工业工程视频动作在作业改善中的实践应用.pdf

工业工程 IEMS 动作视频分析软件在作业改善中的实践应用 (武汉软件工程学院 王中林 胡天明QQ115252614) 摘要： 从生产线平衡和动作研究的基本概念出发， 引入了利用动作研究提高生产线平衡性的 方法，并给出了生产线平衡率的通用公式。提出了将 IEMS 软件应用于动作研究，使用计算 机对生产线中的瓶颈工序进行动素分析和优化， 从而降低了瓶颈工序的作业时间， 提高生产 线的平衡性 。最后 ，给出某企业应用 IEMS 改善生产线的例子 ，通过动作研究生产线平 衡率提高了 18.74%，每人日产能从 115 个提高到 143 个，验证了 IEMS 软件的效益。 关键词 ：生产线平衡；IEMS；动作研究；瓶颈工序; SOP Abstract： Based on th e basic concept of production line balancing and motion study a method using motion an alysis to improve production line balan cin g w as p rop osed 。and the fo rm ula for line balancing ratio was presented T his paper pointed out that software IEMS couldbe used for motion stu dy and with the computer to analyze and optimize the motion of bottleneck operation s ，SO it could reduce their operating time and improve the 1ine balancing greatlyFinally ， an example of iproving production line by IEMS in an enterp rise was presented ， the line b alan ceratio is im proved by 18.74%，the output perday is raised to 143 from 115，and it also proves the beneficial result of IEMS. Keywords：production line balancin g ；IEMS ；motion stud y ；bottleneck operation;SOP 企业追求的主要目标是生产系统投入的要素得到有效利用 ， 降低成本 ， 保证质量和安 全 ，提高生产率，获得最佳效益 。生产线平衡是解决生产线效率最重要的方法体系。而结 合计算机技术对瓶颈工序进行动作分析， 减少瓶颈工序时间， 从而提高了生产线的平衡性 ， 为优化生产线提供了一个重要思路。 1,生产线平衡的基本概念 生产线平衡就是对生产 的全部工序进行平均，并调整作业负荷 ，以使作业时间尽 可 能接近的技术手段与方法。 衡量生产线平衡状态的效果， 可采用生产线平衡率这一定量指标 表示 。公式如下。 其 中 C T (C yele T im e)为生产线中作业时间最长工序的作业时间 ，即周程时间引。 由公式 (1)可见生产线平衡率是由最长工序(瓶颈工序)时间决定的， 因此 ， 降低瓶颈工序 的 作业时间是提高生产线平衡率的关键。生产线平衡率越高，生产线的工时损失就越小，生产 线整体效率就越高 。平衡生产线可以综合运用动作分析 、操作分析、程序分析等基础工业 工程的方法来实现 。 2、基于 IEMS 的动作研究 21 动作研究 动作研究也叫做动作分析法，就是对作业动作进行细致 的分解研究 ，消除累赘 、无 效动作等不合理现象，使动作更为简化 ，更为合理 ，从而提升生产效率的方法 。其实质 是研究分析人在进行各种工作操作时的细微动作 ，即动素，删除无效动素 ，使操作简便有 效，以提高工作效率。动作分析能在其它方法无效时，给 IE 人员提供 的一件特有的秘密 武器 ，它从最基本的“动素”人手 ，寻求改进空间，以提升生产线的平衡能力。 22 IEMS 软件的功能 IEMS 软件是将现场录像转换成计算机可识别的 MPEG 、MPG、AVI 格式后，利用计 算机进行动作分析研究的工具。IE 人员只需付出少许时间和精力，在电脑上就可完成动作 分析 、标准工时制定 、作业改善 、产能分析，人员配置及 SOP 制作等一系列工作 ，大 大节省时间和人力。IEMS 软件有以下主要功能。 （1）标准工时：浪费统计、标准时间、SOP、工时组合、MTM 提取 （2）流程分析：工作流程、产品流程、工艺流程、工序流程、MTM 流程 （3）平衡分析：工时组合、产品流程、工艺流程、MTM/工程分析/平衡优化 （4）增值分析 （5）JES/SOS （6）基础工时库 IEMS 主要是用视频分析，从动作到工位，然后是工序，最后是工作流以及产品流，一 层一层往上，形成从局部到整体的系统改善，其应用架构图如下： IEMS 的应用流程如图： 3、动作研究的改善实施 31 生产线的现状分析 某光通信公司的光模块生产线每天工作时间为 10h ，由 11 道工序组成 ，各工序实际 作业时间(s)和以此绘制的直方图。可以看出最后一道工序时间为 19.79s，是该装配线的瓶 颈工序 ，即装配线 的 C T 值为 19.79s。这个瓶颈不仅限制了一整条生产线的产出速 度 ，而且影响了其它工序生产能力的发挥 。 代人公式 (1)可以计算 出该工段的生产线平衡率 ，并顺便得出日产能。 生产线平衡=69.37% UPH(每小时产能)=182 个/小时 UPPH(每人每小时产能)=11.5 个/人/小时 每人日产能=11.5*10 小时=115 个/人/天 在平衡率只有 69.37% 的情况下 ，该组装线是不能组织成为连续流水线的，我们的目 标是通过优化将平衡率提高到 85%以上，提高人均产出。 3.2 实施 IEMS 软件进行动作研究 IEMS 从动素上进行分析， 动素分为 17 个基本单元， 有核心动素 3 个， 常用动素 4 个， 辅助性动素 6 个，消耗性动素 4 个。从我们对各工序的动作分析看，动作是可以改善的。 下面就用 IEMS 软件对工序进行动作分析，发现接收测试是其瓶颈工序，是主要进行分 析的工序， 当然其他如改善接收测试后瓶颈会转移到的组装底座工序， 以及在观察时候有明 显浪费动作的端面清洗工序等， 这些也需要细致的动作分析， 其流程的操作界面如图所示 。 整个工序细分为成基本动作，经研究发现 多个动作有明显延误以及不合理，我们逐一进行 改善 。 3.3 实施动作分析改善 从端面清洗与接收测试两个工序看，在上述动作分析中，有明显的无效动作是可以剔 除的。 (1) 重复的无效动作，端面清洗第二条动作中，有多次拿起放下 ，我们改进措施是将清洗 具固定在一个合适高度的位置，员工手上就直接拿产品清洗，节省了 2 次拿起放下的重复 无效动作； (2) 剔除不经济的单手作业，在改善端面清洗的过程中，工具固定了，右手解放出来，左右 手可以协调同时作业清洗检验产品，大大提高了效率； (3) 等待延迟动作剔除，在接收测试一人操作 2 机，人员有等待延迟的动作，我们的改善措 施是分配第 3 台设备操作，降低瓶颈的周期时间； (4) 检验动作剔除，接收测试在过程中有观察机器测试参数的动作，而经过分析，设备自动 测试，会自动报警，无需这样的观察检验，这些动作的时间可以分配到操作第 3 台设备上； (5) 手臂动作优化，把测试夹具固定在手近处，让员工需要手臂伸直的动作减少到只要手肘 的动作可以完成测试 经过上述动作改善后，优化了动作单元，时间有缩短，并发现接收测试 1 人 2 机操作 员工利用率很低，于是在用 IEMS 进行操作联合分析，发现员工操作利用率只有 38.67%， 于是尝试安排 1 人 3 机操作。 经过两轮的分析， 并且按照动作分析与操作联合分析结果做优化改善后， 再进行数据汇总如 下： 发现无效动作时间从 43.32 减少到 6.88，员工利用率提高到 91.23%，接收测试的周 期时间降低，瓶颈工序改善完成。 按照上述的过程，对 11 道工序从瓶颈工序开始，一道一道的进行动作分析，并对分 析改善的视频重新生产标准动作视频，两个视频可以进行动作比对分析。 把改善后的动作在系统里面用 SOP 模块，可以自动生成电子 SOP。 3.4 IE 工程师的改善 这些都完成后， 我们 IE 工程师还有工作要做， 就是根据生产计划确定我们生产线的节拍， 根据节拍排定工序，这就需要做 ECRS 分析，对工序进行取消、合并、重排、简化的动作 （1）把器件成型剪脚合并成一道工序，操作动作进行重排 （2）把贴标合并到端面清洗工序 （3）把组装底座与写程序合并在一起 （4）接收与发射分开测试 （5）同时简化下一个老化工段的工序，把老化工段的端面清洗与安装管壳工序移到该组装 工段 然后进行布局的优化， 生产线根据新作业流程更改成连续流生产， 减少我们的流转批量， 减少了我们的在制。 最后根据我们分析后更新的视频文件以及 SOP 对员工进行培训，适应新的作业动作与标 准，提升人均产量。 35 改善前后的对比 根据公式 1 可以计算出改善后插固工段的平衡率为： 生产线平衡=221.33/（9*27.91）=88.11% UPPH=3600 秒/27.91 秒/9 人=14.3 个/人/小时 每人日产能=UPPH*10 小时=143 个/天 改善后的生产线平衡率提高了 l8.74 个百分点，而 88.11%的平衡率也达到了连续流水 线的要求 ，可以组织“一个流”生产方式。工段的每人每日产能也由原来的 115 件提高 到 143 件，做线平衡后，工序 ECRS 取消、合并、重排、简化 ，从原来一条线 18 人压 缩到 9 人。企业生产经营的主要目标就是通过高效率的生产管理方式 ，以最小的投入甚至 不增加投入的条件下获取最大的收益 ， 最大限度地减少企业生产所占用的资源 ， 降低企业 管理与运营成本 ，以获得最大的利润 ，提高企业产品的竞争力 。通过对瓶颈工序的动作 研究 ，企业提高了生产线的平衡率 ，而提高生产线平衡率的直接效果 ，就是提高作业人 员和生产线设备的工作效率 ，减少工时浪费和工序间库存，降低生产成本。 4、结语 平衡生产线的重要意义在于实现均衡生产， 有利于保证设备和人力的负荷平衡， 从而能 提高设备和工时的利用率； 在以前的分析过程中， 由于动素数目较多， 绘制烦琐且缺乏规范， 大大影响了动作分析的效率及效果。IEMS 软件的应用将大大地提高