工业工程基础教学课件(全).ppt
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1、 第第 一章一章 工业工程概述工业工程概述第一节第一节 工业工程的起源与发展历程工业工程的起源与发展历程一、工业工程的一、工业工程的起源起源 泰勒泰勒 时间研究(时间研究(Time Study) 吉尔布雷斯夫妇吉尔布雷斯夫妇 动作研究(动作研究(Motion Study) 二、工业工程的二、工业工程的发展动因发展动因 科学技术的发展科学技术的发展 社会生产力的发展社会生产力的发展 社会经济形态的演进社会经济形态的演进第一节第一节 工业工程的起源与发展历程工业工程的起源与发展历程 三、工业工程的三、工业工程的发展历程发展历程第一阶段:从第一阶段:从20世纪初至世纪初至40年代末,可称为年代末,可
2、称为 工业工程的奠基期。工业工程的奠基期。第二阶段:第二阶段:40年代末至年代末至70年代末为工业工程年代末为工业工程 的发展期。的发展期。第三阶段:从第三阶段:从20世纪世纪70年代末至今,称为工年代末至今,称为工 业工程的创新期。业工程的创新期。第二节第二节 工业工程的定义、目标及职能工业工程的定义、目标及职能一、工业工程的一、工业工程的定义定义 美国工业工程师学会(美国工业工程师学会(AIIEAIIE)于于19901990年对工业工年对工业工程的定义作了进一步的修改,对工业工程研究对象程的定义作了进一步的修改,对工业工程研究对象的具体特征、应用目标及知识应用等方面作了更为的具体特征、应用
3、目标及知识应用等方面作了更为具体和细致的描述,具体表述如下:具体和细致的描述,具体表述如下: “工业工程是对由人、信息、材料、设备、方工业工程是对由人、信息、材料、设备、方法所组成的生产和服务系统进行规划、设计、实施法所组成的生产和服务系统进行规划、设计、实施与管理,从而保证系统在整个生命周期内的性能,与管理,从而保证系统在整个生命周期内的性能,可靠性,可维护性、运行规程和成本控制可靠性,可维护性、运行规程和成本控制” . 第二节 工业工程的定义、目标及职能二、工业工程的二、工业工程的目标目标美国大百科全书美国大百科全书(19821982版)对工业工程的目标解释是版)对工业工程的目标解释是 :
4、 工业工程是对一个组织中人、物料和设备的工业工程是对一个组织中人、物料和设备的使用及其费用作详细分析研究,这种工作由工业使用及其费用作详细分析研究,这种工作由工业工程师完成,目的是使组织能够提高生产率、获工程师完成,目的是使组织能够提高生产率、获利性和效益。利性和效益。 工业工程师的任务就是从企业整体出发,综工业工程师的任务就是从企业整体出发,综合运用各种技术、管理和经济手段,实现降低成合运用各种技术、管理和经济手段,实现降低成本、提高质量、提高生产效率和效益的目的。本、提高质量、提高生产效率和效益的目的。 第二节第二节 工业工程的定义、目标及职能工业工程的定义、目标及职能三、工业工程的三、工
5、业工程的职能职能 工业工程具有工业工程具有管理科学管理科学 与与工程技术工程技术 的双的双重特性,因此,其职能也具有重特性,因此,其职能也具有双重性双重性。 规划规划 设施 产品 生产 技术 教育 设计设计 工厂 生产系统 人机环境系统 组织 岗位 工作 程序 方法 薪酬体系 评价评价 产品开发 质量标准 系统可靠性 技术改造项目 人力资源 改善改善 生产工艺 工装 设备 业务流程 操作方法 动作 现场布置 实施实施 新产品开发 企业重大技改 企业改建与扩建 厂址选择与工厂布置 生产过程的组织 薪酬体系改革 企业运行机制与组织变革 第三节第三节 工业工程的学科性质及特点工业工程的学科性质及特点
6、一、工业工程的一、工业工程的学科属性学科属性 从工业工程的定义看,它与管理存在着很大从工业工程的定义看,它与管理存在着很大的依存关系。的依存关系。 工业工程的实质是工程技术,是解决生产与工业工程的实质是工程技术,是解决生产与服务系统的具体方法和手段服务系统的具体方法和手段。 工业工程属于工程学科范畴,但不同于一般工业工程属于工程学科范畴,但不同于一般的工程技术。的工程技术。第三节第三节 工业工程的学科性质及特点工业工程的学科性质及特点二、工业工程的二、工业工程的学科范畴学科范畴 工业工程的研究领域主要有以下四个方面:工业工程的研究领域主要有以下四个方面: 制造系统工程(制造系统工程(MSE)先
7、进制造工艺 制造资源的整合与优化 制造信息系统 制造系统的设计与集成 制造系统自动化 先进制造模式 运作管理系统工程(运作管理系统工程(OMSE)生产计划与控制 采购管理与库存控制 成本管理与控制 质量管理与控制 设施规划与物流控制 现场管理 运筹学与系统工程(运筹学与系统工程(OR & SE)规划论图与网络技术 组合分析 随机模型 离散优化 计算方法 系统评价 统计分析 系统优化 人因工程(人因工程(HFE)组织理论与行为科学 心理学 工作分析与岗位设计 工资与激励 职业卫生与安全 人体科学 生物力学 人机系统设计 第三节 工业工程的学科性质及特点三、工业工程学科的三、工业工程学科的应用特点
8、应用特点 1工业工程的核心和根本点在于工业工程的核心和根本点在于提高生产率提高生产率 2工业工程的研究工业工程的研究强调系统性强调系统性 3工业工程注重工业工程注重人的因素人的因素 4工业工程注重知识应用的工业工程注重知识应用的综合化综合化 5工业工程注重工业工程注重不断创新不断创新第四节 工业工程的应用 工业工程的应用领域工业工程的应用领域 航空与航天 计算机与信息系统 电子工业 能源工业 工程经济 人类工程 设施规划与设计 金融业务 政府 工业工程的应用模式工业工程的应用模式 1以美国为代表的西方工业工程管理哲理,体现为技术设计型模式 2以日本为代表的工业工程管理哲理表现为技术改善型模式。
9、 工业工程的常用技术工业工程的常用技术 方法研究 作业测定(直接劳动)奖励 工厂布置 表格设计 物料搬运 信息系统开发 成本与利润分析 作业测定(间接劳动) 物料搬运设备选用 组织研究 职务评估 办公设备选择 管理的发展 我国工业工程的应用与发展我国工业工程的应用与发展 工业工程学术活动异常活跃 工业工程人才培养形成规模 工业工程在企业中的应用逐步扩大 我国工业工程的应用与发展我国工业工程的应用与发展 历史回顾1.我国工业工程应用的历史可追溯到20世纪50年代初期 ,建国以后到改革开放前这一段时间,我国企业普遍采用的是前苏联管理模式,工厂的建设、布置、经营管理活动等完全是按照计划经济的要求来进
10、行。 2.1978年开始,我国实行经济体制改革和对外开放政策,80年代初,当时的国家经委在全国推广18种现代管理方法,如系统工程(SE)、全面质量管理(TQC)、价值工程(VE)、网络计划技术(PERT)、成组技术(GT)、线性规划(LP)、 项目管理等。 3.我国工业工程学科建设与发展,企业全面引入工业工程理论与方法是从进入20世纪90年代开始。1990年我国机械工程学会成立了工业工程研究会,标志着我国工业工程学科的正式诞生。 第四节 工业工程的应用 现阶段工业工程在我国的现阶段工业工程在我国的应用情况应用情况(1 1)工业工程学术活动异常活跃)工业工程学术活动异常活跃(2)工业工程人才培养
11、形成规模)工业工程人才培养形成规模 (3)工业工程在企业中的应用逐步扩大)工业工程在企业中的应用逐步扩大 工业工程在中国的工业工程在中国的应用前景应用前景 在推广应用工业工程技术的过程中,必须结合中国在推广应用工业工程技术的过程中,必须结合中国的具体情况,一方面继续发展传统工业工程方法,结合企的具体情况,一方面继续发展传统工业工程方法,结合企业的技术改造,采用适宜的工业工程技术解决企业中存在业的技术改造,采用适宜的工业工程技术解决企业中存在的实际问题,另一方面,也要充分关注现代工业工程技术的实际问题,另一方面,也要充分关注现代工业工程技术的研究与应用。的研究与应用。 第四节 工业工程的应用工业
12、工程方法体系经济学原理工业工程理论基础管理学原理系统理论工程基础工业工程专业技术市场评价投资与风险评价产品评价工作评价绩效评价岗位评价目标评价计划控制设计技术评价技术控制技术组织设计与岗位设计产品设计设施设计(工厂设计)物流系统设计生产系统设计薪酬体系设计成本控制库存控制质量控制信息控制物流控制信息技术与计算机技术工业工程技术基础工程专业技术运筹学(含其它量分析技术)工业工程实践系统规划与设计系统分析与评价系统改善与创新第五节第五节 工业工程教育工业工程教育一、工业工程教育的一、工业工程教育的历史回顾历史回顾 19081908年美国宾西法尼亚理工学院年美国宾西法尼亚理工学院 第一个工业工程系第
13、一个工业工程系 4040年代中期至年代中期至7070年末年末 工业工程逐步由美国走向全球工业工程逐步由美国走向全球 19921992 年年 西安交通大学、天津大学两所学校最早开办工业工程专业西安交通大学、天津大学两所学校最早开办工业工程专业 二、工业工程高等教育二、工业工程高等教育在国外的基本情况在国外的基本情况 美国美国 英国英国 日本日本 韩国、新加坡、香港和台湾韩国、新加坡、香港和台湾 我国我国IE与国际与国际IE学科的对比分析学科的对比分析 第三章第三章 方法研究方法研究第三章总目录3.1 方法研究原理方法研究原理3.2 程序分析程序分析3.3 操作分析操作分析3.4 动作分析动作分析
14、3.5 装配线平衡装配线平衡3.1 方法研究原理 3.1.1 方法研究的内容方法研究的内容 方法研究的分析技术从宏观到微观一般可分为三种: 程序分析、操作分析和动作分析。 方法研究的分析技术:以汽车车身的制造为例:3.1 方法研究原理 3.1.1 方法研究的内容方法研究的内容 程序分析主要以整个生产过程为对象,研究分析一个完整的工艺程序,以期进一步改善工作程序和工作方法。 操作分析分析以人为主体的程序,使操作者(人)、操作对象(物),操作工具(机)三者能科学地组织、合理地布局与安排 。 动作分析研究分析人在进行各种操作时的身体动作,以排除多余动作,减轻疲劳,使操作简便有效,从而制定出最佳的动作
15、程序。3.1 方法研究原理 3.1.2 方法研究实施的基本程序方法研究实施的基本程序 方法研究的实施共有如下8个基本步骤:1选择所研究的工作或工艺 2观察记录现行方法3严格分析所记录的事实 4制定最经济的方法 5评选新方案 6计算标准作业时间 7建立新方法 8实施与维持新方案 3.2 程序分析 3.2.1 程序分析概述程序分析概述 3.2.2 工艺程序分析工艺程序分析 3.2.3 流程程序分析流程程序分析 3.2.4 线路图分析线路图分析 3.2.5 管理程序分析管理程序分析 3.2.6 业务流程重组业务流程重组3.2.1 程序分析概述 1. 程序分析所用记录符号 为了能清楚地表示任何工作的程
16、序,美国机械工程师学会将吉尔布雷斯设计出的40种符号加以综合制定出5种符号,1979年由美国制定为国家标准。 程序分析的基本记录符号为: 表示操作 表示搬运、运输 表示检验 表示暂存或等待 表示受控制的贮存 表示同时或同一工作场所由同一人执行着操作与检验两种工作 3.2.1 程序分析概述 2. 程序分析技巧 分析技巧具体包括的内容是“一个不忘,四大原则,五个方面和六大提问技术”。分别为: 一个不忘不忘动作经济原则; 四大原则取消、合并、重排、简化; 五个方面操作、运输、贮存、检验、等待; 六大提问技术对目的、方法、人物、时间、地点和原因进行提问。3.2.1 程序分析概述 3. 程序分析的种类及
17、相应图表 (1) 程序分析的种类 :工艺程序分析;流程程序分析;布置与路线分析;闲余能量分析;操作时两手的移动分析。 (2) 程序分析的图表。 程序分析的相应图表如下图所示。 3.2.2 工艺程序分析 1. 工艺程序分析的意义与内容 工艺程序分析是对现场的宏观分析。它把整个生产系统作为分析对象,分析的目的是改善整个生产过程中不合理的工艺内容、工艺方法、工艺程序或作业现场的空间配置,通过严格地考查分析,设计出经济合理、最优化的工艺方法、工艺程序或空间配置。 2. 工艺程序分析的内容 工艺程序图含有工艺程序的全面概况及各工序之间的相互关系。 工艺程序图能清晰地表明各种材料及零件的投入过程,可作为制
18、定采购计划的依据。 工艺程序图还包含各生产过程的机器设备、工艺范围、所需时间及顺序。 3.2.2 工艺程序分析 工艺程序图的构成与绘制方法 在工艺程序图中,工艺程序的顺序以垂线表示,以水平线代表材料(或零、部件)的引入。材料无论是自制还是外购,均以水平线引入垂直线,工艺程序图的绘制原理如下图所示。3.2.3 流程程序分析 1. 流程程序图的意义 与工艺程序图相比,流程程序图进一步对生产现场的整个制造程序作详细的记录,以便于对整个制造程序中“操作”、“检验”、“搬运”、“贮存”、“暂存”等作详细的研究与分析,特别是适用于分析其搬运距离、暂存、贮存等“隐藏成本”的浪费。 流程程序图依其研究的对象可
19、分为两种。(1)物料型流程程序图。标明生产或搬运过程中,材料或零件被处理的步骤。(2)人员流程程序图。记载操作人员在生产过程中一连串的活动。 3.2.3 流程程序分析 2. 流程程序图的构成 流程程序图与工艺程序图的构成极为相似,其差别仅为加入了“搬运”、“贮存”、“暂存”三种符号,而在时间之外,再加上搬运的距离。 在实际工作中,进行流程程序分析一般都使用事先设计好的流程程序图表。这种图表是将五种符号印在表格中,分析记录时,只需将各项工作按照发生的顺序用直线将符号连接起来即可。 3. 流程经济原则 流程程序分析过程中应遵循的流程经济原则如教材表34所示。 3.2.3 流程程序分析 例3.1 人
20、员流程程序图举例:工作任务:用量规核对工件尺寸开始:工人坐工作台旁,工件在工作台上。结束:工人坐工作台旁, 已核对的工件在工作台上。3.2.3 流程程序分析 例3.2 物料型流程程序图举例。 工作任务:短途单程的火车车票发售、 使用及收回。开始:未打印的车票在打印机中。结束:票在终点站被查看。未打印的车票在打印机中123查询旅客所需车票打印车票等待找钱拿给旅客旅客带至入口处查看并打孔旅客带至旅途中在终点站查看1451123.2.4 线路图分析 1. 线路图分析的意义与内容 线路图是以作业现场为对象,对现场布置及物料(包括零件、产品、设备)或作业者的实际流通路线进行分析,常与流程程序图配合使用,
21、以达到改进现场布置和移动路线,缩短搬运距离的目的。 线路图依比例缩小绘制工厂的简图或车间平面布置图,将机器、工作台等的相互位置一一绘制于图上,并将流程程序图上所有的动作,以线条或符号表示。材料与人员的流通路线用虚线表示,各项动作发生的位置则用符号及数字标示,流动的方向一般以箭头表示。3.2.4 线路图分析 例:下图为汽缸头加工的线路图(原方法),图中标明了汽缸头由铸造车间制成铸件后所经过的加工路线、运输方向及距离等。 3.2.4 线路图分析 下图为汽缸头加工线路图的改良方法。 3.2.4 线路图分析 2. 线路图的绘制要求 (1)在同一图面表示加工、装配等程序时,所有在制品的流程均应画出。如在
22、制品类型很多,可分别采用实线、虚线、点划线或以不同颜色表示。 (2)许多流程由同一路径通过时,将流程数及其重量表示在线上,也可用铁钉与不同颜色的丝线来表示不同的流程。 (3)可用不同类型的线或不同颜色表示不同搬运方法。 (4)线与线的交叉处,以半圆型线表示避开的意思。 (5)流程遇有立体移动时,应利用三维空间图表示。3.2.5 管理程序分析 1. 何谓管理程序分析 管理事务性的工作往往涉及多人、多部门的配合,一般以文件、表单的传递来作为配合的信号或依据。 许多公司在生产效率改善方面花费了大量的精力,却没有注意到身边许多办公事务性工作的不合理给公司带来极大的浪费和损失。 3.2.5 管理程序分析
23、 2. 管理程序分析的作用 事务性的工作虽然不起眼,并不会对制品的性质产生直接的影响,但其重要性却不可忽视,有时,一个信息传递的错误,可能给公司带来重大损失乃至灭顶之灾。 从信息传递的角度而言管理程序分析的作业如下:(1)制订标准作业流程;(2)便于进行工作改善;(3)便于职务交接与代理;(4)便于计算工作负荷;(5)权责可以明确;3.2.5 管理程序分析 3. 管理程序分析图 管理程序分析同其他IE程序分析的方法一样可以进行标准化的分析工作,其常用的分析图方法有两种:NNK式: 日本能率协会经营管理中心所长二枝氏所创。能大式:日本产业能率短期大学所创 管理程序分析的记号与产品工艺分析大致相同
24、,另外增加了一些独特的记号:3.2.5 管理程序分析 4. 管理程序分析的方法与步骤(1)展开预备调查(2)绘制管理程序分析表(3)拟订改善方案(4)改善方案的实施与评估(5)改善内容标准化3.2.6 业务流程重组 1. 业务流程重组(BPR) 业务流程重组,英文全称为business process reengineering(以下简称BPR),是80年代初源于美国的最新管理思想,是西方发达国家在世纪末,对已运行了100多年的专业分工细化及组织分层制的一次反思及大幅度改进。 BPR指的是:针对业务过程的基本问题进行反思,从市场需求出发对它进行彻底地重新设计,以便在成本、质量、服务和速度等当前
25、衡量企业绩效的这些重要的尺度上取得显著的进展。 3.2.6 业务流程重组 2. BPR的主要特征 组织结构扁平化-决策权下放 以过程为核心-合并同类活动 倡导总量控制和延迟控制-以经济效果为准则 充分利用信息技术-解决分散与集中的矛盾 3.3 操作分析 3.3.1 人机操作分析人机操作分析 3.3.2 联合操作分析联合操作分析 3.3.3 双手操作分析双手操作分析3.3.1 人机操作分析 1. 人机操作分析的意义与目的 人机操作分析用于研究在人与机器的共同工作过程中,调查、了解在操作周期内机器操作与工人操作的相互关系,以充分利用机器与工人的能量,进行平衡操作。 进行人机操作分析要用人机操作图,
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