工业工程概论(PPT 98页).pptx
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,工业工程,INDUSTRIALENGINEERING,TheresABestWay!
1,IE概论运转分析工序分析作业分析生产线分析及编成效率(Performance)分析标准时间品质管理,目录,2,IE概论问题的课题化及程序化,第一章IE概论,前言工业工程(IndustrialEngineering简称I.E.)是一门新兴的工程科学。
早在1881年左右,泰勒(FrederickW.Taylor)就已具有工业工程的观念,但实际上工业工程这门学问却在1920年代才开始,到二次大战后才略具雏型。
在国外,泰勒首先提倡时学研究,而纪尔布雷斯夫妇(F.B&Gilbreths)则为工学研究的创始人。
直到1930年代他们的研究才受到大众的重视,而正式成为工时学(motionandtimestudy),如今工时学可说是工业工程的领域中最基本的一部分,也是传统工业工程的基本观念。
当初,工时学的定义是指对于完成一项工作的操作方法、材料、工具与设备,及其所需的时间,加以研究。
而其目的在1.寻求最经济有效的工作方法;2.进一步确认并规定因此所选定的工作方法、材料标准、工具规格及设备要求的理想标准;3.研究并制定工人完工所需的标准时间;4.训练并切实实行新方法。
工业工程是对人员、物料及设备等,从事整个系统之设计改进及运用的一门科学。
它利用数学、自然科学与社会科学的专门知识及技巧,并利用工程分析与设计的原理和方法,来规划、预测,并评估由此及其有关系统中所获得的效果。
-美国工业工程师学会(AIIE),3,IE(IndustrialEngineering)产业工学,2.定义:
去发现生产系统中存在的浪费问题,一概要,1.IE概论,3.生产系统:
(ProductionSystem)系统三要素:
投入.转化.输出,1.产业工学的发展过程传统的IE或产业工学(1990年代-1930年代)近代的IE或产业及System工学(1940年代-1980年代),3.浪费的分类:
超产部分的浪费移动的浪费搬运的浪费加工本身(如喷漆)等待的浪费在库的浪费不良,3.浪费的分析方法:
工程浪费生产浪费分析浪费分析工作的浪费生产线平衡效率分析,1.附加价值:
如焊锡、压入、组立等能完成产品制做所创造的价值2.浪费的定义:
不能表现为部品附加价值的所有东西都有叫浪费(创造有出附加价值都是浪费),一浪费,4,IE(IndustrialEngineering)产业工学,经营是指为达到企业存在的目的(即追求利润和为社会做贡献),合理地管理和结合必要的诸要素(人,材料,设备,方法,资金)的过程,1)概要,研究能大批量生产低成本(Cost)、无公害、安全(Safety)、高质量(Quality)的产品的技术和方法,按期安全地生产出必要产品,并研究能及时地提供给顾客的销售技巧。
2)为最大实现企业目的设定的目标,1.提高生产性(Productivity)2.提高质量(Quality)3.减少成本(Cost)4.遵守或确保交货期(Deliverydate)5.确保安全性(Safety)6.确保士气(Morale),IE是为达到企业目的,有效地实现以上达成目标所用的学问,1.IE概论,以生产性与工资的合理结合为基础,不断追求有效的生产改善活动。
工资,最大活动,最小活动,最小协商,最大协商,合理化方向,经营合理化是,活动领域,生产性,5,IE定义,Man人,Machine机器,Material材料,Method方法,综合体系,利用,设计,改进,稳定化,专门的,数学物理学社会科学,知识和Skill,期待的成果,Specify(规定),Predict(预测),Evaluatte(评价),工学的,Analysis(分析)Design(设计),Principles(原理)和Methods(方法),企业中的产业工学活动,通过,1.IE概论,近代的IE的作用和使命,1)IE技术者的作用,1、为管理者的作用,工厂的自然条件,设备配置,物流管理计划组织及手续的过程设计对组织各机能的控制系统(System)的设计设置工具设备,工程及作业方法,作业时间工资制度的设计材料的调配及使用经济方法数据(Data)或情报的分析评价各种管理问题的研究,6,2、为员工的作用,3、为技术者的作用,改善为更好的作业方法以经验为基础进行更现实、有效的改善,掌握问题,收集情报,预测可能存在的困难具体整理解决方案,开发,设计,改善系统(System)明确对质量,费用,数量,时期的经营者的要求System的经济性分析新System的设计现在System的质的改善,1.IE概论,2)IE研究的目的,.System的活用,按照现在的系统(System)有时得不到预计的结果,此时进行分析原因和改善的研究。
.System的改善,按照现在的系统(System)运行结果不充分不方便,应改善一部分的必要时研究改善的方法。
.System的设计,因发生新的状况以现在的系统(System)得不到充分的结果,甚至作业状况更加恶化.此时先分析必要的是什么,为设计新System的研究.,7,1900年代1910年代1920年代1930年代1940年代1950年代1960年代1970年代1980年代,近代IE的作用及使命,3)产业工学的发展过程,传统的IE或产业工学近代的IE或产业及System工学,区分,H.GanttF.W.TaylorH.FayolF.B.GilgrethW.A.SchewhartDodge&RomigJ.D.MooneyE.Mayo英国(BlackettTeam)Hitchcock美国G.DantzigN.Wiener美海军与杜邦社AGREE报告书A.MaslowD.McGregerP.DruckerH.A.SimonL.VonBertalanffyS.P.MitrofanovA.V.FeigenbaumJ.MJuranL.A.Zadeh美国美国美国美国美国,GanttChart科学的管理方法和时间研究经营机能(或管理机能)动作研究与记号管理图Sampling检查表组织的原则人际关系的重要性OperationsResearch运输问题最初的电脑(MarkI)CyberneticsPERT/CPM信赖性工学动机论X理论与Y理论目标管理(MBO)意志决定与自动化System工学(理论)(GT)全面质量管理(TQC)质量经营(QM)Fuzzy理论MicroComputer(PC)FMS,产业用ROBOTCIMSystem专家(Expert)System人工智能(AI)System,年度,重要理论及技术,提出者,1.IE概论,o经营合理化问题和IE的作用,1)生产技术活动的2阶段,事先生产技术活动,o研讨生产设计(VE活动,标准化)o作业计划(工程,设备,模具,夹具,Bite,标准时间设定)o模具计划和设计o夹具设计和计划o设备计划o布局计划o夹具,模具制作o试验生产o制作作业指导书,生产开始时的指导训练o作业开始费用,预算的规定与管理o设定质量规格,检查标准,事后生产技术活动,o解决生产上的问题点o为了降低成本,进行各种改善活动o处理各种设计变更带来的问题o维持和改正各种作业计划,标准时间等各种标准o模具,夹具,设备的改造或维护,8,近代IE的作用及使命,1.IE概论,2)生产技术效率化方向,3)IE活用领域,9,现场改善的四步骤(Step),1Step:
效率化阶段生产,资材,质量管理活动-标准时间设定及管理(PAC)-新产品,新设备初期流动管理-设备综合效率管理-搬运及布局(Layout)改善-工程再编成(LineBalancing)-5S(整理,整顿,清扫,清洁,习惯化)2Step:
夹具改善/L.C.Ao设备改善的多技能化o模具水平提高的S.T减少o夹具、测量工具(Gauge)改善的方法改善o物流System改善(Logistics)o复合工程设计的人员削减o低成本自动化(LowCostAutomation)o库存(StockPoint)的削减,企业中的产业工学活动,1.IE概论,3Step:
产品设计变更引起的改善VE(ValueEngineering)-通过机能分析的低成本化VRP(VarietyReductionProgram)-ModuleBasedDesign-部品的标准化,共用化CE(ConcurrentEngineering)Vic21技术-发源阶段开始同时进行商品开发DFA,DFM组装及加工容易的的产品设计4StepFMS(FlexibleManufacturingSystem)建立FA(FactoryAutomation)CIM(ComputerIntegratedManufacturing)-实现24小时无人生产工厂,10,什么是问题?
标准目标,期待水平,现状况,复原的问题,创造的问题,要求条件,能力提高,浪费为零消除反复的错误,标准目标-现状况=期待水平-技术能力=,WorldWideClass,问题,创造的问题,2.问题的课题化及程序化,浪费费指在生产活动中不能给产品创造价值的因素的总称.,浪费的定义,$,浪费=,(钱),JIT制造现场发生的7种浪费,生产过剩的浪费:
产品在库等待的浪费:
机械观测,设备故障,检查搬运的浪费:
装卸,堆积,部品/产品移动作业的浪费:
不必要的作业,使用不适合的工具库存的浪费:
不必要的移动,空间,利息动作的浪费:
非创造价值的动作,找、走、拧螺栓。
不良的浪费:
材料的浪费,不良品本身的浪费,检查的浪费,11,总制造时间(单位产品),执行能率的Loss,方法上的Loss,改进技术,VE接近,IE接近,Performance(能率)(PAC),无作业Loss,设计Loss,生产System的Loss,PerformanceLoss,管理上的Loss,作业上的Loss,包括Loss的制造时间,2.问题的课题化及程序化,1.运转浪费-掌握包含在一天作业时间速度中的非运转因素.3.方法浪费-不合理的设备,夹具引起的时间损失,加重疲劳的作业,不合理作业方法引起的浪费.4.效率浪费-作业者间能力(能力)的差异,速度降低,未熟练发生的浪费.5.质量浪费-为确保顾客要求的合理性发生的预防,评价费用浪费及不合格时发生的失败费用浪费.6.设备浪费-设备的6大慢性浪费(运转停止,作业准备/调整,空转/瞬间停止,速度低,不良/修理)7.物流浪费-不合适的布局,不合理的搬运方式带来的浪费.,生产现场的浪费形式,2.编程浪费-各工位间的作业时间不同而产生的浪费.,(损耗),12,解决20%的原因可以得到80%的成果(追求output的思考),2:
8Rules,80,100,20,20,80,100,追求Output接近方法,一般的接近方法,Output,时间/努力,2:
8法则,1.明确期待水平(output).2.追求假定的思考.3.展开以事实为依据的活动,2.问题的课题化及程序化,13,运转分析,工程编成分析,Performance分析,作业方法分析,时间研究(timewatch),工程编成表,作业取样分析Worksampling,综合统计,R-F相关关系图设定挑战目标,改善的出发点,展开改善的方法,管理作业者的技能标准时间,再设计有效率生产线,动作,工具,容器物流工程再设计,管理非运转模型(Model)交换,要素作业,与标准时间比较,问题的改进,运转改善,工程编成改善,Performance改善,作业方法改善,2.问题的课题化及程序化,现状,改进运转,920台/日,92台/人,30,20,10,不良部品供应不上(无作业)不定形作业非效率的作业,TT,NT,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,30,20,10,不定形作业非效率的作业,TT,NT,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,1,114台/日,14,改进作业,30,20,10,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,TT,NT,减少时间,30,20,10,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,1,380台/日170台/人,TT,NT,问题的改进,2.问题的课题化及程序化,工程再编成,能率提高,TT,NT,30,20,10,1,2,3,4,5,6,7,8,9,1,533台/日204台/人,15,30,20,10,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,1,533台/日170台/人,18,TT,NT,15,Problem1Problem2,。
运转Loss,原因分析(R-f),R-f相关关系图,R1,R2,解决对策是什么改进方法是?
设定目标,hhhhhh,iiiiii,Operation,NonOperation,jjjjjj,kkkkkk,Problem3,2.问题的课题化及程序化,问题的改进,o,o,o,result,f1,f2,f3,R1(15%),R2(9%).,.,aaaaaabbbbbb,cccccc,dddddd,eeeeee,ffffff,gggggg,hhhhhh,iiiiii,kkkkkk,jjjjjj,gggggg,很重要,重要,一般,空:
无关,问题反复发生的理由,改进发生问题,现状分析,原因分析,区分主要原因,实行,研讨,尽快解决方案一般解决方案圆满解决方案,为防止问题的反复发生制定的对策,制定对策,16,为什么做?
很必要吗?
为什么发生此作业?
此产品原来的功能是?
此部品存在的理由是?
是否执行此部品原来的功能?
生产作业,组成产品的部品,如果取消后应怎么做?
改进概念的思维,2.问题的课题化及程序化,17,第二章运转分析,1.运转分析摘要2.作业取样分析(WorkSampling)3.改进的着眼点4.练习-WorkSampling,1.运转分析摘要,1)运转分析?
通过一天或长时间观测某一项工作,分析生产内容与非生产内容,为改善更好的生产体系或为制定标准时间,设定适当的余量为主要目的的方法.,2)运转分析的目的,
(1)消除或减少作业者在机械或工程中的等待等非生产性要素,使生产能够按计划进行.,
(2)分析各时间,日期的生产量或工作的变化,使进一步提高生产性,资源的有效利用率,(3)改进准备作业,末尾作业,(4)决定适当的人,设备,方法,(5)设定标准时间时决定适当的附作业时间或其余度,(6)设定适合LOT大小变化的标准时间,(7)检验标准时间的适合性或作业标准,18,3)运转分析系统,设备运转日报,4)运转分析的方法,运转分析,WorkSampling(作业取样分析),观测分析,1.运转分析摘要,资料分析,作业日报,连续观测分析,19,1.运转分析摘要,1)Worksampling,Worksampling是指瞬间观测人或机械的运行状态及种类,对其结果进行收集整理运用统计的抽样理论对观测对象的时间构成比率及运转率进行调查和分析的技巧,以制造现场为对象的Worksampling分析(例),部品插入,焊接,检查,检查,用车搬运材料,作业的事前协议,移动,余量,材料的分离,/258.9,/2810.0,/2810.0,/10437.1,/258.9,/113.9,/176.1,/124.3,/3010.8,10101010101010280100,计,08:
0508:
1708:
3908:
4209:
0216:
1716:
24计%,单位作业,20,21,3)W/S的用途,
(1)掌握设备或人的运转内容,掌握余量,改进作业分工提高运转率,2.Worksampling,
(2)作为设定标准时间的基础资料.对个别的不规则性大的作业特别有效,2)Worksampling的原理,(实际状态),(Worksampling),Worksampling的运转率,=29/50*100=58%,连续运转测定,=36.5/(12*5)*100=60.8%,误差=60.8%-58%=2.8%,作业者ABCDE,纠正作业者或事务员工作中的均衡度,研讨能否增加设备、增员,掌握流程作业中的平衡度,5)Worksampling,(3)作为决定延迟余量的基础资料.因为对发生不规则、多种类、内容丰富的延迟要素来说求出各时间是不可能的,所以对全体用表示。
4)Worksampling(W/S)有效作业的特性反复性少的作业的现状分析作业范围广,运转频率高的作业的现状分析,Worksampling的基础在于概率的.如果抽样数多抽样特性的曲线与全集的分布曲线几乎是一致的,但增加抽样数时相应的调查费用也将会增加.因此从经济性与可信性考虑时不得不规定抽样数(观测点数).抽样时要求公正,对组成某集团的要素,抽样的机会应均等,22,N=,一般情况下求观测点数N时无特别的理由时取可信度为95%.因此上式为,一般取观测点数N值的基准,Worksampling的目的,N,1.一般目的(确认问题时)2.特定的管理目的(分析等待的原因时)3.特定的活动分析(求出准备或延迟的比率)4.人或机械的运转率5.求标准时间,余率,运转率等时要求高精密度时,100,600,N=,4(1-P),2.Worksampling,2000,4000,10,000以上,E:
绝对误差S:
希望的精密度(相对误差)P:
选择对象的出现几率(求出的比率)N:
抽样的大小(观测点数)Z:
对应可信度的标准化系数,Worksampling的观测点数,5)计算出次数进行可信观测,23,为调查设备运转率,利用Worksampling技术预备调查(sampling数为100次)的结果设备运转率为75%(非运转率:
25%),可信度95%期望的精密度为10%为达到所期望的条件,需要观测多少次?
练习题1,2.Worksampling,24,6)观测时间的决定方法随机抽样法
(1)1日的观测点数每天的观测点数受到必要观测点数与调查时间的影响.例如余率的调查是20天内完成3,600个样品时一天需要3,600OVER20日=180个/日
(2)选择观测时间sampling采用随机表,使全部的时间都有机会成为观测时间.a.为提高随机性,巡回的出发点,路径也用随机表随机地抽取.b.巡回观测时,观测时间有部分相同时实际上不妨碍结果.,2.Worksampling,25,问题的定义及调查目的,得到现场责任者的承认及向作业者说明意图,决定期待的精密度,预备观测/制定观测计划,实施正式观测,结果整理/检验精密度,结果整理(图表),作业内容理解,作业内容分工,定义要素作业,预测发生频率,计算观测点数,计算1日巡回次数,决定观测时间,设定巡回路径,准备观测用纸,7)worksampling顺序,2.Worksampling,组作业时适当地调整作业的分工及分配.作业批量的适当化.消除扰乱作业者状态的非正规作业或不必要的作业.根据平均加工时间每小时生产量的时间变化曲线调查状态与疲劳的关系,研讨中间插入休息时间方法不是由此作业者做的作业,如拿工具,工具修理,材料产品的搬运等分工.研究布局消除作业者的不必要的走动.制定因作业单调引起的生产降低预防对策.准备作业的标准化准备作业的分工化作业指导的方法减少作业余率的对策排除作业的对策排除降低现场士气的原因排除机械设备的停工原因研究监视等待中进行有效的作业研讨自动测试,自动调节,自动化的必要性发生突发事故时明确应急措施,连络,指示顺序.,26,27,练习题,W/S观测表,LINE:
日期:
观测者:
单位作业,观测时间,合计,比率,123456789101112131415,总合计,件数,单位作业,10%,20,30,40,50,60,70,80,90,100%,累计占有率,W/S观测整理表,非运转因素LOSSPARETO,28,29,30,第三章工序分析,1.定义2.基本分析3.基本分析的推进方法4.重点分析5.工序改善6.工序分析顺序7.练习题,1.定义,1)工序分析的定义:
2)目的:
工序分析的目的一般是为了改善作业内容或作业的正确顺序.,利用工序分析的单位,将分析对象的被处理路径按其发生的顺序分为加工,搬运,检查,等待,储藏5类,并与各过程的条件相结合进行分析的技术.,生产期间的缩短在供的节减生产过程的改善Layout(布局)的改善过程管理System(系统)的改善,31,3)工序分析的分类,工序分析,基本分析,重点分析,详细过程分析,简单过程分析,产品分析,部品分析,技能分析,相似过程分析,质量分析,路径分析,流程分析,搬运分析,停滞分析,流动数分析,余力分析,日程分析,其它,1.定义,全过程,基本分析的定义,分析、掌握工序的顺序,物资的全部流动的过程分析叫基本过程分析.,SYSTEM,基本分析,详细工序分析,简单工序分析,详细加工工序分析,详细组装工序分析,简单加工工序分析,简单组装工序分析,特点,详细工序分析就是为改善生产方法或编成流程作业的详细分析.简单工序分析就是显示产品全体的过程系列及相互关系并掌握过程中的生产方法的分析.,32,3.基本分析的推进方法,1)工序是指,作业者在某一设备,某一作业领域中为完成某项作业分担的作业范围,2)工序分类,3)WorkUnit的组成概念,动作要素作业工序,加工工序:
直接完成制造目的的过程.创造附加价值的过程搬运工序:
从一个作业领域移到另一作业领域进行的存放,移动,卸货的状态检查工序:
有量的检查和质的检查停滞工序:
处于滞留与储藏的状态,区分,单位作业,说明,备注,1,动作,作业的最小单位,为拿部品伸胳膊抓部品移动部品,机械上装配部品剪掉部品加工后卸下成品,包装工序齿轮加工工序热处理工序,2,要素作业,由几个组合体组成一个作业区分,用StopWatch的时间研究在此中实施,3,工序,在一定的作业领域中为完成某项作业(目的)综合的某一作业范围,表1.Workunit的组成,对于产品,材料,单位成品技能结构,尺寸,精密度,热处理与表面处理材质,材料以上各因素的变化与其程度生产量的实绩与计划其它产品或材料的特性,4)分析内容,33,表2.分析记号,工序要素,记号的名称,记号,说明,加工,加工,表示原料,材料,部品或产品形状,质量带来变化的过程,搬运,搬运,表示原料,材料,部品或产品位置带来变化的过程,检查,数量检查,测试原料,材料,部品或产品的量或个数,其结果与基准做比较后了解其差异的过程,质量检查,测试原料,材料,部品或品的质量特性,其结果与基准做比较,判定LOT的合格,不合格或判定产品的良,不良的过程,停滞,储藏,表示原料,材料,部品或产品按计划信藏的过程,滞留,D,表示原料,材料,部品或产品无计划地停滞的状态,组合记号,以质量检查为主又进行数量检查,以数时检查为主又进行质量检查,以加工为主,又进行数量检查,以加工为主又做搬运,3.基本分析的推进方法,表3.工序分析总结表,关于工序的内容把制造过程分为加工,搬运,停滞,检查等工序,收集如下必要的资料.工序的顺序,分类,名称,作业者的分工区分对加工工序加工内容,使用机械,JIG,工具,辅材料,时间,地点加工LOT的SIZE加工条件(旋转数,速度,加工顺序.搬运;-从哪儿到哪儿,谁,什么方法,距离,所需时间,搬运LOT的大小,搬运强度,34,(4)分析的要点,储藏,停滞-在哪儿,多少,什么形态,停滞时间检查-Who,Where,What,检查设备,所需时间,观察现状态所有工序的作业条件(5W1H)用各过程目的记号分析(运输公司中运
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