工作设计与工作研究

生产运作系统的设计苏秦西安交通大学管理学院§3生产运作系统的设计和分析本章目的设施选址的决定因素及设施选址的程序设施选址的方法设施布置的形式系统布置方法（SLP方法）服务业的布置§3.１运作系统的布置及其分析一、选址1单一选址设施网络选址二、设施选址的影响因素

1.选位（地区、区域）的影响因素接近市场：有利于产品的迅速投放和运输成本的降低。接近原材料供应地：对原材料依赖性强、原材料体积和重量大运输条件与外协厂家的相对位置劳动力资源基础设施（水、电、气、通讯）的条件：“三废“的处理政策法规条件气候和地理环境条件

2.选择具体位置的影响因素可扩展性地质情况：地质能满足未来设施的载重等周围环境：良好生活条件3.影响因素的取舍分清主次，决定与设施位置密切相关，与企业经营结果相关。不同情况下，同一影响因素有不同的影响作用。制造业必须考虑：劳动力条件、与市场的接近程度、生活质量、与供应商和资源的接近程度、于企业其它设施的相对位置。服务业：服务设施必须靠近顾客群。·生产运作全球化对设施选址的影响根据促使生产运作全球化的原因，具体分析本企业的产品特点、资源需求、市场，慎重选择生产基地。三、单一设施选址

独立地选择一个新的设施地点，其运营不受现有设施网络的影响。1．不同情况：·新成立企业或新增加独立经营单位；·企业扩大原有设施（原地扩建及另选设施）·企业迁址（少见，特殊情况：环境问题、军转民）2．选址方法·分级评分法：列出所要考虑的各种因素按相对重要程度，确定相应的权重对每个被选方案举行审查计算每个方案的得分，进行评价。·线性规划法：运费、运输距离·重心法：运费、运输距离四、设施网络中的新址选择

1．设施网络：设施相互独立、设施相互作用2．选择分析要点·分析不同类型设施网络特点类型特点考虑因素产品型进行大批量生产接近原材料或供应商，外运方便市场地区型体积重量较大产品运输问题，以区域为中心设置不同的生产设施生产工艺型各自有生产工艺和技术以生产环节的一环为中心，建立不同的设施3.考虑新址选择问题的三个方位·位置：新设施的地点位置·工作任务的重新分配：达到整体运营效果最优·生产能力：各设施的运营规模例：康佳抢摊4．选择方法·运输表法：M个供应源和N个目的地间决定一个任务分配办法，使得运输成本最小。§3.2物质系统的布置一、布置决策的依据·布置决策的目标：减少物料搬运与设备投资，提高在制品周转率，

充分利用现有空间，有效发挥人力及设备的生产能力，生产能力柔性，良好工作环境。

·生产能力的预测：当前与未来的需求量、当前与未来的品种搭配

·加工过程的要求：布置类型的主要约束条件（可行性）

·要进行布置的有效空间总数二、布置原则1满足生产过程要求2追求高效率和合理的设备利用率3保持生产的柔性三、基本生产布置方式1．工艺专业化布置：机群式布置，同种类型的设备和人员集中布置在一个地方。生产系统柔性大，物料搬运有交叉适用单件、多品种小批量生产。问题：如何使物流有序2．产品专业化布置：流水线布置，按产品的加工过程顺序配置设施。生产效率高，柔性差、，适用少品种大量生产。问题：如何使每个单元的操作时间大致相等3．混合布置：成组原则布置，按产品特征的相似性分类，在不同的设备群上加工。设备则是把进行某一组相似产品加工所需的设备布置在一起，构成加工单元。4．固定布置：加工对象固定，人带着设备工具向其移动，在此工作通常限于体积、重量大、不易移动的产品5．存储布置：安排各组成部分的相对位置,不对产品进行加工和服务6．销售布置：对组成部分的布置只考虑便于销售，不考虑其生产。7．工程项目布置：对组成部分作一次性的排列,常随工程进展而改变位置。四、SLP法（系统布置法）1系统布置基本要素P、Q、R、S、T

·产品P：影响生产系统的组成及其作业单位间的相互关系、生产设备的类型、物料搬运方式。·产量Q：影响生产系统的规模、设备数量、运输量、建筑物面积·生产路线R：工艺流程，影响作业单位间的关系、物料搬运路线、仓库及堆放地的位置。·辅助服务部门S：生产系统的生产支持系统部分·时间T：什么时候、用多少时间生产出产品，包括各工序的操作时间、更换批量的次数2SLP程序步骤

·准备原始资料：明确基本要素P、Q、R、S、T·物流分析与作业单位相互关系分析－产品制造费用的20％－50％用作物料搬运，有效的布置能减少搬运费用的30％左右。－物流分析方法工艺流程图：在工艺过程图上注明各工序间的物流量，适用大批量，产品品种单一的生产。工艺布置多种产品工艺过程表：将各产品的生产工艺流程汇总在一起。多品种，批量较大的生产。（10种左右）成组方法：分组，再用工艺过程图或多种产品工艺过程表分析。中、小批量生产，品种达到数十种时。从至表：方阵，方阵的行－物料移动的源，从方阵的列－物料移动的目的地，至行列交叉点标明由源到目的地的物流量。物流强度登记划分表

物流强度等级符号物流路线比例承担物流量的比例

超高物流强度A１０４０

特高物流强度Ｅ２０３０

较大物流强度Ｉ３０２０

一般物流强度Ｏ４０１０

可忽略搬运Ｕ

·绘制作业单位位置相关图

作业单位相互关系等级

含义符号比例

绝对重要Ａ２－５

特别重要Ｅ３－１０

重要Ｉ５－１５

一般密切Ｏ１０－２５

不重要Ｕ４５－８０

不希望接近Ｘ酌情而定

·作业单位占地面积计算

·绘制作业单位面积相关图

·修正：修正因素包括物料搬运方式、操作方式、存储周期等。

·方案评价与择优

－选择方案评价因素，如物料搬运效率及方便性、扩建可能性、生产管理的方便性、安全生产、辅助服务方便性等。

－确定各因素的相对重要性（权值）。

－评比各方案的优劣等级

－计算各方案的得分，确定最佳方案。

例：百货大楼某层的布置

五、装配线的柔性分析直线型：U型：环型：人的柔性调节装配线布置方法－生产线的平衡·工作分解为独立的不可分的作业动作，确定工作标准，使每个工作地的时间尽量相等。·生产节拍（速度）一定时，通过合理设计，使工作地数目尽量少。五、装配线的平衡节拍：相邻两产品通过装配线尾端的间隔时间工作站：操作者传递零件或完成装配作业作业基本单元：工作站的操作组成一个工作站要完成的工作总量与分配到工作站的基本作业单元总数是一致的。平衡：将基本工作单元分配到各个工作站，使每个工作站在节拍内都处于繁忙状态，使各工作站的闲置时间最小。装配线平衡的步骤1）流程图表示作业先后关系2）求节拍C=每天的工作时间／每天的计划产量3）满足节拍最少的工作站理论值=完成作业的总工作时间／节拍C4）选择作业分配原则－安排多后续作业或持续时间很长的作业）将所有作业分配到各工作站向第一工作站分配作业，逐项增加，直至作业完成时间等于节拍。5）平衡后的效率：完成作业的总工作时间／（实际工作站数目＊节拍C）装配线平衡例J型玩具马车要在一个传送带上组装，每天需生产500辆。每天的生产时间为420分钟。根据节拍和作业次序的限制，求工作站最少的平衡方式。

作业时间／秒描述必须提前的作业A45安装后轮支架，拧紧四个螺母－B11插入后轴AC9拧紧后轴支架螺栓BD50安装前轴，拧紧四个螺母－E15拧紧前轴螺栓DF12安装1＃后车轮，拧紧轮轴盖CG12安装2＃后车轮，拧紧轮轴盖CH12安装1＃前车轮，拧紧轮轴盖EI12安装2＃前车轮，拧紧轮轴盖EJ8安装前轴上的车把手，拧紧螺栓和螺钉F，G，H，IK9上紧全部螺栓和螺钉195J型玩具马车的流程图A45B11C9F12G12J8K9D50E15H12I12计算节拍：C＝60＊420／500＝50.4(秒/辆)工作站数量的理论最小值:N=T/C=190/50.4=3.87=4选择作业分配规则:按后续作业数量的多少;2)按作业时间最长根据后续作业最多规则平衡装配线

作业作业剩余的可安排的紧后作业时间最长时间时间紧后作业最多的作业的作业工作站1A455.4无工作站2D500.4无工作站3B1139.4C,EC,EEE1524.4C,H,ICC915.4F,G,H,IF,G,H,IF,G,H,IF123.4无工作站4G1238.4H,IH,IH,IH1226.4III1214.4JJ86.4无工作站5K941.4无效率计算:效率=T/(N*C)=195/(5*50.4)=0.77评价平衡方案:装配线不平衡,闲置时间为23%更好的方案:規則2平衡装配线,规则1作为第二规则,可得到更好的平衡方案效率计算:效率=T/(N*C)=195/(5*50.4)=0.77评价平衡方案:装配线不平衡,闲置时间为23%更好的方案:規則2平衡装配线,规则1作为第二规则,可得到更好的平衡方案混合装配线的平衡混合装配线的平衡要解决产品的生产排序问题，从而使同一生产线在指定的日期内生产不同型号的产品，实现多种产品循环生产。。§3.3非制造业设施布置一、布置形式1.分为：工艺专业化（居多）－诊疗所产品专业化2．生产和消费过程合为一体，服务业强调环境的布置二、零售服务业布置：每平方米收益最大1服务场所2环境条件（背景特征）3空间布置及功能性4徽牌、标准、装饰品三、办公室布置处理信息以及组织内外来访者1．办事快：按工作流程和能力平衡划分工作中心和个人工作站2．信息交流方便：开放大办公室，活动中心四、设施布置类型选择的其它影响因素除生产组织方式战略和产品加工特性外，还应考虑·所需投资：设施布置决定要占用的空间、所需设备和库存水平·物料搬运：物流的合理性·柔性：对生产的变化有一定的适应性，能够较易地改变设施布置·其它：劳动生产率、设备维修、工作环境等。南站台成品库523526工段528房206库油库化工库玻壳库

外购玻壳原运输流程：用火车运至南站台用吊车将集装箱卸至南站台打开集装箱；用叉车托起玻壳箱；运至卡车；用叉车装至卡车；卡车运至玻壳库，约500m；叉车卸货；叉车运输；堆垛。

案例－美而雅公司（背景另附）

物流分析§3.2生产系统的工作研究一、几个基本概念1工作研究基本内容

生产过程分析

方法研究制定

动作分析标准作业

新工作实施

工作研究标准新标准

制定

时间研究标准时间

2过程分析五个通用符号作业、运输、检验、停留、存储八字訣取消、合并、重排、简化目的性：取消、合并时间、地点及操作者：重新安排优化组合操作手段：简化六问表（5W1H）5W现行方法WHY分析改进

WHAT做什么为什么做是否必须做？取消或合并WHERE在哪做为什么在这做另一地点是否更好WHEN何时做为什么那时做别的时间做是否更好重排WHO谁做为什么他做谁做更合适HOW怎样做为什么这样做怎样做更好简化二、方法研究的程序

·确定研究对象：

考虑因素选择经济价值高的问题：

能力瓶颈、废品率高、成本比重大

技术因素：

实施研究要有足够的技术方法、知识、手段

人的因素：

预先估计员工的接受程度和欢迎程度。

·描述事实：规范性强的专用图表

·考察分析：5W1H分析法（P117）

·制定改进措施（P178）

取消、合并、改变、简化

·实施

三、生产作业流程分析（转换过程）1.工作流程图成品装配工作流程图：排列顺序（主右）2流程程序图（P179）－改进面条的制作二汽生产线改进物流分析：组装草图、组装图表、路线单和流程图信息流分析：计划活控制产品的管理信息四、人机联合分析：机器与人在工作上的配合关系1.方法：多活动图2.例：牙科诊所（P182）

五、动作研究

1.动作要素：人体的动作细分为三类17个

完成操作必须的动作

（伸手、握取、移物、装配、应用、拆卸、放手、检验）

阻碍第一类动作进行的动素

（寻找、选择、计划、对准、预对）

对工作无益的动素

（持住、休息、迟疑、故延）

2.动作经济原理

人体使用原理－尽量使用双手对称动作；

尽量使用人体重力，使用脚的动作；

工作场所原理－工作地活动范围便于操作和观察；物料、工具就近固定存放；工作台面高度与人体高度；工作环境；物料搬运原理－运送距离短；使用机械装置传送；运送及时；运送方式经济；

节约时间原理－

操作方法省时；

基本生产工人尽量少做辅助作业；

既要提高设备利用率，又要提高人工利用率；

设备工具的设计原理－

设计使用手以外的部分进行操作的机构；

两个以上工具组合；

设备的操作部位便于工人操作、目视。

§3.3作业测定一、时间研究1．目的：制定各种工作或生产作业的标准时间－劳动定额

2．工时消耗：定额时间－作业时间（基本作业，辅助作业）布置工作地时间休息与生理需要时间准备与结束时间非定额时间－停工损失时间非生产工作时间3．时间定额组成

1）单件生产：

作业时间＊（1＋宽放率）＋准备结束时间

2）成批生产：

作业时间＊（1＋宽放率）＋准备结束时间／批量

3）大量生产：

作业时间＊（1＋宽放率）

二、时间研究方法1．标准要素法：不同种类工作中，有大量相同或相似工作单元，对工作单元建立工作标准。2．PTS法：基本动作－标准时间表，动素3．样本法：抽样测定二、时间研究方法1．标准要素法：不同种类工作中，有大量相同或相似工作单元，对工作单元建立工作标准。步骤:-把新工作分成基本作业-在表中查每一相似作业时间,为这些作业设定时间-新工作特殊特征,调整每一作业操作时间(金属切削中,根据金属种类,切削工具的尺寸`切削厚度等用一个相应的公式对需要的时间进行调整)-对给定的工作,把作业操作时间相加,并加宽放时间2．PTS法(预定动作时间标准法)基本动作－标准时间表，动素-机器加工时间可根据加工速度和加工量计算加工时间-人工作业由17种动素组成,每一动素的时间值都已确定常用模特排时法:标准时间的单位是模数MOD1MOD=0.129秒,熟练劳动时为0.1秒,考虑疲劳因素后加10%,为0.143秒.3．样本法：抽样测定特点:不作连续的观测步骤:设计观测记录表:内容与调查对象有关观测项目的分类估计感兴趣的活动占总时间的比例(如:设备运行时间80%)确定所要求的精确度确定观测次數N=4P(1-P)/E2;E为准确度,P观测对象出现的概率确定观测时刻:样本的代表性,随机抽样研究期间,每隔两次或三次,用目前收集到的数据重新计算所要求的样本容量,如必要提高观察次数工作抽样的应用用等待所占的时间百分比来确定人或设备的工作时间百分比用作业水平测定为每一个工人的表现建立一个索引,当工作时间和产出质量相关时,就须对作业水平进行测定.这对周期性评价很有用.用时间标准来确定一项任务的标准时间.护士活动的工作抽样护理活动,结果分为两类:护理活动和非护理活动估计护士60%时间花在护理活动,置信度为95%,E=3%确定观测次数=1067次,若研究用10天时间,每天需观测107次.护士活动抽样计划为每一分钟分配时间观测时间的确定(产生随机数)观测进度表若进行150次观测,有64次所做的工作属非护理活动,护理性活动为70.1%.比估计要高,对应于933次观测,以后8天只需进行719次观测.用工作抽样导出时间标准信息数据来源一天中的数据操作者总时间计算机工资单480分钟(工作时间和闲置时间)系统生产的零件数目质检部420个工作时间百分比