工业工程知识

针对我们，工业工程能作什么呢？ 对于生产线 ,着重于以下数据： n 1：发觉是否有不必要的延迟 n 2：发觉动作路线、方法、次数或负荷是 否适当 n 3：发现动作距离是否可以缩短 n 4：发现是否有等待时间，是否可以缩短 n 5、发现可否同时加工和检查 n 6、发现动作或相关的配置、顺序、组合是 否适当 n 7、发觉动作对品质或效率的影响与可能改 善点 n 8、发觉工程或作业的配置、顺序分割组合 是否适当 n 9、发现制品变异情形 n 10、发现现场抱怨 对于生产线的不平衡 工业工程给出了解决的基本原则： n 1、排除不必要的动作 n 2、合并微小的动作 n 3、简化复杂的动作 4、重组动作或作业工序 n 应用上述原则，缩短耗时较长的作业时 间： n 1、分割作业，移部分至耗时较短的作业 n 2、利用工具或机械，改善作业缩短工时 n 3、提高机械的效率 n 4、增加人员作业 n 5、提高作业者技能和效率（妨碍效率的 布置或环境的改善） n 6、调整作业者 n IE-INDUSTRIAL ENGINEERING-工 业工程，简称 IE， 是世界上公认的能 杜 绝各种浪费，有效地提高生产率和经 济 效益的把技术与管理有机地结合起来 的 一门边缘学科。 生产要素 人、财、物 投入 转换 产出 生产的财富 产品、服务 生产率 =产出 /投入 技术 管理 工业工程的定义： n 其定义为：工业工程是对人员、物料、 设备、能源和信息所组成的集成系统， 进行设计、改善和设置的一门学科。它 综合运用数学、物理学和社会科学方面 的专门知识和技术，以及工程分析和设 计的原理和方法，对该系统所取得的成 果进行确定。 预测和评价。 工业工程的目标： n 工业工程的目标就是设计一个生产系统及该系统 的控制方法，使它以最低的成本生产具有特定质 量水平的某种或几种产品，并且这种生产必须是 在保证工人和最终用户的健康 和安全条件下进行。 IE的意识： n 成本和效率意识 n 问题和改革意识 n 工作简化和标准化意识 n 全局和整体化意识 n 以人为中心的意识。 为什么 IE会受到重视： n 因为它能够提高生产率！ 众所周知，日本是一个地小、人多、资源 缺乏的岛国。二次大战后，厂房、道路、 桥梁都受到严重破坏，经济面临全面崩 溃，全年 1/3时间停产，加上 600万日军 和移民拥回而失业人数激增。 n 再看今天的日本，面积不到 38万平方公 里，人口不过 1亿多，但国民生产总值占 世界国民产总值的 10%，据 1980年的统 计，日本国民的人均生产总值为 1.087 万美元，居世界第二位。 为什么日本能在那么短 的几十年里拥有那么大 的经济成就呢？ 为什么 IE能够如此呢？ 因为它有如下内容： n 方法研究：寻求完成任何工作的最经济 合理的方法，达到减少人员、机器、无 效动作和消耗，并使方法标准化。 n 作业测定：制定用经济合理的方法完成 工作所需的时间标准，达到减少人员 、 机器设备的空闲时间。 方法标准、时间标准最终使人、机、物将能力 全部贡献于有价值的工作上。 IE的全过程就是：利用方法研究 中的程序分析、操作分析、动作 分析获得最佳程序和方法，再利 用作业测定制定出标准时间。 问题分析技巧 1、分析时的六大提问（提问技术） 完成了什么？ （ what） 何处做？ （ where） 何时做？ （ when） 由谁做？ （ who） 如何做？ （ how） 为 什 么 ？ （ why） 要做这，是否必要？有无其他更好的 成就？ 要在此处做？有无其他更合适之处？ 要此时做？有无更合适的时间？ 由他做？有无更合适的人去做？ 要这样做？有无更好的方法去做？ 2、分析时的四大原则 (1)取消（ Eliminate): (2)合并 (Combine)： (3)重排 (Rearrange): (4)简化 (Simplify): 3、分析时的五个方面 （ 1）操作分析： （ 2）搬运分析： （ 3）检验分析： （ 4）贮存分析： （ 5）等待分析： 4、分析时的六大步骤 （ 1）选择： （ 2）记录： （ 3）分析： （ 4）建立： （ 5）实施： （ 6）维持： 方法研究内容包括： 1、程序分析 2、操作分析 3、动作分析 4、路线分析 何谓程序？方法研究与程序分析的关系？ n 以整个生产过程为研究对象，研究分析 一个完整的工艺（加工、制造、装配） 从第一个工作地到最后一个工作地全面 研究，分析有无多佘或重复作业，程序是 否合理，搬运是否太多，等待是否太长等。 （一）程序分析符号 表示操作 表示运输、搬运 表示检验 表示等待、暂存 表示贮存 表示同时操作和检验 二、操作分析 通过对以人为主的工序的详细研究， 使操作者、操作对象、操作工具三者 科学地结合、合理地布置和安排，以 减轻劳动强度，减少作业的工时消耗 ，以提高产量和质量为目的的工作分 析。可分为： （一） 人机操作分析 （二）联合操作分析 （三）双手操作分析 三、动作分析（ *） 动作分析的实质是研究分析人在进行各种 操作的细微动作，删除无效动作，使操作 简便有效，以提高工作效率。 （一）动素 1、伸手（ TE）（ ） 2、移物（ TL）（ ） 3、握取（ G） （U） 4、装配（ A）（ ） 5、使用（ U）（ U） 6、拆卸（ DA）（ ） 7、放手（ RL）（ ） 8、检查（ I） （ ） 9、寻找（ SH） （ ） 10、选择（ ST） （ ） 11、计划（ PN） （ ） 12、定位（ P） （ ） 13、预定位（ PP）（ ） 14、持住（ H）（ ） U 15、休息（ R）（ ） 16、迟延（ UD）（ ） 17、故延（ AD）（ ） 18、发现（ F）（ ） （二）动素性质划分 U U U 1、核心动 素 2、常用动 素 3、辅助性 动素 4、消耗性 动素 （三）动作经济原则 1、关于人体的运用 2、关于工作地布置 3、关于工具设备 简要介绍以下几条原则： （ 1）双手应同时开始和结束工作。 （ 2）除规定的休息时间外，双手不应同时空闲。 （ 3）双臂的动作应对称，方向应相反，并应同时进行。 （ 4）手的动作应尽可能以最低等级的动作来完成。 （ 5）应尽可能利用物体的重量，如需要肌力时，则应将 其减至最低。 （ 6）做连续的曲线运动比作方向突变的直线运动为好。 （ 7）自由摆动动作比受约束或受控制的动作更轻快。 （ 8）对于重复操作，平稳性和节奏性很重要，节奏性能使 动作流畅和协调 （ 9）工具、物料应置于固定处所及工作者前面近处，并依 最佳的工作顺序排列 （ 10）应有适当的照明设备，工作 台及坐椅式样及高度应 使工作者保持良好的姿势及坐立适宜 （ 11）尽量解除手的工作，而以夹具或足踏工具代替。 动作效率检查表 项 目 检 查 重 点 结 果 难 度 有没有较难执行的动作？ 作业的姿势是否容易导致疲倦？ 作业环境是否方便作业进行？ 能否使动作更轻松？ 人员的配置合理吗？ 有没有安全隐患存在？ 不 均 匀 作业是否有忙闲不均的现象？ 是否有熟练度不够的现象？ 作业者之间的配合怎样？ 是否有显得散乱的地方？ 浪 费 有没有等待、停滞现象？ 检查标准会不会过于严格？ 人员配备是否过剩？ 是否有重复多余的动作？ 有没有次序安排不合理的动作？ IE七大手法 一：防呆法 二 . 动改法 三：流程法 四：五五法（ 5W1H） 五：人机法 六：双手法 七：抽检法 一：防呆法 *防呆法（防错法）：是指如何设计一个东 西，使错误绝不会发生，或使错误发生的机 会简至最低 n *基本原则： n -作业的动作轻松 n -使作业不要技能 n -使作业不会有危险 n -使作业不依赖感官 二 .动改法 *动改法：即动作分析法，利用动作经济原 则，对操作者的动作进行细微的分析，消 除不合理和浪费的动作，以找出轻松，快 速，准确的操作动作的一种研究方法 *目的：是简化操作方法，提高生产效率。 减轻工人疲劳，进而确定操作方法和制订 动作时间标准 *动作分析的方法： 1.目视动作分析 2.动素 分析 3.影片分析 三：流程法 通过对整个生产流程程序的详细记录， 以便于对整个制造程序中的 ”操作 “， ”检 验 “”搬运 “”储存 “做详细研究与分析，特 别适用于分析其搬运距离，暂存，储存 等 ”隐藏成本 “的浪费。 四：五五法（ 5W1H） 五：人机法 六：双手法 *双手法也称为双手操作分析法，是研究单个人 员操作中双手或双脚相关的动作关系的一种作 业分析方法 *作用 1.研究双手的动作及其平衡关系 n 2、发掘 ”独臂 “式的操作 n 3、先伸手、找寻及笨拙而无效的动作 n 4、 发现工具、物料及设备等不合适的放置位 置。 5、使动作规范化 七：抽检法 n *工作抽样的原理 -工作抽样法运用概率 论与数理统计原理，以随机方式对调查 对象进行间断观测，把观察所获各项数 据运用数理统计原理，对整个研究对象 的数量特征作出估计与判断，达到对抽 样总体的认识。 -抽样的数据越多则错 误越少，反之，抽样误差越大 作业测定概述 作业测定的定义： “作业测定是运用各种技 术 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 的定义为： “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。 ” 规定的 作业标准 ： “经过方法研究后制定 的标准工作方法，及有关设备、材料、负 荷、动作等的一切规定。 ” n 作业测定的目的： 1、制定标准时间 2、改善作业系统 3、制定最佳作业系统（对比） n 作业测定（确定 ST)的方法有： 1、秒表时间研究 2、工作抽样 3、预定时间标准法 ST的确定： （一） 时间研究的概念 1、时间研究的定义： “时间研究是一种作业测 定技术，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 速度操作所需要的时间。 ”，定义中有： 合格、适当、训练有素的操作者；在标准状态下。 2、时间研究的研究方法： 时间研究是用抽样调查技术来对操作者的作业进行 观测，以决定作业的时间标准。 （二） ST确定的工具 1、秒表 3、时间研究表格 记录一切有关的资料 （三） ST确定的步骤 标准时间 =平均操作时间 评比 +宽放 第一步：收集资料 第二步：划分操作单元 第三步：测时 1、测时的方法及时值的记录 测时的方法为： 1、归零法：第一单元开始，开动秒表，第 一 单元结束时，即按停秒表，读取表上读数然 后使表针回复到零位。次一单元开始，再开 动秒表。 2、连续测时法：当第一单元开始时，开动 秒 表，在整个测时过程中不使秒表指针回零， 而任其继续走动，仅当每一单元完毕时看指 针并记录其表面时间 (R值 )。待全部记录完毕 ，再将两相邻单元的表面时间相减，以求得 每一单元时间 (T值 )。 1 2 3 4 5 T R RT R R RT T T 09 09 06 15 13 28 04 32 2、现场情况的记录 如测时来不及记录某一单元的时间，则应在该单 元 “R”栏中记 “X”或 “M”， 表示失去记录。 如在操作中发现操作者省去某一单元，则应在该 单元的 “R”栏中划一斜线 “/”，表示省去。 如操作者不按照单元的顺序进行，则在该单元的 408 “R”栏内划一横线 “一 ”，并于横线上记完毕 时间，横线下记开始时间。 外来单元正巧在某一单元完毕时发生：此时 ，于次一单元的 “T”行内注英文字母，如第 一次发生记 A， 第二次发生记 B， 如此类推 。同时，于时间研究表右边 “外来单元 ”R栏 的横线下方记入外来单元开始时间，横线 上方记入完毕时间，其完毕时间减去开始 时间，即为该外来单元的时间，记入 “外来 单元 ”的 T栏，并将内容记入 “说明 ”栏内。 n 外来单元在某单元内任何时间发生： 在该单元的 T栏内记下英文字母，其他同前。 外来单元时间很短：则同单元时间一起记录在 该单元时间内，同时在该单元 T栏内记一英文 字母，并于说明栏内说明该单元情况。 3、剔除异常值 美国机械工程协会（ SAM） 对异常值定义为： “某一单元的秒表读数，由于一些外来因素的影 响而超出正常范围的数值 ”。 剔除异常值的方法有多程，此处介绍最常 用的方法 -三倍标准差法，如下： 设对某一操作单元观测 n次，所得时间为： x1,x2,x3,-xn 则平均值为： x = x1+x2+x3+-+xnn = xi n 标准差为： = (x1-x) 2+(x2-x)2+-(xn-x)2_ n = (xi-x) 2 n 说明： i=1 n 以 表示 正常值为 x 3 内的数值，超过者为异常值。 例如，某一操作单元观测 20次（其中漏记一次，记 为 M）， 观测数据如下： 20， 20， 21， 20， 22， 20， 19， 24， 20， 22， 19， 21， 20， 28， 21， 20， 20， 22， M， 20 则： x= xi n = 399 19 =21 = (xi-x) 2 n = 78 19 =2.02=2 管制上限 UCL=21+（ 3x2)=27; 下限 LCL=21-(3x2)=15 28的数值大于 27，在上限之外，为异常值，应剔除。 4、决定观测次数 计算观测次数的公式如下（误差为 5% ， 可靠度为 95%）： N = n i=1 n xi2-( i=1 n xi)2 i=1 n xi 2 xi-每一次秒表读数 n-试行先观测的次数； 例如，某一单元试行观测 10次，结果如下： 7， 5， 6， 8， 7， 6， 7， 6， 6， 7 平均误差 5%，可靠度 95%，问需观测多少次？ 先求 i=1 n xi和 ( i=1 n xi)2 ,列表如下： 40 i xi ( xi)2 合计1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 7 5 6 8 7 6 7 6 6 7 65 49 25 36 64 49 36 49 36 36 49 429 代入公式得： N = 40 10X429-（ 65） 2 65 2 =24.6=25（次） 已测了 10次，需再测 15次。 5、决定每一单元的平均操作时间 剔除了异常值后，每一操作单元所有时间 值的算术平均数，即为该单元的平均操作 时间。即： 每一单元的平均操作时间 = （观测时间值） 观测次数第四步：评定正常时间 1、评比与正常时间 上述平均操作时间为该操作者的平均操作时间，因 此人的动作可能比标准动作快，也可能比标准动作慢 ，所以还不能作为标准时间，必须利用 “评比 ”予以修正， 使其成为不快不慢的正常时间。 所谓 “评比 ”，就是时间研究人员将所观测到的操作者 的操作速度，与自己所认为的理想速度（正常速度） 作比较 .因此，时间研究人员必须能在自己头脑中建立 一个理想的速度（正常速度），然后再根据这个理想速 度去评比操作者动作的快慢。 理想速度（正常速度）的建立，有以下几种国际公认的 ： 走行：平均体力的男子，不带任何负荷，在平坦道路 上以 4.8公里 /小时的速度行走。 分发扑克牌： 30秒内将 52张扑克牌分成四堆的速度。 230 230 80 80 图中 230和 80为 发牌起点到终点 的距离。 插销子：将 30只销子插入到 30只孔内，用 0.41分钟。 时间研究人员必须通过训练，逐渐在自己头脑中建立起 正常速度的标准，以便能正确判断。 2、评比尺度 评比时需将观测到的操作者的速度与理想速度（正常 速度）作精确比较，所以必需有具体的数字表示其快慢 ，为此必须有一个评比的尺度，通常采用以下两法： 60分法 100分法 这两种方法是建立在同一水平之上，凡观测速度与理想 速度完全相同的给予 60分或 100分。观测速度大予理想 速度的