IE(工业工程)培训课程课件.ppt
IE（工业工程）Industrial Engineering,IE（工业工程）Industrial Engineerin,2022/11/4,面对未来你做好准备了吗？,面对未来你做好准备了吗？,2022/10/9面对未来你做好准备了吗？面对未来你做好准备,3,课程目录,工作研究之方法研究,2,工业工程之人机工程,4,工作研究之工作测量,3,工业工程概论,1,标准工时的构成、测定、宽放及改善,6,生产率改善与生产线平衡,5,3课程目录工作研究之方法研究2工业工程之人机工程4工作研究之,第一讲：工业工程（IE）概论,2-1,v 工业工程的定义 v 工业工程的发展 v 工业工程的作用 v 工业工程的研究内容,内 容 简 介,第一讲：工业工程（IE）概论2-1v 工业工程的定义 内 容,第一讲：工业工程（IE）概论,2022/11/4,工业工程(IE)的定义,AIIE （美国工业工程师协会）,1955年 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。它综合运用数学、物理学和社会科学方面的专门知 识和技术，以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。,JIIE（日本工业工程师协会）,1959年 IE这样一种活动，它以科学的方法，有效地利用人、财、物、信息、时间等经营资源，优质、廉价并及时地提供市场所需要的商品和服务，同时探求各种方法给从事这些工作的人们带来满足和幸福-精益生产的雏形。,还特别对人的关怀也写入定义中，体现了“以人为本”的思想-人因工程,第一讲：工业工程（IE）概论2022/10/9工业工程(IE,第一讲：工业工程（IE）概论,2022/11/4,工业工程的发展历程,萌芽期,奠基期,革新期,成熟期,现代工业工程,8世纪-20世纪20年代20世纪20年代到40年20世纪40年代到70年代20世纪70年代至今20世纪70年代到未来工业工程的萌芽时期代传统工业工程时期工业工程与运筹学结合工业工程与系统工程结合IE与其他学科的结合与扩展,1、泰勒，方法研究。2、吉尔布雷斯夫妇，作业测量。3、甘特，甘特图。,出现了IE的概念和机构，将数理 统计方法引入IE并重视与工程技术的结合。,工业工程的研究对象扩大到系统整体，并由制造业向其他领域发展。（事务型）,系统分析与设计、信息系统、决策理论、控制理论布局,数学规划、优化理论、博奕论、排队论、存贮论,第一讲：工业工程（IE）概论2022/10/9工业工程的发展,2022/11/4,清华大学：1993年设立工业工程硕士专业1997年设立本科专业并开始招生2001年10月11日成立工业工程系,2022/10/9清华大学：,第一讲：工业工程（IE）概论,2022/11/4,工业工程发展中的杰出人物,Frederick W. Taylor, 科学管理之父。 创立效率原理： 创立“方法研究、时间研究”分析工作内容-改进作业方法-设计作业方法-效率最大化。,泰勒铁锹铲煤实验(1898),第一讲：工业工程（IE）概论2022/10/9工业工程发展中,2022/11/4,第一讲：工业工程（IE）概论,2022/10/9第一讲：工业工程（IE）概论,第一讲：工业工程（IE）概论,2022/11/4,Frank & Lillian Gilbreth,q工作测量方法之父，创立了“动作研究” 。 q Lillian (1878-1972)：人因工程学的奠基人-人机工程的分支。,吉尔布雷斯砌砖研究,第一讲：工业工程（IE）概论2022/10/9Frank &,2022/11/4,第一讲：工业工程（IE）概论,2022/10/9第一讲：工业工程（IE）概论,2022/11/4,2022/10/9,2022/11/4,2022/10/9,第一讲：工业工程（IE）概论,2022/11/4,工业工程的作用,SQPCMD,第一讲：工业工程（IE）概论2022/10/9工业工程的作用,第一讲：工业工程（IE）概论,2022/11/4,工业工程在制造业中的应用,第一讲：工业工程（IE）概论项目领域使用率排序方法研究作业方,第一讲：工业工程（IE）概论,2022/11/4,以人为本是IE区别于其他工程学科的特点之一,人因工程视频,第一讲：工业工程（IE）概论2022/10/9以人为本是IE,第一讲：工业工程（IE）概论,2022/11/4,工业工程的研究内容,第一讲：工业工程（IE）概论2022/10/9工业工程的研究,第一讲：工业工程（IE）概论,2022/11/4,工作研究,方法研究,时间研究,程序分析,操作分析,动作分析,作业测定,预定标准时间,路线图,联合操作分析,双手操作分析,人机操作分析,动素分析,动作经济原则,秒表测时,工作抽查,标准动作,标准时间,时间分析,损失分析,工艺程序图,流程程序图,工作研究内容：,第一讲：工业工程（IE）概论2022/10/9工作研究方法研,第一讲：工业工程（IE）概论,2022/11/4,方法研究1.方法、程序2.材料3.工具与设备4.工作环境条件,程序分析,操作分析,动作分析,工艺程序分析对整个制造程序或工序进行分析,流程程序分析对整个产品或材料的流程进行分析,线图、线路图分析对整个车间布置或物流经路分析,人机操作分析包括闲余能量分析,联合操作分析,双手操作分析,动作要素分析（动素分析）,动作经济原则,运用上述分析技术实现工作方法、程序、环境、条件的最佳化，为制定工作标准打下基础，也为时间研究做好准备,作业测定决定时间标准,直接法,合成法,密集抽样时间研究（密集抽样）秒表法,分散抽样时间研究工作抽样,预定时间标准法（PTS）,标准资料法,方法时间测量（MTM）,工作因素法（WF）,简易WF法,模特法（MOD）,制定工作标准,标准工作法+标准时间+其他要求=工作标准,训练操作工人,实施标准，产生效益,设定标准工作方法1.方法、程序2.材料3.工具与设备4.工作环境条件,工作研究实施过程：,第一讲：工业工程（IE）概论2022/10/9方法研究程序分,第一讲：工业工程（IE）概论,2022/11/4,工艺,动素,操作（工位）,动作,工序（工段）,工艺程序分析,操作分析,动作分析,流程程序分析,IE在加工制造过程的应用：,第一讲：工业工程（IE）概论2022/10/9工艺动素操作动,第一讲：工业工程（IE）概论,2022/11/4,工业工程学科介绍,第一讲：工业工程（IE）概论2022/10/9工业工程学科介,22,课程目录,工作研究之方法研究,2,工业工程之人机工程,4,工作研究之工作测量,3,工业工程概论,1,标准工时的构成、测定、宽放及改善,6,生产率改善与生产线平衡,5,22课程目录工作研究之方法研究2工业工程之人机工程4工作研究,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,工作研究的内容,方法研究：通过程序分析、操作分析、动作分析等研究，进行作业系统的设计、改善及实施。作业测量：是分析效率的技术。包括制定标准时间、改善目标时间测定作业效率等。 人机工程：研究作业者与作业环境、工具设备间的关系，并寻找优化此关系的方法(作业方式)。“人、机、环境”三要素。 方法研究：提高作业效率； 作业测量：制定劳动定额，绩效考核。 人机工程：作业者舒适、健康与安全，作业效率提升。,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9工作研究的内容方,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4, 工作研究的内容和步骤 程序分析的定义 程序分析的方法 1)工艺程序分析(过程事务型) 2)流程程序分析(工序层级) 3)布置与路径程序分析 程序分析改善方法,IE方法研究之程序分析目录,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9 工作研究的内,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,程序分析, 程序分析：以整个生产过程为研究对象，研究分析一个完整的工艺过程（配料、装配、测试、包装、存储），消除其中包含 的不必要的工序、搬运、等待、储存等，从而提高工作效率。 事务型流程：以整个业务处理流程为研究对象，研究分析业务 流程中存在的各种不必要步骤、等待、延误等， 从而提高事务处理速度。（审批，销售事务） 更宏观的是价值流分析-VSM（生产流程型与事务处理型） 程序分析的特点：生产过程（工艺程序分析）的宏观或中等层级（流程程序，布局路径）分析。 程序分析包含：工艺程序分析、流程程序分析、布置和路径程序分析。,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9程序分析 程,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,程序分析符号,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9程序分析符号,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,工艺程序分析,工艺程序图：表明生产过程中所有的操作、检验和物料加工的先后顺序。 工艺程序图：整个制造过程一目了然。（生产型工艺程序/事务型流程程序） 两个基本符号，两个辅助符号及一个复合符号: 用于分析操作间的关系，生产过程中的操作、检查及先后顺序。 用于分析事务处理过程间的关系，处理过程中的处理、检查及先后顺序。,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9工艺程序分析 工,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,工艺程序的发展, IE中的工艺程序分析，清晰展现了生产过程中的主要工序及先后 顺序，但工艺程序分析无法表明哪些是多余工序，工序作业时间 及工序间等待等。 p 而下面的流程程序分析，又直接以工序为研究对象。所以缺少能 在工艺流程级别量化分析的工具和方法。 p 精益生产中的VSM工具恰好弥补了IE在工艺程序分析级别的不足 。所以VSM是工艺程序的发展。 p 另外，VSM在企业日常事务处理中也有重要应用。VSM在生产 工艺程序中的应用在提高版中专门讲述。此处，主要展示VSM 在事务处理中的应用。,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9工艺程序的发展p,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,工艺程序分析练习,用工艺程序分析的方法画出某款液态奶的工艺程序图 。 iGrafx 简介：介绍此软件的功能模块，此处主要Process Mapping (流程图）。,思路一变天地宽,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9工艺程序分析练习,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,事务型程序（模拟）,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9事务型程序（模拟,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,事务型程序分析应用,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9事务型程序分析应,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9,2022/11/4,事务型程序分析应用,以上两案例，清晰展现了事务型流程分析的工具VSM，通过VSM找出事务型流程中的不必要步骤，处理时间过长，步骤间的等待等。,练 习,提供本企业处理较慢的业务/事务流程，使用VSM分析，标明不必要的工序，处理时间过长的步骤，及步骤间的等待时间，在提高版中做分析用。,2022/10/9事务型程序分析应用 以上两案例，清晰展,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,流程程序分析,流程程序图：进一步对整个制造过程作详细记录：由操作、检验、搬运、等待、贮存五种符号构成，根据研究对象的不同可分为： 物型：记录生产过程中材料、零部件被加工处理过程（自动化） 人型：记录操作人员在生产过程中的各种活动（人工作业为主） 流程程序分析：用于工艺程序中工序级别的详细分析，用于分析间接或隐藏的成本，如等待、存储、搬运等。,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9流程程序分析 流,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,流程程序分析实例（人型）,流程程序分析实例（物型）, 通常人工作业，适用人型流程程序分析； p 通常自动化作业，适用物型流程程序分析。,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9流程程序分析实例,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,流程程序分析案例及练习,教学案例：用流程程序分析来作分析改善(人型),练习1：分析化料工序的人型及物型流程程序分析（需化料工序布局） 练习2：分析包装工序人型及物型流程程序分析（需包装工序布局）,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9流程程序分析案例,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,布置与路径程序分析,布局与路径分析：对工厂现场布局、设备布置，物料(零件、产品） 、作业者的流通线路进行分析，改进现场布置、缩短移动路径-5S 基础 。布置与路径分析图由操作、检验、搬运、暂存、贮存五种符号和布置示意图构成。重点是“搬运”和“移动”线路。作用：流程程序图的补充，标明相对位置、移动距离及时间，紊流和交通的拥挤，是改进现场布局与路径的工具。,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9布置与路径程序分,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,布局的几种类型,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9布局的几种类型,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,布局的几种类型,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9布局的几种类型,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,单元(细胞)式布置：设备按加工单元进行分组（多品种，小批量）,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9单元(细胞)式布,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,单元式布局应用行业： 多品种的电子装配行业。 多品种的注塑行业。 多品种的化妆品行业。 优点： u适合多品种，小批量的生产特点。u灵活快速响应客户需求变化。u可以安排多种产品共线生产。 缺点：U型生产布局-柔性制造u设备冗余。（对应多种产品） 柔性制造系统：自动化的加工和物料搬运系统，可以在一条生产线生产多种产 品，除了品种和产量，对客户需求变化的快速反应和短的LT是其特点。 通常会有设备冗余。,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9单元式布局应用行,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,固定式布局应用行业： 飞机、轮船制造行业。大型发电机行业。 其它大型设备。,特点： u 主件庞大，不易移动。 u 主件为装配主体，其他部件分步装配-装配型工艺流程分析。 u 通常需要吊装或升降设备。 u 需要考虑作业平台，便于装配。 u 需考虑联合操作，减少等待浪费。 u 需考虑工位布局。,大型设备常采用此方式,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9固定式布局应用行,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,布局改进目的,减少移动距离，减少交叉作业，提高工作效率，并使布局更加符合5S。,练习：对本工厂或车间局部进行布局和物流/人流分析与改善。,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9布局改进目的,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9,2022/11/4,2022/10/9,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,程序分析五方面,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9程序分析五方面,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,程序的改善五大步骤,练习：用程序改善的方法对化料及包装工序进行分析改善。,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9程序的改善五大步,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,人机操作分析 联合操作分析 双手操作分析,IE方法研究之操作分析目录,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9 人机操作分析I,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,人机操作分析 人机操作分析：分析操作周期内，人与机器的作业内容及关系，以 协同机器与人的操作，充分利用人、机的闲余能量，提高人机协作效率。 人机操作图，清晰展现了生产过程中人与机器的交互过程及操作的时间。,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,人机配合操作分析练习,练习：对灌装工序进行人机协作（主作业者）分析并提高作业效率。,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9人机配合操作分析,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,联合操作分析, 多人同时对一台机器（一项工作）进行操作，称为联合操作。对该作业过程中不同对象操作间的关系所进行的分析，称为联合操作分析，基于人机协作的基础上更复杂的人机协作分析。 p 联合作业分析研究目的： 发掘空闲与等待时间，提高机器利用率。 平衡各操作者的工作，减少周期时间。,轻松一刻：拍档很重要1拍档很重要2,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9联合操作分析 p,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,联合操作分析改进实例(改进后),联合操作分析练习：对灌装工序进行联合操作分析。,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9联合操作分析改进,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,双手操作分析,双手操作分析：对现场作业者双手操作进行分析研究，以平衡双手作业动作及负荷，减少动作数量。,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9双手操作分析 双,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,双手操作分析实例(改进前后),第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9双手操作分析实例,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,双手操作分析练习,对包装工序进行双手作业分析,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9双手操作分析练习,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4, 动作分析的含义和目的 动作经济性十大原则,IE方法研究之动作分析目录,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9 动作分析的含,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,动作分析,动作分析：以动作为对象进行分析，去掉多余动作，降低动作等级， 把必要动作组合成标准动作系列，以开发合理、高效的工作方法。 动作分析的工具沙布利克分析（Therblig）,我们企业工序有部分密集动作，主要集中在配料、化料、包装等工序。分析这些工序的动作利于消除不必要动作，降低动作等级，把必要动作组合成标准动作序列。提高动作效率。,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9动作分析动作分析,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,动作经济原则,动作经济原则：使作业(动作的组成)能以最少的“工”的投入，产生最有效的成果。 动作经济性的基本准则 减少动作数量 降低动作等级 追求动作平衡 缩短动作移动距离 使动作保持轻松自然的节奏,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9动作经济原则 动,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,制约动作经济原则的因素,1.操作条件 操作对象物的大小、形状、重量等； 使用的设备、仪器、工具等； 操作的环境； 2.操作方法 使用身体的部位手指、手掌、手腕、手臂、躯体、腿、脚； 移动的距离、方向、动作； 3.动作的组合方式:正向接反向动作 4.动作的难度:对准 5.动作的速度、节奏:加速后再减速跑,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9制约动作经济原则,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,动作经济性十条原则,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9动作经济性十条原,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,原则二：降低等级原则 。 原则三：尽可能利用物体的动能 曲线运动优于方向突变的直线运动 弹道式运动优于受控制的运动动作尽可能有轻松的节奏 。与工作地布置有关的原则： 原则四：工具、物料置于工作者前面，依工作顺序排列。（布局实例） 原则五：零件、物料利用重量堕送至工作者前面。 原则六：照明设备，工作台及坐椅符合人因工学。（工作站布置）,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9原则二：降低等级,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,与工具设备有关的原则： 原则七：以夹具或足踏工具代替手的工作。（脚踏拖把） 原则八：将两种或以上工具合并为一 。 原则九：各指负荷应按其本能给予分配 。原则十：工具及设备尽可能放在有效作业位置。,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9与工具设备有关的,第二讲：工作研究之方法研究,2022/11/4,动作分析练习对包装工序进行动作分析与改善（四种动素类型）。,第二讲：工作研究之方法研究2022/10/9,79,课程目录,工作研究之方法研究,2,工业工程之人机工程,4,工作研究之工作测量,3,工业工程概论,1,标准工时的构成、测定、宽放及改善,6,生产率改善与生产线平衡,5,79课程目录工作研究之方法研究2工业工程之人机工程4工作研究,第三讲：工作研究之工作测量,2022/11/4,第三讲：工作研究之工作测量2022/10/9,第三讲：工作研究之工作测量,2022/11/4,第三讲：工作研究之工作测量2022/10/9,第三讲：工作研究之工作测量,2022/11/4,第三讲：工作研究之工作测量2022/10/9,第三讲：工作研究之工作测量,2022/11/4,第三讲：工作研究之工作测量2022/10/9,第三讲：工作研究之工作测量,2022/11/4,第三讲：工作研究之工作测量2022/10/9,第三讲：工作研究之工作测量,2022/11/4,第三讲：工作研究之工作测量2022/10/9,第三讲：工作研究之工作测量,2022/11/4,第三讲：工作研究之工作测量2022/10/9,第三讲：工作研究之工作测量,2022/11/4,第三讲：工作研究之工作测量2022/10/9,第三讲：工作研究之工作测量,2022/11/4,第三讲：工作研究之工作测量2022/10/9,第三讲：工作研究之工作测量,2022/11/4,第三讲：工作研究之工作测量2022/10/9,第三讲：工作研究之工作测量,2022/11/4,魔术表演-细微动作观测,第三讲：工作研究之工作测量2022/10/9魔术表演-细微动,第三讲：工作研究之工作测量,2022/11/4,第三讲：工作研究之工作测量2022/10/9,第三讲：工作研究之工作测量,2022/11/4,第三讲：工作研究之工作测量2022/10/9,第三讲：工作研究之工作测量,2022/11/4,第三讲：工作研究之工作测量2022/10/9,第三讲：工作研究之工作测量,2022/11/4,第三讲：工作研究之工作测量2022/10/9,第三讲：工作研究之工作测量,2022/11/4,第三讲：工作研究之工作测量2022/10/9,第三讲：工作研究之工作测量,2022/11/4,讨论：我们的作业是否可以考虑建立本企业的标准资料法？,第三讲：工作研究之工作测量2022/10/9讨论：我们的作业,第三讲：工作研究之工作测量,2022/11/4,练习：观看人力资源消耗多的工序视频，练习作业要素表及人型流程程序表在标准工时测定及改善中的作用。,讨论： 1）本企业流水线与离散性生产、装配作业在标准工时上的不同关注点与方法。 2）本企业流水线的重点在于工序能力而非真正意义上的标准工时。人/机 3）本企业流水线的适合何种作业测量方法？,第三讲：工作研究之工作测量2022/10/9练习：观看人力资,98,课程目录,工作研究之方法研究,2,工业工程之人机工程,4,工作研究之工作测量,3,工业工程概论,1,标准工时的构成、测定、宽放及改善,6,生产率改善与生产线平衡,5,98课程目录工作研究之方法研究2工业工程之人机工程4工作研究,第四讲：工业工程之人机工程,2022/11/4,人机工程学-Ergonomics 人机工程学是研究作业者与作业环境、工具之间的关系，并寻找优化这个关系的方法（作业方式）。“人、机、环境”三要素。,第四讲：工业工程之人机工程2022/10/9 人,第四讲：工业工程之人机工程,2022/11/4,人机工程的作用,通过人机工程的优良设计，形成一个健康、舒适、高效的作业系统， 降低人的疲劳、保护人的身体健康、提高作业效率。 减轻作业者的体力、精神的疲劳程度，保护作业者的身体健康。 提高作业功效，实现人机协同工作。 人机工程角度设计产品，提供符合人体功效学、便捷、健康的产品。,第四讲：工业工程之人机工程2022/10/9人机工程的作用,第四讲：工业工程之人机工程,2022/11/4,人机工程中人的因素 感知系统： 视觉系统：观察能力，识别作业位置、执行作业指令、确认作业方法与效果等。 听觉系统：听觉能力，接受指令，接收作业反馈信息并判断，通过声音判断异常。 嗅味觉系统：嗅觉、味觉能力，判别产品等级、规格、质量等-品烟、品酒师。 体感系统：肤觉（触觉、压觉），避开危险，（如热物体），本体感觉等。神经系统：视、听、味、嗅、触觉系统将信息汇集到神经系统，处理后，对各系 统发出作业指令，并对作业效果进行判断。 驱动系统： 上肢及手指： 手指提供精密作业，视觉系统感知不到时的作业，上肢提供提升力量，如拉力、扭力等。 下肢及脚步：提供重物的抬升力量、下肢力量优于腰腹力量，并不易造成伤害。 躯干及腰腹：力量的源泉与中枢。,第四讲：工业工程之人机工程2022/10/9,第四讲：工业工程之人机工程,2022/11/4,人体体力疲劳强度,人的体力疲劳：人体内有一定数量的能量(糖、脂肪、蛋白质)通过生物氧化，可 供劳动消耗，但贮量有限，一旦这些物质出现暂时耗竭，疲劳就产生甚至加重。 消除疲劳主要靠有氧氧化供能来完成。脂肪、蛋白质氧化可供应能量,弥补糖类供 能不足。若在缺氧环境中脂肪水解出甘油,转化为丙酮酸,同样酵解成乳酸,虽能供 应能量，但同时产生疲劳及酸痛感。 疲劳是人的一种生理规律，是为避免机体过于衰竭，防止能量过度消耗的一种保护性反应。 人疲劳以后，意志减弱，注意力分散，反应迟钝，对信息输入方向性的选择能力 降低，信息处理缓慢，信息输出形式混乱，动作缺乏准确性甚至出现失误。 造成疲劳的等级： 重体力劳动、中等程度体力劳动、轻体力劳动。 人机工程非研究如何克服疲劳（医学研究），而是研究如何使人不处于疲劳状态。,第四讲：工业工程之人机工程2022/10/9人体体力疲劳强度,第四讲：工业工程之人机工程,2022/11/4,人的感觉因素-视觉,视觉: 识别视野内发光物体或反光物体的轮廓、形状、大小、远近、颜色和表面 细节等情况。人脑获得的全部信息约有95%以上来自视觉输入。（盲人摸象，盲人的听觉特别发达？） 视网膜各部位的感光灵敏度： 中央部位的感光灵敏度较高，越到边缘越低，落在中央部位的映像清晰可辨，落 在边缘部位则不甚清晰。 视觉的全过程：物体发光射入眼睛后，由于眼的折光作用而在视网膜上形成物像， 在物像所及部位，由感受细胞吸收光能而发生化学反应，使感受细胞产生一系列 电脉冲信息；经视神经纤维传送到大脑的视觉域进行综合处理后，形成视觉映象。 为何汽车后视镜观察物体位置与直接观测产生差异？ 两眼同时视物，可得到在两眼中间同时产生的映像，反映出物体与环境间的相对 空间位置，从而分辨出三维空间映像。（倒车镜中，2D）（木匠单眼吊线）,第四讲：工业工程之人机工程2022/10/9人的感觉因素-视,第四讲：工业工程之人机工程,2022/11/4,人的感觉因素-视觉,暗适应与明适应:人眼对光亮程度的变化具有适应性。 暗适应时，瞳孔放大，进入眼睛的光通量增加； 明适应时，瞳孔缩小，进入眼睛的光通量减少。暗适应时间较长,要经过46min 才能基本适应，要在暗处停留30min左右才能完全适应。 明适应时间较短,1min 左右便可完全适应。 预防视觉疲劳：在隧道人口处常采用一段缓和照明。 由于明适应的时间很短，在隧道出口处可不作其他处理 人眼的明暗适应性对车辆的行驶安全性影响。 例如,公路隧道出入口设计,第四讲：工业工程之人机工程2022/10/9人的感觉因素-视,第四讲：工业工程之人机工程,2022/11/4,人的感觉因素-听觉,听觉仅次于视觉的一种感觉。 听觉特征： 声音的波型；声波的传导：空气振动，水中说话怎么样？ 人耳的分辨能力：频率、声压或声强，辨别声音强弱、方向及距离。（雷达） 频率：20-20000Hz最佳， 声强范围：正好可忍受的声强/正好可听见得声强 声压：超过72dB， 需防护设备。 方向敏感性：双耳效应，当声压达50-70dB时， T=30 uS， 两耳可分辨方向 掩蔽效应：一个声音被另一个声音掩盖的现象，称为掩蔽。掩蔽声去掉后.掩蔽效应并非马上消除，隐蔽效应的值表示听觉疲劳，掩蔽声刺激时间和强度直接影响疲劳强度。,第四讲：工业工程之人机工程2022/10/9人的感觉因素-听,第四讲：工业工程之人机工程,2022/11/4,人的感觉因素-肤觉,肤觉是仅次于听觉的一种感觉。肤觉分： 触压觉： 触觉是微弱机械刺激触及皮肤浅层的触觉感受器引起的。 压觉是较强机械刺激触及皮肤深层的触觉感受器引起的。 手指两点阙值最低，故最敏感。 温度觉：冷觉与热觉，皮肤温度低于或高于30度时，冷热感受器开始发挥作 用。冷点：6-23个/cm2；热点：3个/cm2 痛觉：冷、热、压力等物理或化学刺激，引起痛觉。,第四讲：工业工程之人机工程2022/10/9人的感觉因素-肤,第四讲：工业工程之人机工程,2022/11/4,人体精神疲劳强度,人体感受器官接受外界“刺激”形成的“信息”, 由传入神经输进大脑中枢神经 系统,经综合处理后由传出神经输出,兴奋效应器官,整个过程就是心理活动。任何 一次心理活动都是上述过程的多次往复结果。心理活动过程中产生的疲劳称为心 理疲劳,即精神疲劳。有两种情况: 感知疲劳，困欲。 人体的感受器官指眼、耳、鼻、皮肤、舌等感觉器官。神经末梢存在于器官之中, 当接受到外界信息,立即在末梢上形成生物电位,兴奋传入神经。若外界信息刺激 过烈或过多,超过器官感受能力,无法形成正常的兴奋电位, 这种状态称为感受疲劳 感受能力因人而异,即使同一个人在生物节律，不同时间其感受能力也不同,但在 一定区域所有人都能接受,这就是安全区域,称为安全阚值。,第四讲：工业工程之人机工程2022/10/9人体精神疲劳强度,第四讲：工业工程之人机工程,2022/11/4,人生物力学,骨骼：共206块。 骨、骨通过关节连接成人体支架，支持人体软组织（肌肉、内脏器官）。 骨构成体腔壁，颅腔、胸腔、腹腔、盆腔，保护相应组织。 附着于骨的肌肉收缩，牵动骨绕关节运动，形成人体活动姿势和操作动作。 骨杠杆：肌肉收缩是运动的基础，须借助于骨杠杆方能产生运动。 平衡杠杆 省力杠杆 速度杠杆,第四讲：工业工程之人机工程2022/10/9人生物力学骨骼：,第四讲：工业工程之人机工程,2022/11/4,第四讲：工业工程之人机工程2022/10/9,第四讲：工业工程之人机工程,2022/11/4,第四讲：工业工程之人机工程2022/10/9,第四讲：工业工程之人机工程,2022/11/4,第四讲：工业工程之人机工程2022/10/9,第四讲：工业工程之人机工程,2022/11/4,第四讲：工业工程之人机工程2022/10/9,第四讲：工业工程之人机工程,2022/11/4,环境：,第四讲：工业工程之人机工程2022/10/9环境：,第四讲：工业工程之人机工程,2022/11/4,作业环境要求-照明,几个与照明相关的概念： p 光通量：光源单位时间发出或某表面吸收的光量，单位Lm。（流明） p 光强：光源或被照明表面的发光强度，单位Cd。（坎德拉） p 照度：单位面积上的光通量，单位Lx。（勒克斯） 视觉功效学： p 视觉信息最优化 p 维持适当功效 p 保证安全 p 视觉舒适,第四讲：工业工程之人机工程2022/10/9作业环境要求-照,第四讲：工业工程之人机工程,2022/11/4,第四讲：工业工程之人机工程2022/10/9,第四讲：工业工程之人机工程,2022/11/4,第四讲：工业工程之人机工程2022/10/9,第四讲：工业工程之人机工程,2022/11/4,第四讲：工业工程之人机工程2022/10/9,第四讲：工业工程之人机工程,2022/11/4,第四讲：工业工程之人机工程2022/10/9,第四讲：工业工程之人机工程,2022/11/4,第四讲：工业工程之人机工程2022/10/9,第四讲：工业工程之人机工程,2022/11/4,第四讲：工业工程之人机工程2022/10/9,第四讲：工业工程之人机工程,2022/11/4,作业环境要求-空气质量及通风,室内空气环境： 空气质量对作业者的健康和舒适性有很大关系。 p 通风不良造成污染物蓄积，降低空气质量，引起人员舒适度下降 a) 减少污染物的产生，材料等 b) 利用活性碳等吸附污染物 c) 增加窗户，加强空气自然对流 d) 增加排风装置，强排 e) 定期测量空气质量,第四讲：工业工程之人机工程2022/10/9作业环境要求-空,第四讲：工业工程之人机工程,2022/11/4,第四讲：工业工程之人机工程2022/10/9,第四讲：工业工程之人机工程,2022/11/4,设备设计中的人因工程,u 便于上下物料 u 操作尺寸符合人体尺寸 设备操作的便利性 设备符合EHS的要求,平面变斜面，便于搬运。,第四讲：工业工程之人机工程2022/10/9设备设计中的人因,第四讲：工业工程之人机工程,2022/11/4,第四讲：工业工程之人机工程2022/10/9,第四讲：工业工程之人机工程,2022/11/4,第四讲：工业工程之人机工程2022/10/9,第四讲：工业工程之人机工程,2022/11/4,第四讲：工业工程之人机工程2022/10/9,第四讲：工业工程之人机工程,2022/11/4,第四讲：工业工程之人机工程2022/10/9,128,课程目录,工作研究之方法研究,2,工业工程之人机工程,4,工作研究之工作测量,3,工业工程概论,1,标准工时的构成、测定、宽放及改善,6,生产率改善与生产线平衡,5,128课程目录工作研究之方法研究2工业工程之人机工程4工作研,2022/11/4, 生产率的改善方法 生产率的改善步骤 产线平衡的方法 产线平衡的步骤 产线平衡实例,内 容 简 介,2022/10/9 生产率的改善方法 内 容 简 介,第五讲：生产率改善与生产线平衡,2022/11/4,第五讲：生产率改善与生产线平衡2022/10/9,第五讲：生产率改善与生产线平衡,2022/11/4,第五讲：生产率改善与生产线平衡2022/
