工业工程之家培训课件

工业工程之家培训课件第一部分第一章工业工程基础理论导入:工业工程定义与发展IEIE的基本概念发展历程工业工程是对人员、物料、设备、能源和信息所组成的集成系统进行设从泰勒的科学管理到现代智能制造,IE经历了百年演进20世纪初的时间计、改善和设置的一门学科它综合运用数学、物理学、社会科学的专动作研究,到二战后的运筹学应用,再到如今的精益生产与工业

4.0融合,IE始门知识和技术,以及工程分析和设计的原理与方法终处于制造业变革的前沿核心目标现代应用趋势•提高生产效率与质量•数字化与智能化集成•降低运营成本•精益思想深度应用•优化资源配置•人机协作优化•改善工作环境与精益生产的关系IEIE是基础工具箱精益是战略思想工业工程提供了程序分析、时间研精益生产强调消除浪费、持续改善、究、动作分析等基础方法论,这些是精尊重人性的管理哲学它为IE工具的益生产实施的技术支撑和工具集合应用提供了战略方向和价值导向,使技没有IE的扎实基础,精益生产难以深入术改善服务于企业整体目标推进深度融合创造价值七大核心手法概述IE工业工程七大手法构成了系统改善的完整工具体系,从宏观流程到微观动作,形成了层层递进的分析框架掌握这些手法及其内在逻辑关系,是成为优秀IE工程师的必经之路操作分析程序分析研究人机作业关系,优化配合效率分析整体工艺流程,识别浪费环节动作分析细化作业动作,消除无效动作搬运分析改善物料流动,降低搬运成本时间研究制定标准工时,建立绩效基准生产线平衡布局规划均衡工序负荷,提升整体效率优化设施布置,减少搬运浪费从宏观到微观系,统改善的力量工业工程的魅力在于其系统性思维无论是整体流程优化,还是细微动作改善,每一个层面的提升都会汇聚成企业竞争力的巨大飞跃第二部分第二章工业工程改善手法详解:本章将深入解析工业工程的核心改善手法,从程序分析到动作优化,从布局改善到防呆防错,每一种方法都配有真实案例验证通过系统学习这些手法,您将掌握企业现场改善的完整武器库,能够针对不同问题选择最佳解决方案程序分析与流程优化核心方法论经典案例:食品饮料企业流程再造工艺流程图绘制项目背景:某饮料生产企业生产流程复杂,存在大量重复搬运和等待时间,现使用标准符号记录作业、搬运、检验、等待、储存五大要素,将复杂场混乱影响效率流程可视化,便于发现隐藏浪费改善措施:ECRS改善原则•绘制现状流程图,识别27个浪费点EEliminate-取消不必要的步骤•应用ECRS原则,取消9个无效环节CCombine-合并相似工序•重新规划物流动线,实施5S管理RRearrange-重排作业顺序•标准化作业流程,建立可视化管理SSimplify-简化复杂操作改善成果:5S现场管理•生产人员从42人减至21人减少50%整理、整顿、清扫、清洁、素养五步法,创造高效有序的工作环境,为•生产场地从1200㎡压缩至600㎡流程优化奠定基础•生产周期缩短35%•次品率下降60%布局与搬运改善现状调查布局优化绘制现场布局图,记录物料搬运路径,计算搬运距离与频次,量化分析搬运成本应用SLP系统布置设计方法,遵循直线化、最短距离、单向流动原则,重新规划设施位置搬运改善效果验证设计合理的物料架、传送带、AGV等搬运工具,实现机械化、自动化搬运,减少人工作业对比改善前后的搬运距离、时间、人力成本,建立标准化作业指导书,固化改善成果铝型材企业仓库革命性改善某铝型材制造企业原仓库管理混乱,需要26名工人进行物料搬运和管理,人工成本高昂且效率低下通过系统的布局与搬运改善:•重新设计仓库功能分区,实现收发分离•引入立体货架系统,提升空间利用率300%•设计专用物料车与轨道系统,实现半自动化搬运•建立可视化库存管理系统,实时掌握物料状态最终成果:仓库人员从26人精简至4人,人力成本降低85%,物料周转效率提升60%,库存准确率达到

99.5%以上操作分析与人机协作操作分析关注人与设备的配合关系,通过科学的作业设计,实现人机效率最大化从简单的人机联合作业到复杂的多机看管,操作分析帮助企业充分发挥设备产能,同时降低人力成本单人单机作业单人多机作业多人协作作业最基础的作业模式,适用于设备自动化程度低、需要通过分析机器自动运转时间与人工操作时间,合理安针对大型设备或复杂工序,通过双手操作图分析,优化持续监控的场景重点在于减少等待时间排作业顺序,实现一人看管多台设备多人配合的动作顺序与节奏突破性案例:电子企业人机比优化某电子元件生产企业原采用1人3机模式,通过操作分析发现机器等待时间占比达40%改善团队绘制详细的人机联合作业图,重新设计作业流程:•优化设备布局,缩短人员走动距离•改进物料供给方式,减少人工上下料时间•设置作业指示灯与声音提示系统•培训员工掌握多机巡回作业技巧改善结果:成功实现从1人3机提升至1人8机,人均产出提升167%,人力成本占比下降62%,设备综合效率提升至85%以上动作分析与防呆防错动作经济原则Poka-Yoke防呆防错通过分解作业动作为18种基本动素Therblig,识别无效动作并加以改善遵循动作经济三大原则:防呆法Poka-Yoke是预防人为错误的系统化方法,通过四种模式确保质量:关于人体运动1•双手同时开始并结束动作断根型•除规定休息时间外双手不应同时空闲•手臂动作应对称反向且同时进行从设计上消除错误发生的可能性,如USB接口的不对称设计•利用惯性与重力,减少肌肉用力关于工作场所布置2•工具材料应放置于固定位置保险型•按最佳操作顺序排列物料设置多重检查机制,如微波炉门未关好无法启动•利用重力送料装置•工作台高度适宜,照明充足关于工具设备设计3•尽可能用夹具或脚踏工具代替手的工作自动型•工具应尽可能组合使用自动检测并纠正错误,如洗衣机自动平衡系统•设计易于抓取的工具4警示型发现异常立即报警提示,如汽车安全带未系警告️家电企业动作改善实战⏱原作业节拍16秒,通过动素分析发现寻找、选择、等待等无效动作占35%改善后将节拍压缩至10秒,效率提升

37.5%细节决定效率在动作分析的世界里,每一个毫秒都值得优化当我们将18种基本动素逐一审视,将每个动作的合理性反复推敲,看似微小的改善累积起来,就能创造惊人的效率提升这正是工业工程的魅力所在——在细节中追求卓越第三部分第三章作业测定与时间研究:时间是衡量效率的最直观标准,标准工时是企业管理的基石本章将系统介绍时间研究的科学方法,从秒表法到预定时间标准PTS,从标准工时制定到持续改善,帮助您建立科学的时间管理体系,为绩效考核、产能规划、成本核算提供可靠依据时间分析方法秒表测时法预定时间标准法PTS经验估计法最传统也最直观的方法,使用秒表实测作业时间适用于周期性重复作基于大量统计数据建立的动作时间数据库,如MOD法、MTM法通过查由资深工程师基于经验判断作业时间,适用于非标准化、一次性作业或业,精度较高但受人为因素影响需要多次测量取平均值,并考虑评比系表确定基本动作的标准时间,组合成完整作业的标准工时前期快速评估需要结合历史数据进行修正数和宽放系数优点:客观公正,适用于新产品优点:快速灵活,成本最低优点:操作简单,成本低廉缺点:需要专业培训,初期投入大缺点:主观性强,精度相对较低缺点:测量效率低,员工可能抵触标准工时制定流程010203作业分解时间测量评比修正将完整作业分解为若干基本动作单元对每个动作单元进行多次测量,记录数据根据作业者熟练程度进行评比系数修正0405宽放设定标准确立考虑疲劳、生理需求、等待等因素增加宽放计算标准工时并形成标准作业指导书宽放系数设定原则:个人宽放5-7%用于生理需求,疲劳宽放4-15%根据劳动强度确定,延迟宽放5-10%考虑设备故障等不可控因素合理的宽放既保证员工权益,又维护工时标准的严肃性电子企业标准工时难题破解某电子企业产品型号多达300余种,传统秒表法测量工作量巨大项目组采用PTS法建立动作时间数据库,结合产品模块化设计思路,将作业分解为60个标准动作单元通过组合计算,快速生成新产品标准工时,测时效率提升10倍,工时准确率保持在95%以上缩短标准工时的五步法SHIPSSHIPS法是系统缩短标准工时的科学方法论,通过现状分析、新方法设计与实施验证,实现作业效率的持续提升这一方法强调数据驱动和全员参与,确保改善成果可量化、可复制、可持续S-Survey现状调查详细记录现有作业方法,测量实际作业时间,识别浪费点使用录像分析、现场观测等手段,建立改善基准线H-Hunt寻找新法运用IE手法,从作业流程、动作设计、工装夹具、物料摆放等多角度寻找改善机会头脑风暴,提出多套改善方案I-Investigate详细分析对各改善方案进行技术可行性、经济性、实施难度评估选择最优方案,制定详细实施计划,预测改善效果P-Plan规划实施制定详细的实施时间表、资源需求、责任分工进行小批量试验,收集数据,修正方案培训作业人员,确保新方法正确执行S-Succeed成功应用全面推广新方法,重新测定标准工时,编制标准作业指导书持续监控,防止反弹,将改善成果制度化、标准化电器企业SHIPS实践某家用电器生产企业应用SHIPS法改善装配作业:Survey:现状装配时间38秒/台,识别出寻找零件、二次定位、工具更换等浪费Hunt:提出物料预分拣、专用夹具设计、双手作业优化等10项改善方案Investigate:经技术经济评估,选定5项重点改善措施,预期节省12秒Plan:制作新夹具,重新布置工位,培训操作员工,试运行2周Succeed:新标准工时降至24秒/台,效率提升

36.8%,推广至全线工作抽样与效率评估工作抽样基本原理效率指标体系工作抽样Work Sampling是一种基于统计学原理的时间分析方法,通过间隔随机观测,推断整体时间构成相比连续观测,工作抽样成本低、干扰小,特别适用于长周85%72%期、多人员的作业分析实施步骤设备综合效率OEE人员作业率

1.确定观测目的和分类项目时间开动率×性能开动率×良品率标准工时÷实际工时×100%

2.进行初步观测,估计各项比率

3.计算所需观测次数置信度95%68%

4.制定随机观测时间表

5.现场观测并记录数据生产效率

6.统计分析,计算各项时间占比常见分类实际产量÷理论产能×100%作业时间:直接生产作业效率提升策略准备时间:换线、调整设备等通过工作抽样发现时间浪费后,针对性改善:等待时间:等料、等指令等等待时间高:优化生产计划,平衡工序负荷休息时间:生理需求、疲劳恢复准备时间长:推行快速换模SMED其他时间:会议、培训等作业效率低:加强培训,改善作业方法设备故障多:实施全员生产维护TPM第四部分第四章生产线平衡与单元化设计:生产线平衡是IE应用的综合体现,它涉及工艺设计、时间研究、布局规划等多个领域通过科学的平衡分析和单元化设计,企业能够最大限度发挥产能,减少在制品积压,缩短生产周期本章将带您掌握生产线平衡的核心方法和实战技巧生产线平衡基础平衡率计算与分析生产线平衡率是衡量生产线效率的关键指标计算公式为:42%改善前平衡率严重失衡状态理想的平衡率应在85%以上低于这个标准,说明生产线存在明显的负荷不均,需要进行平衡改善瓶颈识别方法89%•绘制工序工时柱状图,最高柱即为瓶颈改善后平衡率•观察现场在制品堆积位置接近理想水平•记录各工序的等待时间•分析产能数据,找出限制产出的环节经典IE与精益生产平衡方法对比经典IE平衡法精益生产平衡法•以瓶颈工序为基准,调整其他工序•以客户节拍时间Takt Time为导向•通过工序分解、合并实现平衡•追求单件流,消除在制品库存•强调标准工时的精确测定•强调柔性和快速响应•关注整体平衡率指标•注重多能工培养和标准作业•适用于大批量流水线生产•适用于多品种小批量生产两种方法各有优势,实际应用中往往需要结合大批量标准化产品倾向经典IE方法,追求极致效率;多品种定制化产品则更适合精益方法,保持灵活性现代制造企业应根据产品特性灵活选择,甚至在不同产品线采用不同策略单元制生产线设计单元制生产Cellular Manufacturing是精益生产的重要形式,将传统的流水线改造为U型或L型工作单元,实现多工序集成和人员柔性配置单元制特别适合多品种、中小批量生产,能够显著缩短生产周期和减少在制品U型单元L型单元岛型单元最常见的单元形式,设备呈U字形排列,入口和出适用于场地限制或工序较少的情况设备呈L字多个工作台围成岛屿状,适合手工装配类产品口靠近,便于物料配送和员工走动适合5-12道形布置,兼顾空间利用和作业效率员工在中间活动,取料方便,协作性强工序的产品单元设计五步法灯饰线材企业单元改造产品族划分改造前状况:传统流水线生产,12道工序,线长50米,8名作业员,平衡率仅62%,在制品库存3天1将工艺相似的产品归为一族改善措施:•设计U型单元,线长压缩至15米工序整合•培训多能工,实现1人负责3-4道工序2•设置单元内物料超市,实现拉动补货确定单元包含的工序范围•建立单元内质量自检机制改善成果:设备选型布局3•平衡率提升至98%选择合适的设备并优化布置•生产周期从3天缩短至4小时•在制品减少90%人员配置•场地面积节省65%4•质量不良率下降40%确定人员数量和多能工培养拉动系统建立5设计看板系统实现拉动生产生产线布局与工装设计高效工作台设计原则人体工程学物料摆放工具配置•工作台高度:站立作业90-95cm,坐姿作业70-75cm•常用物料放在最佳操作区•工具悬挂在固定位置•操作区域:最佳范围≤40cm半径•按使用顺序从左至右排列•实行工具影子板管理•视线角度:15-30°下倾最舒适•重物放低处,轻物可放高处•电动工具考虑平衡器•照明要求:500-1000勒克斯•利用重力滑道自动补料•扭力扳手等精密工具定期校准专用夹具与物料架创新快速定位夹具流利式物料架防错自动化工装设计限位块、V型槽等定位结构,实现工件快速定位减少定利用重力实现先进先出,取料位置固定,视觉化管理适合小结合传感器、气缸等元件,实现自动检测、自动夹紧防止位时间60%以上,提高加工一致性件物料的线边库存管理错装、漏装,质量零缺陷钢铁化工企业工装革命某钢铁化工企业包装工序存在效率瓶颈通过工装创新:设计专用物料架,实现物料自动流转;开发快速更换夹具,换型时间从20分钟降至3分钟;改进工作台布局,减少操作人员走动距离综合改善使单班产量从80吨提升至116吨,产能提升45%,人均效率翻倍平衡生产线释放,最大产能生产线平衡不是简单的工时计算,而是系统工程它需要IE工程师具备全局视野,在标准化与柔性化、效率与质量、投资与回报之间找到最佳平衡点当生产线真正达到平衡,你会看到流畅的物流、饱满的工作状态、稳定的产出——这就是工业工程的艺术第五部分第五章现场改善中的人际关系与:推行策略技术方案再完美,没有人的支持也难以落地本章聚焦改善推行中的软技能——如何获得管理层支持,如何激励员工参与,如何克服阻力,如何防止反弹这些看似与技术无关的因素,往往决定了改善项目的成败成功的IE工程师,必定是技术能力与沟通能力兼备的复合型人才获取管理层支持改善方案的汇报艺术化解部门阻力管理层关注的是投资回报、风险控制和战略匹配度IE工程师需要用管理者的语言讲技术故事:改善往往触动既有利益格局,遭遇阻力在所难免常见的钉子户类型及应对策略:有效汇报的五要素技术质疑型问题量化:用数据说话,说明现状的损失有多大不断提出技术疑问,拖延决策应对:邀请其参与方案设计,让质疑变成建议,将对手变成队方案对比:提供2-3个选项,展示你的思考深度友效益预测:给出投资回报周期,最好在1年内收回风险评估:主动说明可能的风险和应对预案利益受损型分步实施:提出试点方案,降低决策压力汇报材料准备技巧担心改善后影响本部门利益应对:提前沟通,强调整体效益,必要时调整方案平衡各方利益•开场用一页纸总结核心内容•多用图表,少用文字保守观望型•准备两套资料:详细版和精简版•预想可能的质疑并准备答案不反对但也不支持,等待结果应对:用小成果快速验证,用数据消除疑虑,逐步赢得信任•带上标杆企业案例增加说服力推责甩锅型担心改善失败被追责应对:建立容错机制,明确责任边界,管理层公开支持创新试错单打独斗的改善不会走远真正成功的改善,一定是赢得了各方支持,形成了改善共同体员工激励与士气提升构建持续改善的文化土壤员工是改善的主体,他们对现场最熟悉,最有发言权激发员工的改善热情,建立人人都是改善者的文化,是IE工作长期成功的关键提案制度改善小组鼓励员工提出改善建议,无论大小都给予认可和奖励组建QCC质量圈,定期开展改善活动,培养团队协作成果展示荣誉激励设立改善成果展示墙,定期举办改善成果发表会设立改善之星、金点子奖等荣誉,公开表彰优秀案例物质奖励能力培养按改善效益的一定比例给予奖金,让员工分享改善成果提供IE培训,让员工掌握改善方法,提升职业技能激励机制设计要点及时性:改善被采纳后立即奖励,不要拖延公平性:奖励标准透明,评选过程公开多元性:物质和精神激励结合,满足不同需求持续性:建立长效机制,不是一阵风差异性:重大改善与小改善分级奖励优秀实践案例某汽车零部件企业实施全员改善积分制:员工每提一个改善建议得10分,被采纳得50分,产生显著效益得200-500分积分可兑换奖金、实物、培训机会甚至晋升加分一年后,员工提案数从200件增至3500件,改善成为企业文化的重要组成部分防反弹措施设计许多改善项目初期效果显著,但几个月后就回到原状,这种反弹现象令人沮丧防反弹不是简单的监督检查,而是系统工程,需要从制度、文化、技术多方面构建防护体系制度固化1标准化、文件化培训传承2技能培训、知识转移技术锁定3防呆设计、自动化监控预警4数据监控、定期审核文化内化5持续改善、全员参与改善反弹的五大原因灯饰企业反弹全过程解析标准缺失改善阶段1-2月:实施单元制改造,平衡率从60%提升至95%,效果显著,团队士气高涨1没有形成标准作业指导书,靠人的记忆稳定阶段3-4月:改善团队撤出,现场班组长负责维持,执行情况良好漂移阶段5-6月:部分员工回归旧习惯,工序间出现小积压,但未引起重视培训不足反弹阶段7月后:新员工加入未经培训,标准作业执行率下降,平衡率跌至75%2新员工未经培训,不了解改善内容纠偏措施:重新培训全员,建立日检查机制,设立改善维持奖,3个月后平衡率恢复至90%并保持稳定监督缺位3改善后无人跟踪检查,执行松懈激励消失4改善初期有奖励,后期无激励维持技术漂移5设备老化、夹具磨损导致工艺回退第六部分第六章工业工程实战案例分享:理论的价值在于指导实践,方法的效果需要案例验证本章将分享三个不同行业、不同规模企业的精益改善实战案例这些项目都经过了时间检验,取得了可量化的显著成效,并获得了企业高层的高度认可通过学习这些案例,您将看到工业工程如何在实战中创造价值美的集团精益改善项目核心改善措施生产线再平衡通过工序细分与重组,将8条生产线优化为6条,平衡率从68%提升至92%项目背景物流JIT配送美的集团作为中国家电行业领军企业,面临激烈的市场竞争和成本压力2015年启动全面精益转型,选择空调事业部作为试点,推行IE七大手法深度改善实施线边库存管理,建立小批量高频次配送,在制品减少70%改善范围•总装生产线平衡优化质量内建体系•物流配送体系改造•质量控制流程再造推行防错法和自働化,首次合格率从88%提升至

97.5%•标准工时体系建立标准工时建立运用PTS法建立2000+工序标准工时,为绩效考核提供依据项目成果35%28%产能提升成本降低日产量从8000台提升至10800台单台制造成本下降28%40%6500周期缩短年度效益生产周期从5天缩短至3天创造经济效益超6500万元这是我见过的最系统、最有成效的改善项目精益生产不是口号,而是实实在在的竞争力——美的集团创始人何享健深圳中光光电精益转型深圳中光光电是一家专业LED显示屏制造企业,2017年面临订单增长但产能不足的困境在不增加厂房和大型设备投资的前提下,通过系统的IE改善实现了产能的跨越式提升改善前痛点改善亮点•产线布局混乱,物流动线交叉严重布局重构•工序间不平衡,瓶颈工序积压严重•半成品堆满车间,找料耗时长将直线式布局改为U型单元,缩短物流距离65%,实现单件流生产•质量问题频发,返工率高达8%•计划准确率低,交期延误常态化快速换模改善策略应用SMED方法,换型时间从45分钟压缩至8分钟现状诊断拉动看板VSM价值流图析,识别8大浪费建立三色看板系统,实现计划、生产、物料协同方案设计单元制+拉动式生产模式分步实施先试点后推广,滚动改善标准固化建立标准作业和目视化管理量化改善成果对比山河智能集团精益辅导企业简介与挑战核心改善措施山河智能是中国工程机械行业的领军企业,产品涵盖挖掘机、桩工机械、起重机械等2018年面临的主要挑战:•产品种类多200+型号,小批量生产管理难度大模块化设计•生产周期长,客户交期压力大•在制品占用资金多,周转慢将产品分解为标准模块,减少定制化,缩短生产周期•计划变更频繁,现场混乱改善实施路径第一阶段:诊断分析1-2月1同步生产计划深入现场调研,绘制价值流图,识别关键瓶颈建立总装拉动的计划体系,实现上下游协同2第二阶段:试点改善3-6月选择主力产品线,实施单元制改造和拉动生产超市化管理第三阶段:全面推广7-12月3关键零部件建立超市,按看板补货,减少库存将成功经验复制到其他产品线,标准化推广4第四阶段:持续改善第2年建立改善文化和机制,培养内部改善人才显著成效总结与行动呼吁工业工程:企业降本增效的利器通过本课程的系统学习,我们深入了解了工业工程的核心理论、七大手法、时间研究、生产线平衡以及实战案例工业工程不是高深莫测的学问,而是可学可用、立竿见影的实战方法无论是制造业还是服务业,无论是大型企业还是中小企业,IE方法都能发挥巨大价值理论结合实战才是王道学习IE不能纸上谈兵要敢于到现场去,观察、测量、分析、改善每一个成功的案例背后,都是无数次的现场实践和反复优化从今天开始,选择一个小项目,应用所学知识,验证改善效果持续改善永无止境改善不是一次性项目,而是永恒的追求今天的最优方案,明天可能就有更好的替代建立持续改善的机制和文化,让改善成为组织的DNA记住丰田的PDCA循环:计划-执行-检查-改进,周而复始,螺旋上升人是改善成功的关键再好的技术方案,没有人的支持也无法落地重视人际关系,善于沟通协调,赢得团队支持培养员工的改善意识和能力,让每个人都成为改善的推动者记住:改善是团队的事业,不是个人的独角戏推动企业迈向卓越各位学员,工业工程之路是一条充满挑战但也充满成就感的道路当你看到通过自己的努力,生产线变得更顺畅,员工工作更轻松,企业效益更好,那种成就感是无可比拟的现在,请带着所学的知识回到工作岗位,找出一个改善机会,制定一个行动计划,开启你的IE改善之旅记住:行动才是最好的学习质量始于教育,终于教育——戴明博士期待在未来的某一天,听到你的改善成功故事让我们一起,用工业工程的力量,推动中国制造向中国智造转型,推动企业从优秀走向卓越!。