工业工程基础知识-IE

工業工程基礎知識By:lc.song一、了解產生背景1.美國人F.W.Taylor於1911年出版«科學管理原理»一書。2.美國的Frank.&L.Gilbreth在同一年代開始進行工作流程及動作研究，設定了17種基本動素(Threbligs)他們被公認為工業工程學科的創始人。1948年美國成立了工業工程學會(AIIE)，一直代表著工業工程學科的權威。二、發展歷程1.第二次世界大戰中，運籌學因在戰爭中的廣泛應用而有了突飛猛進的發展，二戰結束後，運籌學與工業工程接合，使工業工程的技術內容得到了極大豐富。2.上世紀80年代，日本制造業繁榮，工業工程在日本得到廣泛應用，並被日本人進行了改進與創新，誕生了堪稱經典的技術方法(JIT/CardControl)工业工程学科的性质：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。但它不同于一般的工程学科，它不仅包括自然科学和工程技术，还包括社会科学和经济管理方面的知识，它是一门技术和管理有机地结合的边缘科学。工业工程的特点IE的核心是降低成本，提高质量和效率。IE是综合性的应用知识体系（技术和管理）注重人的因素是IE区别于其他工程学科特点之一。IE是系统优化技术。IE的面向--由微观向宏观管理。IE的意识：成本和效率意识问题和改善意识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。MotionStudy–動作研究動作研究的意義和目的研究方法:--a)目視動作分析;b)動素分析;C)影片分析動素簡介:動作經濟原則---a)人體運用;b)工作地布置;C)工具設備改善方法:--5W1H提問法ECRS原則動作研究的意義與目的發現操作人員的無效動作或浪費現象﹐簡化操作方法﹐減少工作疲勞﹐降低勞動強度。在此基礎上制定出標准操作方法﹐為制定動作時間標准做技朮准備。動作研究(MotionStudy)動作分析是在程序決定后﹐研究人體各種動作的浪費,以尋求省力﹐省時,安全和最好的動作.(Frank.B.Gilbreth).動作分析之實質是研究分析人在進行各種操作的細微動作,刪除無效動作,使操作簡便有效,以提高效率吉尔布雷思夫妇的动作研究問題﹕弗兰克发现工人们砌砖的动作各不相同，速度也有快有慢。探索------改进。結果﹕砌外层砖时，砌每块砖的动作从18个减少到4.5个；砌内层砖时,把动作从18个减少到2个，使每个工人一小时的砌砖数从120块增加到350块。動作分析的方法動作分析按精確程度不同﹐動作分析有下列方法﹕目視動作分析動素分析影片分析目視動作分析目視動作分析以目視觀測的方法尋求改進動作方法。例如詳細觀測各個操作單元﹐根據雙手程序分析的方法及動作經濟原則為分析工具。動素分析動素分析完成的操作雖然千變萬化﹐但人完成工作的動作有17個基本動作完成﹐這17個基本動作又稱為17個動素。動素分析﹐是將工作中所用的各個動素逐項分析以謀求改進動作研究(動素表)影片分析影片分析即用攝影機將各個操作動作拍攝成影片放映﹐而加以分析。目前國內多采用攝像機﹐將生產線上的各個動作拍攝下來﹐然后放映加以分析。動素性質划分按對操作的影響﹐動素可以分為有效動素無效動素(輔助動素)動素性質划分有效動素指對操作有直接貢獻者﹐如裝配﹑拆卸﹑使用等﹔伸手﹑握取﹑移物及放手為操作中最常用的有效動素。無效動素(或輔助動素)如尋找﹑選擇﹑檢查﹑持住﹑定位及預定位等為輔助動素﹔休息﹑故延﹑遲延及計划為消耗性動素。動作研究(動素同心圓)1)核心動素;2)常用動素;(改善)3)輔助性動素;(刪減)4)消耗性動素;(取締)動作經濟原則動作經濟原則為吉尔布雷思首創﹐后經過多位學者研究改進﹐美國巴思斯將此原則分為22條﹐歸納為三大類。一﹑關于人體的運用(第1~8條)二﹑關于工作地布置(第9~16條)三﹑關于工具設備(第17~22條)人類工效學之運用(雙手同時作業,物料歸,工治夾具設計)動作經濟原則凡任何工作中地動作﹐合乎這些原則﹐皆為經濟有效的動作。否則﹐就應改進。動作經濟原則有兩大功用﹕1﹑即幫助發掘問題﹔2﹑提供建立新方法的方向動作經濟原則(人體運用)雙手應同時開始并同時完成其動作。除規定的休息時間外﹐雙手不應同時空閑。雙臂的動作應該對稱﹐反向并同時進行。手的動作應以最低的等級而能得到滿意的結果。動作經濟原則(人體運用)物體的運動量應盡可能地利用﹐但是如果需要肌力制止時﹐則應將其減少至最小程度。連續的曲線運動﹐比方向突變的直線運動為佳。彈道式的運動﹐較受限制或受控制的運動輕快自如。動作應盡可能地運用輕快的自然節奏﹐因節奏能使動作流利及自發。動作經濟原則(工作地布置)工具物料放置在固定的地方。工具物料及裝置應布置在工作者前面近處。零件物料的供給﹐應利用其重量墜送至工作者的手邊。墜落應盡量利用重力實現。動作經濟原則(工作地布置)工具物料應依最佳的工作順序排列。應有適當的照明﹐使視覺舒適。工作台及坐椅的高度﹐應保証工作者坐立適宜。工作椅式樣及高度﹐應能使工作者保持良好的姿勢。動作經濟原則(工具設備)盡量解除手的工作﹐而以夾具或腳踏工具代替。可能時﹐應將兩種工具合并使用。工具物料應盡可能預放在工作位置上。動作經濟原則(工具設備)手指分別工作時﹐其各指負荷應按照其基本能予以分配。設計手柄時﹐應進可能增大與手的接觸面機器上的杠杆﹑十字杆及手輪位置﹐應能使工作者極少變動姿勢﹐且能最大地利用機械力。動作改善方法提問技朮(即5W1H);其依據為“ECRS”四大原則。5W1H提問技朮為了使能得到最多的意見﹐而不致有任何遺漏﹐最好按提問技朮進行提問﹕“ECRS”四大原則取消(Eliminate)合并(Combine)重排(Rearrange)簡化(Simple)取消(Eliminate)取消所有可能取消的作業﹑步驟和動作(包括身體﹑足﹑手臂或眼的動作)。取消工作中的不規律性﹐使動作成為自發性﹐并使各種物品固定放置在操作者前面近處。取消以手作為持物工具的動作。取消不方便或不正常的動作。取消必須使用肌力能維持的姿勢。取消必須使用肌力的工作﹐而以運輸工具取代之。取消危險的工作。取消所有不必要的閑置時間合并(Combine)把必須突然改變方向的各種小動作﹐結合成一個連續的曲線動作。合并各種工具﹐使其成為多用途工具。合并可能的作業。合并可能同時進行的動作。重排(Rearrange)使工作平均分配于兩手﹐兩手的同時動作最好呈對稱性。作業組作業時﹐應把工作平均分配給各成員。將取消﹑合并之后的工序﹐重新排成清晰的直線順序。簡化(Simple)使用最低級次的工作。減少每一動作的復雜性。使用最簡單的動素組合來完成動作。縮短動作距離。使手柄﹑操作杆﹑足踏板﹑按鈕都在手足可及之處。時間研究時間研究的定義時間研究的目的實施步驟:時間單元劃分原則實測決定觀測次數標準工時制定時間研究定義時間研究是一種作業測定技朮﹐旨在決定一位合格適當訓練有素的操作者﹐在標准狀態下﹐對一特定的工作以正常速度操作所需要的時間。時間研究定義時間研究，係在一位合格適當而有良好訓練之操作者，在標準狀況態下，對一特定工作，以正常速度操作所需時間。1、合格適當之操作人：操作者必須是個合格的工人，而且該項作業必須適合於他。2、良好的訓練：操作者對該特定工作的操作方法，必須受過完全的訓練。時間研究定義a).標准的工作方法與設備(步驟﹐設施)b).標准之工作環境(燈光,溫度,噪音)c).受訓合格﹐熟練之作業員工(生手)d).標准正常之身體狀態(生病,緊張,情緒……、時間研究的目的作業系統的改善：觀測某項作業的全體，以及各單元作業的所需時間，時間變動，作為工作改善的指針。作業系統的設計：實施某項作業有兩種以上的方法時，作為優劣比較的依據。作業系統的運用：設定實某項作業所需的標準時間，作為工作的計劃、指導、管制及評價。時間研究的導源誘導人們工作的最佳方法，不外乎各種獎工制度。實施獎工制度，必須有一套客觀的「標準」，不論何種衡量標準，皆源自「標準工時」，也就是「時間研究」的產物。決定人工標準的方法，一般有三，即經驗判斷法，歷史記錄法，與工作衡量法。時間研究的應用決定人工和設備的需要發展有效的工作方法管制人力資源使用決定成本與售價時間研究的階次在設定標準時間時，應依其用途的觀點，決定以何種階次的工作為時間研究的對象。工作階次通常分成下列七種：動作、單元、作業、製程、活動、機能、產品時間研究的技術時間研究直接法合成法密集抽樣法(馬錶時間研究)分散抽樣法(工作抽查)預定時間標準法(MTM)標準資料法時間研究的工具時間研究的工具﹕秒表﹐觀測板﹐時間研究表格﹑筆﹑計算器等時間研究之實施步驟：1、收集與記錄操作與操作者有關之資料2、將工作劃分成單元並加完整之記述3、觀測並記錄操作時間，即測時時間4、決定觀測週期數5、對操作者之各單元加以評比6、檢視並決定觀測週期數是否已足夠7、決定寬放值8、訂定操作之標準時間收集資料:為制定某一操作的標准時間﹐必須對整個操作有詳細而完整的了解通常記錄資料的項目均應填入時間研究表格的表頭或頁首。收集與記錄資料時間研究最需要的基本資料為：設備、材料規格、被觀測者品質、操作方法簡單的說，時間研究應在實際觀測之前，記入下列資料:1、操作工人姓名或工號2、使用設備資料3、詳密之工作方法及操作之動作單元，並取得現場主管之確認4、工作材料規格5、工作環境條件6、測時人員姓名、時間、地點划分操作﹕秒表所測計的時間并非其操作的總時數﹐因總時間內所包括的動作﹐不但數量多﹐且性質很復雜﹐很難評比其快慢。因此應將操作分為若干單元﹐每一單元的動作少且性質相同﹐所以個別評比每一單元的快慢要容易而准確的多﹐而這些個別單元的時間加起來﹐亦同樣等于整個操作的總時數﹐這就是為什么分解動作的原因。劃分並記述操作單元劃分理由：1、便利確切之記述2、劃分單元可得各單元之標準時間3、一般人不可能在整個操作過程中均保持相同的速度，而劃分單元可以將各單元個別賦予評比，補救速度不平均之弊4、可易於操作單元實際工時之過短或過長划分操作單元的原則易辨認起點和終點單元時間愈短愈好﹐但以使研究人員能精確測試記憶為宜。一般認為0.04min為宜。人工操作單元與機器操作單元分開划分操作單元的原則不變單元與可變單元應分開。不變單元是指在各種情況下﹐其操作時間基本相等﹔可變單元是指因加工對象的尺寸﹐大小﹐重量的不同變化的單元﹔如焊接時間隨著焊縫的長短而變化。划分操作單元的原則規則單元﹑間歇單元和外來單元分開。規則單元﹕加工每個工件都有規則性出現的單元﹔間歇單元﹕加工過程中偶爾出現的單元﹔外來單元﹕偶發事件且將來不需列入標准時間以內。划分操作單元的原則物料擺放與其它時間之區分。.測試方法應站在被測試者的后邊﹐角度能清楚的看到操作員之各項動作。測時測時的方法1)﹑歸零法﹔2)﹑累積測時法﹔3)﹑周程測試法﹔4)﹑連續測時法“R”行填連續計時法的表面讀數﹔“T”行為本單元的時間﹔1234RTRTRTRT9152832剔除異常值1)﹑異常值定義﹕某一單元的秒表讀數﹐由于一些外來因素的影響﹐而使其超出正常范圍的數值。2)﹑剔除異常值﹕剔除異常值的方法有多種﹐最常用的方法----三倍標准差法。其計算方法如下﹕計算平均值X標准偏差為σ=正常值為x+/-3σ內的數值﹔超出者為異常值﹐應予以剔除。決定觀測次數(誤差界限發)此法計算觀測次數N的公式如下(誤差5%﹐可靠度為95%)﹔N=式中Xi為每一秒表讀數﹔n為識行先觀測的次數決定觀測時間觀測次數的平均值即為該單元的操作時間。正常時間正常時間即為理想速度下﹐作業所需要的時間正常時間=觀測時間*評比率評比率的確定方法很多﹐但都需要有經驗積累﹐長用的方法有60分法與100分法﹕評比率=得分/60或評比率=得分/100寬放時間寬放原因﹕疲勞﹑個