ie工业工程基础

1 工业工程基础 (工作研究 )讲课题 2 案例分析：为什么日本的本田和日产在美 国取得成功？ 3 工业工程简介工业工程简介 l 什么是工业工程 ？ 美国质量管理权威朱兰博士说：美国值 得向 全世界夸耀的东西就是 IE，美国之 所以打胜 第一次世界大战，又有打胜第 二次世界的力 量，就是美国有 IE。 4 IE-INDUSTRIAL ENGINEERING-工 业工程，简称 IE，是世界上公认的能 杜 绝各种浪费，有效地提高生产率和经 济 效益的把技术与管理有机地结合起来 的 一门边缘学科。 5 生产要素 人、财、物 投入 转换 产出 生产的财富 产品、服务 生产率 =产出 /投入 技术 管理 6 工业工程的定义：工业工程的定义： 其定义为：工业工程是对人员、物料、 设备 、能源和信息所组成的集成系统， 进行设计 、改善和设置的一门学科。它 综合运用数学 、物理学和社会科学方面 的专门知识和技术 ，以及工程分析和设 计的原理和方法，对该 系统所取得的成 果进行确定。 预测和评价 。 现在我们来看看是如何操作的： 7 生产要素 人、财、物 投入 生产过程 产出 产品 服务 生产率测定 生产率 =产出 /投入 动态生产率指数 =测定期生产率 /基期生产率 生产率评价、规划、控制、提高 战略与经营规划 反馈 8 工业工程的目标：工业工程的目标： 工业工程的目标就是设计一个生产系统及该系统 的控制方法，使它以最低的成本生产具有特定质 量水平的某种或几种产品，并且这种生产必须是 在保证工人和最终用户的健康和安全条件下进行 。 9 工业工程的范畴 ： ?美国国家标准 ANSI-Z94（ 82年） 1.生物力学； 2.成本管理； 3.数据处理及系统设计； 4.销售与市场； 5.工程经济； 6.设施规划与物流； 7.材料加工； 8.应用数学（运筹学、管理经济学、 统计和数学应用等）； 9.组织规划与理认； 10.生产规划与控制（含库存管理、运输路线、调度、发货等） 11.实用心理学； 12.方法研究和作业测定； 13.人的因素； 14.工资管理； 15.人体测量； 16.安全； 17.职业卫生与医学。 10 工业工程学科的性质：工业工程学科的性质： 工业工程是一门工程学科， IE要学习大 量的工程技术和数学方面的课程。但它不 同于一般的工程学科，它不仅包括自然科 学和工程技术，还包括社会科学和经济管 理方面的知识 ，它是一门技术和管理有 机地结合的边缘科学。 11 工业工程的特点工业工程的特点 IE的核心是降低成本，提高质量和生产 率。 IE是综合性的应用知识体系（技术和管理） 注重人的因素是 IE区别于其他工程学科特 点 之一。 IE是系统优化技术。 IE的面向 -由微观向宏观管理。 12 IE的意识：的意识： 成本和效率意识 问题和改革意识 工作简化和标准化意识 全局和整体化意识 以人为中心的意识。 13 为什么为什么 IE会受到重视：会受到重视： 因为它能够提高生产率！ 众所周知，日本是一个国小、人多、资源 缺乏的 国。二次大战后，厂房、道路、桥 梁都受到严重破坏，经济面临全面崩溃， 全年 1/3时间停产，加上 600万日军和移民 拥回而失业人数激坛。 14 再看今天的日本，面积不到 38万平方公 里，人口不过 1亿多，但国民生产总值占 世界国民生产总值的 10%，据 1980年的统 计，日本国民的人均生产总值为 1。 087 万美元，居世界第二位。 15 日本生产率的变化： 生产率 % 美国生产率100 50 20 60 70 80 90 年 16 拿汽车工业来说 ： 美国用工量 日本用工量 装配一辆汽车 33个 14个 制造一辆车身 9.5小时 2.9小时 制造一发动机 6.8小时 2.8小时 17 中国可不可以用中国可不可以用 IE？ 1986年，上海金陵无线电厂通过推广 IE 使该厂流水线生产能力提高了 40%，半年 间仅成本就节约了 80万元。 成都市红光电子管厂在引进的显象管生 产线上应用 IE，年增产 42万只电子枪，投 入 0.98万元，获得 363万元的效益。 18 上海仪表局下属八家厂推广应用 IE，投 入 50万元，收入 6200万元。 北京机床电器厂运用 IE改造电器产品装 配生产线，使产量翻番，年新增产值 1165万元，新增税利 349万元。 1992年初广州电池厂，以二车间为 IE试 点，四个月时间，取得经济效益 19万元 节省 20个劳力，节约场地 48平方米。九 月份，全厂推广，年底取得经济效益 19 200万元，节约 152个劳力，场地 313平 方米。 93年取得经济效益 1200万元； 94 年取得 1500万元。 广东科龙电器有限公司冰箱公司，四条 生产线原设计生产能力 60万台 /年，实际 生产 43万台，应用 IE后， 93年生产了 75 万台， 94年生产了 91万台，在此基础上 引进 100万台改造项目， 94年底投产，生 95万台，与 43万台相比，增加了 52万台 , 20 相当于投资几亿新建一个大型冰箱厂。 21 为什么为什么 IE能够如此呢？能够如此呢？ 因为它有如下内容： 方法研究：寻求完成任何工作的最经济 合理的方法，达到减少人员、机器、无 效动作和消耗，并使方法标准化。 作业测定：制定用经济合理的方法完成 工作所需的时间标准，达到减少人员 、 机器设备的空闲时间。 以一个简单的材料搬运为例： 22 总库 日用库 装盘部 小 汽 车 手 推 车 23 改进及节省： 总库 装盘部 24 方法标准、时间标准最终使人、机、物 将能力全部贡献于有价值的工作上，并为 运用其他 IE技术奠定基础。 方法研究内容包括： 1.程序分析 2.操作分析 3.动作分析 4.路线分析 25 一、程序分析一、程序分析 何谓程序？方法研究与程序分析的关系？ 以整个生产过程为研究对象，研究分析 一个完整的工艺（加工、制造、装配） 从第一个工作地到最后一个工作地全面 研究，分析有无多佘或重复作业，程序是 否合理，搬运是否太多，等待是否太长 等。 26 程序分析的实例：程序分析的实例： 广州电池厂锌壳车间： 冲壳机 切口机 掉入 锌粒 锌壳 箩 磅称 三轮车 去另一车间 27 砌壳车间砌壳车间 周 转 箱 来自冲壳 周转箱 入库 28 冲壳机 切壳机箩 三 轮 车 冲壳车间 箩 周 转 箱 工人 砌壳车间 三 轮 车 29 改进 ： 机 器 锌壳下落道 工人 周转箱 义 30 1、取消称重工序； 2、取消运输环节； 3、锌壳产量提高 10%，年增锌壳 360万只； 4、降低锌壳重量，年回收锌粒 31185公斤； 5、提高锌壳合格率，从 96.51%，提高到 98.44%； 6、减少场地 63平方米，节省 4人； 7、每年少耗竹箩 144只。 31 （一）程序分析符号 表示操作 表示运输、搬运 表示检验 D 表示等待、暂存 表示贮存 表示同时操作和检验 例：设有一业务员依照顾客来函核对某张支票上的数字，信放 在公文柜中。 32 去公文柜1 1 2 2 3 1 3 4 5 4 开公文柜 拿出信 带信回办公桌 找票 核对 带信回公文柜 放回信 关公文柜 回办公桌 放回票6 公 文 柜办公桌 人 请提意见 33 （二）工艺程序分析 1、工艺程序图的构成 例如下图为风扇装箱的工艺程序图： 1 准备装箱 电风扇装入纸箱 装入说明书及零件 封纸箱 贴标签 电风扇 说明书及零件 1 2 3 4 5 检查纸箱有否破损 34 例题 2：泵及其接受器之装箱工艺程序图 箱子 内部检查 装保护衬里 放入泵 放装箱衬片 放入接受器 封闭盖 过秤 泵 全部检查 打印号码 接受器 加工之检查 缚扎 附标签 123 12 3 4 5 6 7 8 4 35 例 3：在木箱上钉五只钉子 1 2 3 4 5 拿起钉锤 拿起一只钉 对准位置 重钉一下 续钉几下 1 2 3 4 5 拿起钉锤 拿起一只钉 对准位置 重钉一下 续钉几下 重复四次 检查并贴标签 36 2、工艺程序图的实例分析 (三）流程程序分析 流程程序图由操作、检验、搬运、暂存、 贮存五种符号构成。根据研究对象的不同 可分为： 1、材料或产品流程程序图。（物型） 2、人员流程程序图（人型） 现举例说明如下： 例：一张火车票自出售、使用至回收止， 37 其间经过许多人之手，现用流程程序图表 示如下： D 1 11 1 2 1 3 2 42 3 53 在票架上 拿起并查看票价 用手拿至柜台上 打印日期 等待找钱 拿给旅客 旅客带至入口处 查看并打孔 旅客带至旅途上 在终点站查看并回收 （物型） 38 例题 2：工人按要求核对工件尺寸（人型） 1 1 2 2 3 1 3 4 4 5 到仪器柜 开仪器柜 拿起量规 带量规回工作台 调整量规 用量规核对工件尺寸 带量规回仪器柜 放回量规 关仪器柜 回工作台 39 （四）程序分析技巧 1、分析时的六大提问（提问技术） 完成了什么？ （ what） 何处做？ （ where） 何时做？ （ when） 由谁做？ （ who） 如何做？ （ how） 为 什 么 ？ （ why） 要做这，是否必要？有无其他更好的 成就？ 要在此处做？有无其他更合适之处？ 要此时做？有无更合适的时间？ 由他做？有无更合适的人去做？ 要这样做？有无更好的方法去做？ 40 2、分析时的四大原则 (1)取消（ Eliminate): (2)合并 (Combine)： (3)重排 (Rearrange): (4)简化 (Simplify): 41 3、分析时的五个方面 （ 1）操作分析： （ 2）搬运分析： （ 3）检验分析： （ 4）贮存分析： （ 5）等待分析： 42 4、分析时的六大步骤 （ 1）选择： （ 2）记录： （ 3）分析： （ 4）建立： （ 5）实施： （ 6）维持： 43 5、分析时的动作经济原则 （ 1）两手同时使用； （ 2）动作单元力求减少； （ 3）动作距离力求缩短； （ 4）动作要求轻松、容易。 44 （五）（五） 线路分析线路分析 u线路分析：对现场布置及物料（另件、 产品、设备）和作业者的实际流通路线 进 行分析，以达到改进现场布置和移动 路。举例如下： 45 u实例： 重型机器工厂 装配车间 机 1 机 4 机 2 机 3 机 5 总库 铸造车间 轻型 机器厂 一般机器工厂 起重机 起重机 起重机 手 推 车 手推车 46 改进： 机 1 机 2 机 3 机 4 机 5 机 6铸 造 车 间 一般机器工厂 总库 滚子台 47 磨床 磨床 铣床 磨床 搓丝车床 车床车床 来自料堆 1 1 2 3 456 磨床 7 8 去半成品库 48 改进： 车床 1 车床 1 来自料堆 铣床 2 车床 3 磨床 4 磨床 5 磨床 6 磨床 7 搓丝 8 去半成品库 节约面积 49 二、操作分析 通过对以人为主的工序的详细研究， 使操作者、操作对象、操作工具三者 科学地结合、合理地布置和安排，以 减轻劳动强度，减少作业的工时消耗 ，以提高产量和质量为目的的工作分 析。可分为： （一） 人机操作分析 （二）联合操作分析 （三）双手操作分析 50 （一）人机操作分析（一）人机操作分析 在机器的工作过程中，调查、了解在操 作周期内，人与机的相互联系，以充分 调动人与机的能量及平衡操作的分析。 实例： 51 l人机操作分析 ： 时间 2 1 4 1 2 完成件放箱内 卸下工件 空闲 装上工件 准备工件 人 机器 空闲 被装上工件 加工 被卸下工件 空闲 利用率 60100 60100 52 l改进： 时间 1 4 1 完成件放箱内 准备下一工件 装上工件 卸下工件 人 机器 被装上工件 加工 被卸下工件 利用率 100/100100/100 53 人机操作分析 实验二：人机操作分析 改善前： 一人一台机（手动送料） 人的 工作 一个循环 机器 停止 归位 取下 工件 安装 材料 启动 监视 加工 机器的 状态 停止 加工 改善后： 管理多工程（安装了加重装置，可自动送料） 人的 工作 一个循环 机器 停止 归位 取下 工件 安装 材料 启动 巡视 其他 机器 加工 机器的 状态 停止 54 （二）联合操作分析（二）联合操作分析 在生产现场，常有两个或两个以上的操 作员同时对一台机器（一项工作），进行 工作，则称谓联合操作。 实例：某工厂的成品用小木箱包装后，堆放 在工厂的库房内，每天由老张、老王将 小木箱放在搬运板上，再由堆高机运到 储运处，等待出厂。 55 堆高机每次运一块板，来回三分钟；老 张、老王各装一块板需六分钟。 仑 库 老王 老张 板 1 板 2 储运处 机 56 机 王 张 板 2 板 1 空 空 板 1 板 2 板 1 空 板 2 时间 3 3 3 工作 等待 运箱 6 6 6 3 3 3 2 57 改进：改进： 9分钟运三箱分钟运三箱 机 老王、老张 N02 N01 N01 N02 N02 N01 时间 3 3 3 工作 等待 箱运 9 9 0 0 3 58 （三）双手操作分析（三）双手操作分析 生产现场的具体工作，主要由工人的双 手完成，调查、了解如何用双手进行实 际操作的情况，称双手操作分析。 例 1：将 30只销子插入 30只孔内。 例 2：把四页广告资料，放入信封里。 例 3：电池厂的纸盒。 59 原方法 30秒 改进 23秒 原方法 350件 改进 750件 60 三、动作分析 动作分析的实质是研究分析人在进行各种操作的细微动 作，删除无效动作，使操作简便有效，以提高工作效率。 （一）动素 1、伸手（ TE）（ ） 2、移物（ TL）（ ） 3、握取（ G） （U） 4、装配（ A）（ ） 5、使用（ U）（ U） 61 6、拆卸（ DA）（ ） 7、放手（ RL）（ ） 8、检查（ I） （ ） 9、寻找（ SH） （ ） 10、选择（ ST） （ ） 11、计划（ PN） （ ） 12、定位（ P） （ ） 13、预定位（ PP）（ ） 14、持住（ H）（ ） U 15、休息（ R）（ ） 16、迟延（ UD）（ ） 17、故延（ AD）（ ） 18、发现（ F）（ ） 62 （二）动素性质划分 U U U 1、核心动素 2、常用动素 3、辅助性动素 4、消耗性动素 63 （三）动作经济原则 1、关于人体的运用 2、关于工作地布置 3、关于工具设备 以上介绍见录象带 第一条原则：双手的动作应同时而对称 第二条原则：人体的动作应尽量应用最低 等级而能得到满意结果为妥 64 第三条原则：尽可能利用物体的动能；曲线 运动较方向突变的直线运动为 隹；弹道式运动较受控制的运动 轻快；动作尽可能有轻松的节奏 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 65 第五条原则：零件、物料应尽量利用其重 量堕送至工作者前面近处 第六条原则：应有适当的照明设备，工作 台及坐椅式样及高度应使 工作者保持良好的姿势及坐 立适宜 第七条原则：尽量解除手的工作，而以夹 具或足踏工具代替 66 第八条原则：可能时，应将两种或两种以 上工具合并为一 第九条原则：手指分别工作时，各指负荷 应按其本能给予分配；手柄 的设计，应尽可能增大与手 的接触面；机器上的杠杆、手 轮的位置，尽可能使工作者少 变动其姿势 67 第十条原则：工具及物料尽可能预放在工 作位置 68 作业测定概述 1、 作业测定 的定义： “作业测定是运用各种技术 来确定合格工人按规定的作业标 准完成某项工作所需的时间。 ” 合格工人 的定义为： “一个合格工人必须 具备必要的身体素质，智力水平和教育程 度，并具备必要的技能知识，使他所从事 的工作在安全、质量和数量方面都能达到 令人满意的水平。 ” 69 规定的 作业标准 ： “经过方法研究后制定 的标准工作方法，及有关设备、材料、负 荷、动作等的一切规定。 ” IE的全过程是： 利用程序分析、操作分析 、动作分析获得最隹程序和方法，再利用作 业测定制定出标准时间。 70 制定标准时间的方法一般有三种： 1、经验估工法 2、统计分析法 3、作业测定法 作业测定的目的： 1.制定标准时间 2.改善作业系统 3.制定最佳作业系统（对比） 71 作业测定的方法有： 1、秒表时间研究 2、工作抽样 3、预定时间标准法 72 四、时间研究 （一） 时间研究的概念 1、时间研究的定义： “时间研究是一种作业测定技 术，旨在决定一位合格、适当、训练有素的操作者 ， 在标准状态下，对一特定的工作以正常速度操作所 需要的时间。 ”，定义中有：合格、适当、训练有素 的操作者；在标准状态下。 2、时间研究的研究方法： 时间研究是用抽样调查技术来对操作者的作业进行 观测，以决定作业的时间标准。 73 （二）时间研究的工具 1、秒表（停表、马表） 时间研究用以计时的工具多为 1/100的分秒表，表 面有 100个小格，长计每分钟转 1周， 1小格即代 表（ 1/100）分钟。短针表面分 30格，每半小时转 1周， 1格代表 1分钟。 2、观察板 观察板主要用来安放秒表和时间研究表格 3、时间研究表格 记录一切有关的资料 4、其他工具 74 （三）时间研究的步骤 (P218) 标准时间 =平均操作时间 X评比 +宽放 第一步：收集资料 第二步：划分操作单元 第三步：测时 1、测时的方法及时值的记录 测时的方法为： 75 1、归零法：第一单元开始，开动秒表，第 一 单元结束时，即按停秒表，读取表上读数然 后使表针回复到零位。次一单元开始，再开 动秒表。 2、连续测时法：当第一单元开始时，开动 秒 表，在整个测时过程中不使秒表指针回零， 而任其继续走动，仅当每一单元完毕时看指 针并记录其表面时间 (R值 )。待全部记录完毕 ，再将两相邻单元的表面时间相减，以求得 每一单元时间 (T值 )。 76 1 2 3 4 5 T R RT R R RT T T 09 09 06 15 13 28 04 32 2、现场情况的记录 如测时来不及记录某一单元的时间，则应在该单 元 “R”栏中记 “X”或 “M”，表示失去记录。 （见 223页图 9-4中第 1周程） 如在操作中发现操作者省去某一单元，则应在该 单元的 “R”栏中划一斜线 “/”，表示省去。 （见第 2周程） 如操作者不按照单元的顺序进行，则在该单元的 408 77 “R”栏内划一横线 “一 ”，并于横线上记完毕 时间，横线下记开始时间。 外来单元正巧在某一单元完毕时发生：此时 ，于次一单元的 “T”行内注英文字母，如第一 次发生记 A，第二次发生记 B，如此类推。同 时，于时间研究表右边 “外来单元 ”R栏的横 线下方记入外来单元开始时间，横线上方记 入完毕时间，其完毕时间减去开始时间，即 为该外来单元的时间，记入 “外来单元 ”的 T栏 ，并将内容记入 “说明 ”栏内。 78 外来单元在某单元内任何时间发生： 在该单元的 T栏内记下英文字母，其他同前。 外来单元时间很短：则同单元时间一起记录在 该单元时间内，同时在该单元 T栏内记一英文 字母，并于说明栏内说明该单元情况。 3、剔除异常值 美国机械工程协会（ SAM）对异常值定义为： “某一单元的秒表读数，由于一些外来因素的影 响而超出正常范围的数值 ”。 79 剔除异常值的方法有多程，此处介绍最常 用的方法 -三倍标准差法，如下： 设对某一操作单元观测 n次，所得时间为： x1,x2,x3,-xn 则平均值为： x = x1+x2+x3+-+xnn = xi n 标准差为： = (x1-x) 2+(x2-x)2+-(xn-x)2_ n = (xi-x) 2 n 说明： i=1 n 以 表示 80 正常值为 x 3 内的数值，超过者为异常值。 例如，某一操作单元观测 20次（其中漏记一次，记 为 M），观测数据如下： 20， 20， 21， 20， 22， 20， 19， 24， 20， 22， 19， 21， 20， 28， 21， 20， 20， 22， M， 20 则： x= xi n = 399 19 =21 = (xi-x) 2 n = 78 19 =2.02=2 管制上限 UCL=21+（ 3x2)=27; 下限 LCL=21-(3x2)=15 28的数值大于 27，在上限之外，为异常值，应剔除。 81 4、决定观测次数（ P226） 计算观测次数的公式如下（误差为 5% ， 可靠度为 95%）： N = n i=1 n xi2-( i=1 n xi)2 i=1 n xi 2 xi-每一次秒表读数 n-试行先观测的次数； 例如，某一单元试行观测 10次，结果如下： 7， 5， 6， 8， 7， 6， 7， 6， 6， 7 平均误差 5%，可靠度 95%，问需观测多少次？ 先求 i=1 n xi和 (i=1 n xi)2 ,列表如下： 40 82 i xi ( xi)2 合计1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 7 5 6 8 7 6 7 6 6 7 65 49 25 36 64 49 36 49 36 36 49 429 代入公式得： N = 40 10X429-（ 65） 2 65 2 =24。 6=25（次） 已测了 10次，需再测 15次。 83 5、决定每一单元的平均操作时间 剔除了异常值后，每一操作单元所有时间 值的算术平均数，即为该单元的平均操作 时间。即： 每一单元的平均操作时间 = （观测时间值） 观测次数第四步：评定正常时间 1、评比与正常时间 上述平均操作时间为该操作者的平均操作时间，因 此人的动作可能比标准动作快，也可能比标准动作慢 ，所以还不能作为标准时间，必须利用 “评比 ”予以修正， 使其成为不快不慢的正常时间。 所谓 “评比 ”，就是时间研究人员将所观测到的操作者 的操作速度，与自己所认为的理想速度（正常速度） 84 作比较 .因此，时间研究人员必须能在自己头脑中建立 一个理想的速度（正常速度），然后再根据这个理想速 度去评比操作者动作的快慢。 理想速度（正常速度）的建立，有以下几种国际公认的 ： 走行：平均体力的男子，不带任何负荷，在平坦道路 上以 4.8公里 /小时的速度行走。 分发扑克牌： 30秒内将 52张扑克牌分成四堆的速度。 230 230 80 80 图中 230和 80为 发牌起点到终点 的距离。 85 插销子：将 30只销子插入到 30只孔内，用 0。 41分钟。 时间研究人员必须通过训练，逐渐在自己头脑中建立起 正常速度的标准，以便能正确判断。 2、评比尺度 评比时需将观测到的操作者的速度与理想速度（正常 速度）作精确比较，所以必需有具体的数字表示其快慢 ，为此必须有一个评比的尺度，通常采用以下两法： 60分法 100分法 这两种方法是建立在同一水平之上，凡观测速度与理想 速度完全相同的给予 60分或 100分。观测速度大予理想 速度的就给予 60或 100分以上的分数；如观测速度小于 理想速度则给予 60或 100分以下的分数。至于 60分或 100 分以上或以下多少分，则全凭经验与判断。 86 3、单元观测时间与正常时间的关系 正常时间 =每个操作单元的观测时间 X 研究人员的评比 正常评比 式中：正常评比为 60分法为 60分， 100分法为 100分 研究人员的评比即研究人员对操作人员所给予 的分数。举例如下： 观测时间为 18秒 你的评比为 80 60分法 100分法 正常时间 =18X 8060 =24秒 观测时间为 18秒 你的评比为 133 正常时间 =18X 133100 =24秒 87 4、评比时的注意事项 有效操作 用力大小 困难操作 需要思考的操作 5、决定正常时间的代表值 整个操作的正常时间为每个操作单元的观测时间乘以 每个单元的评比百分率（时间研究人员的评比 /正常评比） 相加，并除以观测次数： 正常时间 = （单元观测时间 X单元评比百分率） 观测次数 = （单元正常时间） 观测次数 88 第五步：确定宽放时间 1、宽放时间的种类 私事宽放 疲劳宽放 表 9-6（ 232页） F= T-tT x100% F-疲劳宽放值， T-连续工作中，结束时的单个零件 的工作时间 t-连续工作中，开始时的单个零件工作时间 程序宽放 作为补偿操作者因其从事的操作内发生强迫等待的时 间，如机器发生故障等。 周期动作宽放时间 89 干扰宽放时间 临时宽放时间 政策宽放时间 2、宽放率和宽放时间计算 宽放率（ %） =（宽放时间 /正常时间） X100% 宽放时间 =正常时间 X宽放率 第六步：制定标准时间 标准时间 =平均操作时间 X评比 +宽放时间 =正常时间 +正常时间 X宽放率 =正常时间（ 1+宽放率） 时间研究应用实例见第 235页 -237页 90 (四）评比的训练及评比方法 1、评比的训练、 2、评比方法、 （重点介绍平准化法） 实验四：时间研究（速度评比） 91 五、工作抽样 （一）工作抽样的概念 工作抽样是在一段较长时间内，以随机方式对调查对象 进行间断的观测，并按预定目的整理、分析调查的资料 ，得出需要的结果。 现以观测一位操作者在 1小时内工作时间与空闲时间的 比率来介绍工作抽样与时间研究的区别： 1、秒表时间研究 在 1小时内，以 1分钟为单元进行直接观测，并记录观测 结果，即观测记录 60次。如下图所示，以空白格表示工 作时间，以斜条格为空闲时间。 1 4 9 12 19 25 29 34 47 53 54 60 92 由图可知，在内 60分钟内，有 18分钟为空闲，有 42分钟为工作，故： 工作比率 = 工作时间 总观测时间 = 4260 =70% 空闲比率 = 空闲时间总观测时间 = 1860 =30% 2、工作抽样 将 1小时分成 60格，然后在 1-60的数中，随机取出 10个 数作为观测的时分。设取时分为 34， 54， 4， 47， 53， 29， 12， 9， 19， 25 将这些时分按先后顺序排列成 4， 9， 12， 19， 25， 29， 34， 47， 53， 54 则表示在以上分钟时，进行观测，并记下观测结果 93 在 10次随机观测中有 3次没工作（空闲）， 7次工作 则所占比率为： 工作比率 = 总观测时间 工作时间 = 107 =70% 空闲比率 = 总观测时间 空闲时间 = 103 =30% 由此可见，秒表测时与时间研究的结果是一样的。 利用工作抽样可调查出操作者或机器的工作比率与 空闲比率，并依此作出改善。 94 （二）精确度与观测次数 根据概率定理，用工作抽样法处理的现象接近于正态 分布曲线，如下图所示： X 99.73% 95.45% 68.72% 1 2 3-1-2-3 正态分布曲线 以平均数 X为中线两侧取标准 差 的 2倍时，可有 95%的可 靠度（ 95。 45%）。 95 根据统计学，二项分布标准差 在一定条件下 为： = P(1-P)n 抽样的精确度分为绝对精度 E和相对精度 S。当可靠度 定为 95%时，绝对精度 E=2 ，即 E=2 =2 P(1-P)n 式中 P-观测事项的发生率； n-观测次数 相对精度即为绝对精度与观测事项发生率之比，即 S= EP =2 (1-P)nP 一般都将可靠度定为 95%，相对精度定为 5% 96 观测次数是根据可靠度和精确度要求而定的，在可靠度 取 95%时，所需观测次数，可按下式计算： 用绝对精度 E n= 4P(1-P)E2 用相对精度 S n= 4(1-P)S2P 利用以上两式时，每一式均有两个末知数，为此可先 进行 100次左右的试测来求 P。 例如，经过 100次观察，某设备的开动率为 75%，设绝 对精度取为 3%，则 n= 4P(1-P)E2 = 4X0.75(1-0.75)(0.03)2 =334(次） 下面举例说明： 97 设某作业组，有 10名工人，规定可靠度为 95%， 相对精度定为 5%，根据原有资料，他们的工作 比率为 70%，准备每日观察 20次。则 n= 4(1-P)S2P = 4x(1-0.7)(0.05)2x0.7 =686(次 ) 实际观测次数 K=686/10=68.6=69（次） 观测日数 =68.6/20=3.43=4（日） 98 （三）工作抽样的步骤 第一步：确立调查目的与范围 调查目的不同，则项目分类、观测次数与方法均不同 第二步：调查项目分类 见第 250-251页之图 10-3及图 10-4。 第三步：设计调查表格 252-253页之表 10-3及表 10-4 第四步：决定观测方法 252页之图 10-5 第五步：试观测并决定观测次数 按以下任一式决定观测次数： n=4P(1-P)/E2 n=4(1-P)/S2P 99 第七步：正式观测 1决定每日的观测时刻。 随机起点等时间间隔法 设在某厂的一个车间实施工作抽样，决定观测五日， 每日观测 20次。该车间是上午 8时上班，下午 5时下班 ，中间休息 1小时（ 12时至 1时），可按下法决定每日 观测时刻： 步骤 1：作两位数的乱数排列 较简单的方法是：以黄色纸片代表个位，取 10张，上 面分别写 0， 1， 2， 3， -9；以 10张红色纸片代表十 位，上面分别写 0， 1， 2， 3-9。每次从不同颜色的纸 片中随机地各抽出一张，记下数字，将抽出的放回。 如此反复抽取，即得乱数排列。设共抽 15次，其乱数 排列如下： 100 21， 94， 62， 35， 06， 64， 96， 40， 85， 77， 88， 63， 52， 27， 75 步骤 2：将此数列中小于 50的数保留，大于 50的则减去 50，保留余额，得出： 21， 44， 12， 35， 06， 14， 46， 40， 35， 27， 38， 13， 02， 27， 25 步骤 3：去掉上述数中大于 30的数，得出： 21， 12， 06， 14， 27， 13， 27， 25 步骤 4：决定第一日的观测时刻。 101 首先决定第一日第一次的观测时刻，取乱数 排列的最前面数字 21，因为 8时上班，所以第 一次的观测时刻为： 8时 21分 随后决定每次观测的时间间隔，以每日工作为 480分，减去第一次的 21分，再除以每日的观测 次数，得出时间间隔，即： （ 480-21） /20=22.95=23（分） 第二次的观测时刻为： 8时 21分 +23分 =8时 44分 如此类推。 102 步骤 5：决定第二日的观测时刻 首先决定第二日第一次的观测时刻， 取乱数排列的第二位数字 12，于是 第二日第一次的观测时刻为： 8时 12分 第二次的观测时刻为： 8时 12分 +23分 =8时 35分 如此类推 得出 5天的观测时刻见第 255页之表 10-5 2、实地观测 观测人员按既定的观测时刻及预定的抽 样调查项目进行实地观测并记录。 103 第八步：整理数据 1、剔除异常值 根据记录数据绘制管理图，确定管理界限，将超过 管理界限的异常值去掉。 管理界限 =P 3 P（ 1-P）n P-观测事项发生率的平均数 n-平均每日观察次数 现以下例说明如何作管理界限图。 104 设观测结果如下所示： 表 10-6 C汽水生产线工作抽样结果 观测班次 工作比率（ %）工作次数每班观测次数 n 1 2 3 4 5 6 合计 160 160 160 160 160 160 960 129 142 124 125 119 120 759 80。 63 88。 75 77。 50 78。 13 74。 38 75。 00 79。 06 105 现根据观测结果绘制管理界限图： 管理界限 =P 3 P（ 1-P）n =0.7906 3 0.7906(1-0.7906)160 =0.7906 0.0966 管理上限 =0.7906+0.0966=0.8872 管理下限 =0.7906-0.0966=0.6940 据此作出管理界限图如下： 106 0 70 80 90 工作比率 % 1 2 3 4 5 6 工作班次 管理上限 88。 72% P=79。 06% 管理下限 69。 4% 由图可以看出，第二班的工作比率为 88。 76%，越出 上管理界限 88。 72，应作为异常值剔除。 2、核算观测次数和精度 上例中，因为第二班的工作比率超过上管理界限，剔 除之后，须重新计算平均工作比率： 107 P= 总观测时间 工作时间 = 129+124+125+119+120160X5 =77。 13% 核算精度： E=2 P（ 1-P）n =2 0.7713X(1-0.7713)160X5 S=2 1-Pn =2 1-0.7713160X5 = 0.0297. 具有即使有人為疏忽也不會發生錯誤的構造 不需要注意力 . 2. 具有外行人來做也不會做錯的構造 不需要經驗與直覺 . 3. 具有不管是誰或在何時工作能不出差錯的構造 不需要專門知識與高度的技能 . 2.功用 1. 積極 : 使任何的錯誤 ,絕不會發生 . 2. 消極 : 使錯誤發生的機會減至最低程度 . 3.應用範圍 任何工作無論是在機械操作、產品使用上 ,以及文書處理等皆可應用到 . 122 4.基本原則 在進行 ”防錯法 ”時 ,有以下四原則可供參考 : 1. 使作業的動作輕鬆 2. 使作業不要技能與直覺 3. 使作業不會有危險 4. 使作業不依賴感官 EXL: 在連續幾個測試站間加檔板 ,防止未測品流至下一站 . 5.基本原理 1. 排除化 : 剔除會造成錯誤的原因 . 2. 替代化 : 利用更確實的方法來代替 . 3. 容易化 : 使作業變得更容易、更合適、更獨特 ,或共同性以減低失敗 .適合化、共同 化、集中化、特殊 /個別化 . 4. 異常檢出 : 雖然已經有不良或錯誤現象 ,但在下一制程中 ,能將之檢出 ,以減少或剔 除其危害性 . 5. 緩和影響 : 作業失敗的影響在其波及的過程中 ,用方法使其緩和或吸收 . 123 6.應用原理 1. 斷根原理 : 將會造成錯誤的原因從根本上排除掉 ,使絕不發生錯誤 . 2. 保險原理 : 采用二個以上的動作必需共同或依序執行才能完成工作 . 3. 自動原理 : 以各種光學、電學、力學、機構學、化學等原理來限制某些動作的執行 或不執行 ,以避免錯誤之發生 .目前這些自動開關非常普遍 ,非常簡易的 “自動化 ”之應用 . 4. 相符原理 : 藉用檢核是否相符合的動作 ,來防止錯誤的發生 . 5. 順序原理 : 避免工作之順序或流程前后倒置 ,可依編號順序排列 ,可以減少或避免錯 誤的發生 . 6. 隔離原理 : 藉分隔不同區域的方式 ,來達到保護某些地區 ,使不能造成危險或錯誤的 現象發生 .隔離原理亦稱保護原理 . 7. 復制原理 : 同一件工作 ,如需做二次以上 ,最好采用 “復制 ”方式來達成 ,省時又 不錯誤 . 8. 層別原理 : 為避免將不同工作做錯 ,而設法加以區別出來 . 124 9. 警告原理 : 如有不正常的現象發生 ,能以聲光或其他方式顯示出各種 “警告 ”的訊號 ,以避 免錯誤即將發生 . 10. 緩和原理 : 以藉各種方法來減少錯誤發生后所造成的損害 ,雖然不能完全排除錯誤的發 生 ,但 是可以降低其損害的程度 . EXL: 1.雞蛋之隔層裝運盒減少搬運途中的損傷 .(緩和原理 ) 2.設立多層之檢查方法 ,考試后檢查一次看看 ,有沒有犯錯的地方 .(保險原理 ) 3.自動消防洒水系統 ,火災發生了開始自動洒水滅火 .(警告原理 ) 4.汽車之安全帶 ,騎機車戴安全帽 .(保險原理 ) 5.加保利龍或紙板以減少產品在搬運中之碰傷 .(緩和原理 ) 6.原子筆放在桌上老是給別人不經意中拿走 ,怎麼辦呢 ?貼上姓名條或加條繩子固 定在桌上 .(隔離原理、警告原理、緩和原理 ) 125 IE七大手法之二 動改法 1.手法名稱 又稱動作改善法 ,簡稱為 “動改法 ”,是 : 省力動作原則 省時動作原則 動作舒適原則 動作簡化原則 此原則以最少的勞力達到最大的工作效果 ,其原為吉爾博斯 (Gibreth)最先提出 ,后經 研究整理增刪 .其中以巴恩斯 (Ralph M.Barnes)將之補充完成 . 2.動作改善原則可分為三大類二十項 . 3.三大分類為 : 1. 有關於人體動用方面之原則 ,共包含 8項 . 2. 有關於工作場所之布置與環境之原則 ,共包含 6項 . 3. 有關於工具和設備之設計原則 .共包含 6項 . 詳細之 20項原則將在後面詳加介紹 . 126 4.有關人體動用原則 (動作經濟原則 ) 原則 1: 兩手同時開始及完成動作 原則 2: 除休息時間外 ,兩手不應同時空閒 原則 3: 兩臂之動作應反射同時對稱 . 原則 4: 盡可能以最低級動作工作 說明 : 欲使動作迅速而輕易 ,唯有從動作距離之縮短 ,以及動作所耗體力減少上著手 .欲 達到此目的 ,其實際對策則為選取級次最低之動作 ,使動作範圍縮小 .並使物料及工具盡可 能靠近手之動作範圍內 .工作時 ,人體之動作可分為下列五級 : 127 原則 5: 物體之 ”動量 ”盡可能利用 ;但如需用肌力制止時 ,則應將其減至 最小度 . 原則 6: 連續曲線運動較方向突變直線運動為佳 . 原則 7: 彈道式運動較輕快 . 原則 8: 動作宜輕鬆有節奏 . 原則 9: 眼睛的視點應盡少變動並盡量接近 . 原則 10: 適當之照明 ;應有適當之照明設備 ,使視覺滿意舒適 . 所謂合適的照明 ,其意義應包括 : 1.必須有合適其工作的充足光度 . 2.必須有合適顏色的光線 ,且 應避免閃光 . 3.必須有合適的投射方向 . 原則 11: 工作抬椅高度適當舒適 原則 12: 盡量以足踏 /夾具替代手之工作 . 128 原則 13: 盡可能將二種工具合並 . EXL: 將兩種功能不同的印章 ,修改成具有兩種功能的單獨印 章 . 原則 14: 工具物料預放在工作位置 . 原則 15: 依手指負荷能力分配工作 . 原則 16: 手柄接觸面盡可能加大 原則 17: 操作桿應盡可能少變更姿勢 . 129 IE七大手法之三 流程法 現場作業改善方法 : 130 現場作業改善方法 :(接上一頁 ) 131 IE七大手法之四 五五法 1.手法名稱 : 5 * 5W 1H法 ;又稱 5 * 5何法 ;又稱質疑創意法 ;簡稱五五法 . 2.目的 : 學習本手法的目的是在 : 熟悉有系統的質問的技巧 ,以協助吾人發掘出問題的真正 根源所在以及可能的創造改善途徑 . 3.名詞釋義 3.1 基本觀念 頭腦就像降落傘 , 只有在開放的情況下才工作 . 工作改善最大的阻礙 ,並不在於技術不足 ,而是在於一個人的想法 當他覺得是以最好的方 法在工作著 ,並且以為滿足 . 當您認為工作已無法改善了 ,那就代表您已落伍了 ,雖然您是專家 ,擁有高深的學識 . 一個雖沒有多大學識的人 ,只要他認為工作仍有改善的可能 ,那麼他就比您更 適合這工作 . 132 3.2 何處最需要改善 您的時間非常富貴 ,應妥善運用 ;挑最重要的事情優先做 ! 瓶頸 的地方是最值得改善的 ,順利的地方留待以后有時間再去研究 . 耗時多 的地方往往是改善的好機會 . 緊急情況 由於材料、工具設備或公文制度造成時間及人力的浪費 是極需改善的地方 . 浪費 須要改善的事物 ,往往不是顯而易見的 ,除非您小心的觀察 ,否則日過一日在浪費的 情況下而 不自覺 細心地找出材料、時間及人力的浪費 . 3.3 工作之構成 每一工作均包含三部份 : 1.預備 : 時間和勞力花在諸如調整機器 ,放置加工物等準備工作上 . 2.操作 : 實際工作 ,附加價值於產品上 . 3.收拾 : 時間和勞力花在諸如取下加工物 ,處置殘餘物屑 ,存放或清理等工作 ,無生產性 的動作 . 最易顯出改善成果的地方在於免除 ,因為它也自動地將 和 的時 間 ,勞力免除了 .請記住 及 只會增加產品的成本並不增加它的價值 . 133 3.4 改善之探討方向 每件工作都可依照下列 4個主要的方向去探討可能的方向 . 應持有目前的方法絕非僅有而且最好的 ,必然 ,有更好的方法的態度 . 剔除 : 許多操作可能是不必要的 ,只是蕭規曹隨習而不察剔除是最好的方向 . 合並 : 將二種以上的動作嘗試結合在一起是為合並 .吾人應尋求合並的可能性 , 二個操作一起做 可以省掉搬運、檢驗、存放等動作 .如果二個操作不易合並時 ,應盡可能 將搬運合並在操 作中 . 變更 /重組 : 應改變次序、地點及人員的可能性 ,這些改變可能引出刪除和合並 的靈感 . 簡化 : 在刪除、合並及變更操作等檢討后 ,研究如何來做以達到簡化的目 的 . 134 5W1H 法原則表 : 問題點或指定工作 (如提高品質效率工作 ) 總疑問 為甚麼 WHY 疑問部份 如 何 HOW 四項行動 何 人 WHO 何 時 WHEN 何 地 WHERE 何 事 WHAT 簡化 Sinmplification 剔除 Elimination 剔除合並 Combination 重排 Rearrangement 135 IE七大手法之五 人機法 1.手法名稱 : 人機配合法 (Man-Machine Chart);簡稱為 “人機法 ”. 2.目的 : 學習如何記錄人與機器配合工作時之過程 . 1. 發掘空閒與等待時間 2. 使工作平衡 3. 減少周程時間 4. 獲得最大的機器利用率 5. 合適的指派人員與機器 6. 決定最合適的方法 3.意義 : 以圖表的方式 ,記錄操作人員與一部機器或多部機器之操作關係 ,並藉 此記錄來做進一步之分析與改善 . 136 4.應用範圍 : 1. 1人操作 1部機器或多部機器 2. 數人操作 1部機器或多部機器 . 3. 數人操作一共同之工作 . 5.功用 : 1. 了解在現況下 ,操作人之時間或機器之時間是否 妥善應用 . 2. 依上述之記錄加以質疑 ,尋求改善之地方 3. 用以比較改善前及改善后之差異情形 . 137 IE七大手法之六 雙手法 1.手法名稱 : 雙手操作法 ,簡稱為 “雙手法 ”. 2.目的 : 學習有系統的記錄人體雙手 (足）動作的過程 有一個古老的故事說 :”上帝造人為何要給一個嘴巴 ,二個眼睛 ,二個耳朵以及二雙手呢 ?”那是 因為上帝希望每一個人能少說 ,多看 ,多聽 ,多做 .這樣的故事我們都非常清楚與了解 .但是我們若 進一步加以探討 ,我們是否盡力發揮