工业工程ppt课件第4章.ppt
2022年12月10日,1/38,内容提要,4.1 方法工程概述 4.2 程序分析 4.3 作业分析 4.4 动作分析,2022年12月10日,2/38,工作研究：用科学的方法对运营（工业领域和非工业领域）的全过程，涉及人、机、环进行系统的实证研究。工作研究包括两部分内容，即方法工程(Methods Study)和作业测定(Work Measurement)。 方法工程是将工作方法进行改进及标准化的技巧之总称，旨在消除生产系统中不合理、不均衡、不经济的因素，寻求最有效的标准工作方法。 作业测定是对生产活动中劳动力如何使用及应当如何使用的问题进行定性、定量的测定，在方法工程的基础上正确测定作业量并制定标准时间。因此，两者是相辅相成的。,2022年12月10日,3/38,方法工程和作业测定的关系,2022年12月10日,4/38,4.1 方法工程概述,方法工程的目的是通过改进来逐步完善。具体表现如下:改进工艺程序。改进工厂车间和工作场所的平面布局。改进工厂设备的平面设置。改善工作环境，实现文明生产。改进物料、人力、机器的利用，提高生产率。降低劳动强度。方法工程的特点如下：求新意识 系统意识,2022年12月10日,5/38,方法工程主要包括程序分析、作业分析和动作分析三部分。 下表以汽车车身为例阐述了方法工程的层次和技术。,2022年12月10日,6/38,方法工程分析技术的类别和方法,2022年12月10日,7/38,方法工程的一般程序： 确定研究对象 进行分析前的准备工作 进行调查 进行分析研究 确定实施方案 试行实施方案 实施和进度管理,2022年12月10日,8/38,4.2 程序分析,程序分析是以整个生产过程为对象，研究分析一个完整的工作程序。从第一个到最后一个工作，全面研究和分析有无多余的作业，程序是否合理，搬运是否太多，等待是否太长，以便进一步改善工作和工作方法。程序主要包括两类：流程程序和工艺程序。程序分析的原理 主要通过“5W1H”技术、ECRS 四大原则及IE改善法得以体现。,2022年12月10日,9/38,5W1H技术,表4-5 5W1H的分析,2022年12月10日,10/38,ECRS四大原则,程序分析的ECRS四大原则 取消(Eliminate) 合并(Combine) 重排(Rearrange) 简化(Simplify),2022年12月10日,11/38,IE改善法,从ECRS四大原则还可以衍生出IE的改善方法。排除法 从另外角度看，发现无用的作业工序。结合法 将类似的作业一起分析。交换法 改变作业的顺序，替换作业人员。精减法 消减作业的次数和距离。,2022年12月10日,12/38,程序分析的描述 为了简化记录及分析工作过程，程序分析时有必要规定一些专用符号。美国和日本分别于1947年、1960年颁布了工序与流程图标准，随后我国也颁布了相应的符号标准。 我国根据美国机械工程师学会ASME颁布的标准，结合我国具体情况，也制订了工作程序分析图表所用的图形符号标准(如下图) 。,2022年12月10日,13/38,程序分析的步骤：找出问题确定目标制订计划调查现状制定措施调查结果巩固成果。具体如下：选择 选择所需要研究的工作。记录 用程序分析有关图表，对现行的方法进行全面记录。分析 用5W1H技术，对所记录的事实进行逐项提问，并根据ECRS四大原则，对有关程序进行取消、合并、重排与简化，并用IE改善法进行分析。建立 在上述步骤的基础上，建立最实用、最经济、合理的新方法。实施 采取措施使新方法得以实现。维持 坚持规范及经常性的检查，维持该标准不变。,程序分析的步骤,2022年12月10日,14/38,4.2.2 工艺程序分析,1. 工艺程序分析的内容 ： 工艺程序分析是对现场的宏观分析，将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配置，通过严格的考查与分析，设计出最经济合理的、最优化的工艺方法、工艺程序、空间配置。2. 工艺程序图：工艺程序图包含以下内容。含有工艺程序的全面概况及各工序之间的相互关系，根据工艺顺序编制，需标明所需时间。能清晰地表明各种材料及零件的投入，可作为制订采购计划的依据。包含各生产过程的机器设备、工作范围、所需时间及顺序。,2022年12月10日,15/38,工艺程序图基本形式,2022年12月10日,16/38,工艺程序图的实例分析,现以国内某厂电子枪生产线的工艺程序图为例进行分析,上图为电子枪结构图右图为改进前电子枪生产线工艺程序图,2022年12月10日,17/38,右图为改进后电子枪生产线工艺程序图 经改进，将018分解为装灯丝和焊芯柱两个作业，并将装灯丝作业排到最后，避免灯丝的损坏。改进后每年节约灯丝19.56万根，节约返修工时540小时。,2022年12月10日,18/38,4.2.3 流程程序分析,流程程序分析是对生产现场的整个制造程序做详细的记录，以便于对整个制造程序中的操作、检验、运送、储存、等待等做详细的研究与分析，特别是可用于分析运送距离、等待等隐藏成本的浪费。 企业的作业流程包括各项作业活动、管理活动等核心流程。,图为企业作业流程,2022年12月10日,19/38,流程的组成要素和特点 （1） 流程的六要素指输入的资源、活动、活动的相互作用、输出的结果、客户和价值等,其结构如图所示。,（2） 流程的特点目标性有明确的输出（目标或任务）。相关性流程的活动是互相关联的。动态性流程中的活动具有时序关系。层次性活动中又有子流程。机构性有串联、并联、反馈等结构。,4.2.3 流程程序分析,2022年12月10日,20/38,流程管理（BPM）是从流程角度出发，关注流程是否增值的一套管理体系。,流程管理体系图,供应链环境下的流程价值链,供应链流程模式,4.2.3 流程程序分析,2022年12月10日,21/38,流程程序图生产流程分析是以产品生产过程为研究及改进对象的一种分析技术。通常包括两方面：一方面是加工工艺和作业的方法改进；另一方面则是改进生产过程管理，减少停放时间和缩短运输路程等。 流程程序图由操作()、检验()、搬运( )、暂存或等待(D)、贮存()5种符号构成。绘制流程程序图必须注意以下事项：（1） 图表上记录的内容必须是直接观察所得到的。（2） 图表应提供尽可能全面的信息，所有的图表都应具备有关信息。,4.2.3 流程程序分析,2022年12月10日,22/38,生产流程分析流程分析图示：工序的连接 为了表示生产流程，用一条实线把各工序连接起来。 工序的集合 在装配作业中，将若干个零件装配成部件，或将部件装配成机器。工序的分离 在检修机器时，先将机器拆成部件，再将各部件拆成零件，即分解作业。 工序的并行 相同的工序同时进行时，把表示的工序系列并排画出，然后在并行工序的上面或下面集中起来。 记录时间 作业、检验或运送等所需的时间，记录运送距离 运送距离可目测或步测。,4.2.3 流程程序分析,2022年12月10日,23/38,流程分析的调查项目 调查的目的不同，调查的内容也不完全一样。教材中表4-9比较全面地列出了调查的项目，实际使用时，可以从表中选择适当的内容进行调查。通常可用调查分析图或表格来记录调查结果。,流程程序分析调查事项的表示,4.2.3 流程程序分析,2022年12月10日,24/38,流程分析研究 在调查现状的基础上，将流程程序图进行整理，对各工序的数量、时间及距离加以汇总，并填写汇总表,最后根据汇总表进行分析研究(见表4-10)。分析研究时应着重考虑以下问题。 所有活动的目的是什么？能否采取措施排除不必要的活动？作业地点、时间是否合适，能否变动？作业人员是否可以变动，或合并由一人作业？各作业工序使用的工夹模具情况如何？有无实现机械化、自动化的可能性？工序划分是否合理，能否简化或改善作业方法、合并作业工序？是否可以变更作业或检查顺序，从而获得更高的效率？运输路线是否合理？能否改进？,4.2.3 流程程序分析,2022年12月10日,25/38,流程分析举例及流程程序图分析与改进 某机械厂对阀体加工工序的流程进行了分析与改进。原有的工艺路线工序划分过细，运输及等待时间较长，因此改进后的流程合并了部分加工工序，并减少作业及检查等工序的次数，缩短了时间及运输距离，从而大大减低了成本。改进后的流程程序见表4-11。从表中可见运输距离缩短了1 791 m，单件成本减低2.20元。某机械厂改进后的流程程序分析的主要内容是通过厂区布局及车间设备布置状况的调查，研究原材料和制品的运输路线。其目的在于缩短流程（加工路线）和运输路线，以便缩短生产周期。流程程序分析实例见教材例4-1,4.2.3 流程程序分析,2022年12月10日,26/38,4.2.3 线路图和线图,线路图以作业现场为对象，对现场布置及物料（包括零件、产品、设备等）和作业者的实际流通路线进行分析，常与流程程序图配合使用，以达到改进现场布置和移动路线、缩短运输距离的目的。,气缸头的加工线路图,2022年12月10日,27/38,4.2.3 线路图和线图,气缸头的加工线路图,2022年12月10日,28/38,线图是线路图的一种特殊形式，是按比例绘制的平面布置图或模型。,线图,4.2.3 线路图和线图,2022年12月10日,29/38,4.3 作业分析,4.3.1作业分析概述1 作业分析的定义 作业分析是研究如何使工人的作业及工人与机器的相互配合达到最经济、最有效的程度。 2 作业分析的基本要求 通过删减、合并、简化，使作业总数减至最低、工序排列最佳，并使每一作业简单易行。合理地分配负荷，发挥两手作用，平衡两手负荷，尽量使用工具。要求机器设备完成更多的工作。减少作业循环，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。改进设备、工具、材料规格或工艺性。工作地点应有足够的空间，使作业者有充足的回旋余地。消除不合理的空闲时间，尽量实现人机同步工作。,2022年12月10日,30/38,4.3.2 人机作业 1.人机作业概述 人机作业分析又称闲余能量分析，主要分析一个作业周期内设备与人的作业的相互关系，以减少空闲时间。主要分析方法是人机作业程序图。,为了求得一个工人操作的机器所需最少数，可用以下公式。,进行人机作业程序分析时，关于工人与机器数的确定，常用公式：,L为装卸工件的时间；W为工人从一台机器移动到另一台机器所需时间；M为机加工时间；（L+W）为工人操作机器所需时间；（L+M）为一台机器的作业周期。 ,操作的机器的最少数目,例如，一个工人操作一台机器的时间为1 min，机加工时间为4 min，则机器数目5台,2022年12月10日,31/38,4.3.2 人机作业 2.人机作业实例分析 图4-23所示为在立式铣床上粗铣铸件（工件）时人机作业情况的详细记录图。图4-24所示为改进后的记录图,由图可见，重新安排工作后，不需增加设备和工具，仅在2 min内就节省了工时0.6 min，提高工效30%。,2022年12月10日,32/38,图4-23 精铣铸件人机操作图（现行）,图4-24 精铣铸件人机操作图（改良）,4.3.2 人机作业,2022年12月10日,33/38,1 联合作业概述 联合作业是指两个或两个以上人员对同一台设备进行作业，主要分析方法是采用联合作业分析图，力求通过对各对象的工作合理调配，取消空闲或等待时间，达到缩短周期的目的。 联合作业程序图又称多种作业程序图，是记录在同一时间坐标上，一组工人共同作业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。,4.3.2 联合作业,2022年12月10日,34/38,4.3.2 联合作业,联合作业分析的基本原则：人与机器的动作若能同时完成为最佳。,（a）为串行作业（工序串行）加等待需8h；（b）为串行作业（工序串行）无等待需7h；（c）并行作业（工序并行）仅需4h。,2022年12月10日,35/38,联合作业程序图其绘制方法如下：在图纸的正中央画出等距离的水平间隔刻度线，表示时间单位，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。,4.3.2 联合作业,2022年12月10日,36/38, 4.3.4双手作业概述生产现场的具体作业，主要是靠工人的双手完成的。 调查了解如何用双手进行实际作业则称为双手作业分析。其作用是研究双手的动作及其平衡,发掘“独臂”式作业,发现伸手、寻找和笨拙无效的动作,发现工具、物料、设备等不合适的放置位置,使动作规范化。分析时常采用双手作业程序图。 双手作业程序图是按作业者双手动作的相互关系记录其手（或上、下肢）的动作的图表。 分析研究双手作业程序图的目的，在于平衡左右手的负荷，减少无效动作，减轻工人疲劳，缩短作业时间，使作业过程合理化，并据此拟定作业规程。 双手作业实例：P145-146,4.3.4 双手作业,2022年12月10日,37/38,4.4 动作分析,动作分析是方法工程中的一种微观分析。它是以作业者在作业过程中，手、眼和身体其他部位的动作作为分析研究对象的。通过动作分析，找出并剔除不必要的动作要素，在此基础上制定出最佳作业方法和预定动作时间标准，以达到使作业简便、高效省力的目的。 动作分析的目的是发现作业人员的无效动作或浪费现象，简化作业方法，减少工作疲劳，降低劳动强度。 人们的作业活动可分为17个基本要素，即动素：人完成工作的动作可分解成的基本动作。其有关符号表示及含义如表4-12、表4-13所示。,2022年12月10日,38/38,4.4.2 动作分析的方法,常用的动作分析方法有三种:目视分析、摄影分析和预定时间标准法。目视分析 主要凭研究人员的观察，用动作要素符号进行记录和分析的一种研究方法。摄影分析 采用摄像或录像的方法进行动作分析，它不仅可以记录人的全部作业活动，而且事后可以根据分析的需要，反复再现。具体方法包括： 瞬时动作分析； 细微动作分析。预定时间标准法 预定时间标准法即PTS（predetermine time standard）法。,2022年12月10日,39/38,4.4.3 动作经济原则,动作经济原则为吉尔布雷斯首创，后经多位学者研究并改进，美国巴恩斯总结为22条。关于人体的运用的原则 （8条）关于工作地点布置 （8条）关于工具设备（6条） 任何工作中的动作，凡符合以上22条原则的，皆为经济有效的动作;否则，就应该改进。 将以上原则总结为以下10条分别介绍,2022年12月10日,40/38,第一条原则：双手的动作应同时而对称 。,用一只手：插完30只销子需30S 用双手：插完30只销子只需23S，节约时间29%,10条原则,2022年12月10日,41/38,人体的动作等级表,电灯开关的设计,第二条原则：人体的动作应以尽量应用最低级而能得到满意结果为妥,2022年12月10日,42/38, 上下型挥动：最佳效果的效率为9.4%。动能未得到利用，为肌肉所制止。 圆弧型挥动：后面挥上，前面打下，效率可达为20.2%，不易疲劳。,第三条原则：尽可能利用物体的动能，曲线运动，弹道式运动,2022年12月10日,43/38,第四条原则：工具、物料应置于固定处所及工作者前面近处，并依最佳的工作顺序排列。,2022年12月10日,44/38,第五条原则：零件、物料应尽量利用其重量坠送至工作者前面近处。,2022年12月10日,45/38,第六条原则：应有适当的照明设备，工作台及座椅式样和高度应使工作者保持良好的姿势。,2022年12月10日,46/38,第七条原则：尽量解除手的工作，而以夹具或足踏工具代替,2022年12月10日,47/38,第八条原则：可能时应将两种或两种以上工具合并为一,2022年12月10日,48/38,第九条原则：手指分别工作时，各指负荷应按其本能力予以分配。手柄的设计应尽可能与手接触面大；机器上的杠杆、手轮的位置应尽可能使工作者少变动其姿势。,英文打字键位置安排与各手指能力匹配,标准型,德伏拉克型,2022年12月10日,49/38,第十条原则：工具及物料应尽可能事前定位。,电动扳手的放置：,2022年12月10日,50/38,将以上原则归纳总结10条：(1)双手的动作应同时而且对称(2) 人体的动作应尽量用最低等级且能得到满意的结果 (3) 应尽可能地利用物体的动量 ，如图4-30(4) 工具、物料及装置应置于固定处或工作者附近，并依最佳的工作顺序排列 ，如图4-31 图4-32(5) 零件、物料应尽量利用其自重堕至工作者附近。 (6) 应配备适当的照明设备，工作台及座椅的高度应使工作者保持良好的姿势及坐、立适宜(7) 应尽量解除手的工作，而以夹具或足踏工具代替(8) 如有可能，应将两种工具合并使用(9) 手指分别工作时，各指负荷应按照其本能予以分配(10) 工具及物料应尽可能预放在工作位置,2022年12月10日,51/38,2合并 把必须突然改变方向的各个小动作合并成一个连续的曲线动作。 合并各种工具,使之成为多用途的工具。 合并可能合并的作业。 合并可能同时进行的动作。3重排 使工作平均分配于两手,两手之同时动作最好呈对称性。 组合作业时,应把工作平均分配于各成员。 把工作安排成清晰的直线顺序。,4.4.4 改善动作,2022年12月10日,52/38,4简化使用最低级别的肌内工作。减少视觉动作及必须注视的次数。保持在正常动作范围内工作。缩短动作距离。使手柄、作业杆、足踏板、按钮均在手足可及之处。在须要运用肌力时,应尽量利用工具或工作物的动量使用最简单的动素组合来完成工作。减少每一动作的复杂性。,4.4.4 改善动作,2022年12月10日,53/38,思考题：,如何利用工艺程序图和流程程序图进行程序分析?,案例讨论：如何运用方法工程平衡流水线及调整流水线的工序布置和流程优化？,
