工业工程导论(后).ppt
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1、工业工程导论,第六章 工作研究方法1、概述2、方法研究3、方法研究分析技术4、时间研究,第一节 概述 工作研究是传统工业工程的基本方法之一,主要包括动作研究和作业测定(时间研究)。经过不断发展和改善之后,今天已经成为一个企业提高生产率、实行有效管理的基本方法。,发展工作研究,主要是发展更好的操作方法,正确估计操作时间,平衡装配流水线,估计人工成本,发展有效率的工具,选择适当的设备,合理布置工厂,训练工人以提高效率。作为一名工业工程师,工作研究掌握得如何,是其基本功扎实的具体表现。,第二节 方法研究原理一、定义和目的1、定义 对现有的或拟议的工作(加工、制造、装配、操作)方法进行系统的记录和严格
2、的考查,作为开发和应用更容易、更有效的工作方法,以及降低成本的一种手段。,2、目的 改进工艺和程序,改进工厂、车间和工作场所的平面布置,改进整个工厂和设备的设计,改进物料、机器和人力的利用,经济地使用人力,减少不必要的疲劳以及改善工作环境。,二、内容1、程序分析1)工艺程序图分析 2)流程程序图分析3)线图、线路图分析2、操作分析1)人机操作分析 2)联合操作分析3)双手操作分析3、动作分析1)动作要素分析 2)瞬时动作分析3)微动作分析,三、基本程序1、选择。选择研究对象,弄清问题 除了考虑经济因素外,还要考虑技术因素和人的因素。2、记录。通过直接观察,记录有关的全部事实 记录要求准确、清晰
3、、明了。事前需要设计表格和符号。3、分析。运用恰当地技术,严格而有秩序地分析事实。,4、开发。考虑各种可能出现代因素,开发最实用、最经济、最有效的方法5、建立。建立新的标准工作方法。6、实施。通过定期检查,推动标准方法的实施。7、维持。如适用,则应以适当的步骤来维持。,常用符号:表示操作,为工艺过程、方法或工作程序中的 主要步骤,如搅拌、机加工等,表示搬运、运输。为工人、物料或设备从一 处向另一处的移动。,表示检验。为对物体的品质或数量以及某种操 作执行情况进行检验。,表示暂停或等待。为事情进行中的等待。如前后两道工序间处于等待的工作、零件、等电梯等;公文等候批示;等待开箱的货箱;,表示受控制
4、的储存。物料在某种授权下的存入和发放。,“ECRS”四大原则:1)取消(Eliminate)。经过“完成了什么”、“是否必要”、“为什么”等问题的提问,不能有满意答复的,皆属于非必要的内容,需要取消。2)合并(Combine)。无法取消而又必须的,看能否进行合并,达到省时简化的目的。,3)重排(Rearrange)。取消合并之后,可根据“何人、何处、何时”三个提问进行重排,使其能有最佳的顺序,除去重复,办事有序。4)简化(Simple)。经过取消、合并、重排后的必要工作,就可以考虑能否采用最简单的方法及设备,以节省人力、时间及费用。,四、建立标准工作方法和贯彻新方法 改进方案经过试行完善后,就
5、应当对新的工作方法进行标准化,包括把工作流程、工作场地布置、现场使用的工艺装备、操作方法以及现场的供应服务及环境条件等形成规范性指导文件。也就是将新的工作方法和好的经验加以固定化,以利于更好的贯彻执行。实践证明,没有制度和规范的保证,新的工作方法容易受到旧的习惯的挑战。,第三节 方法研究分析技术一、程序分析 程序分析是从宏观角度出发。对整个生产过程进行全面的观察记录和整体分析。以现行的工艺程序为基础,采用专用的图表和符号对其进行详细的观察、记录,应用5W1H和ECRS四大原则进行分析,最后通过改进,提出合理的工艺流程和车间平面布置与物料搬运路线。,1、工艺程序分析 工艺程序分析是对作业现场的宏
6、观把握,它把整个生产系统作为分析对象,分析的目的是改善整个生产过程中不合理的工艺内容、工艺方法、工艺程序和作业现场的空间布置。通过分析研究,设计经济、合理、优化的方法、程序和空间配置。,工艺程序分析最主要的工作是绘制工艺程序图。绘制工艺图时,以纵垂线表示工艺顺序,水平线表示材料的引入,绘制原理如下:,绘制步骤:1)在工艺程序图标题栏内写明诸如产品名、产品或材料型号、加工设备、加工人等信息,注明图号、现行方法或是改进方法、研究者的姓名以及绘图日期。2)需表示加工顺序的自制件依据主加工顺序依次排列在短横线上方,并标明各个自制件的名称、数量、材料、规格等信息。,3)只使用程序图符号“”和“”表示自制
7、件和主加工流程的加工和检验工序,符号右侧记录工序名,符号左侧记录时间、地点或距离;纵线连接程序图符号表示加工的工艺流向,横线表示自制件或外购件进入装配 4)主装线在最右侧,其他的依序从右至左排列;外购件直接进入主装线;,5)符号“”和“”内分别按照从右至左、从上至下的顺序编号;6)填写汇总表格,记录整个工艺流程的工序数量等汇总信息。,举例:要制作豆腐汤,需将豆腐和葱、酱油以及混合调料分别放入水中煮熟,其工艺程序分析如图,2、流程分析 流程程序图有两种:物料型流程程序图和人员型流程程序图。物料型流程程序图以原材料、在制品或产品为研究对象,主要标明生产或搬运过程中材料或零部件被处理的步骤。人员型流
8、程程序图以人为研究对象,主要记录操作者在作业过程中的操作流程。表头部分包括:工作部别、工作名称、现行方法、建议方法、最后统计等,流程程序图的绘制步骤如下:1)在标题栏内注明标题、图号、研究者姓名、绘图日期、零件号、部件号、加工者等必要信息。2)按加工的时间顺序在图内有序填写流程内容 3)判断流程内各活动内容,填写符号或连接符号路线。4)填写各步骤时间、距离等信息。5)填写汇总表格,记录整个流程的加工、检验、搬运等工序的汇总信息。,3、线路图分析 线路图是以作业现场为对象,对现场布置及物料和作业的实际流动路线进行分析,以达到改进现场布置和移动路线,缩短搬运距离的目的。,线路图依照比例缩小尺寸绘制
9、工厂的简图或车间平面布置,将机器、工作台等的相互位置一一绘制于图上,并将流程程序图上所有的动作,以线条或符号进行表示。特别是材料与人员的流通线路,要按照流程程序记录的次序和方向用直线或虚线表示,各项动作发生的位置则用符号及数字表示。流通的方向一般以箭头表示。,线路图绘制的时候要注意一些问题:1)同一图面表示加工、装配等程序时,所有在制品的流程均应画出;在制品类型很多时,可以采用实线、虚线或不同颜色的线来表示。2)可用不同颜色或不同类型的线来表示不同的搬运或重叠的路线 3)图内交叉处应以半圆形线表示避开;4)流程中有立体移动时应利用三维空间图来表示,新生入学注册线路图,举例:,新生入学注册流程图
10、,2)线图 线图分析是在按比例绘制的平面布置图或模型上,用线条表示并度量作业人员、物料或设备等在一系列规定活动中所走的路线的分析方法。,二、操作分析1、定义 研究如何使工人的操作以及工人和机器的相互配合达到最经济、最有效的程度。它的研究内容属于人机工程学的范畴。通过操作分析,进一步发挥人和机器的作用,缩短操作周期,提高工作效率。,2、区别 流程分析是研究整个生产的运行过程,分析到工序为止;而操作分析则是研究一道工序的运行过程,分析到操作为止。3、常用工具 人机操作程序图、联合操作程序图和双手操作程序图,4、操作分析的基本要求(1)通过删减、合并、简化,使用操作总数减至最低、工序排列最佳,并使每
11、一操作简单易行(2)合理利用肌肉群,防止某些肌肉群由于动作过于频繁而产生劳损。发挥两手作用,平衡两手负荷,避免用手长时间握持物件,尽量使用工具。,(3)要求机器设备完成更多的工作,例如自动进刀、退刀、停车、自动检测、自动换刀等。大量生产应设计自动上料落件装置。改进零件箱或零件放置方式。(4)减少作业循环和频率,减少物料的运输和转移次数,缩短运输和移动距离,使运输和移动方便易行。,(5)改进设备、工具、材料规格或工艺性,采用经济的切削用量。(6)工作地点应有足够的空间,使操作者具有充足的回旋余地。(7)消除不合理的空闲时间,尽量实现人机同步工作,使某些准备工作、布置工作地点的工作、辅助性工作放在
12、机动时间进行。,5、人机程序图1)定义 人机操作分析利用人机程序图来记录一定工作时间内、一定工作地内,操作者在一个工作周期内的作业情况和机器在一个运转周期内的运转情况,基于同一时间坐标描述人机状态,分析操作者是否可以兼管工序或实行一人多机看管,尤其在时间能否充分利用和操作顺序可否重排方面进行思考,以达到节约人员和时间的目的。,2)构成 人机操作程序图一般由上、下两部分构成。上部左边用于填写工作部门、产品名称、作业名称、表号、操作者等;上部右边用于填写人、机工作周期、时间利用率等,下部按统一的同步时间标尺,分别记录操作者和机器的活动状况。,3)绘制步骤填写左上方各栏。在图中的时间栏中画出等距离间
13、距的刻度代表时间比例单位,刻度大小可根据操作周期的长短和图样幅面确定。,按照活动发生的顺序和时间,在人、机栏内分别记录操作者和机器的活动情况。在图中,用涂黑的粗线表示工作,空白表示空闲。左边注写出操作单元内容说明,右边注写出机器设备的工作内容。观察结束后,将人、机的工作时间、空闲时间汇总填入右上方各栏中。,举例:下图为立式铣床上粗铣铸件时人机操作情况的详细记录图,6、联合操作程序图1)定义 又称多种动作操作程序图,是记录在同一时间坐标上,一组工人共同操作一台机器或不同工种的工人共同完成一项工作时,他们之间相互配合关系的图表。,2)绘制方法 在图样的正中画出等距离的水平间隔刻度线,表示单位时间,
14、并标出刻度数值。在左边现行方法栏中,按作业活动发生的先后顺序,记录每一工人或不同工种的工人活动的内容及消耗的时间。用带有斜线的方块表示工作时间,空白表示空闲时间。经过现行方法考查后,将改进的方法画入右边栏内,并填写节省时间的百分率。,举例:下图为检查裂化器中催化剂状态时,拆装裂化器有关零件的联合操作程序图。左边为记录的现行方法,右边为对现行方法考查后,提出的改进方法,7、双手操作程序图1)定义 按操作者双手动作的相互关系记录其手(或上、下肢)动作的图表。2)目的 平衡左右手的负荷,减少无效动作,减轻工人疲劳,缩短作业时间,使操作过程合理化,并根此制定操作规程。,3)与人机程序图的区别 双手操作
15、程序图一般用来表示一个完整工作循环时的重复操作。双手操作程序图是分析操作者的左右手的动作状况,着眼于工作地点部署的合理性和零件摆放位置的方便性;人机程序图则是分析人、机的相互协调的配合关系,着眼于如何利用人的机动时间来做其它的工作或增加看管机器的台数,以提高人力、机器的利用率。,绘制要点:1、必须深入生产现场,观察全部操作,了解情况,慎重确定操作循环周期的起点与终点;2、标题栏:一般在图的左上角注明现行方法还是改进方法、研究者姓名、绘图日期、零件号、工作周期的起点与终点等必要信息;3、平面布置图:为了便于分析双手操作,一般在图的右上角画出工作场所平面布置图;,4、图的中间部分记录左右手动作,一
16、边观察,一边记录,一般先记录动作较多的一手,把其动作按顺序记录于图纸中间的一边,反复补充、核对、改正;然后再以同样的程序依序记录另一手的动作,必须注意,左右手的同时动作要画在同一水平位置,并要在现场多次核对左右手动作的关系,是记录准确无误。5、记录完成后,将左右手动作的统计信息填入图内最下方。,举例:一个简单的双手完成信纸上签名动作的双手操作程序图,三、动作分析1、定义 以操作者在操作过程中手、眼和身体其它部位的动作作为分析研究对象的,找出并剔除不必要的动作要素,在此基础上制定最佳操作方法和预定动作时间标准,以达到使操作简便、高效省力的目的。,动作要素说明:(1)第一类 伸手、抓取、负荷移动、
17、定位、装配、使用、分解、放手8个动作要素。这些都是完成作业所必须的动作要素,对其改进的重点是取消不必要的动作,同时对工件的摆放、方向、距离、使用条件等进行研究改造。,(2)第二类 寻找、选择、预对、检验、思考5个动素。这类动作要素有延迟第一类动作要素的倾向,这类动作要素通常是必须的,但可通过改进工作地的安排来减少或消除。,(3)第三类 保持、放置、延迟和休息4个动素。这类动作要素通常与工作无关或无益,他们是动作分析的重点。这些动素的减少或消除,将使动作分析带来明显的效果。通过使用简单的夹持器具、合理布置工作地,调整动作的顺序,都可以消除或减少保持和延迟的动作要素。但是,休息还是必需的,3、动作
18、经济原则1)8条与使用身体有关的原则。双手应同时开始和结束工作。除规定的休息时间外,双手不应同时空闲。双臂的动作应对称,方向应相反,并应同时进行手的动作应尽可能以最低等级的动作来完成。,应尽可能利用物体的重量,如需用肌肉力时,则应将其减至最低。作连续的曲线运动比作方向突变的直线运动为好自由摆动动作比受约束或受控制的动作更轻快。对于重复操作,平稳性和节奏性很重要,节奏性能使动作流畅和协调。,2)8条与作业场所布置有关的原则。工具物料应置于固定场所。工具物料及装置应布置在工作者的前面近处。零件物料的供应应尽可能利用其重量,坠至工作者手边。应尽可能利用“坠送”(指对加工完成的零件)方法。,工具物料按
19、照最佳的操作顺序排列。应有适当的照明设备,使视觉舒适。工作台及椅子的高度,应使工作者坐立适宜。工作台式样及高度,应使工作者保持良好的姿势,3)6条与工具设备有关的原则。尽量解除手的工作,而以夹具或足踏工具代替。可能时,应将两种可以联用的工具合并。工具物料应尽可能预放在固定工作位置。利用手指工作时,应按各个手指的本能,合理分配负荷。手柄的设计,应尽可能使其与手接触面积增大。机器上的杠杆、十字杠及手轮的位置,应能使工作者极少变动其姿势,且能利用机械的最大能力。,4、动作分析方法 按照精确程度不同,动作分析可以分为:1)目视动作分析:研究人员运用目视观测的方法,观测各个操作单元,并将观测到的实际情况
20、进行记录和分析2)影像分析:通过摄像和录影方法,用胶卷和录像带记录作业的实际过程,再通过放像、放映的方式反复观测和分析作业动作,提出改善意见。瞬时动作分析。细微动作分析。,第四节 时间研究一、概念 工作测量又称时间研究,是根据统计学原理,通过对工作细节内容进行分析、测定来确定标准工时的方法。二、分类 直接时间测定法、工作抽样、预定动作时间研究,三、直接时间测定方法和步骤1、测试准备工作2、现场观测测时3、确定标准时间,四、工作抽样方法和步骤1、准备阶段2、观测阶段3、数据统计分析阶段,五、模特法原理1、概念 模特法是预定时间标准法的一种,简称为MOD法,是1966年澳大利亚的海特(Hayde)
21、博士创立,2、特点 根据预先为各种动作制定的标准时间来确定进行各种操作所需要的时间,而不是直接通过观察和测定。避免了观测的随机性和不确定性,使得到的数据具有很好的一致性,且客观准确。,3、步骤:1)正确描述操作过程。2)操作分解3)对动作单元进行组合分析4)绘制模特排时法记录表5)计算标准时间,4)绘制模特排时法记录表。,5)计算标准时间。标准时间正常时间 X(1宽放率)用模特法计算的时间为正常时间,宽放率可根据不同类型生产系统进行具体选取或者确定。,第五章 人机工程学1、人机工程学及其发展史2、人机工程学的发展概况3、人机工程学的研究内容和方法,第一节 人机工程学及其发展史一、人机工程学的命
22、名二、人机工程学的定义,第一节 人机工程学及其发展史 著名的美国人机工程学专家伍德森认为:人机工程学研究的是人与机器相互关系的合理方案,亦即对人的知觉显示、操纵控制、人机系统的设计及其布置和作业系统的组合等进行有效的研究,其目的在于获得最高的效率和作业时感到安全和舒适。,前苏联的学者将人机工程学定义为:人机工程学是研究人在生产过程中的可能性、劳动活动方式、劳动的组织安排,从而提高人的工作效率,同时创造舒适和安全的劳动环境,保障劳动人民的健康,使人从生理上和心理上得到全面发展的一门学科。,国际人机工程学会的定义是:人机工程学是研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的因素,研究人和机
23、器及环境的相互作用,研究在工作、生活和休假时怎样统一考虑工作效率、健康、安全和舒适等问题的学科。,中国企业管理百科全书中对人机工程学所下的定义为:人机工程学是研究人和机器、环境的相互作用及其合理结合,使设计的机器和环境系统适合人的生理、心理特点,达到在生产中提高效率、安全、健康和舒适的目的。,两方面是一致的:人机工程学的研究对象是人、机、环境的相互关系。人机工程学研究的目的是如何达到安全、健康、舒适和工作效率的最优化。,人一机一环境的具体含义:人指操作者或使用者;机泛指人操作或使用的物,可以是机器,也可以是用具、工具或设施、设备等;环境是指人、机所处的周围环境,如作业场所和空间、物理化学环境和
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