工业工程--工作研究-B课件

工业工程概论,中国科学院大学工程管理与信息技术学院,2,6/6/2020,IEIntroduction,作业测定概述秒表测时法工作抽样法预定时间标准法（MOD法）,第3章工作研究-作业测定,第3节作业测定,3,6/6/2020,IEIntroduction,作业测定的用途,制定作业标准时间生产作业系统的管理：生产计划与排程、制造成本核算、生产线平衡分析、生产人员编制、人工效率分析、奖励制度制定等。生产作业系统的改善：分析工时利用情况，挖掘工时利用的潜力、设定标准作业方法。,第3章工作研究-作业测定,作业测定概述,标准时间,标准时间是指“在适宜的操作条件下，用最合适的操作方法，以普通合格工人的正常速度完成标准作业所需要的劳动时间”。即标准时间是指具有平均熟练程度的操作者，在标准作业条件和环境下，以正常的作业速度和标准的程序方法，完成某一作业所需要的总时间。标准时间与工时定额的区别和联系：本质是相同的，具有相同的内涵和外延。,4,6/6/2020,IEIntroduction,作业测定的定义,作业测定（工作衡量）的含义：“运用各种技术来确定合格工人按规定的作业标准完成某项工作所需的时间。”合格工人的定义为：“一个合格工人必须具备必要的身体素质，智力水平和教育程度，并具备必要的技能知识，使他所从事的工作在安全、质量和数量方面都能达到令人满意的水平。”规定的作业标准：“经过方法研究后制定的标准工作方法，及有关设备、材料、负荷、动作等的一切规定。”隐含了作业者在规定的作业环境下，完成作业。,第3章工作研究-作业测定,作业测定概述,5,6/6/2020,IEIntroduction,作业测定-方法,直接法：通过现场直接观察测定取得标准资料的方法，其中包括秒表测时法和工作抽样法。间接法（综合法）：依靠事先制定的标准资料，通过最后的综合获得标准时间数据的方法，其中包括标准资料法和预定动作时间标准法（PTS：PredeterminedTimeSystem）。,第3章工作研究-作业测定,2020/6/6,6,作业测定层次和关系,第3章工作研究-作业测定,7,6/6/2020,IEIntroduction,秒表测时法-概述,含义：以工序作业时间为研究对象，进行直接、连续、重复的观测、记录工作时间及其他参数，结合评比以及宽放政策、确定操作者完成某项工作所需的标准时间的方法。也称为直接时间研究密集抽样。（DTSIS）用途：精确测定操作者完成工序及其各个作业要素的工时消耗量；研究合理的工序结构，为方法研究提供工时消耗数据，为作业标准制定提供依据；制定作业时间定额和标准时间；总结先进生产者的操作经验，指导和培训工人。,第3章工作研究-作业测定,秒表测时法,标准时间=观察时间评比系数（1宽放率）=正常时间+宽放时间=正常时间（1+宽放率）宽放率=宽放时间/正常时,8,6/6/2020,IEIntroduction,秒表测时法-秒表时间研究步骤,1.明确测时的目标，确定观测对象2.调查作业现场环境和条件3.细分工序，确定分界点4.准备观测工具及培训观测人员5.确定观测次数6.实地观测，记录观测时间7.考虑评比，确定正常时间,第3章工作研究-作业测定,秒表测时法,记录板,秒表测时法-工具,测定观测时的作业条件的测量工具,钢卷尺、千分尺、弹簧秤、转速表或其他量具精确记录操作细节与时间的工具摄影或录像设备计时机、数据收集机,9,6/6/2020,IEIntroduction,考虑评比，确定正常时间,正常时间是指以正常速度完成一项作业或操作单元所需的时间。正常速度是在稳当的监督下面，没有效率工资和刺激下工作的平均工作速度值。评比是一种判断或评价的技术，是指时间研究人员将操作者的操作速度与理想速度(正常速度)作比较，以使实际操作时间调整至平均熟练工人的正常速度基准上。正常时间=观测时间评定系数,第3章工作研究-作业测定,秒表测时法评比,行走。英、美两国普遍接受的标准速度是，一个平均体力（中等体格）的男子，不带任何负荷，在平直道路上以4.8kmh的速度步行时的速度。分发扑克牌：在30s时间内将52张扑克牌分成4堆的速度。8CM和23CM即为发牌的起点和终点距离。插销：用0.41min将30只销子插在30个孔内的速度。,迄今为止有以下几种正常速度为国际所公认：,评比方法速度评比法平准法（西屋)客观评定法(Dr.Mundel）合成评比法（R.L.Morrow）西屋平准法:评定时，根据以下因素及其等级，对操作单元进行评定。评定系数=1+熟练系数+努力系数+工作环境系数+一致性系数,11,6/6/2020,IEIntroduction,宽放时间的含义,考虑宽放时间，确定标准时间,而实际生产过程中，操作者可能因下列原因停止工作：个人需要，如喝水、上厕所、擦汗、更衣等；操作者疲劳，需要休息；听取班长或车间主任指示，或本人指示助手等；领材料、工件、物件及完成件、工具的送走等；等待检验、等待机器的维修、保养、等待材料等；从事操作前的准备工作，如清理工作场所、擦拭机器、所需物件的准备和操作；操作完后工作场所、机器、物料及工具的清理工作。从事刀具的刃磨、更换皮带、调整机器等工作。,第3章工作研究-作业测定,秒表测时法宽放时间,12,6/6/2020,IEIntroduction,1）私事宽放（正常时间的2%5%）生理需要宽放时间2）疲劳宽放：为恢复生理、心理疲劳的宽放时间。在一般情况下常以正常时间的百分率来表示，如表3-2所示。3）程序宽放：作为补偿操作者因其从事操作内发生强迫等待的时间，如机器发生故障等。4）特别宽放时间周期动作宽放时间：如刃磨工具、清洁机器或工厂、周程检查、发生在一固定间隔或某一定周期之后的动作时间。干扰宽放时间：当一人操作多台机器，当在这台机器操作时，另一台机器已停止，等待来操作。临时宽放时间：可能发生而不能确定会发生的事件发生时，给予临时宽放时间，通常规定此类宽放时间不得超过正常时间的5。5）政策宽放时间：实际应用中作为管理政策上给予的宽放时间。例如因某种原因，某类操作者在市场上的工资已升高，按工厂标准工资已无法雇到此类操作者，则可以将其差额用“政策宽放”给予补偿。世界上主要工业国家都制定了与行业对应的宽放标准，表3-3是日本的。,宽放时间的种类,13,6/6/2020,IEIntroduction,表3-2以正常时间的百分数表示疲劳宽放,14,6/6/2020,IEIntroduction,表3-3各种产业的宽放率之参考-日本,现以在铣床上铣通槽为例来说明其应用。此例中共有以下七个操作单元：拿起零件放在夹具上。夹紧零件。开动机床，铣刀空进。立铣通槽。按停机床，床台退回。松开夹具，取出零件。刷出铁屑。,应用案例：秒表测时法制定标准工时-在铣床上铣通槽,对这七个操作单元的10次观测，得到每个操作单元的平均操作时间，例如第一单元的平均操作时间为0.147，第二单元为0.155等。l，2，3，5，6，7操作单元的评比系数为110，而第4操作单元的评比系数为100，以第1单元为例计算如下：正常时间=观测时间X评比系数=0.147X1.100.162标准时间=正常时间（l十宽放率）0.162X（10.15）0.186其余如此类推，将各单元的标准时间之和求出后，化为普通钟表时间，即得在铣床上铣槽的时间。铣床上铣槽的标准时间=1.762分钟,研究日期,284,755,953=755+（937-755）+16,1.762min/件,17,6/6/2020,IEIntroduction,PTS法的含义,预定时间标准法（PredeterminedTimeSystem）简称PTS法，是国际公认的制定时间标准的先进技术。它利用预先为各种动作指定的时间标准来确定进行各种操作所需要的时间，而不是通过直接观察来测定。,第3章工作研究-作业测定,预定动作时间标准（PTS）法,预定动作时间标准（PTS）法-作用,1.建立标准时间(1)制定作业的标准时间；(2)验证秒表测时方法制定标准时间的准确性；(3)制定某些类型工作的标准时间数据库。,2.为生产的事先评估提供了依据(1)事先改进作业方法。(2)为合理选用工具、夹具和设备提供评价依据。(3)PTS法还可作为产品设计的辅助资料。,18,6/6/2020,IEIntroduction,预定动作时间标准法的产生与发展,预定动作时间标准法的步骤和方法,作业分解；查各种动作要素时间值；作业正常时间标准=各种动作要素时间值的总和；标准时间=正常时间+宽放时间。,第3章工作研究-作业测定,19,6/6/2020,IEIntroduction,模特法（MOD）-基本原理,(1)所有人力操作时的动作均包括一些基本动作：21种。(2)在操作条件相同时，人们在做同一基本动作时，所需间大体相等(误差1O左右)。(3)人体不同部位做动作时，其动作所需时间互成比例。,第3章工作研究-作业测定,预定动作时间标准（PTS）法,模特法-特点,（1）模特法将动作归纳为21种：比其他预定时间标准分类简单、易记(见下图)。（2）以手指动作一次（移动2.5cm）所需时间作为动作时间单位：其它部位动作时间是手指动作时间的整数倍。（0，1，3，4，5，17，30）（3）模特法把动作符号与时间值融为一体：动作标号的数值也就是动作的时间值。（4）方法容易掌握，应用范围广，实用精度较高。,20,第3章工作研究-作业测定,21,是指手或胳膊，以作业为目的而移动的动作。根据胳膊的部位分为5个部分。,1)移动动作,特殊的移动动作,反射（往复）动作,“例”,使用绳子的情况(RASP)使用锯的情况,用锤子钉钉子的情况用橡皮擦字的情况,反射动作大体上，用随意动作70%的时间值，就可以动作。它比普通移动动作时间少1MOD，但最大不超过3MOD。,M1的反复动作,M2的反复动作,M3的反复动作,M4,M5的反复动作,1/2MOD适用,1MOD适用,2MOD适用,3MOD适用,对偏度动作的时间,最大不超过3MOD,22,6/6/2020,IEIntroduction,MOD法移动动作的作业范围,伸开胳膊的动作领域,23,2)结束动作,完成移动动作后，为达成目的抓东西或放东西的动作称结束动作。它根据需要注意力的作业分类,动作记号,记号的意思,适用,例,G0,G1,G3,P0,P2,P5,“抓取0”是最简单的抓取的动作，手指或手掌接触目的物,没有时间值,只是手接触目的物的情况,“抓取1”只是手指合在一起的简单的抓取动作,1MOD,抓取铅笔；抓取FBT；一单纯的抓取动作，把手指合在一起就可以,“抓取3”需要眼睛和注意力，修正2次以上的抓取动作,3MOD,抓取工作台上的WASHER复杂的抓取动作,“放开0”不必要注意力的最简单的放开动作,没有时间值,移到大概位置放开不用眼睛也可能的动作,“放开2”需要眼睛和注意力，修正1次的放开动作,2MOD,“放开5”边看边做的最复杂的放开动作，需要修正2次以上动作,5MOD,必须叠在正确位子上的情况时，做2次以上的修正,放开动作的适用范围：在任意部分内插入物体时是放开动作，但插入距离是2.5cm以上时，分析为插入距离中是做了移动动作.,需要注意力的动作：以正常视觉来观看，且需要注意力得结束动作(G3,P2,P5),同时动作和两手动作的分析,锡焊烙铁放置台的螺丝上套上垫圈,2020-06-06,24,两手动作分析,需要注意力的动作,需要注意力的动作,左手,右手,M4,M4,右手在自然的位子上等待,M2,P5,M4G3M2P5M4P5M2G3,G3,3)结合动作,除移动动作结束动作以外的动作，是在MODAPTS基本图中分类于下段的动作。是补助手动作的动作。,动作记号,记号的意思,适用,例,L1,E2,R2,“重量要素”搬运物体时，根据物体的重量有差异的重量因子,每次物体的有效重量增加4kg时加上L1的1MOD。,有效重量(1)两手搬运:实重量1/2(2)拉或推着搬运:实重量1/3(3)在ROLLER的搬运:实重量1/10,2kg以下可省略,“眼睛的动作”移动眼睛或为了看清楚，调整焦点的动作,其他一切动作都停止的情况下的动作才能以E2分析。（独立动作）,30cm,20cm移动,E2动作最大不超过6MOD,“改抓的动作”为了容易作业把部品或工具换方向改抓的动作,独立动作,有方向性的部品插入前改抓改抓铅笔,25,动作记号,记号的意思,适用,例,D3,F3,A4,C4,W5,B17,S30,“判断”瞬间的判断动作,独立动作移动视线判断的检查是E2D3.,黑白判断ON,OFF判断良、不良的判断,“脚动作”用脚踩PEDAL的动作脚脖子的动作,脚后跟接触地面后,踩PEDAL或松开PEDAI时的脚脖子的动作,踩1次PEDAL再松开时P32(6MOD),“压力(按的动作)”以身体的全部来加压力的作业,适用于用2kg以上的力来按的作业,用DRIVER固定SCREW时最终的压力要素按摁钉,“回转”用手做圆运动的回转动作,以胳膊为中心回转的作业回转动作有1/2圈以上时适用回转作用有1/2以下时属于移动动作,以手腕为中心的动作属于C3转动HANDEL时动作,“步行动作”每个步行动作或身体的回转动作,步行时间不是以直线距离来计算而用步伐数来计算,步行最后收脚的动作也属于W5W5的后面的动作属于M2,“身体弯曲”身体弯曲后在回到原位的动作或它的反动作,往返动作合起来是B17,B17后的动作都是M2,“坐后再站起来”坐后再站起来或站起来在坐下,往返动作合起来是S30,在作业用椅子上的动作,Yes,26,4)1MOD换算时间,独立动作,只是在其他动作停止的状态下，独立发生时分析的动作:E2,R2,D3,A4,5)特殊动作(MODAPTS基本图上没有的动作),区分,记号,适用,备注,回转动作,步行动作,手要特别伸长的动作,特别的抓取动作,特别的放开动作,MARKING(或笔记),C1.5,C3,W5,M7,G11,P13,M5M7,.CRANK日程,START和停止.以手腕为中心的回转动作,.大部品的组装作业，伸长胳膊做移动的作业,.充分的握手需要很大注意力的作业,.没有限制的步行动作,.向上或向下方向伸开胳膊的长运动.伴随上体倾斜等的补助动作,有这样动作时，把手指动作的次数作为这动作的次数,.穿线.把复杂性部品夹在没有余地的部品上,.夹进很精密的部品的动作,.特别时贴上MARK后使用.FREEHAND的字和标点符号,.以手腕为中心的N次回转C1.5-C3*N.以胳膊肘为中心的N次回转C1.5-C4*N.单速回转情况(C1.5+C3)*N(C1.5+C4)*N,MOD法的动作分类及其代号,MOD法中的其他符号,MOD的单位时间值实际使用中，还需要实际情况决定MOD的单位时间值的大小。如：1MOD=0.129s正常值，能量消耗最小动作时间1MOD=0.1s高效值，熟练工人的高水平动作时间值1MOD=0.145s包括恢复疲劳时间的10.75%在内的动和时间1MOD=0.12s快速值，比正常值快7%左右,29,区别:标准时间的侧重点在于找出规定条件下，按标准的操作方法进行工作时所消耗的时间，它对应于某一标准作业只有一个唯一的量值。工时定额的侧重点是“规定一个额度”，所以即使同一作业，由于用途不同，可能有不同量值的定额值。如“现行定额”、“计划定额”、“目标定额”等。联系:标准时间是制定工时定额的依据；工时定额是标准时间的结果。注意：“现行定额”是标准时间；“计划定额”与“目标定额”则与标准时间有差异。,标准时间与工时定额的关系,我国与西方及日本等国工时消耗的比较,29,30,6/6/2020,IEIntroduction,生产线平衡的概念生产线平衡的方法流水生产线设计流水生产线的评价与在平衡生产线平衡的原则和方法生产线平衡应用实例分析,第3章工作研究-作业测定,第4节生产线平衡,31,6/6/2020,IEIntroduction,“生产线平衡”即是对生产的全部工序进行均衡，调整各作业负荷和工作方式，消除工序不平衡和工时浪费的技术手段与方法。由于生产线平衡受很多因素影响，如人因环境、心情、他人、睡眠产生效率波动，员工迟到早退等，因此生产线没有绝对的平衡，只有相对的平衡。,第3章工作研究-生产线的平衡,生产线平衡的概念,32,6/6/2020,IEIntroduction,提高作业员及设备工装的工作效率；减少单件产品的工时消耗，降低成本(等同于提高人均产量)；减少工序的在制品，真正实现“一个流”；在平衡的生产线基础上实现单元生产，提高生产应变能力，对应市场变化，实现柔性生产系统；通过平衡生产线可以综合应用到程序分析、动作分析、规划（Layout）分析、搬运分析、时间分析等全部IE手法，提高全员综合素质。,第3章工作研究-生产线的平衡,生产线平衡的意义,33,6/6/2020,IEIntroduction,流水生产线平衡设计：确定流水生产的节拍；C=F/N,C为流水线的节拍（假设流水线的运输批量为1）；F为计划期有效工作时间；N为计划期应完成的产量计算最少工作地数；S=int.(W/C),W为产品所需全部作业的加工时间总和。分配工序任务。分配的目的是使工作地的负荷尽可能充分而均衡。阶位法：以作业的阶位高低作为向工地分配顺序的前后依据。作业的阶位是该作业时间与所有后续作业时间总计。作图表示装配工艺过程中各作业的先后顺序，并表明各作业的作业时间从作业的先后顺序找出每项作业的后续作业，计算出每项作业的阶位值。按照阶位大小，向工作地分配作业，并计算该工作地总作业时间与节拍相比是否有剩余，若有剩余则可向该工作地安排下一项作业。当两个或以上作业具有相同阶位时，可选用后序工序数作为辅助判别值。后续工序多的优先分配。,第3章工作研究-生产线的平衡,生产线平衡的方法,34,6/6/2020,IEIntroduction,生产线平衡的原则和方法,首先应考虑对瓶颈工序进行作业改善，作业改善的方法，可参照程序分析的改善方法及动作分析、工装自动化等IE方法与手段。将瓶颈工序的作业内容分担给其他工序。适当增加各作业员。只要平衡率提高了，人均产量就等于提高了，单位产品成本也随之下降。合并相关工序，重新排布生产工序，相对来讲在作业内容较多的情况下容易拉平衡。分解作业时间较短的工序，把该工序安排到其他工序当中去。,第3章工作研究-生产线的平衡,流水线平衡的评价与再平衡：流水线负荷率与生产线的平衡率。生产线的平衡率=W/（SC）,生产线平衡分析方法,识别瓶颈岗位,改善瓶颈岗位,通过，前端到达所需时间,作业岗位工时测定,将各分解动作时间,以叠加式直方图表現的一种研究作业时间结果的手法。,建立山积表,生产线平衡率(%)=,各工程净时间总计,时间最长工程*人员数,生产线平衡的计算,注意：对生产线来说，不平衡率越小越好，一般控制5%-13%之间，至少要控制在15%以下。,*100%,不平衡率（%）=,100%平衡率（%）,工时测定分析(蓝色为作业的时间；红色为失去平衡的时间）,生产线平衡分析的方法,作业时间,工序,1,2,3,4,5,作业改善压缩,作业时间,工序,1,2,3,4,5,分担转移,作业时间,工序,1,2,3,4,5,加人（作业分解）,作业时间,工序,1,2,3,4,5,合并重排,作业时间,工序,1,2,3,4,5,减人（分解消除）,作业时间,工序,1,2,3,4,5,减人（作业改善压缩）,6,ECRS法在生产线平衡中的运用图示简介,企业内四种增值的工作：1、使物料变形2、组装3、改变性能4、部分包装物料从进厂到出厂，只有不到10%的时间是增值的！,生产线平衡-实例分析1,电子电装7人柔性线，改善前各工位的作业时间如右图所示：,第3章工作研究-生产线的平衡,电子电装7人柔性线，改善前各工位作业时间：,改善前生产线平衡率=（18+16+24+37+45+16）/（37*7）*100%=60.2%,生产线各工位的分析如下：,节拍=37秒,改善前生产线各工位平衡图:,第3章工作研究-生产线的平衡,主要问题点:1、各工序之间不平衡、导致堆积2、工序的杂事多（非附加价值作业）3、各工位分工不合理,主要改善方法：1、作业重新布局2、采用ECRS法3、动作经济原则4、微动作分析的运用,生产线平衡改善分析,第3章工作研究-生产线的平衡,生产线平衡改善前后的对比,改善前,改善后,节拍=46秒,第3章工作研究-生产线的平衡,1、生产线平衡率方面,2、工人人数方面,3、生产效率方面,生产效率提升了12.1%,工人人数由原来的7人减少至于3人,生产线改善前后各管理指标比较,生产线平衡效率提高了52%,第3章工作研究-生产线的平衡,46,6/6/2020,IEIntroduction,生产线平衡-实例分析2,第3章工作研究-生产线的平衡,47,6/6/2020,IEIntroduction,现场管理概述现场管理的含义现场管理的内容现场管理的方法,第3章工作研究-现场管理,第5节现场管理,目视管理目视管理概述目视管理的内容目视管理的实施,定置管理定置管理概述定置管理的内容定置管理的实施,5S管理5S管理概述5S管理的内容5S管理活动的开展,48,6/6/2020,IEIntroduction,现场管理-概述,含义：现场管理就是指用科学的管理制度、标准和方法对生产现场各生产要素，包括人(工人和管理人员)、机(设备、工具、工位器具)、料(原材料)、法(加工、检测方法)、环(环境)、信(信息)等进行合理有效的计划、组织、协调、控制和检测，使其处于良好的结合状态，以实现质量Q(Quality)、成本C(Cost)、交货期D(Delivery)、效率P(Production)、安全S(Safety)、员工士气M(Morale)等管理目标。内容：现场管理包括从投入到产出，直接生产和辅助生产全过程全方位的管理，可以概括为工序要素管理、产品要素管理、物流管理和现场环境管理四个部分。,第3章工作研究-现场管理,现场管理-5S管理,5S管理概述5S的管理内容5S活动的展开,49,6/6/2020,IEIntroduction,第3章工作研究-现场管理,50,6/6/2020,IEIntroduction,第1个S整理,将有用的东西定出位置放置,第5个S修养,第4个S清洁,第3个S清扫,地点物品,区分“要用”与“不用”的东西,保持美观整洁,使员工养成良好习惯遵守各项规章制度,将不需要的东西彻底清扫干净,第2个S整顿,5S之间的关系,第3章工作研究-现场管理,51,6/6/2020,IEIntroduc