IE工业工程工时定额与生产能力课件

IE工业工程工时定额与生产能力,第一节 工作设计,工作设计,是有效组织生产与运作作业的一项基础和先行工作。,工作设计的,目的,:是确定生产与运作作业的基本单元，如一道工序、一个岗位的工作活动设计，是研究局部、个体单位的优化问题。,9/16/2024,2,一、工作设计的内容和影响因素,（一）工作设计的概念,明确整个生产运作任务的流程；,科学合理地分工；,明确各个工作地或岗位的工作目标、任务和内容；,制定工作标准和具体的操作活动。,9/16/2024,3,（二）工作设计的影响因素,分工与劳动生产率；,劳动者的体能、运作条件及效用；,人机工程；,劳动者的工作心理及兴趣。,9/16/2024,4,（三）分工与劳动生产率,所谓,分工,，就是将一项任务或事务分成若干个组成部分或单元。,劳动生产率,可以表达为生产系统输出的产品或服务与其所消耗的（时间）资源的比，即,9/16/2024,5,（三）分工与劳动生产率,科学合理地分工反映在定性和定量两个方面：,分工的定性方面,分工的定量方面,9/16/2024,6,二、劳动者的体能与运作效用,（一）劳动者的体能,工作设计应在一个健康的劳动者力所能及的范围之内。,（二）相关条件,劳动者的体能是否能正常发挥和使用，受一些相关条件的影响，如,照明强度、温度、空气、噪音、色彩等，,此外，还有劳动者的心理反应和需要。,9/16/2024,7,二、劳动者的体能与运作效用,（三）运作效用,效用可以表达为成果与消耗之比，即,不同的运作其能量消耗是不同的。,按手指移动2.5cm所需的平均时间为基本单位，即,IMOD,，其他任何运行时间都是它的倍数。,9/16/2024,8,动作分类与时间值,动作分类,动作名称,时间值,移动动作,手指动作,手的动作,前臂的动作,上臂动作,1,2,3,4,终止动作,触碰动作,简单抓握,复杂抓握,简单抓握,注意放下,特别注意放下,0,1,3,0,2,5,动作分类,动作名称,时间值,身体动作,踏板动作,步行动作,向前探身动作,坐和站起动作,3,5,17,30,其他动作,校正动作,施压动作,曲柄动作,眼睛动作,判断动作,重量修正,2,4,4,2,3,1,9/16/2024,9,运作效用的问题,运作效用的问题之一，劳动者的体能消耗问题。,运作效用的问题之二，操作动作是否设计得必要、灵巧。,运作效用的问题之三，工作标准确定后，适合的人员配备问题。,运作效用的问题之四，是衡量标准的问题。,9/16/2024,10,三、人机工程,人机工程最直接和基本的问题是人与机器的交互作用及关系，在有些分类中，还包括与环境的交互作用。,处理人机交互作用及关系的三项标准。,以劳动者的特点为标准,以时间和操作利用率为标准,全部作业时间最短为标准，或最佳方法。,利用率为标准也分两种情况，其一在一个作业循环时间内机器的利用率，或其二操作员的工作比率。,以系统效率为标准,9/16/2024,11,第二节 工时定额,一、工时定额概述,（一）工时定额的概念,所谓工时定额就是在一定的生产技术和组织条件下，完成单位任务（或生产单件制品）事先制定的所必需的时间限制。,两种表现形式：,产量定额：单位时间内能够生产的产量。,时间定额：生产单件制品的时间。,9/16/2024,12,（二）制定工时定额的作用和意义,工时定额是劳动生产率及水平的重要标志,工时定额是实行计划管理的依据,工时定额是衡量员工贡献，实行按劳分配的重要尺度,9/16/2024,13,（三）制定工时定额的方法,常用的方法有,经验估工法,类推比较法,统计分析法,技术测定法,9/16/2024,14,二、工时定额测定,工时定额测定也称时间测定，也就是通过工作时间测定来制定工时定额。,（一）测时的概念及功能,测时,即直接在工作地上，以工序、操作或某一工作事项的作业时间为对象，按照先后顺序进行反复的观察、记录和分析研究的一种方法。,9/16/2024,15,测时的基本功能,为制定工时定额或编制劳动定额标准，提供数据资料。,总结和推广先进工人的操作方法和经验,。,研究工人劳动定额的完成情况。,分析，以改善劳动组织，提高劳动生产率。,9/16/2024,16,测时的步骤,选择观察对象；一般是熟练工人。,划分作业操作要素，制定测时记录表；,记录观察时间，剔除异常值，并计算各要素的平均值；,要素平均时间=某要素各次观察时间之和,该要素被观察的次数,两种方法：,连续测时法和归零法,。,计算作业的观察时间；,作业的观察时间等于该作业的各项作业要素平均时间之和,。,效率评定，计算正常作业时间；,考虑宽放时间比率，确定标准作业时间即工时定额。,定额标准时间,=,正常时间,(1+,宽效率,),9/16/2024,17,测时数据的处理,删除异常时间值,例5-1：某一操作单位在设定观察误差下，满足测定要求20次测定结果分别是：20、20、21、20、22、20、19、24、20、22、19、21、20、28、21、20、20、22、M、20（观测20次，其中一次漏记，因采用十进制秒表，其计时单位为001分）。,9/16/2024,18,计算异常时间值过程,则：控制上限,控制下限,根据计算的结果可知仅有“28”时间值应予删除。,9/16/2024,19,测时数据的处理,求出作业的时间值,先将各单元删除异常时间值后，求出各单元时间的平均值。,然后再按下式求出作业正常时间：,其中评定系数按标准工作状态下正常速度作增减，测时状态优于标准工作状态评定系数应大于1，反之则小于1。,9/16/2024,20,测时数据的处理,定额标准时间,定额标准时间=正常时间(1+宽放率),9/16/2024,21,三、定额时间,产品加工过程中的作业总时间可分为,定额时间,和,非定额时间,两大类。,9/16/2024,22,作业总时间构成,全部时间消耗,定额时间,非定额时间,停工时间,非生产工作时间,辅助时间,基本时间,作业时间,准备与结束时间,布置工作地时间,休息与自然需要时间,组织性的,技术性的,休息时间,自然需要时间,9/16/2024,23,定额时间,定额时间,即在产品设计正确、工艺完善的条件下，制造产品或进行作业所用的时间。,由四类时间组成：,(1),作业时间,(2),准备与结束时间,(3),布置工作地时间,(4),休息与自然需要时间,9/16/2024,24,作业时间,作业时间,是指实现工作任务所消耗的时间，它是定额时间中最主要的组成部分。,作业时间可以按其作用为,基本时间,和,辅助时间,。,基本时间,是直接完成工作任务所消耗的时间，通常是指使劳动对象发生物理变化或化学变化所消耗的时间。,辅助时间,是指除基本时间外，为了保证实现工艺目的而必须消耗的时间。,9/16/2024,25,准备与结束时间,是指为完成某项工作，事前进行准备和事后结束工作所消耗的时间。,特点,是加工同一批零件只消耗一次，与加工零件的批量无关。,9/16/2024,26,布置工作地时间,是指为了保证生产正常进行，工人用于照管工作地，使之经常保持正常状态所消耗的时间。,它可以分为,技术性时间,和,组织性时间,。,技术性时间,是指由于技术的需要而消耗在布置工作上的时间，如更换刀具、消除切屑等。,组织性时间,是指消耗于班前准备工作和交接班工作上的时间。,9/16/2024,27,休息与自然需要时间,是为了消除工人疲劳以及生理上的自然需要所消耗的时间。例如喝水、上厕所等时间。,9/16/2024,28,非定额时间,包括：,非生产工作时间,和,停工时间,。,非生产工作时间,是指工人做了本身任务以外的工作所消耗的时间。,停工时间,是指工人在工作班内，因某种原因未能从事生产活动，中断生产所损失的时间。,若因计划水平低使操作者停工待料，应给予操作者适当的工时补偿，但这不属于定额时间问题。,9/16/2024,29,不同生产类型工时定额的时间组成,生产类型不同，工时定额的时间组成也有所不同。,大量生产类型，准备与结束时间一般可忽略不计；,成批生产类型，准备与结束时间按批量分摊到单件定额中去；,单位小批类型，准备与结束时间全部计入单件定额中。,布置工作地时间、休息与自然需要时间一般按它们对作业时间的百分比计入单位产品的工时定额内。,9/16/2024,30,各种生产类型单件工时定额的计划方法,大量生产类型,单件工时定额,=,作业时间,布置工作地时间和休息与自然需要时间对作业时间的宽放率,1+,成批生产类型,单件工时定额,=,作业时间,布置工作地时间和休息与自然需要时间对作业时间的宽放率,1+,+,准备与结束时间,批量,单件生产类型,单件工时定额,=,作业时间,布置工作地时间和休息与自然需要时间对作业时间的宽放率,1+,+ 准备与结束时间,9/16/2024,31,四、学习曲线,学习曲线,Learning Curve,表示单位产品生产时间同所生产的产品总数量之间的关系。,学习曲线现象最早是20世纪,20,年代在美国一家飞机装配工厂被认识到的。该厂的研究表明，生产第,4,架飞机的人工工时数比第,2,架所花的时间减少了,80%,左右，第,8,架又只花费了第,4,架工时的,80%,，第,16,架又是第,8,架的,80%,，等等。,9/16/2024,32,学习曲线(续),学习(或经验)曲线理论在企业界有非常广泛的应用。,在生产制造方面，它可以用来估计产品设计时间和生产时间，同时它也可用来估计成本。,在设计公司战略(如价格决策、资本投资和基于经验曲线的操作成本)方面也具有不可缺少的作用。,9/16/2024,33,学习曲线(续1),学习曲线可用于个人和组织。,当人们重复同一过程并从他们自己的经历中获得技能和提高效率时，个人学习能力将得到提高，这就是所谓的“熟能生巧”。,组织的学习能力同样源于实践，但它也来源于管理、设备和产品设计等方面的变化。,在组织中，通常期望能够同时达到两种学习能力的提高，并用条学习曲线来描述两者相结合的结果。,9/16/2024,34,学习曲线(续2),学习曲线基于以下三条假设：,每次完成同一性质的任务后，下次完成该性质任务或生产单位产品的时间将减少。,单位产品生产时间将以一种递减的速率下降。,单位产品生产时间的减少将遵循一个可预测的模式。,9/16/2024,35,学习曲线的绘制,80的学习曲线所需的单位、,累积、累积平均值劳动时间,单位：数量,单位产品直接劳动时间,累积直接劳动时间,累积平均直接劳动时间,1,2,4,8,16,32,63,128,256,l00 000,80 000,64 000,51 200,40 960,32 768,26 214,20 972,16 777,100 000,180 000,314 210,534 591,892 014,1 467 862,2 392 453,3 874 395,6 247 318,100 000,90 000,78 553,66 824,55 75l,45 871,37 382,30 269,24 404,9/16/2024,36,学习曲线的绘制(续1),9/16/2024,37,学习曲线的绘制(续2),学习曲线的(工时改善)变化率，简称学习率,。,学习曲线的学习率可利用相同或相似产品的历史资料来估计。,9/16/2024,38,学习曲线的绘制(续3),学习曲线的数学解析式：,Y,x,=K,x,-b,式中,Y,x,生产第,x,台产品的直接人工工时,x,生产的台数,K,生产第一台产品的直接人工工时,b,幂指数=,P,学习率,9/16/2024,39,表5-2 各种学习率下的幂指数值,学习率,50,60,70,80,90,幂指数,b,1.0,0.737,0.515,0.322,0.152,9/16/2024,40,例题,已知生产第一台产品的工时为10 000小时，学习率为80%，求第8台产品的工时。,解：Y,8,=10 000(8),-0.322,=,=5120,即生产第,8,台产品的工时为,5120,小时。,9/16/2024,41,第三节 生产能力,生产能力的概念、种类和影响因素,企业生产能力的计算和查定,9/16/2024,42,一、生产能力的概念、种类和影响因素,生产与运作能力是制订组织生产与运作计划的重要依据,。这里以工业企业为主介绍。,生产能力,是指企业的设施在一定时期内，在先进合理的技术组织条件下，所能提供的一定种类产品或服务的最大数量。,生产能力可以按年、季、月、日、班、小时计算，但通常按年来计算。,生产能力以实物指标为计量单位。,9/16/2024,43,生产能力的种类,企业的生产能力可分为三种：,设计能力,是企业在建厂时期按照当时的设计规划所能达到的生产能力。,查定能力,是在没有设计能力或虽有设计能力，但由于企业的产品方案、协作关系和技术组织条件发生了很大的变化，原有设计能力不能反映实际情况，由企业重新调查核定的生产能力。,现实能力(计划能力),指企业在计划年度内实际可能达到的生产能力。,9/16/2024,44,生产能力柔性,生产能力柔性即企业能够根据需求的变化不断调整生产水平的能力。,生产能力柔性是生产系统柔性的一个方面。,生产能力柔性反映在两个方面：,品种的柔性、数量的柔性。,品种的柔性,反映企业生产系统快速转换产品品种的能力，转换的速度越快，柔性越大。,数量的柔性,是指企业的生产系统具有快速改变生产数量的能力。,9/16/2024,45,提高企业生产能力的柔性,(1),生产系统的可重构性。,(2),敏捷的多能化员工。,产品需求多样化，使得生产系统需要不断调整生产工艺，以满足不同的产品加工的需要，实现零时响应需求。为此企业就必须建立一种可重构的生产系统，快速改变生产线与生产工艺，满足日益多样化的需求。,企业的员工必须具有适应生产系统转化的能力，如掌握多种技能，提高工艺操作水平，以便在改变生产时能够适应不同岗位与操作的需要，为此需要加强员工的培训与再教育。,9/16/2024,46,规模经济和范围经济,规模经济,企业的生产经济效益与生产量有关，这种随着生产规模的改变，经济效益发生改变的现象是规模经济。,范围经济,(Scope Economy)是生产系统能够提供的产品品种的数量的能力。,生产能力的计划必须考虑规模经济的问题。企业的生产能力必须大于最低的生产规模；但是生产规模并不是越大越好，也存在一个最佳经济规模的问题。,企业生产设施生产的产品品种系列越宽，范围经济就越强，生产系统的品种柔性就越强。,9/16/2024,47,最低经济规模,与),最佳经济规模,最低经济规模,企业的生产能力必须达到一定的规模才有经济效益，这是不同的行业都存在的一个经济规律。低于最低经济规模，企业就没有盈利的可能。,最佳经济规模,在这一规模下，经济效益最大，利润最大。最佳的经济规模可以通过盈亏平衡的方法确定。,9/16/2024,48,决定生产能力的要素,决定一个企业生产能力的因素是多方面的，可以用一个鱼刺图表示，见图,7-1,。,生产能力,生产组织方式,产品特征,生产资源,设备与场地,人的因素,管理因素,图7-1 决定生产能力的要素,9/16/2024,49,影响生产能力的基本因素,三个：,生产中的设备数量与生产面积数量,设备的工作时间,设备（生产面积）的生产率定额,计算生产能力时的设备数量，是指企业所拥有的全部能够用于生产的机械设备数，包括：正在运转的机器设备；正在修理、安装或准备修理、安装的机器设备；因生产任务不足或其他不正常原因暂时停用的设备。,生产面积是指造型、装配等的工作地、通道、工作地旁边的零部件存放地及运输设备所占面积。,设备工作时间分为制度工作时间和有效工作时间。,制度工作时间是指在规定的工作制度下，设备可工作（或利用）的时间数。年制度工作时间的计算公式如下：,Fs=,（,D,y,D,h,）,f,式中,Fs,年制度工作时间；,D,y,全年日历日数；,D,h,全年节假日数；,f,每日制度工作小时数。,有效工作时间是在制度工作时间中，扣除设备修理停歇时间后的工作时间总数，即：,F,e,= F,s,(1,),式中,F,e,设备年有效工作时间；,设备修理停工率。,设备修理停工率，按修理计划或参考设备修理的经验统计数确定。,计算生产面积的生产能力时，用制度工作时间，而计算设备生产能力时，用有效工作时间。,设备（生产面积）的生产率定额，可以用设备（生产面积）的产量定额来表示，即单位设备（生产面积）在单位时间内的产量定额；生产率定额也可以用产品的时间定额表示，即制造单位产品的设备台时消耗定额或制造单位产品的生产面积占用时间。,9/16/2024,50,二、企业生产能力的计算和查定,（一）查定生产能力的步骤,确定企业的专业方向和生产计划。,做好查定准备工作，包括,组织准备和资料准备。,查定车间、工段、生产线、设备组的生产能力，并在此基础上，确定企业生产能力,。,基本思想,从基层开始自下而上地进行。,9/16/2024,51,（二）生产能力的计量单位,生产能力以实物指标作计量单位。,生产能力的实物计量单位有：具体产品、代表产品及假定产品。,9/16/2024,52,具体产品,在产品品种单一的,大量生产,企业中，计算生产能力时的生产率定额用该具体产品的时间定额或生产该产品的产量定额；企业的生产能力即以该具体产品的产量表示。,9/16/2024,53,代表产品,在多品种生产的企业中，在结构、工艺和劳动量构成相似的产品中选出代表产品，以生产代表产品的时间定额和产量定额来计算生产能力，则生产能力的计量单位即为代表产品。,代表产品一般选代表企业专业方向，在结构工艺相似的产品中，产量与劳动量乘积最大的产品。,9/16/2024,54,换算系数,代表产品与具体产品产量之间的换算，通过换算系数。换算系数为具体产品与代表产品的时间定额的比值，即：,式中,K,i,产品,i,的换算系数；,t,i,i产品时间定额之和（台时）；,t,d,代表产品时间定额之和（台地）。,9/16/2024,55,假定产品,在产品品种数较多，各种产品的结构、工艺和劳动量构成差别较大的情况下，不能用代表产品来计算生产能力，此时，可用假定产品作为计量单位。,假定产品是由各种产品按其产量比重构成的一种假想产品。,9/16/2024,56,假定产品劳动量的计算,假定产品劳动量的计算公式为：,式中,t,s,单位假定产品的劳动量；,t,i,i,产品的时间定额；,i,i,产品的产量比重；,n,产品品种数。,9/16/2024,57,（三）生产能力的计算,1、单台设备及流水线生产能力的计算和确定,式中,P,0,单台设备生产能力(台或件)；,F,e,单台设备计划期内有效工作时间(小时)；,t,产品的工序时间定额(台时)。,工序由一台设备承担时，单台设备的生产能力即为工序生产能力；工序由S台设备承担时，工序生产能力为P,0,S。,9/16/2024,58,（三）生产能力的计算,2、,设备组生产能力的计算,在成批生产及单件小批生产企业，当工段按工艺原则或对象原则组织时，生产能力的计算通常从设备组开始,。,9/16/2024,59,设备组生产能力的计算,设备组生产能力的计算公式为：,式中 P设备组的生产能力（件）；,S设备组的设备数量（台）；,t,制造单位产品（具体产品、代表产品或假定产品）所需该种设备的台时数。,9/16/2024,60,(1),以代表产品为计量单位计算设备组生产能力,设车间生产,A,、,B,、,C,、,D,四种结构与工艺相似的产品，根据产量及劳动量的大小，选定,C,产品为代表产品，其单位产品的铣床上的台时消耗为,10h,；设铣床组共有,12,台铣床，每台铣床的全年有效工作时间为,4500h,，则铣床组的生产能力（以代表产品,C,的产量表示）为：,9/16/2024,61,换算,将代表产品,C,的产量换算为各具体产品产量的换算过程及结果如表,5-3,表示。,表5-3 代表产品换算为具体产品的计算过程表,产品,名称,生产计划,台）,单位产品总劳动量,（台时）,产量换算,系数,换算为代表产品产量(台),以代表产品表示的生产能力(台),换算为具体产品表示的生产能力(台),备注,=,=,A,2 000,25,0.5,1 000,5 400,2 160,B,1 200,40,0.8,960,1 296,C,1 600,50,1,1 600,1 728,代表产品,D,1 200,60,1.2,1 440,1 296,合计,5 000,9/16/2024,62,(2),以假定产品为计量单位计算设备组生产能力,设车床组有,5,台车床，生产,A,、,B,、,C,、,D,四种结构、工艺不相似的产品，每台车床全年有效工作时间为,4400h,，各种产品的计划年产量、单位产品的车床台时消耗定额及以假定产品为计量单位计算车床组生产能力的计算过程如表,7-2,所示。,9/16/2024,63,以假定产品为计量单位计算设备组生产能力,表5-4 生产能力计算过程表,产品,名称,生产计划,（台）,各种产品产量比重,(%),单位产品车床台时消耗,单位假定产品车床台时消耗,以假定产品表示的生产能力(台),换算为具体产品表示的生产能力(台),=,=,A,250,0.25,20,20,1 100,275,B,200,0.20,25,220,C,400,0.40,10,440,D,150,0.15,40,165,合计,1 000,1.00,1 100,9/16/2024,64,3、工段(车间)生产能力的计算和确定,在计算设备组生产能力的基础上，确定工段（车间）的生产能力。,各设备组的生产能力。一般是不相等的，因此确定工段（车间）生产能力时，要进行综合平衡工作。,通常以,主要设备组,的生产能力作为综合平衡的依据。,主要设备组,是指完成劳动量比重最大或者贵重而无代用设备的设备组。,9/16/2024,65,某机械加工工段生产能力综合平衡的图解示例,60,40,20,0,设备组,120,100,80,钻床组,车床组,镗床组,刨床组,铣床组,磨床组,生产能力,90,110,85,75,100,120,9/16/2024,66,4、,企业生产能力的确定,企业生产能力在各车间生产能力综合平衡的基础上确定。,企业生产能力综合平衡的内容主要包括两个方面：,一是各基本生产车间能力的平衡，,二是基本生产车间与辅助生产车间及生产服务部门之间能力的平衡。,9/16/2024,67,企业生产能力的确定,在平衡各基本车间的能力时，首先要确定主要车间，并以主要车间的生产能力作为平衡的依据。,基本车间和辅助车间生产能力的平衡，一般是以基本车间的生产能力为基准，核对辅助车间生产能力协调配合情况。,在确定企业生产能力过程中，出现能力不平衡情况时，必须制定消除薄弱环节的措施，使企业的生产能力落实到一个合适的高水平。,9/16/2024,68,(四)生产能力与生产任务的平衡,在编制生产计划过程中，要进行生产任务与生产能力的平衡工作。,平衡工作的过程：,生产任务与生产能力的比较。,根据生产任务与生产能力的比较结果，采取相应的措施。,计算生产能力利用指标。,生产任务与生产能力比较的方法有二：,一是以实物单位进行比较，,二是以台时为单位进行比较。,生产任务与生产能力的比较效果，可出现三种情况，即生产能力大于、等于或小于生产任务。,9/16/2024,69,