工业工程毕业设计（论文）基于工作抽样的齿轮箱生产线宽放时间研究.doc

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1、毕业设计(论文)题 目 基于工作抽样的齿轮箱生产线宽放时间研究起讫日期 2011年3月28日 至 2011年6月17日学生姓名 专业班级 工业工程07-2 所在学院 机械工程学院指导教师 职称 讲师 所在单位 工业工程教研室 2011 年 06 月 10 日摘 要生产线宽放时间的多少在生产活动中占有至关重要重要的一部分，休息宽放时间的确定，对于制定先进合理的劳动定额，保障劳动者的身心健康，提高工作效率具有十分重要的意义。本文以大连机车厂的齿轮箱生产线以及每道工序的人机作为研究对象，研究其宽放时间，并对其进行分析和讨论。通过工作抽样的方法对机车厂齿轮箱生产线宽放时间进行研究，结合工厂实际情况进行

2、工作抽样以获取所需数据，利用所得数据选择合理的方法进行宽放时间的计算。得到生产线及各工序人和机器的宽放时间，相对于一般机械厂应有的宽放时间来说较大，需要改进。对其进行分析和讨论，重点是对每道工序人机作业率的分析与讨论，结合工厂实际情况。找出导致这样结果的原因，并结合车间实际情，找出不合理和需要改进的地方，提出改进方法和措施，提高每道工序及整个生产线的人际作业率。关键词：齿轮箱生产线 工作抽样 宽放时间 ABSTRACTHow much time put production line width in production activities of possession is crucial

3、 important part of it, put the rest time to determine, wide to set reasonable advanced work quota, safeguard workers health, improve work efficiency has the very vital significance. In this paper, the JiCheChang dalian the gear box production line and each procedure man-machine as the object of stud

4、y, the wide put time, and carries on the analysis and discussion. Through the work of the method of sampling JiCheChang gear box production line width, put time with the actual situation of factory work and get the sample data, using data from the rational choice of methods for the calculation of ti

5、me put wide. Get production line and each working procedure of man and machine put time, relative to the wide general machinery factory should put it is bigger, wide time needs to be improved. On the analysis and discussion, the key point is to each procedure man-machine operation efficiency analysi

6、s and discussion, combined with the practical situation. Factory To find out the reason for this, and combining with the actual feeling, find out not workshop reasonable and areas in need of improvement, put forward the improvement methods and measures to improve each procedure and the whole product

7、ion line of human utilization rate. Keywords: gear box production line work sampling wide put time 目 录第一章 绪论11.1课题的来源及意义11.2国内外发展11.3研究方法及内容2第二章 宽放时间概述32.1宽放时间定义及形式32.2宽放时间分类32.3宽放时间研究方法52.4基于工作抽样的宽放时间研究5第三章 基于工作抽样的齿轮箱生产线宽放时间研究73.1齿轮箱生产线基本概况73.2工作抽样设计93.2.1工作抽样的总体与单元93.2.3工作抽样抽的抽样框与抽样单元103.2.4确定观测路线

8、123.2.5确定观测次数123.2.6设计观测表格153.2.7确定观测时刻163.3数据收集与整理183.3.1收集数据183.3.2分析数据203.4计算齿轮箱宽放时间22第四章 齿轮箱生产线宽放时间分析及改善284.1宽放时间分析284.2宽放时间改善29第五章 结论31谢 辞32参考文献33附 表34第一章 绪论1.1课题的来源及意义如果工作能以最快的速度永不停歇地进行下去，这样的产出将是最高的。可是，即使是机械设备，运行一段时间以后也必须进行适当的保养、检修，才能确保其使用寿命和稳定性，更何况人呢？在任何的工作环境下，疲劳、生理需求（上厕所、喝水等）都不可避免地会造成一定的工作停顿

9、。此外，一些作业准备、突发事件、配合不当都可造成工作停顿。休息宽放时间是在工作班中为消除疲劳、恢复体力所必需的短时休息时间。在生产劳动过程中，任何一项劳动总是伴随着一定的能量消耗。随着能量的不断消耗，人体产生疲劳现象，就需要进行适当休息。能量消耗越大，所需休息时间越长。人体在疲劳状态下工作，不仅会引起工作效率、工作质量下降，还会导致事故率增高。由此可见，休息宽放时间是劳动过程中必需的一种保健时间，先进合理的劳动定额应以不超过劳动者所能承受的劳动负荷为限度1。因此，以评价后的基本时间作为标准时间来要求作业者，显然还不尽合理。必须在基本时间之外，考虑一定的宽放，才能与现实情况更吻合。休息宽放时间的

10、确定，对于制定先进合理的劳动定额，保障劳动者的身心健康，提高工作效率具有十分重要的意义。1.2国内外发展在现在，对于宽放时间来说，其发展是离不开工时定额的发展，因为宽放时间是工时定额的一部分。而对于工时定额的研究，我国一直沿用前苏联的工业体系，人们对效率、标准化的意识比较薄弱。相当数量的企业存在：作业方法缺乏科学性、系统性、标准化，主要凭经验和个人意愿行事;作业方法的改进一般来源于工人自发进行的个人行为;仍然采用粗略的经验估算方法制定时间定额，时间定额标准很不统一等。这些状况导致企业基础数据的实用性和准确性差，无法起到为企业上层提供可信的决策支持作用。随着科学技术的进步，生产的不断发展和计算机

11、技术在工业工程领域内的应用，必然要求提高方法研究和定额工作的效率和质量，但由于工作研究技术长期以来依赖于人的技能程度，作业方法设计一直由工作研究人员凭借其工作研究知识和生产实践经验，设计各种作业流程并计算其相应工时定额。工作研究人员在设计作业方法和制定工时定额过程中，需要进行大量的信息处理、思维决策、数据计算和繁复的文字处理工作。随着时代的发展，这种枯燥繁琐的重复性工作方式逐渐暴露出人工设计的很多缺点：设计时间长，设计效率低;作业标准的一致性差;作业文件缺少定量分析，不能有效的指导生产过程。目前，国内外众多软件商在中国投入的软件系统大多集中在CAD、CAPP、CAM、PDM、ERP等热门软件上

12、，而工作研究软件的投入与开发却寥寥无几。究其原因，固然有软件商对这一领域的忽视，但其主要原因却暴露了国内企业对基础数据的漠视态度，对工作研究软件缺乏系统的认识。工作研究的计算机化跟不上，导致了企业基础数据发展的滞后，而高层生产系统，如MRP、ERP等不能够得到准确及时的基础数据支持，致使整个生产系统效率低下6。时定额是企业生产管理工作的基础数据。工时定额制订的质量直接影响工时、设备利用率、产品生产周期和企业员工的劳动报酬等方面 ,也必然影响企业的其它管理工作。由于工时定额在企业中的重要性 ,国内外许多企业和研究机构对此进行了大量的研究。随着计算机技术在企业管理工作中的应用和普及程度的提高 ,计

13、算机在工时定额制订中的应用已成为研究的热点4。1.3研究方法及内容最常用的方法就是连续观测法与工作抽样法。连续观测法。该法是工作日写实的方法。时间研究人员通常要对一个工作小组的成员在一个整班内的活动作连续观测，将生产中的任何中断，如个人需求、工具修理、非人工原因造成的停机等统统记录下来，然后进行分析。即使是中断时间，也要进行效能评定，加以适当的调整，换算成正常的效能水平。连续观测法的工作量相当大，时间研究人员要整班观测，非常疲劳，而且事实观察数日，样本容量仍不够大，偏差在所难免。工作抽样法。该法是通过大量的随机观测，研究操作者的各种活动占用总工时的比例的方法。时间研究人员随机地走进现场，将操作

14、者工作与中断的内容记录下来，最后加以综合分析，即可获得宽放时间与操作者时间的比例，已确定宽放时间。研究人员不必整班从事观测活动，也不必用秒表计时，完成起来比较轻松，样本量大，比较准确。为保证工作抽样的顺利进行，要注意抽样的随机性，并要持续一段时间，保证样本量足够大。在研究中，宽放时间通常表现为宽放率。宽放率的表示有两种，一种为宽放时间与正常时间的比率，另一种为宽放时间与标准时间的比率。本课题是对齿轮箱生产线的宽放时间研究，这就需要寻找生产工厂并对齿轮箱生产线进行观测，以了解生产线的整体作业情况。明确齿轮箱加工的工艺过程，以及设备、人员、布置和作业方法进行调查。在明确以上条件后，便要进入工厂进行

15、调研，对每台设备以及其相对应的工作人员进行观察研究，找出并确定设备和人员所需的各个工作中所遇到的各种宽放，明确各个宽放所属类型，通过工作抽样的方法，得到齿轮箱生产线的宽放率，与标准作业时间相比较，看其宽放率是否符合标准，如果不符合，再对所有宽放进行研究，剔除不需要的宽放，使得整个生产线定额时间既有效率又可以使得操作人员得到充分休息。提升企业的生产效率，加大竞争能力，发展企业。第二章 宽放时间概述2.1宽放时间定义及形式宽放时间源于工时定额的研究，有些称之为标准作业时间，宽放时间是其研究的一部分。工时定额是企业生产经营的一项基础数据，一套科学合理的工时定额对企业合理安排生产、公平按劳分配、缩短生

16、产（维修）周期都有着至关重要的作用，是企业发展的源动力。宽放时间是工时定额中的一部分，是指在生产过程中进行非纯作业所消耗的附加时间，例如：对机器的维修、洗手、必要的商洽、工厂中的来回走动、抽烟、疲劳休息等等。这些时间是属于生产中失去的时间，其中的一些是必要的，像是厕所、疲劳休息等，但是有一些则是可以避免的，找出可避免的宽放了，留下必要的宽放，既可以缓解员工的疲劳使其工作效率得到保障，又可以减少不必要的时间浪费，提高工作效率。在研究中，宽放时间通常表现为宽放率。宽放率的表示有两种，一种为宽放时间与正常时间的比率，另一种为宽放时间与标准时间的比率。宽放率（%）=（宽放时间/正常时间）100%或宽放

17、率（%）=（宽放时间/标准时间）100% 。2.2宽放时间分类宽放时间有多种形式，在研究某项工作的宽放时间时首先要确定各种宽放所属的种类，确定其必要性，进行研究。宽放时间与操作者的个人特征、工作性质和环境因素有关，必须根据具体情况进行分析。有关宽放种类的划分方法不同，但通常划分为如下四种：私事宽放。既满足操作者生理需求所需的时间，如喝水、上厕所、擦汗、更衣等。疲劳宽放。即为恢复操作者在工作中产生的生理上或心理上疲劳而考虑的宽放。延迟宽放。是操作中无法避免的延迟所需要的宽放，即并非有操作者本人所能控制的中断。如班长布置任务、管理原因造成的延误等考虑的宽放。政策宽放。是作为管理政策上给予的宽放时间

18、。如打扫卫生、维护机器，以及由管理原因造成的中断（如填写生产日报，停工待料，停电停水等）。在不同的场合中，对于款放类型有着不同的分类情况，在此课题中是基于大连机车厂进行宽放的研究。通常我们将机械厂的宽放分为设备与人员的宽放两种形式，在进行宽放研究分析时，需要进行分开研究分析。因此，一般机械厂对于宽放的分类如图2-1和图2-2所示。在实际观测中我们发现以上图所分的小分类中，不是每个小分类都符合机车厂的实际情况，有些小分类在机车厂中不会出现。根据实际情况，进行整理可得到调研表图2-1 设备观测项目分类图2-2 操作人员的观测项目分类格用来进行以后的对操作人员和设备的抽样调查。2.3宽放时间研究方法

19、过去确定休息宽放时间，一般采用工作日写实与经验估计相结合的方法。采用这种方法确定的休息宽放时间，虽然在一定程度上也能反映劳动者所能承受的劳动强度与所需休息时间的关系，但存在很多缺陷:一是方法上缺乏科学性，只能从疲劳现象本身和劳动者的主观体验等外在表现加以判断，属于主观定性认识。二是测量上缺乏准确性，受工作日写实人员素质影响较大，不同的写实人员对同一现象往往得出不同的判断。三是干扰因素无法排除，工作日写实一般是在较短的时间内对少数劳动者进行观测记录，这种跟踪观测记录的方法必然会引起观测对象的戒备心理，加上观测对象的身体素质、劳动态度及配合程度的差异，必然导致写实资料出现偏差，影响写实资料的准确性

20、5。最常用的方法有连续观测法与工作抽样法。连续观测法。该法是工作日写实的方法。时间研究人员通常要对一个工作小组的成员在一个整班内的活动作连续观测，将生产中的任何中断，如个人需求、工具修理、非人工原因造成的停机等统统记录下来，然后进行分析。即使是中断时间，也要进行效能评定，加以适当的调整，换算成正常的效能水平。连续观测法的工作量相当大，时间研究人员要整班观测，非常疲劳，而且事实观察数日，样本容量仍不够大，偏差在所难免。工作抽样法。该法是通过大量的随机观测，研究操作者的各种活动占用总工时的比例的方法。时间研究人员随机地走进现场，将操作者工作与中断的内容记录下来，最后加以综合分析，即可获得宽放时间与

21、操作者时间的比例，已确定宽放时间。研究人员不必整班从事观测活动，也不必用秒表计时，完成起来比较轻松，样本量大，比较准确。为保证工作抽样的顺利进行，要注意抽样的随机性，并要持续一段时间，保证样本量足够大。2.4基于工作抽样的宽放时间研究工作抽样（Working Sampling）是指对作业者和机器设备的工作状态进行瞬时观测，调查各种作业活动事项的发生次数及发生频率，进行工时研究，并用统计方法进行推断各观测项目的时间构成及变化情况。工作抽样与秒表时间研究相比，工作抽样法具有测定效率高、经济性好、方法简便、易于掌握、测量精度高等特点，能满足使用要求，并能适用于多种作业。工作抽样法师对作业直接进行观测

22、的时间研究方法，最适合于对周期长、重复性较低的作业进行测定，尤其对布置工作地、维修、等待、空闲以及办公室作业等进行的观测比较方便。其用途可归结为：作业改善和制定标准时间。工作抽样的优点：（1） 测定效率高并且经济。据外国资料介绍，工作抽样法的费用只有秒表的5%50%，同时一名观测者可承担多个被测对象的观测任务。（2） 观测数据失真小，准确性高。工作抽样是随机的，一般作业者不会察觉，不受作业者的态度影响。（3） 随机性很强。工作抽样可在许多天内间断观测，能减少不同时间的差异影响，可以在任何时间中断或再继续而不会影响其结果。（4） 方法简便、使用。观测者不必专门训练，就能实施观测。（5） 观测结果

23、精度易保证。工作抽样是在事先规定的可靠度下进行抽样观测，其观测误差能事先通过观测次数计算出来，所以能确保其观测结果精度5。工作抽样缺点：（1） 有时往返走路时间长，应合理安排观测路线。（2） 只能得到平均结果，得不到详尽的反映个别差异（如同类作业的时间差异）的资料。（3） 无法将作业细分，对生产周期短或重复性高的作业，不如秒表测试方法方便、精确。在确定好生产线作业的工艺、设备、人员、布置以及作业方法等调查清楚后，对观测项目进行分类，之后便进行抽样工作2。（1）确定观测次数。在满足可靠度及观测精度的前提下，确定合理次数。有计算法和图表法，计算法是根据公式n=4P(1-P)/E2计算出相应的观测次

24、数，公式中P的确定方法有两种：一种是根据以往经验统计数，先大约选定一个P值；另一种方法是预先进行100次左右的试观测来求P。图表法是在工作率已知的情况下，根据观测目的、观测精度（相对精度或绝对精度）确定观测次数（根据相关图表）。（2）确定观测期间和一天的观测次数。（3）确定观测路径。根据工厂布局图，确定简单方便的观测路径。（4）确定观测时刻。观测时刻可以有三种方法确定：一种是利用随机数表决定观测时刻；一种是利用系统抽样原理确定观测时刻；第三种是利用分层抽样原理确定观测时刻。（5）进行实地观测。观测人员按照既定的观测路线和观测时刻，根据预定的抽样项目，逐个观测并将结果记录在设计的表格上。（6）统

25、计观测结果。统计观测数据，计算项目发生率，剔除异常值。计算出相对精度，确定结果可靠性。（7）分析观测结果，找出改进方向和对策。分析作业率是否合适，设备的负荷、工人的工作状态、各种作业活动时间构成比例是否合适等，并分析原因，提出具体改善措施。达到充分发掘人员与设备的潜力，提高企业经济效益的目的。第三章 基于工作抽样的齿轮箱生产线宽放时间研究由第一章的宽放时间研究方法得到，此课题的研究方法为工作抽样法。那么宽放时间的确定就需要先进行工作抽样的准备，也就是确定好工作抽样的目标、对象、内容及选择方法等，然后是地对抽样对象进行调研，通过调研得到的数据就是对宽放时间研究分析的依据，最后用正确的数据分析方法

26、对得到的数据进行分析，计算出所需要的宽放时间。3.1齿轮箱生产线基本概况在对工厂正式实施工作抽样之前，应该先对工厂车间进行大概情况的调查，像是齿轮箱生产线的具体工序、车间的简单布局、加工零件的流动路线、各个工序的设备及人员也要简单的了解，进行简单的调查后，就要根据工作抽样的实施步骤进行抽样的总体与单元的划分，确定抽样框抽样单元，设计最佳观测路线和工作抽样的表格，计算出观测次数观测期间以及每天的观测次数等，以上准备工作做好后才可以进行下一步的实际工作抽样。在实施工作抽样之前，要先对工厂进行试调研，收集工厂内的实际情况和资料，确定好工作抽样的前期工作如表3-1为齿轮箱生产线加工工序和实际操作的关键

27、步骤的备注等，图3-1为齿轮箱生产线车间布局图，图3-2为齿轮箱生产线零件的运输路径。表3-1为齿轮箱生产线加工的工序表，其中工序14由于加工厂房在金州，收到地域限制无法观测到，因此将其排除在外。同样工序12和工序13在其他车间进行，观测也收到限制，因此也不予考虑。工序5和工序6同为加工孔，由于设备的限制将其合并到一起，在同一台机器上加工，又因为对这两个孔进行加工的工艺不是很成熟，一旦加工有失误，整个零件将要报废无法使用，又因为这两道工序的道具效率不高，用时较多，放在前面加工一旦出错之前的时间和人力等于全部浪费，原料的使用率也大大减少，而其他工序技术相对要成熟很多，因此将这两道工序一直工序11

28、之后，方便进行加工，也便于进行修改调整，同时提高利用率，减少人力和物资的浪费。工序8和工序10是合并到了工序7和工序9中，因为工序7和工序9是由加工中心进行加工得到的，而加工中心可加工范围广，自动化程度高，加工精度也要高出许多，因此将工序8和工序10进行了合并处理，这样也减少了因工件移动和重新加紧等所造成的误差。因此，对整个生产线的研究主要就集中在了三道精加工的工序中，而这三道工序正是整个生产线的典型工序同时也是主要工序，齿轮箱的加工在这三道工序加上最后的钻孔中基本完成。表3-1 齿轮箱生产线加工工序工序内容设备台数工人备注1毛坯该步骤不在此车间内加工，在金州分厂进行加工2划线平台3齿轮箱地面

29、、风口面加工加工中心4齿轮箱空面粗镗孔加工中心5注油孔加工加工中心11两道工序合并为一道并放到第11步工序之后加工66斜孔加工加工中心117齿轮箱正面精加工加工中心228齿轮箱洗沉孔钻床在加工中心中合并完成9齿轮箱反面精加工加工中心2210钻孔钻床在加工中心中合并完成11齿轮箱精加工加工中心2212清整在其他厂房中进行13成品检查图3-1 工厂布局图齿轮箱生产线中所观测到的设备都是加工中心，途图中加工中心A和B是工序齿轮箱正面精加工所需，加工中心C和D用于工序齿轮箱反面精加工，加工中心E和F用于工序齿轮箱精加工，加工中心G用于工序注油孔加工和工序6斜孔加工。其他空白位置为加工其他零件的机器，与

30、此次研究无关，因而没有标注。图3-2为齿轮箱工件流动路线。GABCDEF运进工件搬运工件图3-2 齿轮箱工件流动路线3.2工作抽样设计3.2.1工作抽样的总体与单元调查中最重要的任务之一就是规范地表述调查目标。这不仅意味着明确调查所要求的信息，也包括尽可能清晰的概念、操作定义和分类。要达到这个目的就要有明确的主题、概念和定义（也就是要调查的是什么），要决定烟具中包括哪些对象，要决定课题需要知道哪些及最好知道哪些。调查目标最好应表明：调查需要的信息，数据的基本用途和使用者，概念化和操作化的定义，调查内容，分析计划。对齿轮箱生产线宽放时间的抽样的目标是研究整个生产线上的操作人员与设备的宽放时间，调

31、查的目标是每台机器和所对应的操作人员的宽放时间，由于是采用抽样的方法，最后所得到的是相应的宽放率，抽样得出机器和人整个工作时间的宽放率是首先要确定抽样的总体，总体是个体的集合，个体是构成对应总体的单元。正如本课题我们要了解齿轮箱生产线的宽放时间，则整个生产线就是总体，而生产线中每一个工序就是个体。总体的定义必须是清晰的，应该包括时间和空间范围、计量单位等。但是由于受到区域和一些不可抗拒因素的限制，在此次抽样中，总体就应表述为“2011年4月至5月大连机车厂市区内齿轮箱生产车间所有齿轮箱生产工序的宽放时间”。总体有目标总体和实际总体之分，毫无疑问，上述的目标总体是齿轮箱生产线宽放时间，但考虑到机

32、车厂齿轮箱生产的部分工序在分厂中进行，总厂只能观测到一部分的生产工序，也就是其中的典型工序，加之个别机器有时会接到其他加工任务，此次的实际总体就是所能观测到的典型工序的主要加工设备和所对应的操作人员，在此次抽样中，能观测到的只有四道机密的工序可以观测到，每道工序有一台固定的加工中心可供公测。抽样和其后的调查都是对实际总体进行的。应该注意的是，实际总体都是有限的、具体的总体，而抽样总是针对实际的总体，所以抽样中研究的总体与数理统计中总体的概念并不相同。为凸显个体与总体之间的关系，我们将一切构成总体的个体泛称为总体单元（即整个齿轮箱生产线的宽放时间，也就是每道工序），其中个体称为总体基本单元（即每

33、道工序所对应的机器和操作人员）。3.2.3工作抽样抽的抽样框与抽样单元样本框可以以各种形式出现：名单、手册、地图、数据包等。由于无论抽样框采用何种形式，在抽样之后，调查者必须能够根据抽样框找到具体的抽样单元。因此，抽样框必须是有序的，及抽样单元必须编号，并且根据某种顺序进行排列；抽样框中包含的抽样单元务必要“不重不漏”，否则将会出现抽样框误差。正如此次抽样中所能观测到的典型工序即为抽样框，其中的加工机器和对应的操作人员即为抽样单元。一般抽样框的到的方式有三种：使用已有的抽样框，补充现有的抽样框，建立全新的抽样框。在此次抽样中，没有以往的抽样框供参考，也没有现有抽样框，因此需要建立全新的抽样框，

34、这就需要对工厂进行实地调研得出。结合工厂初调研时所得到的信息，可以得到初步的抽样框，如表3-2所示。抽样方法的选择受诸多因素的影响：可用的抽样框，总体的散布程度，调查每个单元的费用以及对所取得数据的分析方法等等。而样本量的大小，则直接影响着调查费用，调查话费时间，需要访问员的数量等等。样本量的确定并没有一个完美的方法，只能综合考虑各种不同甚至矛盾的要求。虽然样本的获得离不开抽样框，但必须注意样本是实际总体而非抽样框的一部分，样本由从总体中按一定程序抽得的那部分抽样单元组成。本次课题中，我们抽中的设备和机器就成了我们的样本。样本是由样本点组成的，样本中所包含的样本点（抽样单元）数n称为样本量。样

35、本量n与抽样框的抽样单元数N的比称为抽样比：，抽样比f在数值上不一定等于样本中所包含的基本单元数与总体中全部基本单元数之比。换而言之，包含所有抽样单元的总体称为抽样框，构成抽样框的单元称为抽样单元。事实上，为了方便抽样的实施，必须拥有一个目录性清单，这个目录性清单中的每个目录项与实际总体的每个单元之间存在确定的对应关系，即根据一个目录项总可以找到实际总体重特定的一个或一些单元。表3-2 样本框与样本单元序号样本框抽样单元1齿轮箱正面加工加工中心A操作员a加工中心B操作员b2齿轮箱反面加工加工中心C操作员c加工中心D操作员d3齿轮箱精加工加工中心E操作员e加工中心F操作员f4注油孔和6斜孔加工加

36、工中心G操作员g表3-3 样本量及样本单元序号工序抽样单元1齿轮箱正面加工加工中心1操作员12齿轮箱反面加工加工中心2操作员23齿轮箱精加工加工中心3操作员34注油孔和6斜孔加工加工中心4操作员4在此次抽样中，样本框1、2、3均有两台机器和操作人员，但在实际观测中，齿轮箱正面加工的加工中心B的工作变化相对较大，经常在有其他需要时加工其他产品，基本没有处于齿轮箱加工中，因此抽样是将其排除，在对齿轮箱正面加工工序进行观测时只对加工中心A进行观测。在工序齿轮箱反面加工中，加工中心D在观测时间内长期处于维修状态，无法对其进行宽放时间的研究，因此也将其剔除。在齿轮箱精加工工序中，两台设备中的一台是备用设

37、备，在正常工作的加工中心E工作量堆积时才开启加工中心F，也就是在平时加工中心F处于关闭状态，主要原因是制造能力不均衡与订货计划的不均衡，因此在观测抽样时暂定不予考虑。综合以上因素重新整理可得如表3-3所示。3.2.4确定观测路线根据工厂初调研得到的工厂布局图3-1和零件的流动图3-2，以及工厂安全通道的设置和门的设置，加上工厂给予的调研条件，结合本课题的需要，可以得到最佳的观测路线。观测路线如图3-3所示。222314341 1 4 3 2相应工位操作者的位置 观察者的位置图3-3 齿轮箱生产线加工抽样观测路径3.2.5确定观测次数工作抽样观测次数的确定原则是：在满足可靠度及观测精度的前提下，

38、确定合理的抽样次数。确定观测次数的方法有计算法和图表法。图表法是在作业率（工作率）已知条件下，根据观测目的、观测精度（相对精度或是绝对精度）确定观测次数，利用已知的图表。但是在初次调研中得到此次抽样的工作率是未知的，因此要用另一种方法计算法。计算法是根据已有公式进行计算，计算时首先要确定可靠度和精确度。可靠度就是指观测结果的可信度，其含义是指子样符合母体（总体）状态的程度。工作抽样可靠度一般都是预先给定，通常可靠度定为95%。精确度就是允许的误差，工作抽样的精确度分为绝对精度E和相对精度S。当可靠度为95%时： (3-1) (3-2)式中为标准差，（P为观测事项的发生率（开始为估计值）；n为抽

39、样观测次数（即样本数）。统计学证明，若P不是很小（5%以上），当nP5时，则二项分布非常接近正太分布。对一般的工作抽样来说，通常取绝度精度E为2%3%，相对精度S为5%10%。对于绝对精度依据经验规定，按工作抽样的目的不同可在表中查出允许的绝对精度值的大小。表3-4 不同抽样目的的允许的绝对精度E目 的E调查停工，等待时间等管理上的问题3.6%4.5%作业改善2.4%3.5%决定工作地布置等宽放率1.2%1.4%制定标准时间1.6%2.4%由于此次抽样的目的主要是作业改善，由表可得到此次抽样应该选择的绝对精度E应该在2.4%3.5%之间。用计算法计算观测次数n时，当可导读设定为95%时，有公式

40、（3-1）、式（3-2）可推得： (3-3) (3-4)式中E为绝对精度；S为相对精度；P为观测事件发生概率；n为需要观测的次数。关于式中的P值有两种求法，一是根据以往的经验统计数，先大致选定一个P值；另一种方法是可预先进行100次左右的试观测来求P。此中，与观测次数并非仅仅为了计算用，可作为整个观测次数的一部分，计入总观测次数中。根据初次的调研，可以从工作人员那里得到设备的工作率可以由操作员粗略的估计出来，操作人员的工作率也可以由他们自己估计，但是操作人员对自己工作率的估计往往受到各种主观因素的影响，不希望他人得知自己的真实工作率，由于操作人员不希望别人知道自己不在工作，对设备的工作率也会多

41、少受到影响。因此，初次调研得到的工作率只能供参考，还是要对其进行调研才可以得到比较真实的设备和操作人员的工作率。表3-5是对车间进行初次调研，从工作人员里得到的相应工作率。由表3-5可以看出，加工中心的工作率操作人员可以比较客观的给出，但是操作人员的工作率不同的操作人员给出的差异很大，因此，预先进行100次左右的观测来求P。如附表一和附表二所示是两天试观测所得到的数据。表3-6是对两天试观测的综合。表3-5 操作人员对工作效率的估计工序号抽样单元工作效率工序加工中心167%操作人员175%工序加工中心290%操作人员295%工序加工中心384%操作人员395%以上工序加工中心490%操作人员4

42、90%表3-6 观测机器开动率和操作者作业率抽样框抽样单元状态第一天第二天齿轮箱正面精加工加工中心1加工1413空闲67操作人员1加工1313空闲77齿轮箱反面精加工加工中心2加工1210空闲810操作人员2加工1715空闲35齿轮箱精加工加工中心3加工1616空闲44操作人员3加工1112空闲98注油孔和6斜孔加工加工中心4加工1514空闲56操作人员4加工1615空闲45将上表得到的操作人员与设备的作业率和表 进行比较可以看出，操作人员对于机器设备的评价比较客观，而对于自身工作率的评价普遍来说相对较高，因为操作人员受主观因素以及设备等客观因素的影响对工作率的反应又不尽相同。因此，对作业率的

43、确定时不仅要考虑操作人员的评估也要参考实际抽样观测所得到的数据。但是由于表 是操作人员给出的，避免不了受主观因素影响，相比较而言，有些偏差出太多，因此，此次抽样观测的作业率还是依靠实际观测来进行计算。由上表可知大连机车厂机修车间齿轮箱生产线共四台设备和四个操作人员，机器和操作人员是分开进行评价的，因此，试观测两天，每天20次，则是观测得到了2420=160个观测数据，对观测数据进行统计后，加工中心有110次作业，50次空闲，则加工中心的作业率为，操作人员有112次作业，48次空闲，则操作人员作业率为，当可靠度为95%，相对精度为时，则有式（2-3）求的对操作人员观测次数为：设备的观测次数：一般

44、地讲观测次数决定于精度的大小，为保证足够精度，观测次数尽可能多。确定观测期间和一天观测次数齿轮箱家工作也比较稳定，而且日产量很均衡，故可取较短观测时间，确定为6天，共有4台设备和4个人，由此计算得每天观测次数为：3.2.6设计观测表格为了使抽样工作准确、高效，应根据机车厂车间实际问题和情况事先设计好表格。表格一般包括观测项目、观测者姓名、观测日期、被观测的对象情况、观测时刻等内容。观测的格式很多，根据此次观测的对象、内容和目的，加上理论上对应观测宽放时间的种类分类以及对工厂实地情况的调查，综合以上信息可以得到如表3-7、3-8所示的观测表。表3-7 操作人员抽样观测表格操作人员号码作业时间宽放时间作业操作搬运作业作业款放管理宽放生理宽放疲劳宽放可避免宽放作业监视收拾作业随时作业搬运工作研磨、小修理、注油作业等待洽商工厂走动开工准备、下班收拾洗手、上厕所休息怠工调整机械、测量原材料、半成品、检验、搬运联络、原始记录喝水、拭汗、消除疲劳迟到早退表3-8 设备抽样观测表格机器工作停工闲置台号工作中准备中等待中修理中不在岗机械休止加工准备机械准备工具整理加工品等待（有作业）等待（无作业）修理走动中缺席