工业工程教材《第五章作业分析》

基础工业工程内容提要第五章作业分析第九章预定时间标准法第一章生产与生产率管理第二章工业工程概述第三章工作研究第四章程序分析第六章动作分析第八章工作抽样第十章标准资料法第七章秒表时间研究第五章作业分析基础工业工程第一节作业分析概述五、作业分析的类型一、作业分析的定义二、作业分析与程序分析的区别三、作业分析的基本要求四、作业分析的特点基础工业工程一、作业分析的定义通过对以人为主的工序的详细研究，使作业者、作业对象、作业工具三者科学合理地布置和安排，达到工序结构合理，减轻劳动强度、减少作业工时消耗、缩短整个作业的时间，以提高产品的质量和产量为目的而做的分析，称为作业分析。基础工业工程二、作业分析与程序分析的区别作业分析是研究一道工序、一个工作地点的工人使用机器或不使用机器的各个作业（操作）活动。程序分析是研究整个生产的运行过程，分析到工序为止，而作业分析则是研究一道工序的运行过程，分析到操作为止。基础工业工程三、作业分析的基本要求通过删减、合并、简化，使操作总数减至最低、工序排列最佳，并使每一操作简单易行。合理利用肌肉群，防止某些肌肉群因动作频繁而产生劳损。要求机械完成更多的工作。减少作业循环和频率。改进设备、工装或工位器具、物料规格或工艺，采用经济的切削用量。消除不合理的空闲时间，尽量实现人机同步工作。基础工业工程综上所述，通过作业分析，应达到使作业的结构合理、作业者的劳动强度减轻、作业的时间消耗减少，保证生产质量，提高作业效率。基础工业工程四、作业分析的特点把详细地分析、改进一个工作地上的作业作为分析的对象和目标；应用程序分析的基本手法，对以人为主的作业系统进行分析；对影响该项作业效率和作业质量各种因素进行分析,通常包括作业方法、原材料、设备与工装工位器具、作业环境条件等方面。基础工业工程五、作业分析的类型人机作业分析；联合作业分析（工组作业分析）双手作业分析（操作者作业分析）。根据具体分析对象的不同，作业分析可划分为：基础工业工程第二节人机作业分析五、人—机作业分析图一、人—机作业分析的含义二、人—机作业分析的特征三、人—机作业分析的主要用途四、人—机作业分析的主要过程七、闲余能量分析六、人—机作业分析图的实例分析基础工业工程一、人—机操作分析的含义以机械化作业为研究对象，用来研究和分析人-机操作过程中，操作者手动操作和机械设备机动操作之间的相互配合关系，以达到尽可能多消除操作者和机械设备在工作循环周期内的空闲时间，并提高人-机作业的生产率。基础工业工程关键是反映出人和机作业配合情况，人机分析图上应该清楚反映出人和机在一个作业周期内各自的作业情况，以及人和机作业是如何相互衔接的，尤其要注意人和机器操作活动是否存在交叉情况。所谓相互交叉就是利用机器设备自动工作的时候，操作者完成一部分手工操作活动。一般用于分析1人操作1台机器或1人操作多台机器的情况。二、人—机操作分析的特征基础工业工程发现影响人－机作业效率的原因。判断操作者能够同时操作机器的台数。判定操作者和机器两方面哪一方对提高工效更为有利。进行安全性研究，以保证操作者的安全问题。设备改造、实现自动化及改善作业区的布置。三、人—机操作分析的主要用途基础工业工程四、人—机操作分析的主要过程观察和记录操作者与机器设备在一个作业周期（周程）内各自的操作步骤和操作内容。用作业测定法确定这些操作活动的时间，按照操作者和机器设备操作活动的时间配合关系，在作业分析图表中清晰地表示出来。运用工作简化和合并交叉的原则，研究改进操作的各种可能性，提出切实可行的改进方案。绘出新的作业分析图表。新的操作方法经过现场验证以后，即应用于生产，并对改进的效果进行评价。基础工业工程五、人—机作业分析图人一机作业分析图(Man-machinechart)是记录在同一时间坐标上，表明作业者与机器的协调和配合关系的一种图表。通过对人－机作业图的分析，可以获得减少人－机等待（空闲）时间，提高人－机效率。人机作业图由以下三部分组成：表头部分、图表部分和统计部分。基础工业工程1、表头部分表头内容依具体情况而制定，一般包括作业名称、工作部门、产品名称、表号、作业者、编号、图示、日期等，示例如下表。工作部门表号产品名称作业名称机器名称操作者年龄技术等级文化程度制表者审定者基础工业工程2、图表部分用垂直竖线把人与机器分开。取适当的比例尺。分别在人与机器栏内，依作业程序和时间由上而下用规定的图标（见下表）记录人与机器工作或空闲的情况，并注写作业单元内容。只绘出一个操作周程（加工完一个零件的整个过程）。含义图标人或机器处于工作状态人或机器处于空闲状态人与机器处于同时工作状态基础工业工程3、统计部分统计内容包括操作周程（期），人、机在一周程内工作时间和空闲时间，以及人、机利用率。统计项目现行的改进的节省效果人周程时间/min工作时间/min空闲时间/min时间利用率（％）机周程时间/min工作时间/min空闲时间/min时间利用率（％）基础工业工程例5-1在立式铣床上精细铸铁件的平面例5-2打光发动机螺栓例5-3某工人操作车床车削工件人—机操作分析的改善着眼点六、人—机操作分析应用实例分析基础工业工程如图为在立式铣床上精铣铸铁件时人－机操作情况的详细记录图。图中可见，工作中铣床有3/5时间没有工作，这是由于当工人操作时，机床停止工作；机床自动切削时，工人则无事做。例5-1.在立式铣床上精细铸铁件的平面工作部门表号统计项目现行的改进的节省效果产品名称作业名称机器名称操作者制表者人机B239铸件精铣第二面进给量f速度v铣削深度ap审定者年龄技术等级文化程度周程时间/min工作时间/min空闲时间/min时间利用率/%周程时间/min工作时间/min空闲时间/min时间利用率/%2.01.20.860%1.361.1259%40%2.00.819%0.641.20.560.81.3683%0.240.640.560.080.6423%现行方法改进方法时间(min)操作者操作者机器机器0.80.60.40.21.01.21.61.4移开铣成件以压缩空气清洗之量面板深度锉锐边,压缩空气清洗之放入箱内,取新铸件压缩空气清洗机器将铸件夹上夹头开机床进刀移开铣成件用压缩空气吹净夹具装毛坯开动铣削锉去毛刺,吹净在铣床台上用样板量深度成品入箱,取毛坯至台面1.82.0图5-1精铣铸铁件的人—机作业图工人将工件夹紧在机床台面上和加工完后松开夹具、取下零件是必须在机床停止时才能进行的，但用压缩空气清洁零件，用样板检验工件的深度等是可以在机床开动中同时进行的。是否可以改善呢？基础工业工程因此要缩短其周程时间，应尽量利用机器工作的时间进行手工操作。例5-1.在立式铣床上精细铸铁件的平面工作部门表号统计项目现行的改进的节省效果产品名称作业名称机器名称操作者制表者人机B239铸件精铣第二面进给量f速度v铣削深度ap审定者年龄技术等级文化程度周程时间/min工作时间/min空闲时间/min时间利用率/%周程时间/min工作时间/min空闲时间/min时间利用率/%2.01.20.860%1.361.1259%40%2.00.819%0.641.20.560.81.3683%0.240.640.560.080.6423%现行方法改进方法时间(min)操作者操作者机器机器0.80.60.40.21.01.21.61.4移开铣成件以压缩空气清洗之量面板深度锉锐边,压缩空气清洗之放入箱内,取新铸件压缩空气清洗机器将铸件夹上夹头开机床进刀移开铣成件用压缩空气吹净夹具装毛坯开动铣削锉去毛刺,吹净在铣床台上用样板量深度成品入箱,取毛坯至台面1.82.0图5-1右侧为改进后的记录图，由图可见，重新安排工作后，不需增加设备和工具，仅在2min内就节省了工时0.64min，提高工效32％。如检查工作物、去除加工面的毛刺，将加工完的工件放进成品盒，取出铸件做好加工前的准备，在放回工件的同时取出待加工件，用压缩空气吹洗已加工的铸件等。基础工业工程工作部门表号统计项目现行的改进的节省效果产品名称作业名称机器名称操作者制表者人机B239铸件精铣第二面进给量f速度v铣削深度ap审定者年龄技术等级文化程度周程时间/min工作时间/min空闲时间/min时间利用率/%周程时间/min工作时间/min空闲时间/min时间利用率/%2.01.20.860%1.361.1259%40%2.00.819%0.641.20.560.81.3683%0.240.640.560.080.6423%现行方法改进方法时间(min)操作者操作者机器机器0.80.60.40.21.01.21.61.4移开铣成件以压缩空气清洗之量面板深度锉锐边,压缩空气清洗之放入箱内,取新铸件压缩空气清洗机器将铸件夹上夹头开机床进刀移开铣成件用压缩空气吹净夹具装毛坯开动铣削锉去毛刺,吹净在铣床台上用样板量深度成品入箱,取毛坯至台面1.82.0图5-1精铣铸铁件的人—机作业图（现行方法和改良方法）基础工业工程例5-2打光发动机螺栓因为这些螺栓用于飞机上，因此加工后必须去掉毛刺。原方法是：操作者从工作台上的贮藏箱中拿起一个螺栓，用手握住螺栓的一端靠近布轮（布轮旋转着），用手旋转去掉毛刺，然后再换螺栓的另一头去掉毛刺。打光的螺栓被扔到放在桌上右边贮藏盒内，试绘制人机作业图并进行改进。1.首先绘出原方法的人机作业图（图5-2）基础工业工程图5-2打光螺栓的人机作业图（原方法）作业名称：机器名称：操作者：研究者：方法：机器号码：日期：人机器操作者时间布轮左边时间布轮右边时间代表工作代表空闲时间单位1=1/1000min统计工人机器布轮左边布轮右边空闲时间工作时间周程利用率打光柱螺栓布轮111方法是：操作者从工作台上的贮藏箱中拿起一个螺栓，用手握住螺栓的一端靠近布轮（布轮旋转着），用手旋转去掉毛刺，然后再换螺栓的另一头去掉毛刺。打光的螺栓被扔到放在桌上右边贮藏盒内。现行方法B311116紧握柱螺栓并把一端对着布轮空闲碰着布轮旋转柱螺栓7打光柱螺栓7调整柱螺栓另一端对着布轮18空闲碰着布轮旋转柱螺栓7打光柱螺栓7处理打光过的柱螺栓5空闲空闲530535353/53=100%39145314/53=26%530530基础工业工程2、分析和改进从上图中可以看到：(1)布轮的右边完全没有被利用(2)布轮的左边利用率仅为26%答：由记录图上可以看到，空闲的原因是因为工人要用手去握紧螺栓，然后把一端对着布轮，及调换螺栓的另一端，并把另一端对着布轮，以及处理打光的螺栓，此三次动作时，机器空闲着。采用提问技术：答：因为操作者一次只能用手握一只螺栓打光毛刺，只需用一边。问：为什么布轮右边完全没有被利用？问：为什么布轮的左边有那么多的空闲时间？人机器操作者53空闲时间空闲716碰着布轮旋转柱螺栓调整柱螺栓另一端对着布轮周程18机器工人空闲时间利用率5339570工作时间%2653/14作业名称：打光柱螺栓机器名称：布轮操作者：.研究者：.方法：现行方法机器号码：B3日期：.布轮左边时间布轮右边握紧柱螺栓并把一端对着布轮碰着布轮旋转柱螺栓处理打光过的柱螺栓打光柱螺栓打光柱螺栓空闲16775空闲代表工作代表空闲时间单位1＝1/1000min统计530531453530%10053/53布轮左边布轮右边基础工业工程答：如果不用人握着，而靠一种夹具来自动进料，既解决布轮两边的利用率，又可以减少机器等待人握紧螺栓，并调换一端的时间。改良方法是安装一个简单的夹具，它由平行放置于工作台上的两个金属管组成，如下图5-3所示，可以看出：柱螺栓被装在两个管中，布轮快速地旋转，打光螺栓，改进后的人机作业图如下图5-4。3、建立新方法问：有无更好的方法？基础工业工程图5-3打光柱螺栓的夹具图基础工业工程工人机器操作者当柱螺栓通过布轮左边的进料管即被抛光时间30周程机器工人空闲时间利用率3000工作时间%10030/30作业名称：打光柱螺栓机器名称：布轮操作者：.研究者：.方法：改良方法机器号码：B3