IE工业工程IE现场IE活动概论.docx
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IE工业工程IE现场IE活动概论
现场IE活动概论
当企业把“精益“设定为企业发展的战略目标时，IE就会在“现场”、“现物”、“实事求是”的理念下指引全体员工矢志不移地努力实现精益目标。
它是精益生产系统的基础工程技术，它又是科学、客观、量比的管理技术。
一、工业工程慨述
1．什么是工业工程（IE）
工业工程（IndustrialEngineering，简称IE）被广泛公认的定义是由美国工业工程师学会（AIIE）于1955年正式提出、后修订的定义，表述如下：
“工业工程，是对人员、物料、设备、能源和信息所组成的集成系统进行设计、改善和设置的一门学科。
它综合运用数学、物理学和社会科学方面的专门知识和技术，以及工程分析和设计的原理与方法，对该系统所取得的成果进行确定、预测和评价。
”
IE形成于19世纪末、20世纪初的美国泰勒等人的科学管理运动，它是工程技术、经济管理和人文科学相结合的边缘学科，是在人们致力于提高工作效率、降低成本、提高质量的实践中产生的一门学科。
它是把技术和管理有机地结合起来，去研究如何使生产要素组成更高效运行的系统，从而实现提高生产率的目标。
2．工业工程的研究目标
工业工程的研究目标就是使生产系统投入要素得到有效利用，降低成本，保证质量和安全、提高生产率、获得最佳效益。
具体地讲，就是通过研究、分析和评估，对制造系统的每个组成部分进行设计（包括再设计，即改善），再将各个组成部分恰当地综合起来，设计出系统整体，以实现生产要素合理配置，优化运行，保证低成本、低消耗、安全、优质、准时、高效地完成生产任务。
它追求的是系统整体的优化与提高。
3．工业工程学科的范畴及应用范围
IE学科的范畴根据美国国家标准ANSI-Z94（1982年修订版），从学科角度把IE知识领域划分17个分文，即：
①生物力学⑩实用心理学
②成本管理⑾方法研究和作业测定
③数据处理与系统设计⑿人的因素
④销售与市场 ⒀工资管理
⑤工程经济 ⒁人体测量
⑥设施规划 ⒂安全
⑦材料加工 ⒃职业卫生与医学
⑧组织规划与理论 ⒄生产规划与控制
⑨应用数学（运筹学、管理经济学、统计质量控制、统计数学应用
IE在制造业的应用范围（见图2-1）从狭义来看IE集中在生产“工程的科学管理，从广义来看，IE特别是结合了信息技术的现代IE已名盖了产、供、销的全部管理系统。
4．工业工程的特点
IE是实践性很强的应用学科。
综合分析IE的定义、内容（范畴）和目标，现代IE的基本特点概括为以下几个方面：
（1）IE的核心是降低成本、提高生产质量和生产效率追求生产系统的最佳整体效益，是IE的一个重要特点。
（2）IE是综合性的应用知识体系
简单地说IB是把技术与管理有机地结合起来的综合学科。
（3）以人为本是IE区别于其他工程学科的特点之一
生产系统的各种组成要素中，人是最活跃的和不确定性最大的因素。
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，都必须充分考虑人和其他要素之间的关系和相互作用，以人为中心进行设计。
从操作方式、工作站设计、岗位和职务设计直到整个系统的组织设计，IE都十分重视研究人的因素，包括组织关系、环境对人的影响以及人的工作主动性、积极性、创造性及激励方法等，寻求合理配置人和其他因素，建立适合人的生理和心理特点的机器、环境和组织系统，使人能够充分发挥能动作用，从而在生产过程中提高效率，安全、健康、舒适地工作，实现个人及组织价值，进而更好地发挥各生产要素的作用。
（4）IE的重点是面向微观管理（注重三化）
为达到减少浪费、降低成本的目的，IE重点面向微观管理，解决各环节管理问题。
从制定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协调和管理改善，都需要IE发挥作用。
三化即是指工业简化（Simplification）、专业化（Specialization）和标准化（Standardization），是IE的重要原则。
所谓三化。
对降低成本提高效率起到重要作用。
特别是标准化对现代工业的科学量化管理起着非常重要的作用，它包括技术标准和管理标准，特别是管理标准是规范企业中重复出现的管理业务工作的标准，它既规定各种标准程序、职责、方法与制度，同时也是组织和管理企业生产经营活动的方法与手段。
（5）IE是系统优化技术
IE所强调的优化是系统整体的优化，不单是某个生产要素（人、物料、设备等）或某个局部（工序、生产线、车间等）的优化，后者是以前者为前提的优化，并为前者服务，最终追求的目标是系统整体效益最佳（少投入、多产出）。
所以IE从提高系统总生产率的目标出发，对各种生产资源和环节具体研究、统筹分析、合理配置；对各种方案作量化的分析比较，寻求最佳的设计和改善方案。
这样才能发挥各要素和各子系统的功能，协调有效地运行。
系统的运行是一个动态过程，具有各种随机因素。
社会的前进及市场竞争日趋激烈，对各种生产都提出了越来越高的要求，需要进一步提高生产率；而科学技术的高度发展也为IE提供了更多的知识和方法去实现生产率的提高。
所以，生产系统的优化不是一次性的，IE追求的也不是一时的优化，而是经常的持久系统优化，对系统进行不断的革新改造和提高，使系统实现最低浪费和更高的综合效益。
5．工业工程对制造业的作用
工业工程对制造业的作用可归纳为以下几个方面
（1）对系统进行规划、设计、评价与创新
（2）优化生产系统、物流系统与信息系统
（3）诊断企业症结
（4）挖掘潜力，保证质量，提高企业生产效率和经济效益
（5）杜绝浪费，节约资源，实现零浪费
（6）提高企业素质，增强企业竞争力
（7）制定工作标准及管理标准
6．现场IE（作业研究）在制造业中的作用
尽管现代IE应用极其广泛，但制造业仍然是最主要和有代表性的一个领域，制造工业具有这样的特点：
即其生产活动的全部内容包括技术和管理两个方面：
一是围绕材料加工（或通常说的制造技术）研究工艺与设备，这是制造的硬件部分；二是关于制造系统，即由人、材料和设备等组成的集成系统的控制和管理，这是制造业的软件部分。
IE正是将两者有机结合起来的原理和技术。
因此，作业研究的应用不仅有接促使生产率提高，而且也是其他IE技术，如设施规划与设计、生产计划与控制等的必要基础。
作业研究是以工业企业中的生产系统为研究对象，运用方法研究与作业测定（工作衡量）等技术，对产品的设计、工艺、作业程序、材料使用、机器设备与工装夹具的运用及人的作业动作加以分析研究，从而制定最佳工作方法，并对此方法设定标准时间，这种方法与时间标准用于编制生产工艺标准、作业标准、生产计划、日程进度、计算产品标准成本和计划定员、评价生产结果、分配生产奖金、考核生产成果等。
作业研究的目标是改进工作方法，并使方法标准化（图2-2）。
图2-1IE在制造业的应用范围
图2-2作业研究工作范畴
二、工业工程发展简史
1．工业工程的起源
人类在从事生产活动中，运用数学、物理学、化学、生物学等基础科学原理，结合在生产实践中所积累的经验而发展，用于改造自然为人类服务的各种专门知识，称为工程学，如土木工程、机械工程、化学工程等。
各种工程学科都是从实践中总结经验而发展起来的，工业工程也不例外，也是从实践中总结经验开始的。
工业工程是工业化生产的产物，一般认为是在本世纪初起源于美国，并且从泰勒（F．W．Taylor，l856—1915）等人创立的科学管理发展王来的。
南北战争以后，美国工业尤其是制造工业迅速发展，1900年订后，制造业产值已超过农业。
但是，当时的工业生产和今天的方式大不相同，那时很少有生产计划和组织，生产第一线的管理人员对工作业只是口头的指导，工人通常所受到的训练也很差，工作方法缺乏科学性和系统性，主要凭经验办事。
此时期，作业方法的改进一般都来源于工人自己为找到更容易和更简便的方法完成所承担的任务而自发的努力，完全是一种各自分散的个人行动，几乎没有人注意一个工人或一个工艺过程的改进和总体的协调，因而效率低，浪费大。
以泰勒为代表的一大批科学管理先驱者，为改变这种状况，提高工作效率，降低成本，进行了卓有成效的工作，开创了科学管理，为工业工程的产生奠定了基础，开辟了道路。
泰勒是一位工程师和效率专家，是“科学管理”的创造人，并且也是一位发明家，一生获得过100多项专利。
1847年他考取哈佛大学去学院，由于视力不好，而被迫失学，进费城水泵制造公司当模型工学徒。
l878年到米德维尔钢铁公司工作，当过普通工人、技工、工长、总技师以至总工程师。
这期间，他还上夜校读书，并于1883年获得史蒂芬学院机械工程学位。
这一经历使他对当时生产管理和劳动组织中的问题比较清楚，他认为管理没有采用科学方法，工人缺乏训练，没有正确的操作方法和程序，大大影响了生产率，他相信通过对工作的分析，总可以找到改进的方法，设计出效率更高的工作程序，并致力于研究。
他系统地研究了工场作业和衡量方法，创立了“时间研究”（TimeStudy），改进操作方法，科学地制定劳动定额，采用标准化，因而大大地提高了效率，降低了成本。
例如，1898-1901年他在伯利恒（Bethlechen）钢铁公司工作期间，研究了铲煤和铲砂的工作，通过试验和测定发现，每一铲煤2l磅（约9．5kg）时装卸效率最高。
泰勒采用科学方法对工人进行训练，结果使搬运量由原来每人每天12．5t增加至48t，搬运效率提高近4倍。
经过这样改进，减少所需的搬运工人数，使搬运费由每吨8美分降低到4美分。
泰勒提出了一系列科学管理原理和方法，主要著作有《计件工资》（1895年）、《工场管理》（1903年）以及《科学管理原理》（1911年），系统阐述了他的研究成果和科学管理思想，对科学管理的发展作出了重大贡献，并被公认为工业工程的开端。
所以，泰勒在美国管理史上被称作“科学管理之父”，也被称作“工业工程之父”。
吉尔布雷斯（FrankB．Giberth，1868—1924）是和泰勒差不多同一时期的另一位工业工程奠基人。
他也是一名工程师，其夫人是心理学家。
他们的主要贡献是创造了与时间研究密切相关的“动作研究”（MotionStudy），就是对人在从事生产作业中的动作进行分解，确定基本动作要素（称为“动素”），然后作科学分析，建立起省工省时、效率最高和最满意的操作顺序。
例如，当时按照他的方法培训的砌砖工人平均作业效率由每小时120块提高到350块。
1912年吉尔布雷斯夫妇进一步改进动作研究的方法，把工人操作时的动作拍成影片，创造了影片分析法，对动作进行更细微的研究。
1921年他们又创造了工序图，为分析和建立良好的作业顺序提供了工具。
他们在技能研究、疲劳研究和时间研究等方面也有卓越的成就，尤其重视研究生产中人的价值、作用及其对工作环境的反应等。
甘特（HenryL．Gantt）也是工业工程先驱者之一，他的重大贡献全发明了著名的“甘特图”（GanttChart），这是一种预先计划和安排作业活动、检查进度以及更新计划的系统图表方法，为工作计划、进度控制的检查提供+分有用的方法和工具，直到今天它仍然被广泛地用于生产计划与控制这一工业工程主要领域。
还有许多科学家和工程师对科学管理和早期工业工程的发展做出了贡献。
如1766年英国经济学家亚当·史密斯（AdamSmith）在其《原富》一书中提出劳动分工概念，李嘉图（Ricardo）的《政治经济学及赋税原理》（1817年），穆勒（StuartMill）的《政治经济学原理》（1848年）等，应该说都对上述IE先驱者产生过影响，这里就不一一列举了。
2．工业工程的发展历程
工业工程形成和发展的演变过程，实际上就是各种用于提高效、降低成本的知识、原理和方法产生和应用的历史。
工业工程形成发展历程可用图2-3所示的IE发展年表概括说明。
该图横坐标表IE发展历程中一些重大事件（原理和方法）产生的时间，在大多情况下，只表明事件的开始，而不是结束。
从科学管理开始，IE发展经历了如图2-3上方标明的科学管理、工业工程、运筹学、工业与三次工程四个相互交叉的时期，它突出表明不同时期IE的重大发展。
图2-3IE发展年表
三、IE活动的意义与定义
1．IE活动的意义
在激烈的国际市场竞争中，提高生产力，为顾客提供满意的质优价廉商品是企业的目标，也是IE活动的主要目标。
企业在成长发展的过程中除了不断努力进步改善之外，还必须对企业资源进行有组织的、全员参与的有效活用，才可以达到资源最优化，IE正是起到了这样一种作用。
不论在发源地的美国还是在战后的日本及新兴经济的亚洲各地区，IE都同样对企业的崛起发挥了巨大作用，它的真正意义在于发挥全员积极性的同时提高了企业的竞争力。
2．IE活动的定义
IE活动有着各种广义和狭义的定义，一般较普及的定义是指将人、材料、设备、能源和信息进行集成的系统设计、改善、设定的活动。
对于以现场作业为中心的IE活动，则可理解为“提高生产效率的工具和方法设计与改善，即更加轻松地、正确地、快速地、廉价地进行生产的方法与手段改善”。
不同企业都在用各种手段进行生产效率的提高与改善，但改善是无止境的，并且有着各种不同的课题和方向。
工序的效率提升，人机配合更趋合理，工装夹具、机械及系统设置改善等，从这些不同视角对改善进行理解，则可对现场IE活动具体定义如下：
对工艺、作业、搬运、生产布局、设备、工装、材料、管理程序等进行程序、方法、配置和效率数据的IE分析调查，以提高效率为目的，通过5W1H法，效率改善检查表等方法手段，发现不合理浪费质量偏差，发挥团队的智慧及力量，检讨提出改善对策，最终达至足顾客要求的品质、可靠件、成本及交期，这种提高并改善效率的组织的活动即现场IE活动
提高效率并不是拼命提高作业速度，做标准以上的工作，应该是研讨创新实施与目的相适应的，没有浪费与不合理并且可靠的方法和手段。
提高效率是降低成本，缩短交期。
四、现场IE活动的效率意识
1．何谓效率
IE活动经常被当作效率改善的活动，效率提高了，则人手减少，单位时间人均产量提高。
而IE效率具体理解为相对作业目的所采用工具及方法是否最适合并被充分利用。
即目的是否等于手段。
表2-1对此作了较详细的说明。
现场经常发生很多如表2-l描述的目的与手段不相配合的情况，有效率的状反而较少，不合理浪费的情况则比较普遍，并且往往浪费与不合理同时存在，有不合理的地方、则必然有浪费。
那么现场管理者改善时、往往会有种错觉，认为给压力，加快工作速度则效率就会提高。
这种为提高效率而增加员工的疲劳度的做法，完全是错误的，相反通过改善工程设计，改良工装及改善作业环境使员工工作更加轻松，才会真正提高效率。
因此在作业现场必须用脑、用心去发现那些作业目的与手段不相符的地方并进行改善，以使系统整体更加合理。
值得强调的是精益生产是在质量保证前提下的效率提升，所谓效率改善会影响到品质的说法，只是推卸责任或对精益效率的理解有偏差，并非IE本身问题。
2．效率的测量方法
当我们理解了效率的内涵之后，来看如何测量效率。
效率的测量对象、工作特质的不同而不同，基本方法如下：
效率=
作业效率＝产量×标准工时÷投入工时
＝实际产量÷标准产量
＝标准作业时间÷实际作业时间
除此以外，人、设备、工序等相关效率的计算方法如下：
（1）运转率＝净运转时间÷运转可能的总时间
（2）故障率＝故障次数÷运转总时间
（3）拉平衡效率＝工序时间总和÷（最长工序时间×人员数）
（4）不良率＝不良个数÷生产个数
3．提高效率的思考方法
当我们努力提高现场效率时以下几种观点有助于我们对提高效率理解。
（1）现场的全部东西和工作都是效率的对象
当提到效率改善时，很多人就马上想到提高员工的作业速度。
其实如表2-2所述，人、设备、作业方法、材料、动力等等一切都是提高效率的对象。
（2）提高效率并不只是缩短时间
效率提高的对象各种各样，改善的内容也是如此，并不只是时间上的效率提高。
例如，搬运距离的缩短，费用的减少，气、水、电的节省也都在此范围。
（3）必须进行定量的效率评价和管理
效率分析必须以定量的数据分析为依据，并且要有可追溯性，这样才能够对各种问题有着清晰的定性定量的理解与评价。
（4）有不合理的地方，浪费必然存在
即使是一个不知道IE手法的人，也一样会找到不合理和浪费的地方，IE只是一种手段和方法，它会帮大家挖掘、发现比较深层次的问题和凭观察发现不了的问题。
（5）运用IE手法，彻底清查效率差的问题点
仅仅是凭眼睛对工程作业、工装、搬运进行观察，无法准确地把问题所在及问题的严重程度。
一个有经验的现场管理者即使不用IE手法也能凭经验发现问题，但此时管理者必须在脑中对流程过程、作业方法、生产布局、搬运路线的现状，有较系统的分析，并能经常思考问题改善对策。
与IE数据分析的规范方法相比较，个人经验方法有以下缺点：
①对不合理浪费认识相对较粗糙，经常有很多个人主观因素参与其中
②即使对个别问题可以进行分析，但对于整体的及综合的全局的观察分析则很难做到。
③只能对不合理及浪费进行表面的观察与分析，对其产生原因及问题的深入调查则无能为力，据此制定的对策只能是临时的对策，而非永久对策，正所谓“治标不治本”。
④问题的状态及分析认定不用文字记述，空口无凭，经常出现推责任的事情。
⑤因为对问题状态不能以规范手法进行调查分析，所以无法发挥大多数人的智慧来制定最佳方案。
表2-1
分类
内容说明
例1（目的：
运7kg物品）
例2（目的：
挖小坑）
有效率
目的＝手段
用台车搬运
铁锹
无效率
浪费
目的＜手段
用叉车搬运
推土机
不合理
目的＞手段
人手搬运
用手挖
表2-2
对象
内容
标准
状态
方法
改善原则
1．人
直接间接
作业人员
管理者
2．设备
机械
工装夹具
厂房
3．方法
工艺过程
作业方法
手法
配置
搬运
检查
保管
改善活动
管理
4．材料直接材料间接材料
5．动力源
水电气
时间
距离
重量
次数
不良
件数
费用
人员
运转
拉平衡
用量
空间
作业效率
有效产出率
比率
故障率
合格率
一次性合格率
价值分析
出勤率
（固）稳定率
运转率
平衡率
效率
空间利用率
1．不合理
·能力不足
·超负荷运转
·过分要求压为明明能力不够却不改善
2．浪费
·能力过高
·大材小用
·使用方法不当
·能力有提高但用法照旧
·管理标准不固定
3．不统一
·能力的无理变化
·工作量不固定
·浪费与不合理交替出现
·作业及流程没有标准化
·工作分配不均衡责任不清
1．转移
·作业、人力转移，熟
练工的调配
·决定权的转移
2．提升
·提升认识及判断力
·感悟力的培养
·行动力开发
3．分但
·工作分担
·职能分担
·平均化
4．连续
·连结配置
·连贯流程及搬运
·批次连贯
·并行作业
·通信信息连贯
5．激励
·明确组织使命与责任
·自我价值的追求
·社会价值的追求，目标、目的明确
1．中止排除现有的方法
2．相反的方法
3．判断经常与例外的差别
4．处理变化的地方
5．扩大或缩小某些工序
6．合并或分解某些工序
7．集中或分散处理
8．添加某些东西
9．调整次序
10．是否可利斥共同点及差异点
11．替换
12．并列，小循环处理某些业务
13．组织平面化
五、IE活动的导入与推进
1．IE活动的导入程序与方法
IE的导入必须以与企业自身基础特征相适应的程序方法进行，特别是在基层推进时要留意这点。
当准备不够充分，只是成立一个部门或只有一个负责人的话，多数情况下会失败，或遇到很大抵抗无法顺利推进。
这种现象不只是体现在IE活动的推进上，一切新方法、管理技术都需要慎重，不是技术的可靠性问题，而是人的惰性使成功导入并不是件容易事。
经营高层的重视、培训教育及企业方针目标等因素对IE的导入进度和结果影响很大，所以不可只做表面工夫。
要想实现精益生产，落实现场IE是最重要的一环，否则一切工作就失去了科学基础。
必须切实做好每一步导入工作。
图2-4是对导入方法的具体说明。
2．现场IE导入的基本精神
表面上看导入并实践革新似乎比较困难，特别是在制造现场，改变并消除旧有观念，比作业改革和引进设备更需要时间。
从管理层到现场员工，从业务部到仓库，全员的思想革新是非常重要的。
我们认为坚持表2-3的10种改革精神才能把工作做好。
3．现场IE推进的基本要素
（1）IE活动开展的必要条件
推行IE活动的基本要求是公司要明确生产方针、目标等相关事项，这是IE活动的前提。
当公司的方针、目标等相关管理项目清晰明了时，IE活动就能够取得比较大的成绩，同时应对第一线管理者提供指导及相应方法培训，否则大家不知道方法和目标就难期待有何成绩。
第一线管理者还需要最大努力发挥下属队员的自主能动性，才能取得较大成效。
公司要让员工感到工作成就和人生价值，并对此要进行当的指导、支持、奖赏、鼓励，这些都IE是开展的必要条件。
（2）现场IE的活动形式
现场推进IE活动时，随着问题涉及范围的深入会关系到开发、生产技术、采购等其它部门，因此活动方式有所差异，基本分为以下三种形态：
①与其他部门合作推进的跨部门课题。
②依赖或委托其他部门推进的课题。
③自己内部中心的内部课题。
IE活动有以上多种形式，是因为IE活动中需要很多的信息、数据、情报等技术支持。
IE活动基本上是对信息的收集、分析、处理和利用过程，数据的有效性和丰富性决定IE活动的成败，以一人或少数几个人的活动所能收集的数据是有限的，数据的收集与分析需要很多劳力与时间，特别是现在企业内活动越来越细化，各部门间的团队合作、统一目的及目标是很必要的。
2-4是对IE活动形式及内容特征的分类总结。
4．现场IE的推进体系
现场IE的推进体系如图2-5所示，现场IE的推进中，明确目的是成功的关键。
5．现场IE活动的推进方法
现场IE最重要的课题就是提高效率的改善活动，任何专业问题，都有其解决问题的基本程序与方法。
见图2-6对IE活动程序进行了详细说明。
6．IE活动推进的基本意识
（1）正确掌握现状，通过IE手法对现状数据进行分析
（2）不放过任何细小的浪费，提高效率
（3）将不良率减到零的IE推进意识
（4）公司、部门全员参与是IE活动成功的关键
（5）效率、成本、运转率、拉平衡效率、故障率等问题以数据证明现实
（6）遵守解决问题的程序，是解决问题并取得较大成绩的关键
7．IE实施抵抗情绪的10种表现
因旧观念已深植于企业内部，要想根除这种观念相当困难。
当进行改革时会以多种方式表现出来，列举了其中主要10项：
1．那种东西没有什么作用
2．道理确实如此，但我们的情况不同。
3．方案是不错，实际效果就难说。
4．再降低成本已不可能。
5．我们也一直是这样做的。
6．不愿作别人劝告的事情。
7．成本下降的话，品质也会跟随下降。
8．现状也不错，为什么要改变。
9．那种东西不灵的，10年前我们就搞过了。
10．我们对此最了解了
以上10条并非在现在IE革新时出现的新现象，而是美国GE
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