并 (Combine)
对于无法取消而又必要者,看是否能合并,以达到省时简化的目的,如合并一些工序或动作,或将由多人于不同地点从事的不同操作,改为由一人或一台设备完成.
c.重排 (Rearrange)
经过取消、合并后,可再根据”何人、何处、何时”三提问进行重排,使其能有最佳的顺序,除去重复,办事有序.
d.简化 (Simplify)
经过取消、合并、重排后的必要工作,就可考虙能否采用最简单的方法及设备,以节省人力、时间及费用.
2. 分析时的五个方面
a.作业分析 b.搬运分析
c.检验分析 d.贮存分析
e.等待分析
实际分析时,应对以上五个方面按照提问技朮逐一进行分析,然后采用取消、合并、重排、简化四大要点进行处理,以寻求到最经济合理的方法.
工业工程 . 9.

程序分析的图表
整个制造程序分析: 工艺程序图
产品或材料或人的流动分析: 人型的流程程序图、 物型的流程程序图
布置与路线分析: 线路图

工艺程序图
● 仅作出程序中的”作业”及保证效果的”检验”两种主要过程.
● 含有工艺过程序的全面概况,及各工序之间的相互关系.
● 还可包含各生产过程的机器设备、工作范围、所需时间及顺序.
● 通常主要的分程序置于最右边的一行 .
● 材料、零件、半成品均以水平线引入图中的垂直线.

#128玩具车工艺程序图

帽子 轮子 车身
5
注塑 注塑 注塑
去水口 去水口 去水口
检查 检查 检查
钢轴(X2)

装帽子

彩盒 检查

入盒

检查
流程程序图
● 进一步对整个制程序作说细的记录
● 由作业、检验、搬运、等待、贮存五种符号构成
● 特别是用于分析搬运距离、等待、贮存等隐藏成本的浪费
● 因较工艺程序图详尽和复杂,所以常单独对每一主要零件作图
● 可分为物料型及人型两种.
工业工程 . 10.

用量规核对工件尺寸
(人型流程程序图)

1 到仪器柜(5m)
○ 开仪器柜
○ 拿起量规
现时方法 2 带量规回工作台(5m)
○ 5 ○ 调整量规
□ 1 □ 用量规核对工件尺寸
4 (20m) 3 带量规至仪器柜(5m)
○ 放回量规
○ 关仪器柜
4 回工作台 (5m)
线路图
● 线路图是以作业现场为对象,对现场布置及物料(包括零件、产品、设备)
和作业者的实际流通路线进行分析.
● 常与流程程序图配合使用,以达到改进现场布置和移动路线,缩短搬运距
离的目的.
● 主要用于“搬运”或“移动”路线的分析.

作业分析
作业分析的类型
1.人机操作分析
2.联合作业分析
3.双手作业分析

动作分析
动作分析方法
1.目视动作分析 即以观测的方法寻求改进
2.动素分析 人完成工作的动作,可由17个基本动素构成
3.影片分析 即用摄影机将各个动作拍下来再详加分析
工业工程 . 11.

动作分析
动 素
1.伸手 (Transport Empty , 用TE表示)
定义:空手移动,伸向目标,又称运空
2. 移动 (Transport Loaded , 用TL表示)
定义:手持物从一处移至另一处的动作,又称运实
3. 握取 (Grasp, 用G表示)
定义:利用手指充分控制物体
4. 装配 (Assemble, 用A表示)
定义:为了两个以上的对象的组合而做的动作
5. 使用 (Use , 用U表示)
定义:利用器具或装置所做的动作,称使用或应用
6.拆卸 (Disassemble, 用 DA表示)
定义:对两个以上的组合的物体,作分解动作
7. 放手 (Release Load, 用RL表示)
定义:从手中放掉东西,称放手或放开
8. 检查 (Inspect, 用I表示)
定义:将产品和所制定的标准作比较的动作,叫检查或检验
9. 寻找 (Search, 用Sh表示)
定义:确定目的物的位置的动作
10. 选择 (Select, 用St表示)
定义:在同类对象中,选取其中一个
11.计划 (Plan, 用Pn表示)
定义:在操作进行中,为决定下一步骤所做的考虑
12. 定位 (Position, 用P表示)
定义:将物体放置于所需的正确位置为目的而进行的动作,又称对准
13. 预定位 (Pre-Position, 用PP表示)
定义:物体定位前,先将物体安置到预定位置
14. 持住 (Hold, 用H表示)
定义:手握物并保持静止状态,又称拿住
15. 休息 (Rest, 用R表示)
定义:因疲劳而停止工作
16. 迟延 (Unavoidable Delay, 用UD表示)
定义:不可避免的停顿
17.故延 (Avoidable Delay, 用AD表示)
定义:可以避免的停顿
18. 发现 (Find , 用F表示)
定义:东西已找到的瞬间动作

工业工程 . 12 .

动素性质划分
按对操作的影响,动素可分为有效动素与无效动素两大类
1. 有效动素 :对操作有直接贡献者.
如 : 装配、拆卸、使用等; 伸手、握取、移物及放手为操作中最常用的有效动素
2 . 无效动素:辅助及消耗性的动素
如 : 寻找、选择、检查、持住、定位及预定位等为辅助动素;
休息、故延及计划为消耗性的动素.

动 作 经 济 原 则

A.关于人体的运用
1.双手应用同时开始并同时完成其动作
2.除规定的休息时间外,双手不应同时空闲
3.双臂的动作应该对称,反向并同时进行
4.手的动作应以最低的等级而能得到满意的结果
5.物体的运动量应尽可能地利用,但是如果需要肌力制止时,则应将其减至最小的程度
6. 连续的曲线运动,比方向突变的直线运动为佳
7. 弹道式的运动,较受限制或受控制的运动轻快自如
8. 动作应尽可能地运用轻快的自然节奏,因节奏能使动作流利及自发

B.关于工作地布置
9. 工具物料应放置地固定的地方
10. 工具物料及装置应布置在工作者前面近处
11. 零件物料的供给,应利用其重量坠送至工作者的手边
12. 堕落应尽量利用重力实现
13. 工具物料应依最佳的工作顺序排列
14. 应有适当的照明,使视觉舒适
15. 工作台及坐椅的高度,应保证工作者坐立适宜
16. 工作椅式样及高度,应能使工作者保持良好的姿势
工业工程 . 13 .

C.关于工具设备
17. 尽量解除手的工作,而以夹具或脚踏工具代替
18. 可能时,应将两种工具合并使用
19. 工具物料应尽可能放在工作位置上
20. 手指分别工作时,其各指负荷应按照其本有予以分配
21. 设计手柄时,应尽可能增大与手的接触面
22. 机器上的杠杆、十字杆及手轮的位置,应能使工作者极少变动姿势,且能最大地利用机械力
凡任何工作动作,合乎22条经济原则,皆为经济有效的动作;否则,就应改进.动作经济原则有两大功用:即帮助发掘问题和提供建立新方法的方向. 下面将对这些原则进行分析 .

双手的动作应同时而对称
有人曾经做过一个试验,即一只手持两磅半重的物体(1磅=0.4536kg),在254mm的两点间两回移动,到200次,手发酸. 休息后,再双手各持两磅半重的物体,同时分别来回于254mm两点移动,结果到400次时,仍未感觉疲劳. 所以双手同时对称的动作能适应人体的对称,使动作得以相互平衡不易疲劳. 如果只有一只手运动,则身体肌肉必须一方面维持静态,而另一方面保持动态,肌肉无法休息,故易疲劳.

人体的动作等级
关于人体的运用的第4条:人体的动作应以尽量应用最低级而能得到满意结果为妥.
　工作时人体的动作可分为5 级　（见下表）
级别
运动枢轴
人体运动部位
１
指节
手指
２
手腕
手指及手腕
３
肘
手指、手腕及小臂
４
肩
手指、手腕、小臂及大臂
５
身体
手指、手腕、小臂、大臂及肩
工业工程 . 1４ .

动作运行的路线和节奏
关于人体的运用的第５至８条均互相关连：
１．工作物运动时，自然产生动能，应尽可能利用这种动能来改进工作．　
２．连续曲线运动，较方向突变的直线运动为佳

３．弹道式运动，较受限制的运动轻快
４．动作应尽尽可能轻松

工具和物料的放置
　　动作经济原则第９、１０及１３条：即工具和物料应置于固定处及工作者前面近处，并依最佳的工作顺序排列．　
１．工具、物料应置于固定处
２．工具物料依照较佳的工作顺序排列
３．工具物料及装置应布置在工作者前面近处

利用物料的自重
关于第１１条及第１３条：零件、物料应尽量利用其重量堕送至工作者前面近处．

适当照明、坐椅及工作台
１．适当的照明可以改善精细工作的视力疲劳
２．关于坐椅及工作台

＊＊尽量解除手的工作，以夹具或足踏工具代替
＊＊工具合并
＊＊工具及物料应尽可能预放在工作位置　
工业工程 . 1５ .
作 业 测 定
作业测定的定义
作业测定是运用各种技朮来确定合格工人按规定的作业标准，完成某项工作所需的时间．　
合格工人的定义
一个合格工人必须具备必要的身体素质、智力水平和教育程度，并具备必要的技能和知识，使他所从事的工作在安全、质量和数量方面都能达到令人满意的水平．　
作业测定的目的
１．制定操作系统的标准时间
　　制定实施某项作业所需的标准时间，作为工作的计划、指导、管理及评价的依据．
２．改善操作系统
　　观察某项作业的全过程，以及测定各单元作业的所需时间，其数据作为改进工作的依据．
３．制定最佳的操作系统
实施某项作业有两种以上的方法时，以每种作业方法所测定的时间作为比较依据，好中选优，以制定最佳方案．　
作业测定的应用
１．比较各种方法的效果，在相同条件下，工时最短的方法是最理想的方法．
２．平衡作业组成员之间的工作量
３．决定每个作业人员能操作的机器台数．　
４．提供编制生产计划和生产进程的基础数据，包括执行工作方案和利用现有生产能力　
　　所需要的设备劳力．
５．提供估算标价、销售价格和交货合同的基础资料
６．确定机器利用率指标和劳动定额，并可作为制定奖励办法的基础
７．提供劳动成本管理的数据
作业测定的层次
制定标准时间，应首先决定研究工作的层次，分下列四种：
第一层次：动作───人的基本动作测定的最小工层次．　例如：伸手、握取等
第二层次：单元───由几个连续动作集合而成．　例如：伸手抓取材料、放置零件等
第三层次：作业───通常由两、三个操作集合而成．若将其分解为两个以上的操作，则不　　　　　能分配两个以上的人分担的方式进行作业．例如：伸手抓取材料在夹具上定位（放置）
第四层次：制程───指为进行某种活动所必须的作业的串连．例如：喷油、装配、焊接等
工业工程 . 1６ .
时 间 研 究
时间研究的定义
　　时间研究是一种作业测定技朮，旨在决定一位合格适当训练有素的操作者，在标准状态下，对一特定的工作以正常速度操作所需要的进间．
在标准状态下
　　　系指用经过方法研究后制定的标准的工作方法、标准设备、标准程序、标准动作、标准工具、标准机器的运转速度及标准的工作环境等．　
时间研究的工具
１．秒表
２．观测板
３．时间研究表格
时间研究的步骤
１．收集资料
　ａ．能迅速识别研究内容的资料
　ｂ．能正确识别制造的产品或零件的数据
　ｃ．能正确识别制造程序、方法、工厂或机器的数据
　ｄ．能确识操作者的数据
　ｅ．研究的期间
　ｆ．有关工作环境的资料
２．划分操作（单元）
　　有以下原则
　ａ．每一单元应有明显易认的起点和终点
　ｂ．单元时间愈短愈好，但要研究员能精确测记．　
　ｃ．人工操作单元应与机器操作单元分开
　ｄ．尽可能使每一人工单元内的操作为基本动作，易于辩认
　ｅ．不变单元与可变单元应分开
　ｆ．规则单元、间歇性单元和外来单元应分开
　ｇ．每一单元应有完整而详细的说明，或记于时间表格内，或记于附页
３．测时
４．正常时间
５．宽放时间
６．标准时间
工业工程 . 1７ .
何谓评比
评比就是时间研究人员将所观测到的操作者的操作速度，与自己理想中的正常速度作一想象的比较．　

评比
正常＝１００
操　　作　　水　　平
相当行走速度
ｋｍ／ｈ
６７
甚慢；笨拙，摸索之动作；操作者似在半睡状态，对操作无兴趣
３．２
１００
稳定，审慎，从容不迫，似非按件计酬，操作虽似乎缓慢，但经观察并无故意浪费行为
４．８
１３３
敏捷，动作干凈利落、实际；很象平均合格之工人；确实可达到必要的质量标准及精度
６．４
１６７
甚快；操作者表现高度的自信与把握，动作敏捷，协调，远远超过一般训练有素的工人
８
２００
非常快，需要特别努力及集中注意，但似乎不能保持太久；美妙而精巧的操作，只有少数杰出工人可做到
９．６
现在管理上公认的，在有刺激的情况下比无刺激的情况下速度要快１／３，即
有刺激的情况下，正常速度＝１３３　　　　　无剌激的情况下，正常速度＝１００
正常时间
正常时间＝观测时间Ⅹ评比率　　　　　　　　（评比率＝评比值／１００）
例如：观测时间为：１８Ｓ　　　　　　　　　　观测时间为：２８．８Ｓ
　　　你的评比为：１３３　　　　　　　　　　你的评比为：８３
　　　正常时间＝ 18X133/100 正常时间＝ 28.8X83/100
=24S =24S

评比时应注意