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1 如何運用IE技術提升效率 2 1 工業(yè)工程 IE IndustrialEngineering 定義 工業(yè)工程是對人員 物料 設備 能源和信息所組成的集成系統(tǒng) 進行設計 改善和設置的一門學科 它綜合運用數學 物理學 社會科學的專門知識 技術以及工程分析與設計的原理 方法 對由人 物料 設備 能源 信息組成的集成系統(tǒng) 進行規(guī)劃 設計 評價 改進 創(chuàng)新 的一門學科 Thebranchofengineeringconcernedwiththedesign improvement andinstallationofintegratedsystemsofpeople material information equipment andenergy Itdrawsuponspecializedknowledgeandskillsinthemathematical physical andsocialsciencestogetherwiththeprinciplesandmethodsofengineeringanalysisanddesigntospecify predict andevaluatetheresultstobeobtainedfromsuchsystems 1955年AIIE提出 后經修改 一 IE技術基礎 3 人員物料設備能源信息 綜合體系 利用 設計Design 改善Improve 設置Installation 專門的 數學物理學社會科學 知識技術 期待的成果 規(guī)劃設計評價改進創(chuàng)新 工學的 分析設計 原理方法 通過 PQCDSF 1 工業(yè)工程 IE 定義 4 生產要素 人 財 物 投入 生產過程 產出 產品 服務 生產率測定 生產率 產出 投入 動態(tài)生產率指數 測定期生產率 基期生產率 生產率評價 規(guī)劃 控制 提高 戰(zhàn)略與經營規(guī)劃 反饋 5 2 工業(yè)工程的原理 科學管理的起源 1泰勒的鏟煤研究2吉爾布雷斯的砌磚研究 6 2 工業(yè)工程的原理 工業(yè)工程的原理 1分析作業(yè)方法或機器設備 選定唯一最好成績的方法 并以此設定科學的工作方法 2對于選定的工作 指派最適當的作業(yè)員 3對于作業(yè)員實施作業(yè)方法的訓練 4在方法和條件相同的情況下 正常人操作同一件事情的效率幾乎相同 7 2 工業(yè)工程的原理 工業(yè)工程的主要工作內容 1 方法研究 改善工具 程序分析作業(yè)分析動作分析2 時間研究 衡量標準 作業(yè)標準和標準工時的測定 8 2 工業(yè)工程的原理 工作研究的實施步驟 1 尋求最經濟的工作方法 方法研究 工作改善 2 工作方法 材料 工具及設備標準化 3 確定標準工作時間 9 3 工業(yè)工程的范疇 生物力學成本管理數據處理及系統(tǒng)設計工程經濟設施規(guī)劃與物流應用數學 運籌學 管理經濟學 統(tǒng)計和數學應用等 組織規(guī)劃與理論標準化及誤差管理 9 生產規(guī)劃與控制10 方法研究和作業(yè)測定價值工程ERP及物流系統(tǒng)廠區(qū)規(guī)劃及生產線布置工業(yè)設計職業(yè)衛(wèi)生與醫(yī)學 10 4 工業(yè)工程在制造業(yè)中的應用 11 5 效率提升的基礎與改善方向 1學會觀察2深入分析3識別問題 連問5個為什么 4改善 針對根本問題 12 二 程序分析 ProcessAnalysis 1 程序分析定義程序分析 就是以原料 材料 零件 或者制品為對象 對工程如何的被進行 展開分析調查的方法 是以 物的流動 為著眼點 設計或改善作業(yè)次序的分析手法 13 是否有不必要的停滯搬運的次數是否太多搬運的距離是否太長搬運的方法是否有問題是否能同時實施加工及檢查再檢討設備的配置工作的順序作業(yè)的分擔 2 程序分析的內容 二 程序分析 ProcessAnalysis 14 3 程序分析技巧 完成了什么 what 何處做 where 何時做 when 由誰做 who 如何做 how 為什么 why 要做這 是否必要 有無其他更好的成就 要在此處做 有無其他更合適之處 要此時做 有無更合適的時間 由他做 有無更合適的人去做 要這樣做 有無更好的方法去做 15 4 程序分析表 改善前 16 4 程序分析表 改善前 17 4 程序分析表 改善后 18 4 程序分析表 改善后 19 5 改善的著眼點 全體 全體的合計時間 搬運距離 以及所需人員與每一項工程所需的時間 從搬運距離以及所需人員看來 改善的重點在那兒呢 如屬必要 可制作草擬圖 以便找出重點 有沒有欲罷不能的工程 有沒有可以同時進行的工程能否更換工程的順序 以便減少工程數 所需時間 搬運距離 以及所需人員呢 20 6 改善的著眼點 加工 有否加工時間多的工程呢 尤其是必需檢查耗時的加工工程 再利用其它的分析手法 動作分析 時間分析等 看看是否能夠改善 能否提高設備的能力能否跟其它的工程一起進行改變工程順序的話 是否能獲得改善現(xiàn)在的生產單位數 是否適當 21 7 改善的著眼點 搬運 能否減少搬運的次數 能否一面加工 一面運輸 例如把工作運輸輸送帶化 或者臺車化 以便在其上面加工 能否縮短搬運距離 能否改變作業(yè)場所的擺設 以便取消搬運工作 能否采取加工 檢查等組合方式 以便取消搬運 能否增大搬運單位數量 以便減少次數 搬運前后的上 下動作 是否很耗費時間 搬運設備是否有改良的余地 22 搬運活性指數 搬運方法系數值 散置0裝箱1架起2車上3運動中4活性系數 每次搬運系數和 搬運次數活性系數大于2 3為佳 23 8 改善的著眼點 檢查 能否減少檢查的次數有沒有能夠省略的檢查能不能一面加工 一面展開必要的檢查嗎 換句話說 同時實施加工與檢查 憑著二項的合并即可縮短工程數及合計時間 同時也可以節(jié)省搬運 不曾以別的工程 實施質的檢查及量的檢查吧 能夠同時實施嗎 檢查方法適切嗎 能否縮短時間 24 9 改善的著眼點 停滯 盡量的減少停滯的時間能否憑組合加工 檢查場所的配置 而消除停滯呢 尤其是滯留 D 是前后工程所需時間的不平衡所引起 只要實施盡量減少它的工程組合 即可消除滯留的現(xiàn)象 能否盡量的縮短停滯時間 25 10 改善的四原則 26 取消Eliminate 對程序圖上的每一項工序都加以審查 確認其保留的必要性 凡可取消者一律取消 例如 取消一切可以取消的工作內容 工作步驟 工作環(huán)節(jié)及作業(yè)動作 包括身體 手 腳 取消一切不安全 不準確 不規(guī)范的動作 取消不方便或不正常的作業(yè)取消一切不必要的閑置時間 27 合并Combine 對程序圖上的操作和檢驗項目 考慮相互合并的可能性 凡能合并者 在保證質量 提高效率的前提下予以合并 例如 把必須突然改變方向的各個小動作合成一個連續(xù)的曲線動作 把幾種工具合并為一種多功能的工具 把幾道分散的工序合并為一道工序合并可能同時進行的動作 28 重排Rearrange 對程序圖上的作業(yè)序列進行宏觀分析 考慮重新排列的必要性和可能性 有時僅僅通過重排就可顯著提高效率 例如 重新排列工藝流程 使程序優(yōu)化重新布置工作現(xiàn)場 使物流路線縮短重排流水線工位 消除薄弱環(huán)節(jié)重新安排作業(yè)組的分工 使工作量均衡 29 簡化Simplify 這里既包括將復雜的流程加以簡化 也包括簡化每道工序的內容 例如 減少各種繁瑣程序 減少各種復雜性使用最簡單的動作來完成工作簡化不必要的設計結構 使工藝更合理作業(yè)方法力求簡化運送路線 信息傳遞路線力求縮短 30 ValueStreamMapping價值流分析 31 11 線路分析 線路分析 對現(xiàn)場布置及物料 另件 產品 設備 和作業(yè)者的實際流通路線進行分析 以達到改進現(xiàn)場布置和移動路線 32 工裝車間 毛坯庫 剪床 剪床 剪床 料場 剪料工段 拔頭鍛柄工段 拔頭機 旋轉錘 三角銼拔頭鍛柄平面流程分析圖 55米 106米 84米 70米 5米 3米 86米 33 實例 重型機器工廠 裝配車間 機1 機4 機2 機3 機5 總庫 鑄造車間 輕型機器廠 一般機器工廠 起重機 起重機 起重機 手推車 手推車 34 改進 機1 機2 機3 機4 機5 機6 鑄造車間 一般機器工廠 總庫 滾子臺 35 磨床 磨床 銑床 磨床 搓絲 車床 車床 車床 來自料堆 1 1 2 3 4 5 6 磨床 7 8 去半成品庫 36 改進 車床1 車床1 來自料堆 銑床2 車床3 磨床4 磨床5 磨床6 磨床7 搓絲8 去半成品庫 節(jié)約面積 37 三 設施布置FacilityLayout 使物料搬運成本最小化空間的有效利用勞動力的有效利用消除瓶頸環(huán)節(jié)便于信息溝通 1 設施布置的目的 38 2 布置 LAYOUT 原則 39 40 3 流程路線經濟原則 路線越短越好禁止 孤島 減少停滯消除重復停滯消除交叉路線禁止逆行 41 4 工藝原則布置 42 5 產品原則布置 TaktTime 27Secs TaktTime 27Secs 43 6 單元布置 44 四 作業(yè)分析 所謂工廠的作業(yè) 并非一個作業(yè)者從事一項工作 而是由人與人 人與機械 或者是機械與機械的組合進行的場合最多 一般有以下的組合方式一個作業(yè)者 一部機械一個作業(yè)者 數部機械數個作業(yè)者共同進行作業(yè)的場合數個作業(yè)者 一部機械數個作業(yè)者 數部機械憑分析組合作業(yè)的時間經過 經過圖 以便找出 人 或 機械 所造成的 閑蕩 空等 藉此改善作業(yè)的方法 45 46 47 人機配合分析案例研討 請分析 如何提高生產效率 注 人從一個機器走到另一個機器的時間是0 04分 48 線平衡 LineBalancing 線平衡是對生產線的全部工序進行負荷分析 通過調整工序間的負荷分配使之達到能力平衡 最終提高生產線的整體效率 這種改善工序間能力平衡的方法又稱為瓶頸改善 線平衡分析及瓶頸改善的主要目的是 提高人員及設備的生產效率 減少產品的工時消耗 降低成本 減少在制品 降低在庫 實現(xiàn)單元化生產 提高生產系統(tǒng)的彈性 五 生產線平衡分析與瓶頸改善 49 某生產線的線平衡分析與瓶頸改善 1 例 工序 人數 正常作業(yè)時間 正常作業(yè)時間人數 1 1 20 20 2 1 18 18 3 1 29 29 4 1 25 25 5 1 19 19 合計 5 111 111 瓶頸工序 25 20 29 損失時間 作業(yè)時間 50 某生產線的線平衡分析與瓶頸改善 2 例 循環(huán)時間CT 29s 線平衡率 100 76 55 各工序時間總和 人數 循環(huán)時間 平衡損失率 1 線平衡率 23 45 一般來說 平衡損失率在5 以內是可以接受的 否則就要進行改善 51 線不平衡造成中間在庫 降低整體效率 能力需求 100件 H 例 52 瓶頸改善的方法 作業(yè)方法改善 作業(yè)拆解分割 改進工具夾具 提高設備效率 提高作業(yè)技能 調整作業(yè)人員 增加作業(yè)人員 瓶頸改善 合并微小動作 取消不必要動作 重排作業(yè)工序 簡化復雜動作 53 線平衡改善的方法 分擔轉移 作業(yè)改善 增加人員 1人 2人 拆解去除 重新分配 改善合并 54 六 JIT之切換效率改善 月度機型切換時間 月度總出勤時間 機型切換率 100 機型切換效率 1 機型切換率 機型切換效率與切換方式 熟練程度 計劃安排合理性等密切相關 切換管理是工序管理的重要方面 切換率越低越好 55 1 四種切換形態(tài) 材料切換 材料 零部件等 生產準備 整理 條件確認等 夾具切換 模具 刀具 夾具等 標準變更 技術標準 工藝程序等 56 2 快速切換的4個階段 縮短一半 個位分鐘 一觸即發(fā) 零切換 n 10分鐘 將切換時間縮短一半 切換時間縮短到9分59秒之內 3分鐘內完成切換 1分鐘內完成切換 57 3 快速切換的改善著眼點 減少切換時生產線停頓的時間 停線時間越短越好 58 作業(yè)分離 內 外 變作業(yè)為作業(yè) 內 外 縮短外作業(yè) 縮短內作業(yè) 4 快速切換的改善思路 59 內作業(yè) 外作業(yè) 將轉化為 設法將內作業(yè)轉化為外作業(yè) 這樣就直接減少了停線時間 例 模具安裝后的行程調整 內作業(yè) 模具安裝前的標準高度設定 外作業(yè) 60 內作業(yè) 內作業(yè) 縮短內作業(yè)時間設法將內作業(yè)的動作簡單化 外作業(yè) 外作業(yè) 縮短外作業(yè)時間設法將外作業(yè)的動作簡單化 縮短外作業(yè)時間對縮短切換時間沒有直接幫助 卻能節(jié)省工時 有利于集中力量做好內切換 61 5 快速切換的實施法則 平行作業(yè) 手可動腳勿動 使用道具不用工具 盡量不用螺栓 不要取下螺栓 標準不要變動 事前充分準備 快速切換7法則 62 七 動作分析 動作分析是對人的作業(yè)動作進行細微的分析 省去不合理的和浪費的動作 制定出輕松 安全 正確 高效率的動作序 形成最經濟的作業(yè)方法的一種分析技術 模型演練 63 1 動作要素的分類 基本動作要素 動素 分析 將操作者的動作細分為 動作要素 以各個 動素 為對象所進行的分析 影像分析 利用影像 攝影 錄像技術所進行的分析 64 基本動作要素及其符號表第一類 65 基本動作要素及其符號表第一類 66 基本動作要素及其符號表 第二類 67 基本動作要素及其符號表第二類 68 基本動作要素及其符號表第三類 69 第一類 有效動素 即進行工作所必要的動素 在對操作者的動作進行分析時 這類動素應該取消的不會很多 分析 改進的重點是如何縮短其時間 第二類 輔助性動素 它雖然有時是必要的 但這類動素會使作業(yè)時間消耗過多 降低作業(yè)效率 除了非用不可的之外應盡量取消 第三類 無效動素 屬于不進行任何工作的動素 這一定要設法取消的 70 2 動作經濟原則 是通過對人體動作能力的研究 創(chuàng)立的一系列能最有效地發(fā)揮人的能力的動作原則 由于它能使工作者的疲勞最少 動作迅速而容易 增加有效的工作量 因而被稱為經濟原則 71 身體使用原則 雙手同時開始并同時完成其動作除規(guī)定的休息時間外 雙手不應同時空閑雙臂的動作應對稱 反向并同時動作手的動作應以最低等級 如手指動 而又能獲得滿意的結果為好盡量利用物體的慣性 重力等 如需用體力加以阻止時 應將其減至最小程度變急劇轉換方向為連續(xù)曲線運動彈道式的運動路線 比受限制 受控制的運動輕快輕松自然的動作節(jié)奏 節(jié)拍 可使動作流利 自發(fā) 72 工作場所布置原則 工具物料應放在固定位置 使作業(yè)者形成習慣 可用較短時間自動拿到身邊運用各種方法使物料自動到達工作者身邊盡量利用 墜落 的方法工具 物料應按最佳次序排列照明應適當 使視覺滿意 舒適工作臺和坐椅的高度要適宜 使工作者坐 立時都感到方便舒適工作椅的式樣 高度 應使工作者持良好姿勢 73 工具 設備的設計原則 盡量解除手的動作 用夾具或腳踏工具代替倘有可能 應將兩種以上的工具組合成一種多功能的工具工具 物料盡可能預先放在規(guī)定的位置每個手指都進行特定的動作時 應按固有的能力分工設計手柄時應使之與手的接觸面盡量大機器上的杠桿 手輪及其它操作的位置和機構的設計 要能做到使操作者極少變動其姿勢就能以最高的效率操作 74 75 76 77 八 時間研究 1 時間研究的用途 決定工作時間標準 用于控制人工成本制定時間標準作為工資制度的依據決定工作日程和工作計劃決定標準成本 并作為標準預算的依據決定機器的使用效率 實現(xiàn)生產線平衡 78 2 時間研究的步驟和方法 1 工具準備 秒表 2 單元劃分 3 確定觀測次數 10 20次 4 測定 79 5 數據分析標準差 平均值上界限 平均值 3 S下界限 平均值 3 S超出界限的觀測數據應作為異常值剔除 界限內的觀測數據平均值作為標準時間基準 80 6 寬放時間原因 操作中疲勞 需要休息生理需要 喝水 擦汗 上廁所 操作者聽取班長訓示操作中等待檢驗 待機操作前準備工作更換工具 調整機器 81 寬放幅度 1 私事寬放 輕松工作 2 5 較重工作 不良環(huán)境 大于5 舉重工作 天氣炎熱 7 一般以5 計算 82 2 疲勞寬放幅度 參考值 基本疲勞寬放時間4 男 5 女 站立工作或工作不方便22通風不良55精密或精確工作22間歇式大聲噪音22高度單調44 標準時間 觀測平均值 1 寬放率 83 3 預定時間標準法 PTS 原理 在實際條件的范圍內 所有熟練人員完成真正基本動作所需要的時間基本相等 PTS法利用預先為各種動作制定的時間標準來確定進行各種操作所需要的時間 而不是通過直接觀察來測定 PTS法中最簡便最常用的是模特法 84 3 預定時間標準法 PTS 模特法的原理 1 所有人力操作動作 均包括一些基本動作 可以歸納為21種 2 不同的人做同一動作 操作條件相同時 所需的時間值基本相等 針對大多數人而言 3 使人體不同部分動作時 其動作所用的時間值互成比例 以手指的動作為1MOD 0 129s為基本單位 其余動作均可以以整數倍數表示 85 3 預定時間標準法 PTS 基本動作 11種 移動動作 手指M1 M表示移動 1表示耗時1MOD 手腕M2小臂M3大臂M4伸直臂M5 86 3 預定時間標準法 PTS 基本動作 11種 終結動作 其中前兩列是不太需要注意力時的情形 后三列為需要注意力的情形 87 3 預定時間標準法 PTS 身體及其他動作 10種 重量因素L1用眼E2判斷D3加壓力A4走步W5校正R2腳踏板F3圓周運動C4彎曲 站起B(yǎng)17坐下 站起S30 88 3 預定時間標準法 PTS 模特法使用實例 用模特法平衡錄音機電機裝配操作程序1轉子與電刷定子組裝2本體鉚接檢查3穩(wěn)速電路板焊接4錫焊R1電阻5調整轉速 性能測試6外殼組裝7壓入側板 貼標牌8總測 89 第1工位動作因素分析 雙手操作程序圖 90 第2工位動作因素分析 雙手操作程序圖 91 第3工位動作因素分析 雙手操作程序圖 92 第4工位動作因素分析 雙手操作程序圖 93 第5工位動作因素分析 雙手操作程序圖 94 第6工位動作因素分析 雙手操作程序圖 95 第7工位動作因素分析 雙手操作程序圖 96 第8工位動作因素分析 雙手操作程序圖 97 錄音機電機裝配流水線的均衡情況 98 九 IE技術的經典應用 一 從手工生產到大量生產1 手工生產方式19世紀末 法國巴黎Panhard Levassor P L 機床公司開始制造汽車 特點 幾乎沒有兩輛汽車是相同的 制作成本高 且易出故障 要求工人具有高超技術 99 2 大量生產方式1908年 亨利 福特推出了他的T型車 大量生產的技術關鍵零件的互換性和裝配的簡單化 由于分工精細 操作簡單 工人只需幾分鐘訓練就能上裝配線干活 實行大量生產的結果生產率大幅度提高 1908年514分鐘生產一輛車 到1914年實行流水生產后 只要1 19分鐘生產一輛車 隨著產量的提高 成本大幅度下降 1908年每輛車售價 850 到1926年每輛車售價 290 大量生產方式的基本發(fā)展模式 大批量生產 降低成本 刺激需求 批量的擴大 100 1 大量生產方式的衰落福特的大量生產有一個根本缺陷 就是缺乏適應品種變化的能力 即缺乏柔性 為了使專用 高效 昂貴的機器的高固定成本分攤到盡可能多的產品上 生產線不能停工 這就需要各種緩沖 過量的庫存 過多的供應廠家 過多的工人 過大的場地 二 從大量生產到精益生產 101 2 精益生產方式的出現(xiàn)1950年 豐田汽車公司豐田喜一郎到美國參觀了福特汽車公司位于底特律的Rouge工廠 回日本后與生產管理專家大野耐一研究得出結論 大量生產方式不適合日本原因是 當時日本經濟十分困難 不可能化大量外匯去購買美國的技術和設備 也不可能花巨資去建Rouge那樣的工廠 當時日本國內對汽車的需要量小 需要的品種卻相當多 不能實行大量生產 受新勞工法保護 日本不能象美國隨時解雇工人 102 三 JIT的現(xiàn)場控制 看板管理 1 推動式 與 拉動式 生產 1 傳統(tǒng)方式 由計劃部門根據市場需求 計算出每種零部件的需要量和各生產階段的生產提前期 確定每個零部件的投入出產計劃 按計劃發(fā)出生產和訂貨指令 每個生產階段都按計劃制造零部件 并將加工完的零部件送到后一道工序和下游車間 而不管后一道工序和下游車間當時是否需要 這種方式被稱為 推動式 特點