industrial engineering ideas，（chinese）

definition: multiple workstations linked by work handling system transferring parts between stations (in cycles-same to manual),
conditions for automated line,

high product demand–quantities

stable product design–frequent design changes

long product life >1 year

multiple operations on product

benefits,

low: direct labor content

product cost because cost of fixed equipment (spreaded over units)

Minimize: production lead times, WIP, factory floor space

high: production rates

Palletized vs. Free transfer line- avoid cost Pallet Fixtures

->accurate workholding device

->fixtures part in a location to be moved

->clamped in position at successive workstations by transfer system

Work Flow system configurations

1. in-line: a sequence of stations in a straight line machining big work pieces

2.segmented in-line: >1 straight line transfer sections, segments perpendicular to each other , allows reorientation of work piece for different machining

3.rotary: smaller workparts are attached around circular indexing worktable (in fixed angular amounts-cheaper) 

Geneva mechanism

Reasons to Using Storage buffers

(mostly in in-line than rotary index machine)

-reduce effect of station breakdowns

-provide :bank of parts to supply the line

place to put the output of the line

-allow curing time/other required delay

-smoothen cycle time variations

2 Controls of production line when encountering defects in quality control

->memory: to keep the line running, locking out affected work

->instantaneous: stops the line

Analysis of automated production lines[transfer lines] in process&system technology

do you like chocolate and coffee？

Since coffee has caffeine in it and chocolate has a somewhat sweet “caffeine-like” substance in it, they fuse together to an adenosine receptor which is what signals that you’re tired. The caffeine makes it harder for the adenosine to send out the signal to trigger your brain which causes you to be restless

 

The point in the value chain indicating how far (upstream in a supply chain) a customer order penetrates the production/distribution process of a supplier of a product or service.

customer order &stock driven systems

MTS make to stock有货生产划

predictable demand for clearly defined product

ATOassemble to order订单装配

MTOmake to order

ETOengineer to order接订单设计

manufacturing：

conversion of naturally occuring raw materials into desired end products

――――――――――――――――――

types of productions of process organizations：

~零工（单件小批）jobbing shop

low volume, runs of

many different products,operating MTO /ETO Inventory

~批分batch

medium volume,runs of

medium range of products

~大规模mass

large volume, runs of

relatively few products

(hard _dedicated/detroit style automation)

――――――――――――――――――

引进松弛变量x3,x4 ,x5 ≥ 0，数学模型标准形式：

max S = 2×1 +3×2

s.t. x1+2×2 +x3 = 8

4×1 +x4 = 16

4×2 +x5 = 12

x1 , x2 , x3 , x4 ,x5 ≥ 0

 

约束条件的增广矩阵为：

（A|b)=1 2 1 0 0 8

4 0 0 1 0 16

0 4 0 0 1 12

显然 r(A) = r(A|b) = 3 < 5,该问题有无穷多组解。

A=（P1，P2，P3，P4 ，P5 ）

=1 2 1 0 0

4 0 0 1 0

0 4 0 0 1

X=（x1, x2, x3, x4 , x5)^T

B=(P3，P4 ，P5 ）=1 0 0

0 1 0

0 0 1

x3, x4 , x5是基变量，x1, x2是非基变量。

(1）基变量：松弛变量x3,x4,x5，对应的单位矩阵为基，初始 基可行解X(0）=(0,0,8,16,12)^T，建立初始单纯形表2-3，计算非基变量，

(3) 在σj＞0（σk 是它的Max）,j=m+1,…,n中，若有某个σk对应xk（为换入变量）的系数列向量 Pk≤0，则此问题无界，停止计算。否则，转入下一步；

(4) 以alk为主元素进行迭代(高斯消去法或旋转运算)，把xk所 对应的列向量

将XB列中的xl换为xk，得到新表。重复

找非基变量，换出（换人）变量：

用非基变量表示的方程： x3 = 8- x1 – 2×2

x4 = 16- 4×1 (I)

x5 = 12 – 4×2

S = 0+ 2×1 +3×2

称(I) 为消去系统。

增加单位产品乙（x2）比甲对目标函数的贡献大（检验数最大），

把非基变量x2换成基变量，称x2为换入基变量                  把基变量x5换成非基变量，称x5为换出基变量。

（在选择出基变量时，一定保证消去系统为正消去系统）（最小比值原则）

事实上，当x1 =0

有 x3 = 8- 2×2 ≥0

x4 = 16 ≥0 （Ⅱ）

x5 = 12 – 4 x2 ≥0

min(8/2,-,12/4)=3,

当x2=3时，x5=0。x5换出基变量。

 

工业工程在制造业的应用研究
摘要：工业工程的正确运用，能够改善工序，提高人员的利用率，解决生产效率差的问题，对物料、设备和能源等进行系统的改善。本文通过对激光笔和发动机的生产线改善来证明工业工程的作用，同时对工业工程的更好运用提出意见和建议。
关键词：工业工程；制造业；应用；研究
前言
美国工业工程协会认为工业工程是对人员、物料、设备、能源和信息组成的集成系统进行设计、改善和实施的工程技术，它综合运用数字、物理学、社会科学的专门知识和技术，结合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。[1]在制造业中应用工业工程已经有百余年的历史，那么在应用过程中，工业工程究竟起到什么样的作用，就引起研究者的好奇心。
1 工业工程对制造业的作用
1.1 提高生产线产量
以公司生产线为例，是著名的激光笔生产公司，他们的产品既便捷快速又能即插即用，使得消费者对其好感倍增，不断增加购买订单。在市场量不断增加的过程中，生产过程的改善成为公司的主要困扰问题。
此时公司开始运用工业工程的方法，分析生产流程是否合理，希望在减少繁琐流程的情况下提高工作人员的工作效率和人员利用率，从而提高生产量。工业工程分析人员从激光笔现状的标准时间和安排人员算起，根据每个工序单位人数的时间，计算出节拍，最终结果发现平衡率低于公司要求的11.7%，不仅节拍不到位，工作流程设计也不合理，导致生产线的工作人员利用率低，需要进行跟踪改善。
工业工程分析人员运用ECRS原则，开始分析现有的工序是否能够进行取消、合并、重排或者简化。经过与生产线主管的沟通，取消打开电池盖的动作，将部分工序中左右手的动作合并起来，例如在左手拿标签的时候可以用右手拿镊子，左手确认标签的时候，右手可以他同时死掉标签离型纸等。在采用这种方法后，流水线的工作人员再次进行安装培训，产量取得大幅的上升，流水线也更平衡。
1.2 缩短生产周期
以W公司发动机的装配流程改善为例，W公司发动机的生产是为三轮车提供动力装置，在发动机的装配和零件组装的过程中，公司认为还有改善的空间，希望减少现有工序的不合理现状。研究者在现场观察及后续的装配过程录像研究后，发现整个流水线的工序为23道，在装配过程中有等待过多的问题。[3]
于是研究者绘制出发动机装配的流程程序图，按照ECRS原则进行分析后，发现加工固定螺丝的步骤多余，予以简化，并且合并气管和进油管的安装工序，取消第九和第十九的步骤，如表1所示，最终节省22s加工时间，减少23s搬运时间，整个生产周期从314.44s减少至177.03s，大幅度的缩短生产周期，为发动机的生产效率提高奠定基础。

表1 生产流程程序改进统计表

项别
现行次数
改进次数
节省
现行时间/s
改进时间/s
节省/s

加工
9
7
2
77.79
50.04
18.75

搬运
7
5
2
140.55
116.34
24.21

检查
3
3
0
11.07
10.65
85.03

等待
4
0
4
85.03
0
85.03

储存
0
0
0
——
——
——

合计
23
16
7
314.44
177.03
137.41

 

2 工业工程在制造业中运用的建议
在寻找工业工程在制造业中的运用实例时，发现部分中小企业不能讲工业工程的理论运用到生产中去。[4]查阅大量参考文献后，我认为他们的主要原因是中小制造业企业管理者对于经营只要求产量，不追求质量，并且缺乏自身的创新能力，技术主要来自于国外的制造业，导致产业结构不合理，生产工序浪费严重，行业竞争能力差，生产效率低下，员工的素质也存在问题。很多中小企业因此在创业期的前五年，就已经倒闭。[5]
针对这样的问题，我从四点提出解决建议。
第一，中小制造企业应该转变生产观念，树立科学的管理理念，运用大数据来分析客户需求，定制客户需要的产品，走差异化的竞争道路，才能赢得一部分市场。[6]
第二，没有工业工程管理部门的制造企业，还需要在企业中设立专门的工业工程部门，用来研究企业的生产线。并且不断增加先进的计算机设施，加大智能设备的引用量，用软件来检测生产线的运行方式，以及时发现问题。
第三，运用工业工程方法持续改进生产工序，在设立最新的生产工序后，必须强化员工培训，才能在不断的改革中提高员工的生产素质，减少浪费现象，从根本上提高生产效率。
第四，资金比较充足的中小企业，还可以邀请科研部门或者高校研究团队来企业做调查，运用他们最新的理论知识和实践经验来帮助企业查找生产流程中的不合理部分，重新排列生产流程，以达到缩减生产周期，以提高企业生产力的目的
总之，虽然每间制造企业都希望提高生产量，设立更系统的工作流程。但是简化生产线工序需要系统的研究和生产线员工的配合，在磨合中查找不合理工序，在逐步的培训中掌握更合理的装配方式，才能有效的提高生产线的产量，达到质量和产量并行的目的。

 

参考文献：
易树平,郭伏.基础工业工程[M].北京:机械工业出版社,2010: 20－21．
江帆.工业工程对制造业工作效率的影响分析[J].价值工程, 2017 , 36 (29) :225-228.
黄浩.工业工程在制造业的应用[J].现代商贸工业, 2017(19) :186.
[4] 相政杰.试论工业工程在中国制造业的现状与趋势[J].内蒙古煤炭经济, 2017 (12) :28-29.
[5] 马鑫.工业工程在我国制造企业中的应用研究[J].科技创新导报, 2017(29) :179-180.
[6] 王红.工业工程（IE）在中小型制造业中应用研究[J].科技、经济、市场, 2016 (11) :33-35.