工業(yè)工程人機(jī)作業(yè)分析

1、工業(yè)工程人機(jī)作業(yè)分析工業(yè)工程課程設(shè)計人機(jī)操作分析目錄一、工業(yè)工程1 、月U 已，22、工業(yè)工程概述3、課程設(shè)計目的二、取題背景1、臺鉆廠介紹“3 、!I 八、I J 1 M JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ三、應(yīng)用的基本原理和步驟1、人機(jī)操作的基本原理，,42、人機(jī)操作的步驟4四、人機(jī)操作分析的現(xiàn)行方案和改進(jìn)方案 4五、效果評價，,19六、設(shè)計總結(jié)與心得體會,22-1 -工業(yè)工程課程設(shè)計人機(jī)操作分析一、工業(yè)工程1、前言2011-1-11在這個陰雨的天氣我們來到了福州臺鉆廠。在這個地方，我們的IE精神得到了充分的發(fā)揮，很感謝學(xué)校為我們提供了這個機(jī)會。這次的實踐活動對于我們的意義

2、是很特別的，尤其是作為一名工業(yè)工程的學(xué)生，這次實踐不僅僅讓 我們對臺鉆廠的裝配工藝和人機(jī)操作環(huán)節(jié)有了初步的認(rèn)識，在更深層次的說，這對于 提升我們的專業(yè)水平具有很大的推動力。此次時間雖短，但受益良多。2、工業(yè)工程概述工業(yè)工程（Industrial Engineering ，簡稱IE）起源于20世紀(jì)初的美國，它以 現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)為背景，在發(fā)達(dá)國家得到了廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)代工業(yè)工程是以大規(guī)模工業(yè) 生產(chǎn)及社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)為研究對象，在制造工程學(xué)。管理科學(xué)和系統(tǒng)工程學(xué)等學(xué)科基礎(chǔ) 上逐步形成和發(fā)展起來的一門交叉的工程學(xué)科。工業(yè)工程是對人員、物料、設(shè)備、能源和信息組成的集成系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計、改善和實 施的工程技術(shù)，它綜合

3、運用數(shù)學(xué)、物理學(xué)和社會科學(xué)的專門知識和技術(shù)，結(jié)合工程分 析和設(shè)計的原理與方法，對該系統(tǒng)所取得的成果進(jìn)行確定、預(yù)測和評價。因此在課程 的學(xué)習(xí)過程中應(yīng)當(dāng)結(jié)合實際加強(qiáng)實踐。本次課程設(shè)計給我們提供了加強(qiáng)課 程實踐的機(jī) 會，通過課程設(shè)計，可以使我們掌握工業(yè)工程的方法研究，作業(yè)測定，現(xiàn)場管理的知 識、技術(shù)及技能，學(xué)會綜合應(yīng)用這些技能解決生產(chǎn)實際問題的方法和程序，以實際生 產(chǎn)系統(tǒng)及其運行的不斷優(yōu)化，達(dá)到提高效率和經(jīng)濟(jì)效益的目的。3、課程設(shè)計目的“基礎(chǔ)工業(yè)工程”是工業(yè)工程專業(yè)的一門主要專業(yè)課。它是培養(yǎng)工業(yè)工程專業(yè) 人才 的重要基礎(chǔ)。通過實驗的訓(xùn)練，使學(xué)生掌握工業(yè)工程的方法研究，作業(yè)測定，現(xiàn)場管理的知 識、技術(shù)

4、及技能，學(xué)會綜合應(yīng)用這些技能解決生產(chǎn)實際問題的方法和程序，以實際生 產(chǎn)系統(tǒng)及其運行的不斷優(yōu)化，達(dá)到提高效率和經(jīng)濟(jì)效益的目的。-2 -人機(jī)操作分析二、取題背景1、臺鉆廠簡介通過一天的參觀和詢問，對于福州臺鉆廠的基本情況有了大體的了 解。(1)公司介紹福州工大臺鉆有限公司原名(福州臺鉆廠)創(chuàng)建于1958年，是福州工程學(xué)院的校辦 工廠，是原國家機(jī)械電子工業(yè)部臺式鉆床定點生產(chǎn)企業(yè)，國家漁業(yè)機(jī)械儀器行業(yè)定點 企業(yè)，曾被評為一級信用企業(yè)、福州工業(yè)利稅“百強(qiáng)企業(yè)”、福建省小型工業(yè)企業(yè)“百佳明星”企業(yè)和出口創(chuàng)匯先進(jìn)單位等。企業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)品有：“武夷山”牌 臺式鉆床 系列和水產(chǎn)養(yǎng)殖設(shè)備。產(chǎn)品銷往全國各地，并遠(yuǎn)銷美國

5、、西歐、東南亞和 港澳等國家 或地區(qū)。福州工大臺鉆有限公司原名(福州臺鉆廠)以福建工程學(xué)院為依托，具有雄厚 的生產(chǎn)、技術(shù)和科研力量，產(chǎn)品以品質(zhì)穩(wěn)定獲得機(jī)床工具出口產(chǎn)品許可證。生產(chǎn)的“武夷山”牌Z4112臺式鉆床于1980年、1986年和1991年被連續(xù) 評為部優(yōu)產(chǎn)品；“武夷山”牌增氧機(jī)獲農(nóng)業(yè)部“農(nóng)業(yè)機(jī)械推廣許可證書”。(2)臺鉆廠生產(chǎn)產(chǎn)品介紹企業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)品有：“武夷山”牌臺式鉆床系列和水產(chǎn)養(yǎng)殖設(shè)備。1、 “武夷山”牌臺式鉆床，主要包括Z4112、4012、Z4116、Z4016、 ZM406、Z4416、Z4416A Z4020 Z4025、Z4032、S406 S4112 等產(chǎn)品。其中 Z41

6、12 臺式 鉆床于1980年、1986年和1991年被國家機(jī)械部評為部優(yōu)產(chǎn)品。2、 “武夷山”牌水產(chǎn)養(yǎng)殖機(jī)械，包括YCO.37、YCO.75、YC1.5、YC4。5等水 車式增氧機(jī)和YL1.5葉輪式增氧機(jī)。企業(yè)建有專用的增氧機(jī)試驗場所，定期開展整機(jī) 測試工作，增氧能力和動力效率等指標(biāo)均高于國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。(3)產(chǎn)品零件來源1、自制件該企業(yè)主要從事五大零件的自制，包括臺鉆的主軸、主軸套筒、主軸箱、底座、立 柱（Z4112、Z4116系列還包括中間工作臺的制造）。2、外購件該企業(yè)外購零件主要有電機(jī)和軸承等標(biāo)準(zhǔn)件。3、外協(xié)件該企業(yè)選擇固定的三家認(rèn)證廠家購買外協(xié)件。產(chǎn)品生產(chǎn)流程我們參觀了臺鉆廠的金工車間

7、、裝配車間和綜合車間，并由帶隊老師對各車間進(jìn)行 介紹。金工車間是對各種零件的金屬加工，按加工分為四條生產(chǎn)線，嚴(yán)格劃分 生產(chǎn)區(qū) 域，要求工人每周三反饋一次零件作業(yè)數(shù)和進(jìn)出量，隨時核對控制，是主要的加工車 間。這里鉆床，洗床，磨床等等設(shè)備大多都是有人工操作，因此需要工人要有較高的 技術(shù)水準(zhǔn)，也只有這樣才能讓生產(chǎn)出來的臺鉆達(dá)到高水準(zhǔn)。裝配車間安 裝有兩條流水 線，分別永來裝配零件和檢測產(chǎn)品質(zhì)量。流水線的引入大大的提高了生產(chǎn)的效率。臺 鉆廠在質(zhì)量檢測上事非常的嚴(yán)格，對臺鉆的底座工-3 -工業(yè)工程課程設(shè)計人機(jī)操作分析作面的平面度，工作臺面的平面度，主軸外錐的徑向跳動，主軸旋轉(zhuǎn) 軸線對底座工作面的垂直度、

8、對工作臺面的垂直度，主軸套筒移動對底座工作面的垂直 度、對工作臺面垂直的垂直度。主軸在向心力作用下，主軸軸線對底座工作面垂直度的 變化，空轉(zhuǎn)試驗，開關(guān)、主軸升降、主軸箱升降、噪聲、溫升接地電阻絕緣、耐壓、空 載功率，負(fù)載試驗，可靠性及安全衛(wèi)生，裝配檢查，立柱與底座結(jié)合面、立柱與主軸箱 結(jié)合面、立柱與工作臺支架結(jié)合面、清潔度，外觀，包裝等等一系列的檢測。裝配車間 還有一項工藝就是美化外觀的靜電噴塑。經(jīng)過噴塑的器件顯的更加的美觀，易于顧客的 接受，這也是臺鉆廠自身的一特色。綜合車間是對產(chǎn)品進(jìn)行一些復(fù)雜處理，包括熱處理，工業(yè)工程課程設(shè)計冷灼，沖壓等等，通過這些工序提高產(chǎn)品自身的性能。各道工序都要求工

9、人有相當(dāng)?shù)募?術(shù)。外加臺鉆廠還有一個專門用來開發(fā)新產(chǎn)品的車間，這里面所有的工序幾乎都是有人 工完成，有高級的技工負(fù)責(zé)。三、應(yīng)用的基本原理和步驟本次課程設(shè)計運用的是作業(yè)分析的人機(jī)操作分析。1、人機(jī)操作分析的基本原理人機(jī)操作分析是研究在一個工人操作一臺或者多臺設(shè)備的情況下，在一個操作周期內(nèi)，機(jī)器動作與工人操作的相互關(guān)系，以充分提高機(jī)器與工人工時的利用效 率?，F(xiàn)代化生產(chǎn)中，機(jī)器設(shè)備大多是全自動或者半自動的，操作機(jī)器的工人變成了 “監(jiān) 督”機(jī)器的工人，有大部分時間是空閑的。這些空閑時間如能加以利用，不但 可以提 高生產(chǎn)率和工作效率，而且還能夠降低生產(chǎn)成本，增加工人的收入。2、人機(jī)操作分析的步驟(1)在

10、生產(chǎn)現(xiàn)場選擇一加工(裝配)工序為對象；(2)繪制人機(jī)操作程序圖；(3)人與機(jī)器的操作時間均記錄在案之后，將工人與機(jī)器的操作時間、空閑時間，每周程人工時數(shù)加以統(tǒng)計，以供分析時用。四、人機(jī)操作分析的現(xiàn)行方案和改進(jìn)方案1、鉆中心孔現(xiàn)行方案人機(jī)作業(yè)圖-4 -人機(jī)操作分析工業(yè)工程課程設(shè)計 人機(jī)操作分析6 -工業(yè)工程課程設(shè)計人機(jī)操作分析如果從上述人機(jī)圖中進(jìn)行分析，我們可以得到以下 數(shù)據(jù)：一個人可以在操作的臺數(shù)=人的空余時間/人的工作時間 即：117/50=2.34所以一個人可以操作兩臺機(jī)器。但是如果我們采取固定裝夾工具將水噴頭進(jìn)行固定，就可以節(jié)省足足14s的時間，但是清理垃圾時我們認(rèn)為還是需要在機(jī)器暫停時

11、處理比較安全，所以周程就節(jié)省12s。經(jīng)過以上修整后機(jī)器1的周程時間縮短為155s，但這必須是建立在熟練工人的基礎(chǔ)上。如果一 個人只操作一臺機(jī)器，人的工作時間為27s，機(jī)器的工作時間為128s, 128/27+1=5 -個 人可以操作五臺像機(jī)器一類型的機(jī)器。不僅從改善人的勞動或提高人和機(jī)器的利用率來 說，都 有很大的提高。改善方案如下表所示：- 7 -工業(yè)工程課程設(shè)計人機(jī)操作分析- 8 -工業(yè)工程課程設(shè)計人機(jī)操作分析- 9 -工業(yè)工程課程設(shè)計人機(jī)操作分析通過改進(jìn)之后，人的時間利用率從29.944%上升至(J 87(1%，通過添加一個固定夾具固定水噴頭從而將機(jī)器的時間利用率從76.64%提高至82

12、(6%。2、粗磨2#莫氏錐孔留余量0.10-0.15現(xiàn)行方案人機(jī)作業(yè)圖：由以上的人機(jī)操作分析圖可得，軸必須裝夾之后才能加工，加工完卸下工件時必須 在機(jī)床停止時才能進(jìn)行，因為人的工作利用率仍有40%的寬放率，仍有空余的時間14S, 將工人的寬放時間去操作另外一臺機(jī)器，并同時利用機(jī)器的空閑-10-工業(yè)工程課程設(shè)計人機(jī)操作分析時間進(jìn)行手工操作,從而提高人機(jī)利用率，根據(jù)N=(T+M)/T,N=(21+23)/21 =2.09由此我們可以算出一個人可以同時操作2臺機(jī)器，所以我做出了以下的改進(jìn)方案。改進(jìn)方案人機(jī)作業(yè)圖：-11-工業(yè)工程課程設(shè)計人機(jī)操作分析通過改進(jìn)之后，工人的利用率達(dá)到了百分之百,達(dá)到最好的

13、利用率。3、鉆鍵槽孔現(xiàn)行方案人機(jī)作業(yè)圖：由以上的現(xiàn)行人機(jī)作業(yè)圖，我們可知：工人將工件裝夾在機(jī)床上和加工完卸下工件時必須在機(jī)床停止時才能進(jìn)行的，并且在機(jī)床加工的時候不斷調(diào)整機(jī)床，但是 檢 驗工件這道工序時可以在機(jī)床開動中同時進(jìn)行的，要縮短周程時間，應(yīng)盡量利用 機(jī)器 工作的時間進(jìn)行手工操作，以提高人機(jī)利用率。因此，對于現(xiàn)行方法-12-工業(yè)工程課程設(shè)計人機(jī)操作分析作出了改進(jìn)方案，將檢驗工件這道工序調(diào)整到工人的空閑時間完成，以縮短周程時間。經(jīng)改進(jìn)后，周程時間縮短了4s,人的利用率提高了 2%機(jī)床的利用率提高了 3%。改進(jìn)方案人機(jī)作業(yè)圖：4、精銃現(xiàn)行方案人機(jī)作業(yè)圖：（時間單位：s）-13-工業(yè)工程課程設(shè)

14、計人機(jī)操作分析改進(jìn)方案人機(jī)作業(yè)圖：-14-工業(yè)工程課程設(shè)計人機(jī)操作分析15-工業(yè)工程課程設(shè)計人機(jī)操作分析機(jī)器:y631k，精銃16主軸由以上的現(xiàn)行人機(jī)作業(yè)圖和改進(jìn)人機(jī)作業(yè)圖，我們發(fā)現(xiàn)工人由原先的操作一臺機(jī)器 到操作兩臺機(jī)器，產(chǎn)能由原先283s*2生產(chǎn)兩個工件，提高到到352s生產(chǎn)兩個工件，時 間節(jié)約了 214s。同時工人時間的利用率由原先的60.78%提高到現(xiàn)在的96.59%。通過現(xiàn)場觀 察， 我們發(fā)現(xiàn)工人在工作時，閑余時間很長，他們通常在等待著機(jī)器，或是去干自己的事情，比如 去取水喝。通過人機(jī)作業(yè)的改善，不但使得時間利用率提高，產(chǎn)能增加，而且還有適當(dāng)?shù)目沼?時間，使得工人不容易疲勞。5、精磨

15、現(xiàn)行方案人機(jī)作業(yè)圖：-16 -工業(yè)工程課程設(shè)計人機(jī)操作分析由上面的現(xiàn)行方法分析可知：人的利用率比較低，空閑時間長，但是裝夾工件 和 卸下工件必須在機(jī)床停止時才能進(jìn)行的，想要進(jìn)一步縮短周程是比較難的。這時的改 善方法有兩種：一是增加其他工作；二是利用空閑操作一臺機(jī)床。在該方案中，工人有141s的空閑時間，足夠操作另外一臺機(jī)床（138s）。這樣既能充分利用工人 的空閑 時間，提高了工作效率，也節(jié)省了勞動力。因此對現(xiàn)行方法作出了改進(jìn)方案，在以下的改進(jìn)方法中，周程時間增加了19S,但是人的利用率提高了 40%充分利用了工人的空閑時間，大大提高了工件的生產(chǎn)效率。改進(jìn)方案人機(jī)作業(yè)圖-17-工業(yè)工程課程設(shè)計

16、人機(jī)操作分析-18-工業(yè)工程課程設(shè)計人機(jī)操作分析五、效果評價1、改善后效果綜述如下：(1)在鉆中心孔這道工序中，通過改進(jìn)，對人操作一臺的工作時間從50s下降到 27s，進(jìn)行改善之后一個人可以操作五臺機(jī)器，人的空余時間從117s降低至20s。人的時間利用率從29。94%上升到87(1 %,提高了 57.14%,通過添加一個固定夾 具固定水噴頭從而將機(jī)器的時間利用率從76.64%提高至82(6%，提高了 6%。產(chǎn)能從原先的167s生產(chǎn)一臺上升到155s生產(chǎn)5臺，周程時間縮短了 12s。a(通 過增 加一個裝夾工裝夾具節(jié)省了 25s。b(通過固定水噴頭改善了操作環(huán)境。(2)在粗磨這道工序中，改進(jìn)后周

17、程時間雖然從原先的35s上升到42s,但是從產(chǎn)能的角度來看，從35s生產(chǎn)一臺上升到42s生產(chǎn)兩臺，我們可以發(fā)現(xiàn)改進(jìn)方法的可行 性很大，塑造性強(qiáng)，進(jìn)行改善之后一個人可以操作兩臺機(jī)器，人的空余時間從 原先的14s 變?yōu)?s，人的時間利用率從60%高至100%鑒于操作機(jī)器工作量并不是太大,而且工 廠的寬放時間比較多，所以提高了勞動生產(chǎn)率，雖然機(jī)器的時間利用率有所下降,但是從 全局考慮，我們以產(chǎn)能的提高為準(zhǔn)。人機(jī)操作分析(3)在鉆鍵槽孔這道工序中，我們提出一個問題：檢驗工件可不可以在機(jī)器工作的 時候來完成呢，答案顯然是可以的，既可以縮短周程時間又可以減少人的空閑時間。 因此我們在一個人操作一臺機(jī)器的基

18、礎(chǔ)上，將檢驗工件這道工序調(diào)整到工人的空閑時 間完成，以縮短周程時間。我們將周程時間從157s減少至153s，縮短了4s，人的利用率從62%!高至64%提高了 2%機(jī)床的利用率從89%!高至92%提高了 3%。(4)在精銃這道工序中，改進(jìn)后周程時間雖然從283s上升到352s，但是從產(chǎn)能的 角度出發(fā)，由原先283s*2生產(chǎn)兩個工件，！高到到352s生產(chǎn)兩個工件，時間節(jié)約了 214s，我們不難發(fā)現(xiàn)，這種改進(jìn)方法是可取的。進(jìn)行改善之后，一個人操作兩臺機(jī) 器，同時工人時間的利用率由原先的60.78%!高到現(xiàn)在的96.59%，！高了將近30% 人的空余時間也從111s下降到12s，大大減少了空閑時間，充

19、分提高了人的時間利用 率。(5)在精磨這道工序中，進(jìn)行改善之后，一個人操作兩臺機(jī)器，周程時間雖然 -20-工業(yè)工程課程設(shè)計人機(jī)操作分析從301s上升至320s，時間增加了 19s，但是人的利用率從46%g高至86%提 高 了 40%人的空閑時間從原先的163s下降至44s，充分利用了工人的空閑時間，大大 提高了工件的生產(chǎn)效率，而且產(chǎn)能也從原先的301 s生產(chǎn)一臺到320s生產(chǎn)兩臺，周程時間僅僅增加19s，就可以生產(chǎn)兩個工件，從經(jīng)濟(jì)效益上看，這種改進(jìn)方法 顯然是可取的。-21 -人機(jī)操作分析人機(jī)操作分析六、設(shè)計總結(jié)與心得體會時間總是短暫的，為期兩周的課程設(shè)計結(jié)束了。作為大三的學(xué)生，這樣的實踐活 動是十分具有現(xiàn)實意義的，而且是十分必要的。課程設(shè)計是專業(yè)知識得到綜合應(yīng)用 的實踐訓(xùn)練，是我們走向社會，從事職業(yè)必不可少的一個階段。“實踐出真知”， 通過這次課程設(shè)計，我們深深體會到這句至理名言的真正含義。我們今天認(rèn) 真踏實 地完成課程設(shè)計，也就是為我們未來在社會上立足奠定扎實的基礎(chǔ)。第一，經(jīng)過這次的活動，小組成員對于工業(yè)工程的方法研究過程有了更深層次 的 了解，同時也進(jìn)一步。并且在親手制作開