IE 工业工程

IE工业工程美国工业工程师学会（AIIE）对工业工程的定义是：工业工程是对人员、物料、设备、能源和信息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定、预测和评价。目录日本对工业工程（IE）的新定义工业工程的发展简史IE的发展趋势工业工程师IE工业工程师解决问题的途径和基本方法工业工程公理及意识IE工业工程常用技术日本对工业工程（IE）的新定义日本IE协会（JIIE）成立于1959年。当时对IE的定义是在美国AIIE于1955年的定义的基础上略加修改而制定的。其定义如下：“IE是对人、材料、设备所集成的系统进行设计、改善和实施。为了对系统的成果进行确定、预测和评价，在利用数学、自然科学、社会科学中的专门知识和技术的同时，还采用工程上的分析和设计的原理和方法。”此后，根据AIIE的修改和补充，又在“人、材料、设备”上加上了信息和能源。JIIE根据IE长期（特别战后）在日本应用所取得的成果和广泛的应用，IE不论在理论上和方法上都取得了很大的发展。JIIE深感过去的定义已不适于现代的要求，故对IE重新定义。其定义如下：“IE是这样一种活动，它以科学的方法，有效地利用人、财、物、信息、时间等经营资源，优质、廉价并及时地提供市场所需要的商品和服务，同时探求各种方法给从事这些工作的人们带来满足和幸福。”这个定义简明、通俗、易懂，不仅清楚地说明了IE的性质、目的和方法，而且还特别对人的关怀也写入定义中，体现了“以人为本”的思想。这也正是IE与其它工程学科不同之处。这个定义可供我们了解IE的参考。工业工程的发展简史科学管理时代（20世纪初~30年代中期）工业工程时代（20世纪30年代后期~现在）1,吸收数学与统计学知识，创立了一系列IE原理与方法,(30年代后期~40年代中期)2,运筹学发生影响的时期（40年代中期~70年代）3,工业与系统工程时期（70年代~现在与未来）IE的发展趋势1﹐研究对象和应用范围逐步扩大到系统整体;2﹐广泛采用计算机和管理信息系统作为支撑﹔3﹐制造过程向高效﹐集成﹐和柔性的方向发展。(CAD/CAM,FMC/FMS,CIMS,MRPII,ERP,JIT)4﹐突出重视生产率和质量的研究﹒5﹐更加重视人的作用﹐注重研究人与机器的最佳结合﹐要研究在高效率设施条件下﹐人的适应性和提高生产率的问题﹗工业工程师(1)工业工程师扮演的角色1,工业工程师是诊断工厂、改善企业体质的医生2,长期计划的规划者3,多元化经营的构想者4,多专长人力管理的促成者5,高阶层决策的顾问者(2)工业工程师的任务1、人活动的子系统设计–产品（货物与服务）的设计–过程的设计–制造（生产）系统的设计–物流设施规划–工作流程设计–工作地设计–维护与辅助工作程序设计–安全程序设计，等。2、管理控制子系统设计–全信息系统设计–组织设计–资源配置与定位–质量保证系统设计–运作控制–库存控制–MRP/MRP2/ERP、JIT或TOC系统的设计–人力资源规划与控制–再造（Reengineering）3、公用服务子系统设计–目标战略与规划、建模、分析和决策–市场研究与营销（marketing)–供应保障（Logistics)与供应链管理（SCM)–客户关系管理（CRM)–企业内外部合作–企业业绩测试、评价与改进–政策法规与沟通的支持数据库–金融与投资监测、分析与决策–再造决策，等。4、企业测度指标–第一类测度指标：•产销量、库存和运作费用，或•生产率、成本和利润率•交货期（T)、成本（C)和质量（Q)，等。–第二类测度指标：•质量水平•企业竞争力•员工索质，等。5、运作规划与控制–产品开发–营销计划–对信息流、物流的规划与控制–CRM–供应商选择、管理与合作–采购与库存控制–财务控制–外部变化（干扰）IE工业工程师解决问题的途径和基本方法（一）问题的解决与决策（problemsolving&decisionmaking）(1)确定问题：先了解问题性质及症结所在。(2)分析问题：从找资料、记录现况、了解限制条件、探讨问题，以深入问题。(3)寻求可能解决问题的方案。(4)评估诸项方案，决定最佳决策。(5)采取行动。(6)考核行动结果，再提更佳解决途径。（二）系统与方法工程（system&methodengineering）从资料收集、组织、分析以及如何安排等数理计算及专门技术的方法来解决难题。（三）工业工程的基本方法（简单介绍）1、调查与实证：提问技术2、定量分析：量化分析3、简化4、连续改进5、不断创新6、抓主要矛盾－TOC方法工业工程公理及意识IE公理：“一个人工或人参与的系统总是可以改进的，除非它已经消亡或不值得再利用了”IE意识:不断改进创新的意识，以人为中心的意识，成本和效率意识，问题和改革意识，全局和整体意识，工作简化和标准化意识，快速响应需求意识等。让我们记住”thereisalwaysabetterway!IE工业工程常用技术美国G.萨尔文迪主编的《工业工程手册》根据哈里斯对英国667家公司应用IE的实际情况调查统计，常用的方法和技术为以下32中：（1）方法研究；（2）作业测定（直接劳动）；（3）奖励；（4）工厂布置；（5）表格设计；（6）物料搬运；（7）信息系统开发；（8）成本与利润分析；（9）作业测定（间接劳动）；（10）物料搬运设备运用；（11）组织研究；（12）职务评估；（13）办公设备选择；（14）管理的发展；（15）系统分析；（16）库存控制与分析；（17）计算机编程；（18）项目网络技术；（19）计划网络技术；（20）办公室工作测定；（21）动作研究的经济成果；（22）目标管理；（23）价值分析；（24）资源分配网络技术；（25）功效学；（26）成组技术；（27）故事与可操作性分析；（28）模拟技术；（29）影片摄制；（30）线性规划；（31）排队论；（32）投资风险分析。以上内容是按应用的普及及程度大小次次序排列的。防错技术(Poka-yoke)在汽车发动机领域应用改革开放以来,我国的汽车工业取得了令人惊奇的巨大发展，尤其是轿车工业品种日益繁多，使得发动机行业也逐渐加快新产品的开发力度，利用单线多品种生产技术来满足消费者的不同需求,根据精益生产要求(TPS)实施不同排量,不同型号发动机的共线生产。然而,在单线多品种的制造过程中,因产品的不同,共线制造中存在混装、漏装、漏加工、加工错误等潜在风险，因而造成发动机零件返修、报废等情况，从而增加了发动机的制造成本。面对这一状况，科学地使用防错技术的对降低生产制造中出现的产品质量问题的风险很有必要。一、防错控制的目的防错控制是指对不利于客户并且造成浪费的错误进行预测、防止的过程。发动机制造过程中，如果没有防错控制技术的应用，那么产品的制造过程就会导致较低的产品合格率和较高的制造成本。实施防错技术、增加防错装置，最终目的就是要减少加工废品、提高产品质量、降低制造成本、保证交货期。要达到这一目标，必须有合理的加工工艺和高精度的专用设备,并且在制造过程中,合理使用防错设备或检测技术来发现错误,减少浪费。我们都知道,防错技术的实施过程,必须要建立设计科学合理的防错装置、并进行维护防错装置,验证防错装置等一系列规范步骤。此外还必须考虑尽可能采用最简单有效的防错,多层次防错以及帮助操作工更好完成本职工作的防错。防错控制技术的简单化要求达到如下几点：*机床有更高的开动率；*设备趋向更低的维修率；*操作工对防错系统的认识与了解得到提高。防错控制技术的多层次控制表现为：*有效的防错系统采用的是多重的检查手段或分层检查；*防错中的多层检查极大地提高了检查到缺陷的可能性，同时也帮助我们形成利用简单、便宜的方法和系统的观念。防错控制技术是对操作工工作的支持，因此：*应用的前提是操作工愿意好好工作；*防错不是防止愚蠢错误或是防止破坏；*须知人是会因为疏忽而犯错，机器也不会总是按规范工作；*防错要能够帮助操作工减少或预防犯这种因疏忽而产生的错误和机床失误，以保证不生产缺陷产品；*防错系统是被设计用来帮助操作工更容易更轻松地完成工作。二、防错措施的类别目前，在发动机的机加工线及装配线上，采用设备防错和人工防错相结合的防错形式应用较广，既有简单实用的防错手段，又有技术含量较高的高科技控制。防错应用于发动机制造过程的型号识别、装配验证、尺寸检测、泄漏测试、输送过程、工件定位、零件盛放等过程，从而避免众多的失效模式，保证发动机的制造质量。机器设备上的防错装置技术应用在发动机的制造过程中，设备上的防错装置技术应用主要有以下几类：（1）定性的防错通过图像识别技术，光电、限位、接近开关的逻辑控制技术等来完成防错，比如：*即时摄片比较：区分装配零件的方向是否正确；*传感器感应检测：机加工自动线根据不同产品型号的外形变化，传感器将感应到的信息反馈给后面的加工工序，使后面的工序调用对应的加工程序，实施相应的加工内容；*加工孔探测：在机加工线中的钻孔或攻丝后的工位，对加工孔的断刀检测及切屑冲洗；*导向挡块：区分零件的输送导向；*光栅防错：通过光栅的检测控制，达到工件是否摆放到位的防错；*夹具防错：控制装配零件在夹具上的摆放是否到位来防错。（2）定量的防错通过测量探头感应或经过气电转换的测量技术(气体流量转换成电量)来达到防错的目的，如：*红宝石探头探测数据反馈：通过红宝石探头探测已压装气门座圈的内径来区别零件是3.0L还是3.1L发动机的缸盖；*BTS刀具长度检测：CNC加工中心刀具检测可防止错误长度的刀具安装在刀库中，防止加工过程中的断刀现象，减少加工首件或加工过程中的废品出现；*定位面气孔压力检测：确认工件正确到位的防错措施；*泄漏测试：发动机缸盖、缸体的油道以及水道的在线测试等,控制泄漏件流入下道工序*随线检具直径测量：这在机加工自动线中镗孔及铰孔后的工位应用较广，达到100%控制不合格产品的出现；*扭矩控制：发动机很多螺栓固定的拧紧程度均通过扭矩枪来控制。（3）颤动功能的防错通过颤动机的颤动，使零件随着不断的颤动并输送至判别零件的方向正确与否处，只有零件处于正确的位置方向时，才能进入送料轨道；位置方向错误的零件则掉入零件颤动料箱里，从而达到预防零件的进给方向错误，避免工件报废的目的，如：*缸体凸轮轴衬套的方向验证，防止衬套压反；*缸体水道闷盖的压装方向防错等。三、物料防错工件盛放器具的防错：加工完成的产品盛放实施防错技术，有方向性地定置摆放，预防工件相互碰撞，保证加工零件的表面质量；色标防错：装配区域零件的盛放料架，使用色标防错。四、人工防错（1）建立标准的操作SOS：如加工过程中的成品、待制品、待处理品、料废、工废等下线零件必须马上按照各类零件的处理规范挂上不同颜色的识别标签，刀具设定正常使用耐用度，防错装置建立TPM、PM维护保养制度等；（2）刀具安装防错：操作工按照刀具换刀规范进行调刀，如核对刀具号、长度类刀具进行长短比较等，预防出现由调刀中的差错造成的不合格零件；（3）工件目检、测量防错：操作工按照检验频次目检、测量工件加工中及毛坯本身存在的缺陷，把不合格工件剔除出来，在本工位上使其离线。五、防错技术的等级根据防错的效果，防错技术可分为如下三个等级：（1）不制造缺陷的防错，即不可能制造出坏零件，可能损坏的零件数为零；（2）不传递缺陷的防错，即不可能将坏零件传递到下一工位，预先假设所有零件是坏的，然后逐个审核通过，可能损坏的零件数为1；（3）不接受缺陷的防错，即后续工位不接受坏零件，预先假设所有零件是坏的，然后逐个审核通过，可能损坏的零件数大于1。防错技术的理想状态是不制造缺陷的防错，这是最主动、最经济、可预见并防止错误的控制技术。如加工前的探头探测、导向限位、传感器感应等的防错就能达到不制造缺陷的目标。但是由于可能出现的缺陷或造成的原因不同及机床功能布局等原因，因此避免不了采用其他两种不传递缺陷的防错和不接受缺陷的防错的防错技术，这也是最被动、最昂贵的防错措施。CNC加工中心及机加工自动线钻孔工位在本工位对