工业工程课程设计-基于IE理论的HX公司的改善研究

工业工程综合课程设计学 院： 经济管理学院 专 业： 工业工程 指导教师： 学 生： 二O一七 年 六 月基于IE理论的HX公司的改善研究学生姓名： 班级:指导老师： 摘要：伴随着经济发展全球化的渐渐深入，企业之间的竞争也变得逐渐激烈，科学技术是第一生产力，过去的经营模式已不再适应这个时代，要想企业一直保持强有力的竞争，就要采取新的经营模式，而这之中重要的一点是合理地分配资源，使资源的利用率最大化。成本是企业一个永恒的话题，如何降低成本是企业一直探寻的问题。本文就是针对如何降低企业成本而展开的，并且以HX公司为例就怎样降低企业成本而进行了一系列方法的介绍。文章首先介绍了工业工程专业的基础理论知识，第二部分是本公司以HX公司的一个生产轴承部门为例，讲述了有关模特法的应用，以及模特法所能够给企业带来的成本节约。第三部分是一汽车车身焊接为研究对象，讲述了流水线平衡在其中的应用。第四部分是以工厂为研究对象，运用设施规划的知识对其进行合理地布局，使之更好的利益工厂的运作。第五部分也是以轴承生产厂为例，阐述如何用质量管理的知识对其进行操作，使产品的质量得到保证。关键字：工业工程、模特法、质量管理、设施规划、流水线平衡指导老师签名：Research on the Improvement of HX Company based on IE TheoryStudent name: Huang Chong Chong Xu Shu Fei Class:140961Supervisor: Feng Liang QingAbstract: With the globalization of economic development gradually thorough, the competition between enterprises has become increasingly intense, science and technology is the first productive force, the management mode of the past is no longer adapt to The Times, if you want to always maintain a strong competitive, is about to take a new business model, but the important thing is a reasonable allocation of resources, to maximize the utilization of resources. Cost is an eternal topic of enterprise, and how to reduce cost is a question that companies have been searching for.This paper is an introduction to how to reduce the cost of the enterprise and how to reduce the cost of the enterprise in the case of HX.This paper introduces the basic theory of industrial engineering knowledge, the second part is the company to HX bearing of a production department, for example, tells the story of the modeling method of application, as well as the modeling method can bring cost savings. The third part is a car body welded to the research object, which tells the application of assembly line balance. The fourth part is the factory as the research object, the knowledge that USES the facilities plan to make the reasonable layout, makes the better interest factory operation. The fifth part is also an example of the bearing production plant, which explains how to operate the product with the knowledge of quality management to ensure the quality of the product.Keywords: industrial engineering, model method, quality management, facilities planning, assembly line balance目录1绪论11.1研究背景11.2研究目的21.3研究内容22 工业工程的理论研究32.1工业工程的涵义32.1.1工业工程的基本内涵32.1.2工业工程的功能42.1.2工业工程的特点42.1.3工业工程的意识52.2方法研究52.2.1程序分析52.2.2操作分析62.2.3动作分析72.3作业测定72.4模特法概述82.4.1模特法概念82.4.2模特法基本原理92.5设施布置与物流系统设计概述102.5.1设施布置与物流系统设计的含义和内容102.5.2设施布置的目标112.5.3设施布置的原则112.5.4设施布置的基本形式122.5.5设施布置的基本流动模式133 HX公司轴承装配的工作分析改善研究143.1运用模特法对轴承装配作业进行改善153.1.1轴承装配流程程序分析153.1.2模特法应用分析的过程153.1.3应用模特法改进前后情况223.2结论234基于工业工程理论生产线平衡改善研究234.1流水线理论知识234.1.1流水生产的特点234.1.2流水线生产的分类244.2生产线理论及方法254.2.1装配线平衡问题的基本概念254.2.2生产线平衡的目标274.2.3流水线平衡的设计方法274.3某部件背景介绍304.4生产线平衡方案314.5生产线平衡评价335基于SLP对HX轴承公司生产车间改善研究335.1SLP的工具和方法335.1.1设施布置设计方法335.1.2系统布置设计(SLP)要素及阶段345.2物流分析365.2.1从至表365.2.2物流强度等级375.2.3作业单位相互关系分析375.2.4作业单位间相互关系表385.2.5综合相关表建立步骤385.2.6绘制位置相关图步骤395.2.7作业单位面积相关图405.2.8作业单位面积相关图的修正与调整405.2.9方案评价与选择405.3基于 SLP 的HX公司灯具注塑装配车间应用研究415.3.1研究目的415.3.2背景介绍415.3.3作业单位相互关系分析425.4布局方案485.5布局方案综合评价505.5.1模糊综合评价法506 基于质量管理学对HX公司轴承生产过程控制分析536.1 质量控制的相关理论及方法536.1.1 质量控制概述536.1.2 影响质量因素的分类536.1.3 质量控制的目标和原则536.2 质量控制常用方法546.3直方图556.4控制图566.5 SPC 应用实例分析586.5.1画直方图596.5.2过程能力分析616.5.3结果分析627总结628参考文献631绪论1.1研究背景工业工程（Industrial Engineering，IE）是19世纪初出现的一门技术与管理相结合的学科。它以现代化工业生产为背景，主要在西方发达国家得到应用，并为促进这些国家（如美国、日本）经济的高效和快速发展起到了举足轻重的作用。现代工业工程是以大规模工业生产及社会经济系统为研究对象，在制造工程学、管理科学和系统工程学等学科基础上逐步形成和发展起来的一门交叉的工程学科。它是将人、设备、物料、信息和环境等生产系统要素进行优化配置，对工业等生产过程进行系统规划与设计、评价与创新，从而提高工业生产率和社会经济效益专门化的综合技术，且内容日益广泛。20世纪初，工业工程开始进入“科学管理时代”，美国工程师泰勒发表的科学管理的原理一书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、作业测量、工资激励制度和职能组织等，是这一时代的代表作和工业工程的经典著作。同时泰勒所创立的“时间研究”，对工业工程的形成起到了非常重要的作用。美国的吉尔布雷斯夫妇创造了与时间研究密切相关的“动作研究”。从1910年前后开始，吉尔布雷斯夫妇从事动作（方法）研究和工作流程研究，提出了17种动作的基本因素（动素），然后进行科学分析，建立了高效的操作方法，实现了降低工作疲劳、提高工效的目的。泰勒和吉尔布雷斯是最著名的工业工程创始人。工业工程技术注重三化，即工业简单化、专门化和标准化，为达到不断提高质量，降低成本的目的，工业工程重点面向从制定作业标准和劳动定额、现场管理优化直至各职能部门协调等微观管理，需要工业工程发挥作用解决各环节协作管理的问题。我们可以从以下几个发展过程了解工业工程的特点：1、 科学管理阶段2、 经典IE阶段3、 现代IE阶段4、 系统工程阶段随着知识经济时代的到来，工业工程的理论与方法结构发生了重大变化。发达国家和地区工业工程技术发展较早。美国1 9 4 8年成立了工业工程师学会，在英、法和其他欧洲国家，I E工程师都非常欢迎的职业，日本最早引进I E技术是从 1 9 1 2年翻译泰勒编写的科 学管理法一书开始的，我国改革开放以来制造工业水平获得了显著发展，但中国企业在国 内外激烈的竞争环境中面临日益严峻的生存压力，此时I E成为企业制胜的关键。自20世纪80年代以来，特别是近几年我国汽车行业呈现蒸蒸日上的繁荣景象。中国汽车工业协会的统计数据很好的说明了这一景象，2015年整个汽车行业的工业总产值为 6812.54 亿元，同比增长了 33.22%。其他的主要经济指标都获得了很大的增长：产品的销售额为 6213.23 亿元，同比有 32.13%的提升；总利润为 409.12 亿元，同比增长了46.16%。汽车已经和我们的生活密切相关。汽车企业之间的争也不再是单纯的价格竞争，而是表现为以产品设计、质量、成本、交货时间、对顾客需求的反应速度、售后服务、供应链等为中心的综合实力的竞争。很显然，企业要在这种激烈的竞争环境下生存，就必须持续的对自己的生产系统进行优化和改善，以期不断的降低成本，提高质量，提高生产效率，减少生产过程中的浪费现象，因此各制造企业纷纷把目光投向了能够系统的持续的改善企业生产运作系统，有效的挖掘生产过程中的潜力，提高劳动生产率，降低成本的工具工业工程。1.2研究目的本文将以XH公司为例，以工业工程里面的基础工业工程、质量管理、生产运作与管理和设施规划与物流系统设计等课程的相关理论为基础，通过查找相关文献，了解工业工程在汽车零部件制造企业的运用以及典型的案例，分析XH公司生产管理现状，研究在现有的条件下，如何最大限度的对生产的各个环节进行改善，降低成本，提高效率。1.3研究内容本课程论文一共由六个章节构成。第一章绪论，主要介绍本论文的研究背景、目的、研究内容等内容，是整体论文的研究内容规划总纲。第二章IE理论研究，简要综述了工业工程的基本涵义以及IE理论的一些方法等相关的理论知识，为论文的展开、分析问题和解决问题奠定理论基础。第三章对轴承装配的工作分析改善研究，运用工作研究中的模特法，对该公司的作业流程进行研究和分析，对一些工位进行改进，以减少工人工作时间，提高生产效率。第四章分析HX公司的某部件的生产工艺流程，发现其存在的问题和不足，运用生产线平衡的相关理论进行分析优化和改善。第五章对HX公司轴承生产车间布局的现状及问题，对该公司的设施布置进行重新设计和规划，改进HX公司的车间布局，以降低时间成本，提高工作效率。第六章对HX公司某零部件的质量进行抽样分析，运用质量管理的方法对质量进行控制。第七章提出研究结论，对本论文进行总结。2 工业工程的理论研究2.1工业工程的涵义2.1.1工业工程的基本内涵泰勒是工业工程的奠基人，也是科学管理的创始人，他论述科学管理原理时，工业工程的内容只是科学管理的一部分。直到 1911 年，科学管理学家才开始用工业工程一词并在 1917 年美国成立了工业工程协会。很多企业设立工业工程部门负责工作研究。此后，工业工程逐渐从科学管理分离出来，从其发展历程来说，工业工程的前身是泰勒的科学管理，二者一脉相承。从其职能来说，工业工程是沟通技术与管理的桥梁。自70年代信息技术的发展，管理的实践者将工业工程引入工业宏观系统的研究领域，与政府部门的工业管理职能也发生了关系。IE 是一门涉及人、物料、设备、信息、能源等要素的集成规划、设计、改善、控制和创新的工程学科，它应用自然科学、数学、社会科学、特别是工程技术理论与方法，为实现生产制造、管理和服务系统的低成本、高效率和高效益的管理目标提供有力的技术支持。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。在工业工程的发展过程中，不同时期、不同国家、不同组织和不同学者下过很多定义，在各种定义中，最具权威并且今天仍被广泛采用的是美国工业工程师学会于 1955年提出、后经修订的定义，表达如下：“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与方法，对该系统所取得的成果进行确定、预测和评价。”该定义表明 IE 是一门方法学，它告诉人们，为把人员、物料和设施组成有效的系统，需要运用哪些知识，采用什么方法去研究问题和解决问题。工业工程的目标通过规划、设计、评价和创新等工程活动，利用集成优化的思想，对现行生产系统中的人、机、料、法等主要生产要素进行改善，使之组成各环节搭配合理 结构优化的生产系统，达到降低成本、提高质量、生产率、整体竞争能力和经济 效益之目的。2.1.2工业工程的功能工业工程在其发展和应用实践过程中,逐步形成了自身的特色和职能。按照现代工业工程的定义,其基本职能包括规划功能、设计与功能、评价功能和创新功能四大部分。规划功能：如新品开发技术革新，降低成本，产品标准化，库存计划，员工培训等。设计功能：如工厂选址和规划，流程设计，信息系统，品质、安全环境卫生系统等。评价功能：如设计评价，经济分析，品质控制，员工绩效，制定评价指标及规划。创新功能：如产品改进，工艺改进，设施改进，工作方法，创新激励等。2.1.2工业工程的特点工业工程是实践性很强的应用学科。各国国情不同，社会文化传统不同，技术和管理体制、水平不同，形成了富有自己特色的工业工程体系。日本：工业工程与管理实践结合，强调现场管理优化。美国：强调工业工程的工程性。归纳起来工业工程主要有以下几个特点：第一、IE的核心是降低成本，提高质量和生产率。第二、IE是综合性的应用知识体系（技术和管理）。第三、注重人的因素是IE 区别于其他工程学科特点之一。第四、IE的重点是面向微观管理第五、IE是系统优化技术。2.1.3工业工程的意识工业工程强调培养改革和锐意创新的精神和求实活动。学习工业工程的核心是培养工业工程意识。因此，应特别注重工业工程意识的教育、培养和反复训练。这些工业工程意识有：第一、以人为中心的意识。第二、全局和整体化意识。第三、成本和效率意识。第四、快速响应的意识。第五、创新的意识。 2.2方法研究方法研究是对现有的或拟议的工作方法进行系统的记录和严格的考察，作为开发和应用更容易、更有效的工作方法以及降低成本的一种手段。通过方法研究可以做到：改进工艺和程序；改进工厂、车间和工作场所的平面布置；改进整个工厂和设备的设计；经济地对工厂和设备进行设计；改进物料、机器和人力的利用，提高生产率；改善实际工作环境，实现文明生产；降低劳动强度。按照生产过程中研究对象的不同层次，方法研究包括程序分析、操作分析和动作分析。2.2.1程序分析程序分析以整个生产过程为对象，研究分析一个完整的工艺程序，进一步改善工作程序和工作方法。程序分析利用各种图表(如流程程序图、路线图、人机作业图、双手动作图等)。取消不必要的程序（工艺、操作、动作）；利用ECRS原则合并一些过于细分或重复的工作；改变部分操作程序，以避免重复；调整布局，以节省搬运；重排和简化剩余的程序，重新组织一个效率更高的程序。它的分析方法如下表2-1所示。表2-1程序分析方法分析研究名称分析研究对象分析考察主要活动分析改进重点运用场合工艺程序分析制造对象全部工艺过程作业检验操作和检验工序设置合理性制造工艺流程分析流程程序分析人型图：操作者所承担的作业流程全过程操作、检验、运输、等待操作者活动路线合理、减少运输和等待活动，提高作业活动的有效性适合各类操作和作业活动分析物型图：原材料或半成品投入到制成品的全过程操作、检验、搬运、储存、等待缩短物品的流动路线减少运输和等待，缩短生产周期适合各种制品生产过程的分析搬运分析物料搬运的全过程物料搬运过程中发生的各项活动缩短搬运路线，提高搬运的方便性，提高搬运的效率，尽可能减少工作量原材料、半成品、成品和各种物料的搬运事务流程分析管理事务的全过程操作、检验、搬运、储存、等待等活动减少环节、减少文件积压，提高管理工作效率公文、单据的传送、管理文件审批2.2.2操作分析操作分析分为双手操作分析、人机联合分析和人员联合分析。它研究以人为主体的工序，使操作者、操作对象、操作工具三者能科学地、合理地布局与安排，以减轻人的劳动强度；减少作业时间的消耗，使工作质量得到保证；明确操作周期中，机器操作与人操作的关系，充分利用机器与人的能量及平衡操作，以提高生产力。动作分析研究分析人在进行各种操作时的身体动作，以排除多余的动作，减轻疲劳，使操作简便有效，从而制定出最佳的动作程序。动作分析的意义在于：研究分析人在操作中的各种细微动作，删除无效动作，使操作简便有效，提高工作效率。三中操作分析如下表2-2所示。表2-2操作分析方法分析研究名称分析研究对象分析考察主要活动分析改进重点应用场合双手操作分析作业活动单人过程操作、检验、搬运、等待等各种活动改进操作方法，消除多余笨拙的操作，实施双手操作各种手工作业、装配作业人机联合操作分析机械化作业过程操作 空闲人机操作的有机配合，提高人 和机器的生产效率机械化作业联合操作分析工组联合作业过程操作 空闲工组人员分工合理性，协作配合机械化作业2.2.3动作分析动作分析的目的是发现无效动作或浪费现象，简化操作方法，减少工作疲劳，降低劳动强度。根据分析的精确程序不同动作分析可以采用的方法有：目视分析、影片分析和动素分析。动作经济原则的基本思想是以尽可能减少工人的疲劳，发挥工人最高效率为准则制定操作方法，再配备适当的加工工具、工作区及机械设备。为提高手工劳动效率和减少疲劳提供了基础和准则。2.3作业测定工作研究的基本程序是：利用程序分析、操作分析、动作分析等方法研究手段，制定新的工作方法代替不合理的方法，减少产品的工作量或简化工艺过程。再通过作业测定减少以致消除无效时间。作业测定就是运用各种技术来确定合格操作者按规定的作业标准完成某项工作所需的时间。通过作业测定可以制定作业系统的标准时间、改善并制定最佳的作业系统。以上定义含有几个重要条件:（1）合格操作者:操作者必须是一个合格的工人，而且该项作业必须适合于他来操作；（2）良好训练:操作者对该项特定工作的操作方法受到过完全的训练；（3）正常速度:操作者必须在正常速度下工作。不能勉强目己过度紧张，亦不能故意延误，而且工作时的生理状态正常；（4）标准状态:系指标准工作方法、标准工作环境、标准设备、标准程序、标准动作、标准工具、标准机器运转速度等。制定标准时间的方法包括：经验判断法、历史记录法和作业测定法。经验判断法依靠经验估计，误差较大；历史记录法用以往的统计资料作为制定时间标准的依据，其中含其他时间；而作业测定法是通过对操作者的观测，并加上评比和宽放得到的时间标准，更具准确性和客观性。作业测定又包含以下几种方法：（1）秒表时间研究：秒表时间研究是利用秒表或电子计时器，在一段时间内，对作业的执行情况作直接地、连续的观测，把工作内容按时间序列以及作业环境、作业者的情绪、作业条件等记录下来给予一个评比值，并加上遵照劳动组织所制定政策允许的工作时间作为宽放值，确定出该项作业时间的时间标准。秒表时间研究允许分析者管啊生产全过程并有机会对方法的改进提出建议，是真正能测量和记录操作者真实时间的唯一方法，但该方法需要对工人的技能和努力程度进行评定，不能对不可重复的环节进行评比。（2）工作抽样：工作抽样法是指在一段较长时间内，以随机的方式、分散地观测操作者。利用工作抽样法来研究工时利用率，具有省时、可靠、经济等优点，因此成为调查工作效率、合格制定工时定额的通用技术。工作抽样不需要长时间持续的观察，消除了工人被长时间观测的紧张，允许不同的奥作者有不同的标准，但该方法嘉定工人应用的都市可接受的标准方法要求观察者能分辨和划分工作活动的时间和延迟。（3）预定时间标准法：这是国际上公认的制定时间标准的先进技术。它利用预先制定的各种动作和标准时间值来确定进行各种操作所需的时间，而不是通过直接观察或测定。这种方法不需要操作者的情绪、素质等进行评价，就能对其结果在客观上确定出标准时间，故在国外称为预定时间标准法。预定时间标准法有40多种。预定时间标准法允许在实际生产之前建立方法和标准，但为提高时间标准的准确率需依赖于对相关方法完全、准确的描述，对过程控制和机器控制环节需采用秒表和标准数据法。2.4模特法概述2.4.1模特法概念模特法是预定动作时间标准法的一种，是作业测定的一种新技术。运用模特法，无需经过现场测时，只要根据工作物蓝图、工作地布置图和操作方法，就能预先计算出完成一项工作所需要的正常时间。模特法根据人体工程学和疲劳研究的结果，以人的最低能耗动作时间消耗为动作的时间单位。因为动作速度太快会造成人的能量消耗过高，易引起疲劳;动作速度太慢，能量消耗也会增加，也容易引起疲劳。速度与能量的关系是，当速度增加1%时，能耗也随之增加约100;速度下降到某一临界点后再减速100时，则能耗反而增加0. 5写。模特法把能耗最低时的速度作为动作时间单元，使操作者的劳动紧张程度适当，因而使劳动者保持充沛的精力。模特法把人的动作与时间融为一体。只要知道是什么动作，就可以知道动作所需的正常时间。2.4.2模特法基本原理(1)所有人力操作时的动作均包括一些基本动作。通过大量的试验研究，模特法把生产实际中操作的动作归纳为21种，见表2-3(2)在操作条件相同的情况下，各人做同一动作所需的时间值基本相等。如手在无障碍物时的移动和在有障碍物时的移动，以及不同高度障碍物时的移动，其时间值是不同的。(3)使身体不同部位做动作时，其动作所用的时间值互成比例，因此可根据手指的一次动作时间单位的量值，直接计算其他不同身体部位动作的时间值。模特法在人体工程学实验的基础上，根据人的动作级次，选择以一个正常人的级次最低、速度最快和能量消耗最少的一次手指动作的时间消耗值，作为其时间单位，即1MOD= 0.129S，模特法的21种动作都以手指动一次(移动约25 mm)的时间的消耗值为基准进行试验、比较，来确定各种动作的时间值。表2-3模特法动作分类表常见的操作动作上肢动作（基本动作）移动动作移动动作M1手指动作M2手腕动作M3小臂动作M4大臂动作M5伸直的手臂反复多次的反射动作（M1/2,M1，M2，M3）终结动作摸触动作抓握动作GO碰，接触G1简单的抓G3（注）复杂的抓放置动作P0简单放置P1较复杂放置P5（注）组装其他动作下肢动作F3足踏板动作W5走步动作附加动作L1重量因素其他动作E2（独）目视R2（独）矫正D3（独）单纯的判断和反应A4（独）按下C4旋转动作B17（往）弯体动作S30（往）起身动作注：（1）每个动作符号后面的数字即表示模特值；（2）代表符号后面的“独”字表示只有在其他动作停止的场合独立进行的动作；（3）代表符号后面的“往”表示该动作为往复动作。2.5设施布置与物流系统设计概述2.5.1设施布置与物流系统设计的含义和内容设施布置设计是指根据企业的经营目标和生产纲领在已确认的空间场所内，按照从原材料的接收，零件和产品的制造，成品的包装、发运的全过程，力争将人员、设备和物料所需要的空间做最适当的分配和最有效的组合，以获得最大的经济效益。设施布置包括工厂总体布置和车间布置。工厂总体布量设计要解决工厂各个组成部分，包括生产车间、辅助生产车间、仓库、动力站、办公室、露天作业场地等各种作业单位和运输线路、管线、绿化及美化设施的相互位置，同时要解决物料的流向和流程、厂内外运输的联接及运输方式。 车间布置设计要解决各生产工部、工段、辅助服务部门储存设施等作业单位及工作地、设备、通道、管线之间的相互位置同时也要解决物料搬运的流程及运输方式。作业单位是指布置图中各个不同的工作区或存在物，是设施的基本区划。这个术语可以是某个厂区的一个建筑物、一个车间、一个重要出人口，也可以是一个车间的一台机器、一个办公室的一个部门。作业单位可大可小，可分可合，究竟怎么划分，要看规划设计工作所处的阶段或层次。对于一个现有设施，可以使用原有组成部分的名称划分作业单位或进行新的分合。对于新的项目，规划设计人员要逐个确定所有的作业单位，这对于布置设计的顺利进行十分必要。2.5.2设施布置的目标设施布置的主要目标有6个。 (1)符合工艺过程的要求。尽量使生产对象流动顺畅，避免工序间的往返交错，使设备投资最小，生产周期最短。 (2)最有效地利用空间。要使场地利用达到适当的建筑占地系数(建筑物、构筑物占地面积与场地总面积的比率)，使建筑物内部设备的占有空间和单位制品的占有空间较小。 (3)物料搬运费用最少。要便于物料的输入，使产品、废料等物料的运输路线尽量短捷，并尽量避免运输的往返和交叉。 (4)保持生产和安排的柔性。使之适应产品需求的变化、工艺和设备的更新及扩大生产能力的需要。 (5)适应组织结构的合理化和管理的方便。使有密切关系或性质相近的作业单位布置在一个区域并就近布置，甚至合并在同一个建筑物内。 (6)为职工提供方便、安全、舒适的作业环境。使之合乎生理、心理的要求，为提高生产效率和保证职工身心健康创造条件。有时这些目标相互矛盾。因此，追求上述任何一项目标。都不能无视其他目标的存在，应结合具体条件认真考虑。2.5.3设施布置的原则在根据当地规划要求和工厂生产需要确定适当的厂址位置的前提下，应按下列原则进行工厂布置。（1）符合工艺过程的要求尽量使生产对象流动顺畅，避免工序间的往返交错，使设备投资最小周期最短。（2）最有效地利用空间使场地利用达到适当的建筑占地系数(建筑物、构筑物占地面积与场地总面积的比率)，使建筑物内部设备的占有空间和单位制品的占有空间最小。（3）物料搬运费用最少要便于物料的输入和产品、废料等物料运输路线短捷，尽量避免运输的往返和交叉。（4）保持生产和安排的柔性使之适应产品需求的变化、工艺和设备的更新及扩大生产能力的需要。（5）适应组织结构的合理化和管理的方便使有密切关系或性质相近的作业单位布置在一个区域并就近布置，甚至合并在同一个建筑物内。（6）为职工提供方便、安全、舒适的作业环境，使之合乎生理、心理要求，为提高生产效率和保证职工身心健康创造条件。2.5.4设施布置的基本形式按照工作流程，我们可以把设施布置分为四种形式：工艺原则布置、产品原则布置、成组原则布置和定位布置。1、产品原则布置根据产品制造的步骤安排各组成部分。从理论上看，流程是一条从原料投入到成品完工为止的连续线。固定制造某种部件或某种产品的封闭车间，其设备、人员按加工或装配的工艺过程顺序布置，形成一定的生产线，适用于少品种、大批量的生产方式。产品原则布置优缺点见表2-4。表2-4产品原则布置优缺点优点缺点1、由于布置符合工艺，物流顺畅；2、由于上下工序衔接，存放量少；3、生产周期短；4、物料搬运工作量少；5、可做到作业专业化，对工人的技能要求不高，易于培训；6、生产计划简单，易于控制；7、可使用专业设备和机械化、自动化搬运方法。1、设备发生故障时将引起整个生产线中断；2、产品设计变化将引起布置的重大调整；3、生产线速度取决于最慢的机器；4、相对投资较大，因为在生产线上有的机器负荷不满；5、生产线上重复作业，易使工人单调乏味，产生厌倦感；6、维修和保养费用高。2、工艺原则布置又称机群布置，是同类设备和人员集中布置在一个地方的布置形式。布置图如下图。如按车床组、磨床组等分区各类机床组之间也保持一定顺序，按照大多数零件的加工路线来排列。适用于多品种小批量的生产方式。有关工艺原则布置图的优缺点见表2-5。表2-5工艺原则布置优缺点优点缺点1、机器利用率高，可减少设备数量；2、可采用调用设备；3、设备和人员柔性程度高，便于更改产品品种和数量；4、设备投资相对较少；5、操作人员作业多元化，提高人的工作兴趣和职业满足感。1、由于流程较长，搬运路线不确定，运费高；2、生产计划和控制较复杂；3、生产周期长；4、库存量相对较大；5、由于操作人员从事多种作业，需要较高的技术等级3、成组原则布置这是实施成组加工的布置形式，介于产品原则布置和工艺原则布置之间。适应于中小批量生产。成组原则布置的优缺点见表2-6。表2-6成组原则布置的优缺点优点缺点1、 由于产品成组，设备利用率高；2、 流程通畅，运输距离短，搬运量少；3、 有利于发挥班组合作精神；4、 有利于扩大工人的作业技能；5、 兼有产品原则布置和工艺原则布置的优点。1、需要较高的生产控制水平以平衡各单元之间的生产流程；2、如果单元之间流程不平衡，需要中间储存，增加了单元之间的物料搬运；3、班组成员需要掌握所有作业额技能；4、减少了使用专业设备的机会；5、兼有产品原则布置和工艺原则布置的缺点。4、定位布置根据体积或重量把产品保留在一个位置上，设备、人员、材料都围绕着产品而转。如飞机制造厂、造船厂等。其优缺点见表2-7。表2-7定位布置的优缺点优点缺点1、 物料移动少；2、 当采用班组作业时，可提高作业连续性；3、 提高质量，因为班组可以完成全部作业；4、 高度柔性，可适应产品和产量的变化。1、 人员和设备的移动增加；2、 设备需要重复配备；3、 需要较高的工人技能；4、 会增加面积和工序间储存；5、 生产计划需要加强控制和协调。2.5.5设施布置的基本流动模式对于生产、储运部门来说，物料一般沿通道流动，而设备一般也是沿通道两侧布置的，通道的形式决定了物料、人员的流动模式。选择车间内部流动模式的一个重要因素是车间入口和出口的位置。常常由于外部运输条件或原有布置的限制，需要按照给定的出、入口位置来规划流动模式。此外，流动模式还受生产工艺流程、生产线长度、场地、建筑物外形、物料搬运方式与设备、储存要求等方面的影响。基本流动模式有如图5-1所示的五种。图2-7基本流动模式（1）直线形 直线形是最简单的一种流动模式，入口与出口位置相对，建筑物只有一跨，外形为长方形，设备沿通道两侧布置。（2）L形 适用于现有设施或建筑物不允许直线流动的情况，设备布置与直线形相似，入口与出口分别处于建筑物两相邻侧面。（3）U形 适用于入口与出口在建筑物同一侧面的情况，生产线长度基本上相当于建筑物长度的两倍，一般建筑物为两跨，外形近似于正方形。（4）环形 适用于要求物料返回到起点的情况。（5）S形 在固定面积上，可以安排较长的生产线。实际流动模式常常是由五种基本流动模式组合而成的。新建工厂时可以根据生产流程要求及各作业单位之间物流关系选择流动模式，进而确定建筑物的外形及其尺寸。3 HX公司轴承装配的工作分析改善研究工作研究又称为基础IE，它是指运用系统分析的方法把工作中不合理、不经济、混乱的因素排除掉，寻求更好、更经济、更容易的工作方法，以提高系统的生产率。其基本目标是避免浪费，包括时间、人力、物料、资金等多种形式的浪费。它包括方法研究和作业测定两大类，方法研究的着眼点是挖掘系统的内部潜力，在不增加人员、设备和投资的情况下，借助于改善现行的方法和管理来提高劳动生产率，其实施效果要运用作业测定来衡量，而作业测定是减少生产中的无效时间，为作业测定制定标准时间，两者相辅相成。在进行工作研究时，一般是先进行方法研究，制定出标准的作业方法，然后再测定作业时间。3.1运用模特法对轴承装配作业进行改善3.1.1轴承装配流程程序分析流程程序图是以图的形式对生产现场的某一产品或零件的整个制造程序作详细的记录。由操作、搬运、储存、暂存5种符号组成。与工艺程序图相比，流程程序图增加了对搬运、储存、等待程序的记录。除了记录时间外，还要记录搬运的距离。轴承装配流程程序图如图3-1所示。图3-1轴承装配流程程序图3.1.2模特法应用分析的过程一、第一工位第一工位检测轴承外圈外径公差范围，双手活动范围为350 mm。作业前应准备轴承外圈周转箱、外圈放置工作台和外圈外径测量仪表。(1)作业要素说明待检测外圈放于右手300mm范围内，已检测外圈放于左手300 mm范围内，右手从贮存处取外圈至身前放于仪表测量处。装配工目视仪表判断外圈外径公差是否在规定范围，右手指旋转外圈后，再目视仪表判断公差范围。因右手旋转外圈不1/2周，所以不作为旋转动作。把检测过的外圈，根据其外径的公差值进行分类堆放。(2)动作因素分析第1工位动作因素分析(双手操作程序)列于表3-1。表3-1 第一个工位动作动素分析作业内容检测外圈外径公差范围工作地布置位置MOD数33时间4.257s定员2单元左手时间右手动作叙述分析式次数MOD次数分析式动作叙述1持住仪表91M3G1M3P2至贮存处取外圈至身前，放于仪表上2持住仪表51E2D3目视仪表，判断公差范围3持住仪表11M1G0右手指旋转外圈4持住仪表51E2D3目视仪表，判断公差范围5用右手取外圈M3G1171M3G1M3P0将外圈交于左手6将外圈置于贮存处M4P216检测过的外圈由手推车运至第三工位。(3)平整意见检测过的外圈堆集在工作台上，装配工左手将外圈放于贮存处时必须目视，伸直手臂将外圈根据公差范围分类放于贮存处，其动作为M4P2。如果外圈运输及时，则装配工动作为M3P0，并且和第一单元的右手动作同时进行，则第1工位的模特数为27，时间为3.483s。二、第二工位该工位检测轴承内圈内径公差范围，双手活动范围为350 mm。准备好轴承内圈周转箱、内圈放置工作台和内圈内径测量仪表。 (1)作业要素说明将待检测内圈放于右手300范围内，已检测内圈放于左手300范围内，右手从贮存处取内圈至身前，放于仪表测量处。装配工目视仪表判断内圈内径公差是否在规定的公差范围内，右手指旋转内圈后，再目视仪表判断公差范围。因右手指旋转内圈不到巧周，所以不作为旋转动作。把检测过的内圈，根据其内径的不同公差值进行分类堆放。 (2)动作因素分析该工位动作因素分析(双手操作程序)列于表3-2。表3-2 第二个工位动作动素分析作业内容检测内圈内径公差范围工作地布置位置MOD数33时间4.257s定员2单元左手时间右手动作叙述分析式次数MOD次数分析式动作叙述1持住仪表91M3G1M3P2至贮存处取内圈至身前，放于仪表上2持住仪表51E2D3目视仪表，判断公差范围3持住仪表11M1G0右手指旋转内圈4持住仪表51E2D3目视仪表，判断公差范围5用右手取内圈M3G1171M3G1M3P0将内圈从仪表上拿开交于左手6将外圈置于贮存处M4P216检测过的外圈由手推车运至第三工位。(3)平整意见平整意见同第一工位。三、第三工位该工位进行外圈、内圈及钢球的组装，根据内外圈公差范围相配套，内圈放于外圈中，并堆集在工作台上，双手活动范围350 mm准备好内、外圈放置工作台、钢球贮存箱和长150 mm, 直径为3 mm的铜棒一根。 (1)作业要素说明左手至内、外圈贮存处取内、外圈至身前，右手至钢球贮存箱取钢球至身前放于内、外圈中，两手动作可同时进行。左手移动内圈，右手持铜棒拨动钢球使其进人内、外圈沟道中，因右手旋转没有超1/2周，所以不采用旋转动作C4。(2)动作因素分析第3工位动作因素分析(双手操作程序)列于表3-3。表3-3第三个工位动作动素分析作业内容内圈、外圈及钢球组装工作地布置位置MOD数19时间2.451s定员1单元左手时间右手动作叙述分析式次数MOD次数分析式动作叙述1至内外圈贮存处取内外圈并至身前M3G1M3P0191M3G1M3P2至钢球贮存箱取钢球并至身前，放入内外圈中2手指移动内圈M1G0133M1P0持钢棒拨动钢球使之分布于沟道中3将装配件放于贮存处M1G1M3P2171M3P0至钢球贮存箱等待下一件工件将该工序组装件由手推车运至第四工位。四、第四工位该工位检测径向游隙，双手活动范围300 mm。将内、外圈与钢球组装件放置在工作台上。(1)作业要素说明右手摇晃组装件检测径向游隙。判断径向游隙的动作不是独立进行的，所以不能用判断动作D3。右手检测径向游隙时需反复摇晃3次，所以动作为3MOD。（2）动作因素分析第四工位动作因素分析(双手操作程序)列于表3-4中。表3-4第四工位动作动素分析作业内容检测径向游隙工作地布置位置MOD数23时间2.967s定员1单元左手时间右手动作叙述分析式次数MOD次数分析式动作叙述1至内外圈贮存处取组装件，手指拨动外圈旋转M4G1M1P0162将组装件交于右手M3P0171M3G13MOD用左手取工件并反复摇晃3次3101M3P2W5将组装件置于贮存处将检测过的组装件运至第六工位。(3)平整意见第1单元的左手取组装件动作为M4G1，如果组装件放在装配工小臂活动范围内，则动作为M3G1。右手将组装件放于贮存处时需步行，步行动作为W5，如果工作台上的组装件运输及时，