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第四章操作分析 Chapter4OperationAnalysis 主要内容 4 1操作分析概述 操作分析是研究如何使工人的操作以及工人和机器的配合达到最经济和最有效的程度 所以操作分析是研究一道工序 一个工作地的工人使用机器或不使用机器的各个操作活动 操作的定义 为实现一定目的而进行的独立完整的劳动活动 是加工工序或作业再分解 同时操作也可以进一步分解为若干个动作 4 1操作分析概述 程序分析是研究整个制造的运动过程 分析到工序为止 操作分析是研究一道工序的运动过程 分析到操作为止 操作的分类 基本操作和辅助操作 1 操作分析的含义和目的 操作分析的含义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组合 合理地布置和安排 达到工序结构合理 减轻劳动强度 减少作业的工时消耗 以提高产品的质量和产量为目的而作的分析 操作分析的目的 使作业结构合理 删除多余无效的操作 使操作最有效 总数减少 使人和机器能很好地协调配合工作 充分发挥人和机器的效能 改进操作方法和工作地布置 减轻操作者的疲劳 2 操作分析的方法 3 影响操作的因素 1 与劳动对象有关的因素 2 与劳动工具有关的因素劳动对象的复杂程度劳动工具的工作性能被加工材料的加工性劳动工具的使用性能毛坯的形状和余量 3 与工作地状况有关的因素工作地设备的布置状况 成品 工具的摆放位置 4 与工作环境有关的因素工作环境对工人的心理和生理的影响 5 与劳动者素质有关的因素劳动者的技术素质 劳动者的思想素质 4 操作分析的基本要求 将操作总数减少到最低 最佳的工作次序 工作简单易行合理利用肌群 发挥双手作用 尽量使用工具 要求机器完成更多的工作 减少作业循环和频率 节省时间改进设备 工装与工位器具 物料规格或工艺 采用经济的切削用量 工作地点应有足够的空闲 使操作者有充足的回旋余地 消除不合理的空闲时间 尽量实现人机同步工作 4 2人机程序图 人机操作分析的意义与目的意义 在机器的工作过程中 调查 了解在操作周期内机器操作与工人操作的相互关系 以充分利用机器与工人的闲余能量及平衡操作时 则要利用人机操作图 可将生产过程中 工人操作的手动时间和机器的机动时间清楚地表现出来 目的 在现代化生产中 机器设备几乎都是全自动或半自动的 操作机器的工人成了 监督 机器的工人 在每一操作周期中 总有大部分的闲余时间 这些闲余时间如能加以利用 不但可以提高生产力 而且能降低成本及提高工人的收入 4 2人机程序图 人机程序图 man machineprocesschart 是记录和表示人与机器在一个工作周期内时间上的协调与配合关系的图表可以把机器工作周期与工人工作周期内时间上的相互配合关系清楚地表示在图上研究人员可根据现场记录资料重新安排或调整 使若干空闲或无效时间得以减少 以提高效率 1 人机程序图的功用 发现影响人机作业效率的原因判断操作者能够同时操作机器的台数 充分发挥闲余能力的作用 判定操作者和机器两方面哪一方提高工效更有利 进行安全性研究设备改造 实现自动化及改善作业区的布置 2 人机程序图的种类和构成 种类单人单机程序图 一人操纵一台机器设备进行作业的人机程序图 如图4 4所示P120单人多机程序图 一人操纵多台机器设备进行工作的人机程序图 如图4 5所示P120人机程序图的构成 P113图4 1 表头部分 劳动对象的情况 劳动工具的情况 操作者情况 研究者姓名 研究日期表身部分 主要记录操作者的各项操作活动 机器的运转状况及两者的时间表尾部分 记录改进建议事项 2 人机程序图的种类和构成 3 人机程序图的绘制 填写表头各项绘制时间标尺按作业中各操作顺序分别记录人的操作内容和机器的运转情况并标注时间按规定的符号在时间标尺的格内标出人和机器的操作时间和闲置时间统计人和机器的操作时间和闲置时间并计算时间利用率经过分析 提出改进建议填写在表尾栏内人机程序图仅记录一个工作周期内人和机器的工作情况 但绘制人机程序图时要反复观察数个工作周期才能绘制成 P115例4 1 4 人机程序图的分析 人和机器活动的分析 人的独立工作 与机器无关的一些操作 如加工完成后清理工具和布置工作地等 机器的独立工作 机器的自动工作过程 在此过程中 不需要人进行控制 比如 数控机床的自动加工过程 人机的联合工作 人与机器有密切关系的操作 这些操作必须要求机器处于某种状态方能进行 例如 注塑成型机器装卸模具等 对于以上三种活动的分析 应使前两种活动同时进行 以缩短工作时间 对于第三种活动要尽量缩短本身的操作时间 4 人机程序图的分析 闲置时间的分析在作业过程中 人和机器都可能有一定闲置时间 闲置时间可以分为以下两类 机器的闲置时间 作业内的闲置时间 作业需要的闲置 与作业无关的闲置人的闲置时间 作业中的闲置 作业外的闲置 以上这些闲置时间中 利用人机程序图只能对机器作业内的闲置和人在作业中的闲置进行分析 5 人机程序图示例 5 人机程序图示例 5 人机程序图示例 5 人机程序图示例 5 人机程序图示例 5 人机程序图示例 5 人机程序图示例 5 人机程序图示例 5 人机程序图示例 5 人机程序图示例 5 人机程序图示例 5 人机程序图分析 闲余时间的分析机器的闲余时间 在机器设备加工过程中 装 卸工件的工作是为了保证机器加工得以实现的辅助操作 对工件本身的变化不直接起作用 因此应尽量减少这部分工作所占的时间 还有就是因机器工作能力的不平衡而发生的空闲 可从平整生产线来解决 工人的闲余时间 主要考虑在机器自动加工时而产生的人工空闲 应注意把两个不同作业交叉进行 工人与机器数的确定 5 人机程序图分析 工人与机器数的确定通常以一年或一月的工作量为依据计算单人多机操作的必要条件在一个工作周期中当满足以下条件时 则有可能考虑单人多机操作 人的操作时间 人在机器间步行的时间 必要的照管机器时间小于机器自动工作时间能操作机器台数的确定 5 人机程序图分析 能操作机器台数的确定 在人机工作时 决定一个工人看管多少台机器 常用下式计算 式中 N 一个工人操作的机器数t 一个工人操作一部机器所需时间 包括从一台机器走到另一台机器的时间 M 机器完成该项工作的机动时间 在增加机器台数的同时 应衡量工人或机器空闲对成本的影响 衡量方法可用下面的公式求一个工人操作机器的最低数 式中 N1 一个工人操作机器的最低数L 装 卸工件时间M 机器机动时间W 工人由一台机器走到另一台机器所需时间L W为工人操作机器所需时间 L M为一台机器的作业周期 例1 一个工人装 卸工件的时间为0 5min 机器完成该项工序的机动时间为4min 在完成工序时 工人由一台机器走到另一台机器的时间为0 5min 那么确定工人看管的机器数和工人操作的最低机器数 5 人机程序图分析 在考虑一人多机操作时 还应考虑以下几点 必须保证人身和设备的安全 在机器设备上应装有限位装置和自动停车装置 以防止人来不及按时操作时发生事故 操作者必须有一定的休息时间 以防止劳动强度过大和过分紧张 产生过度疲劳 6 人机程序图实例分析 118页例4 2120页例4 3 课堂练习 某工人同时操作两台铣床进行加工 其操作流程如下 停机 松开夹具 取出工件 0 2分 打毛刺并测量工件尺寸 0 2分 将工件放入箱内 取下一个工件 0 2分 清洁夹具 将工具装入夹具内 夹紧 0 2分 开机 进刀 拔自动走刀 观察 0 2分 步行到另一台机 0 2分 操作另一台机床 机器自动运行时间为1 6分 试画出该工人操作两台铣床的单人多机程序图 4 3操作程序图 基本概念操作程序图又称双手操作图 是将操作者在工作地上进行操作时 双手的动作按其发生的先后顺序加以记录的图表 它是研究和拟定工人操作规程的有效工具 作用对人的操作进行科学分析 取消不必要的动作和不合理的动作 以提高工作效率 平衡左右手的负荷 减少人的作业疲劳 1 操作程序图与人机程序图的特征比较 内容比较操作程序图主要记录和表示人进行操作时的双手动作的情况 人机程序图主要记录和表示人与机器的工作在时间上协调配合情况 1 操作程序图与人机程序图的特征比较 目的比较前者主要是使人的操作经济有效 左右手的负荷平衡 后者主要是使人和机器能很好地协调配合工作 机器自动工作时间能得到很好的充分利用适用范围比较前者一般用于大量生产流水作业对人的手工作业进行分析后者一般用于人机联合作业中对人和机器的工作进行分析 2 操作程序图的构成 表头部分左边 表号 零件名称及型号 作业内容 操作者情况 绘图者与审定者等右边 工作地简图表身部分左边 左手操作内容及符号右边 右手操作内容及符号中间 时间记录 2 操作程序图的构成 表尾部分左右手各项动作的归纳和汇总 改进前后的情况比较操作程序图示例如图4 9 4 10 4 12这种表一般要绘制两份 一份是实地记录图 即原来的操作程序和工作地布置情况 另一份是经过分析后 做了某些改进 专门设计的操作程序图 2 操作程序图的绘制 操作程序图的绘制要点 必须深入生产现场 观察全部操作 了解情况 并决定操作中的循环周期及起点与终点 作图时 先在左上角记录有关资料 如现行方法 改进方法 工作名称 研究日期与编号 操作人 核准人等 右上角画工作场所的平面布置图 表示操作对象 操作工具的名称 图的中间分别记录左右手动作 左右手的同时动作应画在同一水平位置 并且要多次核对左右手动作的关系 使记录准确无误 记录完成后 应将左右手的动作分别进行统计 统计资料可放在左右手动作的右方或右下方 2 操作程序图的绘制 记录符号 表示操作 即握取 放置 使用 放手的动作 表示搬运 手移动的动作 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 检查 表示工人握住物件进行观察或测量的动作 2 操作程序图的绘制 基本步骤填写表头各栏内容 并绘制工作地简图记录双手操作情况归纳汇总双手各项动作的次数和时间 3 操作程序图的分析 检查和分析左右手各动作中是否有不合理和多余动作平衡双手的负荷 充分利用双手使空闲的手投入工作尽量使手的握持工作物改变为夹具夹持尽量使手移动物体动作改为滑道装置运送尽可能实现双手同时操作双手的动作要基本相同 对称 左右方向相反 前后方向相同双手的动作要简单并有一定规律 3 操作程序图的分析 改进工作地布置 使其适合人的操作工具物料的摆放应尽量靠近人的操作位置使人取放物体时尽量减少走动 站立和坐下 弯腰 下蹬动作工具和物料的摆放应整齐而有规律工作台和座椅高度适当尽量减少重复劳动 4 操作程序图分析实例1 方法改善 4 双手操作程序图分析实例2 切割玻璃管 4 双手操作程序图分析实例2 改善分析 实例3组装螺栓和螺帽的双手作业分析 1 记录 把螺栓和螺帽组成一套 再把组装件放到组件箱内 见下图 组装螺栓和螺帽的现行方法 2 分析改善 由于螺栓和螺帽都是在作业人员的正侧面 当用左右手分别拿螺栓与螺帽时 作业人员的身体重心会偏移 使得左手和右手分别产生了等待和持住现象 双手不能同时工作失去平衡 使作业者易产生疲劳 改善时 根据动作经济原则 将螺栓盒与螺帽盒再往前移 把三个盒子位置放在作业者同一视线上 操作者可在正常视角之内观察到 使左右手能同时拿取螺栓和螺帽 减少了等待 持住现象 效率显著提高 改善后螺栓和螺帽组装作业如下图 组装螺栓和螺帽的改进方法 4 双手操作程序图分析实例4 一操作者装套垫圈及螺栓 一套垫圈 螺栓包括一个螺栓 一个平垫圈和一个橡皮垫圈 装配的先后顺序为 先平钢垫圈 后橡皮垫圈 工作台布置如下图所示 请画出原操作的双手操作图 试求改进方案 并画出相应的双手操作图 127页例4 5 A B C E D A 螺栓料盒B 平钢垫圈盒C 橡皮垫圈盒D 装配装置台E 成品盒 操作者 课堂练习 试以双手操作程序图记录用开瓶器开启瓶盖的基本动作 其基本动作为 双手同时伸出 左手伸至桌面取瓶 右手伸至桌面去开瓶器 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 4 4工组操作程序图 工组操作程序图的定义是记录和表示以数人组成的工组集体作业活动中 人与人之间 人与机器之间协调配合和分工情况的图表 工组操作程序图的应用范围仅应用于对工组集体作业的分析 一般是需要2人以上 含2人 共同操作才能完成的作业 如汽车装配等 1 工组操作程序图的基本概念 工组操作程序图的作用寻求工组集体作业中 操作者之间 操作者与机器之间最有效地协调配合以提高工组作业的整体效率 平衡工组中各操作者的工作负荷 进行合理分工确定工组集体作业的经济组合人数设计合理的集体作业操作程序 使其标准化找出工作集体作业中的薄弱环节 以便于改进 1 工组操作程序图的基本概念 工组操作程序图的构成表头部分左边 有工组名称 人数 所用设备 作业内容 工作周期时间 绘图者和审定者右边 工作地布置简图 包括设备 工人的位置 表身部分 时间标尺 各操作者操作内容及符号栏 设备工作情况栏表尾部分 统计汇总操作者和机器设备的工作时间 闲置时间以及改进前后的对比 1 工组操作程序图的基本概念 工组操作程序图的绘制填写表头各栏 并绘制工作地简图根据工作周期时间大小 绘制时间标尺选择工组作业中主要操作者 操作量最多的或起主要作用的 按顺序记录其各项操作活动 列在第一个操作者栏内并标出相应符号 依次记录工组内其他操作者的操作内容 并标出相应符号 记录时应与主要操作者在时间上对应协调 记录设备工作情况 用相应符号标出其运转时间统计汇总操作者和设备的工作时间 闲置时间和时间利用率以及改进前后的情况比较 2 工