工业工程工业工程

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河南工程学院工业工程基础工业工程课程设计指导书（2010级）管理科学与工程系 二〇一二年六月目录第一章课程设计的目的和要求1一、课程设计的目的和内容1二、课程设计的要求及成绩评定2三、课程设计计划进度3第二章实验项目4一、流程程序分析4二、双手操作分析7三、动作研究11四、秒表测时14五、模特法应用20六、课程设计报告的要求21 第一章课程设计的目的和要求一、课程设计的目的和内容1、课程设计的目的基础工业工程课程设计是基础工业工程课程的重要实践环节，是综合运用所学知识，完成作业方法优化和制定标准工时定额的一次基本训练。其目的是：（1）正确运用工业工程原理和有关专业知识，学会由产品入手对工厂生产系统进行分析的方法。（2）通过了解产品的组装过程，熟悉工业工程的各种图表，掌握基础工业工程运用的一般过程。（3）通过课程设计，初步树立正确的设计思想，培养学生运用基础工业工程及相关知识分析和解决企业中实际问题的能力。2、课程设计的内容基础工业工程课程设计的主要目标是培养学生如何分析、发现现有生产过程中存在的问题，并加以改善的工作能力，以及掌握完整的系统分析和解决问题的方法。主要包括5个实验内容。（1）流程程序分析（2）双手操作分析（3）动作研究（4）秒表时间研究（5）模特法应用21 二、课程设计的要求及成绩评定1、课程设计的要求在本次课程设计中，要结合课程设计的目的，结合具体的实验上交实验报告，一个实验一个报告。字数3000-5000。实验报告包括实验名称、实验目的、成员分工、实验工具、实验过程、结果分析等几部分。2、成绩评定成绩评定是按组进行的，具体的评定指标有：出勤情况、纪律情况、完成课程设计要求情况以及实验报告情况。各指标的权重和考核说明如表1.1所示。表1.1成绩评定考核指标和权重序号指标评分依据得分权重1出勤情况全到1次未到2次未到3次未到10070400152纪律情况遵守纪律一般不太遵守纪律不遵守纪律100806040153完成课程设计要求情况符合要求比较符合要求基本符合要求不太符合要求100806040404实验报告情况格式规范、内容完整比较规范、完整基本规范、完整不太规范、完整不规范、完整10080604003021 三、课程设计计划进度本次课程设计计划用1周时间完成，设计流程以及各环节所需时间安排如下。1、课程设计流程本次课程设计的流程如图1.1所示。图1.1课程设计流程图2、设计日程安排本次课程设计各环节所需时间安排如表1.2所示。其中秒表时间研究是穿插在流程程序分析、双手操作分析与动作分析实验中间进行的。表1.2课程设计日程安排序号内容所需时间1明确课程设计目的、内容和要求半天2进行流程程序分析实验1天3进行双手操作分析1天4进行动作分析1天5进行模特法应用实验1天6实验报告半天21 第二章实验项目一、流程程序分析1、实验目的（1）学会用程序分析符号，画出某产品（或零件）的流程程序图及线路图。（2）学会用“5W1H”提问技术发掘问题，用“ECRS”原则来改进程序。2、实验说明流程程序分析是以产品或零件的加工制造全过程为对象，运用程序分析技巧对整个流程程序中的操作、搬运、贮存、检验、暂存五个方面加以记录和考查、分析。流程程序分析是对生产现场的宏观分析，但它比工艺流程分析更具体，内容更详细，用途更广泛。3、实验内容及步骤（1）选择汽车轮胎的换装程序为对象。（2）在已准备好的流程程序表格上绘制其流程程序图。（3）按照下列内容进行考查、提问：基本原则：减少工序数；安排最佳的顺序；使各工序尽可能经济化；减少搬运；如果有利，设法合并工序；找出最经济的移动方法；尽可能减少在制品的贮存；在最佳的位置设置尽可能少的控制点。考虑下列因素有无工序可以省略？21 不需要的工序（探讨：为什么现在有？）；使用新设备（探讨：为什么现在使用此设备？）；改变操作或贮存的位置（探讨：为什么现在在此位置？）；改变工作顺序（探讨：为什么使用目前的顺序？）；改变产品设计（探讨：为什么现在这样设计？）；改变订购材料的规格（探讨：为什么目前订购这种材料？）针对下列各点考虑，有哪些工序可以合并？工作场所、位置；设备；工艺过程；产品设计；原材料、零组件的规格；若重新编排工序，是否能使移动距离缩短？有哪些工序能够简化？（4）在“取消、合并、重排、简化”原则上建立新的流程程序。（5）画出新方案的流程程序图。4、实习要求该实习由实习指导老师先示范拆装一遍汽车轮胎，每个学生按指导老师的要求依次完成汽车轮胎的换装过程。操作期间注意安全，防止轮胎砸伤操作者。5、实验报告要求（1）进行流程程序分析的实施步骤应详细写出。（2）原方案与改进方案的流程程序图。（3）经济效益的核算：方法上有何改进；费用上有何减少（人、材、物折合人民币多少）；劳动强度上有无降低；管理上有无改进；工人和技术人员是否欢迎。5、预习要求及思考题（1）要求熟悉教材中流程程序的内容；做完相关练习；熟悉流程程序分析的实例分析。21 （2）思考题程序分析的记录符号有哪几个？各代表什么？什么是“5W1H”技术？有何内容？什么是“ECRS”四大原则？进行程序分析时，可以从哪几方面着手？程序分析有哪几步骤？流程程序图如何绘制？流程程序有什么作用？6、实验仪器及器材流程程序标准表格（如教材所示）；铅笔；橡皮；拆装工具。21 二、双手操作分析1、实验目的（1）学会绘制双手操作图。（2）学会正确描述、设计和改进工作地布置。（2）学会对双手操作图所记录的现状进行分析，并能找出存在的问题，提出改进的方案。2、实验说明（1）双手操作分析的目的与作用双手操作图又称操作人程序图、左右手程序图，是一种特殊的程序图。其分别将工人在操作过程中左右手的所有动作和空闲都进行记录，其目的在于对各项操作做更加详细的记录，可以考察操作者的操作方法和步骤是否合理，左右手的分工是否恰当，是否存在多余和笨拙的动作而需要改进，工作地物料的摆放、工作地布置是否合理等，经研究和改进，以达到减轻劳动强度、提高作业效率的目的。由于双手操作程序图所记录和分析的是最详细的操作，因此通常运用于具有高度重复性的工作中，并在某一固定地点进行。双手操作程序图是一种有实用价值的分析与改进操作方法的工具。运用的原则除了前面提到的取消、合并、重排、简化等方法外，应特别注意考虑动作经济原则。双手操作分析的作用可以归纳为以下几点：1）研究双手的动作及其平衡问题；2）发掘“独臂”式操作并改进；3）发现伸手、寻找以及笨拙而无效的动作；21 4）发现工具、物料、设备等不合适的放置位置；5）使动作规范化。根据不同的要求，记录可详细、可简单，如果是为了研究改进操作方法，则记录可简单些；如果是对动素进行分析，用来制定动作时间标准，则可将左右手的动作，依其正确的相互关系，按照时间标尺注明的时间记录下来。双手操作图还可以作为编制标准作业指导书的参考。（2）绘制双手操作分析图应注意以下几点：1）必须深入生产现场，观察全部操作，了解情况，确定操作周程及其起点和终点；2）画出工作场所平面布置图；3）正式画图时，要边观察、边记录，一次观察一只手的动作。通常先记录右手，将其动作用适当的符号及文字说明记录在右边，并反复补充，核对、改正，不要遗漏。再以同样的程序记录左手的动作。左右手的同时动作应画在同一水平位置，并多次核对两只手的动作，使记录准确无误。也可采用组内的几个同学同时记录，然后将记录结果比较核对。3、实验设备、仪器、工具及资料（1）零部件，如：鼠标、键盘、订书机（2）螺丝刀、尖嘴钳、秒表（3）计算机、摄像机（4）纸张、橡皮、铅笔4、实验内容及步骤本实验通过录像资料观察装配鼠标的工作过程，然后将工作地布置简图及双手操作过程记录下来，根据动作经济原则，并采用“5W1H”提问技术和21 “ECRS”分析原则进行。（1）选择一用手进行的具有高度重复性的装配工作。如：1）组装零部件（如：鼠标、键盘等）2）订书机订本（2）熟悉操作者的双手工作过程通过录像资料观察零部件的装配过程，从作业者拿零件开始至装好外壳，全面掌握作业者两只手的工作内容及其配合关系。（3）绘制现行作业方法的工作地布置图双手操作过程与工作地布置、工具物料的摆放有很大关系，根据录像资料，首先绘出现行作业方法的工作地布置图，标明各种零件、工具和物料的相对位置。（4）绘制现行方法的双手操作图（5）对现行的操作方法进行改进应用“5W1H”分析技术和“ECRS”分析原则对现行装配过程考察提问，并提出双手操作分析的改进方案。5、实验报告要求（1）画出改进前后的双手操作程序图（2）绘制改进前后的工作地布置图6、预习要求及思考题（1）要求1）熟读教材中双手操作分析的内容及实例。2）熟读动作经济原则的内容。（2）思考题21 1）双手操作分析的主要作用有哪些？2）记录双手操作程序图用哪些符号？3）为什么进行双手操作分析时要考虑工作地布置情况？21 三、动作研究1、实验目的（1）掌握动作分析技术（2）掌握细微动作研究的原理与方法（3）学会用动作经济原则改善动作2、实验原理（1）动作分析的意义与目的动作分析在方法研究中属于第三层次，它是在程序分析、操作分析的基础上，研究人体的各种操作的细微动作，发现作业者无效的和不经济的动作，寻求省力、省时、安全和最经济的动作，使操作更加简便有效，减轻工作疲劳，降低劳动强度，提高工作效率。（2）18种基本动素人的动作喝有千变万化，但构成这些动作的基本动作是有限的，这些基本动作称之为动素。按照有关国际标准，这18种动素的符号、名称、缩写、颜色如表2.1所示。21 表2.1基本动素表（3）动素分类以上18种动素根据其作用的不同将其划分为三大类：1）有效动素。有效动素是指对操作有直接贡献的那些动素，包括伸手、握取、移物、放手、装配、拆卸、使用、发现。2）辅助动素。辅助动素是指对操作起辅助作用的那些动素，包括寻找、选择、检查、持住、定位、预定位。3）无效动素。无效动素是指对操作没有任何作用的那些动素，包括计划、休息、迟延、故延。3、实验设备、仪器及工具（1）选择生产线的某一个工位（2）电脑配件的装配资料（3）螺丝旋具等装配工具21 （4）记录纸、摄像机4、实验内容及步骤（1）安排每个工位上的作业人员，各自独立完成电脑配件的装配全过程；（2）使用摄像机对该工位上的操作人员的装配动作进行全程跟踪摄像；（3）各工位上的同学在完成了几个产品的装配作业后，把各自的装配录像资料在计算机上回放。（4）通过录像回放，实验的同学可任意选择其中的一段操作，记录每个动作，并绘制动素图；（5）按照动作经济原则对“动素图”进行分析研究，找出存在问题的动素，采取措施取消无效动素，尽量减少辅助动素，消除“独臂”式动作，尽量使两只手的动作同时开始，同时结束，从而将装配过程进行优化。5、实验报告要求（1）画出改进前后的动素图（2）评价改进效果21 四、秒表测时1、实验目的（1）掌握秒表测时技术（2）掌握标准时间的制定原则、方法和程序步骤（3）学会正确划分各测时单元及其计时点（4）学会正确使用“宽放度”，确定正确的宽放率2、实验原理（1）秒表时间研究的含义秒表时间作业测定技术中的一种常用方法。它是在一段时间内运用秒表或电子计时器对操作者的作业执行情况进行直接、连续地观测，把工作时间和有关工作的其他参数，以及与标准概念相比较的对执行情况的估价等数据，一起记录下来，并结合组织所制定的宽放政策，来确定操作者完成某项工作所需的标准时间的方法。（2）秒表时间研究的特点秒表时间研究是采用抽样技术进行研究。抽样调查是一种非全面的科学的调查方法。它是按随机的原则，抽选总体中的部分单位进行调查，以推断总体的有关数据的方法。秒表时间研究以生产过程中的工序为研究对象，在一段时间内，按照预定的观测次数利用秒表连续不断地观测操作者的作业，然后以此为依据计算该作业的标准时间。由于观测的时间是限定的，而且是连续观察的，所以是密集性抽样。21 由于测定时间的选择完全是随机的，无任何主观意图的影响，因此观测结果应具有充分的代表性。另外，用秒表测时法进行观测的次数是根据科学的计算确定的，是能保证规定精度要求的次数。观测结果的误差可在观测之前根据抽样的次数和总体中各单位时间标志的差异程度，事先通过计算，将其控制在一定范围之内，因此计算结果比较可靠。（3）秒表时间研究的适用对象秒表时间研究主要用于对重复进行的操作寻求标准时间。重复作业是指具有重复循环型式的作业，重复循环期间持续的时间，大大超过抽样或观察所需要的时间。当作业具有单独的重复循环、分循环或有限的几种循环时，可以用秒表时间研究法进行研究。（4）秒表时间研究的步骤进行时间研究需要掌握一套科学的方法和程序，同时还要有良好的沟通能力，获取被观测者的信任和合作，以保证观测数据资料的准确性，并能进行正确判断，取得时间研究成功。时间研究的步骤如下：1）获取充分的资料主要包括：与时间研究有关的基础信息资料；操作方法资料；产品或零件、材料的资料；设备资料；操作者的资料；有关作业环境的资料。2）作业分解，划分操作单元作业分解是指为便于观测和分析而将某一作业加以细分成若干个操作单元。秒表洞里是以操作单元为单位进行观测记录的，并非其操作的总时间，所有个别单元的时间之和等于整个操作时间。作业分解的原则：划分单元正确与否将直接影响秒表时间研究的质量，对于已经标准化的操作过程，划分单元时应注意下列原则：21 单元之间界限清楚；各单元时间长短适度；人工操作单元应与机器操作单元分开；规则单元、间歇性单元和外来单元应分开，否则在观测记录上将引起极大的困惑；物料搬运时间应与其他单元时间分开。3）确定观测次数秒表时间研究是一个抽样观测的过程，为了得到科学的时间标准，需要有足够的样本容量。样本愈大，得到的结果愈准确。但样本量过大，时间和精力大量耗费，也是不必要的。因此科学地确定观测次数，尤为重要。在选择观测次数时，精度与费用之间呈相反变化的趋势，要在二者之间做出最优的决策。4）测时测时是指时间研究人员采用记时工具对操作人员的操作及所需时间进行实际观测与记录的过程。进行测定时，时间研究人员应将观测位置选择在操作人员的侧后方，以既能清楚地观测操作、便于记录时间，又不干扰操作者工作为原则。研究人员要与操作人员通力协作，态度上平易近人，不要造成操作人员反感或产生紧张心情。观测时应采取立姿，以示操作者的尊重，没时期间不要与操作者谈话，以免分心。绝对不能采取秘密测时方式，否则会导致研究人员与操作人员之间的对立，即使一时瞒过操作人员，也决不能得到正确的观测资料。5）剔除异常值并计算各单元实际操作时间现场记录之后，应对数据进行处理和计算。首先应计算各单元的平均值，但在计算平均值之前，必须检查、分析并剔除观测值内的异常值。6）计算正常时间21 正常时间是指以正常速度完成一项作业或操作单元所需的时间，前面步骤已经求出操作者完成某单元的实际时间，但是该时间仅为操作者完成操作所需的平均时间，操作者的操作速度可能比标准动作快（正常速度操作），也可能比标准动作慢。所以，不能直接将上述时间认为是操作者以正常速度操作所需的时间。必须对操作者的作业进行评定，并以此对观测时间进行修正，使操作所需的时间变为不快不慢的正常时间。7）确定宽放时间宽放时间的确定可以采用连续观测法和工作抽样法。连续观测法是工作日写实的方法。时间研究人员通常要对一个工作小组的成员在一个整班内的活动作连续观测，将生产中的任何中断，如个人的需要、工具修理、非工人原因造成的停机等统统记录下来，然后进行分析。即使是中断时间，也要进行效能评价，加以适当的调整，换算成正常的效能水平。工作抽样法是通过大量的随机观测，研究操作者的各种活动占用总工时的比例方法。时间研究人员随机地走进现场，将操作者工作与中断的内容记录下来，最后加以综合分析，即可获得宽放时间与操作时间的比例，以确定宽放时间。8）确定标准时间标准时间包括正常时间和宽放时间两部分，即：标准时间=正常时间+宽放时间=正常时间*（1+宽放率）3、实验仪器与器材（1）指定生产线的某一个工位（2）电脑配件的装配资料（3）螺丝旋具等装配工具（4）摄像机、秒表、计算器21 （5）纸张、笔4、实验内容及步骤（1）收集资料实验分组，二人一组，一人负责装配产品，另一人负责观测记录。按照电脑配件所提供的装配资料，反复对其进行拆装练习，直到能熟练装配。实时监控练习也在本单元做，每组派出三个同学选择锅炉工、水电工、超市营业员、办公室主任等人员中任何一人从早到晚对其工作内容进行跟踪记录，将每个时间段所做的工作详细记录下来，包括吃饭、上厕所等，可以采用录像的方式，也可以采用手记的方式，不同工作的分界点即为记录时间的分界点。通过该项工作，可以了解某一项工作的全过程，同时为宽放时间的确定提供基础数据。（2）划分操作单元（3）决定观测次数先对其中某一操作试n次，测出其操作单元的实际时间值为X1，X2,……Xn。利用误差界限法计算观测次数N应为：（4）测时采用连续测时法记录时间研究表上四个项目，在现场记录时用铅笔填写测速、秒表读数（即表中“R”读数这两栏）、扣除读数（本操作单元的时间是前一操作的“R”栏读数减去此操作的“R”栏读数）和基本时间（为扣除读数*测速/标准速度），21 观察完毕后再填写。连续记录完所需观察的循环次数后，尚需在表头上填写“开始时间”、“结束时间”和“延续时间”，然后再计算扣除时间和基本时间，即正常时间；剔除异常值：用三倍标准差法决定正常值范围。（5）填写时间研究总表。（6）决定宽放时间。（7）计算标准时间5、实验报告要求（1）统计本班20位同学的记录。（2）分部进行时间研究的有关资料和表格（3）确定电脑配件装配过程的标准时间21 五、模特法应用1、实验目的（1）学会用模特法计算工序的标准时间及平整流水线。（2）能用模特法正确表示作业者的各种动作。2、实验原理模特法是预定动作时间方法中的一种，是作业测定的一种新技术，运用模特法，无需经过现场测时，只要根据工作物蓝图、工作地布置图和操作方法，就能预先计算出完成一项工作所需的正常时间。模特法根据人体工程学和疲劳研究的结果证明，动作速度太快会造成人的能量消耗过多，易引起疲劳；动作速度太慢，能量消耗也会增加，也容易引起疲劳。速度与能量的关系是，当速度提高1%时，能量消耗也会随之增加约1%；当速度下降到某一临界点后再减速1%是，则能量消耗反而增加0.5%。模特法把能量消耗最低的速度作为基准，使操作者的劳动紧张程度适当，因而使劳动者保持充沛的体力。模特法把人的动作与时间融为一体，只要确定了人的动作，就可以知道动作所需的正常时间。3、实验设备、仪器及工具（1）指定生产线的某一个工位（2）电脑配件的装配资料（3）螺丝旋具等装配工具（4）摄像机4、实验内容及步骤（1）明确电脑配件的装配标准作业方法。21 （2）按照左、右手动作单元记录模特数，注意双手同时动作的条件，将种自的模特表达式记录在MOD分析表中。（3）左右手的动作分析式记录完成后，分析记录MOD分析式（4）根据以上MOD分析表中的MOD分析式，计算模特值累加在一起，换算成普通时间。（5）根据计算出的正常作业时间，并考虑一琮的宽放时间就可构成标准时间。（6）将计算出的标准作业时间值与前一实验中得出的标准作业时间进行比较分析。正常情况下，两者数值应比较接近，如果相差较大，则应分析。（7）检查各工位时间，用方法研究各有关技术（如操作分析、动作分析）及动作经济原则进行改进，使各位时间趋于平衡。5、实验报告要求（1）在记录完整的每一工位的动作因素表中，要求动作叙述清楚、准确。（2）与“秒表测时实验”的数据进行比较，如果相差过大，分析原因并从哪一个数据更准确。六、课程设计报告的要求1、总实验报告包括本次实验所有五个实验的内容，每个实验具体按实验名称、小组成员、成员分工、实验目的、实验仪器、实验过程、结果分析几部分详细填写。2、测时实验里写时部分要详细记录每个观察对象一天的实际工作情况，按照工作内容分段，并要求详细记录该观察对象一天的全部工作内容，包括吃饭、休息、上厕所等。最后要有结果分析。21