工業(yè)工程師考試綜合案例分析題一、背景資料：某家電制造企業(yè)生產(chǎn)優(yōu)化案例（3題，每題20分，共60分）行業(yè)：家電制造（冰箱生產(chǎn)線）地域：中國廣東某工業(yè)園區(qū)案例背景：某家電制造企業(yè)位于廣東省某工業(yè)園區(qū)，主要生產(chǎn)中高端冰箱。近年來，隨著市場(chǎng)需求波動(dòng)和原材料成本上升，企業(yè)面臨生產(chǎn)效率低下、庫存積壓、質(zhì)量控制不穩(wěn)定等問題。2023年，企業(yè)開始推行精益生產(chǎn)與數(shù)字化改造，試圖通過優(yōu)化生產(chǎn)流程、減少浪費(fèi)、提升柔性來增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。具體問題：1.生產(chǎn)瓶頸識(shí)別：產(chǎn)線數(shù)據(jù)顯示，冷凝器組裝環(huán)節(jié)平均耗時(shí)為25分鐘/臺(tái)，而其他環(huán)節(jié)均在15分鐘以內(nèi)，成為主要瓶頸。2.庫存積壓：原材料倉庫積壓超過2000件，主要為冷凝器半成品，占用資金約300萬元。3.質(zhì)量波動(dòng)：冰箱制冷系統(tǒng)故障率在3%-5%，遠(yuǎn)高于行業(yè)標(biāo)桿（1%）。企業(yè)計(jì)劃通過以下措施改進(jìn)：-措施1：引入自動(dòng)化立體倉庫（AS/RS）管理冷凝器庫存，預(yù)計(jì)減少庫存周轉(zhuǎn)天數(shù)至10天以內(nèi)。-措施2：采用Kanban看板系統(tǒng)優(yōu)化產(chǎn)線物料配送，降低等待時(shí)間。-措施3：建立基于RootCauseAnalysis（RCA）的質(zhì)量改進(jìn)小組，針對(duì)制冷系統(tǒng)故障進(jìn)行專項(xiàng)改善。問題1（10分）：結(jié)合案例背景，分析該企業(yè)面臨的生產(chǎn)系統(tǒng)核心問題，并運(yùn)用“5Why分析法”找出冷凝器組裝環(huán)節(jié)耗時(shí)的根本原因。問題2（10分）：若企業(yè)決定實(shí)施AS/RS系統(tǒng)，請(qǐng)從工業(yè)工程角度設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的經(jīng)濟(jì)性評(píng)估方案，包括關(guān)鍵指標(biāo)和計(jì)算公式。問題3（20分）：針對(duì)質(zhì)量波動(dòng)問題，設(shè)計(jì)一個(gè)質(zhì)量改進(jìn)流程，要求包含數(shù)據(jù)采集方法（如SPC控制圖）、異常處理機(jī)制和預(yù)期效果評(píng)估指標(biāo)。二、背景資料：某醫(yī)藥企業(yè)倉儲(chǔ)物流優(yōu)化項(xiàng)目（2題，每題25分，共50分）行業(yè)：醫(yī)藥（疫苗冷鏈倉儲(chǔ)）地域：中國上海自貿(mào)區(qū)案例背景：某疫苗生產(chǎn)企業(yè)位于上海自貿(mào)區(qū)，其倉庫主要存儲(chǔ)需全程冷凍的新冠疫苗原料。2023年數(shù)據(jù)顯示，冷鏈溫度波動(dòng)超過5℃的批次達(dá)12%，導(dǎo)致疫苗損耗率高達(dá)3%。企業(yè)計(jì)劃通過優(yōu)化倉庫布局和溫度監(jiān)控系統(tǒng)提升管理效率。具體問題：1.布局不合理：冷凍區(qū)與常溫區(qū)未分區(qū)，導(dǎo)致頻繁交叉作業(yè)。2.溫度監(jiān)控滯后：現(xiàn)有系統(tǒng)每4小時(shí)記錄一次溫度，無法實(shí)時(shí)預(yù)警。3.揀貨效率低：庫存管理系統(tǒng)（WMS）未與揀貨路徑優(yōu)化結(jié)合，導(dǎo)致平均揀貨時(shí)間超過8分鐘/件。改進(jìn)計(jì)劃：-措施1：采用分區(qū)存儲(chǔ)策略，將冷凍品與常溫品分設(shè)獨(dú)立溫區(qū)。-措施2：升級(jí)為實(shí)時(shí)溫度監(jiān)控設(shè)備，集成IoT傳感器與云平臺(tái)。-措施3：引入基于ABC分類的動(dòng)態(tài)揀貨路徑算法。問題1（25分）：設(shè)計(jì)一個(gè)疫苗倉庫的分區(qū)存儲(chǔ)方案，要求說明分區(qū)原則、溫控要求（如冷凍區(qū)溫度范圍）及安全防護(hù)措施。問題2（25分）：若企業(yè)決定采用IoT溫度監(jiān)控系統(tǒng)，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)采集與預(yù)警流程，包括關(guān)鍵數(shù)據(jù)點(diǎn)（如溫度、濕度、位置）、預(yù)警閾值設(shè)定及應(yīng)急預(yù)案。三、背景資料：某汽車零部件供應(yīng)商供應(yīng)鏈協(xié)同案例（2題，每題25分，共50分）行業(yè)：汽車零部件（發(fā)動(dòng)機(jī)氣門生產(chǎn)）地域：中國浙江某產(chǎn)業(yè)集群案例背景：某發(fā)動(dòng)機(jī)氣門供應(yīng)商位于浙江產(chǎn)業(yè)集群內(nèi)，主要向多家車企供貨。2023年，因原材料價(jià)格波動(dòng)和物流成本上升，訂單交付準(zhǔn)時(shí)率從92%下降至85%。企業(yè)計(jì)劃通過供應(yīng)鏈協(xié)同提升響應(yīng)速度。具體問題：1.需求預(yù)測(cè)不準(zhǔn)確：車企訂單波動(dòng)大，供應(yīng)商庫存壓力高。2.物流協(xié)同不足：供應(yīng)商與物流商信息不共享，導(dǎo)致運(yùn)輸延遲。3.產(chǎn)能柔性不足：現(xiàn)有設(shè)備僅支持單一規(guī)格氣門生產(chǎn)，無法快速切換訂單。改進(jìn)計(jì)劃：-措施1：與主要車企建立VMI（供應(yīng)商管理庫存）系統(tǒng)。-措施2：采用多頻次小批量配送模式，降低庫存風(fēng)險(xiǎn)。-措施3：改造生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)氣門規(guī)格的快速切換。問題1（25分）：設(shè)計(jì)一個(gè)VMI系統(tǒng)的實(shí)施方案，包括數(shù)據(jù)共享機(jī)制、庫存補(bǔ)貨策略（如安全庫存計(jì)算公式）及績(jī)效評(píng)估指標(biāo)（如庫存周轉(zhuǎn)率、訂單滿足率）。問題2（25分）：若企業(yè)決定改造生產(chǎn)線以提升柔性，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的設(shè)備改造方案，要求說明柔性改造的關(guān)鍵技術(shù)（如可編程模具）、成本效益分析框架及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。答案與解析答案1（生產(chǎn)優(yōu)化案例）問題1（10分）：核心問題：1.資源分配不合理：冷凝器組裝環(huán)節(jié)人力與設(shè)備配置不足，導(dǎo)致工時(shí)冗余。2.流程設(shè)計(jì)缺陷：物料搬運(yùn)距離過長，未采用U型線等高效布局。3.技能培訓(xùn)不足：操作工未掌握標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)（SMED），動(dòng)作浪費(fèi)明顯。5Why分析法：1.Why1：為何耗時(shí)25分鐘？→因工位間需頻繁搬運(yùn)冷凝器。2.Why2：為何搬運(yùn)頻繁？→因產(chǎn)線布局呈線性而非U型。3.Why3：為何布局不合理？→未在2022年引入布局優(yōu)化分析。4.Why4：為何未優(yōu)化？→缺乏產(chǎn)線平衡（SMED）工具培訓(xùn)。5.Why5：根本原因：管理層未重視精益生產(chǎn)工具落地。問題2（10分）：經(jīng)濟(jì)性評(píng)估方案：1.關(guān)鍵指標(biāo)：-年庫存成本（年庫存資金×利息率）-物料搬運(yùn)成本（人力+能耗）-系統(tǒng)實(shí)施成本（硬件+軟件+維護(hù)）2.計(jì)算公式：-年庫存成本=庫存金額×年化利息率-新舊庫存對(duì)比：2000件×單價(jià)×利息率vs500件×單價(jià)×利息率-成本節(jié)約=舊成本-新成本3.決策標(biāo)準(zhǔn)：若3年回收期≤18個(gè)月，則方案可行。問題3（20分）：質(zhì)量改進(jìn)流程：1.數(shù)據(jù)采集：-采用SPC控制圖監(jiān)控制冷系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)（如溫度波動(dòng)率）。-記錄異常批次的生產(chǎn)時(shí)間、操作人員、環(huán)境溫度等。2.異常處理：-建立“8D報(bào)告”模板，要求48小時(shí)內(nèi)完成根本原因分析。-設(shè)立質(zhì)量改善小組，每月召開RCA會(huì)議。3.評(píng)估指標(biāo)：-制冷系統(tǒng)故障率下降至1.5%以下-糾正措施完成率100%答案2（倉儲(chǔ)物流案例）問題1（25分）：分區(qū)存儲(chǔ)方案：1.分區(qū)原則：-冷凍區(qū)（-25℃±5℃）→疫苗原料、生物試劑-常溫區(qū)（15℃-25℃）→說明書、輔料2.安全防護(hù)：-冷凍區(qū)設(shè)置紅外線入侵檢測(cè)-常溫區(qū)安裝溫濕度雙指針記錄儀3.優(yōu)化點(diǎn)：-冷鏈設(shè)備采用雙備份電源，確保不間斷運(yùn)行問題2（25分）：IoT監(jiān)控流程：1.數(shù)據(jù)采集點(diǎn)：-溫度傳感器（每平方米1個(gè)）-濕度傳感器（近地面安裝）-GPS定位模塊（記錄貨物位置）2.預(yù)警閾值：-溫度偏離目標(biāo)值±2℃→立即告警-連續(xù)3小時(shí)未達(dá)標(biāo)→啟動(dòng)備用制冷系統(tǒng)3.應(yīng)急預(yù)案：-告警時(shí)自動(dòng)通知值班人員-錄存異常數(shù)據(jù)，用于后續(xù)批次追溯答案3（供應(yīng)鏈協(xié)同案例）問題1（25分）：VMI實(shí)施方案：1.數(shù)據(jù)共享機(jī)制：-通過API對(duì)接車企ERP系統(tǒng)，實(shí)時(shí)同步庫存數(shù)據(jù)-設(shè)置最低庫存（LCL）與最高庫存（UCL）閾值2.補(bǔ)貨策略：-計(jì)算公式：補(bǔ)貨量=預(yù)測(cè)需求-當(dāng)前庫存+安全庫存3.評(píng)估指標(biāo)：-庫存周轉(zhuǎn)率提升至12次/年-訂單滿足率≥95%問題2（25分）：柔性改造方案：1.關(guān)鍵技術(shù)：-可編程伺服沖壓模