1、IE工程 -工作设计与工作研究生产运作系统的设计和分析 生产运作系统的设计和分析 运作系统的布置及其分析运作系统的布置及其分析 一、选址一、选址 1 1 单一选址单一选址 2 2 设施网络选址设施网络选址 二、布置原则二、布置原则 1 1 满足生产过程要求满足生产过程要求 2 2 追求高效率和合理的设备利用率追求高效率和合理的设备利用率 3 3 保持生产的柔性保持生产的柔性三、布置分析及其改进 n工艺原则布置： 如何使物流有序 n对象原则布置： 如何使每个单元的操作时间大致相等 n混合原则布置： 物流有序，瓶颈的解决四、装配线的柔性分析 n直线型： n U型： n环型： n人的柔性调节装配线五
2、、装配线的平衡 n节拍： 相邻两产品通过装配线尾端的间隔时间 n工作站： 操作者传递零件或完成装配作业 n作业基本单元 ：工作站的操作组成 n 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。 n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 C 4）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 ）
3、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 n 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 A 45 安 装 后轮支架 ， 拧紧 四个 螺母 B 11 插入后轴 A C 9 拧紧后轴支架螺栓 B D 50 安 装 前轴 ， 拧紧 四个 螺母 E 15
4、 拧紧前轴螺栓 D F 12 安 装 1后车轮 ， 拧紧轮轴 盖 C G 12 安 装 2后车轮 ， 拧紧轮轴 盖 C H 12 安 装 1前车轮 ， 拧紧轮轴 盖 E I 12 安 装 2前车轮 ， 拧紧轮轴 盖 E J 8 安 装 前轴上 的 车 把手 ， 拧紧螺栓和螺 钉 F， G， H， I K 9 上紧 全部 螺栓和螺 钉 195J型 玩具马车 的流 程图 A 45 B 11 C 9 F 12 G 12 J 8 K 9 D 50 E 15 H 12 I 12n 计 算 节拍： C 60 420 500 50.4(秒 /辆 ) n 工作站数量的 理论最小值 :N=T/C=190/50.
5、4=3.87=4 n 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 n 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 1 A 45 5.4 无 工作站 2 D 50 0.4 无 工作站 3 B 11 39.4 C,E C,E E E 15 24.4 C,H,I C C 9 15.4 F,G,H,I F,G,H,I F,G,H,I F 12 3.4 无 工作站 4 G 12 38.4 H,I H,I H,I H 12 26.4 I I I 12 14.4
6、J J 8 6.4 无 工作站 5 K 9 41.4 无n效率计 算 : 效率 =T/(N*C)=195/(5*50.4)=0.77 n评价 平衡 方 案 :装配线 不 平衡 ,闲 置时间 为 23% n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 案六 、作业分解 n 最长 的作业时间决 定了 生 产线 上 节拍的 最小 可能 值 n 一 种 作业的时间 为 40秒 ，大 于 节拍 36秒 ， 此 作业如何 处理 ？ n 可能 的 方 法 有： 作业分解 ：使一个作业分解到两个工作站 作业共享 ：作业 能不能 在相邻工作站 （ 协助
7、 ） 进 行 一 点共享 设立 平 行 工作站： 聘用 操作 技巧高 的工人 加 班 ： 以 每 40秒生 产 1件的 速度 进 行 生 产 重新设 计 工作 团队n效率计 算 : 效率 =T/(N*C)=195/(5*50.4)=0.77 n评价 平衡 方 案 :装配线 不 平衡 ,闲 置时间 为 23% n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 n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
8、品 循 环 生 产。七 、工艺原则布置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
9、 各工序的操作 时间、 更 换批 量的 次 数2 SLP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
10、 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 A 特 高 物流 强 度 较 大物流 强 度 一 般 物流 强 度 可 忽略 搬运 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 特别 重 要 重 要 一 般密切 不
11、重 要 不 希望接近 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 3.2 3.2 生产系统的工作研究 生产系统的工作研究 一、 几 个基本 概念 1 工作 研究
12、 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 n五个通 用 符 号 作业、 运输 、 检验 、 停留 、 存储 n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n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 W
13、HEN 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 （ P1
14、17） 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 3 物流分析：组装 草 图 、组装 图表 、 路 线单 和 流 程图 4 信息 流分析： 计划 活 动 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
15、 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
16、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 3.3 作业 测定 作业 测定 一、时间研究 1 目 的： 制 定 各 种 工作或 生 产作
17、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）4.劳 动 定 额 的 制 定 方 法 n经 验 估 工 法 n比较 类 推 法 确 定 具 有 代 表 性的 典 型零件 制 定 典
18、 型零件的 劳 动 定 额 作 为 参 考 系 比较 类 推 制 定 相 似 零件的 劳 动 定 额 n统 计 分析 法 分析 历史 统 计 资 料 的 可 靠 性 ,剔除异常 数 值 计 算 平 均 实 做 工时 计 算 平 均 先 进工时 n工 程 技 术 计 算 n时间 研究 方 法二、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
19、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 MOD 1MOD=0.129秒 ,熟练劳 动 时 为 0.1秒 , 考虑 疲劳 因
20、 素 后加 10%,为 0.143秒 .3 样 本 法 ： 抽 样 测 定 n特 点 :不 作 连 续 的 观 测 n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)/E 2 ; 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
21、 样 本 容 量 ,如 必 要 提 高 观察 次 数工作 抽 样 的 应 用 n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 n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 . n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 n 护 理 活 动 ,结果 分 为 两 类 :护 理 活 动 和 非护 理 活 动 n 估 计 护士 60%时间 花 在 护 理 活
22、动 ,置 信 度 为 95%,E=3% n 确 定 观 测 次 数 =1067次 ,若 研究 用 10天 时间 ,每 天需 观 测 107次 . n 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 n 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
23、 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 工作 抽 样 85% 闲 置时间 百 分 比 工作 抽 样 15% 平 均 评 比 率 工作 抽 样 110% 总 宽 放 率 时间 研究 手 冊 15% 总时间 *工作时间 比 率 *评 比 率 1 每个零件的 标准 时间 = 生 产零件的总数 目 1-宽 放 率 480*0.85*1.10 1 = 420 1-0.15 =1.26分 钟4.工作 日 写 实 n研究 工作 日 内的时间 利 用 情 况 n按 时间 先后 顺 序 记录 工作内 容 和 时间 消
24、耗 ,进 行 整 理 分析 n步骤 写 实 准 备 观察 记录 整 理 资 料 研究 分析5.直 接 测 定法 n一 般 以 工序 为 对象 ,反复 数 次 测试 n步骤 测 时 选 定 时间 平 均 时间 法 最小 时间 法 合成时间 法 修正 时间一、工作标准 1训练 有 素 的人 员 ， 用 预 先 设定 的 方 法 ， 用 正常 的工作 速度 ， 正常 的 技能 ，完成一 定 工作 所需 的时间。 2.工作 标准 的 制 定 ：要 用统 计方 法得出 ，工作者 适 时进 行 修正 。 3.4 3.4 工作 标 准 工作 标 准二、工作标准的作用 1.制 定 生 产 运 作 能 力 计划
25、 2.进 行 作业 排 序 和 任 务 分配 程 序 设 计 4.作 为 激励 手 段 之 一 5.用 于 成本 和 价 格 计 算 6.评价 员 工的 绩 效三、使用工作标准的利弊 1.工作 标准 的使 用 有一 定 难 度 2.工作 标准 缺乏 对人的 尊 重 3.容 易 重 视 产 出 数量 而 忽 视 产 出 质 量四、在工作设计中的应用 1 BPR：工作流 程 重 构 。 重新设 计 工作 方 法 、工作流 程 的 思想 。 2 BPR的 出 发 点 ：对 劳 动 分工 论 的 反思 3 BPR的 具 体 方 法 数 项 工作或业 务 组合、合 并 为 一 给 与 员 工决 策 拍
26、板 的 权 力 工作流 程 的各 步骤 按 其 自然 顺 序进 行 为 同 一工作 设 置 若 干 种 进 行 方式 工作 超 越 组 织 的 界 限 ，在 最 适 当 的 场 所 进 行 尽 量 减 少 检 查 、 控 制 、调 整 等 管 理 工作 4 从 工作流 程 重 构 到 企 业 重 构 ：工作流 程 重 构 是 企 业 重 构 的 出 发 点 例 ： 养鸡 场 养鸡 过 程 的 再造五、流 程 分析的 社会 技 术 方 法 n 1定 义 流 程 研究 的 范围 和 总 体 问题 n 2 任 务 1的 报告 初 步 组 织 研究 n 3 任 务 1的 报告 研究 目前 的工作流 程 n 4 任 务 2、 3的 报告 特 定 的组 织 改进的 设 计 n 5 任 务 2、 3的 报告 改进的工作流 程 设 计 n任 务 4、 5的 报告 运 作 新 系 统 n 6评价新 系 统
