工业工程与现场改善篇.docx
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工业工程与现场改善篇
第九篇 工业工程与现场改善
1、对IE之认识
2、工作研究
3、方法研究
4、工程分析
5、动作研究
6、动作经济原则
7、时间研究
8、标准时间
9、工作简化法
10、生产线平衡法
草率的把工作「做了」，那不叫「做」，把工作「做好了」而且能让自己与别人均满意，这才叫「做了」。
工业工程与现场改善
（IndustrialEngineering）
企业的目的均系希望以最小的投入（Input）得到最大的产出（Output），以获得最大的效益。
这些投入包括资金、人力、材料、机器及厂房，并随着大量消费、大量生产、型态的转变而加大，如何将这些投入，做最有效的组合，以达到效率高、品质稳定、交期准、浪费少、成本低的目的，也是近代工业界工业工程（IE）迅猛发展的原因。
工业工程（IE）比起企业管理，起步较晚，但在像美国这样的国家里，在20世中期以后，发展相当的快速，几乎取代了相当大部分的传统管理工作。
IE是一门应用科学，它兼有管理及工程技术的知识领域，它将传统的工程技术融合于现代的科学管理技巧之中，随着IE的导入，可弥补原有管理及工程技术之脱节。
一、对IE之认识
1、IE是以工程技术为基础，配合科学管理的技巧发现问题、解决问题、预防问题。
2、IE最终目的是经由管理的动作，使企业能获得最大的利益，是故与成本或经济效有关包括制度、作业方法、机器、模具、夹具均应予掌握并加以改善。
3、IE是一门 用科学，其操作理论均要能符合实际的需要，是故IE工程师均应具备身体力行的能力，而使学理与实务相得益彰，保证管理效果。
4、IE是动用重点管理的技巧，在任何问题上做重点突破。
5、美国IE协会（AIIE）对IE下的定义如下：
IE是在工学之中以设计，改善，设定来综合人、材料、设备等系统的结合。
为了明示、预测、评价该系统所产生的结果而使用工学分析或设计原理与技法，并融合数学、自然科学、社会科学等专门知识与经验。
对上面的定义我们可以了解：
IE是藉着设计、改善或设定人、料、机的工作系统，以求得到更高生产力的专门技术。
上面所提的「设计」是指制订新的系统。
「改善」是指把原有的系统修改得更完美更适合。
「设定」意指将「设计」之系统，导入企业运作体系，并能够稳固的发挥。
6、IE（工业工程）在日本也被称为「生产技术」或「管理工学」。
7、IE的基础也是最早的起源来自于「工作研究」，而「工作研究」的主要构成是来自泰勒（F.W.Toylor1856～1915）的「时间研究」与吉尔布雷斯（F.B.Gilbreth198688～1924）的「时间研究」二者所构成。
8、现阶段的工业工程师主要的范围大致如下：
工程分析。
工作标准。
动作研究。
时间研究。
时间标准。
价值分析（V.A）。
工厂布置。
运搬设计。
二、工作研究（OperationResearchOR）
1、工作研究的目的是人们藉着物料、机器、工具及工作方法而产出产品，而此产出的方法是否是：
生产过程最理想？
生产的工作方法最好？
机器及工个是否最适当？
物料是否最正确？
工作研究以研究及分析现有的生产过程及方法，并能找出一个最佳生产方法的一种管理科学。
工作研究的目的：
生产工程可否简化或省略
分析现有的生产过程，有哪些过程是否可以去除。
工作方法更完善
对每项过程的工作方法，针对人、机、物及方法进行研究，以期能找出更快速、更完善的方法。
作业标准化
对研究出来的最佳方法予标准化，制订作业标准，并依作业标准训练员工，教导员工。
决定标准时间
工作研究的主要目的是为取得最佳的工作方法（标准作业），所以应迅速地、正确地决定标准时间。
些标准时间将成为管理工作上计划与控制的主要依据。
三、方法研究（MethodResearchMR）
IE里「方法研究」是以生产工厂的整个制造系统为主要的活动对象，而工作研究的运作技巧主要是由「方法研究」及「作业测定」所构成。
而「方法研究」又是由动作研究发展而来，其目的是追求最完善，最有效率的生产系统及工作方法，并加予确立。
作业测定又是由时间研究发展而来，与方法研究同时配合进行或者可说是方法研究所确定的生产系统及工作方法，定量测定多余的时间要素及无效的时间要素等非生产部分，并进行削减，并作为以后管理计划及控制的依据。
针对以上对方法研究与作业测定的了解，也可说方法研究与作业测定是一体两面，具有互补性。
当在做方法研究时，虽然目的是要取得最佳的方法，而在取得后，就需把时间确定。
反过来说，当在做时间测定时，也要考虑测定的时间是否最佳的方法
了。
（一）、方法研究的技巧
如何进行方法研究，首先应从生产现场的工作系统来探讨。
1、生产对象（物）
应经由作业过程、经由时间、空间的变化，做逐一的分析研究。
此部分也就是广义的「工程分析」，出可说是一种「生产系统分析」。
可使用产品工程分析表、生产流程图等分析工具，从原料到成品，来做经济性的探讨。
2、生产主体（人）
人是生产的主体，对作业过程，在生产对象物的工作方面做分析研究。
此部分是广义的「作业分析」，也就是「工作方法分析」可藉由作业者的作业规范、工作抽样、基本动作、PTS或影片时行分析，或应用「动作经济原则」在作业过程，人、机的稼动状况。
人与机的配合上追求作业地区或作业者的作业方法的合乎目的性、合理性。
对于检讨的对象及能适用的主要的方法研究，其分析技巧如图。
对各种生产型态研究的一盘方向如图：
探讨项目
内容
分析手法
制造整个工程系统
从原料→生产→成品至出货为止
.制造流程图分析
.操作标准书分析
工厂布置
物料移动
工厂内部门与部门之间及人与物料之活动。
.流程图分析
.模型配置分析
作业区域的配置
作业者的位置及作业者周围的物品的放置方法。
作业者物品移动的方法。
.由基本动动作的动作研究
.PTS
.动作经济原则
.作业简化原则
组合作业或自动机械作业
以组合进行的共同作业或以自动机器作业的人与机器的配合。
.连合工程分析
.工作抽样
.作业简化原理
作业中的作业员动作
短的作业周期且高反复度的作业员动作。
.基本动作的动作分析
.PTS
.动作经济原则
※工作抽样及PTS虽是作业测定的分析手法，但同样使用在方法研究的手法中。
（二）方法研究实施步骤
使用方法研究的技巧，以期解决问题的原则性步骤：
1、选择问题，并将问题的目的明确化。
问题的选择可来自3种情况。
a、利用现有的资料，整理出问题点，并握原因。
b、将来可能发生的问题并预测潜在的原因。
C、认为应该解决的问题。
选定的问题将目的明确化。
选定的问题对期望的成果（目标）予设定。
2、设定理想方法
应认清目的与手段的关系之后，再去抓信要达成最终目的的最经济手段是什么。
也就是说在步骤2里，尽量避免现行方法的影响，应思考如何对于所选定问题的理想方法。
3、现状分析
将选定的问题，使用IE的技巧来加以直接观察，并作成数据的分析。
4、比较分析结果
将第3个步骤的现状分析与步骤2的设定的理想方法作比较，可使现状与理想的方法的差异明确化，在此可使用「5W1H」法加以探讨。
WHAT：
做什么？
有必要吗？
WHY：
为何要做？
目的在哪里？
WHERE：
哪里做？
没有更适合的场所吗？
WHEN：
何时做？
时间是否适当？
WHO：
谁做？
有没有更合适的人？
HOW：
如何做？
有没有更好的方法？
5、改良方法设计
经过探讨的整理之后，考虑现在或将来或许是企业的限信条件之外，来设计一个最佳的工作系统或方法。
下面是一般企业里在被考虑信条件：
（1）生产数量。
（2）使用空间。
（3）品质、机能。
（4）管理复杂化。
（5）过多的人员。
（6）费用。
（7）实施日程。
（8）劳务关系。
针对上面的这些限信条件应以考虑，并进行改良方法之设计。
改良方案的设计，应先以试行，并做逐项修改，才可定案。
6、标准化及实施
改良方法，即为新的最佳方法，经过认可后，即做成作业标准书，并以此训练、教导员工执行新的工作方法，新的工作方法也应该给以新的标准时间。
四、工程分析
工程分析系指工厂里从原物料至以制成成品这一连串的生产活动，对整个过程及个别过程进行分析改善的一种手法。
工程分析的主要意义在于：
1、探讨工程系列的组合是否合于目的性、经济性。
2、探讨个别工程前后的关连性。
工程分析表一盘有2种：
A、产品型的工程分析表
此种人析表是以材料、零件及制品等以「物」为中心的变化程序的图表，称为「制品工程分析表」或只称「工程分析表」。
作业者工程分析表
以作业者为对象做工作程序所做成的工程图表称为「作业者工程分析表」。
（一）工程符号
生产活动的各种不同的要素，可分类成加工、搬运、检查及停滞四种过程现象，这四种不同的过程现象各以符号来表示，表示的这些记号是根据日本工业规格（JIS）的「工程图示记号」JISZ8206所制订。
定义及记号：
1、加工
指原材料、零件、半成品依照生产的目的受到物理、化学、机械或被人为变更状态。
记号：
○用大圆形作为加工记号。
如碰上加又要做检查时，则加工的大圆记号内加上检查的方型记号。
2、搬运
指材料、零件、半成品、成品从某一位置被移动至另一位置。
记号：
约为加工的大圆记号的1/2大小的小圆，内侧可注明搬运的机器或工具。
3、检查
指材料、零件、半成品或成品的品质特性或数量用方法加以检测，并将其结果与基准比较作为判别合格或不合格。
4、停滞
指材料、零件、半成品或成品在某一位置滞留或存储、
（二）制品工程分析
1、制品工程的型态
制品的工程流大可分为4种型态。
（1）直列型
（2）合流型
（3）分崎型
（4）复合型
2、制品工程分析的目的
制品工程分析的目的主要希望发觉下列的状况，并设法改进。
项次
目的
调查或计测项目
1
发觉工程或作业的配置、顺序、分割、合并是否适当。
工程能力、作业站工时单位产量
2
发觉是否有不必要的迟延
迟延工时
3
发现搬运的路线、方法或次数，负荷是否适当。
路径、长度、次数、负荷、活性系数。
4
发现搬运的距离是否可缩短
距离、时间
5
发现是否有等待时间，可否缩短
等待时间、次数
6
发现是否可同时加工或检验
加工数.工序、检验次数.效率
7
发现品质变异及品质状况
品质统计数据
8
发现报废或返工
品质不良数据
9
发现变动品质成本
工作难易度、满意度、安全性
10
发现工作现场之报怨
制品工程图制成后，应考量省工原理做工作简化，并确定生产线是否重新布置及调整制程。
3、制品工程分析步骤
（1）分析之准备
a.先确定分析的目的。
b.先了解现有资料。
.产品图
.工作场所配置图
.流程图
.设备图
.材料表
.作业标准书
.检验标准书
（2）划工程流程图
将现有的流程依工程符号绘制流程图。
（3）工程调查及分析
针对各工程详细加以调查
.作业顺序及作业方法
.工作时间
.作业距离
.作业产量
.瓶颈工序
.出现的问题
.工作反应
应用的手法：
工厂布置与物料搬运，工作简化，动作研究，时间研究，动作分析，动作经济等。
（4）抓出不合理项目
将不合理、不妥当的项目抓出来，并加予整理成表。
（5）进行改善
对改善提案应做先期评估。
（6）新流程图制作
将改善获得实效的新流程图，并付之实施。
工程
主体
空间
时间
方法
作业者
加工工程
机器设备
作业场所
加工时间
单位产量
加工顺序
加工条件
主要工、夹具
搬运工程
搬运方法
作业者
搬运距离
路径
次数
搬运时间
一次搬运量
装载、装货、卸货方法
检验工程
作业者
检验仪器
场所
检验地方
检验时间
检验方法
不良率
停滞工程
保管责任者
放置场所
停滞时间
停滞数量
容量
容器
保管方法
品工程分析调查项目表
（三）作业者工程分析
1、作业者分析之目的
.发觉作业者在作业中的实际移动情形。
.发觉作业者的作业路线、方法、次数或负荷是否适当。
.发觉作业者的动作、距离是否缩短。
.发现是否有等待时间。
.可否同时加工或检验。
.发觉动作与相关的配置、顺序、组合是否适当。
2、作业者工程分析实例（改善前，改善后）
本例是一般人惯常的生活实例，早晨从起床到出门，把一个人（作业者）的工作，包括经过几个过程，过程间的距离，使用的时间，有系统的用工程图法予画出来，然后再加以改善。
在工厂中，一个人从入厂上班开始到下班离厂为止，或者从事某项工作的人（作业者）亦可同样用此方法加以分析，以求改善。
五、动作研究（MotionResearchMR）
所谓的「动作研究」即在于「分析一个组合性的基本动作」。
也就是对于一个工作者使用两眼、两手、两脚的动作加予细分并进行分析及研究，把「不必要」的「去除」，把「有必要」的动作变为既「有效率」，又「不易疲劳」的最「经济性动作」。
要做系统性的「动作研究」，除了探讨「动作研究」的技巧外，同时要配合「动作经济原则」之应用。
「动作研究」对于少机种大批量生产型的企业尤其贡献更大，往往一个简单动作的改善，却可致相当庞大的效果。
（一）基本动作记号
B动作研究的技巧创始者是F.B.Gilbreth,而Therblig动作要素中（动素）就是从其名字的英文字倒过来拼的。
所谓的基本分类，就是将人所要做的动作，以「目的来细分做为共同产业的基本要素的名称。
（二）动素分析说明
（1）空手移动（伸出）
是指碟上无装载任何东西之形态，没有带任何东西的空手移动而言。
这是对象物进行的情形，与回复的情形二种。
动作范围，始于空手开始运动时，而终于转到下一个动作要素之前（主要是抓信）。
（2）抓住
是指拼摆手指抓住东西的形态，而以手（广义的解释，是身体的一部分）使对象物处于能控制的形态而言，动作的范围始于身体部位的移动至对象物，而终于确立做下一基本动作所需的控制时，
「抓住」的意义，主要是以手指指尖端抓住（抓住型的抓住），或以手抓住工具（握住型的抓住）等，但是包含为使对象物滑行，把接触（接触型的抓住）等的情形在内。
（3）持重量的移动（搬运）
指把东西装大器皿上，或用手以及身体的一部分，比照负荷的重量，更换对象物的位置的动作而言。
搬运空间、押压、拉上、滑行、回转等，「持重的移动」继之「抓住」而发生，始于手开始动时，而终于对象物达到下一位置而停止时。
（4）决定位置
是指东西在手指尖的形态，或所带的东西移到别的「配合」或「使用」物之正确的关系位置而言。
动作范围是自从开始决定位置至为止。
（5）组合
指组合的形态，通常在完成「决定位置」之后，嵌上（即插入）而言。
（6）拉开
是指由组合的形态中取掉一条之对象物拉开，再分解之动作而言。
（6）使用
系指英语Use的头一个母，以工具或机器为使用目的而操作之动作言。
（8）放开
系指将所持之物弄掉的形态，以手或身体的一部分，放开所控制之对象物而言。
（9）调查
系指凸形镜片的形态，将对象物之品质及数量与标准相比，而予以判定之心理上作用而言。
（10）寻找
系指眼珠形成横形态，以眼睛寻找事物，以手触摸等，包括利用五个感觉寻找事物的一切情形而言，动作范围，自开始寻找到「发现」之前为止。
（11）发现
指眼珠移到中央的形态，继于「寻找」的作为，而动作范围限于寻找的瞬间。
（12）选择
系由同种二个以上之对象物，选择其中之一，通常继于「寻找」、「发现」而发生。
（13）思考
系把手按住额部的形态，是为要决定次一行为之心理性作用，指想办法了解、判断等而言。
停止手的动作而「思考」的情况也有，而边思考边工作的情形也有。
（14）放在前面（必为可使用的方向）
系保龄球瓶的形态，是将所抓的对象物恢复原状，使它随时能再用一般，保持准准备好的方向或姿态。
（15）保持
系铁片附着于磁铁的形态，是不动对象物，而以一定位置支撑，指公与万力做同一作用之形态。
（16）不可避免的延迟
跌倒的形态，指机器自动输送中延迟，或因双手作业时，一手工作，另一手为保持均衡之延迟等。
对作业者没有责任的情况下的延迟。
（17）可避免的延迟
是睡觉中的形态，指虽然作业方法维持现状，随着作业者的意思可免掉的延迟而言。
（18）休息
系坐在椅子上的形态，表示为恢复疲劳，而停止身心活动的状态。
以上各基本动作中，单一动作也有，复合几个单一动作之一组有机性动作的也有，而没有动作的动作也有。
实行作业时，所使用的各动作，利用基本动作符号来加以详细区分，将这些事项，依据各个定义来分类，可发现非效率之点，以及能得到改善的线索。
（二）动素分析实例
1、单手分析
（例子）单手的分析
用桌上的杯子，盖上瓶子来分析
六、动作经济原则
所谓动作经济原则，即在于人的在操作作业时，能以最少的劳力达到最大的工作效果的经济法则，对这个法则能好好的学习与使用，在工厂内，我们可在许多地方发现许多不合乎些法则的动作，当然工作效率会低，人员易于疲劳，
动作经济原则刚开始是由动作研究的创始者Gilbreth所提倡，尔后再经过专家学者的改进。
<基本原则>
1、动作能量活用原则
2、动作量节约原则
3、动作法改善原则
（一）动作能活用原则
在人的身体各部位，凡是能具有进行动作能力的部分，不管何部位，都希望全面能活用。
1、脚部或左手能操作的事，不使用右手。
2、尽量使两手同时作业，也同时结束动作。
3、双手不要使其同时静止，手空闲时，须动脑想另一工作。
（二）动作量节约原则
多余的运动量，不但浪费时间及空间，更会消耗体力。
1、尽量使用小运动来操作工作
躯体的运动依序为腕部→前腕部→手腕部→手指，能够使用小运动，应尽量使用小运动。
2、材料及器具应放置于伸手能及的范围内，并尽量放在近手边。
3、小单元的动作次数，应尽量减少。
4、工具应予简化、易用。
5、材料及零件应使用易拿取之容器。
6、工作物长、或重或体积大时应利用保持器具。
（三）动作法改善原则
能动的部位使其全部活动，可以节约的能量可以省去的徒劳动作也尽量去除，而动作的方法还是有改善的地方。
1、动作能予规律化。
2、双手可反向运动，而不可同向运动。
3、利用惯性、重量、自然力等，尤其尽量利用动力装置。
4、为减少疲劳，作业椅及作业台的高度应适当。
美国学者巴恩斯教授继Gilbreth后对省工原理继续研究将动作经济原则又依人体、工具、场所布置来归纳分类：
（一）关于人体动作方面
1、双手并用原则
双手最好同时开始，同时完成工作，除了规定的休息时间外，双手不应同时空闲。
2、对称反向原则
双臂或双手之动作，反向对称为之。
3、排除合并原则
排除不必要的动作。
尽量减少动作，或使二个以上的动作能合并动作。
4、降低等级原则
尽量使用最轻松而又能达成目的的低等级动作。
手部经济动作等级表
级别
运用部位
1
手指动作。
2
手指、手腕动作。
3
手指、手腕、前腕动作。
4
手指、手腕、前腕、上腕及身体其它部位动作。
5
手指、手腕、前腕、上腕及身体其它部位动地。
5、免限住性原则
尽量避免使用限住性的动作。
6、避免突变原则
尽量避免急剧停止或急剧改变方向之动作。
尽量使用圆滑连续曲线或直线进行之动作。
7、节奏轻松原则
动作之安排尽量使之轻松，并兼有自然节奏。
8、利用惯性原则
尽量利用物体之惯性及重力或自然之动作。
9、手脚并用原则
减少手的工作负荷，可用脚代替控制性的工作。
10、适当姿势原则
应使用适当姿势操作，避免疲劳及劳动伤害动作。
（二）关于工具设备方面
1、利用工具原则
能够使用工具的，应尽量利用工具。
2、万能工具原则
工具能两种以上功能之合并工具。
3、易于操作原则
工具的把手或操作部位应做成容易操作或易于控制的开状。
4、适当位置原则
工具的摆放位置应在适当位置，能使不变更姿势即可操作。
（三）关于场所布置方面
1、定点放置原则
任何物品、工具、设备应定点放置，免于寻找。
2、双手可及原则
物品、工具、设备之位置应尽可能放于双手随时可及的位置。
3、按工排序原则
物品应依工作序列做最佳摆放。
4、使用容器原则
物品、零件应尽量使用容器或装具。
5、用坠送法原则
尽量利用重力方法坠送零件、材料或成品。
6、近使用点原则
装配之物料之运送，应尽量送至使用点
7、避免担心原则
场所布置、设施、环境、作业方法应尽量减少使人担心会有伤害。
8、照明通风原则
工作场所之光线应适度，通风应良好，温度应适度。
9、服装护具原则
应注意服装、护具之适当，以避免工作伤害。
七、时间研究
工作研究的进行方法主要是由方法研究与时间研究来构成。
而方法研究又透过工程分析、工作简化法、动作研究、动作要素及运动作经济原则来远成。
所有的工作通过一系列科学的解剖与分析，无非要取得最有经济、最有效率、最低成本、最轻松的工作方法，而这些方法最终还是得以时间来衡量，取得进一步的工作改善并制订标准时间，作为经营管理上之主要工具。
（一）时间研究的目的
1、作业改善
透过时间的研究，运用工程分析、作业简化、动作研究、动作经济原则上列几种技法来改善工作。
2、标准时间制订
对于已较完善的作业，进行标准时间的制订，作为管理上一种重要的工具。
（二）时间研究的准备
要想时间研究能得到效果，对于进行时间研究之前，对下列的事项应先予了解及准备。
1、工厂的布置方法。
2、产品的制程分割状况。
3、各工序的作业方法。
4、材料、零件的供应品质是否稳定。
5、人员流动状况。
对上面5项先做了解，尤其管理制度不佳的工厂应针对问题进行改善，加上后面的工作准备，时间研究才易奏效。
6、时间研究方法及用具的决定。
7、时间研究的观测方法。
8、作业要素的分清。
9、观测中的记录方法。
10、记录之整理。
11、改善项目提出之方法。
12、制订标准时间的方法。
（三）观测工具—马表法（StopWatch）
一般做作业测定大分成直接法与间接法。
直接法有马表法、摄像机法等；间接法有PTS、WF、MTM等。
其中以马表法应用最为普及。
马表法是运用马表「继续」的，「直接」的测定作业的方法，继续而直接的观测作业，对稍有IE基础的，利用IE的观念及手法，是容易发现不合理的工作，时而改善。
但是对于短时间的作业或作业内容不因定的作业就不太合适。
使用的工具：
马表、观测板、记录纸、记数器。
1、马表
大致上可分为机械式或电子液晶式两种
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