IE基础基层岗位等级项目培训教材

IE基础基层岗位等级项目培训教材xyz20212021

“基层岗位等级项目”

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VI.0

本教材根据“基层岗位等级项目”需要编写，适用于对基层员

工的岗位培训、等级考核。

目录

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00封面1

00目录2

1.0动作分析3

1.1动作分析的目的与方法3

1.2动素分析4

1.3动作经济原则9

1.4动作经济原则的应用10

动作经济原则的进展一一巴

1.512

恩斯的22条原则

2.0秒表测时法14

2.1概述14

2.2秒表测时法的实施步骤16

2.3评比的等级20

3.0流水线平衡分析方法22

3.1流水线的概念与特征22

3.2流水线的分类23

3.3装配线的平衡问题25

3.4平衡的目的34

附：流水生产线35

1.0动作分析

1.1动作分析的目的与方法

1.1.1动作分析的目的

1）动作的定义

按工艺流程、作业与动作的顺序分析制造系统。从投入原材料开始到成品为止的流程称之

工艺流程。一旦确定了工艺流程，紧接着要确定要一道工序最理想的作业方法。在实施各

类作业的时间，操作者身体的各个部位，如手、足、眼等有一个一个的活动。

在此，我们将动作定义为工艺流程与作业的具体实施方法，如为寻找、掘取、移动、装配

必要的目的物、操作者身体各个部位的每个一个活动。

2）动作分析

动作分析的定义：按操作者实施的动作顺序观察动作，用特定的记号记录以手、眼为中心

的人体各部位的动作内容，把握实际情况，并将上述记录图表化，以此为基础，推断动作

的好坏，找出改善着眼点的一套分析方法。

通过对各类各样的作业不断地进行动作分析，可进入“在日常生产中不管对任何作业者抱

有问题意识，认真观察事物，推断动作的好坏，构思设计更好的动作顺序与方法”这样的

境地。这种境地称之动作意识。对管理人员而言，具有动作意识是理所当然的事。操作者

也要培训出动作意识。

3）动作分析的目的

简单地讲，动作分析的目的是把握动作的现状，找出问题并加以改善，具体有下列几个方

面：

①熟悉操作者身体部位的动作顺序与方法；

②熟悉以两手为中心的人体各部位是否能尽可能同时动作，是否相互联系；

③明确各类动作的目的，动作过程中的必要动作与不必要动作；

④熟悉必要的作业动作中两手的平衡。

1.1.2动作分析方法

能够分类下列两大类：目视动作观察法、影像动作观察法。

基于目视动作观察的有动素分析与双手操作分析法，基于影像动作观察的对应于不一致类

型的作业有高速摄影分析（也称之细微动作影像分析）、常速摄影分析、慢速摄影分析及

VTR分析（也称之录相摄影分析）等。下面简介其中常用的一种：动素分析，就是观察人

体中的手、足动作与眼、头活动，把两手的动作顺序与方法与眼睛的各类活动联系起来，

用18个描述动作最小单位的动素记号记录动作并加以分析的一种方法。

1.2动素分析

1.2.1动素与动素分析的概念

1）概述

在双手操作分析中假如把握了作业动作的实际情况，能够得到一定程度的改善。但在此步,

仅把握与分析了动作大概的实施顺序与方法，还不能深入探讨每一个细微的动作与状态动

素分析就是把作业动作进一步细分为手、足、眼、头等人体各部位的一个一个的动作，以

便进行极其细微的分析与讨论。

吉尔布雷斯把这些以手、眼活动为中心的基本动作总结为18种，并将之取名为动素。这

种用动素记号详尽分析动作实际状态的方法就是动素分析。

【动素分析】就是通过观察手、足动作与眼、头活动，把动作的顺序与方法与两手、眼的

活动联系起来详尽地分析，用动素记号记录与分类，找出动作顺序与方法存在的问题，单

手等待与不合理动作、浪费动作等问题并加以改善的一种分析方法。

2）动素及其记号，前面提及的18种动素能够分成下列3大类动素：

①第1类为有效动素，即进行作业时必要的动作。要紧有：伸手、握取、移物、定位、装

配、拆卸、使用、放手、检查等9种。对操作者的动作进行分析时，这类动素应该取消

的不可能很多，分析、改善的重点是如何缩短其时间。

②第2类为辅助动素。要紧有：寻找、发现、选择、思考、预置等5种。尽管此类动作有

的时候是必要的，但有了此类动作后，将延缓第1类动作的实施，使作业时间消耗过多,

降低作业效率，除了非用不可者外应尽量取消。

③第3类为无效动素。要紧有：拿住、不可避免的拖延、休息与能够避免的耽搁等4种。

由于此类动素不进行任何工作，这是一定要设法取消的动素。

1.2.2动素分析的目的与用途

1）动素分析的目的

①把动作分类归纳成18种基本的最小动作单位，熟悉每个动作的过程与状态，明确动作

的顺序、方法与双手、眼、足、头等人体各部位动作之间的关系。

②区别必要动作、辅助动作与不必要动作，找出产生辅助动作与不必要动作的原因。

2）动素分析的用途

①取消不必要的动作；

②探讨最适当的动作顺序；

1.2.3动素分析的方法

动素分析的对象是普通的重复进行的手工短作业，由于区分动作的记号多达18个，因此

与双手操作分析相比，需要更细微且一无遗漏地分析动作。

动素分析的步骤几乎与双手操作分析相同。

表6-2动素的名称、记号、代号与定义

例：用书桌上放

类别序号名称记号代号动素定义及注意事项

着的铅笔写字

记号说明

1伸TE把手伸到放置铅空手移动接近或者离开目的物的动作

手笔的位置处空手、移动距离指实际路径，此动素

不能取消能够改善：缩短距离，减少

其方向的多突，特别是突变。

空手的形状

第一

2用手或者身体的某一部位抓取或者

类为完

操纵目的物的动作手指，时间很短。

成工作握取nG用手抓住铅笔

改善一次握取多件；改进物体以利握

所必要

取；工具物体预先放好以利握取。

的动作

用手抓目的物的形状

有效动

用手或者身体的某一部位承受载荷

素

3用手抓住铅笔改变目的物位置的动作，拉送，推送

移物TL

移动与滑送也属于此类动素，减量，适当

器具。

手中放置着目的物的

形状

例：用书桌上放

类别序号名称记号代号动素定义及注意事项

着的铅笔写字

记号说明

把手持的目的物与其他的装配或者

把铅笔尖对准

4定位9P使用的目的物取得正确有位置关系

写字的位置

的动作

把目的物放在指尖的

形状

为铅笔套上笔使两个或者两个以上的目的物合并

5装配#A

套的动作

组合形状

6将一物分解为两个或者两个以上目

拆卸4+DA打开铅笔套

的物的动作

从组合形状中拆除一

物体

7利用器具或者装置所做的动作。用手

正在写字的时

使用UU改变目的物形状态，性质的动作也属

候

于此类动素自动，减少注意力

第一

类为完英语Use的第一个

成工作字母U

所必要放开由手或者身体的某一部位操纵

把手中的铅笔

8

的动作放开RL着的目的物的动作。改进：减少放开

放下

有效动的注意力；在运输途中放手

素

从手中落出目的物的

形状

将目的物的性能、质量、数量与规定

检查所写的字

检杳0I标准相比较的支作。取消或者合并；

9是否正确

改善条件，减少时间

放大镜的形状

例：用书桌上放

类别序号名称记号代号动素定义及注意事项

着的铅笔写字

记号说明

第二类

寻找铅笔放在何用眼、手等五种感官寻找目的物的

将延缓10寻找SH

处动作

第一类

动作辅用眼寻找目的物

助动素的形状

在寻找动作之后，找到目的物瞬间的

11发现F看见铅笔

动作

用眼看到目的物

的形状

从数支铅笔中使作五官从数个物件中选定目的物

12选择—►ST选择恰当的一的动作

第二类

支铅笔

将延缓

第一类指向目的物的形状

动作辅回忆不记得掉以思考为主的懂得与推断等心理活

13思考PN

助动素的单词动

用手摸着头的形状

改正铅笔的握为了便于下一个动作的实施调整目

14预置8PP持以便于写字的物的位置使其正好处于最好的朝

向而完成的动作

保龄球瓶立着的形状

在写字的时候要用手或者身体的某一部位保护目的物

15拿住nH

压紧纸维持原状的动作

第三类

用磁石吸住目的物的

与工件

形状

无关的

16UD

动作动不可由于停电而无由于机械的自动进给而造成的等待

素避免法写字与双手操作时的某只手的空闲。拖延

的拖不是有效动作，但操作者不负责任

延

例：用书桌上放

类别序号名称记号代号动素定义及注意事项

着的铅笔写字

记号说明

人被绊倒的形状

能够

避免1--------O由于观望别处不含有效动作，但操作者能够操纵的

第三类17AD

的耽而停止写字拖延。

与工件

搁

无关的

人躺着的形状

动作动

由于手发酸而为了恢复疲劳，身心活动处于休息状

素18休息R

停止写字态

人坐在椅子上的形状

1.3动作经济原则

1.3.1动作经济原则的定义

在生产现场最必要的是人、机器与物料，称之为生产的三要素。在生产的三要素中，务必

正视，操作者的体力是不能贮存起来的。为此，应重视在生产中省力装置与机构的使用，

推进机械化的实施，将操作者用在非用人不可完成的工位上，改善作业环境，实施合理化

的作业方法，取消作业中的不合理、不稳固因素与浪费，充分发挥人的潜力。因此，有必

要遵循动作经济的原则来分析与研究生产现场的作业动作。

1.3.1.1在作业过程中要经济地使用动作，务必观察与分析动作：

1）是否只使用右手而让左手空闲着；

2）工作是否处于难于处理的位置；

3）若使用工夹具是否减少人数也能轻松地进行作业；

通过对上述问题的改善，既能够提高作业的效率，也能确保产品的质量。

1.3.L2要追求动作经济，务必具备动作意识，经常分析一个一个的操作动作，完全排除动作

中的不合理成分与浪费，达到动作意识：

1）明白合理动作与不合理动作的区别；

2）明确动作错误的原因，推断合理动作，认获得进一步改善；

3）全身心地投入动作研究，思考合理动作方法、作业配置与工夹具。

以上三条称之动作意识，具备动作意识后能够进一步提高问题意识与改善意识。

1.3.1.3动作经济原则，就是人为了以最低限的疲劳获取最高的效率，寻求最合理的作业动作

时应遵循的原则。

L3.2动作经济的4条基本原则:

1.3.2.1减少动作的数量

1.3.2.2双手同时进行动作

1.3.2.3缩短动作的距离

1.3.2.4轻松动作

L3.3关于动作的三要素：

1.3.3.1动作方法

1.3.3.2作业现场布置

1.3.3.3工夹具与机器

1.4动作经济原则的应用

1.4.1基本原则I一一减少动作数

动作数越多，作业时间越长。因此，要避免不必要的动作，物料与工具的放置要便于使用，尽

量减少动作数，或者一次完成2个以上的动作。

・关于动作方法,取消不必要的动作

假如存在不必要的动作，当然要使作业时间变长，使宝贵的时间消耗在无用的动作上。比如：

利用定量容器取消计数动作

1.4.2基本原则H——双手同时进行动作

人们经常用一只手代替万用夹钳等夹拿住工件，结果造成动作浪费。因此有必要经常注意到同

时使用双手动作，同时要改善作业现场与工夹具以便于双手同时动作。

・关于动作方法

1）双手同时开始同时完成动作

2）双手对称、反向同时动作

比如I：人们经常利用夹钳拿住待加工零件，另一只手将螺钉放入螺孔，然后再拿取电动起子锁

紧螺丝，能够利用特殊工装夹具将工件固定然后一只手取螺钉，同时另一只手取电动起子锁紧

螺钉。

1.4.3基本原则HI一—缩短动作距离

1.4.3.1关于动作方法

1）便于用最适当的人体部位动作

2）用最短的距离进行动作

比如：利用桥式操作台缩短动作范围。

00-0-0o0

改善前改善后

1.4.3.2关于作业现场布置:在不防碍作业的前提下尽量使作业区域狭窄

1.4.3.3关于工夹具与机器

1）利用重力与机械动力送进、取出物料

改善前改善后

2）用人体最适当的部位操作机器

比如：运用滑槽缩短工件的运送作业距离。

1.4.4基本原则IV——轻快动作

1）使动作不受限制轻松进行

2）利用重力及其他机械电磁力动作

3）利用惯性力与反冲力动作

4）连续圆滑地改变运动方向

3

激剧改变方向连续圆滑改变方向

1.5动作经济原则的进展一一巴恩斯的22条原则

动作经济原则为吉尔布雷斯首创，后经多位学者研究改进，美国巴恩斯将此原则分为22

条，归纳为三大类：

1.5.1关于人体的运用（第1〜8条）

1）双手应同时开始并同时完成其动作。

2）除规定的休息时间外，双手不应同时空闲。

3）双臂的动作应该对称，反向并同时进行。

4）手的动作应以最低的等级而能得到满意的结果。

5）物体的运动量应尽可能地利用，但是假如需要肌力制止时，则应将其减至最小的程度。

6）连续的曲线运动，比方向突变的直线运动为佳。

7）弹道式的运动，较受限制后收操纵的运动轻快自如。

8）动作应尽可能地运用轻快的自然节奏，因节奏能使动作流利及自发。

1.5.2关于工作地布置（第9~16条）

9）工具物料应放置在固定的地方。

10）工具物料及装置应布置在工作者前面近处。

11）零件物料的供给，应利用其重量坠送至工作者的手边。

12）下移应尽量利用重力实现。

13）工具物料应依最佳的工作顺序排列。

14）应有适当的照明，使视觉舒适。

15）工作台及座椅的高度，应保证工作者坐立适宜。

16）工作椅式样及高度，应能使工作者保持良好的姿势。

1.5.3关于工具设备（第17-22条）

17）尽量解除手的工作，而以夹具或者脚踏工具代替。

18）可能时，应将两种工具合并使用。

19）工具物料应尽可能预放在工作位置上。'

20）手指分别工作时，其各指负荷应按照其本能予以分配。

21）设计手柄时，应尽可能增大与手的接触面。

22）机器上的杠杆、十字杆及手轮的位置，应能使工作者极少变动姿势，且能最大地利用机械

力。

2.0秒表测时法

2.1概述

2.1.1秒表测时法的定义

秒表测时法是作业测定的一种要紧技术，以秒表为要紧计时工具，通过对工序作业时间的

直接测定，并通过评比与宽放，从而建立与制订按规定标准完成一项作业的标准时间。

2.1.2秒表测时法的特点：

1）以工序作业时间为对象，常应用于第二阶次的工作；

2）在一段时间内，连续地直接观测并记录作业人员的作业时间消耗；

3）需要评比；

4）常应用于重复循环型作业。

2.1.3秒表测时法的用途：

1）关于新作业，用于制定标准时间；

2）关于旧作业，因原有作业方法或者材料发生变化，用于修订原有标准时间；

3）比较工时标准与实际工时的差别，可与时发现与处理生产中的问题；

4）为制订工资奖励制度提供科学的根据；

5）便于在生产前预先确定成本，操纵预算；

6）决定工作日程及工作计划；

7）决定机器的使用效率，并用以帮助解决生产线的平衡。

2.1.4秒表测时法的测时工具

1）秒表

2）记录板

3）记录表（见表1-1）

4）铅笔

5）计算器

6）测量距离及速度的仪器等

表1-1常用秒表测时主表

秒表测时主表

部门：研究号：

作业：总号第页共页

车间/机器:号

工具与量具:

开始时间：

结束时间：

连续时间：

操作人：

时钟号：

产品/零件：号研究人员：

图号：材料

质量：

日期：

审定人：

注意：现场平面布置图、装配图、部件图见反面或者另面

工作要评比秒表扣除的基本工作要素说明评比秒表扣除的基本

素说明读数时间时间读数时间时间

2.2秒表测时法的实施步骤

2.2.1选择研究的作业

这取决于秒表测时的目的。通常进行秒表测时是出于下列原因：

2.2.1.1新作业，过去没有标准时间；

2.2.1.2原有作业方法或者材料发生变化，务必修订原有标准时间;

2.2.1.3生产中出现瓶劲，要研究改进措施；

2.2.1.4配合方法研究，确定更合理的作业方法；

2.2.1.5为实施新的工资奖励制度作准备；

2.2.1.6某些作业成本过高，要研究改进措施。

作为秒表测时研究的作业，务必是通过方法研究后确定的标准作业，即首先要确保方法正确

2.2.2选择操作者

通常在所选择的作业上工作的操作者不止一个，选定的人员应该是一个“合格工人”。即能

使用正确有操作方法，受过良好的训练，具有相当的实际操作经验，操作技术在同类操作人

员中达平均选进水平，并能与工作研究人员进行良好的合作。

2.2.3收集与记录一切可能影响工作开展的有关作业、操作人员与环境条件的资料。需要收集

的资料可分为下列几类：

2.2.3.1需要时可迅速检索与鉴别研究内容的资料：

2.2.3.2可正确识别制造的产品或者零件的资料：

2.2.3.3能正确识别工艺、方法、工厂或者机器的资料：

2.2.3.4能识别操作者的资料

2.2.3.5研究的期间

2.2.3.6工作条件

温度、湿度、照明度、噪声与其它影响操作者生理与心理的资料

2.2.4将作业划分为单元

为便于评比，并确保生产工作（或者有效时间）与非生产工作（或者无效时间）分开，需要

将作业划分为单元。

2.2.4.1划分的目的

1）便于评比。一个作业所包含的动作，不但数量多，且性质亦很复杂，很难评比其快慢。因此

将作业分为若干单元，每一单元的动作不但数量减少，同时均为性质相同的动作，个别评比

每一单元的快慢要容易而准确得多。而这些个别单元的时间加起来，亦同样等于整个作业的

总时数，这就是为什么要分解作业的要紧原因。

2）介绍一作业内容的最好方法，就是将此作业分为若干具体可量计的单元。全面记述的单元还

可做为“作业标准”培训新工人。

3）可对不一致类型的单元进行鉴定与区分，以便不一致的单元按其类型得到适当的处理。

4）便于检验工作方法，这样能够很快地发现遗漏的或者增加的单元。

5）确保生产工作（或者有效时间）与非生产工作（或者无效时间）分开。

6）如已制定出每个单元的标准时间，将其综合，即为整个作业的标准时间。且以后单元如遇有

增减时，亦可迅速算出其标准时间。

2.2.4.2单元的类型

1）重复型单元：是在作业的每一工作循环中都出现的单元。

例：拿起零部件进行组装的单元；将完工的零件放在一旁的单元等。

2）临时型单元：是一种不在作业的每一工作循环中出现，而是定时或者不定时出现的单元、

临时性单元是一种有用的工作，是作业的一部分。它将包含在最终的作业标准时间内。

例：校正压力或者机器安装；同意工厂指令。

3）固定型单元：是一种在任何情况下基本时间保持不变的单元。

例：启动机器，检测尺寸；旋紧螺帽，安装刀具。

4）变化型单元：是基本时间随产品，设备或者工艺的特性（如规格、重量、质量等）不一致

而变化的一种单元。

2.2.5测时

测时方法包含归零法、累计测时法、周程测时法、连续测时法

2.2.5.1归零法：在第一单元的始点启动秒表，于第一单元的终点按停秒表，读取表上读数，

然后使表针回复到零位。次一单元开始，再开动秒表，如此不断记录每一单元时间，这一

方法的优点是不必进行减法运算，缺点是因要归零，因此费时，易漏记。

2.2.5.2累计测时法：用两个秒表，由一连杆机构连接。一标开动，另一表停止；一表停另一

表即开动，停止表上的时间，读取后即归回零位。此法最大缺点是携带不便。

2.2.5.3周程测时法：单元甚小且周程甚短的作业，可用此法。此法使用每次去掉一个单元的

办法来测时。

2.2.5.4连续测时法：为了避免秒表指针归零时产生的时间累计误差，连续测时法在启动秒表

后，持续不停的进行测定，即在每个单元的始末处，从转动的指针位置读取并记录时间值,

各个要素的时间值待观测值终止后，用减法求之。

测时后需对记录的结果进行整理与分析，检查各个观测时间，删去其中的特殊值。

2.2.6计算正常时间

所谓正常时间则是以一种不快不慢的正常速度完成工作所需的时间。

正常时间=观测时间X评比系数

某作业的正常时间=£每一单元的观测时间X评比系数。

（如何求评比系数将在下一节全面阐述）

2.2.7确定宽放时间

假如以正常时间为标准时间，则必定使操作者从早到晚工作，而不能有任何的停顿或者休息。

因此在制定标准时间往常，务必找出操作时所需的停顿或者休息，加入正常的时间，这才符

合实际的需要，也才能使操作者稳固的维持正常的操作。这种进一步进行修正的时间称之“宽

放时间”。宽放时间的种类：

1）休息宽放时间：消除在特定条件下从事特定工作产生的生理与心理疲劳，并照顾工人个人

的需要所给予的宽放时间，休息宽放时间的长短取决于工作的性质。

休息宽放时间有两个要紧构成部分：固定宽放时间与可变宽放时间。

A）固定宽放时间包含：

①个人需要的宽放时间：用这种宽放时间可离开工作地点，满足个人需要，如盥洗，上厕

所、喝水，许多企业通常规定占基本时间的5-7%0

②基本疲劳的宽放时间：这种宽放时间，通常是常量，要紧考虑到工作时体力的消耗与缓

解单调乏味的心理状态，通常占基本时间的4%o这种规定适合于坐着工作，在良好工

作条件下人事轻微劳动，与只正常使用手、脚与感官的工人。

B）可变宽放时间：是在工作条件与上述情况情况显著不一致情况下附加在固定宽放时间中的

时间，比如由于环境条件恶劣无法改善，使得工作进增加了紧张与精力，等等。

2）意外宽放时间：是一小部分宽放时间，用以从事合法的与预料到的工作项目或者诞误，由

于不正常发生或者发生得不规律，因此精确衡量是不经济的。通常规定此类宽放时间不得

超过正常时间的5%o

3）特别宽放时间：可用于不属于工作循环正常部分、但对顺利完成工作至关重要的任何活动。

这种宽放时间能够是永久性的，也能够是临时性的，确定时应当慎重。

按发生的情形可分成2类

①周期动作宽放时间：如刃磨工具、清洁机器或者工厂、周程检查、发生在一固定间隔或

者某一定周期之后的动作时间。

②干拢宽放时间：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。

4）政策宽放时间：政策宽放并非“作业测定”的一部分，但应用上实际有效。它是作为管理

政策上给予的宽放时间。它不但能配合事实上的需要，而且能保持“作业测定”的原则不

受破坏。

比如因某种原因，某类工人在市场上的工资已升高，按工厂标准工资已无法雇到此类工人时，

则能够将其差额用“政策宽放”的给予补偿。其它如材料的品质不良，或者机器的机能欠佳时,

也都给予此类宽放，当这些影响因素消失时，这种宽放也就取消。

宽放时间计算的基本模式:宽放时间计算的基本模式见图2.2.7

从模式中能够看出，休息宽放时间是唯一加入基本时间的要紧构成部门。其它宽放时间，如意

外的、政策的与特别的宽放时间，只在某些情况下才使用。

宽放率（%）=（宽放时间/正常时间）X100%

2.2.8计算标准时间

标准时间可用下列几个公式计算

标准时间=平均观测时间X评比系数+宽放时间

标准时间=正常时间+宽放时间

标准时间=正常时间X（1+宽放率）

2.3评比的等级

为了有效地对观察的操作与理想速度进行比较，务必有一个数字等级供评估。这时评比能够作

为一种系数，乘观察的时间，求出正常。

使用的评比等级有多种，最常用的速度评比等级有100〜130,75〜100,60〜80,0-100共4

种，其中0~100的速度评比等级是英国标准学会批准的等级。

表2.3.1是根据上述级别所定的各类工作速度。表中列出了各等级评比的标准及参考的数字,

每个等级的较低数字，表示计时工资制的工人达到的工作速度，较高数字表示在奖励制度推动

下努力工作达到的正常速度，假如工人的操作超出了标准速度，评比高于等级的上限，假如工

人的操作低于标准速度，则所取评比低于等级的下限。这样，作业测定人员可根据他的观测，

选取当的数字作为速度评比。选取时通常按5的倍数取齐，比如不取73,91而取75,90

表2.3.1要紧评比等级的各类工作速度

等级可比的步行速度

60~75〜100〜0〜

说明

80100133100英里/小时公里/小时

标准

0000无活动00

甚慢；笨拙，乱摸，操作者似在

4050675023.2

半睡状态，对工作无兴趣。

稳固，从容，不忙乱地操作，如

同未实行计件工资制在适当监

60751007534.8

督下工作的工人，大概缓慢，但

在观察下时间并无有意地浪费。

轻快有条理地进行工作，（标准

测速）正如一个实行计件工资制

8010013310046.4

的合格工人，有信心地达到了必

要的质量标准与精确度

甚快；操作者表现有高质自信

100125167125心，操作熟练，动作协调，大大58.0

超过中等训练水平工人。

特别快；精神集中，紧张，大概

120150200150不能持久，只有少数拔尖的工人69.6

才能达到这种“完美”的水平。

3.0流水线平衡分析方法

3.1流水线的概念与特征

3.1.1流水生产的概念

【流水生产】指劳动对象按照一定的工艺路线，顺序地通过各个工作中心，并按照一定的生产

速度（节拍）完成作业的连续重复生产的一种生产组织形成。

3.1.2流水生产的基本特征

流水生产，又称之流水线，它的基本特征如下：

1）流水线上固定生产一种或者少数几种产品（零件），其生产过程是连续重复进行的，最大

限度地减少了制品的等候时间与设备的加工间歇时间。

2）工作中心的专业化程度很高，在流水线上，各个工作中心是按照产品工艺过程的顺序排

列的。在制品按单向运输路线移动，每个工作中心只固定完成一种或者少数几种作业。

3）按照规定的节拍进行生产，所谓节拍，就是流水线上相继出产两件相同产品之间的时间

间隔。

4）流水线上各工序的生产能力是平衡的、成比例的，即各道工序的工作中心（设备）数同

各道工序单件作业时间的比例相同。设流水线上各道工序的工作中心数分别为S|,

sz,……，sra；各道工序的单件作业时间分别为t”t2,……tm；流水线节拍为r。为使流

水线各工序之间保持平衡，务必是：

力1--%2--•••----tm--/

—S2——sm—f

5）工艺过程是封闭的。在流水生产条件下，生产过程的连续性、平等性、比例性、节奏性

都很高，故流水线具有提高工作中心专业化水平、提高劳动生产率、降低产品成本、稳固

产品质量，与提高生产的自动化水平第一系列优越性。但流水生产也存在一些不利的方面,

如由于设备高度专用化，对产品的变化缺乏习惯性；一旦流水线上某台设备发生故障，就

可能导致整条线停工，系统的可靠性较差；还有也是很重要的一点，就是从社会心理角度

来看，流水线上的操作工人长时间重复简单而单调的操作，容易感到乏味、疲劳、对工作

缺乏满足感。因此如何充分发挥流水线的优越性与克服某缺陷，将是现代生产与作业管理

面临的一个要紧课题。

3.2流水线的分类

流水线有多种形式，需要用不一致的标准进行分类。

3.2.1固定流水线与移动流水线

按生产对象的移动方式能够分为：

1）固定流水线。是指生产对象固定，工人携带工具沿着顺序排列的生产对象移动，通过循

环过错成一批产品的加工或者装配。比如机床等重型机器的装配，船舶的装配等。

2）移动流水线。是指生产对象移动，工人、设备与工具位置固定，生产对象顺序地通过各

个工作中心的加工或者装配后，成为成品或者半成品，如汽车、电视机等的装配线。

3.2.2单一对象流水线与多对象流水线

按流水线上生产对象的数目能够分为：

1）单一对象流水线。是指只生产一种产品（或者零件），品种是固定不变的，又称之不变流

水线。这种流水线适用于大量生产类型。

2）多对象流水线。是指生产两种或者两种以上的产品（或者零件），又可进一步分为：（1）

可变流水线，是固定成批轮番地生产几种产品，这些产品尽管品种不一致，但在结构上、

工艺上最近似的，在变换生产对象时，通常要相应地调整设备与工艺装备。可变流水线比

不变流水线的产品结构习惯面广，但生产效率比之要低。（2）混合流水线（又称混流生产）

不是成批地轮番生产，而是在一定时间内同时生产几中产品，由于产品的结构、工艺特征

相似，故在变换品种时，基本耻不需要重新调整设备与工艺装备。混合流水线是近几十年

来为了习惯多品种生产的需要进展起来的一种有效的生产组织形式，其基础是成组技术,

生产管理的重点是生产的同步化与合理地确定不一致产品的投入顺序。日本丰田汽车公司

制造的准时制生产方式（JIT）就是一种混合流水线生产方式。

3.2.3连续流水线与间断流水线

按生产过程的连续程度能够分为：

1）连续流水线。指生产对象从投入到生产连续地从一道工序转入下一道工序不断地进行加

工，中间没有停放等待时间。生产过程是完全连续的。它通常适用于大量生产，是一种完

善的流水线形式。

2）间断流水线。指由于各道工序的劳动量不等或者不成倍比关系，生产能力不平衡。生产

对象在各工序之间会出现停放等待。生产过程是不完全连续的。

3.2.4强制节拍流水线与自由节拍流水线

按流水线节拍的方法能够分为：

1）强制节拍流水线是使用机械化运输装置等专门装置来强帛实现规定的节拍，工人务必在

规定的时间内完成自己的工作，如有延误或者违反技术规程，就会影响下道工序的生产。

2）自由节拍流水线是由操作者自行保持节拍，要求各工序务必按节拍进行生产，但每件制

品的加工时间，则由工人自己掌握，通常在各工作中心之间都设有安全在制品以调节生产

的节奏。

3.2.5无专用运输设备流水线与有专用运输设备流水线

按产品运输方式能够分为：

1）无专用运输设备流水线。是由流水线上的操作工人直接用手，或者是由辅助工人利用普

通的运输器具将制品传送给下道工序。

2）有专用运输设备流水线。是使用专门的运输设备，如重力滑道、悬挂输送装置或者是使

用传送带。传送带又可分为：（1）分配式传送带。是将需要加工的制品送到设在传送带一

侧或者两侧的各个工作中心上，工人从传送带上取下制品，在工作中心上进行加工，加工

完毕后又把制品放到传送带上，由传送带将制品送到下一个工作中心去继续加工。（2）工

作式传送带。这种传送带并不把制品从传送带上取下来，而是工人按规定的地段站在传送

带的旁边，当制品运来时，工人应在传送带上进行加工。这样的传送带即是运输装置，又

连接很多个工作中心。

3.2.6手工流水线、机械化流水线与自动化流水线

按流水线的机械化程度还能够分为：手工流水线、机械化流水线与自动化流水线。自动化流

水线由自动机床与自动化输送装置构成，工件在一道工序加工完成后，自动地由一机床送到

另一机床，这时流水线上的工人起监督与管理作用。

流水线的分类如图3.2.6所示。

流水线的曲型代表是手工为主的移动装配流水线，这种流水线在汽车、家用电器、自行车、仪

表、玩具等工业中应用十分普遍。而单一对象移动装配线又是这种流水线中最简单的型式。下

面我们就以手工为主的单一对象移动装配线（下列简称之装配线）为代表，较为深入地讨论一

下流水线组织与设计的关键问题一一流水线的平衡问题。

3.3装配线的平衡问题

装配线平衡问题，又称之工序同期化，就是关于特定的产品，给定流水线节拍，求出使装

配线所需的工作中心数量或者工人数量最少的配置方案。装配线平衡的问题还能够表述为:

关于特定的产品，给定工作中心数量，求出使流水线节拍最小化的配置方案。这两种表述

方式都是要使各工作中心的单件作业时间尽可能等于节拍或者节拍的倍数，从而使每个工

作中心或者工人的作业空闲时间最少。在实际应用中，毕竟选择哪一种表述方式，取决于

事先给定的条件是节拍还是工作中心或者工人数量。

3.3.1装配线平衡的基本方法

是将整个作业任务细分为许多小工序（或者称作业元素），然后以适当的方式，将相邻的

小工序合并成大工序，并使这些大工序的单件作业时间接近于节拍或者节拍的倍数。作业

任务分工的全面程度，取决于产品的结构与工艺特性，通常来说，作业任务分解得细一些,

在进行装配线平衡时，工序合并与分派的灵活性更大一些。

★下面是一些在叙述装配线平衡问题经常用的符号及其定义。

Nz沿装配线的工作中心数量。在手工方式为主的装配流水线上，通常工作中心是一个工人

所占据的空单。有些情况下，一个工作中心能够分派多于1个的工人，或者者一个工

人可操纵多于一个的工作中心。我们这里假定一个工作中心一个工人，除非特别说明。

C：节拍，它是任何工作中心的最大同意作业时间，也是装配线上相继的完工产品之间的间

隔时间。

tiX第i项作业元素的作业时间，每项作业元素只分派给一个工作中心。

Eti：产品装配的总作业时间。

3.3.2装配线平衡的步骤

3.3.2.1确定装配线的节拍。节拍是一种期量标准，是装配线组织与设计的重要数据，它决定

了装配线的生产能力，与生产的速度与效率。确定节拍的根据是计划期的产量与有效工作

时间，计算公式如下：

计划期的有效工作时间

C=计划期的产品产量（2-7）

计划期的有效工作时间是指制度规定时间减去必要的停歇时间，如保护设备、更换工具、

工人休息等时间。计划期的产量包含计划出产量与估计不合格的量。比如，某产品装配线

计划日产量为150件，使用现金班制生产，每班规定有21分钟停歇时间，计划不合格

品率为2%,节拍应为：

C二一1504A（1+2%）—=6《分）

3.3.2.2计算装配线上需要的最少工作中心数Nmin。当节拍已知后，我们就能够按下式计算

Nmin：

一"一

Nmin=LCJ（2-8）

式中，符号［］：大于或者等于Zti/C的最小整数；Min：装配线实现完全平衡

的理想最少工作中心数。

3.3.2.3组织工作中心。按装配线平衡要求，将各小工序分配到工作中心。所谓平衡要求，最

指向每一个工作中心分配小工序时务必满足下列条件：

1）保护各工序之间的先后顺序关系。

2）每个工作中心分配到的小工序作业时间之与，不能大于节拍。

3）各工作地的单件作业时间应尽量相等或者接近节拍。

4）应使工作中心数目尽量少。

常用的工序分派方法有启发式方法与分枝定界法，前者适于手工计算，但通常只能求得一个

满意解；后者的计算量比较大，务必借助计算机，但能够得到最优解。

3.3.2.4计算装配线的负荷系数N流水线的负荷系数越大，说明流水线的生产效率越高。通

常机械化流水线的负荷系数不应低于0.75,以手工为主的装配流水线的负荷系数应在

0.85~0.9以上。装配线负荷系数可按下式计算：

(2-9)

式中，ti——第i工作中心的（总）作业时间可：装配线负荷系数（平衡率）；C：装配

线节拍；N：装配线平衡后实际使用的工作中心数。

与装配线负荷系数相反的是装配线平衡缺失率，即平衡缺失系数（Bal-anceDelay）,记

作BD，其计算公式如下：

BD二1一丫(2-10)

3.3.3装配线平衡程序

下面我们通过一个实例来进一步说明装配线平衡的程序。

【例3.3.3T】三轮童车装配线的平衡过程⑶

启明公司开发出一种款式新颖的三轮童车，试销结果说明深受顾客欢迎。公司决定建立一条

装配流水线，大批量生产这种三轮童车，面向全国市场销售。现需要这条装配线进行组织与

设计，装配线平衡过程如下。

1）装配作业的分解与节拍的确定。三轮童节的装配图如图2-13所示。从图中能够看出，整

个装配过程包含：

①

②

将后轮装

③在车架上

④

⑤

将前轮装

⑥在车架上

⑦

⑥

⑨将车把装

⑩在套管中

将车摩装

在车架上

完工检验

图2-13三轮童车的装配图

先将左大中型两个后轮装在车后架上；接着是车前叉、档泥板与前轮的分装；然后将装好的

前轮从下面插入车前架的套管里并拧紧定位螺丝；接下来是将两个橡胶手柄装在车把上；然

后将车把插进车前架的套管中并上紧定位螺丝；最后是将车座装在车架上。装好的童车经最

后检验通过，就下了装配线。

装配作业的工序分解结果如表2-11所示。表中对每道工序都编了号，并同时给出了各道工

序的工作时间与总装配时间。从表2-11中能够看出，最大工序时间3是18秒，该工序

时间也就设定了装配线节拍的下限。此外，节拍还不应超过总装配时间，故节拍的取值范围

为：

max[ti]WCWEti（2-11）

将表2-11中的数据代入式（2T1）,得到：

18<CW253

2）计算最少工作中心数。初步假定，将节拍定为20秒。公司实行单班制，每日一班，每班

有效工作时间为7小时或者420分钟，则能够计算出日产量为1260辆（420/0.333）。

从而，能够计算出装配线的最少工作中心数为：

Nmin=（253/20）=[12.65]=13

3）组织工作中心。在将工序分派给各个工作中心之前，要特别注意的是务必先搞清工序的先

后顺序，图2-14给出了三轮童车装配作业的先后顺序图。先后顺序图规定了任何后道工序

务必在它所有的前道工序完成后才能开始。比如，左后轮的装配次序应当是选装内垫圈，再

依次安装轮子、外垫圈、锁紧插销、装轮毂盖。但是窖是先装左后轮还是右后轮是无关紧要

的，由于二者的安装顺序是平行的。

接下来是决定如何向各个工作中心分派工序。我们使用一种常用的、适合于手工计算的启发

式装配线平衡方法，这种方法称之最少前道工序法。这种方法首先按各道工序的前道工序数

量从少到多的顺序重新排列各道工序，结果见表2-12o然后先从有最少前道工序的工序开

始，将它分派给第1个工作中心；假如该工作中心还有剩余作业时间，接着再从表2-12中

依次选择下一个有最少前道工序的工序，将其继续分派给第1个工作中心，直到该工作中

心的作业时间达到节拍时间，或者者剩余作业时间不够安排下一个工序时为止。因此，再转

向组织第2个工作中心。用同样的方法依次组织工作中心直到全部装配工序都分派完为止。

需要注意的是，在选取下一个有最少前道工序数的工序时，务必遵守选后顺序图的规定。当

存在多于一个的具有同样数量前道工序的工序，而又不违反选后顺序图的规定时，应当根据

工作中心剩余的作业时间，尽可能优先安排作业时间长的工序。按最少前道工序原则制定的

三轮童车装配线平衡方案，如表2-13所示。

4）计算装配线的负荷系数。按最少前道工序原则得到的三轮童车装配线平衡结果说明，此装

配线需要15个工作中心（见表2-ll）o相应的能够计算出装配线的负荷系数n与缺失系

数BD,即

•廿一

253=0.84

户NC~15(20》

BD=1-91-0.84=0.16

用双列式布置。当工序与工作中心的数量更多时，可使用u型及s型布置。山字型布置

通常用于零件加工与部件装配相结合的情况。

表2-11三轮童车的装配作业表

工序编号*说明作业时间（秒）

1起点0

左车轮

2在左车轴上安装内垫圈10

3将左车轮安装在左车轴上18