工业工程技术课件

1、工业工程技术工业工程（工业工程（ie）技术）技术 工业工程技术 概 论 随着生产技术与控制方法的不断进步,由品质占主导的市场竞争模式,逐渐被品质与成本并重的市场策略所取代；经验的持续积累,加上不断的改善及创新,无疑会增强公司的实力与信心,人做为生产力变革的主体,其价值观念,逻辑的思考能力,科学的工作方法,势必对改善的效果与投入的成本带来重要的影响,为此,请你秉承积极,认真的心态理解下面的內容,并思考行动的步骤!工业工程技术课课 程程 大大 纲纲工业工程概论工业工程概论工作研究之方法研究工作研究之方法研究工作研究之工作测量工作研究之工作测量生产率改善与生产线平衡生产率改善与生产线平衡工业工程与精

2、益生产的关系工业工程与精益生产的关系工业工程技术第一讲：工业工程（第一讲：工业工程（ieie）概论）概论 工业工程和定义 工业工程的发展 工业工程的作用 工业工程的研究内容工业工程师的素养工业工程技术什么是工业工程？什么是工业工程？industrial engineering ie 工业工程是对人员人员、物料物料、设备设备、能源能源和信息信息所组成的集成系统， 进行设计、改善和设置的一门学科。 综合运用数学、物理学、社会科学的专门知识、技术以及工程分析与设计的原理、方法，对由人、物料、设备、能源、信息组成的集成系统，进行规划、设计、评价、改进（创新）的一门学科。 improve efficie

3、ncy 改善效率。 工业工程技术ieie的目标：的目标：工业工程技术工业工程的发展工业工程的发展18561915科学管理之父-泰勒 旧方法 新方法作业员配置 400600人 140人每人每日平均工作吨数 12.5吨 48吨每人每日平均工资 115 188每吨人工成本 0072 0033泰勒铁锹铲煤实验(1898)泰勒工业工程技术q 工作测量方法之父，创立了“动作研究” 。q lillian (1878-1972)：人因工程学的奠基人。 1995 corel corp.吉尔布雷斯砌砖研究 旧方法 新方法动作 18 412每时砌砖数120块350块效率100300工业工程技术工业工程的作用工业工程

4、的作用综合体系利用ie是系统优化技术pqcdsf工业工程技术工作研究（工作研究（work study）方法研究（方法研究（method study）工作衡量（工作衡量（work measurement）程序分析（程序分析（process analysis）工艺程序分析工艺程序分析(流程型流程型/总装型总装型)流程程序分析流程程序分析(人型人型/物型物型)布局与路径程序分析布局与路径程序分析操作分析（操作分析（operation analysis）人机配合分析人机配合分析联合操作分析联合操作分析双手作业分析双手作业分析动作分析（动作分析（motion analysis）细微动作分析细微动作分析动

5、作经济原则动作经济原则时间研究（时间研究（time study）马表测时法马表测时法摄像法摄像法速度评比速度评比宽放时间（宽放时间（allowances）工作抽样（工作抽样（work sampling）预定动作时间标准（预定动作时间标准（pts)模特排时法（模特排时法（mod）方法时间衡量（方法时间衡量（mtm）工作因素（工作因素（wf）工业工程的研究内容工业工程技术第二讲： ie方法研究之程序研究工业工程技术工作研究的内容 作业测量：是分析效率的技术。包括制定标准时间及改善目标 时间，测定作业效率等。方法研究：通过程序分析、操作分析、动作分析等研究，进行作 业系统的设计、改善及实施。工业工程

6、技术ie的全过程：利用程序分析、操作分析、动作分析获得-标准化作业利用作业测定-制定标准工时方法研究1 方法、程序2 材料3 工具与设备4 工作环境条件程序分析操作分析动作分析工艺程序图布置与经路分析流程程序图人机操作分析双手操作分析联合作业分析动作经济原则动作要素分析设定标准工作法1 方法、程序2 材料3 工具与设备4 工作环境条件运用上述分析技术，实现工作方法、程序、环境、条件的最佳化，为制定工作标准打下基础，也为时间研究作好准备。制定工作标准训练操作工人直接法合成法作业测定决定时间标准密集抽样时间研究(秒表法)分散抽样时间研究(工作抽样)预定动作时间标准法（pts）标准资料法标准工作法+

7、标准时间+其他要求工作研究的步骤工业工程技术 程序分析：以整个生产过程为研究对象，研究分析一个完整的工艺过程（注塑、装配、糖果、包装、存储等）,消除其中包含的多余作业、搬运、等待、不合理的程序等，从而提高工作效率（d029垃圾桶）。 程序分析的特点：生产过程的宏观分析。 程序分析包含：工艺程序分析、流程程序分析、布置和 路径程序分析。程序分析工业工程技术工序要素记 号说 明 加工表示材料形状、功能发生变化，装配等。 搬运材料、产品或人员的位置变化。 检查质量或数量检查。 等待材料或人员计划外的停滞状态。 存储材料或产品计划中的停滞状态。 复合符号加工中的搬运加工中的检查程序分析符号工业工程技术

8、工艺程序分析工艺程序图：表明生产过程中所有的操作、检验和物料加工的先后顺序，使整个制造过程一目了然。用于分析操作之间的关系，生产过程中的操作、检查、布局设计。工业工程技术流程程序分析流程程序图：进一步对整个制造过程作详细记录：由操作、检验、搬运、等待、贮存五种符号构成，根据研究对象的不同可分为： 物型：记录生产过程中材料、零部件被加工处理的过程。 人型：记录操作人员在生产过程中的各种活动。用于分析间接或隐藏的成本，如等待、存储、搬运等。 人型程序分析表工业工程技术程序改善方法程序改善方法-ecrs-ecrsc 合并合并s 简化简化r 重排重排e 取消取消消除不必要的流程、工序、作业、动作等（e

9、）尽可能结合项目明细（c）将项目明细以好的顺序重编排组合（r）将重编排组合明细简单化（s）工业工程技术布置与路径程序分析路径分析：对现场布局、物料(零件、产品）、设备、作业者的实际流通线路进行分析,改进现场布置、缩短移动路径。布置与路径分析图由操作、检验、搬运、暂存、贮存五种符号和布置示意图构成。重点是“搬运”和“移动”的线路。作用：流程程序图的补充，指明移动距离及时间和交通的拥挤，是改进现场布局与路径的工具。 工业工程技术程序分析技巧-5w2h5w2h做什么？（what）何处做？（where）何时做？（when）由谁做？（who）如何做？（how）为什么why？做什么？要在此处做？有无其他更

10、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？有没有成本更低的方法？ 成本如何？（how much）要做这，是否必要？工业工程技术程序分析五方面操作分析通过操作分析减少合并工序或工作地搬运分析降低搬运重量，减少搬运距离和时间检验分析选择适宜的检验方法 储存分析对应仓库管理，保障供应，减少库存量及时间等待分析分析等待原因并消除之工业工程技术程序的改善五大步骤v 选择-所需的研究工作v 记录-研究图表及关键数据v 分析-5w2h、五个分析方面v 改善-科学合理的新方法（如： ecrs）v 维持-经常进行检查/改善工业工程技术第三讲：ie方法研究之操

11、作研究工业工程技术人机人机操作分析操作分析人机操作分析：人机操作分析：分析操作周期内，人与机器的作业内容及关系，以协同机器与人的操作，充分利用人、机的闲余能量，提高人机协作效率。人机操作图，清晰展现了生产过程中人与机器的交互过程及操作的时间。单独工作空闲共同工作人机协作图标工业工程技术线段的长度代表时间比例。如1cm代表10min等。当人或机器操作时用 表示，人或机器空闲用 表示。人机共同工作时用 表示。0.20.40.60.81.01.21.41.61.82.0（取）放装好的吸盆放卡纸转动转盘空闲机器工作空闲人时间(min)人机操作分析图的构成 吸塑热压机工业工程技术联合操作分析多人同时对一

12、台机器（一项工作）进行操作，称为联合操作。对该作业过程中各个各个对象的不同操作间的相互关系对象的不同操作间的相互关系 所进行的分析，称为联合操作分析。基于人机协作的基础上更复杂的人机协作分析。联合作业分析研究目的：发掘空闲与等待时间，提高机器利用率。平衡各操作者的工作，减少周期时间。压定糖棒视频插定糖棒视频工业工程技术双手双手操作分析:双手操作分析：对生产现场作业者双手的操作进行分析研究， 以平衡双手作业动作及负荷，减少动作数量。 符符 号号 含含 义义 说说 明明 操作握取、使用、放手、放置 搬运手移动动作 检验 等候手的延迟、停顿 持住手持住工具或工件双手操作分析的符号入产品视频入糖视频包

13、糖视频工业工程技术第四讲第四讲:ie:ie方法研究之动作研究方法研究之动作研究工业工程技术动作分析：以动作为对象进行的分析，去掉多余动作，降低动 作等级，把必要的动作组合成标准动作系列，以开 发合理、高效的工作方法。动作分析的工具沙布利克分析（therblig）动作分析工业工程技术沙布利克分析符号 伸手(te) ( ) 握取(g ) 移物(tl) ( ) 装配(a ) ( ) 使用(u)( u u ) 拆卸(da) ( ) 放手(rl) ( ) 检查(i)( ) 寻找(sh) ( )（ u） 选择(st) ( ) 计划(pn )( ) 定位(p)( ) 预定位(pp)（ ) 持住(h)( )

14、休息(r)( ) 迟延(ud) ( ) 故延(ad) ( ) 发现(f)( )u工业工程技术沙布利克分析核心动素常用动素改善的对象辅助性动素减少的对象消耗性动素取消的对象uuu工业工程技术动作动作经济原则经济原则动作经济原则：使作业(动作的组成)能以最少的“工”的投入, 产生最有效的成果。动作经济性的基本准则动作经济性的基本准则 减少 动作数量 追求 动作平衡 缩短 动作移动距离 使动作 保持轻松自然的节奏 质优工简折盒子视频打吊咭视频打吊咭改善后视频工业工程技术动作经济性十条原则动作经济性十条原则与人体动作有关的原则：原则一：双手并用、对称原则。工业工程技术原则二：降低等级原则 手指手腕肘部

15、肩部腰部走动原则三：尽可能利用物体的动能采用流畅和连续的动作采用流畅和连续的动作。曲线运动曲线运动优于方向突变的直线运动弹道式运动弹道式运动优于受控制的运动（高尔夫）动作尽可能有轻松的节奏轻松的节奏与工作地布置有关的原则：与工作地布置有关的原则：原则四原则四：工具、物料置于工作者前面，依工作顺序排列。原则五原则五：零件、物料利用重量堕送至工作者前面“下坠式下坠式”传送传送。原则六原则六：照明设备，工作台及坐椅符合人因工学。工业工程技术与工具设备有关的原则：与工具设备有关的原则：原则七原则七：以夹具或足踏工具代替手的工作。（脚踏拖把）原则八原则八：将两种或以上工具合并为一 ；原则九原则九：各指负

16、荷应按其本能给予分配原则十原则十：工具及物料尽可能预放在工作位置。符合中国人身体的人因工程学物料（或工具）放置点、产品组装点、物料（或工具）放置点、产品组装点、操作者手的位置形成的三角形的边长操作者手的位置形成的三角形的边长越小越好。越小越好。工业工程技术模特排时法（模特排时法（mod）方法时间衡量（方法时间衡量（mtm）工作因素（工作因素（wf）第五讲第五讲:ie:ie工作测量之时间研究工作测量之时间研究工作研究（工作研究（work study）方法研究（方法研究（method study）工作衡量（工作衡量（work measurement）程序分析（程序分析（process analys

17、is）工艺程序分析工艺程序分析(流程型流程型/总装型总装型)流程程序分析流程程序分析(人型人型/物型物型)布局与路径程序分析布局与路径程序分析操作分析（操作分析（operation analysis）人机配合分析人机配合分析联合操作分析联合操作分析双手作业分析双手作业分析动作分析（动作分析（motion analysis）细微动作分析细微动作分析动作经济原则动作经济原则时间研究（时间研究（time study）马表测时法马表测时法摄像法摄像法速度评比速度评比宽放时间（宽放时间（allowances）工作抽样（工作抽样（work sampling）预定动作时间标准（预定动作时间标准（pts)工业

18、工程技术作业测量：作业测量：运用各种技术测量合格工人按规定的作业标准在 常的工作条件和环境下，以正常的速度下完成某项 工作所需的时间-必要时间+宽放-标准工时。目的：目的：制定标准作业方法制定标准工时制定最佳作业系统常用方法：常用方法：秒表时间研究/视频分析研究工作抽样预定时间标准法工业工程技术标准时间（标准时间（standard time=st standard time=st ）1 1、方法；按照明确的作业方法与使用固定设备、方法；按照明确的作业方法与使用固定设备2 2、条件：在明确作业条件（例如环境）、条件：在明确作业条件（例如环境）3 3、熟练度：进行操作的人具备中等偏上的熟练度与必要

19、的技能、熟练度：进行操作的人具备中等偏上的熟练度与必要的技能4 4、劳动强度与速度：没有在肉体上、精神上不利的影响、劳动强度与速度：没有在肉体上、精神上不利的影响5 5、品质要求：达到规定的品质要求、品质要求：达到规定的品质要求 在上述条件下完成单位作业量所需要的时间。在上述条件下完成单位作业量所需要的时间。在正常的操作条件下,用规定的作业方法和设备,普通熟练作业者以标准的作业方法及合理的劳动强度和速度下完成符合质量要求的工作所需的时间, 称标准时间。 标准时间标准时间5 5个必要条件：个必要条件：工业工程技术标标准准时时间间正常时间正常时间宽放时间宽放时间主体作业时间主体作业时间副作业时间副

20、作业时间私事宽放时间私事宽放时间疲劳宽放时间疲劳宽放时间作业宽放时间作业宽放时间集体宽放时间集体宽放时间标准工时的构成工业工程技术1. 1. 秒表测时法秒表测时法：用秒表直接进行作业时间测定的方法。明确时间分析调查的目的，并向车间人员说明。选择观测对象，观测时间选择。（什么时间测量合适？）用具准备。分解作业要素，确定观测次数。观测及记录，统计整理观测结果(测量多次）。讨论观测结果，制定改善方案。预定时间标准工业工程技术 2. 2. 工作工作抽样抽样法法：在一段较长时间内，以随机方式对调查对象进 行工作与否的间断观测，得出结果。工作改善：工作改善：调查人机的工作与空闲比率，对空闲部分进行研 究、

21、分析、改善。制定标准工时制定标准工时：高阶次工作的标准时间。（作业/工序） 标准工时= + 宽放 总观测时间*工作比率*平均绩效指标观测时间的总产量工业工程技术预定时间标准法预定时间标准法(pts)(pts)： 对分析对象的作业进行细分，分别决定时间标准，求出作业所需的总和。pts标准法的代表： 工作因素法-wf/方法时间测量法-mtm/模特排时法-modapts工业工程技术模特法分析代码对应示意图mod法的时间值:1 mod = 0.1 = 0.1 秒(熟练者动作)= 0.129 秒(正常速度)= 0.143 秒(含恢复疲劳的10.74%)工业工程技术移动动作反射性动作放的动作移动动作终结动

22、作胳膊的基本动作腿的动作结合动作现场的动作边看边抓的动作模特法基本体系和记号模特法基本体系和记号m1 手指m2 手m3 下臂 m4 上臂m5 肩膀 (m1/2,m1,m2,m3)g0 接触后抓g1 抓在手里g3 难抓的动作p0 容易放的动作p2 边看放1次p5 边看放2次f3 踩pedalw5 步行l1 重量要素e2 眼r2 改抓d3 判断a4 压力（按）c4 回转b17 弯曲起来s30 坐起来工业工程技术模特法分析代码模特法分析代码区 分序 号动作代码mod(时间值)代码说明备 注移 动 动 作1手指m11手指动作2.5 cm2手腕m22手腕动作5.0 cm3前臂m33前臂动作15 cm4上

23、臂m44上臂动作30 cm5肩部m55肩关节动作40 cm结 束 动 作6抓g00轻触物品的抓 7抓g11手指抓的动作 8抓g22手腕抓的动作 9抓g33需要注意力的抓，反复两次以上才能抓取的动作注意10抓g1111利用手指末关节，注意力高度集中才能完成的抓注意11放p00不需注意力简单放的动作 12放p22手指动作修正一次以上放的动作注意13放p33需要注意力，能靠感觉完成的动作注意14放p55眼睛盯着放在正确位置的动作注意工业工程技术区分序号动作代码mod(时间值)代码说明备注其 它 动 作15重量因素l11搬运重物的动作（根据个数加值） 16看e22眼睛移动，需要对焦独立17判断d33瞬

24、间的判断独立18按a222公斤以下的压力动作独立19按a442公斤以上的压力动作独立20步行w55走一步或转身 21重新抓r22重新抓小东西时独立22重新抓r44重新抓大东西时独立23脚f33脚跟触地状态下踩或放 24回转c44旋转目标物的动作(旋转手柄) 25弯b1717曲身后伸腰 26弯b88连续b17动作(从站立状态,弯曲身体或蹲下再站起来) 27坐起s3030坐上椅子后站起来再坐下来的动作(推椅及拉椅子的动作) 28注意n33需要注意及危险动作独立模特法分析代码模特法分析代码工业工程技术第六讲第六讲: :生产率改善与产线平衡生产率改善与产线平衡工业工程技术 4m4m 问题点问题点设备设

25、备 machinemachine设备经常停机吗?维修点检有正常进行吗?设备使用方便、安全吗？设备配置和布置好不好人员人员 manman 是否遵守作业标准？工作技能足够吗、全面吗？工作干劲高不高？作业条件、作业环境如何？材料材料materialmaterial材料品质状况如何？材料库存数量是否合适？材料存放、搬运方式好不好？方法方法 methodemethode作业标准内容是否合适？作业前后的准备工作是否经济高效？前后工序的衔接好吗？作业安全性如何？5w2h5w2h，ecrsecrs改善的方法未达到未达到预计的预计的结果结果计划计划plan试行试行o实施实施action达到预期结果达到预期结果找

26、到浪费收集数据找到浪费收集数据确定预计结果找到方案确定预计结果找到方案实施方案实施方案评估结果评估结果标准化标准化防止再发生防止再发生核查核查heck工业工程技术ie工作研究改善的步骤工作研究方法研究作业测定选择研究对象记录现行工作方法程序分析进行方法改进拟定新的工作方法培训操作者实施新的工作方法和标准时间提高工作效率操作分析动作分析选择研究对象确定时间研究方法 直接时间研究预定动作时间标准法标准资料法确定宽放时间制定标准时间持续改进工业工程技术生产线平衡生产线平衡：生产线平衡：对生产各工序进行作业内容均衡化，使各工序的作业时间基本相近。其核心是消除工序不平衡从而消除工时浪费，最终实现“单件流

27、”。流水生产线流水生产线是在“分工”和“作业标准化”的基础上发展起来的。分析作业内容及时间分解工序，将作业内容初步分配到各工序对各工序进行作业内容调整及改善，使各工序时间基本相等按加工顺序布置工位。工业工程技术研究生产现平衡时几个重要概念takt（节拍时间）：客户需求节拍，目标：按需生产（按月变化）。ct（周期时间）：生产制程时间，制造一件产品所需时间(基本恒定）。瓶颈时间（bottleneck）：整个流程中最长的工序时间 通过通过，前前端端到到达达所需时间所需时间工业工程技术生产线平衡步骤确定流水线作业内容及作业标准计算节拍时间（takt time）画优先图-aov确定理论工位数生产线平衡排

28、程（将作业要素按一定准则分配到各工位）计算流水线负荷(效率)如何有效的设拉工业工程技术dfjc 1. 绘制生产线优先图（又称网络活动图） （precedence diagram）abgheki工业工程技术玩具小车生产线平衡案例任务时间(s)作业描述紧前任务a45安装后轴支局,拧4个螺母无b11插入后轴ac9拧紧后轴支架螺栓bd50安装前轴,用手拧紧4个螺母e15拧紧前轴螺栓df12安装1#后车轮,拧紧轮轴盖cg12ch12eijk1289无ef,g,h,i安装2#后车轮,拧紧轮轴盖安装1#前车轮,拧紧轮轴盖安装2#前车轮,拧紧轮轴盖安装前轴上的车把手,拧紧螺栓螺钉拧紧全部螺栓螺钉工业工程技术2

29、. 计算节拍：玩具小车的生产在一个传送带上进行组装,客户每天的需求是500辆,每天的生产时间为420min.50.4s/辆3. 计算工作站最小数量（理论上）：sminw/tt195/50.43.874w:流水线中所有工作站工作内容的时间总和工业工程技术4.选择作业分配规则：规则一：按后续作业数量最多规则优先安排作业。规则二：按作业时间最长规则优先安排作业。规则三：按该项作业元素时间与后续作业元素时间的总和最大规则优先安排作业。5.平衡装配生产线，将作业分配到各工作站：作业元素后续作业元素数量作业元素后续作业元素数量a6f,g,h或i2b或d5j1c或e4k0平衡方案平衡方案a a，选用规则一，

30、当规则一遇到问题时，采用规则二，直至所 有作业均安排完毕.工业工程技术工作站作业作业时间s剩余时间s可安排的紧后作业紧后作业最多的作业最长作业1a455.4 无 2d500.4 无 3b1139.4 c,e c,e ee1524.4 c,h,i c h,ic915.4 f,g,h,i f,g,h,i f,g,h,if123.4 无 4g1238.4 h,ih,i h,ih1226.4 i i1214.4 j j86.4 无 5k941.4 无 流水线负荷率:e=w/(s*tt)=195/(5*50.4)=77.38%工业工程技术平衡方案b，选用规则三：即该项作业元素时间与后续作业元素时间的总和

31、最大规则优先安排作业(下图为小车作业元素阶位表)作业元素作业时间abcdefghijk阶位值a45 1+ + +106b11 1 + +61c9 11 +50d50 1 +106e15 11+56f12 1+29g12 1+29h12 1+29i12 1+29j8 117k9 9工业工程技术工作站作业元素阶位值紧前作业作业时间s累计作业时间s剩余时间s1a106一45 455.42d106一50 500.43b61a11 1139.4e56d15 2624.4c50b9 3515.4f29c12 473.44g29c121238.4h29e12 2426.4i29e12 3614.4j17f，

32、g，h，i8 446.45k9j9 941.4按阶位法分配小车作业元素过程通过上面的阶位式作业元素分配过程得到作业地仍为5个，负荷率仍为77.38%，平衡效果依然不好。工业工程技术平衡方案c，选用规则二：即按作业元素时间最长规则安排作业，并用规则一作为辅助规则，以达到生产线平衡的目的。作业元素作业时间s作业元素作业时间sd50b11a45c，k9e15j8h，i，f或g12流水线负荷率:e=w/(s*tt)=195/(4*50.4)=96.73%（只有6.6s 空闲）计算各工序作业负荷：平衡方案c ,各工作站的负荷率均有大幅提升, 故选用平衡方案c 更好.工业工程技术工作站作业作业时间s剩余时

33、间s可安排的紧后作业时间最长的作业紧后最多作业1d500.4 无 2a455.4 无 3e1535.4 b,h,i h,i bh1223.4 i,b i bi1211.4b b bb110.4 无 4c941.4f,gf,g f,gf1229.4g g gg1217.4 j j89.4k k90.4 无 工业工程技术精益生产的定义：精益生产的定义：“精益”一词取自“精”字中的完美，周密，高品质和“益”字中的利和增加的意思，更有精益求精的意思，精益生产起源于丰田生产模式。第八讲第八讲: :工业工程与精益生产工业工程与精益生产5s-精益生产的基础识别并消除七种浪费（7 wastes）标准化作业（s

34、op）准时化生产（jit）精益布局与物料流动路径（lean layout）价值流分析（vsm）-现在一般先用vsm来分析va/nva快速换型（smed）均衡生产（leveling production)设备效率（ oee ）全员生产自主维护（ tpm ）精益生产的主要内容精益生产的主要内容精益生产工业工程技术5s-精益生产的基础整理-区分有用及无用物品，并分开整顿-将有用物品放置于规定位置（定位）清扫-按谁使用谁清洁的原则作好物品的日常清洁清洁-对上述三方面的强化管理素养-形成员工的5s素养，严守标准，团队精神“定品”，“定量”，“定置”化管理的三定原则。与工业工程中路径与布局的技术及动作经济性原则工业工程技术这其中含有了工业工程中关于布局（与搬运有关），动作分析的技术（多余动作），程序分析（