管理技术创新体系及其应用

为什么要实施人因学？
例
a的台面高度为1050～1150毫米
，适用于精密工作，靠肘支承的
工作（如书写、画图等）； b的台面高度为1130毫米，虎心
钳固定在工作台上的高度；
c的台面高度为950～1000毫米 ，适用于要求灵巧的工作，轻手 工工作（如包装、安装等）； d的台面高度为800～950毫米，
该项目在前期就产生了明显的经济效益，14亿投资一次性节约投资1.34亿元。
42
设计改善类技术：人因工程
人因工程（Human Factors），也称工效学、 人机工程（Human Engineering ,Ergonomics) 操作者与操作器的几何关系研究与设计： 宇航器座舱设计、汽车（坦克）驾驶室设计； 运动员训练，家庭布置设计； 颜色管理设计（车间、城市、环境等）； 饭店布置设计（麦当劳、中餐店等）； 运动员训练；
要发展前进，不要原地画圈
管理创新
发 展 目 标
技术创新
两个轮子缺一不可
企业中的创新
战略 管理创新 市场
文化 人力资源
组织 采购
制度 财务 工 业 工 程 工具创新
制造系统创新 技术创新 产品创新 材料创新 TRIZ
管理技术创新在美国
• 统计数据：美国在1889年以来的100多年的时间里，一直保 持生产率以平均每年仅2.5%的速度增长，这种增长使美国 财富每隔30年便翻一番。在这每年2.5%的增长中，劳动力 素质的提高的贡献是0.5%，大量投入资本的贡献是0.4%， 而管理创新的贡献是1.6%(上个世纪初管理领域最重要的创
(2) ―管理创新”和“技术创新”的共同目标 都是要提高产品市场的能力和实现其市场价值，落实到经济 效益的目的，两种创新缺一不可。
如福特流水线-奔驰发展的汽车工业
卡尔· 本茨 Karl Benz
亨利· 福特 Henry ford 美国 1863-1947
德国 1844-1929
在本茨之后，汽车价钱昂贵和产量偏低已经成为限制汽
规划 设计 评价 改进 创新
工业工程的三大技术体系
设计改善类
工作研究 物流工程 人因工程 试验设计
…
控制管理类
生产计划与 控制 质量管理 成本控制 信息控制
分析评价类
工程经济 可靠性工程 评价技术
四个特征：
• 目的性 • 创新性
• 累积性
• 满意度原则
五项原则：（IE的五大意识）
• 成本和效率意识 • 问题和改革意识
…
控制管理类
生产计划与 控制 质量管理 成本控制 信息控制
分析评价类
工程经济 可靠性工程 评价技术
（1）设计改善类
– 工作研究：时间研究、动作和方法研究等。 – 物流工程：设施设计、平面设计信息系统设计； 物料搬运、运输、储存；搬运设备、 器具等。 – 人因工程：人机工程、功效学；操作空间、驾驶 室、宇航器座舱、人机系统设计；环 境、颜色设计等。 – 试验设计：正交设计、稳健性设计、响应曲面设 计等。
• 主要技术：
正交设计；稳健性设计；均匀设计；响应曲面设计等。
试验设计技术图示：
正交设计 均匀设计
响应曲面设计
用较少的试验次数取得
全面试验的效果。
一个瓷砖工厂的试验
• 一个中等规模的瓷砖制造公司，花巨资从德国引进一 座新的隧道窑，窑內搬运平台车上面堆叠着多层瓷砖
，沿着轨道缓慢移动，让瓷砖承受烧烤。
• 工作简化和标准化意识
• 全局和整体化意识
• 以人为中心的意识
二、主要技术方法
设施设计 工程经济 人机工程 运筹决策
人力资源 开发管理 物流控制 工作研究 生产计划控制 质量控制
市场预测
市场
规划 决策
产品 开发
项目 建设
生产制造
销售服务
经营管理过程
工业工程的三大技术体系
设计改善类
工作研究 物流工程 人因工程 试验设计
DLP/DTPS 全生命周期的设计、改善和管理系统
全生命周期精益设计理论的主要研究内容


产品精益设计方法与技术
“工厂设计”的精益化方法和技术
设施规划与设计 物流系统设计 生产组织（准备、计划）设计 信息系统设计 精 益 理 念 设 计
工 艺 设 计 设备选型设计 公用设施设计

销售服务系统精益设计方法和技术
争力的管理工程技术方法体系，不仅用于制造业，
还用于多种产业。
例
效 率
21.5磅
每铲重量
人员 物料 设备 能源 信息
综 合 体 系
设计 Design
通过
改善 Improve 配置 Installation
利用
数 学 知识 物理学 技术 社会科学 工学的 分析 原理 设计 方法
期待的成果 效率 质量 成本 环境 服务
D E 4 1 2 1 2 1 2 5 1 2 1 2 2 1
F 6 1 2 2 1 1 2
G 7 1 2 2 1 2 1
A 石 灰 石 量
1 5 5 5 5 1 1
B 粗 细 度
2 粗 粗 细 细 粗 粗
C 蜡 石 量
3 43 43 53 53 53 53
D 蜡 石 种 类
4 现 新 现 新 现 新
（2）—（5）都是管理创新的范畴
创新既是一个自然科学与技术的活动过程，又是 一个经济与管理的活动过程。
(1) 创新的种类可分为两大类： a. 关于新技术、新产品、新工艺方面的“硬”技术创新； b. 关于新生产方法（方式）、新组织、新经营管理模式、新 市场、新过程和新服务的“软”技术创新即管理技术创新；
例：动作分析
身体动作 走到砖堆 俯身
左手
右手
直立 走到泥堆 俯身 直立 走回
拾砖 翻动砖块 选择最佳一面
铲起泥灰
将泥涂在砖上
伸左手至墙 置砖块于墙上
以铲泥灰工具敲 击数下以固定
左手
右手
拾砖
伸左手至墙 置砖块于墙上
改善效果：
铲起泥灰 将泥涂在砖上
工人之工作量大增，其砌每一砖之动作由18次减至5次，工人经训练 后，老法每小时原只能砌120块，用新法则可砌350块，工作效率增加近 200％。由此发展成日后的动作研究（motion study）。
车业发展的桎梏，而在大洋的另一端，汽车史上另一位划
时代人物亨利· 福特登场了。
B C A J D A
B C D
Q0 m1
E ……
A
mn
E… J I
H G F
Qn
J
I
H
G
F
大幅度地降低汽车成本
T型车刚出现的1908年，价格是$ 850，1926年为$290
社会需求的猛增，又进一步刺激了汽车工业的飞速发展 1903年—第一年生产汽车—产量1700辆 1923年—本国总产量达190万辆，占世界汽车总产量 44％ 劳动生产率大幅度提高 1908年—514分钟（8.56小时）/车 1914年—流水生产线1.19分钟/车 推动了世界汽车工业的进步——成为必不可少的生活用品
装配车间
手 推 车
总库 起重机
机4 机 1 轻型 机器厂
改进：
铸 造 车 间
机 1
机 2
机 3 滚子台
机 4
机 5
机 6
总库
一般机器工厂
例：流程 程序分析
医院主管病房的护士送饭菜/药至病床的工作。 （原方法）
7
6
5
4
3
2
1
9m
9
8
服务台
10
11
12
13
14
15
16
17
11.5m
护士送饭菜（改善方法）
设计改善类技术：物流工程
物流工程的主要内容
设施规划及系统设计
物流运行管理
物流设施
平面布置 企业物流系统设计 布置理论与方法…
物料搬运 仓库与仓贮 物流计划 物流运输…
运载工具 工位器具…
合理
车间内物流线路
不合理
车间内物流线路
例
重型机器工厂 起重机
机2 机5 起重机 机3 一般机器工厂 手推车 铸造车间
适用于要求用劲大的工作（如刨
床，重的钳工工作等）。
事例：作业范围
最大作业范围：使用的工具・部品要放在最大作业范围内
正常作业范围：经常使用的工具・部品要放在正常作业范围内
最佳作业范围：在最佳作业范围内进行组装作业 最佳作业范围
正常作业范围 最大作业范围 最大作业范围
正常作业范围
设计改善类技术：试验设计（DOE）
E 加 料 量
5 1300 1200 1300 1200 1200 1300
F 浪 费 回 收
6 0 4 4 0 0 4
G 长 石 量
7 0 5 5 0 5 0
每百件尺 寸缺陷数
16 17 12 6 6 68
制造创新方法链：环节与方法的系统融合
知识资本管理 TRIZ
研发
专利 知识 集成 物化 非专利 知识
工业工程、6σ
产品 开发
产品 制造
13
面向全方法链的集成创新系统
TRIZ创新方法（CAI） 预测评价创新方法
市场需求 产品创意 科技进步 产品原型 产品设计 投产决策
生产制造
投资决策
销售及服务
工厂建设
• 试验设计(Design of Experiments)
以概率论与数理统计为理论基础，经济地、科学地对试验方案进行合 理的安排，以达到最好的试验效果，同时实现对试验数据进行有效的 统计分析的数学理论和方法。
• 主要解决的问题：
一是试验方案的设计，即如何用较少的试验次数达到全面试验的 效果；
•
二是试验结果的数据分析，即科学地验证试验结果的有效性。
管理创新转变。
“技术创新”
• 熊彼特（J. A. Schumpeter）: 创新，是在新的体系里引入“新的组合”，是“生产函数的 变动”，这种组合包括： （1）引进一种新的产品或提供一种产品的新质量； （2）采用一种新的生产方法； （3）开辟一个新的市场； （4）获得一种原料或半成品的新的供给来源； （5）实行一种新的组织形式，例如，建立或打破一种垄断地位。
预测评价创新方法
工厂设计创新方法
精益设计创新方法： ①工厂设计方法 （工艺设计、 设备设计、 公用器具设计、 „ „） ②设施设计方法 （物流系统设计、 生产组织设计、 信息系统设计、 „„）
生产运营创新方法
①精益生产创新方法 ②six sigma创新方法 ③信息化管理创新方法 ④人因工程创新方法
制造服务创新方法
实践：天津轧一冷轧薄板公司
应用：90万吨级高级冷轧薄板厂全过程精益设计
百度文库施布置 自动控制 均衡生产 机组利用率 天车调度 „„
40
实践：天津轧一冷轧薄板公司
工厂设施布置精益设计
41
实践：天津轧一冷轧薄板公司
课题组在工程设计的基础上，对物流路线、车间布局等与制造 过程密切相关的内容进行了精益化设计。
管理技术创新体系及其应用
天津大学校学术委员会 副主任 中国机械工程学会工业工程分会 理事长 中国管理科学与工程学会 副理事长 2011. 03 . 21
齐二石 教授
胡锦涛主席强调，党的十七大提出了加
快转变经济发展方式的战略任务，强调要促
进经济增长…..由主要依靠增加物质资源消
耗向主要依靠科技进步、劳动者素质提高、
新就是IE)，占整个生产率增长的64%。
提出一种 新经营思 路并加以 有效实施
创设一个 新的组织 机构使之 有效运转
提出一个 新的管理 方式方法
管理 创新
进行一 项制度 创新
设计一种 新的管理 模式
创新与生产力
产品 + 制造 = 生产力
产品创新（TRIZ）+管理创新（IE）=生产力创新
(1) 三大设计理论： TRIZ设计、公理设计、普适设计理论（德国） (2) 制造+管理： 工业工程技术（精益生产、TPS、六西格玛……）
全因子试验：7因子，2水平共须做128次试验。 正交设计试验：7因子，2水平共须做8次试验。
內部瓷砖
外层瓷砖 (尺寸大小有变异)
改善前 改善前 尺 寸 大 小
上限
下限 外部瓷砖 內部瓷砖
L8正交表
A 1 1 2 3 4 5 6 1 1 1 1 2 2
B 2 1 1 2 2 1 1
C 3 1 1 2 2 2 2
• 使用时他们发现外层瓷砖有50%以上超出规定的变化范 围，内层则正好符合规格。 • 一种解决方法是重新设计整个窑，使得温度分布更均 匀，但需要额外投资相当大。
• 另一种方法是改变各种参数，但由于涉及参数较多，
全因子试验法很难较快找到合适的解决方案。
全因子试验法
• 全因子试验法与正交设计实验法比较：
7 6 5 4 3 2 1
务
8
台
服务台
服务台
9m
方法、工具→ 思路、精神→ 更广范围上的应用！
服务台 服务台
9
10
服
务
台
服
11
12
13
14
15
16
17
11.5m
捎带+线路优化
实践：全生命周期的设计、改善和管理系统
投资决策 工厂设计 工艺设计、设备选型、公用设计 生产运行 设施设计 物流系统设计、生产组织设计、 企业组织设计、信息系统设计 销售
①物流优化创新方法 ②服务集成创新方法
14
一、管理技术创新基础理论
一个概念：
什么是工业工程？
泰勒的时间研究
吉尔布雷斯的动作研究
中国的管理技术创新体系：CIE
“ Chinese Industrial Engineering”：
用分析、设计、控制、评价等工程技术来提高
效率、降低成本、提高质量，从而提高生产力和竞