第5章 作业分析

1、基础工业工程基础工业工程基础工业工程基础工业工程基础工业工程基础工业工程第一节第一节 作业分析概述作业分析概述基础工业工程基础工业工程基础工业工程基础工业工程基础工业工程基础工业工程基础工业工程基础工业工程基础工业工程基础工业工程第二节第二节 人机作业分析人机作业分析基础工业工程基础工业工程基础工业工程基础工业工程基础工业工程基础工业工程基础工业工程基础工业工程基础工业工程基础工业工程基础工业工程基础工业工程 如图为在立式铣床上精铣铸铁件如图为在立式铣床上精铣铸铁件时人机操作情况的详细记录图。时人机操作情况的详细记录图。图中可见，工作中铣床有图中可见，工作中铣床有3/53/5时时间没有工作，这

2、是由于当工人操间没有工作，这是由于当工人操作时，机床停止工作；机床自动作时，机床停止工作；机床自动切削时，工人则无事做。切削时，工人则无事做。图图 5-1 5-1 精铣铸铁件的人精铣铸铁件的人机作业图机作业图工人将工件夹紧在机床台面上工人将工件夹紧在机床台面上和加工完后松开夹具、取下零和加工完后松开夹具、取下零件是必须在机床停止时才能进件是必须在机床停止时才能进行的，但用压缩空气清洁零件，行的，但用压缩空气清洁零件，用样板检验工件的深度等是可用样板检验工件的深度等是可以在机床开动中同时进行的。以在机床开动中同时进行的。基础工业工程基础工业工程 因此要缩短其周程时间，应尽量利用机器工作的时间进行

3、手因此要缩短其周程时间，应尽量利用机器工作的时间进行手工操作。工操作。图图5-15-1右侧为改进后的记录图，由图可见，重新安排工作后，右侧为改进后的记录图，由图可见，重新安排工作后，不需增加设备和工具，仅在不需增加设备和工具，仅在2min2min内就节省了工时内就节省了工时0.64min0.64min，提，提高工效高工效3232。 如检查工作物、去除加工面的毛刺，将加工完的工件放进成如检查工作物、去除加工面的毛刺，将加工完的工件放进成品盒，取出铸件做好加工前的准备，在放回工件的同时取出品盒，取出铸件做好加工前的准备，在放回工件的同时取出待加工件，用压缩空气吹洗已加工的铸件等。待加工件，用压缩空

4、气吹洗已加工的铸件等。基础工业工程基础工业工程图5-1 精铣铸铁件的人机作业图（现行方法和改良方法）基础工业工程基础工业工程 因为这些螺栓用于飞机上，因此加工后必须去掉毛因为这些螺栓用于飞机上，因此加工后必须去掉毛刺。原方法是：操作者从工作台上的贮藏箱中拿起刺。原方法是：操作者从工作台上的贮藏箱中拿起一个螺栓，用手握住螺栓的一端靠近布轮（布轮旋一个螺栓，用手握住螺栓的一端靠近布轮（布轮旋转着），用手旋转去掉毛刺，然后再换螺栓的另一转着），用手旋转去掉毛刺，然后再换螺栓的另一头去掉毛刺。打光的螺栓被扔到放在桌上右边贮藏头去掉毛刺。打光的螺栓被扔到放在桌上右边贮藏盒内，试绘制人机作业图并进行改进。

5、盒内，试绘制人机作业图并进行改进。基础工业工程基础工业工程图5-2 打光螺栓的人机作业图（原方法） 作业名称：作业名称： 机器名称：机器名称：操操 作作 者：者：研研 究究 者：者：方方 法：法：机器号码：机器号码：日日 期：期：人人机器机器操作者操作者时间时间布轮左边布轮左边时间时间布轮右边布轮右边时间时间 代表工作代表工作 代表空闲代表空闲 时间单位时间单位1=1/10001=1/1000minmin统统 计计工人工人机器机器布轮左边布轮左边布轮右边布轮右边空闲时间空闲时间工作时间工作时间周程周程利用率利用率打光柱螺栓打光柱螺栓 布轮布轮 1 1 1 1 1 1操作者从操作者从工作台上的贮

6、藏箱中工作台上的贮藏箱中拿起一个螺栓，用手拿起一个螺栓，用手握住螺栓的一端靠近握住螺栓的一端靠近布轮（布轮旋转着），布轮（布轮旋转着），用手旋转去掉毛刺，用手旋转去掉毛刺，然后再换螺栓的另一然后再换螺栓的另一头去掉毛刺。打光的头去掉毛刺。打光的螺栓被扔到放在桌上螺栓被扔到放在桌上右边贮藏盒内。右边贮藏盒内。现行方法现行方法B3 B3 1 11 1 1 11616紧握柱螺栓并把紧握柱螺栓并把一端对着布轮一端对着布轮空闲空闲1616碰着布轮旋转柱碰着布轮旋转柱螺栓螺栓7 7打光柱螺栓打光柱螺栓7 7调整柱螺栓另一调整柱螺栓另一端对着布轮端对着布轮1818空闲空闲碰着布轮旋转柱碰着布轮旋转柱螺栓螺栓

7、7 7打光柱螺栓打光柱螺栓7 7处理打光过的柱处理打光过的柱螺栓螺栓5 5空闲空闲空闲空闲53530 05353535353/53=100%53/53=100%39391414535314/53=26%14/53=26%53530 053530 0基础工业工程基础工业工程 从上图中可以看到：从上图中可以看到： (1) (1) 布轮的右边完全没有被利用布轮的右边完全没有被利用(2) (2) 布轮的左边利用率仅为布轮的左边利用率仅为26%26%答：由记录图上可以看到，空闲的原因是因为工人要用手去握紧答：由记录图上可以看到，空闲的原因是因为工人要用手去握紧螺栓，然后把一端对着布轮，及调换螺栓的另一端

8、，并把另一端螺栓，然后把一端对着布轮，及调换螺栓的另一端，并把另一端对着布轮，以及处理打光的螺栓，此三次动作时，机器空闲着。对着布轮，以及处理打光的螺栓，此三次动作时，机器空闲着。采用提问技术：采用提问技术：答：因为操作者一次只能用手握一只螺栓打光毛刺，只需用一边。答：因为操作者一次只能用手握一只螺栓打光毛刺，只需用一边。问：为什么布轮右边完全没有被利用？问：为什么布轮右边完全没有被利用？问：为什么布轮的左边有那么多的空闲时间？问：为什么布轮的左边有那么多的空闲时间？基础工业工程基础工业工程答：如果不用人握着，而靠一种夹具来自动进料，既解答：如果不用人握着，而靠一种夹具来自动进料，既解决布轮两

9、边的利用率，又可以减少机器等待人握紧螺栓，决布轮两边的利用率，又可以减少机器等待人握紧螺栓，并调换一端的时间。并调换一端的时间。 改良方法是安装一个简单的夹具，它由平行放置于改良方法是安装一个简单的夹具，它由平行放置于工作台上的两个金属管组成，如下图工作台上的两个金属管组成，如下图5-35-3所示，可以所示，可以看出：柱螺栓被装在两个管中，布轮快速地旋转，看出：柱螺栓被装在两个管中，布轮快速地旋转，打光螺栓，改进后的人机作业图如下图打光螺栓，改进后的人机作业图如下图5-45-4。问：有无更好的方法？问：有无更好的方法？?基础工业工程基础工业工程图5-3 打光柱螺栓的夹具图基础工业工程基础工业工

10、程图5-4 打光螺栓的人机作业图（改良方法） 基础工业工程基础工业工程 改进前每小时只生产：改进前每小时只生产：h /11321000/5360件h/400021000/3060件倍5 . 2113211324000经改进不但提高了工作效率，而且让工人工作起来更经改进不但提高了工作效率，而且让工人工作起来更轻松愉快。由此例可以知道通过改善工具，减少了等待轻松愉快。由此例可以知道通过改善工具，减少了等待和空闲时间，缩短了周期，从而提高了工效，这是提高和空闲时间，缩短了周期，从而提高了工效，这是提高工效的方法之一。工效的方法之一。 改进后每小时生产：改进后每小时生产： 工作效率提高：工作效率提高：

11、 基础工业工程基础工业工程基础工业工程基础工业工程答：在机床车削下一个工件时，可以去毛刺并检查已车削好的答：在机床车削下一个工件时，可以去毛刺并检查已车削好的上一个工件。改进后的人机作业图如图上一个工件。改进后的人机作业图如图5-65-6。问：为什么去毛刺并检查尺寸要在机器停止时去毛刺并检查？问：为什么去毛刺并检查尺寸要在机器停止时去毛刺并检查？答：过去一直是这样的。答：过去一直是这样的。问：有无改进的可能性？问：有无改进的可能性？答：有。答：有。问：怎么改？问：怎么改？基础工业工程基础工业工程图5-6 车削时的人机作业图（改进方法）基础工业工程基础工业工程 由此可看出，通过重排，不需增加设备

12、和工具，而是由此可看出，通过重排，不需增加设备和工具，而是尽量利用机器工作时间进行手工操作，从而缩短了周尽量利用机器工作时间进行手工操作，从而缩短了周程，提高了工效和人机利用率。程，提高了工效和人机利用率。 由图由图5-65-6可以看出虽然缩短了周程，提高了利用率，但是可以看出虽然缩短了周程，提高了利用率，但是在每一个周程内，人仍有很多的空闲时间，在每一个周程内，人仍有很多的空闲时间， 因为在一周程内，工人有因为在一周程内，工人有1.5min1.5min的空闲，足够操纵另一的空闲，足够操纵另一台机床（台机床（1.3min1.3min）。这样既充分利用工人的空闲时间，）。这样既充分利用工人的空闲

13、时间，提高了工作效率，也节省了劳动力，图提高了工作效率，也节省了劳动力，图5-75-7为改进方法。为改进方法。 但要进一步但要进一步缩短周程却比较难，这时改善方法有两种：缩短周程却比较难，这时改善方法有两种：一是增加其一是增加其他工作，二是利用空闲操作一台机床。他工作，二是利用空闲操作一台机床。基础工业工程基础工业工程图5-7 车削时的人机作业图（第二次改进方法）基础工业工程基础工业工程 由图由图5-75-7与图与图5-65-6相比可知，工作周程虽未改变，两种方相比可知，工作周程虽未改变，两种方法均为法均为2.8min2.8min，但第二次改进方法中因完成了两件，也，但第二次改进方法中因完成了

14、两件，也就是每件加工时间仅为就是每件加工时间仅为1.4min1.4min，即总产量增加了，即总产量增加了50%50%。 此例正说明永无止境的求新意识是方法研究的一个显著此例正说明永无止境的求新意识是方法研究的一个显著特点，通过改善可以充分利用工人的空闲时间，即闲余特点，通过改善可以充分利用工人的空闲时间，即闲余能力。能力。基础工业工程基础工业工程 观看录像某汽车观看录像某汽车发动机厂连杆螺发动机厂连杆螺栓生产过程栓生产过程 绘制人机操作分绘制人机操作分析图析图 提出改善方向或提出改善方向或说明改善重点说明改善重点 可以看出该作业过程人机配合已经比较好，可改善的方向可以看出该作业过程人机配合已经

15、比较好，可改善的方向是作业区域的改善，如物料的摆放位置是作业区域的改善，如物料的摆放位置基础工业工程基础工业工程人员人员时间（时间（SecSec）机器机器卸下完成工件卸下完成工件清扫工作台清扫工作台8 88 8被卸下完成工件被卸下完成工件等待等待装上未加工工件装上未加工工件开动机器开动机器10101010被装上未加工工件被装上未加工工件开动机器开动机器去毛刺去毛刺6 61515 机器加工机器加工 开动机器开动机器3 3量尺寸、放回工件量尺寸、放回工件等待（拿工件）等待（拿工件）6 6制动机器制动机器6 66 6被制动被制动某汽车发动机厂连杆螺栓生产人机操作分析图代表工作代表工作基础工业工程基础

16、工业工程人机操作分析的改善着眼点缩短自动运转时间、使机械高速化缩短自动运转时间、使机械高速化, ,对机械进行改善对机械进行改善寻找可以在机械自动运转时同时进行的作业寻找可以在机械自动运转时同时进行的作业缩短作业者单独作业的时间缩短作业者单独作业的时间改善手操作的时间或使手操作作业自动化：如采用自动化改善手操作的时间或使手操作作业自动化：如采用自动化的送料装置；采用自动进刀装置；采用自动化装卸工件装的送料装置；采用自动进刀装置；采用自动化装卸工件装置，如利用滑道，坠送加工好的零件置，如利用滑道，坠送加工好的零件考虑改变作业顺序考虑改变作业顺序前两项改善着眼点易可考虑前两项改善着眼点易可考虑考虑是

17、否有缩短各段作业时间的可能：如提高主轴转速和走考虑是否有缩短各段作业时间的可能：如提高主轴转速和走刀量；使用效率更高更耐用的刀具刀量；使用效率更高更耐用的刀具基础工业工程基础工业工程基础工业工程基础工业工程1. 1. 机器的闲余能力机器的闲余能力; ; 2. 2. 操作者的闲余能力操作者的闲余能力; ; 3. 3. 操作者可同时操作机器数量的确定。操作者可同时操作机器数量的确定。1. 1. 作业测定；作业测定；2. 2. 联合作业分析；联合作业分析；3. 3. 人人机作业分析。机作业分析。基础工业工程基础工业工程特别说明第三点，在用人特别说明第三点，在用人机作业分析闲余能力时，确机作业分析闲余

18、能力时，确定一个作业者可同时操作几台机器的计算公式如下：定一个作业者可同时操作几台机器的计算公式如下：tMNtN N：代表一个作业者操作的机器台数：代表一个作业者操作的机器台数t t：代表一个作业者操作一个机器所需的时间（包括：代表一个作业者操作一个机器所需的时间（包括从一台机器走到另一台机器的时间）从一台机器走到另一台机器的时间）M M：代表机器完成该项作业的有效时间：代表机器完成该项作业的有效时间 在闲余能力分析的利用上，人不等待机器，机不待人在闲余能力分析的利用上，人不等待机器，机不待人，如例，如例5-25-2中人、机的利用率均达到中人、机的利用率均达到100%100%。基础工业工程基础

19、工业工程第三节第三节 联合作业分析联合作业分析基础工业工程基础工业工程基础工业工程基础工业工程基础工业工程基础工业工程基础工业工程基础工业工程利用联合作业分析图对联合作业分析的基本原则是：利用联合作业分析图对联合作业分析的基本原则是：人与机器的动作若能同时完成为最佳，分析见图例。人与机器的动作若能同时完成为最佳，分析见图例。联合作业分析的目的是：如何设法将各个对象的工作联合作业分析的目的是：如何设法将各个对象的工作进行调配，一方面取消空闲或等待时间，另一方面，则进行调配，一方面取消空闲或等待时间，另一方面，则是缩短周期。是缩短周期。基础工业工程基础工业工程如图（如图（a a）为）为串行作业加等

20、待串行作业加等待需需8h8h；图（图（b b）为）为串行作业无等待串行作业无等待需需7h7h；图（图（c c）并行作业并行作业仅需仅需4h4h。图5-8 串、并行工作方式对比基础工业工程基础工业工程图5-9 集装箱搬运场地平面布置图 零件库零件库车间车间出口出口暂存处暂存处No1No2工人乙工人乙工人甲工人甲基础工业工程基础工业工程 第一次第一次5min5min：吊车运送工人乙装的：吊车运送工人乙装的No2No2集装箱，工人甲处在集装箱，工人甲处在装装No1No1集装箱状态。工人乙处在等待状态。集装箱状态。工人乙处在等待状态。 第三次第三次5min5min：吊车运送工人：吊车运送工人甲装的甲装

21、的No1No1集装箱，工人甲处集装箱，工人甲处在等待状态；工人乙仍处在在等待状态；工人乙仍处在装装No2No2集装箱状态。集装箱状态。 第二次第二次5min5min：吊车处于等待状态；工人甲仍处于装：吊车处于等待状态；工人甲仍处于装No1No1集装集装箱状态，工人乙处于装箱状态，工人乙处于装No2No2集装箱状态。集装箱状态。基础工业工程基础工业工程 图图5-105-10左边部分是现行方法，然后对此记录的图进行左边部分是现行方法，然后对此记录的图进行“5W1H”5W1H”的提问技术来分析并用的提问技术来分析并用“ECRS”ECRS”四大原则进四大原则进行改善，改善的联合作业图见图行改善，改善的

22、联合作业图见图5-105-10右边部分，最后右边部分，最后将现行方法与改善后的方法作业时间分别进行统计比将现行方法与改善后的方法作业时间分别进行统计比较，可见改善后的效率大大地得以提高。较，可见改善后的效率大大地得以提高。 对现行方法的提问如下，首先就第一次对现行方法的提问如下，首先就第一次5min5min提问：提问：问：工人乙完成了什么？问：工人乙完成了什么？基础工业工程基础工业工程问：是否必要？问：是否必要？问：为什么？问：为什么？问：有无更好的方法，避免工人乙在第一次问：有无更好的方法，避免工人乙在第一次5min5min内空闲？内空闲？基础工业工程基础工业工程图5-10 装运零件联合作业

23、图（作业改进前、后的对比）基础工业工程基础工业工程 由图可见，通过改善以后，工人甲、乙、吊车均不需由图可见，通过改善以后，工人甲、乙、吊车均不需等待，等待，15min15min可装运可装运3 3箱。周程由箱。周程由15min15min降至降至10min10min节省节省了了3333的时间，搬运效率大大地得以提高。的时间，搬运效率大大地得以提高。基础工业工程基础工业工程基础工业工程基础工业工程图5-11 维修工组操作者作业分析基础工业工程基础工业工程图5-12 化学反应器催化剂检查（检查改进前、改进后对比）基础工业工程基础工业工程 通过通过“5W1H”5W1H”提问技术的提问，为什么有如此多的空

24、提问技术的提问，为什么有如此多的空闲？有无办法使这些空闲减少？为什么必须等待电工闲？有无办法使这些空闲减少？为什么必须等待电工拆除电热器后，钳工才能松开容器顶盖？为什么必须拆除电热器后，钳工才能松开容器顶盖？为什么必须钳工上紧顶盖后，电工才可开始将电热器重新装上？钳工上紧顶盖后，电工才可开始将电热器重新装上？通过初步分析，产生上述情况的是因为作业人员是依通过初步分析，产生上述情况的是因为作业人员是依次完成他们的作业，当某一作业人员在进行工作时，其次完成他们的作业，当某一作业人员在进行工作时，其余作业人员处于等待状况，这就影响了联合作业人员的余作业人员处于等待状况，这就影响了联合作业人员的作业负

25、荷及整个作业的效率。作业负荷及整个作业的效率。基础工业工程基础工业工程 根据联合作业分析的基本原则，通过现场仔细观察分根据联合作业分析的基本原则，通过现场仔细观察分析，认为其中有些工种之间可以适当进行平行交叉作析，认为其中有些工种之间可以适当进行平行交叉作业，则可减少空闲，缩短周程。业，则可减少空闲，缩短周程。 例如，当电工开始移动加热器时，装配钳工可以同时例如，当电工开始移动加热器时，装配钳工可以同时松开和移动反应器的顶盖，而在反应器还原安装时，松开和移动反应器的顶盖，而在反应器还原安装时，亦同时还原加热器。新方法的联合作业分析图如图亦同时还原加热器。新方法的联合作业分析图如图5-5-121

26、2的右半边部分所示，经这样的改善，整个反应器催的右半边部分所示，经这样的改善，整个反应器催化剂检查工作的周程时间从原来的化剂检查工作的周程时间从原来的5.9min5.9min降至降至4.0min4.0min，作业人员空闲等待时间大为缩短，作业效率显著提高，作业人员空闲等待时间大为缩短，作业效率显著提高，如表如表5-15-1所示。所示。基础工业工程基础工业工程表5-1 现行方法与改善方法的作业统计作业人员作业人员作业项目作业项目现行方法作现行方法作业时间业时间改善方法作改善方法作业时间业时间比较比较现行利用率现行利用率改进利用率改进利用率电工电工作业作业3.43.43.43.40 058%58%

27、85%85%等待等待2.52.50.60.6-1.9-1.9装配钳工装配钳工作业作业2.92.92.92.90 049%49%73%73%等待等待3.03.01.11.1-1.9-1.9起重工起重工作业作业1.01.01.01.00 017%17%25%25%等待等待4.94.93.03.0-1.9-1.9检验工检验工作业作业0.90.90.90.90 015%15%22.5%22.5%等待等待5.05.03.13.1-1.9-1.9合计合计作业作业8.28.28.28.20 035%35%51%51%等待等待15.415.47.87.8-7.8-7.8基础工业工程基础工业工程 由此可知，人与

28、机器如能同时工作，则在某一固定生由此可知，人与机器如能同时工作，则在某一固定生产时间内，能获得最低的生产成本。联合作业分析的产时间内，能获得最低的生产成本。联合作业分析的目的是：如何设法将各个对象的工作进行调配，一方目的是：如何设法将各个对象的工作进行调配，一方面取消空闲或等待时间，另一方面，则是缩短周期。面取消空闲或等待时间，另一方面，则是缩短周期。基础工业工程基础工业工程第四节第四节 双手操作分析双手操作分析基础工业工程基础工业工程基础工业工程基础工业工程基础工业工程基础工业工程基础工业工程基础工业工程基础工业工程基础工业工程基础工业工程基础工业工程工作：检查轴的长度及装入套筒工作：检查轴

29、的长度及装入套筒开始：双手空时开始：双手空时-用品在台上用品在台上结束：装好一只放在旁边结束：装好一只放在旁边检检验验2 2等待等待2 2尺放下尺放下2 2放下装毕之轴及放下装毕之轴及套筒套筒1 1等待测定长度等待测定长度1 1拿起一轴拿起一轴1 1拿起尺拿起尺1 1测定长度测定长度4 4将套筒装轴上将套筒装轴上左手左手右手右手至轴至轴1 1至尺至尺1 1带轴至尺带轴至尺2 2至套筒至套筒3 3左手左手右手右手现行方法现行方法2 22 21 14 44 42 25 51010图5-13 检查轴的长度并装入套筒的现行方法轴轴验装完毕者验装完毕者尺尺套筒套筒工人工人布置图布置图带套筒回原位带套筒回

30、原位4 4带尺至轴带尺至轴2 23 3拿起一套筒拿起一套筒基础工业工程基础工业工程名称：检查轴的长度及装入套筒名称：检查轴的长度及装入套筒开始：双手空的，用品在台上开始：双手空的，用品在台上结果：装好一只结果：装好一只工具：两支标准长的尺固定在台上工具：两支标准长的尺固定在台上标准长的尺标准长的尺操作者操作者轴轴套筒套筒1 13 32 21 11 11 1同右同右插入套筒内插入套筒内左手左手等待测定长度等待测定长度带轴至左边尺带轴至左边尺至近中央处离身体最近一排的轴至近中央处离身体最近一排的轴取一轴取一轴带轴至右边尺带轴至右边尺将轴放尺上，并使一端靠紧尺将轴放尺上，并使一端靠紧尺右手右手1 1

31、2 23 31 12 2同右同右2 2同右同右3 3同右同右3 3同右同右等待测定长度等待测定长度带轴至近中央处离身体最近一排的套筒带轴至近中央处离身体最近一排的套筒左手左手右手右手改良方法改良方法3 33 31 13 33 31 17 77 7图5-14 检查轴的长度并装入套筒的改善方法基础工业工程基础工业工程基础工业工程基础工业工程例例5-75-7将玻璃管切成定长将玻璃管切成定长刻记号处刻记号处玻璃管玻璃管夹夹头头基础工业工程基础工业工程图5-15 将玻璃管切成定长的现行方法作业：将玻璃管切成定长作业：将玻璃管切成定长方法：现行方法：现行研究者：研究者：X X XX X X日期：日期：02

32、028 82020刻记号处刻记号处玻璃管玻璃管夹夹头头基础工业工程基础工业工程为何玻璃管放在夹具中必须用手握住？为何玻璃管放在夹具中必须用手握住？为何不在管子旋转时开切口，而免得右手闲着？为何不在管子旋转时开切口，而免得右手闲着？基础工业工程基础工业工程为何在每次工作循环的结束拿起和放下锉刀？不能把它一为何在每次工作循环的结束拿起和放下锉刀？不能把它一直拿在手里吗？直拿在手里吗？为何要从夹具中取出玻璃管来折断？为何要从夹具中取出玻璃管来折断？基础工业工程基础工业工程基础工业工程基础工业工程玻璃管夹头刻记号处挡头图5-16 将玻璃管切成定长的改良方法基础工业工程基础工业工程基础工业工程基础工业工程表5-2 现行方法与改良方法的比较基础工业工程基础工业工程例例5-85-8组装螺栓和螺帽的双手作业分析组装螺栓和螺帽的双手作业分析基础工业工程基础工业工程2 21 12 21