IE 工业工程.docx
《IE 工业工程.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《IE 工业工程.docx（24页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
IE工业工程
IE工业工程
美国工业工程师学会（AIIE）对工业工程的定义是：
工业工程是对人员、物料、设备、能源和信息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。
日本对工业工程（IE）的新定义
工业工程的发展简史
IE的发展趋势
工业工程师
IE工业工程师解决问题的途径和基本方法
工业工程公理及意识
IE工业工程常用技术
日本对工业工程（IE）的新定义
日本IE协会（JIIE）成立于1959年。
当时对IE的定义是在美国AIIE于1955年的定义的基础上略加修改而制定的。
其定义如下：
“IE是对人、材料、设备所集成的系统进行设计、改善和实施。
为了对系统的成果进行确定、预测和评价，在利用数学、自然科学、社会科学中的专门知识和技术的同时，还采用工程上的分析和设计的原理和方法。
”
此后，根据AIIE的修改和补充，又在“人、材料、设备”上加上了信息和能源。
JIIE根据IE长期（特别战后）在日本应用所取得的成果和广泛的应用，IE不论在理论上和方法上都取得了很大的发展。
JIIE深感过去的定义已不适于现代的要求，故对IE重新定义。
其定义如下：
“IE是这样一种活动，它以科学的方法，有效地利用人、财、物、信息、时间等经营资源，优质、廉价并及时地提供市场所需要的商品和服务，同时探求各种方法给从事这些工作的人们带来满足和幸福。
”
这个定义简明、通俗、易懂，不仅清楚地说明了IE的性质、目的和方法，而且还特别对人的关怀也写入定义中，体现了“以人为本”的思想。
这也正是IE与其它工程学科不同之处。
这个定义可供我们了解IE的参考。
工业工程的发展简史
科学管理时代（20世纪初~30年代中期）
工业工程时代（20世纪30年代后期~现在）
1,吸收数学与统计学知识，创立了一系列IE原理与方法,（30年代后期~40年代中期）
2,运筹学发生影响的时期（40年代中期~70年代）
3,工业与系统工程时期（70年代~现在与未来）
IE的发展趋势
1﹐研究对象和应用范围逐步扩大到系统整体;
2﹐广泛采用计算机和管理信息系统作为支撑﹔
3﹐制造过程向高效﹐集成﹐和柔性的方向发展。
（CAD/CAM,FMC/FMS,CIMS,MRPII,ERP,JIT）
4﹐突出重视生产率和质量的研究﹒
5﹐更加重视人的作用﹐注重研究人与机器的最佳结合﹐要研究在高效率设施条件下﹐人的适应性和提高生产率的问题﹗
工业工程师
（1）工业工程师扮演的角色
1,工业工程师是诊断工厂、改善企业体质的医生
2,长期计划的规划者
3,多元化经营的构想者
4,多专长人力管理的促成者
5,高阶层决策的顾问者
（2）工业工程师的任务
1、人活动的子系统设计
–产品（货物与服务）的设计
–过程的设计
–制造（生产）系统的设计
–物流设施规划
–工作流程设计
–工作地设计
–维护与辅助工作程序设计
–安全程序设计，等。
2、管理控制子系统设计
–全信息系统设计
–组织设计
–资源配置与定位
–质量保证系统设计
–运作控制
–库存控制
–MRP/MRP2/ERP、JIT或TOC系统的设计
–人力资源规划与控制
–再造（Reengineering）3、公用服务子系统设计
–目标战略与规划、建模、分析和决策
–市场研究与营销（marketing）
–供应保障（Logistics）与供应链管理（SCM）
–客户关系管理（CRM）
–企业内外部合作
–企业业绩测试、评价与改进
–政策法规与沟通的支持数据库
–金融与投资监测、分析与决策
–再造决策，等。
4、企业测度指标
–第一类测度指标：
•产销量、库存和运作费用，或
•生产率、成本和利润率
•交货期（T）、成本（C）和质量（Q），等。
–第二类测度指标：
•质量水平
•企业竞争力
•员工索质，等。
5、运作规划与控制
–产品开发
–营销计划
–对信息流、物流的规划与控制
–CRM
–供应商选择、管理与合作
–采购与库存控制
–财务控制
–外部变化（干扰）
IE工业工程师解决问题的途径和基本方法
（一）问题的解决与决策（problemsolving&decisionmaking）
（1）确定问题：
先了解问题性质及症结所在。
（2）分析问题：
从找资料、记录现况、了解限制条件、探讨问题，以深入问题。
（3）寻求可能解决问题的方案。
（4）评估诸项方案，决定最佳决策。
（5）采取行动。
（6）考核行动结果，再提更佳解决途径。
（二）系统与方法工程（system&methodengineering）
从资料收集、组织、分析以及如何安排等数理计算及专门技术的方法来解决难题。
（三）工业工程的基本方法（简单介绍）
1、调查与实证：
提问技术
2、定量分析：
量化分析
3、简化
4、连续改进
5、不断创新
6、抓主要矛盾－TOC方法
工业工程公理及意识
IE公理：
“一个人工或人参与的系统总是可以改进的，除非它已经消亡或不值得再利用了”
IE意识:
不断改进创新的意识，
以人为中心的意识，
成本和效率意识，
问题和改革意识，
全局和整体意识，
工作简化和标准化意识，
快速响应需求意识等。
让我们记住”thereisalwaysabetterway!
"
IE工业工程常用技术
美国G.萨尔文迪主编的《工业工程手册》根据哈里斯对英国667家公司应用IE的实际情况调查统计，常用的方法和技术为以下32中：
（1）方法研究；
（2）作业测定（直接劳动）；
（3）奖励；
（4）工厂布置；
（5）表格设计；
（6）物料搬运；
（7）信息系统开发；
（8）成本与利润分析；
（9）作业测定（间接劳动）；
（10）物料搬运设备运用；
（11）组织研究；
（12）职务评估；
（13）办公设备选择；
（14）管理的发展；
（15）系统分析；
（16）库存控制与分析；
（17）计算机编程；
（18）项目网络技术；
（19）计划网络技术；
（20）办公室工作测定；
（21）动作研究的经济成果；
（22）目标管理；
（23）价值分析；
（24）资源分配网络技术；
（25）功效学；
（26）成组技术；
（27）故事与可操作性分析；
（28）模拟技术；
（29）影片摄制；
（30）线性规划；
（31）排队论；
（32）投资风险分析。
以上内容是按应用的普及及程度大小次次序排列的。
防错技术（Poka-yoke）在汽车发动机领域应用
改革开放以来,我国的汽车工业取得了令人惊奇的巨大发展，尤其是轿车工业品种日益繁多，使得发动机行业也逐渐加快新产品的开发力度，利用单线多品种生产技术来满足消费者的不同需求,根据精益生产要求（TPS）实施不同排量,不同型号发动机的共线生产。
然而,在单线多品种的制造过程中,因产品的不同,共线制造中存在混装、漏装、漏加工、加工错误等潜在风险，因而造成发动机零件返修、报废等情况，从而增加了发动机的制造成本。
面对这一状况，科学地使用防错技术的对降低生产制造中出现的产品质量问题的风险很有必要。
一、防错控制的目的
防错控制是指对不利于客户并且造成浪费的错误进行预测、防止的过程。
发动机制造过程中，如果没有防错控制技术的应用，那么产品的制造过程就会导致较低的产品合格率和较高的制造成本。
实施防错技术、增加防错装置，最终目的就是要减少加工废品、提高产品质量、降低制造成本、保证交货期。
要达到这一目标，必须有合理的加工工艺和高精度的专用设备,并且在制造过程中,合理使用防错设备或检测技术来发现错误,减少浪费。
我们都知道,防错技术的实施过程,必须要建立设计科学合理的防错装置、并进行维护防错装置,验证防错装置等一系列规范步骤。
此外还必须考虑尽可能采用最简单有效的防错,多层次防错以及帮助操作工更好完成本职工作的防错。
防错控制技术的简单化要求达到如下几点：
*机床有更高的开动率；
*设备趋向更低的维修率；
*操作工对防错系统的认识与了解得到提高。
防错控制技术的多层次控制表现为：
*有效的防错系统采用的是多重的检查手段或"分层"检查；
*防错中的多层检查极大地提高了检查到缺陷的可能性，同时也帮助我们形成利用简单、便宜的方法和系统的观念。
防错控制技术是对操作工工作的支持，因此：
*应用的前提是操作工愿意好好工作；
*防错不是防止愚蠢错误或是防止破坏；
*须知人是会因为疏忽而犯错，机器也不会总是按规范工作；
*防错要能够帮助操作工减少或预防犯这种因疏忽而产生的错误和机床失误，以保证不生产缺陷产品；
*防错系统是被设计用来帮助操作工更容易更轻松地完成工作。
二、防错措施的类别
目前，在发动机的机加工线及装配线上，采用设备防错和人工防错相结合的防错形式应用较广，既有简单实用的防错手段，又有技术含量较高的高科技控制。
防错应用于发动机制造过程的型号识别、装配验证、尺寸检测、泄漏测试、输送过程、工件定位、零件盛放等过程，从而避免众多的失效模式，保证发动机的制造质量。
机器设备上的防错装置技术应用
在发动机的制造过程中，设备上的防错装置技术应用主要有以下几类：
（1）定性的防错
通过图像识别技术，光电、限位、接近开关的逻辑控制技术等来完成防错，比如：
*即时摄片比较：
区分装配零件的方向是否正确；
*传感器感应检测：
机加工自动线根据不同产品型号的外形变化，传感器将感应到的信息反馈给后面的加工工序，使后面的工序调用对应的加工程序，实施相应的加工内容；
*加工孔探测：
在机加工线中的钻孔或攻丝后的工位，对加工孔的断刀检测及切屑冲洗；
*导向挡块：
区分零件的输送导向；
*光栅防错：
通过光栅的检测控制，达到工件是否摆放到位的防错；
*夹具防错：
控制装配零件在夹具上的摆放是否到位来防错。
（2）定量的防错
通过测量探头感应或经过气电转换的测量技术（气体流量转换成电量）来达到防错的目的，如：
*红宝石探头探测数据反馈：
通过红宝石探头探测已压装气门座圈的内径来区别零件是3.0L还是3.1L发动机的缸盖；
*BTS刀具长度检测：
CNC加工中心刀具检测可防止错误长度的刀具安装在刀库中，防止加工过程中的断刀现象，减少加工首件或加工过程中的废品出现；
*定位面气孔压力检测：
确认工件正确到位的防错措施；
*泄漏测试：
发动机缸盖、缸体的油道以及水道的在线测试等,控制泄漏件流入下道工序
*随线检具直径测量：
这在机加工自动线中镗孔及铰孔后的工位应用较广，达到100%控制不合格产品的出现；
*扭矩控制：
发动机很多螺栓固定的拧紧程度均通过扭矩枪来控制。
（3）颤动功能的防错
通过颤动机的颤动，使零件随着不断的颤动并输送至判别零件的方向正确与否处，只有零件处于正确的位置方向时，才能进入送料轨道；位置方向错误的零件则掉入零件颤动料箱里，从而达到预防零件的进给方向错误，避免工件报废的目的，如：
*缸体凸轮轴衬套的方向验证，防止衬套压反；
*缸体水道闷盖的压装方向防错等。
三、物料防错
工件盛放器具的防错：
加工完成的产品盛放实施防错技术，有方向性地定置摆放，预防工件相互碰撞，保证加工零件的表面质量；
色标防错：
装配区域零件的盛放料架，使用色标防错。
四、人工防错
（1）建立标准的操作SOS：
如加工过程中的成品、待制品、待处理品、料废、工废等下线零件必须马上按照各类零件的处理规范挂上不同颜色的识别标签，刀具设定正常使用耐用度，防错装置建立TPM、PM维护保养制度等；
（2）刀具安装防错：
操作工按照刀具换刀规范进行调刀，如核对刀具号、长度类刀具进行长短比较等，预防出现由调刀中的差错造成的不合格零件；
（3）工件目检、测量防错：
操作工按照检验频次目检、测量工件加工中及毛坯本身存在的缺陷，把不合格工件剔除出来，在本工位上使其离线。
五、防错技术的等级
根据防错的效果，防错技术可分为如下三个等级：
（1）不制造缺陷的防错，即不可能制造出坏零件，可能损坏的零件数为零；
（2）不传递缺陷的防错，即不可能将坏零件传递到下一工位，预先假设所有零件是坏的，然后逐个审核通过，可能损坏的零件数为1；
（3）不接受缺陷的防错，即后续工位不接受坏零件，预先假设所有零件是坏的，然后逐个审核通过，可能损坏的零件数大于1。
防错技术的理想状态是不制造缺陷的防错，这是最主动、最经济、可预见并防止错误的控制技术。
如加工前的探头探测、导向限位、传感器感应等的防错就能达到不制造缺陷的目标。
但是由于可能出现的缺陷或造成的原因不同及机床功能布局等原因，因此避免不了采用其他两种不传递缺陷的防错和不接受缺陷的防错的防错技术，这也是最被动、最昂贵的防错措施。
CNC加工中心及机加工自动线钻孔工位在本工位对刀具加工后的断刀检测，能达到不传递缺陷的目标；自动线中的钻孔、攻丝加工后面的探测工位的探测防错就只能达到不接受缺陷的目标，这一防错措施损坏的零件数就大于1。
六、防错装置的验证
发动机制造的机加工线或装配线在使用新的防错装置时，必须进行功能准确率的验证，预防差错率。
只有通过PPAP（生产件批准程序）方式的验证，方可使用。
七、防错系统的认证
防错系统的正常运作是实施、认证、维护的过程，在其应用中必须保证：
（1）确认防错系统运转正常
实际生产中，对防错装置必须进行定期的维护与认证。
如：
缸体、缸盖的泄漏量检测，对泄漏测试机每天必须进行Master工件的泄漏量核定与认证；同样，生产线的各种防错装置均需进行定期的维护认证，确认防错功能正确运作。
（2）确认人为因素处于受控状态
对防错系统的认证过程，认证检查记录必须存档，如有差错必须采取必要的措施进行规范的修正；实施防错认证的操作工必须确保操作工经过培训并且培训内容记录已存档；保证防错系统达到预期的检验能力，认证流程有效地按照计划处于受控状态。
八、结束语
不同的发动机产品实施共线生产，这是未来轿车制造工业的发展趋势。
利用原生产线设备稍加改造,实施多品种的共线生产,应用更多的防错技术,达到降低制造成本的目的。
但防错技术的应用，需根据实际的生产状况而定，使用得当，可以减少浪费、保证产品质量、提高机床的开动率；使用不当，则可能掩盖加工中出现的缺陷，造成更大的浪费。
人因疏忽会犯错误,设备也不会总是按规范工作,因此在使用过程中必须进行定期的维护与认证,这样才能保证防错装置的正常运转,真正起到防错的作用,保证产品的加工质量。
防错技术应用初探
宋汉冲
随着市场竞争的日益加剧和国家在产品质量方面的法律、法规的不断完善，“产品质量是企业的生命”、“质量是企业发展永恒的主题”已不再只是一句口号，而已成为众多企业员工的实际行动。
为此企业按国际质量管理标准建立了质量管理体系，在生产过程中对产品质量采取层层把关，甚至采用多重的百分之百检验，然而产品质量仍不尽人意，顾客投诉或退货时有发生。
究其原因可能是多方面的，笔者认为其中很重要的一个原因是这些企业抓产品质量还是停留在传统的产品检验即事后把关上，而没有从产品实现的源头——产品和制造过程的设计上严格控制产品生产中不合格品的发生。
这种控制的首选方法就是本文所要探讨的防错技术。
所谓防错技术就是为防止不合格品的发生而在产品和制造过程的设计开发中采用的技巧和方法。
防错技术的作用可分为二种：
一是预防、控制生产过程中不合格品的发生；二是通过探测、报警、停机来遏制不合格品的再发生。
防错技术的应用领域分为二大方面：
一是产品设计方面；二是制造过程设计方面。
制造过程设计方面又包括工艺流程、设备及装置、夹具、模具、工具、检具、工位器具、包装、标识等方面的设计，在机械行业防错技术的应用尤为广泛。
下面介绍一些实例供读者参考：
1、产品设计方面的防错技术应用实例
a）有些控制器（柜）中的控制线路板和检查线路板二种部件形状相同、结构相似，而功能却不同。
为此在产品设计时应将其与控制器的底板装配的定位销、定位孔或凹槽、凸台的位置或尺寸有明显的差异，就能防止二者在加工，安装时的混淆。
b）对于形状、结构相似或完全对称的二个件，产品设计时在二个件的不同位置增加额外的孔或凹槽等予以区分，就能控制生产过程中不合格品和错装现象的发生。
c）大小、结构相同或相似的齿轮，轴承与轴装配，产品设计时采用不同的配合尺寸或配合面的形状，以消除生产过程中产品混淆或混装。
d）在设计电子元器件时，将其插脚设计成长短不同或插脚不对称分布就能避勉其插装到线路板上极性插错、插反的情况发生。
2、设备及装置设计方面的防错技术应用实例
a）在冲压机上设计安装一个能检查下模内是否有产品的光电开关，从而能防止因前一冲次的产品未取出或退出，而使后一冲次产品报废，甚生模具或设备损坏的情况发生。
b）在钻多孔板的钻床上设计安装一个数字式计数器和峰鸣器，并与钻床开关连锁，这样钻孔数量未达到设定数量或孔未钻好，则峰鸣器就报警。
c）同一个操作者使用多台设备完成多道不同的工序时，如u形生产线，采用按工序先后将加工设备的开关连锁，则前道工序未完成，后道工序的设备就不能启动，从而有效地防止加工过程中漏工序或工序先后颠倒的情况发生。
3、夹具设计方面的防错技术应用实例
a）铣削或刨削的夹具设计时将固定毛坯或半成品部分的尺寸与产品的尺寸一致，则能在夹具装夹定位时就能探测出毛坯或半成品的尺寸是否符合技术要求。
b）在设计后道工序的夹具时尽可能采用前道工序已加工的孔或外形定位，从而起到检查前道工具是否漏加工或加工结果是否符合质量要求的作用。
c）材质为钢材的产品夹具设计时，如在其适当的部位镶嵌一块磁铁，夹具使用时磁铁与产品的定位面紧贴，这样不仅简化了夹具结构，而且使产品在加工中定位准确，确保产品的加工质量。
d）用喷枪喷涂圆柱体或环形件产品时，将夹具设计成绕中心轴旋转并能遮盖不需要喷涂的部位，能使喷涂表面光滑美观，涂层均匀。
4、模具设计方面的防错技术应用实例
a）冲压时产品的上下面容易搞错的零件，在模具上设计安装一个或多个定位块、定位销，冲制时如产品的上下面摆反就无法摆入模具的工作面上或型腔内，以防止不合格品的发生。
b）为使模具的上下模匹配，在模具的上下模上设计安装导柱导套或定位销，必要时模具上的导柱导套的直径应有所不同，这样不仅模具调试方便，更重要的是更好地保证制件的产品质量。
c）对于定位要求高的精密冲制件，在模具上设计安装一个定位产品的限位开关并与压机开关连锁，只有在定位准确时才能启动压机，消除了因产品定位不当而造成的不合格品。
5、制造过程其他方面设计的防错技术应用实例
a）对于形状不规则或有空间尺寸、空间角度的产品应设计制作量规或与产品结构相似的标准件等检具实施产品检验，以确保检测的正确性。
b）将已包装好的产品放在台称上进行检重，以检查包装内产品是否符合规定的数量。
c）根据产品的结构特点设计制作有特殊支撑或隔板的专用工位器具，不仅可以防止同类产品的混装，还能检查出产品加工过程中漏工序或加工的尺寸不符合要求的问题。
d）金属材料仓库贮存的不同品种的棒材、型材，可在其端头涂上不同颜色以予识别，预防在领发料时可能发生品种搞错的现象。
e）制定产品的样件或作业模板或产品合格及不合格的实物、图片摆放在生产现场，以指导员工正确操作，生产合格产品。
以上防错技术应用实例只是抛砖引玉而已，实际上各个企业都有防错技术应用的范例，但往往是生产工人小改小革的自发行为，并没有纳入到产品设计和制造过程设计文件中，因此就得不到总结提高，更不容说推广了。
要使防错技术的真正能在企业中开花结果关键在于领导要重视，其次设计开发人员要深入现场、熟悉生产过程、虚心向工人学习、认真调查分析技术文件和技术管理上缺损而导致产品质量问题的原因，把运用防错技术作为改进产品和过程设计的首选方法和实施纠正预防措施的重要工具。
当然，任何一项防错技术的实施没有相关作业人员的积极性、责任性也是不会凑效的。
防错技术的应用主要是两个阶段：
第一阶段，在产品或过程设计时，在进行FMEA进如RPN值高的话首先应考虑采用防错的方法来降低风险。
第二阶段，在批量生产后如发现不合格机会多，应优先考虑采用防错的方法，对现有流程或现有工艺或动作进行改进。
下面是一些资料，希望对你有所帮助。
防错技术在汽车配件制造中的应用
不同的汽车配件产品实施共线生产，这是未来轿车制造工业的发展趋势。
在汽车配件制造中，防错技术有着非常重要的意义，如果没有防错控制技术的应用，那么产品的制造过程就会导致较低的产品合格率和较高的制造成本。
但防错技术的应用需根据实际的生产状况而定，如使用不当，则可能掩盖加工中出现的缺陷，造成更大的浪费。
近年来，我国的汽车工业，尤其是轿车工业驶上了快速发展轨道。
轿车品种日益繁多，使得汽车配件行业也逐渐加快新产品的开发力度，利用单线多品种生产技术来满足消费者的不同需求，实施不同排量、不同型号汽车配件的共线生产。
然而，在单线多品种的制造过程中，因产品的不同，共线制造中存在混装、漏装、漏加工、加工错误等潜在风险，因而造成汽车配件零件返修、报废等情况，从而增加了汽车配件的制造成本。
面对这一状况，汽车配件制造过程中防错技术的应用对降低生产制造中出现的产品质量问题的风险发挥了重要作用。
防错控制的目的
防错控制是指对不利于客户并且造成浪费的错误进行预测、防止的过程。
汽车配件制造过程中，如果没有防错控制技术的应用，那么产品的制造过程就会导致较低的产品合格率和较高的制造成本。
实施防错技术、增加防错装置，最终目的就是要“消灭把缺陷传递给客户”、减少加工废品、提高产品质量、降低制造成本。
要达到这一目标，必须有合理的加工工艺和高精度的专用设备，并且在制造过程中，合理使用防错设备或检测技术来发现错误、减少浪费。
防错技术的实施过程，必须要建立设计防错装置、维护防错装置、验证防错装置等一系列规范步骤。
此外还必须考虑尽可能采用最简单有效的防错、多层次防错以及帮助操作工更好完成本职工作的防错。
防错控制技术的简单化要求达到如下几点：
机床有更高的开动率；
设备趋向更低的维修率；
防错系统的认识与了解得到提高操作工对
防错控制技术的多层次控制表现为：
有效的防错系统采用的是多重的检查手段或"分层"检查；
防错中的多层检查极大地提高了检查到缺陷的可能性，同时也帮助我们形成利用简单、便宜的方法和系统的观念。
防错控制技术是对操作工工作的支持，因此：
应用的前提是操作工愿意好好工作；
防错不是防止愚蠢错误或是防止破坏；
升级会员 