基础工业工程知识点.docx

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基础工业工程知识点

第一章工业工程学科形成和发展

1.工业工程定义:

工业工程（IE）是综合运用数学、物理学和社会科学的基础知识及工程分析的方法，将人力﹑物资﹑装备﹑能量和信息组成一个集成系统,并对这样的系统进行规划﹑设计﹑评价和改进的活动。

2.工业工程历史发展

1）IE的萌芽时期

●以泰勒的动时研究为代表的科学管理时代

2）IE形成期

●以休哈特统计质量控制为代表工业工程时代，是工业工程走向科学的形成期

3）运筹学发生影响的时期

●以运筹学成为学科主要理论基础的优化技术时代，是工业工程方法和技术的丰富成熟期

4）工业与系统工程时期

●以系统科学与现代的计算机技术、IT技术和信息技术为特征的工业与系统工程时代

3.工业工程的应用领域

●基础工业工程形成时期的应用领域主要是制造性工业企业的生产活动。

在现阶段，随着工业工程学科的发展和社会对工业工程的需求，其应用领域已扩展到所有社会组织的运营活动，涉及工商业，行政机关、军事单位、交通运输、学校、医院、各类公私团体等组织的运营业务工作。

●工业工程的研究对象可以是任何社会组织的业务活动

4.基础IE与现代IE的关联

1）相同点

①基础工业工程与现代工业工程所追求的本质目标相同。

通过各种优化方法或技术，改善运营系统，达到提高劳动生产率的目的。

②基础工业工程与现代工业工程的意识相同。

成本和效率意识；问题和改革意识；工作简化和标准化意识；全局和整体化意识；以人为中心的意识。

③工业工程学科的性质没变：

工业工程是一门工程学科，IE要学习大量的工程技术和数学方面的课程。

它是一门技术和管理有机地结合的边缘科学。

2）区别点：

①基础的以经验和定性分析为主；现代的以定量分析为主。

②基础的以通过基层生产现场中作业研究来降低劳动成本为主；现代的以研究整体系统的优化、降低各种资源消耗、提高整体系统的生产率为主。

③早期的IE以提高制造现场作业效率和改进生产管理为主；现代IE则面向企业经营管理全过程。

④早期的IE单兵独进，现代IE已经成为为企业CIMS、进而为企业发展到LAF企业提供管理集成基础结构的有效工具。

⑤早期的IE只应用于制造业，现代IE已经普及到交通、建筑、服务和行政管理等多种产业中。

5.IE的基本职能

工作研究与绩效评价

生产计划与管理

系统设计

6.IE的目标：

就是使生产系统投入的要素得到有效利用，降低成本，保证质量和安全，提高生产率，获得最佳效益。

7.一般来说，IE的组织形式有以下几种：

●集中式组织结构

IE人员集中属IE部管理，被指派到各部门服务。

●分散式组织结构

IE人员固定在低层次部门工作，他们同高层次的IE经理只是保持业务上的联系，接受指导和监督。

●矩阵式组织结构

IE人员集中为IE部的成员，但根据需要，不同的IE人员被指派到工厂或车间、部门工作，具有很大的灵活性。

8.工业工程的特点

1、IE的核心是降低成本、提高质量和生产率

2、IE是综合性的应用知识体系、

3、注重人的因素是IE区别于其他工程学科的特点

4．IE的重点是面向微观管理

5、IE是系统优化技术

第2章生产组织形式与生产率概述

1、生产和运作管理的基本任务是：

（1）质量——Quality

（2）交货期——Delivery

（3）成本——Cost

（4）结果：

生产率——Productivity

（5）条件：

柔性——Flexibility

这也是衡量一个企业绩效如何基本指标。

2、生产模式的分类

流程型生产模式

●生产流程相对固定不变；

●产品一般面向有组织的用户（包括商业系统）,顾客数量较少；

●产品标准程度高，很少是顾客需求订制；

●产品品种少，生产稳定；

●生产设备自动化程度高，专用化程度高，设备昂贵；

●设备故障造成损失很大。

制造装配型生产方式

1.大多数属最终产品，受顾客影响大，市场不稳定；

2.产品结构复杂，组成零部件多，协作单位多；

3.产品生命周期短，型号更新快（顾客需求的多样性）。

3、生产过程组织

主要按两种基本原则进行：

1.工艺专业化原则——即按生产工艺的特点来组织生产单位，在一个单位（如车间）集中同种类型的设备及工人

优点：

（1）设备利用率高，个别设备出现问题，影响不大

（2）工人固定于一种设备，有利于专业技术的提高

（3）可以比较容易适应不同类型产品，柔性较大

缺点：

（1）产品（半成品）、原材料运输路线长

（2）产品在加工过程中停放、等待时间长，延长了生产周期

（3）各生产单位之间协作、往来频繁，管理较困难

2.对象专业化原则

优点：

（1）可以大大缩减产品在加工过程中的运输距离

（2）可以减少加工过程中的在制品库存

（3）可以采用先进生产组织形式——流水线生产

（4）减少生产单位的协作关系，简化计划管理

缺点：

设备利用率低

4、生产率是衡量IE应用效果的指针,它是工业工程师必须掌握的一个尺度

一般定义:

是产出与投入之比或单位投入的产出,即

生产率=产出/投入

产出为生产出的产品或服务;投入为获得这些产出而投入的生产要素

5、生产率分类

1、按生产要素

单独考察某一种生产要素，所得到的生产率称为该要素生产率，如

劳动生产率、资本生产率、材料生产率等

2、按生产要素的数量

单要素生产率、多要素生产率、全要素生产率；

3、按测定方式分类

静态生产率：

某一给定时期的产出量与投入量之比

例如:

投入工时:

600小时,产量300件,则静态生产率为:

300/600=件/小时

动态生产率：

测定期内静态生产率

动态生产率=--------------------------------------

基准期内静态生产率

6、提高生产率的意义

1、生产率提高的速度决定国家经济发展速度

2、提高生产率是增加工资和改善人民生活的基本条件

3、提高生产率可以增强国际市场竞争力

4、生产率提高对就业和社会起促进作用

5、生产率与质量是同步发展的关系

7、生产率管理的含义

为提高生产率,协调投入与产出之间的关系而进行计划、组织、领导、控制、创新等活动的总称。

基本的生产率管理过程内容包括：

•测量和分析生产率；

•对生产率控制和提高作出计划；

•控制和提高生产率；

•对控制和提高生产率的结果进行评价和回馈。

8、影响生产率的因素

内部因素

1.硬因素

–产品

–厂房设备

–技术

–材料能源

2.软因素

人组织与机构工作方法管理方法

外部因素

1.人力资源

一个国家和地区的人力资源素质高低,直接决定着生产率水平的高低

2.科技水平

工业发达国家之所以具有高的生产率,重要原因就在于其居于领先的科学技术和装备

3.宏观管理政策

其中结构性因素及机制性因素影响最大

9、提高生产率的途径

国际组织认为,提高生产率的方法有两大类:

●人力资源开发和管理

●工业工程方法

第3章工作研究

1、工作研究的内容

工作研究包括方法研究与作业测定两大技术。

方法研究在于寻求经济有效的工作方法，主要包括程序分析、作业分析和动作分析。

而作业测定是确定各项作业科学合理的工时定额，主要包括秒表测时、工作抽样、预定时间标准和标准资料法。

2、方法研究与时间研究的关系

1.方法研究与时间研究的关系非常密切。

二者之间是相辅相成、互为渗透的。

一般说,时间研究应该在方法研究的基础上进行。

换句话说,只有经过方法研究,使得生产过程和操作（动作）方法合理后,时间研究才有意义。

另一方面,“时间乃动作的影子”,时间是衡量工作方法优劣的主要尺度。

所以,方法研究常用时间研究作为比较和选择工作方法的依据。

2.方法研究要研究如何减少作业的工作量,而时间研究则要研究如何减少无效时间,并以方法研究所确定的工作量为基础,进一步制定该作业的标准时间。

3、方法研究

方法研究包括三个方面

●程序分析（processanalysis）

●作业分析（Operationanalysis）

●动作分析（Motionanalysis）。

程序分析是对整个过程的分析，最小单位是工序；

作业分析是对某项具体工序进行的分析，最小单位是操作；

动作分析是对作业者操作过程动作的进一步分析，最小单位是动素。

5.工作研究的技巧

在进行分析和改进时经常应用所谓5W1H方法

•Who--谁来做这个工作最合适–劳动者的精神和心理特征；

•What--要完成的任务是什么？

•Where--组织的地理位置及工作地点在何处？

•When--完成日期及作业流程时间；

•Why--工作的目标和动机；

•How--工作方法及激励方式。

也叫“六何分析法”是一种询问考查方法,如对一道工序或一项操作都是从原因、对象、地点、时间、人员、方法六个方面提出问题进行考查。

在构思新的工作方法时,可以运用“取消、合并、重排、简化”四种技巧,考虙改善的可能性,即”ECRS”四大原则:

1.取消——取消一切不必要的工作。

任何一项工作或活动如能取消的话,当然是最大的改善。

2.合并——合并必需而可能合并的工作。

如不能取消,则应考虙可否将两个或更多活动项目合并。

3.重排（或改变）——重排所有必需的工作的程序。

通过改变工作程序,使工作的先后顺序重新组合,达到改善工作的目的。

4.简化——简化所有必需的工作。

在经过取消、合并、重组之后,再对该项工作进行深入的分析研究,使方法和动作尽量简化,使新的工作方法效率更高,成本最低。

第4章程序分析

1、程序分析的定义

程序:

是指完成某项工作的各步骤的顺序,如工艺程序,公文处理程序等;

程序分析:

程序分析是通过调查分析现行工作流程，改进流程中不经济、不均衡、不合理的现象，提高工作效率的一种研究方法。

2、程序分析的种类

程序分析可根据不同的目的采用适当的技术。

例如,分析整个制造过程采用工艺程序图;分析物料或产品的流动采用流动程序图;有关工厂布置及搬运的分析采用线图等。

●工艺程序分析：

对象、系统、生产全过程；

●流程程序分析：

产品流程或人员活动全过程的系统分析；

●布置与线路分析：

对产品或人的移动路线进行分析

3、工艺程序分析

对象:

生产系统的全过程

特点:

以生产或工作的全过程为研究对象

只分析“加工”和“检查”工序

工具:

工艺程序分析图

概念：

工艺程序图是对生产全过程的概略描述，其地位相当于机械制造中的装配图，主要反映生产系统全面的概况以及各构成部分之间的相互关系。

它将所描述对象的各组成部分，按照加工顺序或装配顺序从右至左依次画出，并注明各项材料和零件的进入点、规格、型号、加工时间和加工要求

案例：

表4-9投影仪以及遥控器装箱工艺程序如下，画出其工艺程序分析图。

零件名称

工艺内容

箱片

包装箱成型

检查包装箱有无破损

投影仪

检查投影仪的外观

贴出厂标签

装入塑料袋

装上保持衬

放入箱内

遥控器

检查遥控器的外观

装入塑料袋

放入箱内

附件及干燥剂

检查附件以及干燥剂数量

装附件以及干燥剂入塑料袋内

装入纸箱内

封箱

束缚

贴出厂标签

答：

投影仪以及遥控器装箱工艺程序图如下：

4、流程程序分析（FlowProcessChartAnalysis）

概念：

流程程序分析是程序分析中最基本、最重要的分析技术。

它以产品或零件的制造全过程为研究对象，把加工工艺划分为加工、检查、搬运、等待和储存等五种状态加以记录，对产品和零件整个制造过程的详细分析，特别适用于对搬运、储存、等待等隐藏成本浪费的分析。

特点：

是对某一产品或某个主要零件加工制造全过程所进行的单独分析和研究；

比工艺程序分析更具体、更详细；

记录了产品生产过程的全部工序、时间定额和移动距离；

除了分析“加工”、“检查”工序外，还要分析搬运、等待和储存工序，是对产品或零件加工制造全过程中加工、检查、储存、等待和搬运所进行的分析。

流程程序根据研究对象不同可以分为以下两种：

材料和产品流程程序分析（物料型）。

主要用于记录生产过程中材料、零件、部件等被处理、被加工的全部过程。

人员流程程序分析（人流型）。

主要用于记录工作人员在生产过程中的一连串活动。

5、线路图分析（FlowDiagram）

概念：

以作业现场为分析对象，对产品、零件的现场布置或作业者的移动路线进行的分析。

布置和经路分析可以分为线路图和线图两种。

线路图：

线路图是依比例缩小绘制的工厂简图或车间平面布置图，以图示方式表明产品或工人的实际流通线路。

线图：

是按比例绘制的平面布置图模型或线路图。

用线条表示并度量工人或物料在一系列活动中所移动的路线。

第5章作业分析

1、作业的定义:

工艺过程、运输过程及检验过程都是由许多基本组成部分组成的,这些基本组成部份称为作业或工序。

它是指由一个工人或一组工人在同一个工作地上完成一定（一个或同时几个）劳动对象的那部分工作活动。

2、作业分析的概念

通过对以人为主的工序的详细研究，使作业者、作业对象、作业工具三者科学合理地布置和安排，达到工序结构合理，减轻劳动强度、减少作业工时消耗、缩短整个作业的时间，以提高产品的质量和产量为目的而做的分析，称为作业分析。

3、作业分析与程序分析的区别：

作业分析是研究一道工序、一个工作地点的工人使用机器或不使用机器的各个作业（操作）活动。

它与程序分析的区别在于：

程序分析是研究整个生产的运行过程，分析到工序为止，而作业分析则是研究一道工序的运行过程，分析到操作为止。

4、作业分析类型:

–人机作业分析

–联合作业分析

–双手作业分析

5、人-机作业分析

概念：

人－机作业分析是应用于机械作业的一种分析技术，通过对某一项作业的现场观察，记录操作者和机器设备在同一时间内的工作情况，并加以分析，寻求合理的操作方法，使人和机器的配合更加协调，以充分发挥人和机器的效率

人－机作业图：

是记录在同一时间坐标上，表明作业者与机器的协调和配合关系的一种图表。

它可以清楚地显示人的工作周期与机器的工作周期在时间上的配合关系，因此，通过对人－机作业图的分析，可以获得减少人－机等待（空闲）时间，提高人－机效率的新方法。

6、双手程序图

1、定义:

生产现场的某些作业以工序的操作过程为研究对象，详细观察和记录其过程，重点是了解双手如何进行实际的操作。

2、双手作业分析的特征

1.双手作业分析的主要对象是作业者的双手

2.双手作业分析是借助于双手作业图进行分析

3.双手作业分析简单明了，随时随地都可记录分析，清楚地反映出动作是否符合动作经济原则。

3、双手作业分析图的作用：

双手作业分析图以双手操作为对象，采用标准流程图符号来记录其动作，表示其关系，并可指导作业者如何有效地运用双手，从事生产性的工作，提供一种新的动作观念，找出一种新的改善途径。

7、联合作业分析

联合作业分析是指当几个作业人员共同作业于一项工作时对作业人员时间上的关系的分析以及排除作业人员作业过程中存在的不经济、不均衡、不合理和浪费等现象的一种分析方法。

联合作业分析的特征

1.联合作业分析是对一组作业人员（两个或两个以上）所进行的分析。

2.借助于联合作业分析图，对以下各项进行调查分析：

（1）各作业人员的待工（空闲）情况；

（2）各作业人员的作业率；

（3）联合作业中耗费时间最长的作业是哪个。

第6章动作分析

1、动作：

工艺流程和作业的具体实施方法，如寻找、握取、移动、装配必要的目的物，操作者身体各个部位的每一个活动。

2、动作分析

以一项作业为对象,对动作活动进行详细的分析研究。

对作业者手、眼及其它身体部位的动作,进行分析、比较、研究后,确定最合理有效的动作和操作,降低劳动强度，提高工作效率的技术或方法。

3、动作分析的方法

●目视动作分析法

这种方法一般用于比较简单的操作活动,主要凭研究人员的观察,用动作要素符号进行记录,根据动作经济原则分析改进。

●动作影片分析法

用摄影机或录象机把操作者的动作拍摄下来,根据需要可以按正常速度拍摄,也可按高速度（用高摄影机）拍摄,由影片的放映而进行分析,提出改善意见。

这种方法取得的数据准确,特别是对细微动作、速度快的动作、速度快的动作,更是一种分析研究的有效方法。

4、动素

生产现场的多数动作是靠手来完成的，IE的老前辈吉尔布雷斯（Gilbreth）在研究动作的初期阶段，就把以手部为中心的作业（包括眼睛的动作），细分为18个动作，并以不同的记号加以标示。

他把这些动作称为“动作要素”，用他们对动作进行分解。

18种动素可分为3类

✓第一类为有效动素，共9种。

✓第二类为辅助动素，共5种。

✓

第三类为消耗动素，共4种。

5、动作经济原则

何谓动作经济原则

⏹是吉尔布斯（Gilbreth）继基本动作理论后订定的有效活用人类能量寻求最适当的作业和作业域，使人的疲劳减为最低，容易实施操作且工作量能大为提高的经验法则。

6、动作经济的16原则

1）双手并用的原则

2）对称反向的原则

3）排除合并的原则

4）降低动作等级的原则

5）减少动作限制的原则

6）避免动作突变的原则

7）保持轻松节奏的原则

8）利用惯性的原则

9）手肢并用的原则

10）利用工具的原则

11）工具万能化的原则

12）易于操纵的原则

13）适当位置的原则

14）安全可靠的原则

15）照明通风的原则

16）高度适当的原则

第7章时间研究

1、时间研究又称作业测定。

其根本目的是寻求在标准状况下完成一项工作所需的时间。

标准时间就是一个合格工人（具有正常的体力和智力,在劳动技术方面受过良好训练,并具有一定熟练程度的工人）在标准的作业方法和条件下,以正常的作业速度完成某一工作所需的时间。

它是一项作业的纯作业时间与宽放时间之和。

所谓工时,就是工作班的工作时间。

工时消耗分类就是将劳动者在整个工作班中所消耗的时间,根据其性质、范围、作用、及当时的具体情况,明确地划分为若干类,以便作为进一步分析研究的依据,从而制定劳动定额或改进劳动组织等。

2、工时消耗分类说明（了解）

⏹定额时间指完成某项工作必须的时间消耗。

⏹非定额时间指不是完成某项工作必需的时间消耗。

它是由于企业管理工作上的缺点或工人违反劳动纪律等原因引起的时间损失。

⏹作业时间指实现工作任务消耗的时间。

它是定额时间中最主要的组成部分。

⏹休息与自然需要时间指为了消除疲劳,保证工人精力充沛而进行的必要休息,以及生理上的自然需要消耗的时间。

停工时间包括两类:

⏹非工人造成的时间指由于企业技术工作和组织工作的缺点,或者由于企业外部条件影响,使工作发生中断的时间。

如等待分配工作、待料、待工装、停电等。

⏹工人造成的时间指由于工人违反劳动纪律造成的时间损失。

如迟到、早退、擅自离开工作地、工作时间内闲谈、办私事,以及违反操作规定造成设备事故等而带来的时间损失。

⏹在制定定额时,休息与自然需要时间,一般用它们对作业时间所占的百分比摊入单位产品的工时定额内。

3、时间研究的方法主要有:

⏹经验估工法

⏹统计分析法

⏹技术测定法

⏹工作抽样法。

4、实施「时间研究」的基本程序

1>.选择:

选择需要测时的工作,注意选择适合测时的工作及对象.

2>.记录:

记录所有与工作环境、工作单元和方法及工作人员等有关的资料.

3>.测时:

用测时的方法测计工作中每一单元的时间,至于所需测计的「周程」次数,须足以保证能获得具有代表性的实况为准.

4>.检查:

严格检查已记录的各种数据及各单元的时间,确保非生产性单元或偶发性单元均已自生产性单元内分开.

5>.评比:

评比所记录各单元的时间,并决定每个单元的代表时间.

6>.宽放:

决定操作最合适的宽放时间,其中常包括私事、疲劳、程序、临时等宽放.

7>.标准时间:

应明白的公开宣布,有关操作中的各项动作的时间均已订定并规定此等时间为操作的标准时间.

5、经验估工法

由定额人员、技术人员和有经验的老工人组成估工小组,根据产品设计图纸、工艺规程、工装条件和设备状况,以及生产组织形式,凭各自的实践经验来估计工时定额。

估工有粗细之分。

粗估工是按整个工序估算。

细估是按工序各组成部分分别估算,然后汇总确定工序的工时定额。

此法的优点是简便易行,工作量小,制定定额快,并有一定群众基础。

缺点是单凭经验,技术根据不足,受估工人员主观因素的影响大,难免出现偏高或偏低等现象,因而定额的准确性较差。

常用于单件小批生产,以及新产品试制和临时性生产中。

6、统计分析法

⏹根据过去生产的同类型产品（零件、工序）的实际工时消耗和完成定额的统计资料,并分析当前生产条件的变化,通过计算确定定额。

⏹此法有较多的统计资料为依据,比经验估工法更能反映实际情况。

但是也存在一定缺点。

由于它依据的是过去的统计资料,其中可能有某些不合理的因素,比如在实际消耗的工时中包括了一部分浪费工时、加班加点时间等,又如原始记录不准等,必然要影响到制定定额的准确性,使定额水平不够先进合理。

7、技术测定法

⏹这种方法是在分析研究生产技术组织条件和挖掘生产潜力的基础上,对组成定额的各部分时间,通过实际观测或分析计算来制定定额。

由于取得时间数据的方法不同,它又可分为两种:

⏹一种是直接时间测定法,即通过现场观测记录取得第一手数据来制定定额。

它是作业测定是基本的方法。

属于这类方法最有代表性的有秒表法和影象法。

⏹另一种是间接时间测定法,即根据事先制定的工作定额标准来计算制定定额。

属于这类方法的主要是 PTS法（预定时间标准法）。

采用这两种方法制定的定额都称为技术定额。

正常操作时间计算方法（了解）

1）选择时间

选择时间是将记录时间中的异常时间（差别特大）数据剔除之后的平均时间。

例如,测得某作业单元的时间数据（分）如下:

显然,为异常时间,应剔除。

2）效率评定

⏹将正常作业速度的系数定为1,然后把测得的实际作业速度与之比较,如果慢于正常速度则定一个小于1的系数（如等）,如果快于正常速度,则定一个大于1的系数（如等）。

3）正常操作时间

正常操作时间是指以正常速度进行操作所需的作业时间,也就是选择时间经过修正后的时间,即:

正常操作时间=选择时间×效率系数

宽放时间

正常时间只反映进行操作活动所需的时间，因此，还必需“宽放”。

宽放时间包括：

⏹自然需要。

如渴水，上厕所的时间。

一般取男３～５％，女５～７％。

⏹工作需要。

如工作地服务的时间，———如磨刀、换刀、运输材料等。

这些工作不是经常重复的，也不一定什么时候发生。

⏹工作环境条件需要。

如体力消耗大的、工作条件不好的要“宽放”。

条件越差，“宽放”应越大，如炼钢炉、加热炉的操作工人；照明不良，噪音太大的，必须用不正常姿势工作的（如汽车装配在线有些工序的工人是站在地沟里里仰面向底盘焊接或螺丝）等等。

“宽放时间”一般给出一个百分比。

也有给出绝对值的。

如我国有些手表厂给装配工人上下午各１５分钟休息—做眼保健操。

标准工时定额

8、预定动作时间标准及MOD

预定时间制（PrederminedTimeSystem）简称PTS法。

它以每个预定的基本动作要素时间值为基础，求得每道工序的标准时间（定额）。

PTS的原理

⏹一项作业（工序）可分解为作业单元。

一个作业单元又是由许多基本动作———动素组成的；

⏹当条件（如移动距离、物体重量）一定时