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FundamentalIndustrialEngineering实事求是基础工业工程国家级精品课程ManagementSchoolofTianjinUniversity第二部分工作研究第4章操作分析ManagementSchoolofTianjinUniversity开篇案例A公司机加工车间成立时产量较低，车间富余很大空间，随着公司订单的日益增多，陆续增加四条生产线（功能类似）。由于每条线投产时间不一样，机器摆放随意，车间布局稀疏，存在较为严重的孤岛效应（如图a所示）。公司一直采用一人一机的方式，员工闲置率高。当前订单猛增使工人常常加班，一方面感觉人手不够，且一线员工招聘越来越困难，另一方面公司领导觉得员工总工作时间较同行略低，在加薪问题上迟迟不给员工答复，员工积极性受挫。图a改善前车间布局ManagementSchoolofTianjinUniversity开篇案例公司领导在参观了本地享有“精益车间”美誉的B公司的机加车间后，决定学习B公司的一人多机方式，聘请B公司的工业工程人员指导改善，并对相关资源进行调整。首先采用程序分析的各种方法优化工艺流程，利用流程程序分析和线路图分析的方法改变当前的车间布局模式，改“孤岛型布局”为“U型布局”，如图b所示；图b改善后车间布局ManagementSchoolofTianjinUniversity开篇案例接着通过人机操作分析，计算得到理论人机配比应该为1:3，但是由于当前的限制条件比较多，例如机器加工程序设置不合理导致每间隔5-8分钟就需要对机器操作一次，一个周期时间被划分得零零碎碎，为了充分保证机器利用率，当前只能够采用1人2机的运作模式。操作方法改善时发现，常常由于意外，导致员工忙不过来而导致机器闲置，虽然工资有所提升，但员工还是抱怨劳动量增加、工作紧张、心理压力大。为了解决这些问题，公司决定深入推进工业工程的理念与方法，对现场进行改革与改善。ManagementSchoolofTianjinUniversity开篇案例通过工业工程师的指导，车间管理人员领导全体员工积极参与，改变原有的加工方法，减少上下料次数和上下料难度；设计部分专用工具，提高上下料效率、降低劳动强度；对工人进行培训，学习双手操作，降低疲劳强度、减轻职业病危害；并对每个工位的布局进行优化。数控机床加工时间降低、上下料的时间和次数减少、工人劳动强度降低，成功实现1人3机的运作模式。ManagementSchoolofTianjinUniversity开篇案例改善后在不增加机器设备和人员的情况下很好地满足了客户订单，公司领导层在整个制造业工资日增的环境下，开始逐步提高一线工人的工资。员工操作时间确有增加，但操作时间和劳动负荷分布均衡、节奏性强，操作反而容易，工作压力减小。ManagementSchoolofTianjinUniversity开篇案例研讨题1、操作分析主要解决哪些问题？2、你能从本案例中归纳出哪些值得学习的方法或领域？3、作为一个工业工程专业学生或专业工程师，如何说服公司领导和员工进行现场改善？ManagementSchoolofTianjinUniversity主要内容4.1操作分析概述4.2人机操作分析4.3联合作操分析4.4双手操作分析ManagementSchoolofTianjinUniversity操作分析（或作业分析）研究分析以人为主体的工序，使操作者、操作对象、操作工具三者科学地组织、合理的布局与安排，以减轻工人的劳动强度，减少作业时间的消耗，使工作质量得到保证。4.1操作分析概述ManagementSchoolofTianjinUniversity4.1操作分析概述操作分析内容操作分析人机程序图（man－machineprocesschart）——人机闲置能力分析双手操作分析（operatorprocesschart或LeftandRighthandprocesschart）——人的操作流程分析联合操作分析（multiple－activitychart）——人机配合关系分析ManagementSchoolofTianjinUniversity4.1操作分析概述人机操作分析使用人机程序图，对于单人单机或单人多机的作业操作，分析人和机器的空闲及相互配合，以提高人-机利用率；联合操作分析使用多动作程序图，记录在同一时间坐标上，一组工人共同操作一台机器或不同工种的工人共同完成一项工作时，他们之间的相互配合关系；双手操作分析也叫操作者作业分析，是流程分析的进一步细化，对由一名操作者承担的作业的全部操作活动进行详细的记录和分析，消除多余活动，特别是左右手多余和笨拙的动作。ManagementSchoolofTianjinUniversity4.1操作分析概述关注焦点机动时间（机器空闲）手动时间（人员空闲）闲余能量（主要是机器闲余能力）核心：人和机器能力的有效利用，作到“最佳”操作人员空闲时间最少一个工人看管的最佳机器台数机器闲置的时间最少一定数量的机器最佳工人数成本最小（人工成本+机器成本）ManagementSchoolofTianjinUniversity4.2人机操作分析—人机程序图以适当线段的长短代表时间，如1cm代表10min等；以适当间隔分开人与机，最左方为工人操作时的动作单元及时间记录，由上向下记录工人每一动作单元所需时间；操作时用实线（或其它方式）表示，空闲用虚线（或其它方法）表示；机器工作与空闲分析与人的操作分析相同，在右方；待人与机器的操作时间均已记录之后，在此图的下端将工人与机器的操作时间、空闲时间及每周期人工时数予以统计，供分析时参考。ManagementSchoolofTianjinUniversity4.2人机程序图法人机程序图示例0.20.40.60.81.01.21.41.61.82.0移开铣成件用模板量深度锉锐边取新铸件清洁机器开动机器空闲精铣第二面空闲人机时间(min)操作空闲ManagementSchoolofTianjinUniversity人机程序图示例一人工人操作一台机器，内容是：把装在模子的液体材料（稍有粘性）投入机器后开始操作，经过一定时间从机器取出模子，再从模子中取出成品，然后再装入液体材料等反复性的作业。目前，因机器的使用率不高，而未能达成预期生产量，问如何加以改善，其改善的重点是什么？ManagementSchoolofTianjinUniversity人机程序图示例操作员的作业把材料装入模子（放材料）100秒把模子放入机器（放模）16秒开动机器13秒等待机器加工——停止机器8秒取出模子（取模）12秒取出成品18秒ManagementSchoolofTianjinUniversity人机程序图示例机器的作业放入模子16秒开动机器13秒加工90秒停止机器8秒取出模子（取模）12秒等待放入模子——ManagementSchoolofTianjinUniversity人机程序图示例作业员与机器的同步关系（作业员）（机器）放模——————————放模开机——————————开机停机——————————停机取模——————————取模ManagementSchoolofTianjinUniversity作业作业员时间经过时间（秒）机器时间作业放模开机等待停机取模取成品放材料16139081218100放模开动机器加工停机取模等待16139081211829119127139157257人机程序图示例ManagementSchoolofTianjinUniversity人机程序图示例现状：周期时间为257秒，机器等待为118秒，因此，一周期中的机器作业率为：(257-118)/257=54.09%操作人员作业效率为：(257-90)/257=64.98%为减少作业员及机器的“等待时间”，检讨是否可以利用“机器加工”的时间，由作业员来“放材料”，如此，即需另增1个模子。使用2个模子的作业过程如下：ManagementSchoolofTianjinUniversity③放材料（空模）（放入材料的模子）第一次周期第二次周期第三次周期③放材料（空模）（放入材料的模子）①放模人机程序图示例①放模②开机④停机⑤取模⑥取成品（机器加工）①放模②开机④停机⑤取模⑥取成品（机器加工）ManagementSchoolofTianjinUniversity取成品取模停机18128作业作业员时间经过时间（秒）机器时间作业放模开机放材料1613100放模开动机器加工停机取模16139081229167等待18等待10129137149人机程序图示例：改善后ManagementSchoolofTianjinUniversity周期时间由原来的257秒缩减为167秒，此周期中机器的使用率为：（167-28）/167=83.23%较改善前的54.1%提高了29.1%。操作人员作业效率为100%，较改善前提高了35%。人机程序图示例：改善后ManagementSchoolofTianjinUniversity人机操作分析有时，经过分析改善后，机器的周期时间仍然较长，在每一操作周期内，人仍有较多的空闲时间。此时，可改善的方法有两种：增加其它工作利用空闲时间多操作一台机器ManagementSchoolofTianjinUniversity90%机42%人利用率60周程时间sec6机35人空闲时间sec54机25人工作时间sec节省改良现行项目工作：车心棒外圆图号：B239/1产品：B239机器：L25速度：80r/min走刀量：380mm/min制作：XXX日期：2008/04/28单独工作共同工作空闲5从料箱取材料开动车床空闲3335空闲空闲人机时间装上工件自动切削122353被卸下工件1015202530353045505560将材料装上车床10停止车床2卸下成品放入成品箱573半自动车床车心轴外圆人机程序图示例ManagementSchoolofTianjinUniversity工作：车心棒外圆图号：B239/1产品：B239机器：L25+L26速度：80r/min走刀量：380mm/min制作：通力达日期：2000/08/18项目现行改良节省工作时间sec人2560机15454机2--54空闲时间sec人35--35机166机2--6周程时间sec6060利用率人42%100%58%机190%90%0机2--90%工作空闲5从料箱取材料开动车床133空闲空闲人机1时间装上工件自动切削12353被卸下工件1015202530354045505560将材料装上车床1停止车床1车床1卸成品放入成品箱733空闲空闲机2装上工件自动切削12203被卸下工件7至车床2车床2卸成品放入成品箱从料箱取材料将材料装上车床2开动车床2至车床110255停止车床2253310225自动切削15人机程序图示例：一人双机改良ManagementSchoolofTianjinUniversity机器闲余能量分析机器时间加工时间装卸时间等待时间SMEDLineBalancingVE/VAManagementSchoolofTianjinUniversity工人闲余能量分析工人与机器数机器1机器2机器3机器4机器5工人操作时间机器运转时间N=L+ML+WN—工人可操作的机器数L—装、卸工件时间M—机器工作时间W—工人从一台机器走到另一台机器的时间ManagementSchoolofTianjinUniversity4.3联合作操分析生产现场中，两个或两个以上操作人员同时对一台设备(一项工作)进行操作，即为联合操作作业目的发掘空闲与等待时间使工作平衡减少周期时间获得最大的机器利用率合适的指派人员与机器决定最合适的方法ManagementSchoolofTianjinUniversity4.3联合作操分析基本原则：人与机器如能共同完成工作为最佳通过联合操作分析，设法调配各个对象的工作，一方面取消空闲或等