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工業工程基礎知識By:lc.song一、了解產生背景1.美國人F.W.Taylor於1911年出版«科學管理原理»一書。2.美國的Frank.&L.Gilbreth在同一年代開始進行工作流程及動作研究，設定了17種基本動素(Threbligs)他們被公認為工業工程學科的創始人。1948年美國成立了工業工程學會(AIIE)，一直代表著工業工程學科的權威。二、發展歷程1.第二次世界大戰中，運籌學因在戰爭中的廣泛應用而有了突飛猛進的發展，二戰結束後，運籌學與工業工程接合，使工業工程的技術內容得到了極大豐富。2.上世紀80年代，日本制造業繁榮，工業工程在日本得到廣泛應用，並被日本人進行了改進與創新，誕生了堪稱經典的技術方法(JIT/CardControl)工业工程学科的性质：工业工程是一门工程学科，IE要学习大量的工程技术和数学方面的课程。但它不同于一般的工程学科，它不仅包括自然科学和工程技术，还包括社会科学和经济管理方面的知识，它是一门技术和管理有机地结合的边缘科学。工业工程的特点IE的核心是降低成本，提高质量和效率。IE是综合性的应用知识体系（技术和管理）注重人的因素是IE区别于其他工程学科特点之一。IE是系统优化技术。IE的面向--由微观向宏观管理。IE的意识：成本和效率意识问题和改善意识工作简化和标准化意识全局和整体化意识以人为中心的意识。MotionStudy–動作研究動作研究的意義和目的研究方法:--a)目視動作分析;b)動素分析;C)影片分析動素簡介:動作經濟原則---a)人體運用;b)工作地布置;C)工具設備改善方法:--5W1H提問法ECRS原則動作研究的意義與目的發現操作人員的無效動作或浪費現象﹐簡化操作方法﹐減少工作疲勞﹐降低勞動強度。在此基礎上制定出標准操作方法﹐為制定動作時間標准做技朮准備。動作研究(MotionStudy)動作分析是在程序決定后﹐研究人體各種動作的浪費,以尋求省力﹐省時,安全和最好的動作.(Frank.B.Gilbreth).動作分析之實質是研究分析人在進行各種操作的細微動作,刪除無效動作,使操作簡便有效,以提高效率吉尔布雷思夫妇的动作研究問題﹕弗兰克发现工人们砌砖的动作各不相同，速度也有快有慢。探索------改进。結果﹕砌外层砖时，砌每块砖的动作从18个减少到4.5个；砌内层砖时,把动作从18个减少到2个，使每个工人一小时的砌砖数从120块增加到350块。動作分析的方法動作分析按精確程度不同﹐動作分析有下列方法﹕目視動作分析動素分析影片分析目視動作分析目視動作分析以目視觀測的方法尋求改進動作方法。例如詳細觀測各個操作單元﹐根據雙手程序分析的方法及動作經濟原則為分析工具。動素分析動素分析完成的操作雖然千變萬化﹐但人完成工作的動作有17個基本動作完成﹐這17個基本動作又稱為17個動素。動素分析﹐是將工作中所用的各個動素逐項分析以謀求改進動作研究(動素表)影片分析影片分析即用攝影機將各個操作動作拍攝成影片放映﹐而加以分析。目前國內多采用攝像機﹐將生產線上的各個動作拍攝下來﹐然后放映加以分析。動素性質划分按對操作的影響﹐動素可以分為有效動素無效動素(輔助動素)動素性質划分有效動素指對操作有直接貢獻者﹐如裝配﹑拆卸﹑使用等﹔伸手﹑握取﹑移物及放手為操作中最常用的有效動素。無效動素(或輔助動素)如尋找﹑選擇﹑檢查﹑持住﹑定位及預定位等為輔助動素﹔休息﹑故延﹑遲延及計划為消耗性動素。動作研究(動素同心圓)1)核心動素;2)常用動素;(改善)3)輔助性動素;(刪減)4)消耗性動素;(取締)動作經濟原則動作經濟原則為吉尔布雷思首創﹐后經過多位學者研究改進﹐美國巴思斯將此原則分為22條﹐歸納為三大類。一﹑關于人體的運用(第1~8條)二﹑關于工作地布置(第9~16條)三﹑關于工具設備(第17~22條)人類工效學之運用(雙手同時作業,物料歸,工治夾具設計)動作經濟原則凡任何工作中地動作﹐合乎這些原則﹐皆為經濟有效的動作。否則﹐就應改進。動作經濟原則有兩大功用﹕1﹑即幫助發掘問題﹔2﹑提供建立新方法的方向動作經濟原則(人體運用)雙手應同時開始并同時完成其動作。除規定的休息時間外﹐雙手不應同時空閑。雙臂的動作應該對稱﹐反向并同時進行。手的動作應以最低的等級而能得到滿意的結果。動作經濟原則(人體運用)物體的運動量應盡可能地利用﹐但是如果需要肌力制止時﹐則應將其減少至最小程度。連續的曲線運動﹐比方向突變的直線運動為佳。彈道式的運動﹐較受限制或受控制的運動輕快自如。動作應盡可能地運用輕快的自然節奏﹐因節奏能使動作流利及自發。動作經濟原則(工作地布置)工具物料放置在固定的地方。工具物料及裝置應布置在工作者前面近處。零件物料的供給﹐應利用其重量墜送至工作者的手邊。墜落應盡量利用重力實現。動作經濟原則(工作地布置)工具物料應依最佳的工作順序排列。應有適當的照明﹐使視覺舒適。工作台及坐椅的高度﹐應保証工作者坐立適宜。工作椅式樣及高度﹐應能使工作者保持良好的姿勢。動作經濟原則(工具設備)盡量解除手的工作﹐而以夾具或腳踏工具代替。可能時﹐應將兩種工具合并使用。工具物料應盡可能預放在工作位置上。動作經濟原則(工具設備)手指分別工作時﹐其各指負荷應按照其基本能予以分配。設計手柄時﹐應進可能增大與手的接觸面機器上的杠杆﹑十字杆及手輪位置﹐應能使工作者極少變動姿勢﹐且能最大地利用機械力。動作改善方法提問技朮(即5W1H);其依據為“ECRS”四大原則。5W1H提問技朮為了使能得到最多的意見﹐而不致有任何遺漏﹐最好按提問技朮進行提問﹕“ECRS”四大原則取消(Eliminate)合并(Combine)重排(Rearrange)簡化(Simple)取消(Eliminate)取消所有可能取消的作業﹑步驟和動作(包括身體﹑足﹑手臂或眼的動作)。取消工作中的不規律性﹐使動作成為自發性﹐并使各種物品固定放置在操作者前面近處。取消以手作為持物工具的動作。取消不方便或不正常的動作。取消必須使用肌力能維持的姿勢。取消必須使用肌力的工作﹐而以運輸工具取代之。取消危險的工作。取消所有不必要的閑置時間合并(Combine)把必須突然改變方向的各種小動作﹐結合成一個連續的曲線動作。合并各種工具﹐使其成為多用途工具。合并可能的作業。合并可能同時進行的動作。重排(Rearrange)使工作平均分配于兩手﹐兩手的同時動作最好呈對稱性。作業組作業時﹐應把工作平均分配給各成員。將取消﹑合并之后的工序﹐重新排成清晰的直線順序。簡化(Simple)使用最低級次的工作。減少每一動作的復雜性。使用最簡單的動素組合來完成動作。縮短動作距離。使手柄﹑操作杆﹑足踏板﹑按鈕都在手足可及之處。時間研究時間研究的定義時間研究的目的實施步驟:時間單元劃分原則實測決定觀測次數標準工時制定時間研究定義時間研究是一種作業測定技朮﹐旨在決定一位合格適當訓練有素的操作者﹐在標准狀態下﹐對一特定的工作以正常速度操作所需要的時間。時間研究定義時間研究，係在一位合格適當而有良好訓練之操作者，在標準狀況態下，對一特定工作，以正常速度操作所需時間。1、合格適當之操作人：操作者必須是個合格的工人，而且該項作業必須適合於他。2、良好的訓練：操作者對該特定工作的操作方法，必須受過完全的訓練。時間研究定義a).標准的工作方法與設備(步驟﹐設施)b).標准之工作環境(燈光,溫度,噪音)c).受訓合格﹐熟練之作業員工(生手)d).標准正常之身體狀態(生病,緊張,情緒……、時間研究的目的作業系統的改善：觀測某項作業的全體，以及各單元作業的所需時間，時間變動，作為工作改善的指針。作業系統的設計：實施某項作業有兩種以上的方法時，作為優劣比較的依據。作業系統的運用：設定實某項作業所需的標準時間，作為工作的計劃、指導、管制及評價。時間研究的導源誘導人們工作的最佳方法，不外乎各種獎工制度。實施獎工制度，必須有一套客觀的「標準」，不論何種衡量標準，皆源自「標準工時」，也就是「時間研究」的產物。決定人工標準的方法，一般有三，即經驗判斷法，歷史記錄法，與工作衡量法。時間研究的應用決定人工和設備的需要發展有效的工作方法管制人力資源使用決定成本與售價時間研究的階次在設定標準時間時，應依其用途的觀點，決定以何種階次的工作為時間研究的對象。工作階次通常分成下列七種：動作、單元、作業、製程、活動、機能、產品時間研究的技術時間研究直接法合成法密集抽樣法(馬錶時間研究)分散抽樣法(工作抽查)預定時間標準法(MTM)標準資料法時間研究的工具時間研究的工具﹕秒表﹐觀測板﹐時間研究表格﹑筆﹑計算器等時間研究之實施步驟：1、收集與記錄操作與操作者有關之資料2、將工作劃分成單元並加完整之記述3、觀測並記錄操作時間，即測時時間4、決定觀測週期數5、對操作者之各單元加以評比6、檢視並決定觀測週期數是否已足夠7、決定寬放值8、訂定操作之標準時間收集資料:為制定某一操作的標准時間﹐必須對整個操作有詳細而完整的了解通常記錄資料的項目均應填入時間研究表格的表頭或頁首。收集與記錄資料時間研究最需要的基本資料為：設備、材料規格、被觀測者品質、操作方法簡單的說，時間研究應在實際觀測之前，記入下列資料:1、操作工人姓名或工號2、使用設備資料3、詳密之工作方法及操作之動作單元，並取得現場主管之確認4、工作材料規格5、工作環境條件6、測時人員姓名、時間、地點划分操作﹕秒表所測計的時間并非其操作的總時數﹐因總時間內所包括的動作﹐不但數量多﹐且性質很復雜﹐很難評比其快慢。因此應將操作分為若干單元﹐每一單元的動作少且性質相同﹐所以個別評比每一單元的快慢要容易而准確的多﹐而這些個別單元的時間加起來﹐亦同樣等于整個操作的總時數﹐這就是為什么分解動作的原因。劃分並記述操作單元劃分理由：1、便利確切之記述2、劃分單元可得各單元之標準時間3、一般人不可能在整個操作過程中均保持相同的速度，而劃分單元可以將各單元個別賦予評比，補救速度不平均之弊4、可易於操作單元實際工時之過短或過長划分操作單元的原則易辨認起點和終點單元時間愈短愈好﹐但以使研究人員能精確測試記憶為宜。一般認為0.04min為宜。人工操作單元與機器操作單元分開划分操作單元的原則不變單元與可變單元應分開。不變單元是指在各種情況下﹐其操作時間基本相等﹔可變單元是指因加工對象的尺寸﹐大小﹐重量的不同變化的單元﹔如焊接時間隨著焊縫的長短而變化。划分操作單元的原則規則單元﹑間歇單元和外來單元分開。規則單元﹕加工每個工件都有規則性出現的單元﹔間歇單元﹕加工過程中偶爾出現的單元﹔外來單元﹕偶發事件且將來不需列入標准時間以內。划分操作單元的原則物料擺放與其它時間之區分。.測試方法應站在被測試者的后邊﹐角度能清楚的看到操作員之各項動作。測時測時的方法1)﹑歸零法﹔2)﹑累積測時法﹔3)﹑周程測試法﹔4)﹑連續測時法“R”行填連續計時法的表面讀數﹔“T”行為本單元的時間﹔1234RTRTRTRT9152832剔除異常值1)﹑異常值定義﹕某一單元的秒表讀數﹐由于一些外來因素的影響﹐而使其超出正常范圍的數值。2)﹑剔除異常值﹕剔除異常值的方法有多種﹐最常用的方法----三倍標准差法。其計算方法如下﹕計算平均值X標准偏差為σ=正常值為x+/-3σ內的數值﹔超出者為異常值﹐應予以剔除。決定觀測次數(誤差界限發)此法計算觀測次數N的公式如下(誤差5%﹐可靠度為95%)﹔N=式中Xi為每一秒表讀數﹔n為識行先觀測的次數決定觀測時間觀測次數的平均值即為該單元的操作時間。正常時間正常時間即為理想速度下﹐作業所需要的時間正常時間=觀測時間*評比率評比率的確定方法很多﹐但都需要有經驗積累﹐長用的方法有60分法與100分法﹕評比率=得分/60或評比率=得分/100寬放時間寬放原因﹕疲勞﹑個