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达宝易软件在生产线平衡中的应用摘要：从生产线平衡和动作研究的基本概念出发，引入了利用动作研究提高生产线平衡性的方法，并给出了生产线平衡率的通用公式。提出了将达宝易软件应用于动作研究，使用计算机对生产线中的瓶颈工序进行动素分析和优化，从而降低了瓶颈工序的作业时间，提高生产线的平衡性。最后，给出某企业应用达宝易改善生产线的例子，通过动作研究生产线平衡率提高了17 ，日产能从100件提高到127件，验证了达宝易软件的效益。关键词：生产线平衡；达宝易；动作研究；瓶颈工序中图分类号：TH18 文献标识码：AThe Application to Production Line Balancing with M otion StudyM ethod Based on Software Double-EGAO Guang-zhang(Zhengzhou Institute of Aeronautical Industrial Management，Zhengzhou 450015，China)Abstract：Based on the basic concept of production line balancing and motion study．a methodusing motion analysis to improve production Iine balancing was proposed。and the formula for Iinebalancing ratio was presented．This paper pointed out that software Double-E could be used formotion study and with the computer to analyze and optimize the motion of bottleneck operations，SO it could reduce their operating time and improve the 1ine balancing greatly．Finally，an exampleof improving production line by Double-E in an enterprise was presented，the line balance ratio isimproved by 17 0，4，the output per day is raised to 127 from 100，and it also proves the beneficialresult of Double-E．Key words：production line balancing；Double-E；motion study；bottleneck operation企业追求的主要目标是生产系统投入的要素得到有效利用，降低成本，保证质量和安全，提高生产率，获得最佳效益。生产线平衡是解决生产线效率最重要的方法体系。而结合计算机技术对瓶颈工序进行动作分析，减少瓶颈工序时间，从而提高了生产线的平衡性，为优化生产线提供了一个重要思路[1]。1 生产线平衡的基本概念生产线平衡就是对生产的全部工序进行平均，并调整作业负荷，以使作业时间尽可能接近的技术手段与方法。衡量生产线平衡状态的效果，可采用生产线平衡率这一定量指标表示。公式如下。生产线平衡率一 妻 器 × 。。∑t一 诱i =1 (1其中C T(Cyele Time)为生产线中作业时间最长工序的作业时间，即周程时间 引。由公式(1)可见生产线平衡率是由最长工序(瓶达宝易软件在生产线平衡中的应用颈工序)时间决定的，因此，降低瓶颈工序的作业时间是提高生产线平衡率的关键。生产线平衡率越高，生产线的工时损失就越小，生产线整体效率就越高。平衡生产线可以综合运用动作分析、操作分析、程序分析等基础工业工程的方法来实现。2 基于达宝易的动作研究2．1 动作研究动作研究也叫做动作分析法，就是对作业动作进行细致的分解研究，消除累赘、无效动作等不合理现象，使动作更为简化，更为合理，从而提升生产效率的方法。其实质是研究分析人在进行各种工作操作时的细微动作，即动素，删除无效动素，使操作简便有效，以提高工作效率。动作分析能在其它方法无效时，给IE人员提供的一件特有的秘密武器，它从最基本的“动素”人手，寻求改进空间，以提升生产线的平衡能力l3]。2．2 达宝易软件的功能达宝易软件是将现场录像转换成计算机可识别的MPEG4格式后，利用计算机进行动作分析研究的工具。IE人员只需付出少许时间和精力，在办公室操作鼠标和键盘就可完成动作分析、标准工时制定、作业改善、产能分析，人员配置及新员工培训教程等一系列工作，大大节省时间和人力。达宝易软件有以下主要功能。(1)将录像进行细微播放，只需使用鼠标点击即可进行非常精确的动作分析。(2)图像和分析表一体化，你想要看到的任何动作图像都有分析数据。(3)动作研究记录的作业时间可按动素种类进行统计计算。(4)可删除多余动素、对每个标记动作可以以不同的速度反复进行编辑播放，动作研究非常方便，方便制定标准作业时间。(5)以文本和Excel形式输出分析结果，以HTML形式输出带图像的作业指导书。(6)利用双屏比较播放功能，既可进行改善前后的比较，也可进行不同作业者之间的比较。利用达宝易进行动作研究的主要流程如图1所示。达宝易软件可以把一个动作过程分解为多个基本动作，从而找出其中的不合理动作，针对不合理动作改善优化，从而提高生产线的平衡性。一】24 一图1 动作时间分析流程3 动作研究的改善实施3．1 生产线的现状分析某公司电脑主机装配的插固工段每天有效工作时间为7．5h，由七道工序组成，如图2所示各工序实际作业时间(s)和以此绘制的直方图。可以看出D工序时间为268．94s，是该装配线的瓶颈工序，即装配线的C．T值为268．94s。这个瓶颈不仅限制了一整条生产线的产出速度，而且影响了其它工序生产能力的发挥。代人公式(1)可以计算出该工段的生产线平衡率，并顺便得出工段的平均日产能。A B C D E F G图2 作业时间图生产线平衡率 百 西磊 ×1o0 =19 8_21+203．75+2O7．18+268．94+2O9．58+195．12+213．O67×268．94工业工程与管理 第3期× 1OO ×79．46日产能= =lO0件在平衡率只有79．46 的情况下，该装配线是不能组织成为连续流水线的，企业的目标是通过优化将平衡率提高到9O 以上，平均日产能也能大幅度提高。3．2 实施达宝易软件进行动作研究动作研究是IE人员特有的秘密武器，达宝易软件的应用为动作研究增添了更大的方便和可操作性。下面就用达宝易软件对工序D进行动作分析，其流程的操作界面如图3所示。整个工序细分为44个基本动作，经研究发现8个动作有明显延误，我们逐一进行改善。1 名称 周 TII匹 S．T ST手 类 大，J 起始时阍0 开始标记 0 1T．3与 lT．36 1T．36 1 × O0：O0：O0l 转身取板 l 6．4T 6．4T 6．4T o O0：O0：1T2 检查 1 3．T4 3．T4 3．了4 l1 o O0：O0：233 取配件到另一个地方 1 9．64 0 0 1 × O0：O0：274 组装一根配线 1 8．16 8．16 8．16 5 0 O0：O0：375 贴标签 1 8．24 8．2d 8．24 5 0 O0：O0：456 准备好配件 1 4．4 4．4 4．4 13 △ O0：O0：53T 插配件千主板上 1 16．23 16．23 16．23 5 0 O0：O0：588 抓取螺母 1 3．36 3．36 3．36 3 0 O0：01：149 捡起掉了的螺母 1 3．87 0 0 15 × 00：01：1T10 装第一颗螺母 1 3．7 3．T 3．T 5 0 O0：0l：2l11 装第二颗螺母 1 5．89 5．89 5．89 5 0 O0：0i：2512 装第三颗螺母 1 3．T7 3．TT 3．TT 5 0 O0：0 3l13 装第螺母 1 9．84 9．84 9．84 5 × O0：0i：3414 装第四颗螺母 1 4．89 4．89 4．89 5 0 O0：0i：44l5 装第五颗螺母 1 4．16 4．16 4．16 5 0 O0：0 ：4916 右手取副板蛤左手 1 4．12 4．12 4．12 1 0 O0：0l：5317 右手职笔并在副板上做 1 3．1T 3．1T 3．1T T 0 O0：0l：57l8 将暮4板固定千主板上 1 11．d3 11．43 11．43 5 0 O0：02：0l19 抓取螺钉 1 2．59 2．59 2．59 3 0 00：02：1220 抓错工具 1 i．35 0 0 3 × 00：02：152】 打第一颗螺钉 l 4．89 4．89 4．89 5 0 00：02：】622 打第二颗螺钉 1 4．I 4．1 4．1 5 0 O0：02：21‘23 打第三颗螺钉 l 3．08 3．08 3．08 5 o O0：02：25‘24 打第四颗螺钉 1 3．32 3．32 3．32 5 o O0：02：2825 打第五颗螺钉 1 4．35 4．35 4．35 5 0 O0：02：3l26 检查 1 5．64 5．64 5．64 11 0 O0：02：3627 调整工件 1 2．47 2．47 2．47 13 △ O0：02：4l28 取配板到装配位 1 4．0T 4．07 4．0T 4 o O0：02：44I29 装配板 1 13．T2 13．丁2 13．T2 5 o O0：02：48I30 将工件插入底座 1 6．39 6．39 6．39 5 0 O0：03：123l 抓取螺钉 1 4．16 4．16 4．16 3 0 O0：03：08I32 打第一颗螺钉 1 6．13 6．13 6．13 5 0 O0：03：12 033 打第=颗螺钉 】 4．54 4．54 4．54 5 0 O0：03：1834 打第三颗螺钉 1 3．6 3．6 3．8 5 0 O0：03：23I35 打第四颗螺钉 1 5．16 5．16 5．16 5 0 O0：03：27I36 再次抓取螺钉 1 4．44 4．44 4．44 3 △ 00：03：3237 打第五颗螺钉 1 4．6l 4．61 4．61 5 0 00：03：36I38 将工件横放下 1 3．1 3．1 3．1 1 0 00：03：41 I39 解开缠绕的线 1 5．6g 5．69 5．69 l3 △ 00：03：4440 插线 1 32．05 32．05 32．05 5 0 O0：03：50’41 装零件 1 8．22 8．22 8．22 5 0 O0：04：22l42 检查 1 4．06 4．06 4．06 11 0 O0：04：30l43 将工件移交下一道工序 1 2．34 2．34 2．34 2 0 O0：04：34《44 工作外活动 1 9．69 0 0 1 × O0：04：36I45 1 1 0 O0：04：46《图3 分析结果图(1)动作l需要转身，我们改进措施是将面板放置在操作台，变转身的过大动作为伸小臂动作；(2)由于企业加大了入厂零部件的检验力度，动作2安装检验可以直接删除；(3)动作9捡起掉了的螺母纯粹是工人操作失误，可删除；(4)动作13装螺母是由于第一次没装到位的补救操作，是由工人迟疑造成的直接取消；(5)动作20产生的原因有工人的原因，也有工具位置不好的原因，将电动螺丝刀用“伸缩绳”悬挂于操作台的正上方，方便工具使用；(6)动作36是在一次操作中两次取螺钉，我们规范工人一次要取5个螺钉，减少了重复动作；(7)动作39是由于生产现场布置不合理造成的，将先线缠绕在滑轮上直接插线就可以了；(8)动作44是工作外活动删除即可。除了以上8条还可以对其余一些细节进行进一步改善后，计算机输出几个改善前后的比较统计图供我们比较。首先让我们看看统计的结果，如图4、图5所示。比较改善前后的动素分布情况发生了变化。圈伸手(Reach)■ 检验(Inspect)图装配(Assemble)囹预对(PrePosition)■握取(Grasp)口迟延(Unavoidable Delay)■ 使用(Use)囹对准(Position)一移动(Move)图4 改善前动素分布饼图■ 伸手(Reach)■ 检验(Inspect)囝装配(Assemble)囹预对(PrePosition)■ 握取(Grasp)圃迟延(Unavoidable Delay)● 使用(Use)囹对准(Position)■ 移动(Move)图5 改善后动素分布饼图改善前比改善后的动素有明显的减少，其中延迟的动素完全取消。下面我们再看看有效动素，无效动素和辅助动素这三类动素的饼图分布情况，从而更直观地了解改善前后的统计结果，如图6、图7wang@csn- 010-51288549-15
IE+IT：工业工程与信息化集成的企业增效管理创新模式齐二石，陈君彦 工程机械 2009年11月摘 要：工业工程和企业信息化是我国制造企业和整个产业经济迈向“中国创造”、赢得竞争优势的两种最有效的手段。实现工业工程与信息化（IE+IT）的集成创新，对实现我国制造业发展具有重大意义。分析我国工业工程应用现状及需求，从信息化建设的数据电子化、流程电子化、决策支持等层面，阐述工业工程在信息化中的微观基础作用，提出工业工程与信息化集成提升企业竞争力的增效管理创新模式，造企业面向全生命周期的精益设计就是其典型应用之一 我国制造业在较低的劳动成本、较强的柔性生产能力和广阔的消费市场等几大因素的推动下，已成为全球同行业增长最快的区域，国际竞争力不断提高，正在朝“中国创造”迈进。然而，我国的制造业管理水平与西方发达国家还存在较大差距，体现在资源利用率低、质量效益不高、信息化水平低等多方面。因此，全面提高管理水平，加快现有企业以信息化为主的技术改造，是我国产业界的紧迫任务，同时也是落实“信息化带动工业化，工业化促进信息化”战略，走新型工业化道路的关键所在。工业工程（Industrial Engineering，IE）作为一门具有较好适应性、系统性、综合性的管理方法论和工程技术的综合体，对提高企业整体的系统素质、综合创新能力乃至国际竞争力具有不可替代的重要作用。事实上，西方工业发达国家在工业化初期就开展了IE活动，为后来的信息化奠定了良好基础，其实质就是“IE+IT”。可见，工业工程和企业信息化是制造业企业和整个产业经济迈向“中国创造”，赢得竞争优势的两种最有效的手段。我国企业在信息化项目中如何运用工业工程技术，形成工业工程与信息化的集成创新，对我国制造业发展具有重大意义。1 我国现阶段工业工程应用现状及需求分析事实上，工业工程在发达国家的应用已有近百年的历史，是实现工业化目标的基本技术支持体系。目前较为权威的定义是美国工业工程学会于 1995年制定的：“工业工程是对有关人员、物料、设备、能源和信息所组成的集成系统进行设计、改善和实施的一门学科。它综合运用数学、物理学和社会科学的专门知识和技能，并且运用工程分析和设计的原理和方法，对上述系统可能获得的效果给与分析、预测和评价。”同时，工业工程被美国国家自然科学基金会列为八大类工程学科之一，涉及整个工业生产过程的资源、成本、计划、质量及库存等。结合中国国情，近年来工业工程在不断实践及发展中，逐渐形成具有中国特色的工业工程理念(Chinese Industrial Engineering，CIE)，中国工业工程（CIE）是应用分析、设计、控制和评价等工程技术手段来解决多种产业部门的效率、质量及成本等管理问题的理论和技术体系，即CIE是用工程方法解决管理竞争力问题。中国工业工程基本功能与内容包括6个方面，如图1所示。目前，我国工业化和企业管理水平与发达国家相比，仍存在巨大的差距。如近期我们对天津市136家实施信息化的企业调查显示（如图 2），工业工程应用实施的比例还较低，仍有33%的企业不了解工业工程，初步实施的企业占 46%，全面实施的只有11%。企业全面实施了标准作业的只有1%，而企业在生产效率、成本、质量方面有改善需求但无从下手的占到了6%，可见工业工程在我国企业中亟需进一步加大推广力度。其中，如图3所示，企业最需要工业工程解决的问题前几位依次是：生产计划调度方法、制造系统精益管理、生产现场改善和物流系统优化。2 工业工程在企业信息化中的微观基础作用分析企业信息化就是以信息技术为基础，对企业生产管理各环节资源进行开发，是实现提高企业竞争力和经济效益的一个过程。企业信息化主要包括3个层面的内容：（1）数据的电子化。即把库存信息、销售凭证、费用凭证、采购凭证等，都以一定的数据库格式录入到计算机中，以数字的形式保存，可以随时查阅。（2）流程的电子化。把企业已经规范的流程用软件固化下来，使得流程所涉及岗位员工的工作更加规范高效，减少人为控制和“拍脑袋”的行为，提升客户满意度。（3）决策支持。通过对电子化的原始数据进行科学加工处理，数据挖掘，得出有效信息，为管理和决策提供支持。信息化的实施使得企业对信息在采集、处理、存储及应用等方面的效率大幅提高，同时可改变企业管理的方式及效率。对天津市136家实施信息化的企业调查显示（见图 4），有 9%的企业认为信息化提高了生产效率，其他超过 60%的企业认为信息化的积极影响方面依次为：能够灵活应对市场变化、改善财务管理水平、降低成本、提升企业竞争力、改善客户关系管理水平、改善进销存管理，以及支持管理服务与创新。但同时，有超过20%的企业认为过去的信息化建设项目效果不明显，进一步实施的信心不足。另有16%的企业认为信息化服务商针对本企业专门需求提供的产品及解决方案不足。通过以上调研分析，我们认为我国企业实施信息化不力关键在于企业管理基础累积水平不能适应实施信息化的要求，主要表现为工业化所必需的基础管理工作不到位，如对基础工业工程研究应用的忽视，企业组织机构设置和工作程序的不规范，基础数据的准确性和及时性不够，这样的运行环境难以给信息化实施提供适合和有效的支持。并且中国企业实施的信息系统更多是根据西方发达国家的制造系统水平开发的，而我国现阶段还没有完成工业化进程即进入了几乎与发达国家同步的信息化阶段，所以工业工程在信息化建设中的应用不容忽视。我们可以从信息化三个层面角度分析工业工程技术对信息化的支撑作用。数据电子化是信息化实施准备的关键阶段，其中重要工作就是对基础数据的采集、录入。这些基础数据将为 CAD、CAE、CAPP、CAM、PDM、ERP 等信息系统提供运行支持。任何不准确的基础数据，对系统来说都将产生深刻的，甚至是致命的影响。而工业工程技术则为这些数据的及时、准确获取提供了保障。流程的电子化是信息化过程中最为复杂的阶段，涉及到整个企业的人员、岗位和组织。因为信息化过程中必然要改变原有的业务流程，首先是与信息流相关的岗位的职责变动，其后进一步涉及人员、技术及资源与之的匹配性变动。这些变动的大小将影响企业组织的进一步变革。因此，在信息化项目实施前中期，企业应根据自身战略，运用工业工程理念对企业业务流程进行改善（Business Pro-cess Improvement，BPI） 或 再 造 （Business ProcessReengineering，BPR），主要包括：对组织架构的改善或重新设计；对新工作岗位的工作分析；对相应的设施以及物流系统进行优化或规划设计；对相关人员的工作绩效与考核标准的重新审定，等等。如果条件允许，还应对人员在岗位及环境变化前后的状况进行人因工程方面的预测评估研究，从而达到“人—机器—环境”三者更好的匹配，使企业员工能够高效、安全、健康、舒适地工作和生活，从而提高企业的效率和安全水平。（注：人因工程学是一门新兴的正在迅速发展的交叉学科，涉及多种学科，如：生理学、心理学、解剖学、管理学、工程学、系统科学、劳动科学、安全科学、环境科学等，研究人和机器及环境的相互作用，着眼于提高人的工作绩效，防止人的失误，以实现统一考虑人—机器—环境系统总体性能的优化，使处于不同条件下的人能有效地、安全地、健康和舒适地进行工作与生活的科学，应用领域十分广阔。）决策分析是信息化项目通过决策支持信息系统提供的重要功能之一，而决策支持信息系统所蕴含的决策分析和控制管理原理及原则同样是工业工程技术体系的核心内容。例如：① 在人力资源管理系统中，需依照绩效考核规则对人员工时工效进行统计考评；② 企业资源计划（Enterprise Resource Plan-ning，ERP）中，需要根据生产计划（Master ProductionSchedule，MPS） 确定物料需求计划（Material Re-quirements Planning，MRP），继而产生全部制造件、采购件的生产作业计划和物料采购计划；③ 客户关系管理系统（Customer Relationship Management，CRM）中，需要通过广泛的市场调研，运用数据管理与数据分析工具来进行销售过程定制、销售预测等。而对市场的预测和分析，制定合理的生产计划，进行能力平衡和优化排序，是工业工程技术的经典内容之一。同时，在信息化项目实施的全过程中，企业在前期需要对项目进行总体规划和设计，尤其要进行工程经济分析，进行投入产出分析，从而更好地对项目投资、软件选型、实施方选择进行决策；企业在实施过程中，需要对信息系统的可靠性及质量进行测评，对项目全过程的成本进行现场管理控制。而要对这一过程实现科学管理和监控，工业工程提供了最佳的管理工具和方法技术体系。3 工业工程与信息化集成的企业增效管理创新模式：IE＋IT创新性是工业工程的核心思想，是精髓和职业精神。工业工程从一诞生就强调科学化的创新与不断改进，它是解决各种复杂矛盾的创造性的方法。加里·哈默在《管理大未来》（2008）一书中提及科学管理精神的复兴就是创新，并重提“工业工程之父”泰勒的创新思想。管理的长远未来在于不断创新，只有创新才能提升企业竞争力。21 世纪广泛运用的信息技术为企业管理创新将起到更大的带动作用。通过之前的分析可知，结合工业工程技术，信息化过程必将是伴随管理累积与管理创新的过程。而创新的路径将来自于信息化与工业工程结合的过程中的信息化引导创新与工业工程技术的改善创新。管理具有不可复制性，邯钢模式、海尔模式都具有很深的企业文化烙印与企业个性化内容，其他企业只可能间接借鉴，这就决定了我国的管理创新模式不能照搬国外，必须结合中国国情以及时代发展需求，在引进国外管理模式、先进技术的同时，进行必要的本土化改造，消化、吸收和创新，建立适合中国企业发展与竞争需要的中国管理创新模式与理论技术体系。通过长期的研究并结合国情实际，我们认为应该考虑将信息化与工业工程集成，走一条适合我国企业发展的管理创新之路。这种模式将以工程技术为基础来规划设计企业的资源，以规划、设计、计划及控制为手段，通过具有工业工程技能的员工的主观能动性，采用以工业工程为技术支持的持续改善的管理思想，借助信息化与信息系统的辅助引导，实现创新管理，使得企业进入高效率、低成本的经营运作状态，最终实现企业目标。这种模式，在初期建设中，强调企业面向全生命周期整体规划的重要性；在运行时，注重具有工业工程技能的人员从企业改善入手，不断提升管理基础累积，从而最终顺利实施信息化，并借助信息系统实现引导创新；而在整个管理过程中，工业工程技术的运用将体现改善创新。4 “IE＋IT”管理创新模式在现阶段我国制造企业的应用中国企业应在企业管理中全面推行工业工程与信息化集成的管理创新模式，必须遵循“总体规划、分步实施、有限目标和效益驱动”等四方面的实施策略，才能达到管理创新，实现整体竞争力提升的效果。据此模式，我们提出了面向制造企业的全生命周期精益设计方法这种设计方法突破以往工业工程管理改善应用大多只是局部应用单项技术的局限，从企业产品开发设计初期，即引入工业工程中的精益思想，把企业作为整体系统来进行管理规划，前端考虑顾客及市场需求，结合时代科技发展，涉及产品创意、概念设计、产品原型设定、投资决策、产品设计、工厂设计、设施设计、组织流程设计、信息系统设计等流程，后端一直到产品销售给顾客，贯穿从开发、制造到销售的全过程，实现企业的整体化设计及改造的管理模式。这种设计方法按照信息化与工业工程集成的理念，给出“系统分析—应用规划—系统设计—企业实施与改造”的全过程技术，为我国制造企业运用“IE+IT”增效管理模式提供了参考。
