IE工业工和人机操作分析

操作分析

——

人机操作分析——

联合操作分析——

双手操作分析一、操作分析的定义

研究分析以人为主体的工序，使操作者、操作

对象、操作工具三者科学地组织、合理的布局和

安排，以减轻工人的劳动强度

，

减少作业时间的

消耗，使工作质量得到保证。第一节关于操作分析二、操作分析的类型根据不同的调查目的，操作分析可分为：

人机操作分析。

联合操作分析。

双手操作分析。

人机操作分析（目的）：

寻求合理的操作方法，使人和机器的配合更加协调，以充分发挥人和机器的效率。

联合操作分析（目的）：

发现空闲与等待的作业时间，使共同工作中的每一个作业人员的工作负荷趋于平衡，以获得更好的较低的人工成本。减少周期（程）时间。

双手操作分析

是以双手操作为对象，研究双手的动作及其平衡，左、右手分工是否恰到好处。指导作业者如何有效地运用双手。三、

作业分析的基本要求我们在进行作业分析过程中，需要注意的问题主要有以下7点：

通过删减、合并、简化，使操作总数减至最低、工序排列最佳，并使每一操作简单易行。合理利用肌肉群，防止某些肌肉群由于动作过于频繁而产生劳损。发挥双手作用，平衡双手负荷，避免用手长时间握持物体，尽量使用工具。（

双手作业分析时考虑的原则

）要求机器完成更多的工作，例如：自动进刀、退刀、停车、自动检测、自动换刀等。大量生产应设计自动上料落件装置。改进零件箱或零件放置方法。减少作业循环和频率。减少物料的运输和转移次数，缩短运输和移动距离，使运输和移动方便易行。

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，使某些

准备工作、布置工作地点的工作、辅助性工作放在机动时

间进行。总的来说，通过对某个工序活动进行作业分析，应能达到使作

业的结构合理、减轻作业者的劳动强度、减少作业的时间

消耗，保证生产质量，提高作业效率。一

、

人机操作分析的意义与目的

记录机器与操作者在

同一操作生产循

环

内的工作情况，分析

两者时间配合关系

，寻

求合理的操作方法的一种分析技术。

其目的是

使操作者的操作和机器的运

转协调

配合，以充分发挥人和机器的效率。第二节人机操作分析二、人机程序图的构成1）

表头部分信息内容不固定2）

表身部分①左边记录人的各项操作内容和顺序；②中间为时间标尺；③右边记录机器的运转情况；3）

表尾部分统计、对比分析以及改进的建议事项；作业名称：车削零件编号：图号：日期：开始动作：装夹零件结束动作：卸下零件研究者：人时间min机装夹工件0.50.20.40.60.81.01.21.41.61.82.02.22.42.62.83.03.20.5被装夹工件空闲22车削卸下工件0.30.3被卸下工件去毛刺并检查尺寸0.5空闲0.5统计周程工作时间空闲时间利用率人3.31.321.3.3=39%3机3.32.81.32.8=85%3.3例1

、某工人操作一台车床，作业程序及时间值为：装夹工件：0.5min，车削：2.0min，卸下零件：0.3min

,0.5min去毛刺并检查尺寸:。

该车床能自动加工，试绘制出此作业的人机作业图。图例：空闲操作作业名称：车削零件编号：图号：日期：开始动作：装夹零件结束动作：卸下零件研究者：人机装夹工件0.50.5被装夹工件去毛刺并检查0.5车削2空闲1.5卸下工件0.30.3被卸下工件统计周程工作时间空闲时间利用率人2.81.31.546%机2.82.80100%人车床1车床2装车床10.5装夹0.5车削0.5卸车床20.3车削2卸下0.3装夹0.5装车床20.5去毛刺并检查20.5车削1.5去毛刺并检查10.5空闲0.2卸车床10.3卸下0.3对例1中车削零件的改进。由于人的空闲太多，应采用“5W1H”技术和“ECRS”原则进行分析改进。问：

为什么去毛刺并检查尺寸要在机器停止时进行？答：

过去一直是这样的。问：

有无改进可能性？答：

有。问：

怎么改？答：

在机器车削下一零件时，可以去毛刺并检查已车削好的上一工件。改进后的人机操作图是右上图。上例中人的空闲时间仍很多，但要进一步缩短周程却比较难，这时有

两种改善方法

：

一是

增加其它工作，

二是利用空闲多操作一台机床。见右下图人机操作分析的目的

了解工人或机器的闲余能力，设法利用以提高工效。闲余能力的分析可从下面两个方面进行。1．机器的闲余能力加工的过程中，装、卸工件、机器工作能力的不平衡、影响机器加工时间的因素等。2．工人的闲余能力主要考虑在机器自动加工时而产生的人工空闲，注意把两个不同作业交叉进行三、闲余能力分析在单人单机操作的工作周期中，如果机器自动工作时间远大于人的操作时间，则有可能考虑一人操作多台机器。1

）单人多机操作的必要条件人的操作时间+人在机器间步行的时间+必要的照管机器的时间<机器自动工作时间2）能操作机器台数的确定N≤T

m

/(T

s

+T

c

+t)Tm——机器连续自动工作时间；t——步行时间；Tc——必要的照看机器和休息时间；Ts——在一台机器上总的操作时间；

N=(L+M)/（L+W)=一台机器的作业周期/工人操作机器所需时间

（？？？）式中N——一个工人操作机器最低数；

L——工人装、卸工件时间（h)；

M——机器完成该项作业的时间；

W——工人由一台机器走到另一台机器所需时间；例1：

工人操作一台机器装、卸工件时间为5min，工人由一台机器走到另一台机器所需时间5min，机器完成该项作业的时间10

min

。练习某工人操作三台同样的机床（A、B、C）加工同一种工件，若工人装加工件的时间为1.5min，卸载工件时间为0.5min，机床自动加工时间为8min，工人在机床间移动的时间忽略不计。假设以工人在机床A上装夹工件为开始动作，试绘制出该操作的人机程序图，并分别统计人、机床在一个周期内的工作和空闲时间，计算人、机利用率。例2、

某工人操作车床车削工件，作业程序及时间值为：装夹工件：0.5min，车削：2.0min，卸下零件：0.3min，去毛刺并检查尺寸：0.5min，该车床自动加工。试绘制出此作业的人-机作业图，并对其作业进行改进。解：1、首先绘制人-机作业图如下，由图可以看出，人的空闲时间太多，人的利用率仅为39%。2.

采用“5W1H”提问技术和“ECRS”原则进行分析改进

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。问：有无改进的可能性？答：有。问：怎么改？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。3、改进后的人机作业图如图示：作业名称：车削零件编号：图号：日期：开始动作：装夹零件结束动作：卸下零件研究者：人机装夹工件0.50.5被装夹工件去毛刺并检查0.5车削2空闲1.5卸下工件0.30.3被卸下工件统计周程工作时间空闲时间利用率人2.81.31.546%机2.82.80100%

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，从而缩短了周程，提高了工效和人机利用率。（

作业周程由3.3MIN缩短为2.8分钟，工效从

39%提高到46%，机器利用率从61%提高到

71%）。4、进行闲余能力分析

一是增加其他工作（比如利用空余时间做一些其他的

额外工作）;

二是利用空闲操作一台机床（闲余能量分析）。

根据闲余能量分析：

N=(L+M)/（L+W)=(0.8+2.0)/(0.8+0.5(去毛刺检

查工件时间))=2.8/1.3=2.15=2N——一个工人操作机器最低数；

为2台L——工人装、卸工件时间（h)；

0.8minM——机器完成该项作业的时间；

2minW——工人由一台机器走到另一台机器所需时间;

忽式中

略5、第二次改进方法方案：一人操作两台机器6、绘制改进后的人机作业图如下图。7、改进效果：

工作周程虽未改变，均为2.8min，但第二次改进方法中

因完成了两件，也就是每件加工时间仅为1.4min，即总

产量增加了50%。工人的劳动效率也从46%提高到95%。8、总结：

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，即闲余能力

。这也充分体现了工业工程的本质：

持续改善

。例

3

、

打磨飞机发动机螺栓

က

因

为这些螺栓用于飞机上，因此加工后必须去掉毛刺。

က

原方法：

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盒内，试绘制人机作业图并进行改进。解：1、首先要绘制人机程序图。工作名称：打光柱螺栓方法：现行方法机器名称：布轮机器号码：B2操作者：——————日期：——————研究者：——————人机器操作者时间布轮左边时间布轮右边时间握紧柱螺栓并把一端对着布轮16空闲16空闲53碰着布轮旋转柱螺栓7打光柱螺栓7调换柱螺栓另一端对着布轮18空闲18碰着布轮旋转柱螺栓7打光柱螺栓7处理打光过的柱螺栓5空闲5统计工人机器布轮左边布轮右边空闲时间03953工作时间53140周程535353利用率（%）0工作空闲时间单位：1/1000min打光柱螺栓的人机程序图2、问题分析布轮的右边完全没有被利用；布轮左边的利用率仅26%。采用提问技术：

က

问

：

为什么布轮右边完全没有被利用？

က

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。

က

问

：

为什么布轮的左边有那么多的空闲时间？

က

答

：

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，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。

问：

有无更好的方法？

က

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

3

、改进方法

က

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，如下图所示：柱螺栓被装在两个管中，布轮快速地

旋转，打光螺栓。打光柱螺栓的夹具图工作名称：打光柱螺栓方法：改进方法机器名称：布轮机器号码：B2操作者：——————日期：——————研究者：——————人机器操作者时间布轮左边时间布轮右边时间双手各拣起一个柱螺栓，插进料管并放手30当柱螺栓通过布轮左边的进料管即被抛光30当柱螺栓通过布轮右边的进料管即被抛光30统计工人机器布轮左边布轮右边空闲时间000工作时间30300周程303030利用率（%）4、通过实施新方法，取得显著效益

က

改

进前每小时只生产：က

改

进后每小时生产：က

工

作效率提高：က

不

但提高了工作效率，而且让工人工作起来更轻松愉快例3、中兴机械厂油箱口盖总成加强板与连接板焊

接工序如图所示，试绘制其人机作业图，并进行

分析。解：观察录像，划分工作单元，测定各单元时间，绘制人机作业图如下：

人的利用率已经达到了100%，而机器的利用率却只有30.58%。

如此低的机器利用率是否可以对其进行改进呢？

人机操作时，工人可以操作机器台数为：N=

t+M/t

=(4’33+14’16)/14’