工业工程从入门到精通

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1、工业工程程简介：1 工业工程程定义最具有权权威性的的和今天天被广泛泛采用的的美国工工业工程程学会（SSIE）于于19995年正正式提出出，后经经修订的的定义：工业工程程，是对对人员，物物料，设设备，能能源和信信息所组组成的集集成系统统进行设设计，改改善和设设置的一一门学科科。它综综合运用用数学，物物理学，和和社会科科学方面面的专门门知识和和技术，以以及工程程分析和和设计的的原理与与方法，对对该系统统所取得得的成果果进行确确定，预预测评价价。美国大大百科名名书（1982年出版）对IE的解释是：工业工程是一个组织中的人，物料和设备的使用及其费用作详细分析研究，这种工作由工业工程师完成，目的是使组织

2、能够提高生产率，利润和效率。工业工程程专家PPhillipee Hiickss博士指指出：工工业工程程的目标标就是设设计一个个生产系系统及该该系统的的控制方方法，使使它以最最低的成成本生产产具有特特定质量量水平的的某种或或几种产产出，并并且这种种生产必必须是在在保证工工人和最最终用户户的健康康和安全全条件下下进行。从上可看看出，工工业工程程的目标标就是使使生产系系统投入入的要素素得有效效利用，降降低成本本，保证证质量和和安全，提提高生产产率，获获得最佳佳效益。2 工业工程程研究范范围：美国国家家标准AANSII-2994（19882年修修订版），把把IE分为为17个分分支：生生物力学学，成本本

3、管理；数据处处理与系系统设计计；销售售与市场场；工程程经济；设施规规划；材材料加工工（含工工具设计计。工艺艺研究，自自动化等等）；应应用数学学（含运运筹学，管管理经济济学，统统计质量量控制，统统计学）；组织规规划；生生产规划划与控制制（含库库存管理理，运输输路线，调调度和发发货等）；实用心心理学；方法研研究作业业测定；人的因因素；工工资管理理；人体体测量；安全；职业卫卫生与医医学。3 现代IEE的基本本工作内内容及特特点：1） 核心是降降低成本本，提高高质量和和生产率率。-如果用用一名话话来表明明工业工工程师的的抱负的的话，就就是生产产率。2） IE是综综合性的的应用知知识体系系。3）注重重人

4、的因因素是IIE区别别于其它它工程学学科的特特点之一一生产系统统和各种种组成要要素中，人人是最活活跃的和和不确性性最大的的因素。IE为实现其目标，在进行系统设计，实施控制和改善的过程中，都必须充分考虑到人和其它要素这间的关系和相互作用，发人为中心行设计。4）I E 重重点是面面向微观观管理。为达到减减少浪费费，降低低成本的的目的，IE重点面向微观管理，解决各种管理问题，从制订作业标准和劳动定额，现场管理优化直至各职能部门之间的直辖市和管理改善，都需要IE发挥作用。5）IEE是系统统优化技技术。 IIE所强调调的优化化是系统统整体的的优化，不不单是某某个生产产要素（人人，物料料，设备备.）或某某

5、个局部部(工序,生产线线,车间.)的的优化，其其最终目目标是追追求系统统整体最最佳的效效益（最最少投入入，最大大产出）特别指出出的是：生产系系统的优优化不是是一次性性，IE所追求求的也不不是一时时的优化化，而是是经常地地研究系系统的优优化，对对系统不不断地更更新，以以使其适适合新的的工艺。新新的管理理方式，永永远获得得更高的的综合效效益。二工作研研究范围围 对整个个制造流流程的分分析（流流程图）流程分析析 布置和和路线分分析人机操作作分析方法研究究操作分分析联合合操作分分析 双手操作作分析设定标准准工作法法：动素分析析 11 方法法，流程程动作分析析2 材料料动作经济济原则 3 工具，设设备4

6、，环境境与条件件5，作业业者资格格，技能能密集抽样样时间研研究作业测定定分散抽抽样时间间研究决定标准准时间预定时间间标准法法*制制定工作作时间标标准工作作法+标准时时间+其它要要求（品品质要求求等） =工作作标准以作业指指导书形形式训练操作作工人，实实施标准准体现出出来1 方法研究究定义 对现有的的工作（加加工，制制造，装装配，操操作）方方法进行行系统的的记录和和严格的的考查，作作为开发发和应用用更容易易，更有有效的工工作方法法以及降降低成本本的一种种手段。目的： * 改改进工艺艺和流程程 * 改进进工厂，车车间，工工作场所所的平面面布置* 改进进整个工工厂和设设备的设设计* 改进进物料，机机

7、器，人人力的利利用，提提高生产产力l 降低劳动动强度 动作作经济原原则： 1 动动作能量量活用原原则。 22 动动作量节节约原则则。 3 动作作改善原原则。一） 在人的身身体各部部位凡是是能具有有进行动动作能力力的部分分，不管管何部位位都希望望全面能能活用：1 脚部部或左手手能操作作的事，不不必使用用右手。2 尽量量使两手手同时作作业，也也同时结结束动作作。3 双手手不要使使其同时时静止，手手空闲时时须动脑脑想另一一工作。二） 动作量节节约原则则：多余的动动作量，不不但浪费费时间及及空间更更会消耗耗体力。1 尽量量使用小小动作来来操作工工作。躯体的运运作依序序为腕部部-前前腕部-手手腕部-手手

8、指；能能使用小小运动应应使用小小运动。2 材料料及器具具应放置置于伸手手能及的的范围内内，并尽尽量放在在近手边边。3 小单单元的协协作次数数应尽量量减少。4 工具具应予以以简化，易易用。5 材料料及零件件应使用用易拿取取之容器器。6 工作作物长，或或重，体体积大时时应利用用保持工工具。三） 动作法改改善的原原则：能动的部部位使其其全部活活动，可可以节约约的能量量可以省省去的徒徒劳动作作也尽量量除去，而而动作的的方法还还是有改改善的地地方。1 动作作能予以以规范化化。2 双手手可反向向运动，而而不可同同向动作作。3 利用用惯性，重重力，自自然力，等等尤其尽尽量利用用动力装装置。4 为了了减少疲疲

9、劳作业业椅及工工作台的的高度应应适当。方法研究究的分析析层次及及分析技技术作业* 以以材料加加工过程程单位* 以加加工，检检验，搬搬运 *作业业要素 *动作作单元 *基本本要素划为基础础的作业业划分作作业单位位为基础础要素以以作业单单位所以以一个作作业要素素以单位位动作所所分为基础础的作业业划分所所包含的的一系所所包含的的一系列列包含的的一系列列列动作为为基础的的动作单单位为基基础动作作要素为为基动作划分分的动作作划分础础的动作作划分操作分析析流程分析析动作分分析流程分析析的改善善对象：1，基本本原则： 11），尽尽可能取取消不必必要的工工序 22），合合并工序序，减少少搬运 33），安安排最

10、佳佳作业顺顺序 44），使使各工序序尽可能能经济化化 55），找找出最经经济的移移动方法法 66），尽尽可能减减少在制制品的贮贮存2，考虑虑下列因因素，有有无工序序，操作作可取消消，合并并，重排排，简化化。 11），不不需要的的工序或或操作 22），改改变工作作顺序 33），改改变设备备或利用用新设备备 44），改改变工厂厂布置或或重排新新设备 55），改改变操作作或贮存存的位置置 66），发发挥每个个人的技技术专长长3，考虑虑下列因因素，那那些搬运运可以取取消，合合并，重重排，简简化。 11），取取消某些些操作 22），改改变物品品存放的的场所或或位置； 33），改改变工厂厂布置 44），改

11、改变搬运运方法 5），改改变工艺艺过程或或工作顺顺序4，考虑虑下因素素，有等等待可以以取消或或缩短时时间 1），改改变工作作顺序； 2），改改变工厂厂布置 3），改改变设备备或用新新设备5，考虑虑下列因因素，有有无检验验工作能能取消，合合并，简简化1） 它们真的的必需？有何效效果？2） 有无重复复？3） 能否用抽抽样或样样资料统统计控制制？三动作分分析简介介（一）定定义动作动作作分析是是研究人人体各种种动作的的浪费，以以寻求省省力，省省时，安安全和最最经济动动作。即即：研究究分析人人在进行行各种操操作的细细微动作作，删除除无效协协作，使使操作简简便有效效，以提提高工作作效率。目的：发发现操作作

12、操作人人员的无无效动作作或浪费费现象，简简化操作作方法，减减少工作作疲劳，降降低劳动动强度。并并在此基基础上制制定标准准的操作作方法，确确定动作作标准时时间。（二）动动作分析析的方法法1， 目视动作作分析：目视观观测寻求求动作改改进。2， 动素分析析：人完完成工作作的动作作可由117个基基本动作作构成，将将工作中中所用的的各个动动素逐项分析析以谋求求改进。 3，影影片分析析：通过过摄影机机，分析析动作。人作业基基本动素素的简介介：（117种动动素）1， 伸手：空空手移动动，伸向向目标。改善点：能否缩缩短距离离能否减少少方向的的多变，特特别是突突变能否使工工具对象象移向手手边2， 移物：手手持物

13、从从一处移移至另一一地方改善点：能否减减少其重重量能否应用用合适的的夹具搬运方向向的突变变是否可可以取消消，各种种在障碍碍物能否否搬去是否身体体的有些些动作可可以取消消双手的动动作能否否与手的的动作相相调协3， 握取：利利用手指指充分控控制物体体。改善点：可否一一次握取取多件或或减少握握取次数数工具，对对象可否否预先放放好能否用其其它工具具替代手手的握取取4， 装配：两两个以上上的物体体的组合合的动作作改善点：能否用用夹具，固固定器能否同时时装配数数件工具是否否达到最最有效的的速度及及送进能否用自自动设备备是否可用用自动工工具，以以减少人人的装配配时间5， 使用：利利用器具具或装置置做的动动作

14、6， 拆装：对对两个以以上组合合的对象象，做分分解的动动作7， 放手：从从手中放放掉对象象改善点；能否取取消此动动作能否在运运输途中中放手放手后，手手或运送送的位置置是否对对下动作作或下移移动有利利8， 检查：将将产品和和所制定定的标准准作比较较的动作作改善点：能否取取消或与与其它操操作合并并能否同时时使用多多种量具具或多用用处量具具检查物与与检查者者眼睛的的距离是是否合适适9， 寻找：确确定目的的物位置置的动作作改善点：对象给给予特别别标识（标标签，颜颜色）良好的工工作场所所布置对象，工工具有固固定的位位置，并并放置于于正常的的工作范范围10， 选择：在在同类对对象中，选选取其中中一种改善点

15、：是否可可取消此此动素工具对象象能否做做标准化化和互换换使用能否作标标识，以以利选择择11， 计划：在在操作进进行中，为为决定下下一步骤骤所作的的考虑12， 定位：将将对象置置于所需需的正确确位置而而进行的的动作13， 予定位：对象定定位前，先先将对象象安置到到予定位位的作业业改善点：对象能能否在运运输途中中正工具能否否悬挂起起来，以以便一伸伸手就右右拿到14， 持住：手手握物并并保持静静止状态态改善点：能否用用夹具持持物能否用磨磨擦力或或粘着力力15， 休息：因因疲劳而而停止工工作改善点：肌肉的的运用与与人体动动作的等等级是否否合适温度，湿湿度，通通讯，噪噪声，光光线，颜颜色以及及其它工工作

16、环境境是否合合适工作台高高度是否否合适操作者是是否坐立立均可重物可否否用工具具装卸工作时间间长短是是否合适适16， 不可避免免的停顿顿17， 故延：可可避免的的停顿改善点：改善管管理方法法，规章章，制度度，使操操作者无无抱怨改善工作作环境，提提供一个个合适，健健康，愉愉快而有有效的生生产现场场改善工作作方法，降降低劳动动强度按对操作作的影响响，以上上动素可可分为有有效动素素和无效效动素： 1）有效动动素：指指对操作作有直接接贡献者者：装配配折卸使用用伸手握取取移动及及放手2）无效效动素：寻找选选择检查查持住定位位予定为为辅助动动素；休休息故延延延迟计划划为消耗耗动素。在在作业中中，辅助助动作越

17、越少越好好；消耗耗性动作作应尽可可能取消消。（三）在在作业设设计及研研究中，应应遵循以以下原则则1 双手手动作应应同时而而对称。2 人体体的动作作应尽量量用低级级动作而而得到满满意结果果。人体动作作等级：手指最最快，最最低手指，手手腕动作作手指，手手腕及小小臂动作作手指，手手腕，小小臂及大大臂动作作手指，手手腕，小小臂，大大臂及身身体动作作最耗休休能，最最慢3 尽可能利利用物体体的动能能；曲线线动作减减少方向向突变，弹弹道式运运动较受受控制的的运动轻轻快；动动作尽可可能有轻轻松节奏奏。4 工具物料料应放于于固定场场所及作作业者前前面近处处，并依依最佳工工作顺序序排列5 应有适当当的照明明设备，

18、工工作台及及座椅试试样，高高度应使使工作者者保持良良好的姿姿势6 尽量解除除手的工工作，而而以夹具具或工具具代替。7 可能时，应应将两种种或两种种以上工工具合并并为一种种8 工具及物物料应尽尽可能放放在工作作位置（四）在在动作标标准化的的基础上上，可测测定作业业的标准准时间：标准时间间的制定定:定义：标标准时间间是指在在适宜的的操作条条件下，用用最合适适的方法法，以普普通熟练练工人正正常速度度完成标标准作业业所需的的劳动时时间。时间研究究步骤：1 作业标准准化： 在对一项项作业研研究时，可可用以下下提问技技巧（55W1HH）需要做什什么？要要做这，是是否有必必要/？要达达到什么么结果？在何处做

19、做？要在在此处做做吗？有有无更合合适的地地方？在何时做做？要在在此时做做吗？有有无更合合适时间间？由谁做？要此人人做吗？有无更更合适人人？如何做？要这样样做吗？有无更更合适方方法？2 划分操作作单元：原则：* 每一一单元应应有明显显易辨认认的起点点，终点点 * 单元元时间愈愈短愈好好，但一一般不小小于0.04MMIN* 人人工操作作单元与与机器操操作单元元分开* 尽可可能使每每一单元元的操作作动作为为基本动动作l 由于操作作的时间间标准仅仅用于特特定的操操作，所所以每单单元应有有完整而而详细的的说明 3 现场记录录时间值值：4 剔剔除异常常值：美国机械械工程协协会对异异常值定定义：某某一单元元

20、的秒表表读数，由由于一些些外来因因素的影影响而使使其超越越正常范范围的数数值。通通常采用用3倍标准准偏差法法：假定定一操作作单元观观测N次：x11,x22,x33.xn.则：Avveraage(X) = (x1+x2+x3+xn)/n标准偏差差 S = (xx1XX)22+(xx2XX)22+.+(xnX)2 / nULC = XX + 3S LLCL = XX 33S将超出UUCL ，LCLL 的值值剔除。5 决决定观测测次数：在误差为为5%，可可靠度为为95%情况下下，所应应观测的的次数为为：n n nnN = 40 * nn* x i 2 - ( xii)22 22 / ( xii )

21、2I=1 II=1 II=1Xi -每次次秒表读读数 nn- 试行行观测的的次数N- 应应该观测测的次数数6 计算算观测结结果：7 评比比：将观观测到的的结果与与观测者者的理想想速度作作比较，评评比方法法有600分法，775分法法， 1000分法法。操作水平平与评比比值评比法操作水平平正常=660正常=775正常=110040 500 677很慢，笨笨拙，摸摸索之动动作，操操作者似似在半睡睡半醒状态态，对操操作无兴兴趣60 755 1000稳定，审审慎，从从容不迫迫，操作作者似手手慢，但经观察察无故意意浪费80 1000 1133敏捷，行行动干净净利索，似似一般操操作者所所必须的速速度100

22、1550 1167很快，操操作者表表现高度度自信，把把握，动动作协调，敏敏捷120 1550 2200非常快，需需要特努努力及集集中注意意8 确确定宽放放时间：宽放种类类：生理理宽放轻轻松工作作 22% 5% 较重重工作5%疲劳宽放放其百分分比见附附表作业宽放放9 制制定标准准时间：标准时间间性 = 观测测时间 * 评评比系数数 * （1 + 宽放放率）关于评比比：平准化法法（leevellingg）又称称西屋法法（weestiinghhousse ssysttem）,为美国国西屋电电气公司司首创，后后来又为为lowwry Mayynarrd 和和 sttegee meetenn 完成成为整个

23、个体系。此法应用用闻为广广泛，它它将熟练练，努力力，作为为衡量工工作的主主要评比比因素，每每个评比比因素再再分为超超佳（或或理想），优优，良，平平均，可可，欠佳佳六个高高低程度度的等级级。 熟练系数数努力系系数超佳 A11 +00.155 A2 +0.13 A11 + 00.133A2 +00.122优 B1 +0.11 B2 +0.06B1 +0.10B2 +0.08良 C1 +0.06 C2 +0.03C1 +0.05C2 +0.02平均D +0.00D 0.000可 E1 -00.055 E2 -00.100 E1 -0.04 E2 -0.08欠佳 F1 -00.166 F2 -00.2

24、22 F11 -00.122 F22 -00.177 1）熟熟练是对对某一既既定工作作方法掌掌握程度度反映 22）努力指操操作者工工作时对对提高效效率在主主观意志志上的表表现评比因素素的主要要评阶标标准。评比因素素的主要要评价标标准熟练的评评价努力力的评价价1 欠佳佳1 欠佳佳对工作未未能熟悉悉，不能能得心应应手；时时间浪费费较多；动作显得得笨手笨笨脚；不不具有工工作的对对工作缺缺乏兴趣趣；适应性；工作犹犹豫，没没有信心心；工作作显得迟迟缓懒散散；常常失败败。有多多余动作作；工作地布布置絮乱乱；工作摸索索； 2 可2 可对机器设设备的用用法相当当熟悉；可以勉勉强接受受建议；事先安排排大致的的工

25、作计计划；对对工作还还工作时时注意力力不太集集中；具备充分分的信心心；不适适宜长时时间的工工受到生生活不正正常影响响；作；偶尔尔发生失失败，浪浪费时间间；通常常工作方方法不太太适当不会有所所犹豫。工作比较摸索 3 平均3 平均对工作具具有信心心；工作作速度稍稍缓慢；显得有有些保守守；对工作熟熟悉；能能够得心心应手；工作虽虽然接受受建议但但不实施施；成果良好好。工作作上有良良好的安安排；自己拟订订工作计计划；按良好的的工作方方法实行行工作。 4 良4 良能够担任任高精度度的工作作；可以以指导工工作有节节奏性；他人提高高熟练程程度；几几乎不需需要接受受甚少浪浪费时间间；指导；完完全不犹犹豫；相相当

26、稳定定的速度度对工作作有兴趣趣且负责责任；工作；动动作相当当迅速。很乐意接受建议工作地方方布置井井然有序序；使用适当当的工具具 5 优5 优对所担任任的工作作有高度度的适应应性；能能动作很很快；够正确地地工作而而不需要要检查，核核对；工工工作地地方很有有系统；作顺序相相当正确确；十分分有效地地使用机机器各个个动作都都很熟练练；设备；动动作很快快且正确确；有节节奏性。对工作改善工作很热心； 6 超佳 6 超超佳有高度的的技术；动作极极为迅速速，衔接接很卖力力工作，甚甚至忽视视健康；圆；动作作犹如机机器作业业；熟悉悉程度这这种工作作速度不不能持续续一整天天。最高。附表：以以正常时时间的百百分数表表

27、示的疲疲劳宽放放A 基基本疲劳劳宽放 4 5 F 空气气情况（包包括气候候）较重的疲疲劳宽放放 9 111 通风良良好，空空气新鲜鲜 0 0B 作作业宽放放 2%55% 通通风不良良，但无无毒气体体 5 5 C 基本疲疲劳宽放放的可增增加时间间在火炉炉边工作作或其它它 5 115站立工作作 2 4 G 视觉紧紧张（密密切注意意） 轻微不方方便 0 11 一般精精密工作作 00 00不方便（弯弯曲） 2 33 精密工工作 2 2很不方便便（躺体体展身） 7 7 很精密工作 5 5 D 用力或或使用肌肌肉（举举重，HH 听觉紧紧张（噪噪声程度度） 冲压，拉拉（KGG）连续续的 00 002.5 0

28、 1 间间歇大声声 2 2 5 11 22 间歇很很大声 55 55 7.55 22 33 高音音大声 5 5 100 3 4 I 精神神紧张 12.5 44 66 相当复复杂的操操作 1 1 15 66 99 高复杂杂或需全全神贯注注 44 4 17.5 88 112 很复复杂的工工作 88 88 20 110 115 JJ 单调-精神神方面 22.5 112 18 低度度 0 0 25 114 - 中度度 1 130 19 - 高度 4 440 33 - 单单调-生理方方面50 58 - 相相当长而而讨厌 0 0E 光光线情况况十分长长而讨厌厌 2 1稍低于规规定数值值 00 00非常长长

29、而讨厌厌 5 2低于规定定数值 2 2非常不充充分 5 5 宽裕度度确定之之原则：1 此表意在在指导确确定每个个基本操操作的宽宽裕度。2 宽裕度通通常是附附加于独独立操作作之上的的，如果果某个基基本操作作的宽裕裕度较高高面紧跟跟的另一一基本操操作的宽宽裕度较较低时，就就必须采采取些措措施减小小这个操操作的受受影响因因素。3 只有对影影响此操操作规程程的其它它因素都都作了充充分考虑虑之后，也也可对影影响此操操作的一一些现存存因素以以适当的的宽放。4 只有在AA，B，CC，H项项因素才才有专门门适用于于女工的的宽裕度度。在其其它因素素下可以以的情况况考虑这这方面的的宽裕。5 如果工人人穿戴有有保护性性衣物，如如：手套套，脚套套，外套套工衣或或护目镜镜等会增增加人的的疲劳：因此在在 A，BB，C，DD，F ，G 项因素素影响宽宽裕度时时应予以以考虑。