《基础工业工程学》PPT课件.ppt

基础工业工程学 陈友玲 副教授 重庆大学工业工程系 二零零三年二月二十二日 1 工业工程导论 1.1 工业工程 1.1.1 工业工程的定义 1.1.2 工业工程的发展概况 1.1.3 工业工程的内容体系 1.1.4 工业工程的研究对象和时代特征 1.1.5 工业工程的基本方法 1.2 工作研究 1.2.1 概述 1.2.2 工作研究的内容及相互关系 1.3 方法研究 1.3.1 方法研究概述 1.3.2 方法研究的内容 1.3.3 方法研究的基本程序 1.1 .1 工业工程的定义 综合性问题由工业工程研究解决 专业性问题由专业技术研究解决 1.1 .1 工业工程的定义 q工业工程的定义 工业工程（Industrial Engineering，简称IE）是综合运 用各种专门知识和系统工业工程的原理与方法，为把 生产要素（人、物料、设备、能源、资金和信息等） 组成更富有生产力的系统所从事的规划、设计、评价 、改进和创新活动，同时为科学管理提供决策依据。 工业工程定义的进一步说明 IE是一门工程类科学技术，是技术与管理交叉的复合学 科； IE的研究对象： 是由人、物料、能源、资金和信息生产要素构成的各种 生产及经营管理系统。 IE采用和依托的理论与方法： 来自数学、自然科学、社会科学中的专门知识和工程学 中的分析、规划、设计等理论。特别是系统工程的理论 和方法、计算机系统技术关系密切； IE的任务： 是如何将由人、物料、设备、能源、资金、信息等生产 要素组成一个集成系统，并不断改善，从而实现更有效 地运行； IE的目标： 是提高生产率和效益，降低成本、保证质量和安全，获 取多方面的综合效益； IE的功能： 是对生产系统进行规划、设计、评价、改进和创新。 工业工程在非工业领域的应用 美国滨州大学的Benjamin教授指出：目前在美国，雇 佣在制造业的劳动力只占20%，而80%的劳动力则雇 佣在服务行业和管理岗位上，因此，应该更加重视IE 在非制造业领域的研究与应用； 山东大学的研究者将IE原理应用于餐饮服务业，以图 提高餐厅的服务水平； 天津理工大学的研究者将IE原理应用于医院，重构医 院的服务业务流程，以提高服务质量。 1.1.2 工业工程的发展概况 qIE的萌芽：18世纪中叶到19世纪末 q经典IE的建立：20世纪初 q经典IE的发展：第二次世界大战及战后 q现代IE的建立：5070年代 q进入80年代，国际上IE的发展与应用相当广泛，收效甚 佳 IE的萌芽：18世纪中叶到19世纪末 零件的互换性标准化 (E.Whitney) 劳动专业化分工专业化 (A.Smith) 时间研究 (W.Babbage) 组织化、通讯联系和情报资料的管理原则(H.V.Poor) 经典IE的建立：20世纪初 F.W.Taylor：科学管理原理，内容涉及制造工艺过程、劳动 组织、专业化分工、标准化、工作方法、作业测定、工资激励 制度与职能组织等。他还首创了生产现场的时间研究方法。 (1911) Frank 维修部门在接到设备维修报告后，未及时答复或派人 查看，以致造成误工。 附加时间多。由于设备关键，气割组分早、中、晚三 班倒，中午12:0013:30午休时间内，上早班的工人可 充分利用准备好物料，避免因等待行车而花费较多的 附加时间。 案 例 分 析 气割机上钢板的摆放杂乱，未能很好的利用摆放空间 ，以致工人经常停机整理放置在气割机工作台上杂乱 的钢板，降低了机器的工作效率。 吊车遥控器使用不当, 平时吊车上、下料时，需两人配 合，一人专门负责遥控，一人辅助上料。若用绳将遥 控器系于操作者胸前，则只需1个工人，一边遥控一边 辅助下料。 没有有效的方法使切割时工件与余料分离，避免粘连 。由于气割后，部分熔化了的钢水会把工件与余料重 新粘结起来，从而造成以下三个不利作业： 难以分离工件及余料。即使用铁锤敲去也难以将其分 离，且对工件的形状产生影响甚至破坏。 当用铁锤不能将其分离时，就需工人操作氧气乙炔 枪使其分离，这样会对工件边角部分造成破坏。 增加后续去毛刺工作量。 人员冗余，缺乏配合。 改进后的联合作业图： 改进效果如下： 改 进 后 的 联 合 作 业 图 工人A 工人B气割机 上料 6 下工件并分离 工件与余料 42.5 同上 22.5 去毛刺 42.5 空闲 20.5 分离刚气割的 工件余料 26 （吊）下料 23 上余料并调整29 空闲 17空闲 17 同A 29 同A 23 同A 26 操纵 2.08 同A 6空闲 在修理 1.35 气割 2.08 改进后联合作业统计 周程工作时间空间利用率 工人A 工人B 机床 3分49秒 3分49秒 3分49秒 3分11.5秒 3分32秒 2分08秒 37.5秒 17秒 1分41秒 80.6% 92.6% 56% 改进方法与现行方法对比 现行 方法 改进 方法 工人A 工人A 工人B 工人B 机床 机床 周程工作时间空间利用率 3分49秒 3分49秒 3分49秒 3分49秒 3分49秒 3分49秒 2分20.5秒 2分15秒 14秒 3分11.5秒 3分32秒 2分8秒 1分28.5秒 1分34秒 3分35秒 37.5秒 17秒 1分41秒 61% 59% 6% 83.6% 92.6% 56% 结论：改进方法较之于现行方法提高了人、机 的利用率。 3.4.1 双手作业分析的概念 l生产现场的某些作业，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操作，就称为双手作 业分析 l双手作业分析的特征 主要研究对象是操作者的双手 借助于双手作业图进行分析 l双手作业分析的目的 研究操作者双手的动作使其平衡 发掘“独臂式”的操作 发现拌手，找寻笨拙而无效的动作 发现工具，物料，设备等不合理的放置位 置 3.4.2 双手作业图 l以双手为对象，记录其动作，表示其关系，并可指导 操作者如何有效的运用双手，从事生产性的工作，提 供一种新的动作观念，找出一种新的改善途径。 l双手作业图的绘制与示例 l双手作业分析要点与改进 l双手作业图案例分析 案例1：检查轴的长度并装入套筒 案例2：将玻璃管切成定长 案例3：某公司油箱车间焊接接地装置双手 作业分析 l课堂练习 l作业与思考题 双手作业图的绘制 l 双手作业图以双手为对象，记录其动作，表示其关 系，指导操作者如何有效地运用双手，从事生产性的 工作，提供一种新的动作观念，找出一种新的改善途 径 先在左上角记录有关资料。如：工作名称 、开始状态、结束状态、研究人、研究日 期等 在右上角画工作场所平面布置简图，表示 操作对象、操作工具、操作者的相互位置 关系 在图的中间分别记录左右手动作。记录使 用以下符号进行记录 记录完左右手后，应将左右手的动作分别 进行统计, 统计资料放在左右手动作的右方 或右下方 l记号： ：表示操作，即握取、放置、使用、放手等动 作 ：表示搬运，即手的移动动作 ：表示等待，即手的延迟、停顿 ：持住，表示手持住工件，工具或材料的动作 双手作业分析图 双手作业分析的要点与改进 l要点 减少动作 排列最佳顺序 合并动作 平衡双手 避免用手挂钩 l改进措施：提问技术 改进动作顺序 改变工具及设施 改变布置 合并所用工具 改变所用材料 使用量具、夹具 同时使用双手 案例1：检查轴的长度并装入套筒 l现行的双手作业图 l分析：左右手的工作工作不平衡；右手的 动作是左 手的两倍。 l改进后的双手作业图 l效果： 消除了套筒拿起与放下的无效动作； 消除靠一手持物另一手的往复动作； 改变原来用的普通尺为标准尺，并固定在台上，省去了每次 将尺重复拿起与放下的动作 左 手 右 手 1 1 1 1 2 4 2 2 3 检 验 至轴 拿起一轴 带轴至尺 等待测量长度 测量长度 带尺至轴 拿起尺 至尺 尺放下 至套筒 拿起一根套筒 带套筒回原位 将套筒装轴上 等待 放下装毕之轴及套筒 左手右手 2 2 2 4 4 1 5 10 现行方法 布置图 验装完毕者 工作：检查轴的长度及装入套筒 开始：双手空的用品在台上 结束：装好一只放在旁边 1 1 2 1 3 1 2 3 左 手右 手 11 22 33 同右 同右 同右 同右 同右 带至轴左边尺 等待测量长度 至近中央处离身 体最近一排的轴 取一只 带轴至右边尺 将轴放尺上，并 使一端靠紧尺 等待测量 带轴至近中央处离身 体最近一排的套筒 插入套筒内 左手右手 3 3 1 3 3 1 77 现行方法 名称：检查轴的长度及装入套筒 开始：双手空的，用品在台上 结束：装好一只 工具：两只标准长的尺固定在台上 操作者 标准长的尺 套筒 轴 案例2：将玻璃管切成定长 l现行方法 l分析：为取得改进方法，进行如下提问 所有的重复动作是否可以取消？本例中，玻璃管向前推和向 后退的动作是重复动作，可取消。 锉刀的拿起放下是重复动作，可取消。 是否需要在玻璃管上作记号再刻划？ 为何不在玻璃管转动时即开始刻划，为何右手要等待？ 为何玻璃管必须抽出时才可折断，而不能在夹头内折断？ 为何玻璃管要抽出，而使其折断后再放入夹头时产生对准困 难？ 双手的动作是否能减少？是否能协调的更好？ l改进方法如下 将玻璃管切成定长现行方法 图号： 张号： 件名：3cm玻璃管 操作：切成定长 开始：玻璃管在夹头处 结束：切完一根，锉刀 已拿在手中 地点：总厂 操作者： 绘图者： 日期： 工作位置布置图 玻璃管 刻记号处 夹头 1 左手右手 左手将玻璃管放 入夹头 握住玻璃管 将玻璃管抵紧 夹头 旋转玻璃管 将玻璃管自夹头 内取出 等待 帮助右手折断 玻璃管 等待 伸手取锉刀 等待 以锉刀在玻璃管 上刻槽 放下锉刀 手回到玻璃管 握住玻璃管 折断玻璃管（折断 的玻璃管落入箱中） 调整握玻璃 管位置 至锉刀 取回锉刀 放回玻璃管 现行方法 左手右手 7 1 8 5 4 2 11 0 1 2 3 4 5 1 1 2 2 1 2 3 4 6 3 5 4 2 1 持住玻璃管 将玻璃管切成定长的改进方法 图号： 张号： 件名：3cm玻璃管 操作：切成定长 开始：玻璃管在夹头处 结束：切完一根，锉 刀已拿在手中 地点：总厂 操作者： 绘图者： 日期： 工作位置布置图 玻璃管 夹头 刻记号处 挡头 左手左手右手 将玻璃管推进 夹头 转动玻璃管 一端折断时， 持住玻璃管 等待左手 以锉刀在玻璃管上轻敲， 玻璃管落入箱内 以锉刀在玻璃管 上刻槽 改良方法 左手右手 3 2 1 33 0 1 2 3 1 1 2 上一页 下一页 l效果 l平衡了左右手的动作 l左手的动作减少了5次，右手的动作减 少了8次 l减轻了工人的劳动强度 案例3：某车间焊接接地装置双手作业分析 l研究地点：某公司油箱车间 l工作名称：焊接接地装置双手作业分析 开始：工人蹲于作业现场 结束：工人站立 l现行的双手作业图 l分析 工人为何用手持面具，可否不用？可以，使用可戴面具，这 样可降低手持面具带来的一系例动动。 工人右手拿取焊条后，轻轻抖动药皮，可否取消？可以。 l改进后的双手作业图 l改进后的效果 左手 焊接装置以物为主的流程程序图 右手 11 2 1 11 2 3 2 4 3 3 5 2 47 3 5 6 8 710 伸向面 具处 抓起面具 移至身前 放 下 等 待 伸向电烙铁 处 抓起电 烙铁 移至身 前 放 下 伸向焊条盒 取出一条 移到已焊焊缝处 轻敲去药皮 接住右手的焊条 把焊条交至左手 移至铁锤处 持 住 抓起铁锤 同 右移向已焊焊缝 用铁锤轻敲焊条 用焊条抵住药皮 4 6 持 住放下铁锤 移向电烙铁 抓起电烙铁 移动电烙铁 把焊条移向电 烙铁缺口 夹住焊条 移向面具持 住 抓起面具 移动面具 用面具 遮住面部 放下电烙铁 3 1等 待 等 待 2 等 待 11 2 2 3 4 5 6 7 8 9 3 4 放下面罩 5 焊接 改进后的双手作业图 2 2 左手右手 11 2 3 4 3 6 7 68 移向焊条 取出一焊条 用焊条对准已 焊焊缝和药皮 把焊条放入 电烙铁夹口 移向铁锤 抓起铁锤 移向接地装置 用铁锤敲焊条持 住 放下铁锤 移向电烙铁 抓起电烙铁 移动电烙铁 夹住焊条 对准待焊焊条 缝（定位） 焊 作 放下电烙铁 改进前后的对比 改进前 改进后 左手右手 左手右手 7 5 4 3 1 10 3 9 6 3 3 00 4 1 8 5 4 移向 面具 抓起面具 移向面部 遮住面部 11 2 3 2 3 4 2319 1312 5 放下面具 3 持住 l左手的动作从21个变为10个，减少了11个； l改进后的双手动作从45个减为23个； l改进后的双手动作从45个减为23个； l若按操作者实施的动作顺序观察双手动作，并用特定 的记号记录以手、眼为中心的人体各部位的动作内容 ，就是动作分析，研究动作分析的工具就是动素图。 案例4： 例：某公司变压器车间双手作业图 问题的提出： 在硅钢片上粘滑石片的作业。在进行此项作业时 ，5个人同时工作，4个人粘硅钢片，一个人负责 定胶于硅钢片上 观察得出的结论： 工作量不大，占用人力较多 工作人员左右手的动作不平衡，易疲劳。劳动 效率不高 粘片人机现状： 点胶版 点胶版 硅钢片 1 2 3 D 1 重 复 5 8 次 伸向容器 移向硅钢片 取少许滑石片 移向左手 抓取滑石片 放置 移动 右手 重 复 10 15 次 等待 移向右手 持住 左手 右手 统计： 现行方法 左手右手 0 1 1 79 85 0 0 1 3 164 改进方案： 修改点胶板，稍扩大点胶孔，使之略大于滑石片。 制造一个与点胶板上的孔相对应的点凸台板，凸点 略小于点胶板上的孔 改进后的作业方法： 置点胶板与硅钢片上，点胶 撒滑石片于点胶片上，用毛刷扫滑石片，使每个 孔内都有一枚滑石片，并扫去多余的滑石片 置点凸台于点胶板上，使点凸台与点胶孔相对 搬离点胶板，分开点胶板与点凸台 效果： 按此方式，仅需二人即可 胶水 胶水 滑石片 滑石片 硅钢片 点胶板、点凸台板 两名工人同时工作，一同放置硅钢片、移动 点胶板，同时给硅钢片点胶，同时撒硅钢片 改进后的工作地状况： 左手 右手 伸向胶瓶 1 1 1 1 13 1 2 1 24 25 重 复 12 次 等待 移向左手 抓去点胶棒 移向硅钢片 点胶 移向胶瓶 持住 移向右手 抓住胶瓶 13 14放回点胶棒 2 等待移回原处 3 放下胶瓶 左手 右手 4 28移向滑石片盒 17 抓住滑石片 29移向硅钢片 14 撒滑石片 2 21 3 5 23 24 30移向点凸台 22 19 放刷子 抓取点凸台 1移向点胶板 20放下点凸台 21 23 2224 2532 同左 同左 同左 同左 移向以边 抬点凸台 移向以边 太点凸台 等待 左手右手 24 1 1 22 33 4 0 26 52 59 统计： 工件与工作地点布置 现 行 方 法 的 双 手 作 业 图 改进方法的双手作业图 课堂练习 l请画出从笔筒内取出笔在信笺上签名的双手作业图 开始：信纸在桌上，笔在笔架内 结束：签名毕，将笔还置笔架内 l图例分析 签名 工作：在信纸上签名 开始：信纸在桌上，笔在笔架上 结束：签名毕，将笔还置笔架内 左手右手 压住信纸 至笔架 取笔 持笔至信纸 签名 持笔至笔架 放笔于笔架上 回信纸处 统计 左右 1 0 3 4 1 7 信纸 笔架 作业研究复习思考题 l什么是作业分析？ l人机操作分析的目的是什么？ l联合作业能达到什么目的？ l双手作业分析有什么用？ l用双缸洗衣机清洗衣服的程序如下： 放水-放洗衣粉-放衣入机-清洗-把衣服拿 入脱水缸-脱水-把衣服拿入洗衣缸-清洗- 衣服拿入脱水缸-脱水-取出衣物；或者记录你 自己用的洗衣机，观察实际洗衣动作，记录各程 序的时间，并绘出人机作业图。实际洗衣机，观 察实际洗衣动作，记录各程序的时间并绘出人机 程序图。 l试以双手操作程序图记录用开瓶器开启瓶盖 的双手基本动作 其动作为：双手同时伸出，左手伸至桌面取瓶， 右手伸至桌面取开瓶器。双手各将所取之物移至 身前，左手持瓶，右手移至瓶顶，打开瓶盖 例：某公司变压器车间双手作业图 问题的提出： 在硅钢片上粘滑石片的作业。在进行此项作业时 ，5个人同时工作，4个人粘硅钢片，一个人负责 定胶于硅钢片上 观察得出的结论： 工作量不大，占用人力较多 工作人员左右手的动作不平衡，易疲劳。劳动 效率不高 14 3 2 13 2 4 5 NOTEBOOK 检查来料 组装前定位 滑纽组装 涂润 滑油 组装上 NOTEBOOK LOGO 撕保护膜 检查 检查 盖章 研究对象： NOTEBOOK组装 研究者： 编号：01 日期：2002.4.21 压铸机械 6 5 4 3 2 1 1 6 5 4 3 2 1 压铸成型 检查 机械加工 检查 去除毛边 检查 化学处理 检查 表面处理喷漆 检查MQC 检查FQC 包装 成品检查 包装材料 油漆 胶水 化学 药水 镁锭 4 动作分析 4.1 概述 4.1.1 概述 4.1.2 动作 4.1.3 动作分析 4.2 动素分析 4.2.1 动素 4.2.2 动素分析 4.2.3 动素分析的步骤 4.2.4 动素分析的应用场合 4.2.5 动素分析的应用案例 4 动作分析 4.3 动作经济原则 4.3.1 概述 4.3.2 动作经济的4条基本原则 4.3.3 动作改进的三要素 4.3.4 动作经济原则 4.4 动作经济原则的应用案例 4.4.1 基本原则一：减少动作数 4.4.2 基本原则二：双手同时动作 4.4.3 基本原则三：缩短动作距离 4.4.4 基本原则四：轻快动作 4.4.5 综合案例研讨 4.1.1 概述 q程序分析与动作分析的区别： 程序分析是从大处着眼，根据程序图分析生产过程 的种种浪费，从合理安排程序中去寻求提高工作效率 的方法。 动作研究则是在程序决定后，研究人体各种操作动 作的浪费，以寻求省力、省时、安全的最经济的方法 。 q动作分析的实质是： 研究分析人在进行各种工作操作时之细微动作，删 除无效动作，使操作简便有效，以提高工作效率。 q动作分析的内容： 发现操作人员的无效动作或浪费现象，简化操作方法 ，减少工人疲劳，在此基础上制定出标准的操作方法 ，为制定动作时间标准作技术准备。 q内容具体包括三大部分： 动素分析 影象分析 动作经济原则等内容。 4.1.2 动作 q工艺流程和作业的具体实施方法，如为寻找、握取、移动、装 配必要的目的物，操作者身体各个部位的每一个活动。动作可 大致分为下面四类： 加工改变目的物形状和装配目的物的动作 移动改变目的物位置的动作 握持保持目的物形态的动作 等待无作业手空闲着的动作 4.1.3 动作分析 q动作分析的定义 q动作分析的目的 q动作分析的作用 q动作分析方法 动作分析的定义 按操作者实施的动作顺序观察动作，用特定的记号记录以 手、眼为中心的人体各部位的动作内容，把握实际情况，并将 上述记录图表化，以此为基础，判断动作的好坏，找出改善着 眼点的一套分析方法。 动作分析的目的 了解操作者身体各部位的动作，动作顺序和方法 了解以两手为中心的人体各部位是否能尽量可能同时 动作，是否相互联系 明确各种动作的目的，动作过程中的必要动作和不必 要动作 了解必要动作中两手的平衡 动作分析的作用 为减轻作业疲劳，提高工作效率而找出动作存在的问 题 探讨最适当的动作顺序、方法和人体各部位动作的同 时实施 探讨最适合于动作的工夹具和作业范围内的布置 比较动作顺序、方法改进前后的情况，预测和确认改 善的效果 用记号和图表一目了然地说明动作顺序和方法 改善动作顺序和方法，制定最适当的标准作业方法 提高能细微分析动作和判断动作好坏的动作意识 动作分析方法 目视动作观察法：分析者直接观测实际的作业过程， 并将观察到的情况直接记录到专用表格上的一种分析 方法。 动素分析法 双手操作分析法 影像动作观察法：通过录像和摄影，用胶卷和录音带 记录作业的实施过程，再通过放影、放像的方法观察 和分析作业动作的方法。 高速摄影分析法（细微动作影像分析） 常速摄影分析法 慢速摄影分析法 VTR分析法 4.2.1 动素 q在进行动作研究时发现： 很多动作均由操作者双手完成； 所有人力操作均包括一些基本动作。 q由吉尔布雷斯总结成称为“动素”的有17种基本动作， 后由美国机械工程师协会(ASME)增加一种动素而成 18基本动作。 由吉尔布雷斯总结的17种基本动素 4.2.2 动素分析 q动素分析 q动素分类及其记号 q动素分析的目的 动素分类及其记号 吉尔布雷斯把以手、眼活动为中心的基本动作总结为17种动 素，外加ASME增加的一种动素，可分为三大类。 有效动素 辅助动素 无效动素 动素举例 动素的分类 动素举例 动素的分类 台湾的周道教授 将动素用4个同心圆表 ，第一圈为中心圈， 为核心动素；第二圈 为常用动素，是改善 的对象，第三圈为辅 助性动素，操作中愈 少愈好，第四圈(最外 圈)为消耗性动素，应 尽可能予以取消。 动素分析 通过观察手、足动作和眼、头活动，把动作的顺 序和方法与两手、眼的活动联系起来详尽地进行分析 ，用动素记号记录和分类，找出动作顺序和方法存在 的问题 ，单手等待以及不合理动作、浪费的动作等 问题并加以改进的一种分析方法。 有效动素进行作业时必要的动作，共9种。 1 伸手 ：空手移动接近或离开目的物的动作 2 抓取 ：用手或身体的某一部位抓取或控制目的物的动作 3 移物 ：用手或身体的某一部位承受载荷改变目的物位置的动 作 4 定位 ：使手持的目的物与其他目的物取得正确位置关系的动 作 5 装配 ：使两个或两个以上的目的物合并的动作 6 拆卸 ：将一物分为两个或两个以上目的物的动作 7 使用 ：利用器具或装置所做的动作 8 放开 ：放开由手或身体的某一部位控制着的目的物的动作 9 检验 ：将目的物的性能、质量、数量与规定标准相比较的动 作。 辅助动素 为完成作业动素而必须的动素，它将会延缓作业动素 的实施，作业时间会消耗过多，降低了作业效率，共 有五种。 1 寻找 ：用眼、手等五种感官寻找目的物的动作 2 发现 ：在寻找动作后，找到目的物瞬间的动作 （有的书上未列此动素） 3 选择 ：使用五官从数个物体中选定目的物的动 作 4 思考 ：以思考为主的理解和判断等心理活动 5 预定 ：调整目的物的位置使其正好处于下一个 动 作最好朝向的动作 无效动素 对作业进行无任何作用的动作，是动素分析中一定要 设法取的动素，也称为第三类动素。共有4种。 保持 ：用手或身体的某一部位保护目的物，维持 原状的动作 延迟 ：由于机械的自动进给而造成的等待，双手 操作时的某只手的空闲。 放置 ：不含有效动作，但操作者可以控制的延迟 。 休息 ：为恢复疲劳，身心活动处于休息状态。 动素分析的目的 把动作分类归纳成为18种基本动作，了解每个动作的过程和状 态，明确动作顺序、方法与双手、眼、足、头等人体各个部位 动作之间的关系； 把握人体各部位是否同时动作； 确认各动作的合理性，找出存在的浪费、不合理性和不稳定性 ； 区别必要动作、辅助动作和不必要动作，找出产生后两类动作 的原因。 4.2.3 动素分析的步骤 q找出作业中存在的问题，决定应进行动素分析的作业 q动素分析的准备：动素分析表、记录纸、秒表、卷尺 q动素分析的实施 在分析表中填写必要的事项 观察、分解、记录动作 整理分析结果，填写总结表 填写作业现场布置表 q讨论分析结果，确定改进方案 找出第2、3类动作多的原因并进行改善，分析双手动作的平 衡 4W1H提问技术，ECRS技巧，动作改善检查表 基于动作经济原则进行 在确定改进方案后，应作出改进作业后的动素分析表，比较改进前 后的动素数，把握改进效果 4.2.4 动素分析的应用场合 q探讨高效易行的作业方法 用于无论如何观察作业，也不能发现动作所存在的问 题以及无论如何思考也制订不出最佳方案的场合 q探讨最适当的动作顺序 通过动素分析，可以明白人体各部位用什么动作顺序 活动 q作为讨论最适当的工夹具与作业环境布置安排时的参 考资料 q制订正确易行的标准作业方法 q培养动作意识 4.2.5 动素分析的应用案例 案例一：电阻插入作业 要素作业： 1 右手从容器中抓出数个电阻，放在左手中； 2 右手从左手中取出一个电阻，插入电路板； 3 重复动作2，一共在电路板上 插入5个电阻； 4 将剩余的电阻放回容器箱中。 电阻插入动素分析表 电 阻 插 入 作 业 29 152 114 7 7 7 7 5 538 44 5 510 4.3.1 动作经济原则概述 q动作意识 明白合理动作与不合理动作的区别。 明确动作错误的原因，判断合理动作。 全身心投入动作研究，思考合理动作方法，作业配置和工夹具 。 q动作经济原则 为了以最低限度的疲劳获取最高的效率，寻求最合理的动作作 业时应遵循的原则。根据这些原则，任何人都能检查作业动作 是否合理。 4.3.2 动作经济的四条基本原则 q减少动作数量 是否有多余的搜索、选择、思考和预定？ 是否便于抓取和装配？ 对第二、三类动作，必须考虑减少和取消的改进措施。 对第一类动作，应探讨通过使用夹具，改变动作顺序来缩短动作时间，轻 松作业。 q双手同时作业 对于简单作业可以同时使用双手和足，既可以提高工作效率，又保持身体的 平衡，减少疲劳。 q缩短动作的距离 是否存在不必要的大动作来进行作业？特别是取放物品的距离是否过大？ q轻松作业 能否减少基本动素数？ 是否处于难于操作的不合理姿势？ 是否是需要大力气的动作？ 改进动作不仅提高作业效率，还必须考虑作业的舒适性。 4.3.3 动作改善的三要素 q动作方法 实现某一作业，有多种方法，即使相同的方法，作业 的实施方法也因人而异，因而存在一种最好的方法。 q作业现场布置 通过动素分析，作业时间的大部分是移动，抓取和放 松物品。这些动作与材料、工夹具和机器的放置场所 ，位置、高度、放置方法密切相关，因此，必须根据 操作者动作的方便性来考虑作业场所得布置。 q工夹具与机器 取代人的手，足，眼和头协作作业的作用，减轻操作 者的疲劳，获得数倍于人的力量与正确性。 动 作 的 经 济 性 原 则 4.3.44.3.4 4.4.1 基本原则一：减少动作数 动作数越多，则作业时间越长。因此，要避 免不必要的动作，物料和工具的放置要便于使用 ，尽量减少动作数，或一次完成2个以上的动作 。 q动作方法 q作业现场布置 q工夹具与机器 动作方法 取消不必要的操作：通过动素分析，减少第2类、第 3类动作数 案例 1：通过固定电烙铁减少动作数 案例 2：用定量容器取消计数动作 减少眼的活动：眼具有确认目的物的作用，通常在 手足之前动作。眼的活动过大，过于频繁，将延缓动 作 案例 3：利用反射镜减少眼的活动。 案例 4：用有机玻璃窗口减少眼的活动。 合并两个及以上的动作 案例 5：合并两个印章减少盖印动作。 案例 6：用双管注射器减少涂树脂动作。 案例 1：通过固定电烙铁减少动作数 改善前电烙铁位置没有固定，由右手握持，一个作业需 要5个动作。改善方案为固定电烙铁的位置，动作数由5个 减少为3个。 案例 2：用定量容器取消计数动作 将一个一个计数的作 业该为把工件装入定量容器 中，一目了然的计数。 利用反射镜减少眼的活动 改善前把工件装入夹具中 ，在通过示波器判断工件的好 坏。改善方案通过两片反射镜 观看示波器波形，头眼几乎不 移动就能同时看到工件与示波 器中的波形。 用有机玻璃窗口减少眼的活动 判断料斗中是否有原料 改善前操作者要站起来观察判断。改 善方案在料斗中间开装有透明有机玻璃的观 察口，操作者坐着即能判断 合并两个印章减少盖印动作 l改善前用2个印章分别在工件上盖印。改善 方案将2个印章组合成一个印章，在工件上只 盖一次印，减少了一个动作。 用双管注射器减少涂树脂动作 l改善前用单管注射器在接线柱的两边涂树脂 ，改善方案采用双管注射器，一次同时在接线 柱的两边涂树脂，减少一半的动作数，作业也 变得轻松易行。 作业现场布置 把工具物料放在操作者前面的固定位置处：避免寻 找，弯腰，过渡伸手等动作。熟练到一定程度后可 以达到无意识伸手即能抓取物件。 案例 7：固定工具与物料的放置位置。 案例 8：把标签该放置在操作者前面固定位置处。 把工具物料放置在便于作业的状态：减少作业过程 中的换手动作、预定动作。 案例 9：利用夹钳放置筒取消“改变夹钳抓持方式”的动作。 案例 10：改变作业现场的布置取消变换工件方向的动作。 按作业顺序放置工具物料：可以减少寻找、选择等 动作，轻快作业。 案例 11：按便于作业地顺序布置工具。 固定工具与物料的放置位置 l l 在操作现场固定工具原料在操作现场固定工具原料 箱是减少动作数的秘诀。右箱是减少动作数的秘诀。右 图固定工具与原料箱，可减图固定工具与原料箱，可减 少寻找、选择、预置等动作少寻找、选择、预置等动作 。 指定工具物料的放置位置指定工具物料的放置位置 把标签该放置在操作者前面固定位置处 l改善前操作者从左侧取标签，必须转身。改善方案 将标签放置台改在操作者前面，伸手即可去标签，移 动距离由40cm缩短为15cm。 标签放置台 15cm 40cm 取消改变夹钳抓持方式的动作 l改善效果：取消了改变夹钳握持方式的动作。 取消变换工件方向的动作 l改善前两个操作者站在输送带的同一侧，上工序的操 作者完成作业内容后必须把工件转180，下工序的操作 者才能工作。改善方案为下工序操作者站在输送带的对 面，取消改变工件方向的动作。 下工序上工序 翻转工件 按便于作业地顺序布置工具 工夹具与机器 利用便于抓取工具物料的工具物料箱。 案例 12：抓物容易程度对比与漏斗型物料箱的应用。 案例 13：用波纹板简化抓取动作。 把两个以上工具合并成一个工具。 案例 14：合并万用表测头。 利用快动夹紧机构：夹具设计原理中有专门的内容介 绍该机构的原理与类型。 案例 15：用压板夹紧机构代替手柄螺旋夹紧机构，减少夹 紧 动作时间。 用一个动作操作机器 案例16：快动开关。 抓物容易程度对比与漏斗型物料箱的应用 最容易取物 l改善方案采用漏斗型 物料箱，伸手即能取出 内衬套。 用波纹板简化抓取动作 l将零件放在波纹板上有利 与用夹子夹起零件 合并万用表测头 l合并万用表测头 后，用一只手就能 进行测试作业。 用压板夹紧机构代替手柄螺旋夹紧机构 l该机构需要旋转手柄6 圈方能夹紧 l该机构一次搬动手柄即 能完成夹紧动作 快动开关 l需要移动手柄才 能开合开关 l只需按按钮一个动 作即能开合开关 4.4.2 基本原则二：双手同时动作 人们经常用一只手代替万用夹钳等夹具握持工件 ，结果造成动作浪费。因此应经常注意到在作业 中同时使用双手动作，同时要改善作业现场和工 夹具，以便于双手同时作业。 q焦点：某只手是否处于空手等待状态？ 是否发生拿住动作？ q分析方法： 动作方法 作业现场布置 工夹具与机器 动作方法动作方法 双手同时开始和同时完成动作：在作业过程中某一只手空闲着， 不仅造成浪费，还要加重另一只手的负担，造成动作的不平衡。 当然，要双手同时作业，还存在是否可行的问题。 案例 1：双手同时动作的难易程度表 案例 2：双手同时把元件插入电路板 双手对称、反向同时动作：反复相同的运动轨迹是最自然的动作 ，若双手的运动方向左右对称的话，还可取得双手相互运动的平 衡，有节奏的进行动作，进一步消除双手在时间上的偏差，防止 作业差错。 案例 3：对称与非对称双手动作与实施作业的难易程度表 案例 4：工具物料的对称布置 案例 5：粘接零件方法的改善 双手同时动作的难易程度表 双手同时把元件插入电路板 对称与非对称双手动作与实施作业的难易程度表 工具物料的对称布置 l在非对称方式下作业，操作者 必须转动身体，人体平衡性差， 容易疲劳。 l对称布置下作业，操作者 无须转动身体。 粘接零件方法的改善 l效果： l减少动作一个 作业现场布置作业现场布置 按双手能同时动作布置现场。 能够用双手进行的作业，也有因作业现场布置很差而 无法用双手动作的情况。最理想的情况是按左右对称 布置作业现场。 案例 6：对称与非对称作业现场的布置。 夹具与机器 双手同时动作的原则： 当要长时间拿住目的物时，应尽量采用固定工具； 对简单的作业与需要力量的作业，应尽量采用能用足进行作 业的工具 设计能进行双手同时作业的工具 采用固定工具固定需要长时间拿住的目的物 l实例：在把螺钉拧 紧在工件的作业中 ，由于工件不稳定 ，左手拿住工件A， 右手装配工件B、拧 紧螺钉等作业。在 改善方案中，采用 了固定工件的夹具 ，把左手解放出来 ，以便于双手同时 操作。 l效果：动作数由8个 减少为5个。 采用能利用足进行作业的工具 设计能双手动作的工具与夹具 l改善前用钳子弯曲垫圈尾部 l改善方案：在操作台上 开2个小槽，双手同时把2 个垫圈尾部插入槽中，再 用手弯曲尾部。 l效果：减少了多个动作 。 l问题：请用动素分析法 分析改善前后的动素。 4.4.3 基本原则三：缩短动作距离 观察实际作业表明，重复时间在1015秒间的 短作业，通常有20 30%的无用作业。在进行作业 时，应尽量不要转动肩、弯腰曲身。 动作方法 作业现场布置 工夹具与机器 动作方法 用最适当的人体部位动作：所设计的作业动作尽量不移动肩和胳 膊，仅通过活动手腕和手指来完成作业。要避免从背后和地板上 取物。人体中手、足、眼动作存在最佳顺序（应尽量使用靠前部 位的动作） 案例 1：人体中手、足、眼动作的最佳顺序 用最短的距离动作：动作的距离主要由作业现场布置，因此必须 根据适当的作业范围布置作业现场。 案例 2：正常作业范围与最大作业范围 案例 3：材料箱的布置 案例 4：桥式操作台 人体中手、足、眼动作的最佳顺序 正常作业范围与最大作业范围 材料箱的布置 桥式操作台 l伸手距离60cm，且需转 动躯体。 l改善后伸手距离减小为 30cm，无需转动躯体。 作业现场布置 在不妨碍作业的前提下尽量使作业区域狭窄 作业区域过宽，既要增加作业动作，又要多占据作业现场的面 积。因此应尽量缩窄作业区域以防止不合理性、不稳定性和浪 费。 l效果：将手到 输送带的距离由 50cm减小为30cm ，回到人正常作 业的范围。 l案例 5：通过改变物料放置与操作台的位置缩短 动作距离 工夹具与机器 利用重力与机械动力送进、取出物料 案例 6：利用滑槽缩短工件的运送作业距离 案例 7：利用倾斜货架缩短动作距离 利用人体最适当的部位操作机器 案例 8：改变机器的操作位置缩短动作距离 利用滑槽缩短工件的运送作业距离 l效果：从弯腰送运距离60cm缩短为直身伸手10cm 利用倾斜货架缩短动作距离 l效果：从用力抽取移动距离60cm缩短为沿 斜面滑出移动20cm。 改变机器的操作位置缩短动作距离 l效果：从伸手移动距离75cm缩短为伸手移 动20cm。 4.4.4 基本原则四：轻快动作 在作业过程中不出现运动方向的调整、注意、停止等动作， 还不要用手拿重的物件，该由工具、夹具拿住和运送重物件。 充分利用重力、弹力、以及压缩空气作运送动力。 动作方法 作业现场布置 工具与机器 动作方法 使动作不受限制轻松进行 利用重力及其他机械电磁力动作 利用惯性力和反冲力动作 连续圆滑的改变运动方向 使动作不受限制轻松进行 不受限制的动作就是在作业过程中不出现运动方向 的调整、注意、停止等动作，特别在人体和手不能自由 活动，也不能自由使用工具的狭窄工作环境，无论如何 对作业动作都有限制。此时，无浪费地适当宽松环境， 减少动作的约束，轻松地动作，既能提高生产率和操作 者的效率，又能提高产品质量。 案例分析 案例案例1 1：改善前为了防止把漆：改善前为了防止把漆 涂在其它零件上，使用细笔并涂在其它零件上，使用细笔并 且集中精力作业。改善方案为且集中精力作业。改善方案为 涂漆后再装其他零件，这样在涂漆后再装其他零件，这样在 涂漆时可用粗笔轻快作业涂漆时可用粗笔轻快作业。 案例案例2 2：取消对粘透明胶带的限制：取消对粘透明胶带的限制 改善方案为：改善方案为：顺着线圈绕线方向粘顺着线圈绕线方向粘 贴缠绕胶带，可轻快作业贴缠绕胶带，可轻快作业。 利用重力及其他机械电磁力动作 对于需要力量的作业，利用弹簧、液压、气动等 装置可弥补人体力量的不足。 重力的利用：通过斜面、滑槽、漏斗可利用重力下落和运送物料 ； 电磁力的利用：利用电磁力可以钩吊、拿住和运送钢铁物料； 弹力的利用：利用橡皮与弹簧的弹力，可以夹持或弹出物件，还 可作缓冲垫； 气动与液压的利用：利用气动与液压可以夹持、运送物料，开动 机器。压缩空气还能吹散