第2講-工業(yè)工程方法論

1、礦業(yè)工程學(xué)院,第2章 工業(yè)工程的方法論,2.1 工業(yè)工程的思維方式,1、經(jīng)營思維企業(yè)獲得利潤的途徑：（1）提高價格；（2）降低成本；（3）提高銷售量。,,,,c,p,q,,,2、生產(chǎn)思維,生產(chǎn)要素：人力材料設(shè)備能源管理,產(chǎn)出：產(chǎn)品服務(wù),加工、轉(zhuǎn)換,生產(chǎn)過程,,,2.1 工業(yè)工程的意識,意識是人們對事物的初期認識，在長期的學(xué)習(xí)段練學(xué)習(xí)中所獲得的一種對事物的價值觀與評價。意識又分為潛意識與深意識。 潛意識：

2、在長期生活中，大腦自然產(chǎn)生的結(jié)論，會形成一種精神上的條件反射，一種值得自已相信的經(jīng)驗的激發(fā)。 深意識：對事物的有所分析，有所考慮，有所研究，有一定的時間緩沖。,,所謂IE意識就是IE實踐活動的產(chǎn)物，是人腦對IE實踐活動的客觀反映與總結(jié)，是人們在長期的IE實踐活動中所獲得的一種價值觀，是對IE應(yīng)用有指導(dǎo)作用的思想方法，工業(yè)工程的意識主要包括以下幾個方面：一、 成本效率意識 IE的核心是降低成本、提

3、高生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。也就是說，提高生產(chǎn)率就是IE的出發(fā)點和最終目的，是工業(yè)工程師的第一使命。,,IE的發(fā)展史表明，它的產(chǎn)生就是減少浪費、降低成本、提高效率。而只有為社會創(chuàng)造并提供質(zhì)量合格的產(chǎn)品和服務(wù)，才能得到有效的產(chǎn)出。否則，不合格產(chǎn)品生產(chǎn)越多，浪費越多，反而會降低生產(chǎn)率。所以，提高質(zhì)量是提高生產(chǎn)率的前提和基礎(chǔ)。,,（1）成本貫穿于IE活動中，一般較普及的定義是指將人、材料、設(shè)備、能源和信息進行集成的系統(tǒng)設(shè)計、改善、設(shè)定的活動。

4、對于以現(xiàn)場作業(yè)為中心的IE活動，則可以理解為“提高生產(chǎn)效率的工具和方法，設(shè)計與改善手段，即更加輕松地、正確地、快速地、廉價地進行生產(chǎn)的方法和手段”。 在IE活動的有形效果中，成本體現(xiàn)為材料費用、人工費用、管理費用、檢查與試驗費用、庫存費用、材料使用率等。 在IE活動的無形效果中，成本主要體現(xiàn)為成本意識和有效利用資源。,,效率是系統(tǒng)對資源的利用程度 精益生產(chǎn)是在質(zhì)量保證前提下的效率提升，不會影響到產(chǎn)品品質(zhì)。對時

5、間和產(chǎn)出進行定量的分析才是提高效率的必由之道。,,（2）以下為提高效率的著眼點：現(xiàn)場的全部東西和工作都是效率的對象提高效率并不只是縮短時間必須進行定量的效率評價和管理有不合理的地方，浪費必然存在運用IE手法，徹底清查效率差的問題點,流程過程作業(yè)方法生產(chǎn)布局搬運路線,,需要強調(diào)的是，IE追求最佳整體效益（即以提高總生產(chǎn)率為目標(biāo)），必須樹立成本和效率意識。一切工作從大處著眼，從總目標(biāo)出發(fā)；從小處著手，力求節(jié)約，杜絕浪費

6、，尋求以成本更低、效率更高的方式方法去完成。,二、問題意識,工業(yè)工程師有一個基本信念，即做任何工作都會找到最好的方法，改善無止境。為了使工作方法更趨合理，就要堅持改善再改善。追求盡善盡美是工業(yè)工程不斷追求的目標(biāo)。因此，必須樹立問題和改革意識，不斷發(fā)現(xiàn)問題，考察分析，尋求對策，勇于改革創(chuàng)新。無論一項作業(yè)，一條生產(chǎn)線或整個生產(chǎn)系統(tǒng)，都可以運用所謂“5W1H”提問技巧來進行研究和改進。,,三、工作簡化和標(biāo)準化面向微觀管理的三化：工作簡化

7、（simplification）專門化（specialization）標(biāo)準化（standardization） 工作簡化和標(biāo)準化是保證高效率和優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)的基本條件。每一次生產(chǎn)技術(shù)改進的成果都以標(biāo)準化形式確定下來并加以貫徹，是IE的重要手段。,3S,三、系統(tǒng)與整體意識,現(xiàn)代IE追求系統(tǒng)整體優(yōu)化。生產(chǎn)要素和子系統(tǒng)效率的提高，必須從全局和整體需要出發(fā)，針對研究對象的具體情況選擇適當(dāng)?shù)腎E方法，并注重應(yīng)用的綜合性和整體性，才能取得良好

8、效果。從系統(tǒng)整體出發(fā)，是IE區(qū)別于一般工程技術(shù)的基本特征之一。,,所謂系統(tǒng)意識，就是思考、研究、探索和處理某一事物時，要有意識的把它看成一個系統(tǒng)，即它不是一個簡單孤立的存在，而是一個完整系統(tǒng)的存在；明確鏈-環(huán)關(guān)系，并從系統(tǒng)內(nèi)相關(guān)角度去分析它、認識它。,四、以人為中心的意識,重視人的因素是IE區(qū)別于其它工程學(xué)科的特點之一。在系統(tǒng)中的組成要素中，人是最活躍的和不確定性最大的因素；人是生產(chǎn)經(jīng)營活動中最重要的一個要素，其它要素都要通過人

9、的參與才能發(fā)揮作用。,,（1）人是勞動的主體，人是人機系統(tǒng)構(gòu)成的主導(dǎo)要素，有時作為系統(tǒng)的耳目收取各種外界信息，有時作為系統(tǒng)的一環(huán)。（2）人在連續(xù)作業(yè)中會產(chǎn)生疲勞，使工作欲下將，有可能忽略重要信息，或發(fā)生重大操作失誤等，從而招致系統(tǒng)發(fā)生故障或發(fā)生重大事故。（3）人在一天中效率最高的時間因人而異，即使是同一個人，也因精神狀態(tài)的不同，此外，興趣對效率的影響也十分大。,馬斯洛的需求層次理論,八點精神,1、挖潛精神2、改善精神3、系統(tǒng)精神

10、4、協(xié)作精神5、創(chuàng)新精神6、節(jié)約精神7、標(biāo)準化精神8、人本精神,2.2 工業(yè)工程方法論體系,現(xiàn)代工業(yè)工程包括各類專門的方法與技術(shù)人機關(guān)系系統(tǒng) 工效學(xué)和認知工程操作系統(tǒng) 工作研究方法產(chǎn)品系統(tǒng) 工業(yè)設(shè)計技術(shù)物流系統(tǒng) 設(shè)施規(guī)劃與物流系統(tǒng)技術(shù)制造技術(shù)系統(tǒng) 現(xiàn)代制造系統(tǒng)技術(shù)等。…,一、新型的技術(shù)綜合體,每類專門的技術(shù)方法又有其獨特的具體分析與設(shè)計方法。但要真正形成工業(yè)工

11、程的綜合效能，并使各類、各種專門的工業(yè)工程方法與技術(shù)具有內(nèi)在的邏輯一致性，就必須要確立工業(yè)工程的方法論體系。,二、工業(yè)工程方法論,（1）所謂的工業(yè)工程方法論，是運用工業(yè)工程的方法研究與解決工業(yè)生產(chǎn)和社會經(jīng)濟系統(tǒng)問題時所應(yīng)該遵循的工作程序、邏輯步驟、基本方法和方法體系。它是貫穿于各種、各類專門的工業(yè)工程方法或技術(shù)中的主線。,,（2）系統(tǒng)工程正是符合現(xiàn)代工業(yè)工程需要，并指導(dǎo)各類具體工業(yè)工程方法與技術(shù)應(yīng)用的方法論。由于系統(tǒng)工程的應(yīng)用，現(xiàn)

12、代工業(yè)工程把生產(chǎn)經(jīng)營作為系統(tǒng)來研究，不再是孤立的研究某個環(huán)節(jié)，而是從系統(tǒng)整體的目標(biāo)出發(fā)來處理各部分、各要素之間的關(guān)系。,（3）系統(tǒng)工程具有自己獨特的方法論，它的方法論體系的基礎(chǔ)就是運用系統(tǒng)思想和各種數(shù)學(xué)方法、科學(xué)管理方法、經(jīng)濟學(xué)方法、控制論方法以及電子計算機等技術(shù)工具來實現(xiàn)系統(tǒng)的模型化和最優(yōu)化，進行系統(tǒng)分析與系統(tǒng)設(shè)計。20世紀60年代，許多學(xué)者根據(jù)實踐經(jīng)驗，總結(jié)系統(tǒng)工程方法論，其中美國學(xué)者H．霍爾最先提出了“三維結(jié)構(gòu)體系”，作為系統(tǒng)工程

13、方法論的基礎(chǔ)。,（4）系統(tǒng)工程中的許多基本方法，如綜合創(chuàng)造性技術(shù)、結(jié)構(gòu)分析方法、優(yōu)化分析與設(shè)計技術(shù)、系統(tǒng)仿真技術(shù)、系統(tǒng)評價技術(shù)以及計算機輔助系統(tǒng)分析與設(shè)計技術(shù)等，在工業(yè)工程中具有通用性和方法論的意義及地位，也屬于工業(yè)工程方法論體系的內(nèi)容。參照系統(tǒng)工程中的霍爾三維結(jié)構(gòu)，可將工業(yè)工程方法論的形式體系歸結(jié)如圖2-1所示。,圖2－1工業(yè)工程方法論三維結(jié)構(gòu)圖,三、工業(yè)工程方法論三維結(jié)構(gòu),,(2)三維結(jié)構(gòu)體系是由時間維、邏輯維、知識維組成的一個立體

14、的、跨學(xué)科的體系。時間維:提供了IE具體解決問題的基本進程，包括系統(tǒng)分析與診斷、系統(tǒng)規(guī)則與設(shè)計、系統(tǒng)實施與運行、系統(tǒng)評價與改善，這樣一些彼此高度相關(guān)的階段，這些階段按時間先后次序進行排列。邏輯維:提供了進行IE研究與實踐的基本步驟，任何一個IE活動的展開通常都是按照問題說明、目標(biāo)探索、方案綜合、分析權(quán)衡以及評價選擇五個步驟展開的。,,知識維，提供了開展IE研究的基本準備，主要包括：管理學(xué)、經(jīng)濟學(xué)、社會與科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)、

15、工程學(xué)（尤其是計算機科學(xué)和制造工程技術(shù)），以及工業(yè)工程的專門技術(shù)。因此對一個合格的工業(yè)工程師的知識體系的要求是非常高的。,,整個工業(yè)工程就是由這三面的內(nèi)容有機組合而成，其中主線是時間維，即工作進程。這三項內(nèi)容之間的關(guān)系如何可以描述為： 在組織系統(tǒng)工程的各個階段都應(yīng)全面遵循邏輯維的五個步驟和注意知識方法維的七種知識的應(yīng)用。,2.3 工業(yè)工程的共性技術(shù),在各類工業(yè)工程實踐中，已形成了許多具有通用性、能較好體現(xiàn)系統(tǒng)工程思想及工作過程的

16、基本方法，如系統(tǒng)分析及系統(tǒng)優(yōu)化、仿真、評價技術(shù)、系統(tǒng)設(shè)計方法、創(chuàng)造性技術(shù)、系統(tǒng)圖表法以及計算機系統(tǒng)支持技術(shù)等。這些方法或技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)工程中具有重要的方法論意義，是各種工業(yè)工程專門技術(shù)的基礎(chǔ)。,一、IE標(biāo)準符號,為了方便、迅速、正確地記錄工作現(xiàn)狀(人和物的流動、作業(yè)工序變化、時間、距離等)，并使記錄結(jié)果易于整理或向有關(guān)人員講解時易于理解，IE提供了一套統(tǒng)一的標(biāo)準符號，用以表示程序圖(工藝程序圖、流程程序圖、線路圖、線圖、人機操作程序圖、

17、聯(lián)合操作分析因、雙手操作程序圖)中操作人員的所有操作、檢驗、搬運、遲延、儲存等全部活動。,,,,二、系統(tǒng)分析與系統(tǒng)設(shè)計,系統(tǒng)分析是一門分析技術(shù)。系統(tǒng)分析是用以研究大型工程項目等大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)問題的一種方法論。系統(tǒng)分析的具體內(nèi)容，表現(xiàn)為對系統(tǒng)分析基本要素的研究。,這些要素主要是指目的、可行方案、模型、費用、效果和價值標(biāo)準。,20世紀70年代以來，系統(tǒng)分析的應(yīng)用已擴大到社會、經(jīng)濟、生態(tài)等廣泛領(lǐng)域。,是第二次世界大戰(zhàn)后由美

18、國軍事研究機構(gòu)蘭德（RAND）公司最早開發(fā)的。它以系統(tǒng)理論、運籌學(xué)、信息論、控制論、計算機軟件等為基礎(chǔ)，研究在自然環(huán)境條件下受人控制和影響的有目的運行系統(tǒng)的機理。,系統(tǒng)分析程序：目的；可行方案； 費用；效果；模型；評價標(biāo)準,干什么？,系統(tǒng)設(shè)計是在系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，通過總體研究和詳細設(shè)計等環(huán)節(jié)，落實到具體工作或項目上，以創(chuàng)造出滿足設(shè)計目的的人造系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容一般分為工作系統(tǒng)（如生產(chǎn)系統(tǒng)、組織系統(tǒng)等）設(shè)計、信息系統(tǒng)（管理信息

19、系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)）設(shè)計以及工程系統(tǒng)設(shè)計等。,怎么干,,系統(tǒng)設(shè)計要素：系統(tǒng)的功能  系統(tǒng)的輸入與輸出；系統(tǒng)的程序和層次； 系統(tǒng)的媒介；系統(tǒng)中人的因素。系統(tǒng)設(shè)計的兩種方法①歸納法首先應(yīng)盡可能的收集現(xiàn)在和過去同類系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計資料；在對這些系統(tǒng)的設(shè)計、制造和運行狀況進行分析研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)所設(shè)計系統(tǒng)的功能要求進行多次選擇，然后對少數(shù)幾個同類系統(tǒng)做出相應(yīng)修正，最后得出一個理想的系統(tǒng)。 ②演繹法是一種公理化方法，即先從普通的規(guī)則和

20、原理出發(fā)，根據(jù)設(shè)計人員的知識和經(jīng)驗，從具有一定功能的元素集合中選擇能符合系統(tǒng)功能要求的多種元素，然后將這些元素按照一定形式進行組合，從而創(chuàng)造出具有所需功能的新系統(tǒng)。,三、發(fā)現(xiàn)問題的5W1H技術(shù),“5W1H”提問技術(shù)是指對研究工作以及每項活動從目的、原因、時間、地點、人員、方法上進行提問，為了清楚地發(fā)現(xiàn)問題可以連續(xù)幾次提問，根據(jù)提問的答案，弄清問題所在，并進一步探討改進的可能性。,表2-1 5W1H提問技術(shù),四、實現(xiàn)改善的ECRS原則,

21、E（Eliminate）即消除，取消為改善的最佳效果，如取消目的、取消不必要的工序、作業(yè)和動作等以及取消不需要投資等，取消是改善的最高原則。,取消一切可以取消的工作內(nèi)容、工作步驟、工作環(huán)節(jié)及作業(yè)動作(包括身體手腳等)。,取消一切不安全、不準確、不規(guī)范的動作。,取消不方便或不正常的作業(yè),取消一切不必要的閑置時間,取消以手作為持物工具的作業(yè),,（1）,C（Combine）即合并的意思。對于無法取消而又必要者，看能否合并，以達到省時

22、簡化的目的。如合并一些工序或動作，或?qū)⒃瓉碛性S多人進行的操作，改進為有一人或一臺設(shè)備完成。,,把必須突然改變方向的各個小動作合成一個連續(xù)的曲線動作。,把幾道分散的工序合并為一道工序,合并可能同時進行的動作,把集中工具合并為一種多功能的工具。,（2）,R（Rearrange）即重排的意思。不能取消或合并的工序，可再根據(jù)“何人、何事、何時”三提問進行重排，使其作業(yè)順序達到最佳狀況。,,重新排列工藝流程，使程序

23、優(yōu)化,重排流水線工位，消除薄弱環(huán)節(jié)–,重新安排作業(yè)組的分工，使工作量均衡,重新布置工作現(xiàn)場，使物流路線縮短,（3）,S（Simple）即簡化，經(jīng)過取消、合并和重排后的工作，可考慮采用最簡單、最快捷的方法來實現(xiàn)。如增加工裝夾具、增加附件、采用機械化或自動化等措施，簡化工作方法，使新的工作方法更有效。,運送路線，信息傳遞路線力求縮短,減少各種繁瑣程序，減少各種復(fù)雜性,使用最簡單的動作來完成工作,簡化不必要的設(shè)計結(jié)構(gòu)，使

24、工藝更合理,作業(yè)方法力求簡化,,（4）,表2-2 ECRS四原則的運用示例,五、系統(tǒng)圖表法,系統(tǒng)圖表法是工業(yè)工程及其系統(tǒng)分析中常用的一種結(jié)構(gòu)模型化方法，在規(guī)劃活動過程、分析復(fù)雜問題方面具有直觀、簡捷和富于啟發(fā)性等特點。 系統(tǒng)圖表有問題分析圖表和活動規(guī)劃圖表等兩類。問題分析圖表以關(guān)聯(lián)樹圖及矩陣表為代表，還有特征因素圖（魚骨圖）、成組因素綜合關(guān)系圖及其交叉關(guān)系矩陣、解釋結(jié)構(gòu)模型等；活動規(guī)劃圖表以各種流程圖為代表，另有（動一覽表、規(guī)劃

25、圖、工作圖等）、工作分配表、工作進度表（甘特表）等。,因果圖(魚骨圖),某一個生產(chǎn)型企業(yè)有一個目標(biāo)：提高產(chǎn)品競爭能力,提高產(chǎn)品競爭力,,提高質(zhì)量,降低成本,市場服務(wù),,,,加工質(zhì)量,檢驗,,,精簡人員,降低原材料價格,,,,疏通渠道,,改善售后服務(wù),可用專家打分法確定關(guān)鍵因素，再圍繞關(guān)鍵因素來確定系統(tǒng)的需求，規(guī)劃MIS進程。,,,,流程圖是用來規(guī)劃工作階段或思想創(chuàng)新的系統(tǒng)圖表，是對實際系統(tǒng)運作過程或分析與解決問題方法論的直觀表述，在工業(yè)

26、工程中具有重要的作用和普遍的應(yīng)用。應(yīng)用于工業(yè)工程的流程圖通常有兩類：一類主要用于基礎(chǔ)工業(yè)工程和生產(chǎn)系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計，如工藝流程圖、布置流程圖、物流流程圖等；另一類主要用于信息系統(tǒng)（尤其是計算機輔助管理系統(tǒng)）的開發(fā)與設(shè)計，如數(shù)據(jù)流程圖、系統(tǒng)流程圖、程序流程圖等。,,,六、創(chuàng)造性技術(shù),（1）工業(yè)工程是一門對生產(chǎn)系統(tǒng)進行規(guī)劃設(shè)計和組織管理的綜合技術(shù)，其工作過程是一個集體努力和綜合創(chuàng)造的過程。創(chuàng)造性思維與創(chuàng)造性技術(shù)是認識系統(tǒng)問題、探尋行動方案、

27、分析設(shè)計、改善大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)問題的思想方法基礎(chǔ)。（2）如果把工業(yè)工程理解為設(shè)計，那么它不同與常規(guī)設(shè)計，而更適用于研究發(fā)展新項目與系統(tǒng)；如果把工業(yè)工程理解為管理，它需要不斷探索改進管理系統(tǒng)與工作程序以提高效率。,提問法 該方法是根據(jù)需要研究的對象列出有關(guān)問題，形成檢核表，然后一個個核對討論，從而發(fā)掘出解決問題的大量設(shè)想的創(chuàng)造性技術(shù)。提問法按檢核表內(nèi)容的抽象程度和適用范圍可以分為兩類：一類是對各種場合及對象普遍的提問法，主要是5W

28、1H法，另一類是針對某種特定要求制定的檢核表法，如新產(chǎn)品設(shè)計用檢核表、物流改善用檢核表、降低成本用檢核表法等或稱之為檢核表法。,100多種,,列舉法 該方法主要是通過會議等集體啟發(fā)的形式，將所研究問題的特性、缺點或希望的狀態(tài)羅列出來，然后提出相應(yīng)的改進措施，從而形成具有獨特創(chuàng)新的系統(tǒng)方案。按照列舉的內(nèi)容，目前作為綜合創(chuàng)造性技術(shù)的列舉法主要有缺點列舉法和希望點列舉法等。按照系統(tǒng)工程的基本工作過程和系統(tǒng)分析原理，將缺點及希望點列舉（或

29、問題分析及目標(biāo)探尋）聯(lián)系在一起，結(jié)合使用，會取得更好的效果。,頭腦風(fēng)暴法 頭腦風(fēng)暴法是針對一定問題，召集5-10個有關(guān)人員參見小型會議，會議的主持者頭腦清楚，思維敏捷，作風(fēng)民主，善于啟發(fā)引導(dǎo)，在融合輕松的會議氣氛中，使與會者感到無拘無束，能敞開思想、各抒己見、自由聯(lián)想、暢所欲言、互相啟發(fā)、互相激勵，從而獲得眾多解決問題的方案。會議應(yīng)該有記錄人員會參加提案整理。做到不墨守成規(guī)，不迷信權(quán)威，不禁錮頭腦，不怕譏笑，相信事物的改進是無止境

30、的，這樣可以提出幾十個甚至上百個方案。,情景分析法 情景分析法是在專家集體推測的基礎(chǔ)上，通過一系列有目的、有步驟的探索與分析，對可能的未來情景的進行描述，設(shè)想未來情景以及各種影響因素的變化，既要考慮正常的、非突變的的情景，又要考慮各種受干擾的極端的情景，從而更好的幫助決策者制定出靈活而且豐富有彈性的規(guī)劃、計劃或?qū)Σ摺?建立信息庫→確定主題目標(biāo)→分析并構(gòu)造影響區(qū)域→確定描述影響區(qū)域的關(guān)鍵變量→探尋各種可能的未來發(fā)展趨勢→選擇并解