大学工业工程系动作分析.ppt

2003.01工作研究,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,2003.01工作研究,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,2003.01工作研究,4.1.1概述,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。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。,2003.01工作研究,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。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。,2003.01工作研究,4.1.2动作,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,2003.01工作研究,4.1.3动作分析,动作分析的定义动作分析的目的动作分析的作用动作分析方法,2003.01工作研究,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。,2003.01工作研究,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,2003.01工作研究,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,2003.01工作研究,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,2003.01工作研究,4.2.1动素,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。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。,2003.01工作研究,由吉尔布雷斯总结的17种基本动素,2003.01工作研究,4.2.2动素分析,动素分析动素分类及其记号动素分析的目的,2003.01工作研究,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,2003.01工作研究,动素举例,2003.01工作研究,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。,2003.01工作研究,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。,2003.01工作研究,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。,2003.01工作研究,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,2003.01工作研究,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。,2003.01工作研究,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。,2003.01工作研究,4.2.3动素分析的步骤,找出作业中存在的问题，决定应进行动素分析的作业动素分析的准备：动素分析表、记录纸、秒表、卷尺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,2003.01工作研究,4.2.4动素分析的应用场合,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制订正确易行的标准作业方法培养动作意识,2003.01工作研究,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,2003.01工作研究,电阻插入作业,2003.01工作研究,4.3.1动作经济原则概述,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。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。,2003.01工作研究,4.3.2动作经济的四条基本原则,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。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。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？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。,2003.01工作研究,4.3.3动作改善的三要素,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。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。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。,2003.01工作研究,动作的经济性原则,4.3.4,2003.01工作研究,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。动作方法作业现场布置工夹具与机器,2003.01工作研究,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。,2003.01工作研究,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。,2003.01工作研究,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。,2003.01工作研究,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。,2003.01工作研究,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,2003.01工作研究,合并两个印章减少盖印动作,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。,2003.01工作研究,用双管注射器减少涂树脂动作,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。,2003.01工作研究,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。,2003.01工作研究,固定工具与物料的放置位置,在操作现场固定工具原料箱是减少动作数的秘诀。右图固定工具与原料箱，可减少寻找、选择、预置等动作。,指定工具物料的放置位置,2003.01工作研究,把标签该放置在操作者前面固定位置处,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,2003.01工作研究,取消改变夹钳抓持方式的动作,改善效果：取消了改变夹钳握持方式的动作。,2003.01工作研究,取消变换工件方向的动作,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,2003.01工作研究,按便于作业地顺序布置工具,2003.01工作研究,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。,2003.01工作研究,抓物容易程度对比与漏斗型物料箱的应用,最容易取物,改善方案采用漏斗型物料箱，伸手即能取出内衬套。,2003.01工作研究,用波纹板简化抓取动作,将零件放在波纹板上有利与用夹子夹起零件,2003.01工作研究,合并万用表测头,合并万用表测头后，用一只手就能进行测试作业。,2003.01工作研究,用压板夹紧机构代替手柄螺旋夹紧机构,该机构需要旋转手柄6圈方能夹紧,该机构一次搬动手柄即能完成夹紧动作,2003.01工作研究,快动开关,需要移动手柄才能开合开关,只需按按钮一个动作即能开合开关,2003.01工作研究,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。焦点：某只手是否处于空手等待状态？是否发生拿住动作？分析方法：动作方法作业现场布置工夹具与机器,2003.01工作研究,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,2003.01工作研究,双手同时动作的难易程度表,2003.01工作研究,双手同时把元件插入电路板,2003.01工作研究,对称与非对称双手动作与实施作业的难易程度表,2003.01工作研究,工具物料的对称布置,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。,对称布置下作业，操作者无须转动身体。,2003.01工作研究,粘接零件方法的改善,效果：减少动作一个,2003.01工作研究,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。,2003.01工作研究,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,2003.01工作研究,采用固定工具固定需要长时间拿住的目的物,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。效果：动作数由8个减少为5个。,2003.01工作研究,采用能利用足进行作业的工具,2003.01工作研究,设计能双手动作的工具与夹具,改善前用钳子弯曲垫圈尾部,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。效果：减少了多个动作。问题：请用动素分析法分析改善前后的动素。,2003.01工作研究,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2030%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,2003.01工作研究,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,2003.01工作研究,人体中手、足、眼动作的最佳顺序,2003.01工作研究,正常作业范围与最大作业范围,2003.01工作研究,材料箱的布置,2003.01工作研究,桥式操作台,伸手距离60cm，且需转动躯体。,改善后伸手距离减小为30cm，无需转动躯体。,2003.01工作研究,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。,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。,案例5：通过改变物料放置与操作台的位置缩短动作距离,2003.01工作研究,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,2003.01工作研究,利用滑槽缩短工件的运送作业距离,效果：从弯腰送运距离60cm缩短为直身伸手10cm,2003.01工作研究,利用倾斜货架缩短动作距离,效果：从用力抽取移动距离60cm缩短为沿斜面滑出移动20cm。,2003.01工作研究,改变机器的操作位置缩短动作距离,效果：从伸手移动距离75cm缩短为伸手移动20cm。,2003.01工作研究,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,2003.01工作研究,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,2003.01工作研究,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。,2003.01工作研究,案例分析,案例1：改善前为了防止把漆涂在其它零件上，使用细笔并且集中精力作业。改善方案为涂漆后再装其他零件，这样在涂漆时可用粗笔轻快作业。,案例2：取消对粘透明胶带的限制改善方案为：顺着线圈绕线方向粘贴缠绕胶带，可轻快作业。,2003.01工作研究,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。压缩空气还能吹散灰尘，真空可以吸附工件。,2003.01工作研究,利用惯性力与反冲力,案例3：利用惯性力分离工件与切屑,2003.01工作研究,连续圆滑改变运动方向,人体各部位的运动是在中枢的指挥下通过收缩与伸展各部位肌肉进行的。急剧改变手的运动方向，违反惯性，显著增加人体疲劳。若连续圆滑的运动，则能轻快动作，显著提高效率。,2003.01工作研究,作业现场布置,最适当的作业位置高度操作台的高度随作业内容而变。需要力量的作业，用手腕或手指完成的作业，都有不同的最适当的作业位置。随手把物料堆放在地板上，会经常弯腰取物料，不仅会造成人体疲劳，还会造成时间损失。应考虑把物料、成品的堆放高度与操作台的高度大体一致，减少人体的上下运动。案例案例5：打字机高度案例6：小物件装配台的高度案例7：利用高度调整机构固定作业高度,2003.01工作研究,打字机与小物件装配台的高度,案例5：打字机桌面高度60cm,案例5：肘靠在操作台上，操作者平视不弯腰进行装配作业，最适合的操作台高度为80cm。,2003.01工作研究,利用高度调整机构固定作业高度,案例6：高度调整机构随着货架上工件数量的减少，重量减轻，自动抬高底板的位置，以补偿因工件的减少造成的取件高度的降低，使其保持固定的高度位置。,2003.01工作研究,工夹具与机器,利用夹具和导轨规定运动经路：目的是取消作业过程中的定位动作，使作业变得容易，还可减少作业过程中的误操作案例7：利用导柱简化重叠钢板作业把操作手柄做成便于抓握的形状把夹具的对准位置设计成可观察形不改变操作姿势就能对准不要靠感觉来确认是否对准使操作方向与机器的移动方向一致案例8：操作方向与机器移动方向一致的场合使工具轻巧案例9：改变工具材质减轻重量案例10：将气动螺丝刀吊起来减轻重量,2003.01工作研究,利用导柱简化重叠钢板作业,2003.01工作研究,操作方向与机器移