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nullnull工业工程与效率改善课程大纲课程大纲IE导入 IE与精益生产 IE的基本手法 （一）方法研究 （1）流程 （2）作业分析 （3）动作分析 动作改善与动作经济原则 （二）作业测定 （1）标准时间分析方法 （2）预置时间标准法 MOD法介绍 IE导入IE导入 工业工程(Industrial Engineering简称IE) ，起源于美国，是在泰勒科学管理基础上发展起来的一门应用性工程技术学科。它是以规模化工业生产及工业经济系统为研究对象,以优化生产系统,提高劳动生产率和综合效益为追求目标,在生产制造技术、管理科学和系统工程等科学不断发展的基础上形成的一门交叉边缘学科 。 1955年美国工业工程师学会给出了工业工程完整的定义,即“工业工程是对有关人员、物资、设备、能源和信息等组成的整体系统进行设计、改造与实施的一门学科” 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的运行状态而获得巨大的整体效益。IE导入 泰勒（Taylor, 1856~1915），美国古典管理学家，科学管理的创始人。他系统地研究了工场作业和衡量方法，创立“时间研究（Time Study）”，通过改进操作方法、科学制定劳动定额、采用标准化等方法，极大地提高了劳动效率、降低了生产成本。被誉为“科学管理之父”、“工业工程之父”。 泰勒于1898-1901年在一钢铁工厂看到工人利用铲子从事矿石与煤炭的搬运作业。在调查中，泰勒发现一搬运工一次可铲起3.5磅（约1.6公斤）的煤粉，而铁矿石则可铲起38磅（约17公斤），且因作业员身体素质的差异造成搬运重量有相当的差异。为了获得一天最大的搬运量，泰勒开始着手研究每一锹最合理的铲取量。 泰勒找了两名优秀的搬运工用不同大小的铁锹做实验，每次都使用秒记录时间。最后发现：一锹铲取量为21.5镑（约9.5公斤）时，一天的材料搬运量为最大。同时也得出一个结论，在搬运铁矿石和煤粉时，最好使用不同的铁锹。此外，还展开生产，以改善基层管理干部的管理范围。进一步的，还设定了一天的标准工作量，对超过标准的员工，给予薪资以外的补贴，达不到标准的员工，则要进行作业分析，指导他们的作业方式，使他们也能达到标准。 结果，在三年以后，原本要五六百名员工进行的作业，只要140名就可以完成，材料浪费也大大降低。 IE导入IE导入IE导入吉尔布雷斯夫妇（Frank Bunker Gilbreth,1868-1924 & Lillian Moller Gilbreth, 1878-1972) 吉尔布雷斯出身工程师 其夫人是人文主义者、心理学家，并亲自参与了工业工程事业，被称为“工程界的第一夫人（First Lady of Engineering)，二人相互补益 吉尔布雷斯被称为“动作研究之父” 他们主要贡献是创造了与时间研究密切相关地动作研究，就是对人在从事生产作业中的动作进行分解，确定基本动作要素（称为“动素”），然后作科学分析，建立起省工省时、效率最高和最满意的操作顺序。 吉尔布雷斯夫妇与泰勒有很多相同见解，例如与泰勒一样把“人”作为完成工作的重要因素来考虑，但其方法比泰勒更精细而科学，成就比泰勒更伟大，他关注的是消除不必要的动作，节省出工作者更多的休闲时间— 人性化的IE，始终致力于找出一套最佳方法（The one best way to do work）去做工作IE导入IE导入工业工程研究的目标： 1）使生产系统投入的要素得到有效利用 2）降低成本 3）保证质量和安全 4）提高生产率、获得最佳效益 他追求的是整个系统的优化与提高 IE与精益生产IE与精益生产精益生产终极目标IE与精益生产IE与精益生产精益生产主要目标是最大限度地减少企业生产所占用的资源和降低企业管理和运营成本。 IE是世界上公认的能有效杜绝各种浪费，有效地提高生产率和经济效益的，把技术和管理手段。 IE是完成精益生产方式的工程基础和支柱，是精益生产的重要组成部分。IE的基本手法IE的基本手法IE的基本手法主要由IE始祖泰勒的时间研究和吉尔布雷斯F.B夫妇的动作研究为基础发展而来，它主要包括方法研究、作业测定、布局研究和生产线平衡等方法手段nullIE工作研究（一） 方法研究 工作研究概要工作研究概要工作研究(Work Study) 是传统IE中最早使用的一种改善技术，直到现在也是最常见使用的，所以它是IE体系中最重要的基础技术。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”。 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。 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，依据时间标准合理安排，以减少人员和机器的空闲时间。 工作研究工作研究方法研究的研究对象应以投入少而收入大的原则来进行，以下四点一般可用作为选择的依据。 生产过程中形成瓶颈的环节或工序---多工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薄弱的环节。 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。 生产过程中质量不稳定的工序---产品质量不稳定一般为多方面因素综合所引起，通常可以归纳于操作者、加工设备、原材料的品质和工艺操作方法。 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做改善。方法研究分析技术方法研究分析技术包括流程分析、作业分析和动作分析三个层次.流程分析方法流程分析方法生产流程分析是以产品从投料到产出的整个生产过程为对象，研究生产性活动以及非生产性活动改进的可能性 流程程序图由操作、检验、搬运、暂存、贮存五种流程分析符号组成 流程分析符号 流程分析方法流程分析方法程序流程图根据研究对象的不同，可分为： 1） 产品或物料程序流程图 2）人员程序流程图 现举例说明： 例一：一张火车票自售出、使用至回收为止的程序流程图 例二：用量规和对工件尺寸例一例二流程分析方法流程分析方法流程分析技巧： 1、分析时的六大提问(5W1H提问法）： 流程分析方法流程分析方法2、“ECRS” 四原则的应用 “ECRS”四原则“ECRS”四原则①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。 取消一切可能被取消的操作或动作； 取消工作中不规律性的环节，使动作自然，有利于自动化； 取消以手代替工具持物的工作； 取消不灵活或反常的动作； 取消必须使用肌肉力量维持作业姿势的动作； 取消必须使用肌肉力量的操纵，以动力工具去取代； 取消必须助动的作业； 取消危险的工作； 取消所有不必要的闲置环节。“ECRS”四原则“ECRS”四原则 ② 合并（Combine） 对于无法取消而又必要者，看是否能和拼，以达到省时简化的目的。如何拼一些工序或动作，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。 合并突然改变方向的短程小动作，使之成为连续的曲线运动； 合并工具 合并控制； 合并动作。 ③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 平均分配双手的工作，使双手同时地、对称地动作； 平均分配工作于作业组成员； 将作业合理排序。 “ECRS”四原则“ECRS”四原则④简化（Simplify） 经过取消、合并、重排后的必要工作，就可考虑能否采用最简单的方法及设备，以节省人力、时间和费用。 使用最低级次的动作； 减少眼睛移动和凝视的次数； 保持在正常的工作区域内操作； 缩短动作距离； 使手柄、操作杆、足踏板、按钮等都在手足之处； 利用动力、反作用力和惯性，尽量减少肌肉的使用； 应用最简单和可能的动作组合； 减少每一动作的复杂程度。 作业分析方法作业分析方法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起来，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）人机作业分析 （二）联合作业分析 （三）双手作业分析作业分析方法作业分析方法在机器的操作过程中，调查、了解操作周期内，人与机的相互联系，以充分调动人与机的能量及平衡操作的分析成为人机作业分析 实例： 改进后作业分析方法作业分析方法采用人机作业方法，首先要记录机械的运转状态与操作者的作业程序之间的时间关系，以调查作业效率。可做以下用途： （1）调查机器运转率低的原因； （2）决定每人负责的机台数 （3）决定人机系统的作业重点； （4）作为研讨设备布局的依据 联合作业分析联合作业分析两个或两个以上的操作人员共用一台或几台机器，这种操作模式成为联合操作，这时为避免时间上的等待或干涉而对其进行效率改善即成为联合作业分析。 其有以下用途： （1）用以将工作合理的分配，使操作者的工作量平均化 （2）发现浪费时间的作业内容，进行重点改善 生产现场的具体工作，主要由工人的双手来完成，调查、了解如何有效地利用双手进行实际操作的情况，称为双手作业分析 动作分析动作分析动作分析(或称动作研究)是对生产活动中的全部作业动作进行观测分析，研究人的各种动作的浪费，从而寻求省力、省时、安全、经济的作业方法。 动作分析按精度不同分为以下几种方法： （1）目视动作分析 观测者以目视直接对现场作业进行观测分析，现场发现动作问题并改善。 （2）动素分析 将人的全部动作包括大脑的思考行为分为18种最小动作单位要素（简称动素），在进行分析研究。 （3）影像分析 通过作业录像进行分析，可以精确地对作业时间及动作要素进行测定分析及研究分析。动作分析动作分析动作分析的程序 （1）观察与记录 观察生产现场作业者的动作，进行记录。 （2）对分析记录结果中的浪费进行改善 去除记录结果中产生浪费的动作及将费时的动作改 为较快的动作 （3）动作经济原则下的动作改善 （4）重新编制作业方法 分析时要注意所有材料、工装夹具、机械及作业环境对作业方法的影响，从生产作业的全部因素入手改善作业效率。动作改善动作改善疲劳的两种形式: 肌肉疲劳和脑力疲劳 减少肌肉疲劳: 1、减少动作数量 2、追求动作平衡 3、缩短负荷动作的移动距离 减少脑力疲劳：动作简单、流畅有节奏 动作改善是指创造用力最少、不易疲劳，既舒适又能达到最高效率的途径或方法，其重点是：寻求使操作人员舒适的工作场所布置，省时的工作方法，设法将作业人员的疲劳减到最低。 动作改善动作改善身头摇不转不秧插不 摇头、转身、插秧，三种动作过于频繁会增加劳动强度，从而降低作业质量。 改善作业环境的布置方式，可以消除摇头、转身和插秧的动作。动作经济原则动作经济原则动作经济原则含义 “动作经济原则”又称“省工原则”，是对动作改善的方法进行分类，并系统地进行分析总结所得出的原则。它是使作业（动作的组成）能以最少的“动作(体力和脑力消耗)”投入，产生最有效率的效果，达成作业目的的原则。 动作经济原则动作经济原则动作经济原则动作经济原则动作经济原则动作经济原则尽量以足踏、动力夹具代替手的工作工具尽可能合并使用工具、物料尽可能放在工作位置上 ，取放便利手指分别工作时，其各指负荷应按照其本能予以分配设计手柄时，应尽可能增大与手的接触面操作位置设计尽可能减少身体姿势变更， 且能最大地利用机械力 工具设备 “六”原则nullIE工作研究（二） 作业测定作业测定作业测定作业测定是利用各种技术来测定合格工人按规定的作业标准来完成某项工作所需的时间。 合格工人：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另人满意的水平 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、负荷和动作等相关的一切规定。作业测定作业测定作业测定的目的: 1、制定作业系统的标准时间 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、 改善作业系统 观察某项作业的全过程，以及测定各单元卒业的所需时间，其数据作为改进工作的依据。 3、制定最佳的作业系统 实施某项作业有两种以上的方法时，以每种作业方法测定的时间作为比较依据，好中选优，以制定最佳。作业测定作业测定作业测定的应用: 比较各种工作方法的效果。在相同条件下，工时最短的方法是最理想的方法 平衡作业组成员之间的工作量 决定每个作业人员能操作的机器台数 提供编制生产计划和生产进程的基础资料 ，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 提供估算标价、销售价格和交货的基础资料 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 提供劳动成本管理的资料标准时间分析方法标准时间分析方法标准时间的定义是：“在适宜的操作条件下，用最合适的方法，以普通熟练工人的正常速度完成标准作业所需的劳动时间”。 “适宜的操作条件”、“最合适的操作方法”：是指通过方法研究后，所确定的操作条件与操作方法 “普通熟练工人”、“正常速度”：意味着标准时间是适合大多数作业者的时间 “标准作业”：是标准时间的依据，是时间研究的结果。 标准时间分析方法标准时间分析方法标准时间的意义和用途 标准时间是时间研究的基准。凡欲对某一领域、某一过程的时间序列进行科学的分析研究，都不可避免地要确立相应的标准时间，非此则无法进行比较、分析、定量的考察。 标准时间就企业经营管理范围来说，它可应用于： ·计划工作 （编制生产作业计划、估算成本、确定销售价格、工序平衡计算设备需要量、和职工定员、确定工作者一天的工作量） ·日常管理 （对生产和工作状况的监督指导、预算控制、成本管理、研究和改进工作方法、提高设备利用率以及对工人进行操作训练） ·进行评价 （对职业方法进行研究比较、改进或选择；生产设备和工艺准备的设计与选择；对工作者进行评比） ·测定劳动生产率，研究和指定工作标准及其他标准标准时间分析方法标准时间分析方法制定标准时间的方法 （1）经验判断法（估工） 由定额员（或估工小组）根据产品的设计图纸、工艺规程或产品实物，考虑到使用的设备、工装、原材料以及其它生产技术、组织条件，凭生产实践经验估算出工时消耗而制定定额的方法。 （2）历史记录法（统计分析法） 历史记录法以记工单、打工卡记录为凭证，根据过去生产的同类型产品或零件、工序的实耗工时或产品的原始记录和统计资料，来推断同等内容的时间标准。其不足之处在于标准时间中包括其他工作时间、私事延迟等。因此，统计资料数据往往比实际操作时间多，且变化很大。 （3）时间研究 它是在方法研究基础上，对生产时间、辅助时间等加以分析研究，以求减少和避免出现在制造业中的无效时间及制定标准时间而进行的测定工作。即直接或间接观测工作者的操作，记录工时，并加上评比和宽放，或利用实现分析好的时间标准加以合成，而得标准时间。标准时间标准时间标准时间的构成: 标准时间＝正常时间＋宽放时间 ＝正常时间×（1＋宽放率） 正常时间＝观测时间×评比系数 观察时间评比因素正常时间标准时间私事 宽放疲劳 宽放延迟 宽放特别 宽放政策 宽放宽放时间评比因素评比因素评比因素研究 评比是一种判断或评价的技术，其目的在于把实际操作时间调整到“平均工人”的“正常速度”的基础上来。但平均工人和正常速度都是理想中的概念，除了时间研究人员的主观判断外，并没有十分准确的客观标准，故必须用评比的方法进行调整。 评比的方法以平准化法（西屋法）应用最广。此法是将熟练、努力、工作环境和一致性四者作为衡量工作的主要评比因素。每个评比因素再分超佳或理想、优、良、平均、可、欠佳等六个高低程度的等级。评比系数评比系数(1)熟练系数 熟练是对某一特定工作方法掌握程度的反映。熟练程度分为六个等级。 (2)努力系数 努力是指操作者工作时对提高效率在主观意志上的表现。亦分成六个等级。 (3)工作环境 工作环境因素虽不直接影响操作，但对操作者产生影响。例如，在20℃和在35℃工作环境里工作，肯定是不一样的。工作环境系数亦分为六个等级。 (4)一致性 一致性是指操作者在同种操作的周期上时值的差异程度。如同一工作单元的观测时间经常相同，其一致性当然最为理想，但往往由于受不良的材料、刃具的磨损、操作者的熟练程度和努力程度以及其他外来单元的影响，而常呈现离散分布状态。一致性亦分为六个等级。评比系数评比系数宽放时间宽放时间时间宽放 作业时间中除净作业时间外，由于“作业者的生理需要”“作业方法的问题”“管理需要”等原因，经常会造成作业中断产生作业内容以外时间的增加，这种不可避免的必要的时间增加，即时间宽放。 宽放时间多以宽放率来表述， 宽放率(％)＝(宽放时间／作业时间)×100％ 宽放时间宽放时间 (1)私事宽放 私事宽放时间是维持工人正常而舒适地工作所需的时间，如喝水、上厕所、擦汗、做工间操等。一般说来，如工作环境在标准状态之下，一天8小时工作时间的私事宽放时间率约为2％- 5％，即24分钟。如工作环境不理想，且工作繁重，则私事宽放时间率应大于5％。 (2)疲劳宽放 疲劳宽放系数的决定方法，最普遍使用的是工作周期产量减低的分析法(这种产量减低的原因不是由于工作方法改变)。其公式如下： F=(T-t)/T*100% 式中 F——疲劳宽放系数 T——连续工作中末段的单位零件工作时间 t——连续工作中开始的单位零件工作时间 (3)迟延宽放 这里研究的迟延宽放是专指不可避免的退延而言。这种延迟不是操作者的意志所能控制的，如操作中途被领导或管理人员询问情况或因其它干扰而停顿工作，因材料不规则而产生的工作迟延，及其他偶发原因(停电、清扫、整理、上润滑油等)产生的迟延。 宽放时间宽放时间(4)特殊宽放 根据产品的工艺特点或生产计划周期的长短，不同的 产品，不同的生产线根据具体情况设定特殊宽放。 (5)政策宽放 政策宽放并非“时间研究”的一部分，但应用上实际有效。它是作为管理政策上给予的宽放时间。它不但能配合事实上的需要，而且能保持“时间研究”的原则不受破坏。例如因某种原因，某类操作者在市场上的工资已升高，按工厂标准工资已无法雇到此类操作者，则可以将其差额用“宽放时间”给予补偿。其它如材料不良，或机器的机能欠佳时。也都常给予此类宽放，当这些影响因素消失时，这种宽放也就取消。 预置时间标准法预置时间标准法预置时间系统（Predetermined Time System）简称PTS法。 是国际公认的制定时间标准的通用技术手段。他利用预先为各种动作制定的时间标准来确定各种作业的作业时间。 到现代为止欧美国家研究发明了多种PTS法。其中包括MTA法、WF法、MTM法、MOD等。 PTS法是一种衡量技术，借助它根据人的基本动作时间（按动作的性质和进行动作时的工作条件分类)来规定达到一定效能水平的作业的时间，即预定时间标准系统，是根据基本动作的标准时间资料来综合操作时间的技术。 预置时间标准法预置时间标准法PTS法有如下作用： (1)它是分析和改善工作方法的一种实用工具。 (2)可以在生产开始前设计工作方法，并预知其时间值。 (3)在制订标准时间时，由于能精确地说明动作并加上预定工时值，因而有可能较之用其他工作测定方法，提供更大的一致性。而且，不须对操作者的努力程度进行评价，就能对其结果在客观上确定出标淮时间。时间和工作分析方法时间和工作分析方法MOD法 (Modular Arrangement of Predetermined Time Standard，MOD ) 1966年哈依德(G．C. Heyde)在长期研究各种方法的基础上开发，进一步结合人机工程学方面的研究成果，开发了简单、实用的模特排时法(简称MOD法），而且精度不低于MTM、WF等方法。 MOD法是PTS技术中的最新方法，其意为“以模特数的排列来预定动作所需的标准时间”。它以简单的手指动作为最基本单元，身体其他部位动作所需时间都以手指动作一次所需时间的整数倍表示。 这种方法能在计算出时间值的同时，根据动作经济原则进行动作研究，其中有以身体动作为中心的基本模特排时法、以库存运输为中心的能从身体能量消耗计算出作业负荷量的运输模特排时法等。 时间和工作分析方法时间和工作分析方法MOD法 :采用MOD(Modular)作为时间值的最小单位。1MOD＝0.129秒＝0．00215分，它是根据最小能量消耗原则，测得的人的手指动作一次(2.5cm)的统计平均时间。其它动作的时间值，都能用它的整数倍来表示。在实际使用中，可按照该工作的实际情况决定1MOD的时间值 ,如: 1MOD＝0．129秒＝0．00215分 正常值，能量消耗最小动作时间 1 MOD＝0．1秒 高效值，熟练工人的高水平动作时间