基于工業(yè)工程動(dòng)作分析的減速器裝配流水線實(shí)驗(yàn)研究

基于工業(yè)工程動(dòng)作分析的減速器裝配流水線實(shí)驗(yàn)研究

工業(yè)工程的核心是降低成本、提高效率和生產(chǎn)能力。這項(xiàng)工作研究是工業(yè)工程系統(tǒng)中最重要的基本技能，它來自泰勒的“時(shí)間研究”和吉爾布萊斯的“行動(dòng)研究”。隨著動(dòng)作研究技術(shù)不斷發(fā)展,進(jìn)一步延伸到對(duì)操作和作業(yè)流程的研究,逐步形成了“方法研究”(MethodStudy)的完整體系。早在1981年路特(Reuter)對(duì)美國(guó)企業(yè)應(yīng)用工業(yè)工程情況進(jìn)行抽樣調(diào)查表明,94.2%的企業(yè)應(yīng)用了方法研究。在我國(guó),由于工業(yè)工程的引進(jìn)晚,起步晚,更應(yīng)該從基礎(chǔ)工業(yè)工程起步;同時(shí)我國(guó)正在成為全世界的制造基地,據(jù)數(shù)字統(tǒng)計(jì),我國(guó)企業(yè)裝配線的平衡率通常都很低。很多裝配線經(jīng)過進(jìn)一步的平衡,一般可以將生產(chǎn)率提高30%。所以,裝配線的平衡是一個(gè)比較迫切要解決的問題。特別是在資源日益缺乏的今天,其對(duì)于有效利用資源、緩和資源不足問題也有深遠(yuǎn)的意義。動(dòng)作分析在企業(yè)提高生產(chǎn)線工作效率方面具有很大的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)工作人員是在一種更為省力的規(guī)范動(dòng)作體系中完成工作,完全遵守動(dòng)作經(jīng)濟(jì)性原則,這樣就做到了工作效率提高和員工疲勞程度反而降低的雙贏效果。甚至有些時(shí)候企業(yè)單單是為了提高產(chǎn)能也可以運(yùn)用動(dòng)作分析方法,不引進(jìn)新的生產(chǎn)線,在原有生產(chǎn)線的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),無意中也是進(jìn)行了生產(chǎn)線平衡,進(jìn)而完成了自己提高產(chǎn)能的目的。動(dòng)作分析的含義:按操作者實(shí)施的動(dòng)作順序觀察動(dòng)作,用特定的記號(hào)記錄以手、眼為中心的人體各部位的動(dòng)作內(nèi)容,并將記錄圖表化,以此為基礎(chǔ),判斷動(dòng)作的好壞,找出改善點(diǎn)的一套分析方法。其實(shí)質(zhì)是研究分析人在進(jìn)行各種操作時(shí)的細(xì)微動(dòng)作,刪除無效動(dòng)作,使操作更加簡(jiǎn)便有效,提高工作效率。動(dòng)作分析法是從動(dòng)素的基礎(chǔ)上尋求改善空間,它常常能為工業(yè)工程師提供最根本的改善點(diǎn),進(jìn)而提升整條生產(chǎn)線的平衡性。制造企業(yè)對(duì)工業(yè)工程人才的創(chuàng)新能力要求不斷提高,建立與制造企業(yè)需求相適應(yīng)的具有創(chuàng)新特色的專業(yè)教學(xué)體系是人才培養(yǎng)的重要保證。工程教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)是工業(yè)工程人才培養(yǎng)極其重要的必修環(huán)節(jié)。本文結(jié)合我校本科學(xué)生的科技創(chuàng)新,同時(shí)考慮到學(xué)生的工科背景,選擇了比較典型的工業(yè)產(chǎn)品——減速器為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,設(shè)計(jì)一條減速器裝配線,而裝配線要解決生產(chǎn)線的平衡問題。所以通過實(shí)現(xiàn)對(duì)各工位工作分析,找出瓶頸,運(yùn)用動(dòng)作分析等方法,借助工業(yè)時(shí)效分析軟件,將瓶頸所消耗的時(shí)間盡可能縮短,理想狀態(tài)是消除瓶頸,最終設(shè)計(jì)出一條平衡的減速器裝配線,使學(xué)生從工作環(huán)境和動(dòng)作分析的研究中找到提高工效的方法。1安裝加加強(qiáng)壓螺釘操作步驟:1)將軸承Z2插入大齒輪L2內(nèi);2)將上述聯(lián)合體放入箱體T內(nèi);3)將軸承Z1插入高速齒輪L2內(nèi);4)將上述聯(lián)合體放入箱體T內(nèi);5)將箱蓋G放在箱體T上;6)放入定位銷J1、J2;7)安裝觀察孔蓋板(需要4個(gè)緊固螺釘);8)將箱蓋G安裝在箱體T上(需要6個(gè)螺釘S1～S6);9)安裝起蓋螺釘;10)安裝軸承蓋G11(需要4個(gè)緊固螺釘);11)安裝軸承蓋G12(需要4個(gè)緊固螺釘);12)安裝軸承蓋G21(需要4個(gè)緊固螺釘);13)安裝軸承蓋G22(需要4個(gè)緊固螺釘).要將產(chǎn)品的裝配過程設(shè)計(jì)成為均衡的流水線,首先粗略地劃分出流水線的工位,然后測(cè)量每個(gè)工位工作的時(shí)間。針對(duì)瓶頸工序,進(jìn)而提出改善的方案,直至消除瓶頸。對(duì)于不同復(fù)雜程度的零件,這個(gè)分析過程需要1～4個(gè)循環(huán)。2完成分析2.1工作過程分析初始分為4個(gè)工位,每個(gè)工位的任務(wù)如下。工位1:完成步驟1～7,用時(shí)106s;工位2:完成步驟8和9,用時(shí)92s;工位3:完成步驟10和11,用時(shí)98s;工位4:完成步驟12和13,用時(shí)96s。正如人們所熟知的最短板理論,最慢的步驟將會(huì)決定整個(gè)流水線的最終時(shí)間,最慢的步驟也就是瓶頸。由上可見,工位1的用時(shí)最長(zhǎng),是瓶頸工序。對(duì)工位1的操作分析。1)操作對(duì)象多,包括軸承、齒輪、箱蓋、定位銷等,需要事先對(duì)其分類按序擺放,以提高操作者的工作效率。2)在不影響裝配精度的情況下,將軸承蓋上用于安裝螺絲的孔擴(kuò)大一些。根據(jù)上述分析,再次進(jìn)行測(cè)量。工位1:完成步驟1～7,用時(shí)95s;工位2:完成步驟8和9,用時(shí)89s;工位3:完成步驟10和12,用時(shí)86s;工位4:完成步驟11和13,用時(shí)85s。由上可見,工位1雖然有了很大改進(jìn),但仍是整個(gè)作業(yè)過程的瓶頸。通過流程分析和操作分析已經(jīng)不能再找出什么可以改善的地方;而動(dòng)作分析常常能為工業(yè)工程師提供最根本的改善點(diǎn),進(jìn)而提升整條生產(chǎn)線的平衡性。動(dòng)作分析是對(duì)操作的進(jìn)一步細(xì)分。動(dòng)作分析在方法研究中屬于第3層次,它是在程序分析、操作分析的基礎(chǔ)上,從微觀角度對(duì)人的細(xì)微工作進(jìn)行分析研究,發(fā)現(xiàn)作業(yè)者無效的和不經(jīng)濟(jì)的動(dòng)作,尋求省力、省時(shí)、安全和最經(jīng)濟(jì)的動(dòng)作,使操作更加簡(jiǎn)便有效,減輕工作疲勞,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,提高工作效率。2.2改進(jìn)前后的對(duì)比以出現(xiàn)瓶頸的工位1為例,通過工業(yè)時(shí)效分析軟件,對(duì)瓶頸工位1的現(xiàn)場(chǎng)錄像可任意調(diào)速進(jìn)行反復(fù)播放,認(rèn)為是多余或無效的動(dòng)作均可進(jìn)行刪除編輯,可進(jìn)行改進(jìn)前后的對(duì)比,最后得出改進(jìn)后較科學(xué)的流水線裝配過程。2.2.1最佳標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的確定達(dá)寶易是將現(xiàn)場(chǎng)錄像轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可識(shí)別的格式后,在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行動(dòng)作分析與時(shí)間研究的工具。通過變速播放或逐幀播放可以準(zhǔn)確地找到無效動(dòng)作的起始和結(jié)束位置,而且可對(duì)每一動(dòng)作進(jìn)行速度評(píng)價(jià),可以很方便快捷地制定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。在播放時(shí)認(rèn)為是多余的動(dòng)作均可刪除不播,可模擬工程改善后的效果,分析過程節(jié)選圖片如圖1所示。一邊看錄象,一邊點(diǎn)擊鼠標(biāo)精確地記錄時(shí)間,被記錄的時(shí)間被電子化,從而可方便地輸出到MSExcel,分析結(jié)果如圖2所示。通過分析,可統(tǒng)計(jì)出無效動(dòng)作所占比例,將無效的動(dòng)作進(jìn)行刪除;將低效的動(dòng)作進(jìn)行改善;可進(jìn)行改善前與改善后的效果比較,從而為數(shù)理統(tǒng)計(jì)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),使改善效果更加直觀,數(shù)據(jù)更加可靠。利用MOD法計(jì)算器,可以邊看錄像邊用MOD法制定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。通過產(chǎn)品裝配實(shí)現(xiàn)對(duì)各工位工作分析及流水線的節(jié)拍分析,發(fā)現(xiàn)瓶頸工序,平衡生產(chǎn)線,從工作環(huán)境和動(dòng)作分析的研究中找到提高工效的方法。2.2.2無效動(dòng)素及其分析人的動(dòng)作雖有千變?nèi)f化,但構(gòu)成這些動(dòng)作的基本動(dòng)作是很有限的,這些基本動(dòng)作稱之為動(dòng)素。按照有關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),分為18種動(dòng)素,這18種動(dòng)素根據(jù)其作用的不同劃分為3類。有效動(dòng)素是指對(duì)操作有直接貢獻(xiàn)的那些動(dòng)素,包括伸手、握取、移物、放手、裝配、拆卸、使用、發(fā)現(xiàn),這類動(dòng)素取消的不會(huì)很多,分析、改善的重點(diǎn)是如何縮短其持續(xù)時(shí)間;輔助動(dòng)素是指對(duì)操作起輔助作用的那些動(dòng)素,包括尋找、選擇、檢查、持住、定位、預(yù)定位,這類動(dòng)素除了非用不可者外,應(yīng)盡量取消;無效動(dòng)素是指對(duì)操作沒有任何作用的那些動(dòng)素,包括計(jì)劃、休息、延遲、故延,由于此類動(dòng)素不進(jìn)行任何工作,這是一定要設(shè)法取消的動(dòng)素。在慢放工位1的錄象過程中,用動(dòng)素符號(hào)將操作過程詳細(xì)記錄下來,通過工業(yè)時(shí)效分析軟件,將記錄過程進(jìn)行保存并匯總,動(dòng)作大類匯總見表1。為了進(jìn)行分析改進(jìn),要準(zhǔn)確記錄每個(gè)動(dòng)作并進(jìn)行動(dòng)素歸類,找出存在問題的動(dòng)素,分析結(jié)果見表2。表2總共分成了22步,其中第4、6兩步,成為了本不應(yīng)存在的延長(zhǎng)了工作時(shí)間的步驟,通過工業(yè)時(shí)效分析軟件,標(biāo)記出了第4、6兩步,可以看出這兩步總共耗費(fèi)的時(shí)間為3.53s,如果刪除這類動(dòng)作的話,每生產(chǎn)1個(gè)產(chǎn)品就會(huì)節(jié)省3.53s,這只是流水線上其中的1個(gè)工位,并且就有效動(dòng)素而言,還有效率改進(jìn)的空間。在進(jìn)行動(dòng)作分析后,所記錄的作業(yè)時(shí)間可按作業(yè)周期、動(dòng)作特征種類等單位進(jìn)行時(shí)間合計(jì)等各種統(tǒng)計(jì)計(jì)算,動(dòng)作類型統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表3。由表3可以看出,裝配這一項(xiàng)中改善前與改善后的時(shí)間相差將近4s;握取這一項(xiàng)中改善前與改善后的時(shí)間相差將近0.5s。由分析報(bào)告中的柱狀圖3可以更直觀地看出。3生產(chǎn)線平衡無效的刪除、低效的改善之后的較科學(xué)的流水線裝配過程測(cè)量結(jié)果如下。工位1:完成步驟1～7,用時(shí)87s;工位2:完成步驟8和9,用時(shí)90s;工位3:完成步驟10和12,用時(shí)86s;工位4:完成步驟11和13,用時(shí)85s。經(jīng)過數(shù)次分析和改進(jìn),基本消除了流水線的瓶頸工序,各個(gè)工序在作業(yè)時(shí)間上得到了均衡,實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)線平衡(StreamlineBalancing)。動(dòng)作分析能在其它方法無計(jì)可施時(shí),給生產(chǎn)線的平衡提供一把秘密武器,它從最基本的“動(dòng)素”入手,是動(dòng)作標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ),在此基礎(chǔ)上尋求改進(jìn)空間以提升生產(chǎn)線的平衡能力。當(dāng)然,它與工業(yè)工程其它手法聯(lián)袂使用,更能收到許多非凡的效果。4企業(yè)人才培養(yǎng)的必要性生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)水平直接影響生產(chǎn)能力,一些生產(chǎn)線常常因?yàn)橐粋€(gè)或幾個(gè)瓶頸工位影響了生產(chǎn)線整體生產(chǎn)能力。因此解決瓶頸工位,提高生產(chǎn)線生產(chǎn)能力是企業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的問題。動(dòng)作分析法通過對(duì)瓶頸工序操作的動(dòng)作簡(jiǎn)化和動(dòng)素優(yōu)化,不僅能達(dá)到提高生產(chǎn)線平衡率的目的,而且還能提高操作者的綜合素質(zhì),培養(yǎng)員工在每一個(gè)生產(chǎn)的細(xì)小