基础工业工程教学课件第二部分工作研究第五章动作分析两份资料_第1页
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实事求是基础工业工程国家级精品课程第二部分方法研究第5章动作分析开篇案例某轿车公司焊装车间的后边梁凸焊CO2补焊工位焊接B455螺母为研究对象。改善前如右图所示,主要动作为:①员工走到焊接机右侧一米处的货架上取一个螺母;②弯腰在焊接机左侧0.5米处拾取一个待焊后边梁部件;③左右手协作将螺母放置于焊接件指定位置;④双手按住焊接件,脚踩踏板开关;⑤转身将焊接件放置在背后一米处货架上。存在的主要问题是:左右手协作将螺母放置于焊接件指定位置时,若员工一时疏忽不小心踩下脚踏板,容易发生伤手事故(曾有一名员工为此受伤);员工来回走动、弯腰,容易疲劳,效率低。开篇案例通过对员工操作进行分析,按遵循动作经济性原则对此工位进行改善。将放置螺母的货架移至焊接机旁,员工取螺母无须走动;利用重力原理,设计一个小滑道,对准焊接头,只需左手将焊接点对准焊接头,右手在滑道上放置螺母即可完成螺母准确放置于焊接点任务,然后踩下脚踏板完成焊接动作,消除了安全隐患;在焊接机右侧放置斜式物料架,取待焊接件、放置焊接件均无须走动。改善后如右图所示。改善效果:彻底根除安全隐患,降低工人疲劳程度;每次焊接螺母减少工时4秒钟,按照年产量和员工小时工资计算,每年可以节约1372元的工时费用,而员工自己设计滑道成本仅为20元。通过改善解决了实际问题,员工能力也得到了提高。开篇案例研讨题1、是否有更合适的动作,是否还存在无效动作?2、依旧存在的两个问题如何解决?3、动作分析有什么实际意义?通过分析,该工位依旧存在以下几个问题需要持续改善:①左右手劳动负荷不均,左手负荷长期高于右手负荷;②关键部位光照不够充分。主要内容5.1动作分析概述5.2动素分析5.3动作经济原则动作分析(MotionAnalysis)在程序决定后,研究人在进行各种操作时的身体动作,以排除多余动作、减轻疲劳、以寻求省力、省时、安全和最经济的动作。实质是研究分析人在进行各种操作时的细微动作,识别并删除无效动作,使操作简便有效,提高工作效率。5.1动作分析概述意义研究人体各种动作,寻求省力、省时、安全、经济的动作研究人在进行各种操作的细微动作,删除无效动作,提高工作效率简化操作方法,减少工作疲劳,降低劳动强度5.1动作分析概述5.1动作分析概述目的为改进或设计一个减少疲劳、安全、高效的作业系统提供可行的模式为选择、改进或设计人与机器相结合的工艺装备提供可靠的资料为制定作业标准和标准时间提供基础资料5.1动作分析概述分析方法动作分析目视动作分析(Visionmotionanalysis)影片分析(Movieanalysis)动素分析(Motionfactorsanalysis)5.1动作分析概述目视分析:目测,观察记录各操作单元以寻求改进,使用操作者工序图和动作经济原则作为分析改进的工具。动素分析:吉尔布雷斯(Gilbreth)在研究动作的初期阶段,把以手部为中心的作业(包括眼睛的动作),细分为17(18)个动作,以不同的记号标示,称为“动作要素”,用以动作分解,并逐项分析,以求改进。后人用Therblig命名这种分析方法。影像分析:用摄影机或录像机将各种操作进行摄影或录像,因拍摄速度不同,又分为细微动作分析和慢速控时动作分析。1伸手(TE)(TransportEmpty)6放手(RL)(ReleaseLoad)11计划(PN)(Plan)15休息(R)(Rest)

2移物(TL)(TransportLoaded)7检查(I)(Inspect)

12定位(P)(Position)16迟延(UD)(Un-avoidedDelay)

3握取(G)(Grasp)

8寻找(SH)(Search)

13预定位(PP)(Pre-position)

17故延(AD)(AvoidedDelay)

4装配(A)(Assemble)

9选择(ST)(Select)14持住(H)(Hold)

18发现(F)(Find)

5使用(U)(Use)

∪10拆卸(DA)(Disassemble)

5.2动素分析5.2动素分析第一类7个动素:伸手、抓取、移物、拆卸、使用、装配、释放第二类7个动素:寻找、发现、选择、计划、检验、定位、预对第三类4个动素:持住、迟延、故延、休息5.2动素分析1.伸手(Reach-RE):空手移动,伸向目标。又称运空。起点:当手开始朝向目的物之瞬间;终点:当手抵达目的物之瞬间特性:当手朝向目的物或某一动素完成,手须伸回时发生“伸手”动素;“伸手”途中常有“预对”伴生;“伸手”常在“释放”之后,而在“抓取”之前发生2.抓取(Grasp-G):利用手指充分控制物体,也称“握取”。起点:当手指或手掌环绕一物体,欲控制该物体的瞬间;终点:当物体被充分控制的瞬间结束特性:物体已经被充分控制后的“持住”;要点是用手控制物体;任何用工具的控制应视为“使用”;“抓取”常在“伸手”和“移物”之间发生5.2动素分析3.移物(Move-M):手或身体的某一部位将物件由一地移至另一地。也称运实。起点:手有所负荷并开始朝向目的地点移动的瞬间;终点:有所负荷的手抵达目的地点的瞬间。特性:“移物”可能由手携带,也可能是推、拉、滑、拖、转动;“移物”途中突然停止即为“持住”;“移物”途中常有“预对”伴生;“移物”常在“握取”之后,而在“释放”或“定位”之前发生4.装配(Assemble-A):将两个物体组合在一起起点:两个物体开始接触瞬间;终点:两个物体完全配合瞬间特性:较简单的“装配”几乎和“定位”无区别时,应以“定位”视之;常在“定位”或“预对”之后,而在“释放”之前发生5.2动素分析5.拆卸(Disassemble-DA):对两个以上的组合物作分解动作起点:当物体被控制,并处于可分解的瞬间;终点:物体完全分离的瞬间状态:A.松动-最容易,需时最少;B.稍紧;C.紧合-最难,需时最多。特性:可能与其它动素复合发生;常在“握取”之后,而在“移物”或“释放”之前发生6.使用(Use-U):为操作目的而使用工具或设备起点:开始控制工具进行工作的瞬间;终点:工具使用完毕之瞬间特性:一个操作中,可发生多次“使用”;当以手或手指代替工具操作时,也应看作“使用”,如用手指割裂纸或以手指沾浆糊,涂擦到纸上等5.2动素分析7.释放(Release-RL):将控制的物体放开,也称“放手”起点:手指始离开物体的瞬间;终点:手指完全离开物体瞬间特性:与“抓取”、“持住”相反的动素,是费时最少的形式:A.放置后松手;B.让物体从半空坠落;C.触摸的放手注释:身体某部位控制物体状态的解除,可视为“放手”8.检验(Inspect-I):将产品与标准作比较的动作起点:开始检查的瞬间;终点:产品质量优劣被决定的瞬间。特性:含有脑力的判断活动;人员的熟练程度会影响所用时间;检查标准通常有大小、数量、品质、性能,色泽等;需用视觉、听觉、触觉、嗅觉等器官。5.2动素分析9.寻找(Search–SH):眼睛确定物体位置的动作起点:眼睛开始寻找的瞬间;终点:物体被发现的瞬间特性:着重心理活动;复杂的操作及操作不稳定时,费时最多;物体愈小,费时愈多10.选择(Select-ST):多个相类似物中选取其一起点:终点即为起点;终点:物体被选出的瞬间特性:一般在“伸手”与“握取”之间发生;常与“寻找”合并计时;物体越小、规格越严,选择越费时5.2动素分析11.计划(Plan-PN):操作中为决定下一步骤所做的考虑-“思考”起点:开始考虑的瞬间;终点:决定行动的瞬间特性:是一种心理活动,表现为犹豫;操作越熟练,时间越短12.定位(Position-P):将物置于正确位置及方位的动作-“对准”

起点:手使物体移到特定方位的瞬间;终点:物体已被安置的瞬间特性:A.不对称物体,需时最多;B.几种方向均可,用时较少;C.任何方向均可,需时最少;常在“移物”之后,“释放”之前5.2动素分析13.预对(Preposition-PP):对准之前,先放置在预备对准的位置起点与终点:与“定位”的起终点相同特性:几乎都与其它动素复合发生,特别是“移物”;要求物体放置在合适的位置上,以方便以后的取用14.持住(Hold—H):手握住并保持静止状态起点:手开始将物体固定在某一方位上的瞬间;终点:当物体不必固定在某一方位上,而开始下一动素的瞬间特性:常发生在装配或手动机器的操作中,前为“抓取”,后为“释放”;“移物”的中途突然停止;应利用夹具替代手持物5.2动素分析15.休息(Rest-RT):因过度疲劳而停止工作起点:停止工作的瞬间;终点:恢复工作之瞬间特性:通常在操作周期之间发生;休息时间具体情况而不同16.迟延(UnavoidableDelay-UD):因无法控制的因素而发生不可避免的停顿起点:开始等候的瞬间;终点:继续恢复工作的瞬间特性:等候机器运转或等候他人工作完成而产生,如等待检验、等待产品冷却等;工人不熟练而引起迟延5.2动素分析17.故延(AvoidableDelay-AD):由于故意或疏忽而使工作中断起点:开始停顿的瞬间;终点:恢复工作的瞬间特性:此动素发生时,不需考虑工序调整;通常是由于工人的工作方法错误,不注意或疏忽所致动素分类核心动素(3种)常用动素(4种)辅助性动素(6种)消耗性动素(4种)5.2动素分析U伸手放手移物握取U装配使用拆卸计划休息迟延故延TherbligU检查寻找预定位持住选择定位5.2动素分析动素分析的基本步骤仔细观察作业过程,把握作业重点把整个动作过程分解为几个阶段性动作(作业要素)按左右手对阶段性动作进行动素分解,把动作描述和相应的符号记入表格将分析结果与实际动作进行对照,找出遗漏或错误的地方进行修改进行改善,尽量消除消耗性动素,减少辅助性动素,简化常用动作动素分析的应用-钻孔作业钻孔作业现场布置图左手动素右手分析要点移动工件到B处1离开钻床操纵杆一般不表示眼的动作,但本例定位精度为0.3㎜,故表示有眼的动作移动工件到B处2伸手到A处放开工件3握取工件手回到原处4移动工件到钻床上握取工件5放开对准钻孔位置(定位)6伸手到钻床操纵杆处对准钻孔位置(定位)7握取操纵杆对准钻孔位置(定位)8等待拿住工件9操纵钻床、钻孔移动工件10等待钻孔作业动素分析表UUUUU5.3动作经济原则GILBRETH所提倡,而后经过专家学者改进动作经济原则主要思想:减少动作的数量缩短动作的距离双手同时进行动作轻快动作减少疲劳提高效率5.3动作经济原则归纳为三大类,22条:关于人体的使用原则(8)关于工作场所的布置原则(8)关于工具和设备的设计原则(6)十条基本原则1)关于人体的使用原则双手应同时开始并同时完成其动作除规定休息时间外,两手不应同时空闲两臂的动作应对称、反向并同时进行手的动作应尽可能以最低等级的动作来完成凡是能利用重力的地方应用重力,如果必须用体力,应减少到最低限度手的动作以圆滑连续的曲线运动最好,不要采用折线或直线、突然或急剧改变方向的动作自然摆动的动作比受限制或受控制的运动轻快和准确动作应尽可能具有轻松自然的节奏,节奏性和平稳性对于自然地完成一项操作具有重大作用双手并用双手的动作尽可能同时开始、同时结束;除规定休息时间外,双手不应同时空闲。2.5磅,单手,254mm,2002.5磅,双手,254mm,>400对称反向双臂或双手之动作,应反向对称为之降低等级动作用最适宜最低次的身体部位进行;如手的运动可用手指、手腕、前臂、上臂、肩五个部位进行,尽可能设计成只用手指或手腕即可完成的动作级别动作枢轴运用部位1指节手指2手腕手指、手腕3肘手指、手腕、前臂4臂手指、手腕、前臂、上臂5身体手指、手腕、前臂、上臂、肩及身体其他部位降低等级例电灯开关平面搬运与弯腰搬运避免突变连续曲线运动,较方向突变的直线运动为佳连续曲线运动工作效率比方向突变的直线运动效率高弹道运动弹道式之运动,较受限制的运动轻快确实弹道式运动方式效率高、速度快、力量大、目标准节奏轻松动作应尽可能使用轻松自然之节奏恰当组合动作,使工作产生韵律节奏,减少作业人员的疲劳和心理压力手脚并用减少手的工作负荷,可用脚代替控制性的工作尽量用足踏、夹具替代手的工作适当姿势应使用适当姿势操作,避免疲劳及劳动伤害之动作2)与工作地布置有关的原则工具、物料应放置于固定场所工具、物料及操作装置应放于工作者前方的近处零件、物料应尽量利用重力坠送到靠近用料的地方尽可能采用下滑式运送装置工具、物料应按操作顺序放置应有适当的照明设备,使视觉舒适工作台和椅子高度应使工作者坐、立方便适宜工作椅的形状和高度应使工作者保持良好姿势定点放置

工具物料应放置于固定处所

5S整理(Seiri)整顿(Seiton)清扫(Seisoh)清洁(Seiketsu)素养(Shitsuke)双手可及工具物料及装置,布置于靠近使用点双手可及双手可及双手可及工艺顺序工具物料应依照最佳工作顺序而排列使用容器物品、零件应尽量使用容器或装具重力坠送尽量利用重力方法坠送零件、材料或成品近使用点装配之物料之运送,应尽量送至使用点零件物料之供给,应用其重力喂料及各种盛具送至使用点,越近越佳堕送方法应尽量可能使用之适当工作台照明通风应有适当之照明设备,使视觉满意舒服工作场所之光线应适度,通风应良好,温度应适度3)与工具设备有关的原则尽量解除手的工作负担,代之以夹具或脚踏装置进行工作可能时,应将两种工具合并为一种多功能工具工具和物料应尽可能预放在工作位置手指分别工作时,各指的负荷应按照其固有能力分配手柄设计时,应尽可能扩大它与手的接触面机器的手柄、手轮及操纵杆应安置在很少转动身体就能进行操纵的位置,且能利用机械的最大能力易于操作工作台及坐椅之高度使工作者坐立适宜尽量解除手之工作,而以夹具或脚踏工具代之易于操作手柄之设计,应尽可能使与手之接触面增大利用工具可能时应将两种或两种以上工具合并为一利用工具工具物料应尽可能预放在工作位置适当位置手指分别工作时,其各个负荷,应按照其本能,予以分配4)归纳的十项基本原则双手动作应同时而对称(1-3)动作等级尽量低(4)尽可能采用曲线运动,利用运动过程中的动能,动作应轻松有节奏(5-8)工具、物料定置、定位(9、10、13)利用重力坠送(11-12)4)归纳的事项基本原则工作环境:照明、工作台和姿势(14-16)尽量解除手的动作(17)多功能工具(18)工具设计的人性化(20-22)工具及物料应尽可能事先定位(19)5)工作研究案例从现实生活中体会工作研究的重要性善于发现问题理解IE的应用前景某公司应用工业工程所做的工作改进实事求是基础工业工程国家级精品课程第三部分工业工程应用第8章学习曲线开篇案例通过对十几家机织服装生产企业实地调研,发现所有服装企业在生产服装时都有一个共同规律:生产刚开始时单台产量较低,随着累计生产总量的增加,其单位时间单台产量会逐渐提高;但当生产持续一定时间后,单位时间的台产量会逐渐趋于稳定。同时发现,不同款式的服装每件所需的加工工时和加工工时趋于稳定所用时间均不相同。某工厂面料为全棉牙签条,生产数量为12000件,用80台平缝机每天生产10h,累计生产13天,工厂实际累计生产数量见下表1。时间/day累计产量/件时间/day累计产量/件114086662290097752317201088724261011998753572121109264542131200075582工厂实际产量统计表开篇案例通过对调研获得数据进行拟合分析,得到了该数据的基本规律,如下图所示。生产时间随生产数量变化规律开篇案例研讨题1、在该服装企业生产过程中,平均单件生产时间随生产数量的累积成何种变化规律?2、形成上述现象的原因有那些?主要内容8.1学习曲线概述8.2对数学习曲线8.3学习曲线的应用学习要点掌握学习曲线的原理应用学习曲线有助于解决那些问题分析运用学习曲线与工作研究之间的关系学习曲线又称为经验曲线,是指在大批量生产过程中,用来表示单台(件)产品工时消耗和连续累计产量之间关系的一种变化曲线。1936年美国康乃尔(Cornell)大学的莱特博士首先在航空科学期刊上发表了有关学习曲线的文章,揭示了学习曲线的规律性。8.1学习曲线概念及含义8.1学习曲线的概念及含义随着累计产量的增加,操作者生产制造熟练程度的提高,产品单台(件)工时消耗呈现下降趋势,这样就形成了一条工时递减的函数曲线。学习曲线因此而得名。学习曲线是将学习的效果定量地面在坐标图上,横轴表示学习次数,纵轴表示学习效果。在工业使用中,学习次数通常用累计平均工时来表示。因此,学习曲线表示了产品制造工时(人工成本)与累计产量之间的变化规律。8.1学习曲线的概念及含义数学上的意义是什么?管理学上的意义又是什么?工具物料学习曲线操作者的技能工作方法管理工艺产品设计企业中影响学习曲线的因素生产第2架飞机所需的时间为生产第1架飞机所需时间的80%,而生产第4架飞机所需的时间又为生产第2架飞机所需时间的80%依次类推,可得出当产量每增加一倍时,所需累计单件制造工时降低到原来的一定百分数,这个百分数就是学习率,它说明了操作者在学习中取得的成果。8.2对数学习曲线由此可得:

KX=K1Cn;X=2n设KX——生产第X架飞机所需工时

K1——生产第一架飞机所需工时

C——工时递减率或学习率

X——累计生产的飞机架数

n——累计产量翻番指数KX=K1Cn;X=2n对上面两式取对数,可得:lgKX=lgK1+nlgC;

lgX=nlg2设式中,α称为学习系数。可得lgKX=lgK1+αlgX从而KX=K1Xα,该式叫莱特公式。它表示了学习效果即累计平均工时KX随累计产量X(即学习次数)而变化的情况。

8.2对数学习曲线学习曲线的应用条件生产过程中确实存在着“学习曲线”现象;学习率的可预测性,即学习现象是规则的,因而学习率是能够预测的。适用于大批量生产企业的长期经营决策8.3学习曲线的应用8.3学习曲线的应用利用学习曲线估计产品销售价格设甲方向乙方订购以焊接为主的装配件1000台,每台销售价格20000元。现需再增加订货1500台,问增加的这l500台价格应为多少?满足的基本条件为:乙方准备了l,000,000元的设备费用,在最初的1000台订货时己全部折旧。材料在第一次订购时,每台为6000元。但现在已涨价为7000元。电镀费用每台400元,此项费用不随产量的增加而降低,是一个不变的量。乙方在第一次销售时未获取利益,决定在这次追加订货时希望获得15%的利润。学习速率为90%。要想确定追加订货的价格,必须分析第一次订货时产品的单价,为此,要把第一次销售产品的单价分为影响学习曲线的项目和不影响学习曲线的项目。第一次销售的1000

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