工业工程IE作为一门学科诞生于美国，却首先在日本得到了最大程度的践行与推广，成为了丰田生产方式TPS及精益制造LP的核心
原初IE中的4大核心（工程分析、动作分析、时间分析、布局分析）仍是所有IE的入门工具，被笔者称为“基础IE”，在人类的制造活动中至今仍然能够得到广泛的运用，成为提升工程效率、消除流程浪费的利器。被大野耐一先生称为“干毛巾中挤出水来”！
IE本身也在自我发展，衍生了众多的分支，在当今工业4.0、智能制造的浪潮中更是与高科技及其他的管理理论相辅相成，产生了更大、更深远的影响，被笔者称为“三度修炼”（高度、广度、深度）。仅从IE在企业中的实践程度上看，可以将IE区分为为三段境界而不断提升与深入
初级IE：基础IE改善
中级IE：制造方式变革
高级IE：全流程精益革新
IE简史一般认为泰勒（Frederick W.Taylor 1856~1915）和吉尔布雷斯（Frank B.Gilbreth 1868~1924）是IE的开山鼻祖。泰勒和吉尔布雷斯都是通过研究劳动者的作业方式，以扎实的资料为依据进行分析，而不是依赖直觉，进而提高生产效率。不过，两人的侧重点有所不同，泰勒偏重于“作业测定”（Work Measurement简称WM），吉尔布雷斯则以“方法改善”（Method Engineering简称ME）的始祖自居
IE就是工业工程 ，即 INDUSTRIAL ENGINEERING。工业工程是对人员,物料,设备,能源和信息所组成的集体系统进行设计,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,以及工程分析和设计的原理与方法把技术和管理有机的结合起来,研究如何使生产要素组成更高效运行的系统,从而实现提高生产率的目标。IE的核心就是消除浪费、降低成本，提高生产质量和生产效率
何为浪费？何为高效率？众多企业的管理者往往存在着片面、甚至错误的认知，将高效率定义为：动作飞快、争分夺秒、永不休息等。其实这是一种肤浅的形式主义，而忽略了对于作业方法合理性、流程整体的优化性、流程性浪费与无用功的深入研究，因此将导致“瞎干、白干、盲干”的低效作业
IE源于美国 为何甚于日本小案例 大哲理
（定置管理便于快速取放与清点数量、避免错用）
（物流器具改善提高品质保障、方便清点数量、提升安全保障）
（短缩动作幅度、减轻作业强度）
（简易工装夹具减轻作业强度、提升作业效率）
（丰田自働化--设备赋能替代人工）
（日本LCIA--简便自动化）
结论与感悟
提升效率不能简单地理解为：速度快、手脚快、埋头苦干、争分夺秒等形式主义
高效率的正确意义在于：投入更少的资源！
提升效率需要运用“科学方法”，而工业工程IE正是提升效率的科学方法论
PE与IE的差异
PE是Production Engineering，它侧重于研究产品实现流程的工艺路径与品质保障手段
IE则完全不同，它侧重于研究任务完成中的“资源投入”而不是“工艺路径”，比如：标准工时、工作浪费、WIP、LT与时间利用率、生产单元平衡、单件流等等。一切过多的资源消耗都被认为是“浪费”特别是“隐形浪费“。按照大野耐一的说法：干毛巾中挤出水来！
IE意识与思维
成本和效率意识（浪费意识）
问题和改革意识（3M Loss）
工作简化和标准化意识
全流程和整体化意识
以人为本的意识
现场意识（现场中心主义）
日本是自然资源极度匮乏的国度，因此天生具有“节约资源”的国家意识与危机感。工业工程IE正是专门研究节约资源、高效作业的科学方法论，因此在日本得到了极大的重视与实践也就顺理成章了。IE的意识与思维是“精益制造”的核心，“精益制造”也正是IE的最佳实践！
中国众多企业的“落后现状
非常遗憾的是，IE在中国的运用较晚、也尚未达到普及的程度。甚至一些企业至今没有IE的职位与功能
有些企业虽然引入了IE职能，但专业的IE工程师人数极少、而且权威性十分不足，难以开展系统性的IE活动与改善活动
特别令我感到震惊与困惑的是，众多企业的管理人员（特别是中高层管理者）居然认为IE活动就是IE工程师们的专职，与己毫无关系。因此他们还停留在PE式的思维，毫无IE意识。这样的企业真的难成大器
IE不仅是一套改善工具，更是符合经济学原理的思维方式。所以IE思维不仅需要IE工程师牢牢掌握，更需要企业的各级人员、特别是中高层管理人员深刻理解并在实践活动中率先示范
识别浪费浪费的定性描述
不产生附加价值的活动或消耗过多资源产生附加价值的活动都是浪费。它既包含了“显性浪费”、更涵盖了“隐形浪费”
大野耐一著名的7大浪费是人类第一次明确的论述
日本的3M Loss更是对于7大浪费的提升，精炼地表述了显性、隐形浪费
浪费的准定量描述
浪费的定量描述
制造全流程使用价值流图VSM识别与描述浪费
现场IE4大基础工具
工程分析
针对单个制造工程（单个单元或单个产线）加以分析、调查，找出其中浪费、不均匀、不合理的地方，进而进行改善的方法，称之为工程分析
工程分析基本步骤
展开预备调查
使用标准符号制作工程流程图
测定各工序的必需项目，并把相应的数值记录在制品工程分析表中
对测定结果进行整理，绘制出各工序价值流图或山积图（YAMAZUMI）
定量评估单个工程的价值利用率（效率）
在大多数的IE教材中，都使用“工程平衡度”作为指标，这是十分科学但又十分不完整的指标。“平衡度”只能用于评价工程内各个工序所需作业时间之间的差异程度，但它并不涉及工程中的搬运时间（工序间传递）、工序内的等待时间。换言之、平衡度不能用于评价整个工程的时间利用率！所以必须使用3个指标而全面评估
工序平衡度
单个工序饱和度（单个工序作业时间/节拍）
工程整体饱和度（所有工序作业时间之和/工程LT）
改善方案制订、实施与评估
改善4大基本手法ECRS
时间分析与标准工时
时间一去就不会回来，必须进行定量的分析，消除不必要的损耗，提高时间的利用效率
许多企业都知道要提高效率，却总是以定性的方法来进行，结果许多时间在不知不觉中浪费掉了却不感到可惜。须知，效率是以时间为基准来衡量的。对时间和产出进行定量的分析才是提高效率的堂堂正正之道。所谓时间分析，就是针对时间及产出做定量的分析，找出时间利用不合理的地方，从而进行改善的方法，是IE方法的一种基本方法
时间分析的意义
生产效率改善的重要手段
标准工时设定的重要依据
制造系统规划与改善的重要依据
作业者技能与管理水平评估的重要依据
成本分析的重要依据
时间分析的方法
成熟的企业一般运用间接法，特别是PTS法设计标准工时
标准工时ST
所谓的标准时间，就是指在正常条件下，一位受过训练的熟练工作者，以规定的作业方法和用具，完成一定的质和量的工作所需的时间
在规定的环境条件下
按照规定的作业方法
使用规定的设备、治工具
由受过训练的作业人员
在不受外在不良影响的条件下
达成一定的品质要求
一般而言是指完成1件
标准工时的构成
标准工时的详细计算公式
放宽量标准
标准工时的运用实战
动作分析与动作改善
世 界 上 最 大 的 浪 费，莫 过于 动 作 的 浪 费--吉尔布雷斯
“动作经济原则”又称“省工原则”，是使作业（动作的组成）能以最少的“工”的投入，产生最有效率的效果，达成作业目的的原则。“动作经济原则”是由吉尔布雷斯（Gilbreth）开始提倡的，其后经许多工业工程的专家学者研究整理而成。熟悉掌握“动作经济原则”对有效安排作业动作，提高作业效率，能起到很大的帮助
人体工程学2大基本认知
动作幅度与疲劳度
极限幅度
动作经济4项基本原则
追求动作平衡
減少动作数量
缩短动作距离
舒适的工作环境
动作改善20项原则
动作改善实战
（作业台面科学布局）
（巧用重力）
（双手协调并用）
（工装夹具）
（物流器具）
3P布局设计与优化
生产准备流程3P是英文单词 Production Preparation Process的首字母缩写，是由日本顾问Nakao（中尾千寻）创建的一种精益设计方法。它将精益设计和改善文化融入到产品设计和制程设计的过程中，形成一套模块化的布局Layout设计方法。它不仅仅关注产品和制程的设计，同时关注QDTC(The Best Quality，At The Demand Volume, Proper Timing (TAKT Time)，Proper Cost)等精益思维的注入
运用3P技术可以缩短新产品投产时间，完善作业布局和物流，降低设备投资额，降低运作成本，增加利润。
3P通过整合准时化原则（JIT）进行流程设计，避免许多事后改善的成本
通过突破性改善方法的的执行，可以促进生产的制程和设备变得尺寸合适且很有柔性
3P布局设计流程
精益布局10大基本原则
相邻原则
充分利用立体空间
统一原则
最短距离原则
物流顺畅原则
减少存货原则
便于信息的流动原则
安全满意原则
灵活机动原则
环境美观
生产方式革新传统生产模式曾经的辉煌
传统生产模式并非指遥远的“手工作坊“，其实它离我们如此之近，至今任然占据着制造业的主流，成为众多制造企业的”传家宝“。传统生产模式专指在第一次世界大战之后，由H.福特首创、并在1913年的底特律高地公园工厂完整实现，经过通用汽车总裁A.斯隆的不断改进与完善，最终形成了严格的体系并达到了人类制造方式的新境界。被称为”大批量生产Mass Production“
传统制造模式的2大致命伤
医院的体检效率十分低下，并不是因为医生的体检作业慢、专业不熟练，而是因为体检者需要长时间等待、频繁在各个科室之间走动。突显出个人高效率与整体低效率的矛盾与尴尬，所以这是一种“系统性、流程性低效率”
传统制造模式也存在着两种先天性的“流程性低效率”
模块式工艺布局（水平布局）、生产批量性流动
由于采用模块式生产方式，每个工序间必须批量（Batch）传递，而非一个工件流动，工序间存在大量的加工品、半成品，故WIP多
模块式生产方式由于形式决定了批量生产数量，故T/T(节拍时间）大于C/T(周期时间），L/T（交货周期）长
模块式生产方式由于是工序间批量传递，故可能产生批量不良影响整个工作品质
模块式生产方式根本上就是推动式生产方式，需要大批量生产，结果会产生库存以及搬运浪费
大规模流水线Line装配
如遇机种切换必须等到所有工序全部完成才能切换
生产线上所有的部品、半成品以及成品必须完全清除
生产线上所有的相关工艺资料、作业指导书、样品以及限度样品必须更换
生产线上所有的专用设备、治工具以及辅助工具必须更换
生死攸关
在当今“多品种、小批量、快交期、低库存、高品质”的市场与客户需求时代，未来不再是”大鱼吃小鱼“的规模经济、而是”快鱼吃慢鱼“的速度竞争，与时间的竞争成为企业的”第三极竞争力“。传统大批量制造模式已经成为企业竞争力的严重障碍，必须彻底革新！
吹响革新的号角
流程快速化
浪费最低化
变更对应灵敏化
抛弃“模块式批量传递“ 导入”流线式小量或单件传递“
抛弃“大规模Line“ 导入”单元式Cell“
(细胞式生产Cell)
运用SMED 导入全能混流式Hybrid
制造全流程 各个工段之间实行“拉动式”
（拉动式PULL模型）
（运用传统看板或MES系统、实现拉动的信息化管理）
单件流的崛起与设计
单件流是指产品以一个单件或一个很小的批次来流动。“单件”是指最适合的批量大小，即造就最低总成本的批量，当然最理想是一件。或者这样理解：单件流指的是通过合理的制订标准生产流程并安排好每个工序的人员量、设备量，使每个工序耗时趋于一致（高平衡度），以达到缩短生产周期、提高产品质量、减少转运消耗的一种高效制造模式
(流线式生产）
单件流的3大特征
垂直布局
单件流是以“垂直式布置”方式布局：根据产品的类别，将生产各个制程一个接一个紧密地衔接在一起，前制程做完一个产品，即刻流到下一个制程继续加工，直至完成所有工序，似流水般，连续不断
合理布局
实现单件流必须要将作业场地、人员、设备（作业台）合理布置，使产品在生产时，每个工序最多仅做一个（批次）产品、传递一个（批次）产品，生产开始到完成成品之前，没有大量在制品放置的场地。一般而言设计成为U型产线布局
孤岛工段间的链接
在机加工、五金加工、注塑成型等为代表的制造业，由于存在着诸多的工艺工段，并且各个工段间确实存在着物理空间上的隔离，因此不得已只能使用批量传递或转运的方式完成工艺流程，成为一个一个的“孤岛”在单件流的设计中，需要使用皮带、运输带、悬挂连、传动机器手等典型的手段将各个孤岛链接起来，以便大幅消除等待时间及在线库存。如果厂房布局允许的话，还应该缩短各个工段之间的物理距离
实在无法实现单件流时应当如何应对？
提倡实行“拉动式PULL”在不能建立单件流的地方，不得已建立物料超市，实现补货制度以拉动式控制上游的产出把生产计划指令下达到特定的一个工段 （ 定拍工段Pacemaker Process），实现“拉动式PULL”定拍工段对上游实行“超市补货”，对下游实行“先入先出FIFO”，所以其他工段无需排产计划
单元Cell 与混流Hybrid
上世纪80年代是日本企业的全盛期，可是进入90年代以后，随着“泡沫经济”的崩溃，一家又一家大企业犹如多米诺骨牌似地破产，整个产业界处于一种惊恐失措和信心动摇的状态。于是，一些头脑清醒的企业家开始对过去的做法进行反省。这时一位名叫山田日登志的管理咨询专家开始受到关注
山田日登志毕业于南山大学法语系，在歧阜县生产性本部工作期间，他认识了丰田公司副总经理大野耐一，被后者讲授的“丰田生产方式”所吸引，便拜大野耐一为师，从头开始学习。1978年，初具实力的山田日登志创办了PEC产业教育中心，走上了职业咨询师的道路。开始他的主要工作是推广“丰田生产方式”，也积累了一些经验。但是，当一些企业反映咨询后的效果不明显时，他也感到内疚，便琢磨起其中的原因来。日复一日，年复一年，山田日登志对流水线本身产生了疑问，发现问题越来越多。可以归纳为“4大缺陷”
第一流水线是物质匮缺时代的产物，适合单品种大量生产，不太适合多品种小批量生产的需要
第二以传送带为主的流水线生产是“标准化”的，前提是工人的熟练程度和身体情况都相同，能和传送带保持同样的节拍速度，就能达到最大的效果，也就是说不认可个人之间的差异，但事实上这是不现实的
第三过细的分工导致工人只是单面手，不具备全能技能，这样当某个岗位缺人时，员工之间的调剂就很困难
第四流水线对工作热情高，想比别人干得更出色一点的人来说是一个不可逾越的障碍，因为“木桶理论”在起作用，流水线在向木桶上的短板看齐
针对这些问题，山田日登志提出告别流水线。但是，没有流水线以后怎么生产呢？
革新步骤5步曲
长线体短缩化
生产线体由标准作业台组合而成，便于生产线工序的增加与缩减
三层标准作业台、立体空间充分利用站立作业（小距离走动作业）
面向生产线的作业
取消传输带，采用人手传递或工装器具传递工序间，在线库存0件（单件流）或少件标准作业
非标准作业完全分离（水蜘蛛角色）
员工技能多能化
培养多能工、甚至全能工。这话听起来有些悬，开始谁也不相信，但是NEC、三洋、索尼、松下、佳能等日本电器业的代表性企业的实践已经证明这些做法是完全可行的
单元生产细胞化Cell
初级Cell：完全抛弃流水线，将工作台排列成凹字形，上面按装配的次序摆满零部件、工具以及测试仪器，由一个或几个工人完成装配。由于这种方式把原来的流水线分解成了一个一个单元式细胞，所以被命名为“细胞生产方式Cell”
高级Cell：当完成了多能工甚至全能工的培养之后，细胞中所需要的作业人员数量便不再固定，而是可以根据排产计划灵活调配，从而使员工的作业效率得到极大的提高，因此被称为“高级细胞化”
（初级Cell：单能工）
（高级Cell：全能工）
混流化Hybrid
为了满足“多批中、小批量、快交付”的生产模式，人类创建了将“细胞化单元生产”与“快速换模SMED”相融合的技术与管理，从而最大程度地减少换模或切换机种带来的产能损失，创建了可以对应全机种混流生产的最新模式，被称为“全能混流式Hybrid”
在Hybrid模式中，为了保证全机种几乎无切换的顺畅生产，强大的数字化信息系统MES、MDS的支撑非常必要以保障物料、辅料、设备工装、模具等生产要素的精准配送
产线小型化
单元生产细胞化的局限在于并不是所有生产线及工序都可以被换成了单元式细胞生产。因为不少工序必须使用共同的设备、机械或传送传输装置，而非人工。以这类工序为对象所产生的就是小型产线。可以说，它的出现是在生产线领域中自单元式细胞生产以来的另一场“革命”空间缩减率飞跃性地提高以小制大能够对应突然出现的订货要求
思索与挑战
但无论是技能与管理，还是传统的心理认知都难以简捷、快速地实现精益型生产方式革新。难度之大、任务之艰巨毋庸置疑。因此没有“刮骨疗伤”的决心与勇气绝对不可能完成！
技能与管理的挑战与思索
人员能力多能化、全能化。作业人员的多能化、全能化才能适应柔性度极高的排产计划；并且由于单件流中包含了所有的工艺及设备，因此一线班组长也需要全能化
工序平衡度极大化与节拍。单件流模式需要严格设定“节拍”，而且各工位、各工序之间的产能平衡度要求极高
设备普适性与小型化。大型、共用性的设备无法设置在单件流的单元内部
快速换模（SMED）。没有SMED，机种频繁切换仍然难以实现，也就无法实现混流化生产Hybrid
计件工资制度。在计件工资制度中，作业员工只关心自己完成的产品数量，因此拉动式生产模式、尤其是定拍工序停产而导致其他工序也必须停产难以被员工理解
单工序故障，全产线停产的风险
物料的及时、准确的精准配送
Poka Yoke防错装置的设计
心理认知的挑战与思索
对精益系统“脆弱”的质疑
许多人评价精益制造系统是“脆弱”的
没有“松弛”，所以不够“安全与保险”
问题点暴露迅速，引发“失落感”
更多人认为传统的大批量制造模式是“保险”的
巨大的“缓冲区”以缓减、甚至掩盖问题
从业人员无需高度紧张，更无需多能化、全能化
VSM价值流分析VSM的起源
美国著名学者 M.罗瑟与J.舒克教授在名著《学习观察》中首次提出了价值流图VSM的概念，并发表了名言：哪里为客户提供产品与服务，哪里就有价值流，其间一定有浪费，挑战在于如何观察，找出浪费！
VSM的基础概念
价值流图是用一张纸、一支笔顺着物料和信息的流程收集关键数据，表示一件产品从订单到交付全过程（端to端），每一个工序的物料流和信息流的图表，并进行定量分析的工具
VSM的用途
定量化、浪费直观化
价值流图有助于全面、全过程观察和理解产品，通过价值流过程的物料流动和信息流动，特别是其中的增值和非增值（浪费）活动，从而发现浪费和确定需要改善的地方，更容易找出问题所在
价值流图还可以避免只应用个别的精益工具，进行局部、孤立的改善（工序IE改善、工艺PE改善）。通过绘制现状图，设计理想状态图并尽快付诸实施，通过这种方法，可以全面地改善价值流（点、面、流程全体），从而为客户、协作商和供应商带来最大的利益
（现状价值流图）
（未来价值流图）
（定量评估）
价值流分析
发现浪费、明确改善课题
价值流分析是建立在价值流图基础之上的有效分析工具，它起源于丰田公司的“材料及信息流分析”（MIFA）
任何的生产过程中均存在着材料流和信息流，价值流分析是从为客户创造价值的视角，将我们的注意力倾注于建立流动、消除非增值活动、快速增加价值的改善上去，并建立起材料流和信息流的联系
价值流分析用于观察和理解流程的现状同时绘制实施精益的未来蓝图
精益的企业会将价值流分析扩展延伸到外部“供应商”及“协作商”（价值链管理VCM）
孤立地运行绘图是远远不够的，也没有实际的意义。如果不能很好地理解精益生产的原则，那么绘制图形不会比早期和中期那些改进的工作车间更接近使浪费最小化并取得极好效果的目标
价值流精益优化
精益优化思路一：杜绝过盈生产过盈生产: 过多生产或过早生产，过盈生产会导致严重的后果
精益优化思路二：“产品实现流程”的快速化
精益优化思路三：“订单实现流程”的准时化
强化PMC职能的权威、提升PMC的价值存在
建立产、供、销联动的顶层PSI计划体系
扩容ERP系统功能、导入MES与APS、MDS、WMS
构建核心供应商的“战略联盟、互利共生“战略，运用VMI、JIT手段实现快速供货
价值流精益优化可以大幅短缩了交货期、大幅压缩了库存（原材料库存及在线库存WIP），这对于提升企业竞争力，特别是破解“多品种、小批量、快交付”的订单模式十分有益。被笔者称为“企业第三极竞争力”
IE的未来制造系统竞争力的4大“精益指标”
订单交付周期（Lead Time）与价值创造率
物料\成品\半成品库存、WIP周转率
偏差发现与反应速度（产量、时间、品质）
变更对应速度（柔性度）
IE全景蓝图
IE起源于对于现场作业的分析与改进，它的核心目标是“消除浪费、提升效率、节约资源”。但就算是制造型的企业，除了产品实现的制造流程之外，其它的流程也必不可少；除了生产口部门之外，职能部门也必不可少，因此当今的IE已经超越制造现场而扩展至企业的各个部门、渗入至企业的各个流程，形成了“百花齐放”的全景蓝图，真可谓IE之荣耀、企业之万幸！
现代IE6大模块
现场IE
流程IE
运营IE
成本IE
组织IE
绩效IE
（现代IE六大模块理论）
匠心宣言专注、专研、专耕精益制造与精益管理二十余载，深知中国制造业过去的成长与崛起，更深感未来全球竞争之艰巨！实业兴邦之使命感一直深埋于心，每日催促我努力前行
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