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1、,基础工业工程第五章 程序分析,一、作业分析的含义,通过对以人为主的工序的详细研究，使作业者、作业对象、作业工具三者科学合理地布置和安排，达到工序结构合理，减轻劳动强度、减少作业工时消耗、缩短整个作业的时间，以提高产品的质量和产量为目的而作的分析，称为作业分析。,第一节 作业分析概述,二、作业分析与程序分析的区别,作业分析是研究一道工序、一个工作地点的工人使用机器或不使用机器的各个作业（操作）活动。 程序分析是研究整个生产的运行过程，分析到工序为止，而作业分析则是研究一道工序的运行过程，分析到操作为止。 例如：机械加工中车削工件的外圆，电子文档签阅中电脑键盘及鼠标的使用等，都是一种作业分析活动
2、。,三、作业分析的基本要求,通过删减、合并、简化，使操作总数减至最低、工序排列最佳，并使每一操作简单易行。 合理利用肌肉群，防止某些肌肉群由于动作过于频繁而产生劳损。发挥双手作用，平衡双手负荷，避免用手长时间握持物体，尽量使用工具。 要求机器完成更多的工作，例如：自动进刀、退刀、停车、自动检测、自动换刀等。大量生产应设计自动上料落件装置。改进零件箱或零件放置方法。,减少作业循环和频率。减少物料的运输和转移次数，缩短运输和移动距离，使运输和移动方便易行。 改进设备、工装与工位器具、物料规格或工艺，采用经济的切削用量。 工作地点应有足够的空闲，使操作者有充足的回旋余地。 消除不合理的空闲时间，尽量
3、实现人机同步工作，使某些准备工作、布置工作地点的工作、辅助性工作放在机动时间进行。,综上所述，通过作业分析，应达到使作业的结构合理、作业者的劳动强度减轻、作业的时间消耗减少，保证生产质量，提高作业效率。,四、作业分析的特点,它把详细地分析、改进一个工作地上的作业作为分析的对象和目标； 它应用程序分析的基本手法，对以人为主的作业系统进行分析； 分析的内容是影响该项作业效率和作业质量的各种因素。通常包括作业方法、原材料、设备与工装工位器具、作业环境条件等方面。,五、作业分析的类型,根据不同的调查目的，作业分析可分为：,人机作业分析 联合作业分析 双手作业分析,人机作业分析的含义 人机作业分析的特征
4、 人机作业分析的主要用途 人机作业分析的作业过程 人机作业分析图 人机作业分析图的实例分析 闲余能力的分析,第二节 人机作业分析,一、人机作业分析的含义,人机作业分析是应用于机械作业的一种分析技术，通过对某一项作业的现场观察，记录操作者和机器设备在同一时间内的工作情况，并加以分析，寻求合理的操作方法，使人和机器的配合更加协调，以充分发挥人和机器的效率。,二、人机作业分析的特征,一般用于分析1人操作1台机器或1人操作多台机器的情况。 人机作业分析借助于人机作业图进行分析。,三、人机作业分析的主要用途,发现影响人机作业效率的原因。人机作业时，若人与机器的相互关系不协调，人机分析图能一目了然，发现产
5、生无效时间的原因。 判断操作者能够同时操作机器的台数，既确定1名操作者可能操作几台机器，充分发挥闲余能力的作用。 判定操作者和机器两方面哪一方对提高工效更为有利。 进行安全性研究，因过分提高机器的运转速度和设备的利用率而使操作者的安全受到危害时，应如何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。从提高人机作业效率的观点出发，有效进行设备改造，提高设备的运转速度，重点是实现自动化及合理改善作业区的布置。,四、人机作业分析的作业过程,观察和记录操作者与机器设备在一个作业周期（周程）内各自的操作步骤和操作内容。 用作业测定法确定这些操作活动的时间，按照操作者和机器设备操作活动的时
6、间配合关系，在作业分析图表中清晰地表示出来； 运用工作简化和合并交叉的原则，研究改进操作的各种可能性，提出切实可行的改进方案。 绘出新的操作分析图表。新的操作方法经过现场验证以后，即应用于生产，并对改进的效果进行评价。,五、人机作业分析图,人机作业图是记录在同一时间坐标上，表明作业者与机器的协调和配合关系的一种图表。它可以清楚地显示人的工作周期与机器的工作周期在时间上的配合关系，因此，通过对人机作业图的分析，可以获得减少人机等待（空闲）时间，提高人机效率的新方法。,人机作业图由以下三部分构成： 表头部分、图表部分、统计部分,1、表头部分,包括作业名称、工作部门、产品名称、表号、作业者、编号、图
7、示、日期、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,取适当的比例尺，如以1cm代表1min。 用垂直竖线把人与机器分开。,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。如用 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，用细实线 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。
8、 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。,六、人机作业分析图的实例分析,例5-1. 在立式铣床上精细铸铁件的平面 图5-1左侧为在立式铣床上精铣铸铁件时人机操作情况的详细记录图。图中可见，工作中铣床有3/5的时间没有工作，这是由于当工人操作时，机床停止工作；机床自动切削时，工人则无事做。 工人将工件夹紧在机床台面上和加工完后松开夹具、取下零件是必须在机床停止时才能进行的，但用压缩空气清洁零件，用样板检验工件的深度等是可以在机床开动中同时进行的。,因此要缩短其周程时间，应
9、尽量利用机器工作的时间进行手工操作。如检查工作物、去除加工面的毛刺，将加工完的工件放进成品盒，取出铸件做好加工前的准备，在放回工件的同时取出待加工件，用压缩空气吹洗已加工的铸件等。 图5-1右侧为改进后的记录图，由图可见，重新安排工作后，不需增加设备和工具，仅在2min内就节省了工时0.64min，提高工效32。,图5-1 精铣铸铁件的人机作业图（现行方法和改良方法）,例5-2. 打光发动机螺栓 因为这些螺栓用于飞机上，因此加工后必须去掉毛刺。原方法是：操作者从工作台上的贮藏箱中拿起一个螺栓，用手握住螺栓的一端靠近布轮（布轮旋转着），用手旋转去掉毛刺，然后再换螺栓的另一头去掉毛刺。打光的螺栓被
10、扔到放在桌上右边贮藏盒内，试绘制人机作业图并进行改进。,解： 1. 首先绘出原方法的人机作业图（图5-2）,图5-2 打光螺栓的人机作业图（原方法）,2、分析和改进,采用提问技术： 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？ 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，此三次动作时，机器空闲着。,图5-3 打光柱螺栓的夹具图,问：有无更好的方法？ 答：如果不用人握着，而靠一种夹具来自动进料，既解决布轮两边
11、的利用率，又可以减少机器等待人握紧螺栓，并调换一端的时间。,改良方法是安装一个简单的夹具，它由平行放置于工作台上的两个金属管组成，如下图5-3所示，可以看出：柱螺栓被装在两个管中，布轮快速地旋转，打光螺栓，改进后的人机作业图如下图5-4。,3、建立新方法,图5-4 打光螺栓的人机作业图（改良方法）,改进前每小时只生产： 改进后每小时生产： 工作效率提高： 经改进不但提高了工作效率，而且让工人工作起来更轻松愉快。由此例可以知道通过改善工具，减少了等待和空闲时间，缩短了周期，从而提高了工效，这是提高工效的方法之一。,4、实施: 通过实施新方法，取得显著效益,例5-3. 某工人操作车床车削工件，作业
12、程序及时间值为：装夹工件：0.5min，车削：2.0min，卸下零件：0.3min，去毛刺并检查尺寸：0.5min，该车床自动加工。试绘制出此作业的人-机作业图，并对其作业进行改进。,解： 1. 首先绘制人-机作业图（图5-5），由图可以看出，人的空闲时间太多，人的利用率仅为39%,图5-5车削时的人机作业图（原方法）,2. 采用“5W1H”提问技术和“ECRS”原则进行分析改进,问：为什么去毛刺并检查尺寸要在机器停止时去毛刺并检查？ 答：过去一直是这样的。 问：有无改进的可能性？ 答：有。 问：怎么改？ 答：在机床车削下一个工件时，可以去毛刺并检查已车削好的上一个工件。改进后的人机作业图如图
13、5-6。,图5-6车削时的人机作业图（改进方法）,由此可看出，通过重排，不需增加设备和工具，而是尽量利用机器工作时间进行手工操作，从而缩短了周程，提高了工效和人机利用率。,3、可对其再作进一步改进以提高工效,由图5-6可以看出虽然缩短了周程，提高了利用率，但是在每一个周程内，人仍有很多的空闲时间，但要进一步缩短周程却比较难，这时改善方法有两种：一是增加其他工作，二是利用空闲操作一台机床。 因为在一周程内，工人有1.5min的空闲，足够操纵另一台机床（1.3min）。这样既充分利用工人的空闲时间，提高了工作效率，也节省了劳动力，图5-7为改进方法。,图5-7 车削时的人机作业图（第二次改进方法）
14、,由图5-7与图5-6相比可知，工作周程虽未改变，两种方法均为2.8min，但第二次改进方法中因完成了两件，也就是每件加工时间仅为1.4min，即总产量增加了50%。 此例正说明: 永无止境的求新意识是方法研究的一个显著特点，通过改善可以充分利用工人的空闲时间，即闲余能力。,七、 闲余能力的分析,闲余能力分析是对人员及设备能力进行准确调查分析后将作业内容合理地再分配的工作，目的是使各工序的人员及设备负荷合理，最大限度地减少人及设备的闲余时间，从而提高工效。,闲余能力分析可以从以下三个方面进行： 1. 机器的闲余能力; 2. 操作者的闲余能力; 3. 操作者可同时操作机器数量的确定。 闲余能力的
15、调查手段与方法有： 1. 作业测定； 2. 联合作业分析； 3. 人机作业分析。,特别说明的是第三点，在用人机作业分析闲余能力时，确定一个作业者可同时操作几台机器的计算公式如下：,N：代表一个作业者操作的机器台数 t： 代表一个作业者操作一个机器所需的时间（包括从一台机器走到另一台机器的时间） M：代表机器完成该项作业的有效时间,在闲余能力分析的利用上，人不等待机器，机不待人，如例5-2中，人、机的利用率均达到100%，显然这是一种理想安排，因为作业过程的各种宽放时间是客观存在的，但这是追求的目标。,联合作业分析的含义 联合作业分析的特征 联合作业分析的过程 联合作业分析的目的 联合作业分析图
16、 联合作业分析实例分析,第三节 联合作业分析,一、联合作业分析的含义,联合作业分析是指当几个作业人员共同作业于一项工作时对作业人员时间上的关系的分析以及排除作业人员作业过程中存在的不经济、不均衡、不合理和浪费等现象的一种分析方法。,二、联合作业分析的特征,联合作业分析是对一组作业人员（两个或两个以上）所进行的分析。借助于联合作业分析图，对以下各项进行调查分析： （1）各作业人员的待工（空闲）情况； （2）各作业人员的作业率； （3）联合作业中耗费时间最长的作业是哪个。,三、联合作业分析的过程,首先是以各作业人员的各自作业流程为基础（进行详尽的观察和记录）； 然后使各作业人员的作业时间坐标应一致； 最后合并绘制出联合作业分析图。 在此基础上，即可着手进行改进分析，拟定改进方案等。 最终所形成的改进方案也要通过联合作业分析图清晰地表示出来。同时配有改进前、后的对比。,四、联合作业分析的目的,发现空闲与等待的作业时间。利用联合作业分析图，可将那些不明显的空闲与等待时间完全显现出来。同时还可发现和
