第4章作业分析-工业工程.ppt
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1、4.1 作业分析概述作业分析概述4.1.1 4.1.1 作业分析的含义作业分析的含义4.1.2 4.1.2 作业分析与程序分析的区别作业分析与程序分析的区别4.1.3 4.1.3 作业分析的基本要求作业分析的基本要求4.1.4 4.1.4 作业分析的特点作业分析的特点4.1.5 4.1.5 作业分析的类型作业分析的类型作作业业分分析析概概述述4.1.1 作业分析的含义作业分析的含义通通过过对对以以人人为为主主的的工工序序的的详详细细研研究究,使使作作业业者者、作作业业对对象象、作作业业工工具具三三者者科科学学合合理理地地布布置置和和安安排排,达达到到工工序序结结构构合合理理,减减轻轻劳劳动动强
2、强度度、减减少少作作业业工工时时消消耗耗、缩缩短短整整个个作作业业的的时时间间,以以提提高高产产品品的的质质量量和和产产量为目的而作的分析,称为量为目的而作的分析,称为作业分析作业分析。作作业业分分析析概概述述4.1.2 作业分析与程序分析的区别作业分析与程序分析的区别 作作业业分分析析是是研研究究一一道道工工序序、一一个个工工作作地地点点的的工工人人使使用用机机器器或或不不使使用用机机器器的的各各个个作作业业(操操作作)活活动动。它它与与前前一一章章阐阐述述的的程程序序分分析析的的区区别别在在于于:程程序序分分析析是是研研究究整整个个生生产产的的运运行行过过程程,分分析析到到工工序序为为止止
3、,而而作作业业分分析析则则是是研研究究一一道道工工序序的的运运行行过过程程,分分析析到到操操作为止。作为止。例例如如:机机械械加加工工中中车车削削工工件件的的外外圆圆,电电子子文文档档签签阅阅中中电电脑脑键键盘盘及及鼠鼠标标的的使使用用等等,都都是是一一种种作作业业分分析活动。析活动。作作业业分分析析概概述述4.1.3 作业分析的基本要求作业分析的基本要求1.通通过过删删减减、合合并并、简简化化,使使操操作作总总数数减减至至最最低低、工工序序排排列列最最佳佳,并使每一操作简单易行。并使每一操作简单易行。2.合合理理利利用用肌肌肉肉群群,防防止止某某些些肌肌肉肉群群由由于于动动作作过过于于频频繁
4、繁而而产产生生劳劳损损。发发挥挥双双手手作作用用,平平衡衡双双手手负负荷荷,避避免免用用手手长长时时间间握握持持物物体体,尽尽量量使用工具。使用工具。3.要要求求机机器器完完成成更更多多的的工工作作,例例如如:自自动动进进刀刀、退退刀刀、停停车车、自自动动检检测测、自自动动换换刀刀等等。大大量量生生产产应应设设计计自自动动上上料料落落件件装装置置。改改进进零零件箱或零件放置方法。件箱或零件放置方法。4.减减少少作作业业循循环环和和频频率率。减减少少物物料料的的运运输输和和转转移移次次数数,缩缩短短运运输输和和移动距离,使运输和移动方便易行。移动距离,使运输和移动方便易行。5.改改进进设设备备、
5、工工装装与与工工位位器器具具、物物料料规规格格或或工工艺艺,采采用用经经济济的的切切削削用量。用量。6.工作地点应有足够的空闲,使操作者有充足的回旋余地。工作地点应有足够的空闲,使操作者有充足的回旋余地。7.消消除除不不合合理理的的空空闲闲时时间间,尽尽量量实实现现人人机机同同步步工工作作,使使某某些些准准备备工工作、布置工作地点的工作、辅助性工作放在机动时间进行。作、布置工作地点的工作、辅助性工作放在机动时间进行。作作业业分分析析概概述述4.1.5 4.1.5 作业分析的类型作业分析的类型根据不同的调查目的,作业分析可分为:根据不同的调查目的,作业分析可分为:1.人人机作业分析机作业分析2.
6、联合作业分析联合作业分析3.双手作业分析双手作业分析 作作业业分分析析概概述述4.2 4.2 人人机作业分析机作业分析4.2.1 4.2.1 人人机机作业分析的含义作业分析的含义4.2.2 4.2.2 人人机机作业分析的特征作业分析的特征4.2.3 4.2.3 人人机机作业分析的主要用途作业分析的主要用途4.2.4 4.2.4 人人机机作业分析的作业过程作业分析的作业过程4.2.5 4.2.5 人人机机作业分析图作业分析图4.2.6 4.2.6 人人机作业分析图的实例分析机作业分析图的实例分析4.2.7 4.2.7 闲余能力的分析闲余能力的分析人人 机机 作作 业业 分分 析析4.2.1 4.
7、2.1 人人机机作业分析的含义作业分析的含义 人人机机作作业业分分析析是是应应用用于于机机械械作作业业的的一一种种分分析析技技术术,通通过过对对某某一一项项作作业业的的现现场场观观察察,记记录录操操作作者者和和机机器器设设备备在在同同一一时时间间内内的的工工作作情情况况,并并加加以以分分析析,寻寻求求合合理理的的操操作作方方法法,使使人人和和机机器器的的配配合合更更加加协协调调,以以充充分分发发挥人和机器的效率。挥人和机器的效率。人人 机机 作作 业业 分分 析析4.2.2 4.2.2 人人机机作业分析的特征作业分析的特征研研究究对对象象:人人和和机机器器作作业业配配合合情情况况,人人和和机机
8、器器在在一一个个作作业业周周期期内内各各自自的的作作业业情情况况。一一般般用用于于分分析析1 1人人操操作作1 1台机器或台机器或1 1人操作多台机器的情况。人操作多台机器的情况。发现影响人机作业效率的原因。发现影响人机作业效率的原因。判断操作者能够同时操作机器的台数。判断操作者能够同时操作机器的台数。判判定定操操作作者者和和机机器器两两方方面面哪哪一一方方对对提提高高工工效效更更为为有有利。利。进行安全性研究,以保证操作者的安全问题。进行安全性研究,以保证操作者的安全问题。设备改造、实现自动化及改善作业区的布置。设备改造、实现自动化及改善作业区的布置。人人 机机 作作 业业 分分 析析4.2
9、.4 4.2.4 人人机机作业分析的作业过程作业分析的作业过程1.观观察察和和记记录录操操作作者者与与机机器器设设备备在在一一个个作作业业周周期期(周周程程)内各自的操作步骤和操作内容。内各自的操作步骤和操作内容。2.用用作作业业测测定定法法确确定定这这些些操操作作活活动动的的时时间间,按按照照操操作作者者和和机机器器设设备备操操作作活活动动的的时时间间配配合合关关系系,在在作作业业分分析析图图表中清晰地表示出来;表中清晰地表示出来;3.运运用用工工作作简简化化和和合合并并交交叉叉的的原原则则,研研究究改改进进操操作作的的各各种可能性,提出切实可行的改进方案。种可能性,提出切实可行的改进方案。
10、4.绘绘出出新新的的操操作作分分析析图图表表。新新的的操操作作方方法法经经过过现现场场验验证证以后,即应用于生产,并对改进的效果进行评价。以后,即应用于生产,并对改进的效果进行评价。人人 机机 作作 业业 分分 析析4.2.5 4.2.5 人人机机作业分析图作业分析图 人人机机作作业业图图是是记记录录在在同同一一时时间间坐坐标标上上,表表明明作作业业者者与与机机器器的的协协调调和和配配合合关关系系的的一一种种图图表表。它它可可以以清清楚楚地地显显示示人人的的工工作作周周期期与与机机器器的的工工作作周周期期在在时时间间上上的的配配合合关关系系,因因此此,通通过过对对人人机机作作业业图图的的分分析
11、析,可可以以获获得得减减少少人人机机等等待(空闲)时间,提高人机效率的新方法。待(空闲)时间,提高人机效率的新方法。人人 机机 作作 业业 分分 析析1.表头部分表头部分人机作人机作业图由以下三部分构成:由以下三部分构成:包括作业名称、工作部门、产品名称、表号、作业者、编号、图示、日期、包括作业名称、工作部门、产品名称、表号、作业者、编号、图示、日期、开始动作、结束动作等(表头内容依具体情况而制定)开始动作、结束动作等(表头内容依具体情况而制定)。2.图表部分图表部分 取适当的比例尺,如以取适当的比例尺,如以1cm代表代表1min。用垂直竖线把人与机器分开。用垂直竖线把人与机器分开。分别在人与
12、机器栏内,用规定的符号表示人(或机器)工作或空闲或人与分别在人与机器栏内,用规定的符号表示人(或机器)工作或空闲或人与机器同时工作。并依作业程序和时间由上而下记录人与机器的活动情况。机器同时工作。并依作业程序和时间由上而下记录人与机器的活动情况。如用如用 表示人或机器处于工作状态,用表示人或机器处于工作状态,用 表示人或机器处于空闲状表示人或机器处于空闲状态,用态,用 表示人与机器处于同时工作状态。也可用涂黑的粗实线表示人与机器处于同时工作状态。也可用涂黑的粗实线 表示人或机器处于工作状态,用虚线表示人或机器处于工作状态,用虚线 表示人或机器处于空闲状态,用表示人或机器处于空闲状态,用细实线细
13、实线 表示人与机器处于同时工作状态。图形的长短由工作时间或空表示人与机器处于同时工作状态。图形的长短由工作时间或空闲时间而定,左(右)边注写出人作业单元内容,右(左)边注写出机器闲时间而定,左(右)边注写出人作业单元内容,右(左)边注写出机器设备的作业单元内容。设备的作业单元内容。只绘出一个操作周程(加工完一个零件的整个过程称为操作周程或周期)只绘出一个操作周程(加工完一个零件的整个过程称为操作周程或周期)3.统计部分统计部分统计内容包括操作周程(期),人、机在一周程内工作时间和空闲时间,以统计内容包括操作周程(期),人、机在一周程内工作时间和空闲时间,以及人、机利用率。及人、机利用率。4.2
14、.6 4.2.6 人人机作业分析图的实例分析机作业分析图的实例分析例例1.在立式铣床上精细铸铁件的平面 例例4-1.在立式铣床上精细铸铁件的平面在立式铣床上精细铸铁件的平面 图图4-1左左侧侧为为在在立立式式铣铣床床上上精精铣铣铸铸铁铁件件时时人人机机操操作作情情况况的的详详细细记记录录图图。图图中中可可见见,工工作作中中铣铣床床有有3/5的的时时间间没没有有工工作作,这这是是由由于于当当工工人人操操作作时时,机机床床停停止止工工作作;机机床床自自动动切切削削时时,工工人人则则无事做。无事做。工工人人将将工工件件夹夹紧紧在在机机床床台台面面上上和和加加工工完完后后松松开开夹夹具具、取取下下零零
15、件件是是必必须须在在机机床床停停止止时时才才能能进进行行的的,但但用用压压缩缩空空气气清清洁洁零零件件,用用样样板板检检验验工工件件的的深度等是可以在机床开动中同时进行的。深度等是可以在机床开动中同时进行的。因因此此要要缩缩短短其其周周程程时时间间,应应尽尽量量利利用用机机器器工工作作的的时时间间进进行行手手工工操操作作。如如检检查查工工作作物物、去去除除加加工工面面的的毛毛刺刺,将将加加工工完完的的工工件件放放进进成成品品盒盒,取取出出铸铸件件做做好好加加工工前前的的准准备备,在在放放回回工工件件的的同同时时取取出出待加工件,用压缩空气吹洗已加工的铸件等。待加工件,用压缩空气吹洗已加工的铸件
16、等。图4-1 精铣铸铁件的人机作业图(现行方法和改良方法)由由图图可可见见,重新安排工作后,不需增加,重新安排工作后,不需增加设备设备和工具,和工具,仅仅在在2min内就内就节节省了工省了工时时0.64min,提高工效,提高工效32。人人 机机 作作 业业 分分 析析图4-2 打光螺栓的人机作业图(原方法)例例4-2.打打光光发发动动机机螺栓螺栓 因因为为这这些些螺螺栓栓用用于于飞飞机机上上,因因此此加加工工后后必必须须去去掉掉毛毛刺刺。原原方方法法是是:操操作作者者从从工工作作台台上上的的贮贮藏藏箱箱中中拿拿起起一一个个螺螺栓栓,用用手手握握住住螺螺栓栓的的一一端端靠靠近近布布轮轮(布布轮轮
17、旋旋转转着着),用用手手旋旋转转去去掉掉毛毛刺刺,然然后后再再换换螺螺栓栓的的另另一一头头去去掉掉毛毛刺刺。打打光光的的螺螺栓栓被被扔扔到到放放在在桌桌上上右右边边贮贮藏藏盒盒内内,试试绘绘制制人人机机作作业业图并进行改进。图并进行改进。图4-2 打光螺栓的人机作业图(原方法)2.分析和改进分析和改进 从上从上图中可以看到:中可以看到:(1)布布轮的右的右边完全没有被利用完全没有被利用(2)布布轮的左的左边利用率利用率仅为26%采用提问技术:采用提问技术: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?答:因为操作者一次只能用手握一只螺答:因为操作者一次只能用手握一只螺栓打
18、光毛刺,只需用一边。栓打光毛刺,只需用一边。问:为什么布轮的左边有那么多的空闲问:为什么布轮的左边有那么多的空闲时间?时间?答:由记录图上可以看到,空闲的原因答: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,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。螺栓,此三次动作时,机器空闲着。图4-3 打光柱螺栓的夹具图人人 机机 作作 业业 分分 析析采用提问技术:采用提问技术:问:为什么布轮右边完全没有被利用?问:为什么布轮右
19、边完全没有被利用?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?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,并把另一端对着布轮,以及处理打光的螺栓,此对着布轮,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。三次动作时,机器空闲着。问:有无更好的方法?:有无更好的方法?答:如果不用
20、人握着,而靠一种答:如果不用人握着,而靠一种夹具来自具来自动进料,既解决布料,既解决布轮两两边的利用率,的利用率,又可以减少机器等待人握又可以减少机器等待人握紧螺栓,并螺栓,并调换一端的一端的时间。改改良良方方法法是是安安装装一一个个简简单单的的夹夹具具,它它由由平平行行放放置置于于工工作作台台上上的的两两个个金金属属管管组组成成,如如下下图图4-3所所示示,可可以以看看出出:柱柱螺螺栓栓被被装装在在两两个个管管中中,布布轮轮快快速速地地旋旋转转,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4-4。3.建立新方法建立新方法人人 机机 作作 业业 分分 析析图4-4 打光
21、螺栓的人机作业图(改良方法)改进前每小时只生产:改进前每小时只生产: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:经经改改进进不不但但提提高高了了工工作作效效率率,而而且且让让工工人人工工作作起起来来更更轻轻松松愉愉快快。由由此此例例可可以以知知道道通通过过改改善善工工具具,减减少少了了等等待待和和空空闲闲时时间间,缩缩短短了了周周期期,从从而而提提高高了了工工效效,这这是是提提高高工工效效的的方方法法之一。之一。4.实施实施:通过实施新方法,取得显著效益通过实施新方法,取得显著效益 人人 机机 作作 业业 分分 析析 例例4-3.某某工工人人操操作作车车床床车车削削工工件件
22、,作作业业程程序序及及时时间间值值为为:装装夹夹工工件件:0.5min,车车削削:2.0min,卸卸下下零零件件:0.3min,去去毛毛刺刺并并检检查查尺尺寸寸:0.5min,该该车车床床自自动动加加工工。试试绘绘制制出出此此作作业业的的人人-机机作作业图,并对其作业进行改进。业图,并对其作业进行改进。解:解:1.首先首先绘制人制人-机作机作业图(图4-5),由),由图可以看出,人的空可以看出,人的空闲时间太多,人的利用率太多,人的利用率仅为39%人人 机机 作作 业业 分分 析析图4-5车削时的人机作业图(原方法)人人 机机 作作 业业 分分 析析人人 机机 作作 业业 分分 析析 2.采用
23、采用“5W1H”提提问技技术和和“ECRS”原原则进行分析改行分析改进 问:为什么去毛刺并什么去毛刺并检查尺寸要在机器停止尺寸要在机器停止时去毛刺并去毛刺并检查?答:答:过去一直是去一直是这样的。的。问:有无改:有无改进的可能性?的可能性?答:有。答:有。问:怎么改?:怎么改?答:在机床答:在机床车削下一个工件削下一个工件时,可以去毛刺并,可以去毛刺并检查已已车削好的削好的上一个工件。改上一个工件。改进后的人机作后的人机作业图如如图4-6。人人 机机 作作 业业 分分 析析图4-6车削时的人机作业图(改进方法)由由此此可可看看出出,通通过过重重排排,不不需需增增加加设设备备和和工工具具,而而是
24、是尽尽量量利利用用机机器器工工作作时时间间进进行行手手工工操操作作,从从而而缩缩短短了了周周程程,提提高高了了工工效效和和人人机机利利用用率。率。人人 机机 作作 业业 分分 析析3.可可对其再作其再作进一步改一步改进以提高工效以提高工效由由图图4-6可可以以看看出出虽虽然然缩缩短短了了周周程程,提提高高了了利利用用率率,但但是是在在每每一一个个周周程程内内,人人仍仍有有很很多多的的空空闲闲时时间间,但但要要进进一一步步缩缩短短周周程程却却比比较较难难,这这时时改善方法有两种:一是增加其他工作,二是利用空闲操作一台机床。改善方法有两种:一是增加其他工作,二是利用空闲操作一台机床。因因为为在在一
25、一周周程程内内,工工人人有有1.5min的的空空闲闲,足足够够操操纵纵另另一一台台机机床床(1.3min)。这这样样既既充充分分利利用用工工人人的的空空闲闲时时间间,提提高高了了工工作作效效率率,也节省了劳动力,图也节省了劳动力,图4-7为改进方法。为改进方法。人人 机机 作作 业业 分分 析析图4-7 车削时的人机作业图(第二次改进方法)人人 机机 作作 业业 分分 析析由由图4-7与与图4-6相比可知,工作周程相比可知,工作周程虽未改未改变,两种方法均两种方法均为2.8min,但第二次改,但第二次改进方法中因完方法中因完成了两件,也就是每件加工成了两件,也就是每件加工时间仅为1.4min,
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