运用方法研究对生产系统的改进与设计

I摘 要本论文是运用方法研究优化企业的生产系统，研究现场是徐工集团有限公司。通过对其现场调查，找出现存的问题，再运用方法研究的技术对这些问题进行改善和处理。在处理问题的过程中简化工艺流程,优化设施布置，提高人机利用率，减少不做功的动作，最终达到优化生产系统的目的。本文以液压油缸的生产车间为研究对象。首先，通过现场观察和询问搜集车间的生产数据，其次，利用方法研究的相关理论和“5W1H”的提问技术以及“ECRS”原则对液压油缸的装配线，活塞杆的生产线进行程序分析，作业分析，动作分析等，找出生产过程中的不合理现象，对其进行改进。最后，利用层次分析法对各个改进方案的总权重进行排序，比较各个改进方案的优劣。关键词：方法研究；程序分析；动素分析；工艺流程IIABSTRACTThis paper uses Method Study to optimize the production system of XCMG Construction Machinery Co. Ltd. Through its field investigation,the thesis finds out the existing problems, deals and improves these problems by using the technology of Method Study. During the process of dealing with the problems, to optimize the production system ,the author simplifies the process flow, better the facility layout, improves human utilization and reduces unnecessary actions.This article takes the workshop which products the hydrocylinder as research object. First， the author collects the production data by observing and inquiring. Second, Program analysis, Job analysis and Motion analysis on the assembly line of hydrocylinder and the production line of piston rod are done，which bases on correlated theories of the Method Study, the 5W1H questioning techniques and the rules of ECRS,thus this article is able to chase down the irrational phenomenon and make it better;Finally, this paper uses the Analytic Hierarchy Process (AHP) to sort all improvements weight and compare the merits of the improved scheme.Keywords: Method study；Program analysis；Motion Analysis ；Process flowIII目 录1 绪论 .11.1 课题背景 .11.2 工作研究国内外发展状况 .21.3 工作研究的起源 .51.4 方法研究的重要性 .62 方法研究的相关概念 .72.1 方法研究的概念、特点及目的 .72.1.1 方法研究的特点 .72.1.2 方法研究的目的 .72.2 方法研究的内容、层次与程序 .82.2.1 方法研究的内容 .82.2.2 方法研究的层次 .92.2.3 方法研究的步骤 .93 程序分析 .113.1 程序分析的概述 .113.1.1 程序分析的概念、特点及目的 .113.1.2 程序分析的技巧 .123.1.3 程序分析的常用符号 .123.1.4 程序分析的步骤 .133.2 工艺程序分析 .14IV3.2.1 工艺程序分析的概述 .143.2.2 工艺程序图 .143.3 流程程序分析 .173.3.1 流程程序分析的概述 .173.3.2 流程程序图 .174 作业分析 .224.1 作业分析的概述 .224.2 人机作业分析 .234.3 联合作业分析 .264.4 双手作业分析 .295 动作分析 .335.1 动作分析概述 .335.2 动素分析 .345.3 动作经济原则 .375.4 动作分析改善的步骤 .386 运用方法研究对徐工集团的改进与设计 .406.1 企业介绍 .406.2 产品介绍 .416.3 产品加工的工艺程序图 .416.4 产品加工流程程序图 .446.5 方法研究的运用优化 .456.5.1 产品加工工艺的程序分析与改善 .45V6.5.2 产品加工工艺流程程序分析与改善 .466.5.3 油缸车间的作业分析与改善 .496.5.4 油缸装配车间的动作分析与优化 .567 结论与展望 .61参考文献 .62外文资料： .63中文翻译： .69致 谢 .7311 绪论1.1 课题背景 工业工程(Industrial Engineering，IE)是由自然科学、人文社会科学、管理学、经济学等学科形成的交叉学科。它以复杂的工业及服务系统为研究对象，以系统中的人力、物质、能源、信息等为要素，通过科学、合理地组织生产要素，实现系统性能、生产率、效益的最优化。工业发达国家的发展历程表明：IE，兴业之道，企业成功之术。在充满竞争色彩的 2l 世纪，国内企业也已经意识到：IE 作为一项对人员、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，在综合提高企业竞争能力方面起着至关重要的作用。显然，IE 的基本使命是适应当代生产经营环境的变迁，帮助企业进一步赢得效率、效益与可持续发展。具体地说，正将着力参与和帮助企业应对以下六大挑战：利用信息技术提升企业组织对市场的快速响应能力；快速捕捉、搜集竞争信息，并迅速把它们转换为竞争情报和知识；快速配置和系统地集成人、技术和资源；消除或控制污染，提高企业对环境的适应性；发展可重组企业，根据任务可以快速聚合，任务完成快速解散；创新和改进流程。工作研究作为基础 IE 中最基本、出现最早、应用最广的一项作业优化技术，其最显著的特点是：只需很少投资或不需要投资的情况下，通过改进作业流程和操作方法，实行先进合理的工作定额，充分利用企业自身的人力、物力和财力等资源，走内涵式发展的道路，挖掘企业内部潜力，提高企业的生产效率和效益，降低成本，增强企业的竞争能力。工作研究具体包括方法研究(Method Study)和作业测定（Work Measuremeflt)两大技术。方法研究主要通过对现行的 T 作系统进行系统科学地分析，在给定的制约条件下，开发出更有效，更经济、更合理的工作方法，以2减少人员、机器、无效作业和物料消耗，并使该方法标准化。作业测定是测定方法标准化后的作业时间，并制定出工序的标准时间，以减少人员、机器和设备的空闲时间。方法标准、时间标准最终使人、机、物达到最优组合，产生最佳效能。虽然 IE 理念已被我国大部分企业接受，而且企业也迫切希望能借此在日益激烈的国际化竞争中叱咤风云，但是，目前国内许多企业的管理水平与现代化筹距甚远，主要表现为 IE 基础工作(如工作程序标准化、生产过程中各种资料的收集、处理与积累等)不扎实，组织机构雨和作业流程未经必不可少的重组和优化，难以给现代斑实施提供合适的运行环境和有效支持。1.2 工作研究国内外发展状况工作研究又称为基础 IE，它是以操作系统为对象的一种科学方法，它是在既定的工作条件下，运用系统分析的方法研究资源的更合理利用，排除作业中不合理、不经济和混乱的因素，寻求一种更佳、更经济的工作方法，与程序、使产品的制造过程实现最大限度的工作效率和资源利用以提高系统的生产率，降低系统的运营成本。工作研究的直接目的，是对从原材料投入至产品产出的生产全过程，决定如何使作业人员最有效地完成作业，制定出最佳工作方法及其所需的标准工时。工作研究自十九世纪末被创立以来，在西方工业化国家就有着快速的发展和广泛的应用。1976 年美国工业工程杂志与博通公司联合对 1500 家企业工业工程应用情况的调查表明，89%的企业应用工作研究；英国应用工作研究的情况大体与美国相似，据 1979 年哈里斯对英国 401 家企业的调查，其中有 84%的企业应用工作研究，占应用工业工程各项技术的首位；1981 年，路特(Reuter)对企业工业工程应用情况的调查表明，美国 90%以上的企业应用工作研究，其中94.1%的企业应用方法研究，96.3%的企业应用作业测定，企业的生产率提高 51%；日本、前联邦德国、法国、澳大利亚等发达国家以及我国的台湾和香港地区也将工作研究作为工业工程首选技术，其为企业提高生产率达 50%以上。工作研究在国外的发展与应用上已有上百年历史，60 年代以前就已经进入了成熟期。在那以后，工作研究不断创新，引入计算机辅助方法。国外各工作3研究相关的软件企业和机构也纷纷崛起，研制开发了一批方法研究和作业测定的应用软件。西方发达国家开始将计算机技术应用到工作研究领域，出现了一些进行流程分析、动作研究和时间标准制定与管理的计算机软件系统。软件技术、网络技术和多媒体技术的进一步发展，使得工作研究技术已从最初的现场手工记录工作过程发展到可以借助数码相机或摄像机等设备辅助纪录，一些研究机构还利用 36 人体模型或机器人来进行动作轨迹的研究。工作研究软件更是层出不穷，而且功能越来越强大，操作界面也日益人性化。大多数现代工作研究软件都支持 Windows 平台，系统界面友好，操作简单，研究人员无需额外的培训，这是新一代工作研究软件的特点；网络化和分布式工作研究系统也成为了重要趋势；有的系统还配有便携手持终端采样系统，为亲临现场的研究人员提供了很大的方便，同时也提高了采样数据的准确性和高效性。从以上来看，在国外，信息技术已经全面介入到工作研究各个应用领域。计算机辅助工作研究已经成为工作研究发展和应用的趋势。工作研究在我国的应用可以追溯到八十年代中期。从 1985 年开始，机电行业部分企业推行了工作研究。冶金行业推行工作研究，也取得了类似效果。目前，工作研究在机械、电子、冶金、航天航空、轻工、化工、建筑等部门的应用已经起步，有的正在深入与普及，尤其是随着日资企业、台资企业的在国内的兴起与发展，工作研究也越来越受到各行各业的重视与应用。然而，工作研究在我国的应用尚不能和西方工业化国家同日而语。目前我国大部分工作研究的实施，基本上还处于手工的和凭经验估计的状态，由人工进行测绘、记录、分析、评价和改进。这样形成的基础数据，其准确性、及时性、规范性和可靠性一般都比较差，很难为各种管理决策提供可靠的支持。在我国，工作研究的发展和应用主要存在以下几方面的问题：（1）标准化意识薄弱 。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。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靠的决策支持作用。（2）工作研究技术处于手工状态，限制了工作研究的普及。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4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。（3） 缺乏工作研究软件系统。国内外众多软件商在工作研究软件的投入与开发上寥寥无几。这导致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。目前工作研究在中国大陆的应用可分为三个层次：第一层次是具有高技术装备、人力资源水平较高的企业，这些企业需要现代资讯技术的支持，集成制造、敏捷制造、供应链管理这这些企业的发展提供了新的思路；第二类层次是常规的大量流水制造企业，如汽车制厂、机床制造厂，这是工作研究应用的传统领域，必然会发按巨大作用；第三类是数量巨大、整体水平较低的乡镇和中小型企业，对这些企业来讲，提高管理水平是主要任务，以泰勒制为标志的经典工业工程理论是这些企业的应用重点。推行工作研究对提高我国企业管理水平有着十分重要的作用。当前世界制造业发展的两个特点是两个“M”(Manufacturing 与 Management)联姻，技术管理与管理的融合是先进制造技术的一个突破。各种新的制造模式如精益生产（LP） 、准时制（JIT） 、敏捷制造（AM） 、全球制造（GM） 、并成工程（CE）的推广与应用与离不开工作研究。它的推广与发展与社会财富的增长之间存在着显著的正相关关系，全面提高了企业的管理基础，应用前景十分广阔。然而，推行工作研究不仅需要提高认识、转变观念，而且需要有坚持到底的决心来克服推行工作研究过程中的困难。工作研究对规范企业的基础管理、提供分析解决问题的实用模型有着重要的现实意义。工业工程为管理科学和企业管理水平的不断提高奠定了坚实的基础，工业工程的推广与发展与社会财富的增长之间存在着显著的正相关关系，工业工程全面提高了企业的管理基础，应用前景十分广阔。1.3 工作研究的起源工作研究始于美国。当时制造业工作生产方式和今天大不相同，很少有生5产计划和组织，生产一线的管理人员和工人作业只是口头上的指导，工人通常所受的训练也很差，工作方法缺乏科学性和系统性，主要凭经验办事。作业方法的改进一般都来源于工人自己为找到更容易和更简便的方法完成所承担的任务而自发的努力，完全是一种分散的个人行为，几乎没有人注意一个工厂或一个工艺过程的改进和总体协调。因而效率低、浪费大。1881 年“科学管理之父”泰罗就开始对作业时间进行详细的研究，泰罗汇集经验及思考于 1911 年出版了一本科学管理原理 ，说明科学管理的四原则：(1)将每一个人的工作、每一单元均以科学方法加以分析，取代以往尝试错误所得的经验法则。(2)选择最适当的作业员，而且要训练作业员以经过研究的方法来改善。(3)使管理员与作业员之间，发展出合作的