工业工程导论(1)

工作研究目录1工业工程导论2程序分析3作业分析4动作分析1工业工程与方法研究概述1.1工业工程1.1.1工业工程的定义1.1.2工业工程的发展概况1.1.3工业工程的内容体系1.1.4工业工程的时代特征1.1.5工业工程的基本方法1.2工作研究1.2.1概述1.2.2工作研究的内容及相互关系1.2.3工作研究的实施步骤1.3方法研究1.3.1方法研究概述1.3.2方法研究的内容1.3.3方法研究的基本程序思考与讨论1.1.1工业工程是什么工业工程（IndustrialEngineering，简称IE）是综合运用各种专门知识和系统工业工程的原理与方法，为把生产要素（人、物料、设备、能源、资金和信息等）组成更富有生产力的系统所从事的规划、设计、评价、改进和创新活动，同时为科学管理提供决策依据。规划实施（制造系统、现场）控制原材料能源产品与服务需求及其变化信息流物料流成本流能量流误差流为什么需要工业工程专业性问题——由专业技术研究解决1转换过程由机械制造、发电、钢铁冶金等专业技术解决；2单一生产要素由机械制造、能源开发、信息技术、会计事务等解决。综合性（交叉性）问题——由工业工程研究解决1合理调整和运用生产资源2生产计划与控制3质量管理与控制4成本控制5生产率及其影响生产率的因素工业工程定义的内涵IE是一门工程类科学技术，是技术与管理交叉的复合学科；IE的任务是如何将由人、物料、设备、能源、资金、信息等生产要素组成一个集成系统，并不断改善，从而实现更有效地运行；IE的目标是提高生产率和效益，降低成本、保证质量和安全，获取多方面的综合效益；企业产品全生命周期信息技术现代管理技术制造技术信息集成过程优化资源优化物流信息流价值流人/组织技术经营管理T（时间）Q（质量）C（成本）S（服务）E（环境）应变能力竞争能力IE采用和依托的理论与方法，来自数学、自然科学、社会科学中的专门知识和工程学中的分析、规划、设计等理论。特别是系统工程的理论和方法、计算机系统技术关系密切；IE的功能是对生产系统进行规划、设计、评价、改进和创新。IE的研究对象是由人、物料、能源、资金和信息生产要素构成的各种生产及经营管理系统。且不限于工业生产领域；工业工程在非工业领域的应用美国滨州大学的Benjamin教授指出：目前在美国，雇佣在制造业的劳动力只占20%，而80%的劳动力则雇佣在服务行业和管理岗位上，因此，应该更加重视IE在非制造业领域的研究与应用；山东大学的研究者将IE原理应用于餐饮服务业，以图提高餐厅的服务水平；天津理工大学的研究者将IE原理应用于医院，重构医院的服务业务流程，以提高服务质量。1.1.2工业工程的发展概况IE的萌芽：18世纪中叶到19世纪末经典IE的建立：20世纪初经典IE的发展：第二次世界大战及战后现代IE的建立：50~70年代进入80年代，国际上IE的发展与应用相当广泛，收效甚佳IE的萌芽：18世纪中叶到19世纪末零件的互换性——标准化(E.Whitney)劳动专业化分工——专业化(A.Smith)时间研究(W.Babbage)组织化、通讯联系和情报资料的管理原则(H.V.Poor)经典IE的建立：20世纪初F.W.Taylor：《科学管理原理》，内容涉及制造工艺过程、劳动组织、专业化分工、标准化、工作方法、作业测定、工资激励制度与职能组织等。他还首创了生产现场的时间研究方法。(1911)Frank&L.Gilbreth：从事动作研究和工作流程研究，设定了17种动作的基本因素，为工作与操作方法的改进与预定时间标准创造了科学依据，提供了基本方法。（1910）H.Ford：提出了装配流水线——大批量生产方式的形成。（1913）H.I.Gantt：进行作业进度规划研究，计件工资制研究，发明了甘特图。（1914）H.Fayol：提出了工业经营的6项职能，管理的五种职能和14条原则。（1916）F.W.Harris：研究应用经批量控制库存的理论（1917）。美国滨州州立大学在1908年设立工业工程课程，随后设立独立的工业工程系。经典IE的发展：第二次世界大战及战后工作研究、质量控制、人事评价与选择、工厂布置、生产计划等成为IE的内容；战后，运筹学(OperationsResearch)与IE结合，成为IE的方法基础。现代IE的建立：50~70年代系统工程、计算机技术引入了IE学科，逐步奠定了现代IE的理论基础与技术基础；进入80年代，国际上IE的发展与应用相当广泛，收效甚佳美国：有100多所大学开设有IE系或IE学院，为五大工程学科之一（机械工程、电机与电气工程、化学工程、建筑与建材工程、工业工程）日本：从60年代引入IE研究，70年代推出JIT，TPM–JIT：JustInTime，准时制生产，美国90年代将其总结为精益生产(LeanProduction)–PTM：TotalProductiveMaintenance,日本汉字为全员生产保全。新加坡、泰国、香港、台湾、印度等都已建立IE的研究、教育、开发和推广应用体系。1.1.3工业工程的内容体系制造企业信息支撑平台现代设计制造先进制造系统现代管理技术管理信息系统企业资源计划产品数据管理现代集成制造供应链管理客户关系管理决策支持系统全面质量管理业务流程重组项目管理电子商务办公自动化知识管理CAD/CAMCAPPCAMRP/GT/CEAI/ES准时制生产精良生产敏捷制造柔性制造服务器技术网络支撑技术数据仓库技术中间件技术防火墙技术1.1.3工业工程的内容体系人因与效率工程生产及其制造系统工程现代经营工程IE中的系统分析方法与技术人因与效率工程工作研究：分析影响工作效率的各种因素，消除浪费，提高生产率；工效学：研究生产系统中人、机、环境之间的相互作用和协调性，是工作研究的基础，其目的也是提高效率；组织设计：协调组织中人与事、人与人之间的关系，最大限度的发挥人的作用；人力资源开发与管理：充分利用人力资源，提高素质，开发潜能，增进效益。生产及其制造系统工程设施规划与物流系统设计：使各生产要素合理配置与布局，组成高效的生产集成系统；先进制造系统：在计算机技术与信息技术基础上发展集成生产和相应的先进制造技术；生产计划与控制：生产及各种资源的组织、计划、调度和控制；现代质量工程：为保证产品质量或工作质量所进行的质量调查、计划、组织、协调与控制等工作。供供供……供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供供现代经营工程工程经济：企业投资的可行性、评价其合理性与经济性，提供决策支持；工业设计：通过产品的审美设计和人与产品的界面设计，来完成工业产品的功能使用性、造型美观性、人机系统性和商业经济性的有机结合。企业战略管理：通过现状综合诊断。外部环境与变化分析、内部功能分析，确定企业的经营与发展目标。工业工程中的系统分析方法与技术量化分析方法：应用建模、预测、优化、仿真、评价技术对系统的各个方面进行定量和定性分析，目的是选择最优或满意的系统方案，具体技术有：运筹学、系统工程、统计学等；计算机技术与信息技术：硬件与软件基础、数据库原理、网络技术、管理信息系统等。制造系统的设计需求定义概念设计1预研与探索制造/建造4·过程设计·实施、评估与分析·修改、改进或再设计顾客市场需求市场气候变化科学技术的发展系统使用与后勤支持5#·评价与分析·修改、改进与再造/再设计系统退役6#·退役处理、拆卸·污染处理·回收功能分析初步综合与设计判据系统优化系统综合与定义初步设计细化原型开发原型试验评价初步设计2#详细设计3#详细设计##1.1.4工业工程的时代特征生产系统新特点•近年来，一系列新的制造系统模式还在不断出现，如CIMS、并行工程、精良生产、敏捷制造、CALS、虚拟制造系统、大批量定制生产模式(MassCustomization)、NGMS制造系统模式(NextGenerationManufacturingSystem)、全能制造系统模式(HollonicManufacturingSystem)、分形企业模式(FractalEnterprise)等等。步入21世纪，现代制造模式的特点呈现为集成特性、快速响应、以顾客为中心、满意质量以及绿色特性。现代制造系统模式为适应21世纪制造业的需要不断发展，其发展趋势可用“五化”简要描述，即集成化、全球化、网络信息化、柔性化和绿色化。IE发展的时代特征研究对象和应用范围逐步扩大到整个生产系统甚至网络化制造系统，并日益注重用系统观点和系统工程方法来处理问题；广泛采用计算机强化信息的采集、处理、传输、开发MIS与DSS等计算机辅助管理系统和信息化、智能化、网络化制造系统；突出重视生产率和质量的研究；努力实现不断改善可持续发展和综合创新这一现代IE的本质功能；重视人的作用、注重人与机器的最佳配合；重视形成面向问题的适宜的IE工作模式。1.1.5工业工程的基本方法系统分析方法——解决“干什么”系统设计方法——解决“怎样干”创造性技术系统图表法改进时遵守的“ECRS”四大原则“ECRS”四大原则E:Eliminate，取消。在经过“5W1H”之后，若结论为不必要，则予以取消。Case1:Inasetupoperation,adjustmenttypicallytookalargeportionoftheoperator'stime.Butsimplesolutionscanoftenbefoundtoeliminateadjustmentwork.Ifdieheightwasstandardizedsothatsetupwasmuchsimpler,theneliminatetheadjustmentprocess.Thesameideamaybeappliedinotherareassuchaseliminatinghorizontaladjustmentbyprovidinglocatorpinsorstandardizingboltheads.“ECRS”四大原则C:Combine，合并。对必要的工序、操作或动作，则应考虑能否通过合并达到省时简化的目的。Case2:Toimprovestamping（冲压）capacity,aspeciallydesignedgrabbing（抓）device(anironhand)wasinstalledtotakethestampedpartoutofthemachinequickly,utilizingtheupwardmovingforceofthemachine.Withthisarrangement,theupwardforce,whichinitselfdoesnotaddvaluetotheproduct,isnowcombinedwiththeworkoftheironhand.Sincethisdevicewasdesignedtoreachthepartevenbeforetheupperdiereachedthehighestpointofitsstroke,additionalstampingcapacitywasgained.“ECRS”四大原则R:Rearrange，重排。经取消、合并后，可在根据“何人、何处、何时”三提问进行重排，制定最佳工作、操作和动作顺序。Case3:Amachiningoperationusedtwomachines,eachhandledbyadifferentoperator.Sinceeachmachinewashighlyautomated,theoperators'timewasnotwellutilized.Theyspentmostoftheirtimewatchingthemachineoperation--addingnovaluetotheproduct.