IE工业工程方法技术之动作经济原则.doc

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IE工业工程方法技术之动作经济原则“动作经济原则”又称“省工原则”，是使作业（动作的组成）能以最少的“工”的投入，产生最有效率的效果，达成作业目的的原则。“动作经济原则”是由吉尔布雷斯（Gilbreth）开始提倡的，其后经许多工业工程的专家学者研究整理而成。熟悉掌握“动作经济原则”对有效安排作业动作，提高作业效率，能起到很大的帮助。二、动作效率左右动作效率的主要有以下几个方面1.操作条件操作条件主要包含以下一些因素： 对象物的大小、形状、重量等； 使用的设备、仪器、治工具； 操作的环境。2.操作方法 使用身体的部位手指、手掌、手腕、手臂、躯体、腿脚； 移动的距离、方向、路线； 动作的组合方式。3.动作的难度4.动作的准确度5.动作的速度、节奏要提高动作效率就必须合理地组合以上因素，取得更大的动作效果。三、动作经济原则1四项基本原则动作的改善基本上可以以四项基本原则作为基本思路：减少动作数量进行动作要素分析，减少不必要的动作是动作改善最重要且最有效果的方法。追求动作平衡动作平衡能使作业人员的疲劳度降低，动作速度提高。比如双手动作能比单手大大提高效率，但必须注意双手动作的协调程度。缩短动作移动距离无论进行什么操作，“空手”、“搬运”总是必不可少的，而且会占用相当一部分动作时间。“空手”和“搬运”其实就是“空手移动”和“负荷移动”，而影响移动时间的最大因素就是移动距离，因此，缩短移动距离也就成为动作改善的基本手段之一了。使动作保持轻松自然的节奏前面三项原则是通过减少、结合动作进行的改善。而进一步的改善就是使动作变得轻松、简单。也就是使移动路线顺畅，使用易把握的工具、改善操作环境以便能以更舒适的姿势进行工作。2动作经济的16原则在工作的场合中，较为共能的硬件有人、工具设备、环境布置等三个方面。动作经济的四项基本原则在这几个方面加以应用又可以整理成动作经济的16原则。关于人体动作方面（1）双手并用的原则能熟练应用双手同时进行作业，对提高作业速度大有裨益。单手动作不但是一种浪费，同时也会造成一只手负担过重，动作不平衡。从动作经济的原则出发，双手除休息外不能闲着。另外，双手的动作最好同时开始，同时结束，这样会更加协调。例1：双手同时插件在电子工厂里，插件是一个常见动作，如果能两手同时进行，效率比单手插件可以提高60%。元件插接作业的双手同时化（图4.1略）（2）对称反向的原则从身体动作的容易度而言，同一动作的轨迹周期性反复是最自然的，双手或双臂运动的动作如能保持反向对称，双手的运动就会取得平衡，动作也会变得更有节奏。下表是几种不同的双手运动方式，读者可以自己试一试，便可了解双手对称反向原则的道理。（表4.2略）像图4.3那样，如果不对称地摆放材料和工具，就容易破坏身体的平衡，导致容易疲劳。手的动作（图4.3略）（3）排除合并的原则不必要的动作会浪费操作时间，使动作效率下降，应加以排除。而即使必要的动作，通过改变动作的顺序、重整操作环境等也可减少。例2：使用自动焊枪减少焊接动作一般电子工厂都有基板补焊的作业，使用一般的烙铁和自动焊枪就会有很大的区别具体如下表所示一般烙铁的补焊动作自动焊枪的补焊动作左手右手左手右手1取基板1取基板拿焊枪2把基板放在架子上2手持基板补焊3拿焊锡丝拿烙铁3把基板放回流水线4补焊5放下焊锡丝放下烙铁6把基板放回流水线例3：用定量容器减少计数动作很多工厂在两个工程之间交接时要对产品进行计数，如果一个个地进行计数花费很多时间而且准确性不高。如果能每完成一个产品就将它放入一个数量一定的容器中，则数量一目了然，交接也简单准确。用定量容器减少计数动作（图4.5略）此外，将几个动作合并进行也是缩短操作时间的有效方法。例4：日期章的合并很多产品在外包装上要印上生产日期，一些没有日期喷码设备的工厂会刻出0-9十个数字印章，使用手工在外包装上盖印。这样，不但动作繁多，而且出错的概念也很高，要求作业人员注意力要高度集中，每印一个数字都必须思考、选择。如果把印章合并在一起，动作就可以一次完成，而且每天只要调整一次日期，出错概率大降低。（4）降低动作等级的原则人身体的动作可按其难易度划分等级，具体如下表：表4.6等级动作1以手指为中心的动作2以手腕为中心的动作3以肘部为中心的动作4以肩部为中心的动作5以腰部为中心的动作6走动动作等级越低，动作越简单易行。反之，动作等级越高，耗费的能量越大，时间越多，人也越容易感到疲劳。事实上，许多家庭用品的设计都体现了降低动作等级的原则。以电灯开关为例，使用接触式开关就比使用闸刀式开关动作等级低。而各种家用电器遥控器的使用，也都使动作等级大大降低。电灯开关方例（图4.7略）（5）减少动作限制的原则在工作现场应尽量创造条件使作业者的动作没有限制，这样在作业时，心理才会处于较为放松的状态。比如，当工作台上摆放零件的容器容易倾倒，作业者在取零件时动作的轻重必须特别注意，则取零件的动作效率必大受影响。此时，改变容器重心、支撑面、摆放位置等进行改善。例5：涂漆限制的消除要在产品的划线区域内涂漆，超出区域范围不可涂漆，否则会成为不良品。如果单纯要求作业人员在工作中尽量小心，则动作一定变慢，而效果也未必会令人满意。若能把划线区域周边用模板遮住，待涂漆完成后再揭去模板，这样，作业人员在作业过程中不必担心超出范围，动作速度一定会大幅提高，而且涂漆造成的不良品也会大大减少。（6）避免动作突变的原则动作的过程中，如果有突然改变方向或急剧停止必然使动作节奏发生停顿，动作效率随之降低。因此，安排动作时应使动作路线尽量保持为直线或圆滑曲线。（7）保持轻松节奏的原则音乐必须有节奏才能使人身心愉悦，如果节奏跳跃非常厉害，紊乱而无规则的话就会使听者觉得刺耳。同样，动作也必须保持轻松的节奏，让作业者在不太需要判断的环境下进行作业。动辄必须停下来进行判断的作业，实际上更容易令人疲乏。顺着动作的次序，把材料和工具摆放在合适的位置，是保持动作节奏的关键。（8）利用惯性的原则动作经济原则追求的就是以最少的动作投入，获取最大的动作效果，如果能利用惯性、重力、弹力等进行动作，自然会减少动作投入，提高动作效率了。例6：搬运滑道要把二楼仓库内的成品搬运装车，如果从楼梯使用人工搬运，则费时费力而且效率低下。如果使用电梯搬运，则可能路线迂回，而且投入较大。若能设计一搬运滑道，利用重力使成品从二楼直接滑到车上，另一个人在车上进行整理，效率必可大为提高。（9）手肢并用的原则脚的特点是力量大，手的特点是灵巧。在作业中如果能够结合使用，一些较为简单或者费力的动作可以交给脚来完成，对提高作业效率也大有裨益。缝纫机就是手脚并用的一个典型的例子，倘若把缝纫机中由脚完成的动作设计由手完成的话，其别扭程度可想而知。关于工具设备方面（10）利用工具的原则工具可以帮助作业者完成人手无法完成的动作，或者使动作难度大为下降。因此，从经济的角度考虑，当然要在作业中尽量考虑工具的使用。如今，工具在各个工厂的使用极为普遍。比如，手推车可以使搬运的工作轻松省力，传送带使流水作业免除搬运传递，电动螺丝刀代替手工拧紧螺丝，利用塞规进行厚度测量，等等。如果没有工具，这个社会不免要倒退200年甚至更多。不过，除了普通工具的使用之外，如何针对特定的场合设计出特定的工具，或者巧妙地移用其他工具，却是各个工厂应具体研究的课题。（11）工具万能化的原则工具的作用虽然巨大，但是如果工具的功能过于单一，进行复杂作业时就需要用到很多工具，不免增加工具寻找、取放的动作。因此，组合经常使用的工具，使工具万能化也就成为必要了。例如：万用表把安培表、伏特表、欧姆表组合在一起，给电子技师带来极大的方便；多色圆珠笔使使用者不用临时去寻找某一种颜色的笔；万用螺丝刀让你一把螺丝刀在手即可应付多种规格的螺丝；剪刀上可以组合开罐头、开瓶器、刮皮等多种功能。工具的组合（图4.9略）（12）易于操纵的原则工具最终要依赖人才能发挥作用，在设计上应注意工具与人的结合的方便程度，工具的把手或操纵部位应做成易于把握或控制的形状。例如，螺丝刀手柄太细就不好把握，而且使用时转矩不够；电烙铁的手柄不会使用金属材料；茶杯有把手就易于端取，开关最好采用按钮式或接触式开关。例7：钳夹代替蝶形螺丝如下图，要把A和B固定在一起，以往采用蝶形螺丝要拧六圈才能固定好，现在改用弓形钳夹，操作简单而迅速。用一个动作完成机械操作（图4.10略）关于环境布置方面（13）适当位置的原则工作所需的一应材料、工具、设备等应根据使用的频度、加工的次序，合理进行定位，尽量放在伸手可及的地方。例8：元件容器的弧形排列（图4.11略）以往将元件容器直线排列，使得部分元件的位置超出标准工作范围，而且取元件的节奏也不统一。现在将元件容器以弧形排列，都放置在标准作业范围之内，不仅动作距离缩短了，节奏也更顺畅了。（14）安全可靠的原则作业者的心理安定程度对作业效率也会有直接影响，如果作业者在作业过程中总担心会受到伤害，心理的疲惫会导致生理的疲惫的提前。因此，应确保作业现场的一应设施、材料、布置、作业方法不会存在安全隐患。例如，绝不可为节省成本把建筑工地的防护网去除；吊扇不可有摇摇欲坠的感觉。图4。11略（15）照明通风的原则作业场所的灯光应保持适当的亮度和光照角度，这样，作业者的眼睛不容易感到疲倦，作业的准确度也能有所保证。此外，良好的通风、适当的温湿度也是环境布置上应重点考虑的方面。（16）高度适当的原则作业场所的工作台面、桌椅的高度应该处于适当的高度，让作业者处于舒适安稳的状态下进行作业。工作台面的高度还会因操作的内容不同而有所差异。比如使用打字机的工作台面高度大约为60CM为宜；而进行组装时工作台面高度大约为85CM较为适当。此外，椅子的高度应与工作台面的高度相称，而且椅子最好有靠背，必要的时候还应配备脚踏板使作业环境尽可能舒适。一、 利用动作经济原则进行改善的步骤1收集问题点重新审视自己所负责的操作范围，把存在的各种问题点收集起来。与操作人员就以下各个可能出现问题的方向进行探讨。l 耗时过多l 不平衡l 工序不良多l 容易疲劳l 难于掌握将确认的问题进行量化，了解问题的严重程度。2用动作经济原则检查存在问题的操作，顺便寻找改善的方向。在明确了问题点之后，用动作经济原则与该作业进行比较，找出不符合原则的动作。以四项基本原则进行比较l 减少动作数量l 使动作保持平衡l 缩短动作距离l 使动作保持轻松自然的节奏用动作经济16原则从动作方法、工具使用、场所布置等几个方面分别进行检查。将检查的结果和发现的改善方向记录下来。3进行分析 找出不符合动作经济原则的原因，并整理成特性要因图。 重点调查（1）动作方法l 动作的顺序、数量、方向、时间；l 不同操作人员的动作方法是否相同；l 使用身体的部位和频度。（2）工具使用l 工具的种类、数量、功能、形状；l 工具的使用方法；l 工具的使用难度。（3）场所布置l 材料、工具、机械的布局；l 材料、工具的放置方法、方向、位置；l 灯光、温度、湿度等；l 椅子、操作台的高度；4寻求改善方案 用5W1H的方法研究目前的动作。l 谁 一定要这个做吗？（who）l 什么 非用这个材料不可吗？(what)l 何时 时间可以改变吗？(when)l 何处 场所可以改变吗？(where)l 怎样 有没有更好的方法？(how)l 为什么 为什么要有这个动作？(why) 利用动作经济改善检查表（表4.12）逐条进行检查，找到改善的方法。5实施改善方案并进行效果确认基本原则（I）：减少动作数量姓名：所属部署：因素原 则内 容检 查注 意 点能不能动作方法（1）去掉不必要的运作l 能否去掉寻找、挑选动作l 能否不考虑、不判断、不注意l 能否不用重新拿取l 能否不用倒换双手在检查栏中画回答对回答不能的，研究具体的改善方案（2）减少眼睛的动作l 能否用耳朵（声音）确认l 能否用指示灯l 能否将物品摆放在人的视野内l 能否用色别、标记表示l 能否更接近操作对象l 能否利用镜子l 能否利用透明容器或器具（3）组合2个以上的动作l 能否1次搬运数个物品l 能否1次加工数个元件l 能否边传送边加工l 能否边传送边检验备 考动作场所（1）将材料或工装夹具放在操作人员前方的一定位置l 能否用标记指定材料或工装夹具的放置地点l 能否在布局图上指定材料或工装夹具的放置地点l 能否将材料容器固定在前面l 能否将工具悬挂在前面（2）按操作顺序摆放材料或工具l 能否按操作顺序摆放材料、工具l 能否按操作顺序重叠材料续表基本原则（I）：减少动作数量姓名：所属部署：因素原 则内 容检 查注 意 点能不能动作场所（3）将材料或工具放在易使的状态l 能否按顺手方向摆放材料、工具l 能否用槽或框整理材料l 能否按易握方向摆放工具的手握部分l 能否摆放在易取的高度l 能否利用工具支撑架、扣护容器在检查栏中画回答对回答不能的，研究具体的改善方案工装夹具或机械（1）利用易取材料或元件的容器或器具l 能否扩大容器口l 能否将容器底部改为圆形l 能否将容器底部改浅l 能否利用料斗l 能否在容器底部加个斜板，使材料靠近手前l 能否将小物品放在胶皮或垫子上l 能否将扁平元件放在波形板上l 若发生元件缠绕在一起的现象，能否扩大并浅化容器（2）将2个以上的工具合二为一l 能否组合经常使用的工具（开听刀和起子、功率定规）l 能否将1个操作中所需的工具组合在一起（铅笔和橡皮、锤子和拔钉）l 能否组合同形工具（红蓝铅笔、正反改锥）备 考续表基本原则（II）：同时进行动作姓名：所属部署：因素原 则内 容检 查注 意 点能不能工装夹具或机械（2）将2个以上的工具合二为一l 能否组合不同尺寸的工具或定规（扳手、孔规）l 能否使尺寸不一的工具为可调式（活动扳手）在检查栏中画回答对回答不能的，研究具体的改善方案（3）使用安装简便的夹具l 能否减少安装点l 能否使用蝶形螺栓（4）用1个动作完成机械操作l 能否将控制杆或把手操作改为按钮开关l 能否将旋转式开关改为按钮式开关动作方法（1）双手同时开始动作并同时结束l 能否不用单手手持、空手l 能否改善掉除恢复疲劳以外的双手空手l 能否不发生一手工作时他手必须空手的现象l 能否双手同时拿取材料l 能否双手同时加工2个产品l 能否双手时放置产品备 考（2）双手同时向相反、相对方向动作l 能否左右对称地摆放材料或工装夹具l 能否掉双手向同一方向动作操作场所（1）调整布局使双手能同时动作l 能否在左右摆放材料或夹具l 能否使双手左右动作的位置接近l 能否配置2个工装夹具工装夹具或机械（1）对需长时间持有的物品使用支撑架l 能否用老虎钳夹紧物品l 能否用空气吸引力吸住物品l 能否用弹力、磨擦力（橡胶、弹簧、海棉）存放物品l 能否将物品插入槽、孔中（2）双手同时开始动作并同时结束l 能否使用机械式（钢丝、连接棒）脚踏结构l 能否用电式（电开关）脚踏结构l 能否使用物理式（水压、油压、空压）脚踏结构续表基本原则（II）：同时进行动作姓名：所属部署：因素原 则内 容检 查注 意 点能不能工装夹具或机械（3使双手同时动作的夹具l 能否左右对称地摆放材料或工装夹具l 能否掉双手向同一方向动作l 能否使用同时加工2个材料的夹具、机械在检查栏中画回答对回答不能的，研究具体的改善方案备 考续表基本原则（III）：缩短动作距离姓名：所属部署：因素原 则内 容检 查注 意 点能不能动作方法（1）以最适宜的身体部位进行动作l 能否养活身体或肩的动作l 能否用指头或手指动作在检查栏中画回答对回答不能的，研究具体的改善方案（2）以最短距离l 能否排除动作途中的障碍物l 能否在正常操作范围内操作操作场所（1）以操作不受妨碍为前提缩小操作空间l 能否将材料或工装夹具放在操作人员的近前面l 能否圆弧形摆放物品l 能否将工具悬挂在操作人员的前面l 能否在传送带上设置桥形操作台l 能否在正常操作范围内放置材料或工装夹具备 考工装夹具或机械（1）利用重力或机械力取料送料l 能否利用滑道l 能否利用料斗l 能否利用传送带l 能否利用倾斜台和挡板l 能否利用滚轮传送带l 能否用小传送带制作辅助线体续表基本原则（IV）：轻松地动作姓名：所属部署：因械素原 则内 容检 查注 意 点能不能工装夹具或机（1）用身体最合适的部位操作机械l 能否使操作位置接近操作人员l 能否使操作位置在操作者前面l 能否排除操作位置前的障碍l 能否使操作点集中在一外l 能否使2个操作点接近l 能否用手指操作l 能否使操作位置和确认位置（表示、加工位置）接近在检查栏中画回答对回答不能的，研究具体的改善方案动作方法（1）努力使动作不受限制l 能否不用注意力而无意识地动作l 能否使动作有节奏l 能否用磁铁吸住物品l 能否排除妨碍动作的物品备 考（2）利用重力或其它力量进行行动l 能否利用重力（下落、倾斜、滑道、漏斗、点滴）l 能否利用压力（空压、水压、油压）l 能否利用磁力（磁铁、电磁）l 能否利用弹力（弹簧、橡胶）l 能否利用磨擦力（橡胶）l 能否利用离心力（旋转）l 能否利用真空（吸引、吸盘）l 能否利用浮力（浮起）l 能否利用大气力（虹吸）l 能否利用表面张力（毛细管现象）l 能否利用电力l 能否利用杠杆、凸轮（3）利用惯力或反弹力进行动作l 能否利用反弹力（锤子）l 能否利用飞轮（摆轮）l 能否使之更润滑（油、石蜡、轴承）l 能否使需要惯力的工具拥有一定的重量续表基本原则（IV）：轻松地动作姓名：所属部署：因械素原 则内 容检 查注 意 点能不能动作方法（4）使动作方向及其变换顺畅l 能否将直线动作改为顺畅的曲线运动l 能否去掉曲折的动作在检查栏中画回答对回答不能的，研究具体的改善方案操作场所（1）使操作高度为最合适的高度l 能否将两胳臂肘放在操作台上l 能否去掉上下移动l 能否使眼睛与操作位置在明视距离（2530cm）内l 能否使材料产品放置台与操作台为同一高度l 能否不将材料直接放在地上l 能否使操作椅的高度可以调节备 考工装夹具或机械（1）为限制一定的运动路线而使用夹具或导向l 能否利用导向定位l 能否使用锁挡以阻止材料工具的滑动l 能否在镶嵌部加楔梢成圆角（2）使手握部分形状易握l 能否用手掌均衡地握住l 能否使之与手的接触面积最大l 能否使这为易握的形状l 能否使之凹凸不平或刻槽、条纹以防手滑（3）在一目了然的位置安装夹具l 能否不转动身体也能看见操作位置l 能否排除眼睛与操作位置的障碍l 能否利用镜子l 能否利用放大镜l 能否利用透明容器或器具l 能否使光线最合适（4）使机械的移动方向与操作方向一致l 能否使机械的移动方向与控制杆的移动方向一致l 能否使计量器指针的方向与旋钮的旋转方向一致（5）使工具轻便易使l 能否改变工具的形状使之变轻l 能否改变工具的材料使之变轻l 能否通过悬挂工具而使之易使