2022年工业工程基础

工業工程基礎(工作研究)學習題綱 2 0 0 3. 1 0. 1 8第一節 概 述一、什麼是工作研究工作研究(Job study或Work Study)是工業工程的根本組成部分,其內容是對人們所從事的工作進行分析,設計,改善和治理。早期主要是對工廠中的工作方法進行分析、調查研究,以制定科學中的工作方法和合理的標準時間(勞動定額)。故工作研究又稱為動作和工時研究(Motion and Time Study)。1.工作研究的原理它的根本原理是:(1). 在做同一件事(或任務)時,通常總是有許多不同的做法(方案),然而,假设對各種方法進行科學的研究和分析,如經過對人、財、設備、能源、廠房、信息等進行分析研究和綜合平衡后,總會發現有一種方法(方案)在當時、當地條件下是最可行、最可取的;(2). 選取最正确方案后,在工作過程中,對從事這項工作的人,按科學方法訓練過與未經訓練者相比,總是經過訓練並掌握了科學方法者能获得較好的效果;(3). 一旦采纳了科學方法,則必定能够將工作中的操作、使用的工具,作業時間等確定出標準;(4). 有了統一的標準,就能够將工作實際與標準進行對比,發現問題,進而找出解決問題的辦法,並實行改正。2.工作研究的任務工作研究的任務能够概括為以下五個方面:(1). 尋求最經濟、最有效的工作方法,以提高生產率。要提高生產率,主要是消除無效勞動和各種資源(時間、原材料、能源等)的浪費;(2). 公正地評價和分配成果。通過制定最正确的工作程序、操作規程和合理的標準時間,職工的工作有所遵照。同時也能客觀地、定量地評價職工的工作,更好地實行按勞分配;(3). 保證良好的工作環境。克服只重技術、輕治理,不重視環境的弊病,防止人為的危險和破壞環境的現象;(4). 提高企業治理水平,有了工作標準和時間標準,就有了編制生產計劃、作業計劃、產品定額本钱和考核生產成果、分配生產獎金的基礎;(5). 保障職工業餘時間。3.工作研究的構成與範疇工作研究是由方法研究與時間研究組成。方法研究又稱方法工程(Methods Engineering)。時間研究又稱工作衡量或作業測定(Work measurement)。工作研究的範疇如圖3-1所示:方法研究1. 方法2. 材料3. 工具,設備4. 工作環境與條件 程序分析 作業分析1.整個生產過程分析操作程序圖 動作研究工作衡量(確定時間標準)細微動作指導工作指導單設定工作標準1. 方法2. 材料3. 工具、設備4. 工作環境與條件動作經濟原則影片分析目視動作研究2.成品或材料之流動流動程序圖4.空閑時間分析一人一机程序圖3.布置與路徑分析線圖5.工作時間兩手之移動雙手工作程序圖秒表法 PTS法 統計分析法 工作抽樣法員工操作訓練工作現場講解指導課堂講解圖3-1. 工作研究的范疇隨著科學技術和生產的發展,治理手段的更新,工作研究的具體內容也發生了宏大的變化。早期以個別人、個別作業的工作方法研究為主,現已發展為包括作業系統設計、作業方式設計以及生產線的組識設計等;早期以直截了当時間測定為主的時間研究,現已發展為包括直截了当時間定、預定動作時間制、標準時間和寬放時間的確定等;此外,現代工作研究還包括作業環境和疲勞的研究。也能够從另一個角度將現代工作研究劃分為兩部分。一部分為工作研究的根本內容,包括工序設計、作業改進、小組作業設計、人機作業設計、流水線組織設計、作業時間測定、標準時間的制定和寬放時間的確定等。另一部分為擴大的工作研究內容,包括隨著辦公事務自動化的發展,有關辦公事務的組織、事務信息處理系統、辦公事務環境、事務處理才能及時間等業務治理;原以作業人員為中心的生產線組織設計隨著機器人和自動化設備的引入,出現了自動化生產線、柔性制造系統和工廠自動化,其中的生產組織設計以及對機器人和自動化設備的微細動作分析設計等。本章將僅介紹工作研究的根本內容。 4.方法研究與時間研究的關系。方法研究與時間研究的關系特别亲密。二者之間是相輔相成、互為滲透的。 一般說,時間研究應該在方法研究的基礎上進行。換句話說,只有經過方法研究,使得生產過程和操作(動作)方法合理后,時間研究才有意義。另一方面,“時間乃動作的影子”,時間是衡量工作方法优劣的主要尺度。因而,方法研究常用時間研究作為比較和選擇工作方法的依據。方法研究要研究如何減少作業的工作量,而時間研究則要研究如何減少無效時間,並以方法研究所確定的工作量為基礎,進一步制定該作業的標準時間。二、工作研究的職能(1) 工作和作業的計劃和方法的改進與設計;(2) 作業方法、條件標準化的制定;(3) 對操作者進行培訓;(4) 指導現場改進工作;(5) 根據標準時間進行作業治理;(6) 測定生產率;(7) 作業范圍的設計。工作研究是導循的科學的方法,在無需增加投資或只需极少量費用情況下開展研究,尋求效率最高、本钱最低的工作方法。實施“工作研究”,能够達到對人力、物力各項資源的有效利用。第二節 方 法 研 究一. 方法研究的目的方法研究确实是通過現行的工作系統進行系統進行科學的分析,在給定的制約條件下,開發出更有效、更經濟的工作方法,以達到提高生產率和經濟效率的目的。其具體目標主要有以下几個方面:(1) 使作業變得容易、平安並減輕勞動強度;(2) 增加操作人員的工作興趣;(3) 降低本钱;(4) 增加產量;(5) 縮短生產周期;(6) 提高產品質量;(7) 改進作業環境。方法研究包括生產過程(程序)分析(process analysis)、作業分析(Operation analysis)與動作分析(Motion analysis)。生產過程分析是以整個工作系統為研究對象;作業分析與動作分析則縮小到以某個作業或操作動作為研究對象。顯然,應先做好程序研究,然後再做動作研究為宜。二. 方法研究的程序(工作步驟)完好的方法研究有以下五個步驟:(一) 選擇準備研究的工作對象方法研究的對象十分廣泛。在工廠里,全部生產過程,即從原材料進廠到成品出廠的整個過程,以及企業治理的各項活動都能够成為方法研究的對象。(二) 調查理解並詳細記錄現行方法這是方法研究的基礎。方法研究能否收到效果,在一定程度上取決於記錄是否準確與詳盡。因為分析和開發新方法都是以此為基礎。記錄是在通過查閱資料,現場觀察之后,采纳一些符號和圖表,把現行方法的全部事實表示出來,可一目理解。符號有生產過程的工序符號,動作要素的符號等。圖表有生產過程分工序分析圖表、工藝流程分析圖表、人机聯合分析圖表等等。此外,還可用攝影機和錄象機對現行工作方法進行記錄。(三) 嚴格分析記錄的事實,尋求新的方法這是特別重要的一步。事實記錄下來后,就要各項考察,尋求改善的新方法。通常采纳“5W1H”法(六何分析法)和“四種技巧”,並把它們結合起來進行分析研究。“六何分析法”是一種詢問考察方法,如對一道工序或一項操作都是從缘故、對象、地點、時間、人員、方法六個方面提出問題進行考察。如表3-1所示。表3-1 “ 六 何 ”分 析 表逐級提問 “六 何”第一次提問第二次提問第三次提問結 論現 狀為 什 么能 否 改 善新 的 方 案原 因干的必要性理由是否充分有無新的理由新的理由對 象干什麼為何要干它能否干別的應該干什麼地 點在什麼地点干為何在此干能否在別的時間干應該在什麼時間干時 間在什麼時間干為何在此時干能否在別的時間干應該在什麼時間干人 員由何人干為何由他干能否由別人干應該由誰干方 法怎樣干為何這樣干能否用別的方法干應該如何干在對上述六個方面經過認真考虙后,在構思新的工作方法時,能够運用“取消、合並、重排、簡化”四種技巧,考虙改善的可能性。1.取消取消一切不必要的工作。任何一項工作或活動如能取消的話,當然是最大的改善。2.合並合並必需而可能合並的工作。如不能取消,則應考虙可否將兩個或更多活動項目合並。3.重排(或改變)重排所有必需的工作的程序。通過改變工作程序,使工作的先后順序重新組合,達到改善工作的目的。4.簡化簡化所有必需的工作。在經過取消、合並、重組之后,再對該項工作進行深化的分析研究,使方法和動作盡量簡化,使新的工作方法效率更高,本钱最低。“四種技巧”與”六何分析法”在分析現行方法和建立新方法中的根本關係如圖3-2。(四) 擬定並建立新的工作方法在一項工作通過上述分析考察后,以下問題就可得到解答:應該做什么?應在何處做?應在何時做?應由何人做?應該如何做?為何這樣做?方法研究的目的,在於制定出最正确方案。然而最正确方法是不能一蹴而就的,一般需設計假设干方案(至少兩個方案),從中評選出最正确方案。判斷最正确方案的願則是適用性。主要包括:(1)經濟性應對新工作方法作技術經濟分析,並與舊的工作方法作對比,如計算新工作方法所節省的“動作次數”、“移動距離”、“工時”和費用,即視其能帶來多少經濟效益;(2)平安性新的工作方法是否平安,勞動強度如何?(3)心理要素新的工作方法能否获得現場主管和有關人員的同意和合作。將評選出的最正确方案,正式繪制出工作改進圖表,寫出報告書,報經有關領導批準,作為標準化的工作方法實施。(五) 貫徹實施新的工作方法在開始推行一種新的工作方法時,一般存在兩種困難:一是不理解; 二是不習慣。因而需要廣泛宣傳新方法的內容、意義、好處,還要對職工進新方法的技術培訓,並加強現場指導。推行時,不要急於求成,要允許職工有一個熟悉和適應的過程。三. 生產過(程序)分析生產過程是一切生產活動的綜合。這些活動使原材料逐漸變為成品。生產過程的主要組成部份有:工藝過程(以機械廠為例,它是車、銑、刨、鉆、磨、鑄、鍛、焊、熱處理、電鍍、裝配等工序組成),運輸過程和檢驗過程。生產過程分析是以產品(零件)制造過程為研究改進對象的一種分析技術。它主要是從經濟有效的角度,通過加工對象從原材料投入到制成成品的整個生產過程的分析,探討加工工藝(包括工序劃分,運輸路線,使用工具等)是否合理。此外,對加工對象所用的原材料、元器件也應進行價值分析,分析選用的原材料、元器件是否合適(是否有功能過剩或功能缺乏現象)?有沒有功能一样而價錢更低的代用品?原材料、毛坯的大小形狀是否適當?等等。程序分析可根據不同的目的采纳適當的技術。例如,分析整個制造過程采纳生產程序圖;分析物料或產品的流動采纳流動程序圖;有關工廠布置及搬運的分析采纳線圖等。圖3-3為程序分析圖通用的符號。 圖3-3 生產過程分析的符號、符號說明及調查項目生產過程要素符號符號說明調查項目根本符號應用符號加工 5 A3 表示原材料、半成品、零件發生物理、化學變化,或處於分解、裝配的狀態。 表示第5道加工工序。 表示A零件第3道加工工序。 表示以加工為主,同時進行檢驗。l 批量的大小,l 加工時間,l 更換產品的準備時間,設備名稱,l 工、夾、模具名稱,l 加工部位,l 操作者(性別、人數、條件)l 以及其他有關事項。搬運 ( )叉m 表示原材料、半成品、零件或產品從一處移至另一處的狀態。符號“ ”的直徑,為加工符號的1/2-1/3。 表示男子搬運。 表示叉車搬運。l 批量的大小,l 搬運手段,l 搬運時間、距離、重量、裝卸方法和器具,l 搬運者(性別、人數、條件),l 以及其他與搬運有關事項。檢驗 表示原材料、半成品、零件、產品的數量和質量進行檢驗。表示數量檢查。表示質量檢驗。l 批量的大小,l 檢驗部位,l 檢驗方法,l 檢驗器具,l 檢驗標準,l 合格率,l 檢驗者(性別、人數、條件、),l 以及有關檢驗的事項。停留 表示原材料、半成品、零件、產品的停頓或保管的狀態。 表示原材料的儲存。 表示零件、半成品、產品的保治理停頓。 表示工序停留,加工一批產品中的停頓。 表示批量停留,加工一批產品中的停頓。l 停留數量,l 停留時間,l 停留場所,容器,放置方法,l 保管條件,l 其他有關保管事項。表示數量、質量檢查同時進行,以質量檢驗為主。圖3-31. 生產過程的類型生產過程的類型有三種:一是零件型,又稱單純型;二是裝配型,又稱集合型;三是分解型,又稱拆卸型,又稱拆卸型。這些生產過程類型的示意圖如圖3-4。2.生產過程的調查方法和調查項目對生產過程的調查,要首先查閱資料,如實物樣品、設計圖、零部件圖、使用說明書、工藝流程圖、廠區和車間平面布置圖等,並且聽取有關人員介紹,在大體理解情況的基礎上,再到現場調查。按工藝順序跟蹤被調查物的(工件)的移動,對每一個作業(工序)在觀察的同時,要向作業者或班長理解作業的情況,在理解了作業內容的基礎上,把調查結果記入分析表。為使調查理解的內容能滿足分析的需要,事先要對各個作業分別擬定調查項目。調查項目參見圖3-3。3.作業程序圖作業程序圖(Operation process chart)提供操作程序的全部概況及各制造程序(工序)間的互相關係。作業程序圖只包括操作與檢驗,一般用於對產品生產過程的總體分析。目的是理解產品從原料開始到成品构成的整個生產過程這一系統。這個系統是由哪些生產環節、多少工序組成的, 經過一個什麼樣的加工順序,以便從全局出發來分析問題. (裝配型)(分解型)(零件型)圖3-4 生產過程類型示意圖4.流動程序圖流動程序圖(Folw process chart)簡稱流程圖,用於以零件為對象的部分分析,是總體分析的進一步具體化。它由操作、檢驗、遲延、儲存及搬運構成,反映出零件從毛坯開始到成品制與為止的按工藝順序流動流動的全部生產過程。它記錄的內容特别詳盡,一般包括物品(工件)流動的數量、搬運的距離、耗费的時間、工藝方法、作業地點、作業人員、使用的機器設備、工夾具、容器等。圖3-5為某工廠車床尾座加工流程圖。在現狀調查分析基礎上,著手提出改進方案。對流程分析考察的重點如下:(1) 所有活動的目的是什麼?改進的可能性?(2) 各工序使用的工裝是否合適?改進的可能性?(3) 工序劃分是否適當?能否調整和合並?(4) 加工檢驗時間能否減少?(5) 停放次數、停放遲延時間是否過多?能否減少?(6) 運輸路線和搬運方式是否合理?能否改進?運輸距離是否過長?能否縮短?經過上述全面綜合考慮,新的流程方案將逐漸成。新方案同樣用圖表加以反映,對改進處應配以必要的文字說明。為了評價新方案的效果,還需要將新舊方案予以對比。用表格方式反映新方案比舊方案的优越性。如節省加工、檢驗的時間,減少搬運、停放和遲延的次數和時間等。四、作業分析 工藝過程、運輸過程及檢驗過程都是由許多根本組成部分組成的,這些根本組成部份稱為作業或工序。它是指由一個工人或一組工人在同一個工作地上完成一定(一個或同時幾個)勞動對象的那部分工作活動。 作業分析主要是研究與分析其組成部份和影響作業時間的要素,重點在於改進操作方法,改消多於的和笨拙的動作,協調人和機器的配合,以及工作中各操作工人的配合,以達到提高作業效率和減輕工人勞動強度的目的。1.作業的組成部份作業要素為了達到使作業結構合理,減輕勞動強度,減少作業時間,研究時必須將一項作業細分為作業要素。作業要素是由一個或假设干個勞動動作組成。作業要素根據其性質和作用可為根本要素與輔助要素。這種分類的目的在於尋求要素機械化和自動化的可能性,同時要盡量在機動時間內做手動工作。例如,半自動、自動機床的操作工人利用該機床機動時間去操作另外的機床,實行多機床治理。任何作業都能够細分為許多要素,例如:“車某工件外園”工序可劃分為:安裝工件、開車、進刀、切削(走刀)、停車、退刀、檢驗(測量尺寸)、卸下零件並放在適當地点。2.影響作業要素時間耗费的要素 影響作業要素時間耗费的要素主要有以下六類:(1).與勞動對象有關的要素。如工件、原材料的性質、重量、尺寸、形狀等。(2).與機器設備有關的要素。如機器的功率、運轉速度、最大負荷限度及其他功能等。例如車削加工,單件生產一般宜用一般車床,中小批生產宜用六角車床,大批和大量生產宜用高效的半自動(自動)車床。(3).與工藝裝備有關的要素。工藝裝備簡稱工裝,是工具、夾具、量具和模具的總稱。采纳的工裝是否合適,不僅影響產品(零件)的質量,而且對作業的效率影響特别大。例如,能够使用粗銼的作業,不要用細銼,因為用粗銼效率高。機加工中的鉆孔,單件生產一般采纳劃線;批量大時,應采纳高效的鉆模,不僅能大大提高效率,又能保證產品質量。又如在檢驗時,大批量生產中應使用專用量具(如塞規、環規等)。(4).與工作地組織有關的要素。這方面的要素包括機器設備的布置、原材料(毛坯、半成品)和工具的放置位置等。高效率的生產只有在工作地合理組織和布置的條件下方有實現的可能。 廠內運輸也是工作地組織工作之一。在現代制造工業企業中,廠內運輸具有特別重要的意義。如能利用起重機、傳送帶等先進設備代替人力及手推車運材料及制件,就可縮短運輸作業時間,降低運輸本钱和減輕工人勞動強度。(5).與勞動條件有關的要素。勞動條件(工作環境)包括工作地的平安設施、照明、溫度、濕度、噪聲、清潔衛生等的狀況。勞動條件的好壞不僅對工人身體和心理健康有严重影響,而且對作業要素時間耗费也有特别大影響。(6).與工人有關的要素。作業要素時間耗费與工人的技術熟練程度、經驗、責任心、情緒等有關。作業分析的任務确实是分析並設計合理的作業結構,分析並改善各項影響作業要素時間耗费的要素,並使各項要素得到合理的配合,以達到縮短作業時間,提高勞動生產率的目的。3.作業分析使用的圖表作業分析用圖表主要有人一機程序圖和雙手工作程序圖。(1).人一機程序圖 人一機程序圖(Man-machine chart)用於記錄作業者和機器在同一時間內的工作情況,以便分析尋求合理的操作方法,使人的操作和機器的運轉協調配合,以充分發揮人和機器和效率。圖3-8為某銑床工作人一機程序圖。銑接觸支持杆頂端2號銑床工人機器取零件並夾緊於虎鉗中0.11開動機器0.02工作臺前進6cm並進刀0.06銑頂端0.25退回工作臺11cm0.08停顿機器鬆開虎鉗並取出零件置於旁邊0.02總額(每件時間)0.100.64分圖3-8 人一機程序圖又如,某塑料壓鑄某制品的現行工作方法記錄於人一機程序圖中,如圖3-9。時間(分)人機106248準備零件空 閑裝上零件被裝上零件空 閑加 工卸下零件被卸下零件修整和存放零件空 閑利用率60%60%圖3-9通過以上圖表,可清晰看出人、機都有空閑,利用率不高。單件時間為10分/秒,人和機器的利用率均為60%。 經初步改進,人一機程序如圖3-10,單件作業時間壓縮為8分/件,人和機器利用率上升為75%。時間(分)人機8264裝上零件被裝上零件加 工空 閑卸下零件被卸下零件修整和存放零件空 閑利用率75%75%圖3-10 再經改進,人一機程序如圖3-11,單件作業時間縮短為6分/件,比現行方法提高效率70%,人與機器的利用率達100%。時間(分)人機264裝上零件被裝上零件修整和存放零件加 工準備下一個零件卸下零件被卸下零件利用率100%100%圖3-11(1) 雙手程序圖雙手工作程序圖將同一時間內左右手的工作和空閑情況分別記錄下來,以便於分析改進操作方法,提高效率。圖3-12為裝配螺釘和墊圈的雙手工作程序圖。工 人 雙 手 工 作 程 序 圖作 業: 裝配螺釘與墊圈日 日期:1984年9月1日部 門: 總 裝 制圖者:張亮工 人: 李 明 圖頁數: 1方 法: 現在方法一次裝配一件工 作 地 布 置L2R2L1:螺釘摘 要L2:橡皮襯 左手 右手 總計L1R3R1套圈動作 5 17 22總數 取 1 3 4 運輸 2 7 9圖的符號: 作業 運輸 R1:鋼墊圈定位 1 3 4 R2:橡皮墊圈裝配 0 4 4 R3:最后工作持住 1 0 1 左手右手921313131004101289465278751到R1等待右手2取鋼墊圈3到左手螺釘取螺釘4把墊圈放在螺釘上5把墊圈放在螺頂頭部移至中手心並用指定位4到R26取橡皮墊圈持握螺釘5到螺釘7把墊圈放到螺釘上118把墊圈推向螺釘頭部7到L29取橡皮墊套圈8到螺釘10把橡皮襯套圈放在螺釘上12把橡皮墊套圈推向橡皮墊圈處釋 放10在R3裝配到L113將成品釋放進盤內圖3-12圖3-12 五、動作分析動作分析是以一項操作為對象,對動作活動進行詳細的分析研究。其根本思想是:對操作者手、眼及其它身體部位的動作,進行分析、比較、研究后,剔除多餘無效的動作,把必要的有效動作特别好地組合成標準動作系列,並與之相配合設計適當的工具、工作地布置等。(一) 動作分析方法的種類動作分析由吉爾布雷斯(Fuank B.Gilbreth)首創。最初是研究手的動作,繼而總結出動作經濟原則。動作分析根據精確度要求,常采纳以下三種方法:1.目視動作分析法這種方法一般用於比較簡單的操作活動,主要憑研究人員的觀察,用動作要素符號進行記錄,根據動作經濟原則分析改進。2.動素分析法將工作中所用之各動素逐項分析,謀求改進。一般用於具有重復性且周期較短的手工操作。3.動作影片分析法用攝影機或錄象機把操作者的動作拍攝下來,根據需要能够按正常速度拍攝,也可按高速度(用高攝影機)拍攝,由影片的放映而進行分析,提出改好心見。這種方法获得的資料準確,特別是對細微動作、速度快的動作、速度快的動作,更是一種分析研究的有效方法。(二) 動素吉爾布雷斯將人的操作活動分解為17種最小限度單位根本動作要素,簡稱動素。17種動素符號如圖3-13 第一類是進行工作時必要的動素;第二類是為第一類動素作準備的動素,但它們使第一類動作延遲;第三類是不進行活動的動素。動作分析與研究時應盡可能將第二、三類動素排除,並把第一類動素合理配成系列,使操作速度加快。圖3-14為動分析舉例,也是動素分析的根本方式。(三) 動作經濟原則動作有許多經濟原則,都是從經驗發展而來的。運用這些願則分析操作和動作能够改進工作。動作經濟原則的根本思想是:以盡可能減少工人的疲勞、能發揮工人最高效率為準則制定操作方法,再配備適當的加工工具、工作區及機械設備。吉爾布雷斯首創動作經濟與效率法則(Rules for motion economy and efficiency),后經假设干學者發展,並加州大學巴恩斯(Ralph M.Barnes)綜合為22項,稱為動作經濟願則(The principles of motion econcmy)。這些願則和方法包括人的動作和工作地布置,工廠和辦公室均適用。它為提高手工勞動效率和減少疲勞提供了基礎的準則。1. 關於身體使用原則(1)雙手應同時開始並同時完成其動作。(2)規定休息時間外,兩手不應同時進行。(3)兩臂之動作應對稱、反向並同時進行。(4)手之動作應盡可能用最低等級(見后面圖3-15)而又能獲得滿意結果者。(5)但凡能利用動力的地点應用動力,假如必須用體力,應減少到最低限度。(6)手的動作以圓滑連續的曲線運動最好,不要采纳折線或直線、忽然或急劇改變方向的動作。(7)自然帶弧形的運動比受限制或受操纵的運動輕快和準確。(8)動作應盡廳能具有輕鬆自然的節奏,節奏性對於自然地完成一項操作具有严重作用。2. 工作地布置原則(9)工具、物料應放於固定處所。(10)工具、物料及操作裝置應放於工作者前方的近處。(11)零件、物料應盡量利用重力墮送到靠近用料的地点。(12)盡可能采纳下滑式運送裝置。(13)工具、物料應按操作順序放置。(14)應有適當的照明設備,使視覺舒適。(15)工作臺和椅高應使工作者坐、立方便適宜。(16)工作椅的形狀和高度應使工作者保持良好姿勢。3. 工具裝備(17)盡量解除手的工作負擔,代之以夾具或腳踏裝置進行工作。(18)盡可能用兩個或兩個以上工具的組合工具。(19)工具和物料應盡可能預放在工作位置。(20)手指分別工作時,各指的負荷應按照其固有才能分配。(21)手柄設計時,應盡可能擴大它與手的接触面。(22)機器的手柄、手輪及操縱杆應安置在特别少轉動身體就能進行操縱的位置,且能得到最大的機械效率。類別動素名稱文字符號形象符號定義第一類伸手(Reach)RE接近或離開目的物的動作抓取(Grasp)G抓住目的物的動作移物(Move)M保持目的物由某位置移到另一位置裝配(Assemble)A結合二個以上目的物的動作應用(Use)U借器具或設備改變目的物的動作拆卸(Disassemble)DA分解二個以上目的物的動作釋放(Release)RL放下目的物的動作檢驗(Inspect)I將目的物與規定標準比較的動作第二類尋找(Search)SH確定目的物位置的動作選擇(Select)ST選定要抓取目的物的動作計划(Plan)PN計劃作業方法而遲延的動作定位(Position)P把目的物放置在所希望的正确位置的動作預位(Preposition)PP東西使用后,把它放在下次使用時最方便位置的動作第三類持住(Hold)H保持目的物的不動狀態休息(Rest)RT不含有用的動作,而以休養為目的動作遲延(unavoidable Delay)UD不含有用的動作,而工作者本身所不能操纵的遲延故延(Avoidable Delay)AD不含有用的動作,而工作者本身能够操纵的遲延圖3-13 動素表 (1)取材料 (2) 取物並改變動作(例如簽名)編號符 號動 素1看材料同時伸手2抓取材料3移動同時看放置位置4定位釋放編號符 號動素1看筆同時伸手2取筆3離筆套4移物同時定位5把筆放入筆套內(3)放置產品 編號符 號動 素1取物2移動同時看放置位置3定位置4釋放5手回原位編 號符 號動 素 1抓取2移物3釋放4手回原位 (4)釋放產品 動 素符 號動素左右1手持材料伸手2釋放抓取3手回原位移物(5)工具放在易最處 (6)左手東西握於右手編號符 號動 素1抓取工具2移物同時看放置位置3定位4放於易取處5釋放6手回原位圖3-14 動素分析舉例簡言之,人體動作的根本要求是:(1) 動作應同時進行; (2) 動作應對稱;(3) 動作應自如;(4) 動作應有節奏;(5) 動作應考慮慣性;吉爾布雷斯夫婦把人體動作分成以下五類(等級)。如圖3-15所示。第一類 手指運動。第二類 手指和手腕運動。第三類 手指、手腕及前臂運動。第四類 手指、手腕及前臂運動。第五類 手指、手腕、前臂、上臂及肩部運動。這五類運動移動的距離、所需時間、耗费熱量比方表3-2表示。表3-2 手的動作分類運動類別12345移動距離時1261215cm2.55153037.5時間(Mod)12345耗费熱量比5102080100 注:1Mod=0.129秒 應盡量削減無用動作,如找工具的動作,走多餘的路等;應將動作盡量縮小到手指或手腕的範圍。一般說,正常活動領域不超過肘的范圍。假如動作到肩膀,以及蹲、彎腰等都超過正常的範圍,既浪費時間,又會特别快疲勞。第三節 時 間 研 究一、 時間研究的意義 時間研究又稱作業測定。其根本目的是尋求在標準狀況下完成一項工作所需的時間。即一個合格工人(具有正常的體力和智力,在勞動技術方面受過良好訓練,並具有一定熟練程度的工人)在標準的作業方法和條件下,以正常的作業速度完成某一工作所需的時間, 這種時間稱標準時間,相當於我國企業的勞動定額時間。它是一項作業的純作業時間與寬放時間之和。 標準時間(勞動定額)是企業治理工作的基礎。以下幾個方面都需要以準確的標準時間作為依據:(1) 制訂及評價生產計劃、工時計劃、作業計劃;(2) 工作場地规划、配置機械設備及配備設備的數量等;(3) 本钱及價格的計算及經濟核算;(4) 配備人工數量及級別;(5) 評價工人工作好壞,決定工資級別及獎金;(6) 改進操作方法及環境條件;(7) 訓練工人。總之,勞動定額是合理組織勞動、實行計劃治理和貫徹執行按勞分配原則的重要依據;是實行經濟核算和本钱治理的重要基礎;是組織、動員廣大職工努力提高勞動生產率和勞動競賽、推廣先進經驗的有力工具和手段。二、 勞動定額的方式勞動定額是產品生產過程中勞動耗费的數量標準,是指在一定的生產技術組織條件下,規定生產一件合格產品所需的勞動時間,或者規定在一定勞動時間(如分、小時、天)內生產的合格產品的數量。前者稱為“時間定額”,后者稱為“產量定額”。二者都是勞動計量標準它們之間能够互相轉換。三、工時耗费分類所謂工時,确实是工作班的工作時間。工時耗费分類确实是將勞動者在整個工作班中所耗费的時間,根據其性質、範圍、作用、及當時的具體情況,明確地劃分為假设干類,以便作為進一步分析研究的依據,從而制定勞動定額或改進勞動組織等。 在制定時間定額(標準時間)時,必須對工人生產中的全部工是耗费進行分析研究,確定哪些工時耗费是必要的,應列入工時定額之內;哪些工時耗费不是必要的,不應列入工時定額,而應采取措施,減少和消除這部份工時損失。工時耗费分類如圖3-16所示。全 部 工 時 消 耗 非定額時間定額時間 停工時間非生產作業時間 休息與自然需要時間工作地服務時間準備與結束時間作業時間組織性的輔助時間自然需要時間休息時間技術性的根本時間工人造成的非工人造成的組織技術造成的機動的機手並動的手動的與機 動 交 叉 的與機 動不 交 叉 的工人造成的圖3-16 工時耗费分類定額時間指完成某項工作必須的時間耗费。非定額時間指不是完成某項工作必需的時間耗费。它是由於企業治理工作上的缺點或工人違反勞動紀律等缘故引起的時間損失。作業時間指實現工作任務耗费的時間。它是定額時間中最主要的組成部分。根本時間指為直截了当完成工藝目的耗费的時間,也确实是使勞動對象發生物理變化或化學變化(即改變形狀或性質)耗费的時間。根本時間又能够分機動時間、手動時間和機手並動時間。輔助時間指不是直截了当完成工藝目的,而是為了保證完成工藝目的必須耗费的時間。如機加工中裝卸工件所花的時間。輔助時間也可分機動時間、手動時間和機手並動時間。另外,在大多數情況下,輔助時間又分與根本時間穿插和不穿插的時間。在制定定額時,穿插的輔助時間就不要計入定額時間內。準備與結束時間又稱作業轉換時間,指完成某項工作或加工一批零件,在工作開始前的準備工作時間,以及工作完畢時的結束工作時間。例如,加工前理解圖紙和工藝要求,領取工夾具,調整機床等;一批零件加工結束時,拆卸工夾具、交檢工件等。與上述其它時間比較,這類時間的特點在於,它不是加工每一個零件和每一個輪班都要耗费的,而是對於同一批零件只耗费一次,與該批零件數量無關。在大量生產中,制定定額時對這類時間耗费可忽略不計。工作地服務時間又稱照管工作地時間,它是指為了保證生產的正常進行,用於正確布置工作地、保證工作地良好狀態以及對工作地進行供應和照管耗费的時間。這類時間又分為技術性和組織性兩類。技術性服務時間是指更換刀具、檢查和調整機床、去除切屑等時間。這種時間隨加工時間的增加而增多。組織性服務時間是指耗费於班前準備工作和交接工作的時間。 如上班時領工作圖紙,整理工作地、下班時寫工票、記錄工時、拾掇工具和交接班等。這部分時間也是隨整個作業時間的增加而相應增多。休息與自然需要時間指為了消除疲勞,保證工人精力充分而進行的必要休息,以及生理上的自然需要耗费的時間。非生產工作時間指工人做了本身任務以外的工作耗费的時間。例如,按制定規定,研磨工具、領取材料等工作由輔助工人做,但由於某種缘故,根本工人做了這些工作,就屬於非生產時間。假设制度規定,這類工作由操作工本人做,它就應劃在定額時間內。其數值可估計一個百分比,按寬放時間處理。停工時間包括兩類:非工人造成的時間指由於企業技術工作和組織工作的缺點,或者由於企業外部條件影響,使工作發生中斷的時間。如等待分配工作、待料、待工裝、停電等。工人造成的時間指由於工人違反勞動紀律造成的時間損失。如遲到、早退、擅自離開工作地、工作時間內閑談、辦私事,以及違反操作規定造成設備事故等而帶來的時間損失。在制定定額時,工作地服務時間和休息與自然需要時間,一般用它們對作業時間所占的百分比攤入單位產品的工時定額內。四、時間定額的構成由於生產類型的不同,時間定額的組成也有所不同。在大量生產條件下,由於產量大,分攤到一件產品上的準備結束時間特别小,可忽略不計,故勞動定額的時間組成中沒有準備與結束時間,只包括作業時間、工作地服務時間和休息自然需要時間。 在成批生產條件下,時間定額中應包括準備結束時間。 時間定額以單位產品(零件)計算,或以一起加工的成批產品(零件)計算。前一種情況下的時間定額稱為單件時間定額,后一種情況下的時間定額稱為成批時間定額。單件時間定額單件時間定額的組成部分有:(1) 作業時間(T作 )它是由根本時間(T基 )與輔助時間(T輔 )所組成。(2) 工作地服務時間(T服)它是由組織性置與技術性兩部分組成,通常用占作業時間的一定百分率來表示。(3) 工人休息與自然需要時間(T休 )通常也是用占作業時間的一定百分率來表示。因而,單件時間定額的計算公式為: T單=T作+T服+T休 =(T基+T輔) (1+a+b)式中 a-工作地服務時間對作業時間的百分率; b-休息與自然需要時間對作業時間的百分率; a . b一般稱為寬放率。成批生產條件下的每批時間定額為:T批=T準+T單*n公式中 T批零件成批的時間定額; T準準備結束時間; N該產品件數。T準成批生產中的每一件產品的時間定額為:nT準T單計=T單=T準n=T作+T服+T休+n=(T基+T輔)(1+a+b)+在西方國家和日本的企業中,標準時間(時間定額)中還包括一項“現場寬放”或“不可防止的寬放時間”。它包括治理人員、技術人員、小組長因材料或其他有關問題找操作者商談,短時間的機械毛病的排除等。顯然,他們這樣分類,是考慮了生產現場的實際情況,更為合理。五、時間研究的方法時間研究的方法主要有:經驗估工法、統計分析法、技術測定法與工作抽樣法。(一) 經驗估工法由定額人員、技術人員和有經驗的老工人組成估工小組,根據產品設計圖紙、工藝規程、工裝條件和設備狀況,以及生產組織方式,憑各自的實踐經驗來估計工時定額。估工有粗細之分。粗估工是按整個工序估算。細估是按工序各組成部分分別估算,然後匯總確定工序的工時定額。此法的優點是簡便易行,工作量小,制定定額快,並有一定群眾基礎。缺點是單憑經驗,技術根據缺乏,受估工人員主觀要素的影響大,難免出現偏高或偏低等現象,因而定額的準確性較差。常用於單件小批生產,以及新產品試制和臨時性生產中。 (二)統計分析法 根據過去生產的同類型產品(零件、工序)的實際工時耗费和完成定額的統計資料,並分析當前生產條件的變化,通過計算確定定額。 此法有較多的統計資料為依據,比經驗估工法更能反映實際情況。但是也存在一定缺點。由於它依據的是過去的統計資料,其中可能有某些不合理的要素,比方在實際耗费的工時中包括了一部分浪費工時、加班加點時間等,又如原始記錄不準等,必定要影響到制定定額的準確性,使定額水平不夠先進合理。為提高統計分析法制定定額的準確程度,必須建立和健全原始記錄,特別是要加強以對統計資料的整理、分析工作,剔除其不合理部分,還要考慮當前生產條件和過去條件相比發生了哪些變化,這些變化對定額有什麼影響。一定要把提高勞動生產率的各種可能要素,如推廣先進的操作方法,采纳新工藝、新技術等考慮進去。此法常用於生產比較正常,產品比較穩定,品種較少,原始記錄和統計工作比較健全的情況下。(1) 采纳統計分析法制定勞動定額時,不能用算術平均法求取的總平均值作為定額。因為生產數據存在一定的波動是不可防止的,但波動較大的情況往往是由於治理上存在問題所造成。假如用算術平均法或中位數法確定定額,等於默認存在這種問題是合理的,這樣會把勞動定額定得偏低。(三)技術測定法這種方法是在分析研究生產技術組織條件和挖掘生產潛力的基礎上,對組成定額的各部分時間,通過實際觀測或分析計算來制定定額。由於获得時間資料的方法不同,它又可分為兩種:一種是直截了当時間測定法,即通過現場觀測記錄获得第一手資料來制定定額。它是作業測定是根本的方法。屬於這類方法最有代表性的有秒表法和影象法。另一種是間接時間測定法,即根據事先制定的工進定額標準來計算制定定額。屬於這類方法的主要是PTS法(預定時間標準法)。采纳這兩種方法制定的定額都稱為技術定額。技術測定法的優點是比較科學,有一定技術根據,較為準確。在實際工作中應根據不同情況采纳不同的方法。如秒表法和影象法因工作量太大,只適用於大批量生產和單件小批生彥中的典型零件或工序。 以上三種制定定額的方法,各有優缺點和適用范圍。终究采纳哪一種方法,應從實際具體情況出發,根據需要和可能確定。不論采纳哪種方法,都要堅持群眾路線、實行專群結合和加強思想工作。這里僅著重介紹秒表與預定時間制中的模特法。1. 秒表法采纳秒表測時可用於制定定額,也可用於檢查工人未完成定額或大大超過定額的缘故,以及研究各工種的組織情況,找出尚未利用的工時潛力等。現將采纳此法制定定額的方法與步驟分述於下。(1)準備工作A制定操作規程,使工序結構合理化 定額員、工藝人員及先進工人經過充分討論研究,將每道工序分解為假设干個作業單元,並進行方法研究,取消不必要作業單元,改善不合理的作業單元,使作業結構合理化。作業單元時間長短要合適,為了便於記錄,不宜太短。B制定標準操作方法在上述方法研究和總結先進操作的基礎上,制定標準操作方法,並明確確定各作業單元的測時始點和終點(定時點)。C選擇與訓練工人一般認為,為了使測得的結果合理和有代表性,應選擇中等(平均)熟練程度的工人進行操作。在西方國家,不強調中等熟練程度的人,因為其一,這種人不容易選到;其二,將來測時后,還要進行效率評定。因而,往往就選工序的原來操作者。不論選誰作為操作測時對象,都要做好思想工作,获得他的配合,並按標準操作方法訓練。D準備觀測工具采纳什麼記時工具,取決於工序時期和作業單元時間的長短,假设時間太短,可用攝影機或錄象機,如對流水線裝配線特别適用,不僅時間能算得特别準,而且還能够重現。假设時間較長(如作業單元最短時間不少於3-4秒)一般用十進位的分度值為1/100分(DM)的秒表)。此外,還須準備鉛筆、橡皮、記錄表格(見后個人測時錶)及夾子等。E確定觀測次數作業測定是抽樣過程,必須有足夠多的測時次數,以期從統計總體中得到合適的樣本。測的次數越多,結果就越合理(即精度越高)。觀測次數要根據生產類型、作業性質(機動、手動或機手並動)、工序和作業單元的延續時間長短等情況而定。生產類型高,要求所得資料精確,觀測次數要多些,反之可少些。在機動時間和工序及作業單元的延續時間比較長的情況下,工時耗费比較穩定,觀測次數能够少些。在手動和工序及作業單元延續時間比較短的情況下,工時耗费波動較大,觀測次數應多些。需要作多少次觀測才能保證要求的精確度。(2) 正式測時測時通常在工作班開始1-2小時、工作節奏穩定后進行。在進行正式觀測記錄之前,宜先作2-3次試測,以證實標準的定時點是否正確無誤。測時整個過程如圖3-17所示。標準工時定額正常操作時間選擇時間記錄時間寬放時間效率評定 圖3-17 測時過程(1) 連續法(Continuos timing)。在觀察過程中,讀出並記下各作業單元定時點(一般采纳終點)的瞬間時間值T截。在觀測結束后,再把記錄的T截逐次相減, 求出各作業單元的持續時間(T持)。記錄用表可參考表3-4。連續法是最常用的方法。持)(2) 瞬時返零法(Snap back timing,snap back method)。在觀察過程中,讀出並記下各作業單元終點時間值,隨即立即使表复零。此法的优點是直截了当得出各作業單元的時間值(T缺點是容易出錯。秒表測時中各作業單元持續時間一般以不少於56秒較為适宜,此時測定誤差較小,假设有的作業單元時間太短(例如12秒),甚至1秒以下單獨測定誤差特别大,可與相鄰假设干單元組成一具作業單元組,采纳循環法(Cycle timing)定。循環法的根本方法是:在一個周期系列作業單元中,每次去掉一個作業單元,測出其餘幾個單元的總時間,然后通過解聯立方程求得各作業單元的時間 (T 持 )。例如,一個周期系列的作業單元依次為ABCDE五個單元,於是在反復勞動中出現ABCDEABCDE。首先去掉A,測BCDE的時間,辦法是從B作業單元開始時按動秒表,而在E作業單元結束時按停秒表,記錄下BCDE的總時間;然后再去掉B,測CDEA的總時間;。設依次測得:B+C+D+E=7.3 (1)C+D+E+A=6.8 (2)D+E+A+B=6.0 (3)E+A+B+C=6.6 (