基于人因工程的生产线平衡的研究

1、机电工程技术2009年第38卷第09期基于人因工程的生产线平衡的研究叶晓素,蔡勇(西南科技大学制造科学与工程学院,四川绵阳621010 收稿日期:2009-03-16、机、物、法、环五要素组成。人为因素是影响生产线平衡的重要因素之一,提前做出预防工作,减少生产事故的发生;、科学、合理的工作环境。通过以上两方面对生产线进行优化,。;人因工程文献标识码:A文章编号:1009-9492(200909-0042-021引言生产线平衡问题历来是很多企业亟需解决的问题。所谓生产线平衡,即生产过程中的每一个工序的时间都能趋于相等,越接近越好,从而使生产线能以“一个流”的方式运行,达到平衡状态。在过去的几十年

2、中,国内外很多学者都对生产线平衡问题进行了研究,也得出了很多方法,但这些方法都是一些理论解,很难应用到实际中去,所以需要找寻一套切实可行的解决生产线平衡的方法。2生产线现状分析研究生产线平衡,即研究生产线五要素:人、机、物、法、环。只有当这五个要素都能达到平衡状态,并且相互配合,才能消除瓶颈工位,使生产线趋于平衡。目前很多企业生产线的平衡率都不是很高,普遍存在以下问题:工人责任心不够,上班时间闲聊、动作不熟练、迟到早退现象时有发生;生产车间机器稳定性不够、维修率高,甚至有些设备存在安全隐患;物料搬运不及时,经常出现停滞,使工作进度不能按计划进行;工人作业方法不科学、不经济、不合理;生产车间脏乱

3、差,半成品等随意堆放。这些都是可能产生瓶颈工位、造成不平衡的原因。通过现状分析可以发现,这五个因素都离不开人的作用,可以推论人为因素是影响平衡率的重要因素之一。所谓人为因素,即工作环境中人与机器的关系、人与程序的关系、人与环境的关系及人与人之间的关系。所以本文从人的可靠性以及人因工程两方面来对生产线平衡问题进行研究:在整个生产系统中,影响工人稳定、正常发挥的因素有很多,如表1所示1。3人的可靠性分析虽然自动化的提高给生产过程带来了巨大的效益,但同时也给人类带来了大量的隐患。据非精确统计,人误行为对于系统的失效作用大致为60%90%,例如工人可能会因为熟练程度不够而摁错机器的按钮,使运行的机器非

4、正常停机,引发安全事故。所以做好人的可靠性分析,提前预防和减少人误,将会在很大程度上减少事故的发生,保障生产线能顺畅的正常运行。采用人误评价与减少方法(HEART 对生产系统进行分析。具体应用时,首先进行筛选分析,分析人员对生产系统进行现场调研,找出具有较大失误概率的任务,然后对这些重要的任务进行失误概率定量化的分析。从HEART 提供的通用任务中选择适合表1生产系统中需考虑的人为因素种类内部因素任务中的培训和经验人误要求的认识动机和/或士气压力对任务和条件的态度其它因子外部因素环境条件任务复杂程度身体要求程序和指令的设计角色和责任的定义公司氛围其它因子制造业信息化机电工程技术2009年第38

5、卷第09期的通用任务,取其人误概率为基本的概率值。具体参数见表2。选定基本概率值后,再选择适合于该任务的失误产生条件EPC(Error Producing Conditions,根据EPC的影响权重进行调整。HEART分析了38种EPC及其最大的影响权重,如表3所示。选定EPC后根据分析或专家判断再用影响比例POA (Proportion of Affect对其进行调整,最后运用计算公式: AF1=(MF1-1POA+1AF2=(MF2-1POA+1HEP=HEP general task AF1AF2,从而得出任务失效概率。其中MF是EPC最大权重; POA是影响比例;AF是EPC的实际权重

6、;HEP general task是通用任务的人物概率2。通过以上人的可靠性方法得到的概率数值对生产线实际操作中可能会引起人员操作失误的因素进行分析,得出可能会引发人误的任务,并对其进行预防和控制,从而减少甚至杜绝事故的发生,保障生产线的正常运行。4人因工程4.1人的心理因素企业当中即使是从事同一项工作的人,也会因为心理因素的不同,导致工作效率的不同。例如:流水线上的工人可能会因为工作能力不同、自身表现的差异而导致同一岗位的待遇有所差别,这必然导致待遇少的工人产生不满情绪,从而降低工作的积极性。只有当员工具有优良的品格、优越的工作能力、正确的动机、积极愉快的心境和坚定的意志,将每个人的作用发挥

7、到极致,才能使生产按照计划进行,生产线运行顺畅,进而使生产线趋于平衡。4.2作业环境车间温度过高或过低都不利于工人的正常工作,影响工作进度,使生产线产生瓶颈。所以,企业高层要采取措施来保障工人有舒适的作业环境。对于高温作业环境,安装空调或风扇等设备做好降温工作;同时合理供给饮料和补充营养,增加休息次数等。低温作业环境也可以通过安装空调等取暖工具或者采用热辐射取暖等办法来改善。对于生产车间脏、乱、差现象可以采用5S管理方法,每个工人负责整理、整顿、清扫、清洁自己的包干区,再加强对工人素养的培养,从而营造一个整洁、干净、舒适的工作环境。照明对作业者的影响也很重要,所有的工作区域必须有充分和高质量的

8、照明。改善照明条件,不仅提高生产率,而且还减少了差错率和工伤事故率。4.3体力和脑力疲劳及消除工人由于长时间的作业,体力和脑力都会因负荷强度大而产生疲劳3。体力疲劳会使工人出现肌肉关节酸痛、注意力涣散,工作效率降低等症状。针对出现的这些现状,采取以下措施进行改进。(1机器的合理设计企业研发部门在设计阶段应充分考虑人的感受,考虑人体生理解剖结构因素,设计能使工人操作方便的机器,使操纵便利、省力。对于生产系统中已经存在的不合理的设计,如机器开关的位置过高、工人不便开机等现象,鼓励工人提出改善方案,对可行方案予以采纳并给予奖励。(2设计合理的工艺装配工人会因长时间保持一种姿势而造成身体不适影响工作进

9、度,运用方法研究进行改进,采用合适的工作姿势;对同时操作几个工位的工人,尽量将这些工位安排在相邻的位置,缩短距离;放置各种手工工具及被加工物时应有一定的顺序,存放地点方便。(3设置合适的休息时间虽然企业希望员工的工时越多越好,这样可以赢得更多的效益,但长时间且不合理的工作会让工人的生理以及心理都受到伤害,所以要制定合理的休息时间,让工人疲惫的身心得到休息。工人会因为长时间单调的作业产生脑力疲劳,产生不愉快、枯燥、压抑等消极情绪,导致工作质量下降、错误率增加,作业很难坚持下去。这时企业应组织改善小组采取措施来改变工作的单调性。(1操作再设计运用工业工程的ECRS(取消、合并、重排、简化对流水线上

10、的工作进行分析,适量的合并并重新分配给工人,让工人觉得自己有事可做,并且有能力作。表2HEAET通用任务参考表通用任务A完全不熟悉,对后果没有认识B在没有指导和规程的情况下,改变系统的状态或将系统状态复原C复杂的任务,需要高水平的理解力和技能M不属于上述情况的任务建议点值0.550.260.160.035%95%分为点的值0.350.970.140.420.120.280.0080.11表3HEART失误产生条件参考表EPC1、对情形不熟悉,该情形可能是重要的但很少发生2、缺少可用时间经行错误检查和纠正3、低信噪比38、执行感知任务的人员年纪较大最大的影响权重1711101.02(下转第158

11、页制造业信息化机电工程技术2009年第38卷第09期(2操作变换对员工进行多岗位培训,生产过程中定期进行岗位调换,这样可以消除工人的单调感,同时为企业培养了多面手,在生产需要时做出人员调整。(3突出工作的目的性组织工人参观整个产品的生产过程,让他们意识到自己所进行的单项操作是最终产品的基本组成,自己也在为企业贡献力量。(4定期举行员工大会为了使员工有充分的主人翁意识并全力以赴的投入到工作中去,企业老总应定期与员工进行沟通,集思广益,及时解决员工所发现的问题,并对员工提出的创新点进行采纳,同时制作员工激励表格,与工人的绩效挂钩。(5利用音乐消除单调感觉工作期间定时播放音乐,能使被工作弄得厌烦的员

12、工活跃起来,重新充满工作活力。4.4作业空间设计很多生产车间的空间设计都存在不合理之处,比如工作台的高度不是过高就是过低,座椅的放置也存在高低不适的情况。所以对空间的设计应以人为中心,首先考虑人的需求,为操作者提供舒适的作业条件,再把相关的设施进行合理的排列布置,例如,座椅的椅面高度一般略低于小腿高度4。4.5噪声环境噪声的存在,会让工人产生烦躁情绪,严重时会对其身体有所伤害,使工人不能以饱满的精神投入到工作中去。企业可以采取通过降低声源噪声,控制噪声传播的途径,以及采取声学控制措施,如吸声、隔声和消声等来控制噪声,创造低噪的工作环境,使工人能舒心的工作。5小结通过对人的可靠性以及人因工程的分

13、析,从影响人为因素的各方面进行分析研究,创造一个舒适的工作环境,使人、机、物、法、环的关系更为协调,使每个因素都能保证按照要求正确、及时、稳定的工作,使生产线节拍能够趋于一致,从而达到消除瓶颈工位,提高生产线平衡率的目的。以人为核心,充分考虑人的各方面要求来研究生产线平衡,旨在从人为因素出发寻找一套合适的作业环境和方法,来保障生产线的每一个环节顺畅运行,从而提高生产效率,为企业创造更多的经济效益。参考文献:1戴立操,黄曙东,张力.现代制造系统中人因失误分析J.系统工程,2007,5(2:101-105.2何旭洪,黄祥瑞.工业系统中人的可靠性分析:原理、方法与应用M.北京:清华大学出版社,200

14、7.3郭伏,钱省三.人因工程学M.北京:机械工业出版社,2008.4刘春荣,齐元胜,杨明忠.现代制造系统中的人因工程J.机械设计与制造工程,2002,31(1:45-47.第一作者简介:叶晓素,女,1986年生,江苏泰州人,硕士研究生。研究领域:机械设计及自动化(物流方向。(编辑:吴智恒外钢圈没有倒退现象。否则说明轴承已不能再用了。左手卡住外圈,右手捏住内钢圈,用力向各自方向推动,如果推动时感到很松,就是磨损严重。2故障修理轴承外表面上的锈斑可用00号砂纸擦除,然后放入汽油中清洗;或轴承有裂纹、内外圈碎裂或轴承过度磨损时,应更换新轴承。更换新轴承时,要选用与原来型号相同的轴承。2.3转轴故障检

15、修1轴弯曲:若弯曲不大,可通过磨光轴颈、滑环的方法进行修复;若弯曲超过0.2mm,可将转轴放于压力机下,在拍弯曲处加压矫正,矫正后的轴表面用车床切削磨光;如果弯曲过大,则需另换新轴。2轴颈磨损:轴颈磨损不大时,可在轴颈上镀一层铬,再磨削至需要尺寸;磨损较多时,可在轴颈上进行堆焊,再到车床上切削磨光;如果轴颈磨损过大时,也在轴颈上车削23mm,再车一套筒,趁热套在轴颈上,然后车削到所需尺寸。3轴裂纹或断裂:轴的横向裂纹深度不超过轴直径的10%15%、纵向裂纹不超过轴长的10%时,可用堆焊法补救,然后再精车至所需尺寸。若轴的裂纹较严重,就需要更换新轴。2.4机壳和端盖的检修机壳和端盖若有裂纹应进行

16、堆焊修复。若遇到轴承镗孔间隙过大,造成轴承端盖配合过松,一般可用冲子将轴承孔壁均匀打出毛刺,然后再将轴承打入端盖。对于功率较大的电动机,也可采用镶补或电镀的方法,最后加工出轴承所需要的尺寸。3结论在实际工作中,不但要合理选用电动机,使电动机在生产中能够实现经济运行,达到降损节能、提高效率的目的。也要定期对电动机进行必要的检查和修护,以保证电延长电动机的使用寿命,减少生产费用。作者简介:张汉君,男,1974年生,黑龙江绥化人,大学本科,工程师。研究领域:电动机。(编辑:王智圣!(上接第43页经验交流Abstracts09-09-39 Optimization Design of Injectio

17、n Mould Based on MoldFlow09-09-48 Analysis and Avoid Measure of Grinding Crack Based on Wind Power Gear-Box09-09-42 Line Balanced Research Based on Human 09-09-50 Key Engineering-Technology Summarize Factorsof the Wind Generation Installation09-09-52 Development and Experimental Study of PID Tempera

18、ture Control System Based on AT89S5209-09-44 Comparative Study of NC Machining Method of Cola Bottle's Floor Based on CAXA09-09-55 The Development of Two-Table 5-axis NC Experimental Platform09-09-46 Wind Turbine Components Brake Friction Coefficient Measuring Device09-09-57 The Bus-Based Hardwa

19、re Design of the Doors and Windows Control Unit near DriverKey words: wind-driven generator; friction coefficient; metering equipmentCAO Jiang-dong Abstract: An application of analysis to course of the injection for a mould Part of duplicating machines is introduced. Some possible defects that might

20、 occur in the course of feeding, filling, LIU Dan, GU Hong-liang, YANG Ke-jun cooling, and Shrinkage etc. are analyzed by using MoldFlow. An Abstract: This paper based on gear-box used in wind power, improved design of the mould has been put forward. It provides analyzes the reason and normal form o

21、f grinding crack relation a good reference for the design of injection moulds for similar to production, and offers some measures that avoid grinding parts.crack.Key words: injection mould; MoldFlow; CAE; Optimization Key words: grinding crack; wind power; grinding machine; Designgrinding wheelYE Xi

22、ao-su, CAI Yong 121XU Wei-min , HE Xiang-e , ZHAO Hong-bing Abstract: Production system including five key elements which are man, machine, material, method and environment. The Abstract: By introducing the industry of wind generation, from human factors are one of the most important key elements. U

23、sing the structure of wind generation, elaborate the fabrication the people's reliability analysis method to carry out a forecast on technique of its some major critical components.the mission may bring about the human errors, doing the Key words: wind power generation; wind generation preventiv

24、e job, cutting down the accident occurrence. And using installation; engineering technologythe human factors engineerings method to make the improvement about the unreasonable, building a comfortable, science, reasonable work environment for the workers. Making an optimization about the line balanci

25、ng through the two aspects, improving the unreasonable, removing the bottleneck labor CHEN Tie-qiang, LI Ke-tian, LIU Ji-an, YIN Bo, CAI Zhao-place, making the production line fluently, improving the hu production line balance rates thereby.Abstract: Based on AT89S52 Single Chip Microcomputer, a Key

26、 words: line balancing; human reliability analysis; human temperature control system was discussed. The temperature factors engineeringacquisition circuit was made up of K type thermocouple and MAX6675 which is a new type integrated digital device. The PID Algorithm was applied in the system to regu

27、late temperature. The parameters of PID controller were tuned by LI Wen-jun, LIU Xiao-chao using orthogonal test. Accordingly, a real-time supervisory control software was developed on the computer in order to Abstract: This paper takes the NC machining method of cola supervise the temperature contr

28、ol system by serial bottle's floor for example to process the comparative study of communication. The experiment result showed that this system NC machining method of cola bottle's floor based on software of could achieve quite good control performance.the CAXA. It is in search for appropria

29、te NC machining method Key words: Single Chip Microcomputer; Temperature Control in different circumstances.System; MAX6675; PID controlKey words: CAXA manufacturing engineer; NC machining method; comparative study111LAN Shi-you , GAO Wei-qiang , YAN Qiu-sheng , SONG 12Yue , SHEN Lie WANG Zi-rui,YAN

30、G Hong-bin, ZHANG Heng, ZHANG Song-tao, ZHANG Xing Abstract: It has been an issue to develop the 5-Axis NC system Abstract: The friction coefficient of wind-driven generator recently. According to the research demands, the main structure brake system and brake disc and the brake lining affects their

31、 of this 5-axis CNC system was presented. Meanwhile, the service life directly. Based on our country wind-driven generator development process of 5-Axis NC experimental platform with design, manufacture present situation and wind-driven generator two tables was studied.special operating mode, design

32、 and R&D spherical segment type Key words: 5-axis CNC; two-table; experimental platformfriction coefficient metering equipment. This equipment uses equilibrium of moments principle indirect survey friction force, uses the high sensitivity sensor gathering balance friction force, the compaction s

33、trength, the relative sliding speed, and through hardware and so on data acquisition card, computer builds based ZHANG Lin, HUANG Zhi, ZHAO Zhi-guo on the hypothesized instrument technology test system, the Abstract: The overall solution for the automotive body control LabVIEW software development d

34、ata acquisition analysis module is presented. Taking the example for the left doors and system realization signal data acquisition, the data pretreatment, windows control unit node, according to function demand of the shape information analysis. Obtains the friction coefficient BCM, the design of hardware circuit has completed, including under each influence factor change situation, thus carries on the input/output interface c