毕业设计（论文）-车轴生产线关键工序作业标准研究.doc

摘 要随着我国加入WTO，市场需求日趋变化，事实上也证明，能挖掘在生产过程中的潜力，提高劳动生产率，就一定能在竞争中占领优势。精益生产在某种程度上可以使企业能够长期稳定持久的发展。而能将人、机、料、有机结合起来的标准作业，是精益生产的一个必经之路，它使不同的人能以相同的方法以较快的速度较低的成本生产出同样优质的产品。其中标准作业是进行精益生产的重要依据，它是进行生产改善的重要基础，有了标准作业才能在保证质量的前提下降低成本，提高效率。追求高效率、低成本地生产必要的市场所需的具有优秀品质的产品。因此，有必要对生产中关键工序进行标准化动作研究。考察生产和管理工作，系统地研究影响生产效率和生产成本的各种因素，帮助企业消除人力、物力、财力和时间方面的浪费，减少劳动强度，合理安排作业需找出最佳的工作方法，不断改进和完善，保证人员、物料等资源的有效运转，以减少工作量，建立更经济的作业方法。要持续改善，科学管理，不断降低生产成本，消除不必要的浪费，以达到降低成本，提高企业竞争力的目的，使企业能够持续健康地发展。关键词：标准作业 精益生产 关键工序 科学管理ABSTRACT With Chinas accession to the WTO，the market demand increasingly change，in fact also proof，can excavate the potential in the production process，improve labor productivity， certainly can occupy in the competition advantage. Lean production in some extent can make the enterprise can have a long-term stable lasting development. And the person, machine, materials, organic combination of the standard work, lean production is a necessary way,which makes different people in the same method to fast speed and low cost produce similarly high quality products. Among them the standard work is the important basis of lean production, it is an important basis for production to improve the standard operation to quality premise reduce costs，improve efficiency. It is the pursuit of high efficiency , low cost and production necessary required by the market with outstanding quality products. Therefore,it is necessary to do standardized motion study for the critical process in production. Review production and management，and systematically study the production efficiency and production costs influence of various factors，help enterprise eliminate the waste of human force，material , financial resources and time, and reduce labor intensity, find out the best methods of work and the reasonable arrangement of homework，continuous improvement and perfection，ensure personnel，material resources，in order to reduce the effective operation of the workload，build more economic practices. It must be the continual improvement， scientific management，and continually reduce production cost， eliminate unnecessary waste to reduce the cost , in order to achieve reduce costs, enhance the competitiveness of enterprises, enable the enterprise to the purpose of sustainable development. Key Words：Standard operation Lean production Key working procedure Scientific management 目 录第一章 绪论11.1标准作业概述11.2 课题研究意义21.3国内外发展状况2第二章 研究方法与技术42.1工作研究42.2工作研究技术42.2.1 5W1H方法42.2.2 ECRS四大原则52.3作业分析52.3.1作业分析简介52.3.2 动作经济性原则6第三章 现场作业分析与研究73.1关键工序选择分析73.2 现行工步流程83.3 工步流程层次分析83.4 具体工步层次的分析12第四章 工装及作业现场的标准化184.1 工装及作业现场改善原因184.1.1工装改善原因分析184.1.2作业现场环境现状分析194.2 工装与作业现场的标准化设计204.3 现场“5S”管理224.3.1 “5S”的含义224.3.2 “5S”现场管理具体应用224.3.3 “5S”的目标意义234.4 PDCA循环及其应用23第五章 机床的使用保养25第六章 作业标准指导书265.1 SOP简介265.2 SOP的编制过程275.3 SOP的实施过程27谢 辞29参考文献30附 录1现场管理责任卡31附 录2螺纹孔加工作业标准指导书32大连交通大学2011届本科生毕业设计（论文）第一章 绪论1.1标准作业概述 所谓标准作业，就是把人员、作业顺序、工序设备的布置、物流过程等问题做最优化的组合，以达到生产目标而设立的作业方法。它是周期性的人-机作业中的有关人的动作程序进行标准化，目的是消除复杂的人机作业浪费，固化增值动作的程序。标准作业包括三个基本要素：标准工时（TT）、一个标准作业周期中手工作业顺序、标准在制品数量（标准手持），三要素缺一不可。l 标准工时（TT:Take Time）所谓标准工时，是指应该用多长时间生产一个或一件产品的时间值，它是实现各工序同步化生产的重要保证。l 标准作业顺序作业顺序是指作业者能够高效率地生产合格品的生产操作顺序，如果作业顺序不明确，每个人都按照自己喜欢的顺序操作，很可能会发生丢漏工序、误装、损坏机械设备等现象，甚至会造成生产线的瘫痪。l 标准手持标准手持也可称为标准中间在库，它是指在按照作业顺序进行操作时，为了能够反复以相同顺序操作生产而在工序内持有的最少限度的待加工品。而作业标准是对作业步骤、内容、方法、注意事项及质量标准进行设定的管理标准。因企业、产品、用途、及目的不同有很多样式 ，但都要使作业者在经过适当培训后，能达到作业标准所要求的方法、品质及效率1。无论标准作业培训的对象是谁，只要严格按照标准工作，都同样可以获得安全、均衡、不浪费的效果。因此，只要能彻底地遵守标准工作，就会很容易使不遵守标准化工作的异常问题现象显现化2。标准作业是现阶段最佳作业方法，但并不是将来的最佳方法。必须不断地到，不断改善，这样才能逐渐地想更理想的作业方法发展2。就是通过标准作业指导书的体现形式，让不同的操作者按照其要求快速正确地进行作业，便能生产出达到要求产品。标准作业的重点是，考虑提高生产效率而必备的各种条件，把人、机械和产品最有效地组合起来。标准作业是为了实现以低廉的成本生产出优质产品的一个作业基准。具体讲：以人的操作为中心，去掉浪费的动作，把真正有意义的工作集合起来，编出顺序，使之在同样的条件下能够反复进行这样的作业3。机车车轴是机车能都正常行走的关键构件，车轴性能的好坏直接影响到整车的运行性能。因此车轴关键工序的改善是提高机车性能的重要指标，有必要对车轴关键工序进行优化改善，原有的生产过程中存在着许多工人操作的不必要的动作的浪费，不但给工人带来多余的体力消耗，而且对工序没有任何价值，降低了生产效率。同时有些工部的顺序不是很合理，给关键工序的完成带来不便，和成本的提高。因此，我们应该基于精益生产持续改善理论，对车轴加工的关键工序进行标准作业设计，以提高效率，降低成本，保证质量，提高产品竞争力。因此对车轴关键工序进行标准作业研究是必要的。1.2 课题研究意义在经济全球化的今天，企业面临全新的挑战，不仅要满足客户的设计要求，生产要求，质量要求，此外要追求精益生产，不断提高生产率，降低成本，在满足交货期的前提下使企业利润最大化，提高企业市场竞争力。其中，精益生产甚至关乎企业能否在激烈的市场竞争中长久立足，生存，发展。而标准作业恰恰是实现精益生产的必经之路。标准作业将人、机、料、有机地结合起来，从而形成一套标准作业法，使不同的人都能以同样的方法以较快的速度较低的成本生产出同样优质的产品。随着我国加入WTO，市场需求日趋变化，事实上也证明，能挖掘在生产过程中的潜力，提高劳动生产率，就一定能在竞争中占领优势。现今的制造企业中，技术普遍提高，想单纯地通过技术获取较大的利润基本上是不可能的事，所以就要持续改善，科学管理，不断降低生产成本，消除不必要的浪费，以达到降低成本，提高企业竞争力的目的。企业多追求精益生产，追求高效率、低成本地生产必要的市场所需的具有优秀品质的产品。其中标准作业是进行精益生产的重要依据，它是进行生产改善的重要基础，有了标准作业才能在保证质量的前提下降低成本，提高效率。因此，有必要对生产中关键工序进行标准化动作研究。本课题研究对车轴关键工序的标准作业，通过减少物料投入浪费，加工搬运过程动作浪费和不合理动作的排除，动作的重新排序等。最终达到降低经济成本，提到车轴生产车间的劳动生产率，使企业具有竞争优势。1.3国内外发展状况 精益生产的理论和方法是随着环境的变化而不断发展的，特别是在20世纪末，随着研究的深入和理论的广泛传播，越来越多的专家学者参与进来，出现了百花齐鸣的现象，各种新理论的方法层出不穷，如大规模定制JIT2、5S的新发展、TPM的新发展等。很多美国大企业将精益生产方式与本公司实际相结合，创造出了适合本企业需要的管理体系，例如：1999年美国联合技术公司（UTC）的ACE管理，这些管理体系实质是应用精益生产的思想，并将其方法具体化，来指导公司内部各个员工顺利地推行精益生产方式。并将每一工具实施过程分解为一系列的图表，员工只需要按照图表的要求一步步实施下去就可，并且每一工具对应有一套标准以评价实施情况。 管理水平的提高，来自一步一个脚印地改善，而企业改善的基础在于标准化、制度化和持续改善的管理系统，而所有这些又依赖于“量化管理”的基础。只有根据这些计量化的基础资料，才能够使得大部分的人员、物料、设备设施、工艺等管理标准化，进而适应市场竞争的需求。 从“标准工序”及相对应的“标准工时”系统的建立，到标准工时的应用，再到标准工时的持续改善，是企业稳步提高生产管理效率的必经之路。 日本的很多著名企业，从1950年开始到今天，持续五十多年的改善使得日本企业的制造水平稳居世界前列。对于我国的企业来说，这是建设创新型中国企业的必经之路。 在国内，一汽大众汽车有限公司十几年的发展在各方面都采取了令同行业着刮目相看的优秀业绩。在2003年，生产汽车30.2万辆，销售汽车29.8万辆，税前利润60亿；公司员工劳动生产率由1991年1.2辆/人年到2003年的34.2辆/人年，年均增幅达20%，在整个大众劳动生产率增幅排名中排在第一名。由此可看出，企业全员劳动生产率水平是一项重要生产指标4。进而有必要对企业进行标准作业工作。 第二章 研究方法与技术本论文研究的是大连机车厂车轴车间钻轴端螺纹孔工序的标准作业，为了能够制定出合理科学的标准作业，并制定标准作业指导书，在这里对制定标准作业过程中所需要的研究分析方法及一些相关技术支持做些简单的介绍，并将其应用到生产现场实践中。最终以文件的形式描述作业人员在生产作业过程中共的操作步骤，和应遵守的事项，即标准作业指导书。2.1工作研究工作研究包括方法研究与作业测定两大技术，利用方法研究和作业测定(工作衡量)两大技术，分析影响工作效率的各种因素，帮助企业挖潜、革新、消除人力、物力、财力和时间方面的浪费，减少劳动强度，合理安排作业，并制定各作业时间，从而提高工作效率。方法研究目的是减少工作量，建立更经济的作业方法；时间研究旨在制定相应的时间标准。在工作研究中，一般是先进行方法研究，制定出标准的作业方法，然后再进行作业测定，测定作业时间。作业测定要以方法研究所选择的较为合理的作业方法为前提，并在次基础上制定出标准作业定额4。本研究重点在于方法研究，即如何减少操作人员的工作量，建立更为合理、简便、经济的作业标准。方法研究在分析过程上是比较有层次感的。通常先进行程序分析，使工作流程化、优化、标准化，其次再进行作业分析，最后再根据不同作业做相应的动作分析。最后，将所有的分析结果通过分析汇总，编制出标准作业指导书。2.2工作研究技术工作研究有以几种研究技术：“5W1H”、“ECRS四大原则”、加一表5。下面对每一种方法做简单的介绍。2.2.1 5W1H方法“5W1H”可以研究工作以及每项活动从目的、原因、时间、地点、人员、方法上进行提问，为了清楚地发现问题，问题所在，并进一步探讨改进的可能性。其方法简单方便，富有启发意义，因此广泛用于企业管理和技术活动中，对于决策和执行的活动措施也非常有帮助，也有助于弥补考虑问题的疏漏5。1) What为什么？为什么要这么做?理由何在？原因是什么？2) What是什么？目的是什么？做什么工作？3) Where何处？在哪里做？从哪里入手？4) When何时？什么时间完成？什么时机最合适？5) Who谁？由谁来承担？谁来完成？谁负责？6) How怎样做？怎么做？如何提高效率？如何实施？方法怎样？2.2.2 ECRS四大原则“ECRS四大原则”是指在改善作业时一般遵循对目的进行取消 ，对地点、时间、人员、进行合并或重排，对方法进行简单化的原则5。如表2-1中所列出的四大原则的使用目标及其相应的一些应用实例5。在使用“ECRS四大原则”时，应尽可能消除不必要的步骤，减少不必要的步骤，合并步骤，缩短步骤，安排最佳顺序，尽可能使各个步骤更经济、更合理。表2-1 ECRS四原则的运用实例原则目标实例取消（Eliminate）是否可以不做如果不做将会怎么样省略检查通过变换布局省略搬运合并（Combine）2个及以上的工序内容是否可以合并起来同时进行2个及以上的加工作业同时进行加工和检查工作重排（Rearrange）是否可以调换顺序更换加工顺序提高作业效率简化(Simple)是否可以更简单进行流程优化实现机械化或自动化2.3作业分析2.3.1作业分析简介作业分析对以人为主的工序的详细研究，使作业者、作业对象、作业工具三者科学合理地布置和安排，达到工序结构合理，减轻劳动强度、较少作业工时消耗、缩短整个作业的时间，以提高产品的质量和产量而作的分析，成为作业分析5。根据不用的调查目的，作业分析可分为：（1）人机作业分析；（2）联合作业分析；（3）双手作业分析。根据本工序的研究需要，只对双手作业分析进行介绍。生产现场的某些作业以工序的操作过程为研究对象，详细观察和记录其过程，重点是了解双手如何进行实际的操作，成为双手作业分析。其主要对象是作业者的双手，借助于双手作业图进行分析，简单明了，随时随地都可记录分析，清楚地反映出动作是否符合动作竞技原则4。双手作业分析的作用：1） 研究双手的动作及其平衡，左、右分工是否恰到好处。2） 发觉“独臂”式的作业。3） 发现伸手、找寻以及笨拙而无效的动作。4） 发现工具物料、设备等不合适的放置位置。5） 是动作规范化，并据此拟定作业规程，为标志标准化作业指导书提供参考4。2.3.2 动作经济性原则在进行动作分析时，要找到动作的浪费与不合理，以及环境对作业造成的影响，要遵循一定的原则，才能够快速准确地找到问题所在。其中，动作经济性原则就是一项重要原则，改善作业环境，实施合理化的作业方法，取消作业中的不合理、不稳定因素和浪费，充分地发挥人的潜在能力。这样就有必要遵循动作经济原则来分析和研究生产现场的作业。（1） 动作经济性原则的定义：就是人为了以最低限的疲劳获得最高的效率，寻求最合理的作业动作时应遵循的原则。根据这些原则，任何人都能检查作业动作是否合理。对于人在操作时，能以最少的劳力得到最大的工作效果的经济法则，我们可以在许多地方发现许多不合乎此法则的动作，当然工作效率会低，人员易于疲劳。（2） 动作经济的四条基本原则：1） 减少动作的数量2） 双手同时进行作业3） 缩短动作的距离4） 轻松动作（3） 关于人体的使用原则：1）双手并用原则；2）对称反向原则；3）排除合并原则；4）降低等级原则；5）利用惯性原则； 6）避免突变原则；7）单刀运动原则；8）节奏轻松原则；9）手脚并用原则；10）适当姿势原则。（4） 关于工作场所的布置原则： 1）定点放置原则；2）双手可及原则；3）工序顺序原则；4）使用容器原则；5）重力坠送原则；6）近使用点原则； 7）照明通风严重。第三章 现场作业分析与研究在应用5W1H和ECRS原则对车轴生产中钻螺纹孔工序进行分析的研究中，把分析过程分为两个层次：工步流程层次；具体工步层次。3.1关键工序选择分析在机车厂提供的文件车轴加工工艺规程中制定出了详尽的工艺流程，主要工序流程如下：0 毛坯轴，锻工来料应符合10 切轴头15K 第一次超声波探伤20 钻中心孔、工艺孔30 粗车40 半精车50 精车端面60 钻螺孔65K 第二次超声波探伤70 磨外圆80 液压圆弧90 修整车轴95K 成品检查100K 磁粉探伤切轴头、钻中心孔和工艺孔是为了粗略的找到一个轴端定位，为粗车做好定位基准，然后根据粗定的中心孔来进行粗车端面，而同时加工出的工艺孔是在轴端加工螺纹孔安装钻模板时，插入定位销，进而定位三个孔而设计的，在此阶段，除了一次探伤处理之外，都是对车轴的一些粗加工，为后续工序准备，期间留有加工余量，并且精度的要求并不是很高，因此不需要过于严格的标准化作业指导。然后进行半精车，在此之后，便可通过轴径定位基准，来精车轴端面，并在加工好的端面上加工三个螺纹孔，最后进行轴颈的休整，包括磨外圆、液压圆弧等工艺。休整工作的控制点不明显，此阶段的废品率不高，因此也不做重点。在文件中指出车轴生产的关键工序为探伤和轴端螺纹孔的加工，但在进行标准作业研究时，磁粉探伤的标准化意义不大，即可研究性不大，且对企业效益的帮助不大。机车车轴是机车能都正常行走的关键构件（零件图如3-1所示），起到传动扭矩和支撑的作用，并与车轮联接，一起做回转运动。车轴性能的好坏直接影响到整车的运行性能。车轴关键工序的改善是提高机车性能的重要指标，而机车厂相关文件关键工序控制表中指出，车轴轴端螺纹孔加工为关键工序，是车轴生产中一个主要控制点，因此选择本工序进行标准作业研究。图3-1 车轴零件简图3.2 现行工步流程首先要对原有的工步进行分析了解，只有对现行的工步流程非常熟悉，才能为后期分析发现问题做好充足的准备，根据机车厂所提供的文件，做出的流程归纳如表3-1所示。现行的工步流程中共有14个工步，主体部分为4-8的加工阶段。表3-1 本工序现行工步流程工序名称：钻螺孔设备：摇臂钻床型号：Z3063轴定位夹具：J6-F1-08-2/0单件工时：47min冷却液：HCM-61序号主要工具名称序号主要工具名称1安装车轴夹具8攻丝M2406H2在定位胎上装卡车轴9使用塞规通止端检查螺孔3装钻模板10使用风嘴吹净孔内铁屑4钻孔20.9（定位）11调个加工另一端，工步1-105卸掉钻模12填写工序传递卡片，记名造6钻孔20.9 换刀13将车轴从坑中吊出，平放到地面7倒角C1 换刀14用尼龙吊带吊到磨床旁的待加工区3.3 工步流程层次分析首先从本工序的整体进行考察，通过现场调研，就相关工艺文件的参阅，对原有方法的工步排序仔细进行研究。观察是否有多余，可以合并以及顺序不合理的工步。对现行工步进行改进。应用5W1H提问技术对整个工序的各个工步进行原方法的细节考察。工步1为安装车轴吊具，主要是将车轴进行固定与吊起，搬运到加工区域，工步2-8为钻孔，倒角，攻丝等工步，为人机配合的机加工主体部分，考察现行的工步，首先将车轴固定在加工区，在定位胎上装夹车轴，然后安装钻模板，通过定位销定位，找准三个螺纹孔的具体位置，通过钻模板粗钻三孔，做好定位，撤下钻模板，继续钻三个螺纹孔，使其达到工艺尺寸要求，此时考虑到攻丝过程刀具的直径，不好控制刀具定位的准确度，因此先加工倒角C1，然后再进行攻丝作业，这样在一定程度上提高了操作的简便性，同时又提高了孔位置的准确度，以确保三个螺纹孔的位置要求及孔的尺寸精度。观察分析表明，现行的工步1-8作为本工序加工的主体部分，在工步流程层次上顺序比较合理，满足加工需求，从工艺流程角度看，流程较为紧凑，合理，且一定程度上提高了加工的精度，没有发现明显不合理的地方。对于具体每个工步的动作是否有浪费的问题，将在下一个层次，通过详细地动素分析进一步细化分析。接着对后续工步进行分析，检验工步顺序是否合理。（1）记录。原方法是先进行工步9使用塞规通止端检查螺孔，然后进行工步10使用风嘴吹净孔内铁屑。（2）分析。应用5W1H进行提问。1）为什么要进行塞规通止端检查螺孔这个工步？2）用什么方法谁来完成，使用什么工具来进行检验？3) 检验时需要什么样的要求？4）其他工步是否对检验结果造成影响，是否影响到检验结果的准确性？ 5）如果有其他工步带来的影响如何消除影响？6) 在哪个工步进行这项检验比较合适？对现场作业的观察和记录以及工艺文件要求可以对上述问题做出清晰准确的答案：1) 为了保证螺纹孔的加工质量要求，使加工完后螺纹孔的尺寸满足工艺要求。2) 本工序的操作者使用塞规对螺纹孔进行检验。3) 检验时应该保证螺纹孔的清洁。4) 通过观察发现，在检验工步之前的很多工步都是以切屑作业为主，因此会产生大量切屑，并有一部分会残留在螺纹孔内，所以不能保证螺纹孔的清洁，对检验结果的准确性存在影响。5) 在检验之前将切屑除去，保证螺纹孔的清洁。6) 因为要保证检验时螺纹孔的清洁，因此把检验工步安排在使用风嘴吹净孔内铁屑工步后比较合适。（3）建立新的方案。在使用塞规通止端检查螺孔工步之前没有进行清理，因此可能在孔内留有切屑，此时用通止规检验螺纹孔可能会影响到检验的准确性，所以考虑将下一个工步提前，即先使用风嘴吹净孔内铁屑，然后再进行螺纹孔的检验，便排除了切屑对检验过程的影响。将以上工步进行调整之后，继续后面工步的分析。仍然应用5W1H法，挖掘潜在问题，并予以改进。 （1）记录。原方法是在本根轴加工结束时，执行工步13将车轴从坑中吊出，平放到地面，卸吊具，然后再进行工步14用尼龙吊带吊到磨床旁的待加工区，同时取回尼龙吊带。现行方法程序流程图如图3-1所示。流程程序图 人员/物料/设备型图号： 页号： 总页数：统计地点：大连机车厂标号： 对象：车轴螺纹孔加工操作人： 日期：_年_月_日 方法：现行方法制表人： 日期：_年_月_日 活动次数时间/s距离/m加工 11 搬运 3 等待 2 检查 1 储存 说明距离/m时间/s符号备注 1.安装车轴吊具2.在定位胎上装卡车轴3.装钻模板4.钻孔20.9（定位）5.卸掉模板6.钻孔20.9 换刀7.倒角C1换刀8.攻丝 M24-6H换刀9.使用塞规通止端检查螺孔10.使用风嘴吹净孔内铁屑 11.调个加工另一端，工步1-1012.填写工序传递卡片，记名造13.将车轴从坑中吊出，平放到地面，卸吊具14.用尼龙吊带吊到磨床旁的待加工区图3-1 现行方法程序流程图 （2）分析。同样应用5W1H方法进行提问：1) 为什么要将加工好的轴先吊起平放到地面？2) 为什么要卸掉夹具？可否不卸？3) 都能在哪卸夹具？4) 能够在其他时间卸夹具？5) 如果可以在其他地点和时间卸掉夹具，能否起到改善工序的作用？6) 是否还需要其他新的辅助工步？是否增加新的成本？对现场作业的观察和记录进行分析观察，得出以下答案：1） 为了卸下夹具。2） 因为只有一套夹具，为了下次加工，所以不得不卸下夹具。3） 可以在本工序的待加工区卸下夹具，另外也可在下一道工序的待加工区卸下夹具。4） 还可以将轴吊到磨床旁的待加工区时，卸下夹具5） 如果直接将轴吊到磨床的待加工区，可以缩短搬运距离，节省时间。6） 不需要增加工步，反而减少了一个工步，也不会造成新的成本投入。（3）建立新的方案。在此应用“ECRS四大原则”首先考虑是否可以取消某些工步，如果没有再考虑对不能取消而又必要的工步进行合并、重排和简化。将车轴从坑中吊出是不可以取消的工步，但为了缩短步骤，考虑将工步13（将车轴从坑中吊出，平放到地面，卸吊具）与工步14（用尼龙吊带吊到磨床旁的待加工区）进行合并。如果在本根轴加工结束时，吊起车轴，直接吊到磨床旁的待加工区，卸下夹具，然后将卸下的夹具带回到本工序。从而省去了原有的工步13。也节省了下次想要将车轴搬运到磨床旁待加工区时再次安装夹具所需要的时间及额外的劳动。那么在满足使用要求和条件的同时，缩短搬运次数，进而缩短了搬运路程，减少了本工序的工作时间。不需要增加工步及额外成本，反而减少了一个工步。改进后的方法程序流程图如图3-2所示。通过对现行和改进方法程序流程图的观察可以发现，主要是对工步9之后的作业工步顺序通过5W1H方法及ECRS四大原则进行必要的改进。改进后减少了不必要的动作浪费，且改进方案可行，没有额外成本投入，一定程度上缩短了工时。用同样的方法在流程层次上对各个工步进行5W1H提问，在对其余加工工步流程进行5W1H技术进行提问时没有发现明显的问题，满足要求，且较为合理，故暂且不作调整。在对原有工步流程进行改进和调整后，做出如下改进。改进后具体工步内容：1、 安装车轴吊具2、 在定位胎上装卡车轴3、 装钻模板4、 钻孔20.9（定位）5、 卸掉模板6、 钻孔20.9 换刀7、 倒角C1 换刀8、 攻丝 M24-6H 换刀9、 使用风嘴吹净孔内铁屑.10、 使用塞规通止端检查螺孔11、 调个加工另一端，工步1-1012、 填写工序传递卡片，记名造13、 将车轴从坑中吊出，吊到磨床旁的待加工区，平放到地面，卸吊具流程程序图 人员/物料/设备型图号： 页号： 总页数：统计地点：大连机车厂标号： 对象：车轴螺纹孔加工操作人： 日期：_年_月_日 方法：改进方法制表人： 日期：_年_月_日 活动次数时间/s距离/m加工 11 搬运 2 等待 2 检查 1 储存 说明距离/m时间/s符号备注 1.安装车轴吊具2.在定位胎上装卡车轴3.装钻模板4.钻孔20.9（定位）5.卸掉模板6.钻孔20.9 换刀7.倒角C1换刀8.攻丝 M24-6H换刀9.使用风嘴吹净孔内铁屑10.使用塞规通止端检查螺孔11.调个加工另一端，工步1-1012.填写工序传递卡片，记名造13.将车轴从坑中吊出，直接吊到磨床旁的待加工区 图3-2 改进方法程序流程图3.4 具体工步层次的分析 前面通过对收集的资料的观察分析研究，通过5W1H技术及ECRS四原则对车轴加工工艺文件上的原有的14个工步在流程层次上做了相应的改进，在这一个层次主要是考察在企业现有的加工工艺文件上的14个工步的顺序，作用等进行分析提问，以发现冗余的工步，以及不合理的或者顺序不当的工步，并对其进行改进。在上一分析层次中对一些作业顺序进行了重新调整，并将原来的14个工步缩减到了13个，大大减少了加工过程中的时间浪费，并在一定程度上增强了检验工序的检验质量。现在为了发掘在作业中所存在的浪费及不合理现象，对每个工步作进一步细化分析，以此来发现新问题，并对新问题进行研究改进。在本工序中，工步1安装车轴吊具考虑采用双手作业分析的方法进行研究，以改善并标准化现有的作业动作。首先应用双手作业分析技术对工步1进行研究。现行方法的双手作业分析图如图4-3所示，从作业图中可以看到，左右手在配合上存在着许多不协调的因素，有许多等待，在观察视频资料时也发现操作者的作业姿势不合理，加强了操作者的疲劳强度。因此可以对现有的作业动作进行标准化。 图3-3 现行方法的双手作业分析图根据动作经济性原则，对现有的作业动作进行改进。缩短不必要的动作时间浪费，以提高作业者的效率，与此同时，使操作者能够更加舒适的进行作业，避免不必要的疲劳。具体的改进措施如图3-4所示。图3-4 改进方法的双手作业分析图在工步2中，夹紧工件的操作中进行细化研究。观察发现在车轴在被夹紧固定的时候，由于工件是较长的车轴，且加工表面又是轴的一个端面，而现行的定位方式是在轴的一端加紧，另一端为自由端，根据实际调研结果，坑内所谓的定位胎，只是一大块长方形的橡胶垫，在工件落地时只能起到一定的减震作用，实际上起不到任何定位，以及辅助定位的作用一定程度上反而增大了轴在定位过程中的偏移的几率。现行的单侧定位存在很大的问题就是不能保证螺纹孔与车轴的垂直度，很容易出现偏差。同时坑内有较多的切屑，没有及时清理，一端加工好后，在加工另一端时可能磨损已加工表面，而且这是生产过程中轴端面的最后一道工序，将会影响到工件最后的质量。与此同时，切屑的积累可能影响到轴的定位，坑壁靠近加工一侧有明显的泛白的刮痕，实际为吊具与坑壁发生碰撞，所以考虑是否吊具在与坑壁的接触影响到定位的垂直度。夹具及坑内现状如图3-5所示。图3-5 现场坑内环境综上考虑，对钻孔过程中的工夹具进行如下改进，在坑内安装辅助定位，并且保留定位胎以起到保护已加工面质量要求的作用。接着对其他工步进行分析，通过视频观察可以清楚的发现整个切屑过程的主体部分，动作十分的紧密。而在其中却发现了一些不合理或比较危险的作业动作。（1）记录。通过现场观察，发现操作者在进行钻削的作业中，由于产生了大量的钻屑，所以操作者用手中的水壶去碰掉加工表面上的切屑。在此过程中可以看到有切削液从水壶中溢出，一旦水壶碰到正在高速旋转中的刀具，不但会损害刀具，破坏已加工表面，而且极易对操作者造成危险。（2）分析。应用5W1H技术对此工步进行提问，以发现问题及改进措施。1) 为何要清除切屑？2) 在什么时间清除切屑？3) 操作者用什么来清除切屑？4) 这样做是否安全？是否合理？5) 可否应用其他工具以代替切削液壶进行此操作？6) 那么为什么操作者要用切削液壶底这样不规范的操作来清除产生的切屑呢？7) 如何能将控制进给量、浇注切削液及清除切屑同时完成？通过对现场作业的观察和记录进行分析观察，得出以下答案：1) 为了阻碍操作者视野，同时影响加工质量。经常清除切屑，这样做可以防止因为切屑堵塞把钻头折断。2) 在钻削过程，钻床工作中。3) 操作者用手中的切削液壶的底部去清理切屑。4) 这样做不安全，一旦水壶碰到正在高速旋转中的刀具，不但会损害刀具，破坏已加工表面，而且极易对操作者造成危险。5) 为了安全操作，可以考虑为操作者配备小刷子，来清除钻削过程中所产生的大量切屑。6) 通过观察可以看到，操作者在进行钻削操作时，操作者要观察钻床上仪表读数，以控制刀具进给量，保证工艺尺寸要求。与此同时又要浇注切削液，当有大量切屑积累而影响到操作时，操作者要清理切屑，但此时操作者左手正在操控手柄控制进给量，而右手同时在浇注切削液，因此操作者没有空闲只好借用右手中的切削液壶底顺便将切屑清理。7) 根据人机作业关系分析中的相关原则知道，应该合理分配人、机的任务内容，在合理的情况下尽量由机器来完成作业，以减少人类劳动，因此考虑浇注切削液的由机器来完成，为钻床设备配置切削液喷嘴。这样操作者便能够在进行进给控制时，清除切屑，同时由机器来完成切削液的浇注过程。（3）根据分析过程，对原有的加工及辅助方法进行改进，为钻床设备配置切削液喷嘴，以此来协调加工中的动作需求，减少了操作者的作业动作，将操作者的注意力集中到孔的加工上，进而孔的加工质量也有所提高。其次，在工步3-8的切削主体集中工步中，根据机车厂相关文件关键工序控制表中的“八防”要求的规定：要求轴端螺纹孔要“防脱落”和“防燃轴”。机车的车轮和铁（钢）轨磨擦很大，在轨导接头处还会碰击出火花来，车轮的温度很高，足可以把轮与轴结合处的润滑油脂燃烧起来。为了防止这种情况发生，就把轮孔加工小点，而把轴端加工大点，然后将轮孔加热膨胀变大，或将轴端冷冻缩小，再装配。叫“红装”或“冷装”。运行时，轴和轮同时转动，不要润滑了。这样轴端就不可能燃了。这样的轴就叫“防燃轴”。但轮和轴的结合可能发生松动，使轮脱落下来，就得在轴端加工螺纹孔，用螺栓、压盖把轮压紧在轴上。这种措施就是所谓的“防脱落”。也就是说，在螺纹孔加工过程中，对孔径尺寸的控制要求比较高，是本工序的主要控制点，如图3-6所示。要通过螺纹塞规控制孔径，将检查记录到HXD3B机车车轴加工检查记录中，因此要在加工过程中想办法提高保证孔径质量，保证控制点要求。图3-6 轴端螺纹孔示意图在钻屑过程中，如果转速过快，很难控制钻孔中心位置，会产生较大的误差，使孔径尺寸变大，较难保证控制点要求，因此要严格控制切削速度，尤其是在攻丝过程中速度要相对更慢一些。如将钻孔时切削速度控制在19.2m/min，而在攻丝时将切削速度降低到5.5m/min。将其纳入标准作业指导书要求内。 第四章 工装及作业现场的标准化4.1 工装及作业现场改善原因4.1.1工装改善原因分析工装是工艺装备的简称，是为实现工艺过程所需要的机床专用夹具、切削刀具、辅助工具、量具、模具、胎具、砂箱、平台、模型、吊具、组装夹具和工位器具等的总称。从在现场得到的数据照片等资料可以发现，现场的工艺装备，诸如刀具、切削液、销子、夹具和钻模板等随意摆放，十分凌乱，工装的周围有许多切屑，如图4-1所示。图4-1 操作现场工装台面相关吊具的问题，有关规定，在每天使用尼龙吊带之前，明文规定必须对吊带进行安全检查，防止使用时出现安全事故，同时规定吊带不得随便摆放，必须挂到指定地点的支架上。工人师傅反映，支架的位置离操作地太远，他们愿意遵守规定，但每次都要走很远去取回吊带，用过之后又要送回去，十分繁琐，索性就随手将吊带丢到机床附近，方便拾取。同时，既有的工装摆放器具也十分陈旧，盛装润滑油的铁杯已经腐蚀，并严重变形，工装没有固定的摆放位置，没有标准的工作台面，操作者不得已将物品随意摆放，这是造成工作现场物品摆放混乱的主要原因。没有规范的工装布置，操作者操作时有很多寻找，查看等多余的作业，造成不必要的时间浪费，也因此导致工作效率的下降，有时还存在一些安全隐患。因此有必要对工装摆放进行改善及标准化，将工装方面做为标准作业的一个部分。4.1.2作业现场环境现状分析在制造企业中，一般在生产过程中处理物料、工具、夹具等所花费的时间比制造产品花费的时间还要多。在生产中，作业时间的大部分是移动、我去和防止物品。这些动作与物料、工夹具和机器的放置场所、位置、方向、高度、放置方法都是密切相关的，有时会影响手的移动距离、伸展方向和距离，也影响作业的时间和作业疲劳5。同时有时作业现场的布局还会隐藏着对操作者及机器的安全隐患。因此，必须根据操作者的动作的方便性及安全性来考虑生产现场的配置与放置方式，对作业现场布局进行必要的标准化。首先，钻孔作业是全部暴露在外面的，在钻削作业时会产生大量的切削，同时产生飞溅现象。操作台旁边的地面上要很多切削，甚至连工装上也挂有切削，不但混乱，而且由于钻床使用规定不允许操作者操作时佩戴手套，因此切削很可能划伤操作者的手。操作台旁坑内的情况，坑内有较多的切屑，没有及时清理，这样严重影响到工作环境，而且会影响到在加工过程中车轴的定位，导致加工误差，坑壁靠近加工一侧有明显的泛白的刮痕，实际为吊具与坑壁发生碰撞，所以考虑是否吊具在与坑壁的接触影响到定位的垂直度，如图4-2所示。图4-2 坑内环境其次是关于操作台旁的坑的安全问题，由于操作者在操作过程中，不仅需要观察刀具进给的位置，而且又要就加工过程中读取表盘，控制进给量，因此注意力多集中在操作上，然后操作旁的坑的高度低于操作者站位高度，因此很容易掉入坑中，对操作者造成严重伤害存在安全隐患，急需改进，如图4-3所示。图4-3坑边周围环境因此坑内的布局情况以及周边设置也需要做一些相应的改变。以满足加工需求，提高产品质量。同时保证操作者在作业中的操作安全。通过对获取的照片以及视频记录进行仔细观察分析发现，操作者在进行作业时，尤其是在进行钻削作业时，需要反复的进行换取刀具，拿取切削液壶等动作，但由于工作台面过矮，所以总需要弯腰拾取，造成不必要的动作浪费及身体疲劳。工作台面的设计，应该具有更加人性化的设计，使操作者便于操作，能够在舒适的环境中完成作业，同时能够提高工作效率。4.2 工装与作业现场的标准化设计 有关规定指出各单位应将专用量具、刀具、辅具及较小型胎夹具、冲压模具、金型、芯盒、木型及其它较精密的工装存放在工装库。工装库应整洁、干燥，具备适当的光照、温度，做到定置明确、标识醒目。应根据工装的工作条件对不同类型的工装打上不易磨蚀掉的标识(标识以工装图号为主)，以防用错放错。本单位工装管理人员应经常进行监督检查；工装应按形状合理存放，避免磕碰，保持较高的完好率。（1）对工装台面进行改进，由观察发现操作者每次拾取道具或者其他物品时，总是有弯腰动作，根据动作经济性原则，是不合理的，因为要产生额外的体力消耗，身体容易疲惫。因此将工作台面提高，高度与操作者腰部等高，使操作者能够保持直立姿态时拾取工具。避免不必要的动作浪费。（2）针对工装的凌乱现象提出的改进方案：更换刀具摆放台，为了方便使用，且减少不必要的筛选过程，将刀具按工步顺序依次排开，刀头指向操作者，以便操作者抓取，且不需要换向，直接上刀具，减少了不必要的动作。固定装模板和卡具摆放位置。以此工整有序的摆放来减少不必要的找寻时间的浪费。标准化后的工装台面示意简图如图4-5所示。图4-4 本工序现场布局图（3）根据规定吊带需要放在固定位置，保证工装摆放的规整一致性，将吊带挂在工装台的侧面，每次用完之后，要挂在制定的位置（如图4-5中挂钩），