工業(yè)工程人機作業(yè)分析

1、工業(yè)工程人機作業(yè)分析工業(yè)工程課程設計人機操作分析目錄一、工業(yè)工程1、前言,22、工業(yè)工程概述 ,23、課程設計目的 ,2二、取題背景1、臺鉆廠介紹 ,“ 3、II vI )丿 I "II JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ三、應用的基本原理和步驟1、人機操作的基本原理 ,42、人機操作的步驟 ,4四、人機操作分析的現(xiàn)行方案和改進方案 , 4五、效果評價 ,19六、設計總結與心得體會 ,22- 1 -工業(yè)工程課程設計人機操作分析一、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，很感謝學校為我們提

2、供了這個機會。這次的實踐活動 對于我們的意義是很特別的，尤其是作為一名工業(yè)工程的學生，這次實踐不僅僅讓我們對臺鉆廠的裝配工藝和人機操作環(huán)節(jié)有了初步的認識，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 世紀初的美國，它以現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)為背景，在發(fā)達國家得到了廣泛應用?，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)濟系統(tǒng)為研究對象，在制造工程學。管理科學和系統(tǒng)工程學等學科 基礎上逐步形成和發(fā)展起來的一門交叉的工程學科。工業(yè)工程是對人員、物料、設備、能源和信息組成的

3、集成系統(tǒng)進行設計、改善 和實施的工程技術，它綜合運用數(shù)學、物理學和社會科學的專門知識和技術，結合 工程分析和設計的原理與方法，對該系統(tǒng)所取得的成果進行確定、預測和評價。因 此在課程的學習過程中應當結合實際加強實踐。本次課程設計給我們提供了加強課 程實踐的機會，通過課程設計，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、技術及技能，學會綜合應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，達到提高效率和經(jīng)濟效益的目的。3、課程設計目的“基礎工業(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。通過實驗的訓練，使學生掌握工業(yè)工程

4、的方法研究，作業(yè)測定，現(xiàn)場管理 的知識、技術及技能，學會綜合應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，達到提高效率和經(jīng)濟效益的目的。- 2 -工業(yè)工程課程設計人機操作分析二、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，是福州工程學院的 校辦工廠，是原國家機械電子工業(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)匯先進單位等。企業(yè)主導產(chǎn)品有 :

5、 “武夷山”牌 臺式鉆床系列和水產(chǎn)養(yǎng)殖設備。產(chǎn)品銷往全國各地，并遠銷美國、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 )以福建工程學院為依 托，具有雄厚的生產(chǎn)、技術和科研力量，產(chǎn)品以品質穩(wěn)定獲得機床工具出口產(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”牌增氧機獲農業(yè)部“農業(yè)機械推廣許可證書”。(2) 臺鉆廠生產(chǎn)產(chǎn)品介紹企業(yè)主導產(chǎn)品有 : “武夷山”牌臺式鉆床系列和水產(chǎn)養(yǎng)殖設備。1、 “武夷山”牌臺式鉆床，主要包括 Z4112、 4012、 Z4116、 Z4016、 ZM406、 Z44

6、16、Z4416A Z4020 Z4025、Z4032、S406 S4112等產(chǎn)品。其中 Z4112 臺式 鉆床于 1980年、1986年和 1991年被國家機械部評為部優(yōu)產(chǎn)品。2、“武夷山”牌水產(chǎn)養(yǎng)殖機械，包括 YCO.37、YCO.75、YC1.5、YC4。 5等水 車式增氧機和 YL1.5 葉輪式增氧機。企業(yè)建有專用的增氧機試驗場所，定期開展整 機測試工作，增氧能力和動力效率等指標均高于國家行業(yè)標準。(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

7、有電機和軸承等標準件。3、外協(xié)件該企業(yè)選擇固定的三家認證廠家購買外協(xié)件。(4) 產(chǎn)品生產(chǎn)流程我們參觀了臺鉆廠的金工車間、裝配車間和綜合車間，并由帶隊老師對各車間 進行介紹。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，磨床等等設備大多都是有人工操作，因此需要工人 要有較高的技術水準，也只有這樣才能讓生產(chǎn)出來的臺鉆達到高水準。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)品質量。流水線的引入大大的提高了 生產(chǎn)的效率。臺鉆廠在質量檢測上事非常的嚴格，對臺鉆的底座工- 3 -

8、工業(yè)工程課程設計人機操作分析 作面的平面度，工作臺面的平面度，主軸外錐的徑向跳動，主 軸旋轉軸線對底座工作面的垂直度、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，空轉試驗，開關、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，負載試驗，可靠性及安全衛(wèi)生，裝配檢查，立柱與底 座結合面、立柱與主軸箱結合面、立柱與工作臺支架結合面、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

9、是 對產(chǎn)品進行一些復雜處理，包括熱處理，冷灼，沖壓等等，通過這些工序提高產(chǎn)品 自身的性能。各道工序都要求工人有相當?shù)募夹g。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，有高級的技工負責。三、應用的基本原理和步驟本次課程設計運用的是作業(yè)分析的人機操作分析。1、人機操作分析的基本原理人機操作分析是研究在一個工人操作一臺或者多臺設備的情況下，在一個操作周期內，機器動作與工人操作的相互關系，以充分提高機器與工人工時的利用效 率。現(xiàn)代化生產(chǎn)中，機器設備大多是全自動或者半自動的，操作機器的工人變成了 “監(jiān)督”機器的工人，有大部分時間是空閑的。這些空閑時間如能加以利用，不

10、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、人機操作分析的步驟(1) 在生產(chǎn)現(xiàn)場選擇一加工 (裝配)工序為對象 ;(2) 繪制人機操作程序圖 ;(3) 人與機器的操作時間均記錄在案之后，將工人與機器的操作時間、空閑時間，每周程人工時數(shù)加以統(tǒng)計，以供分析時用。四、人機操作分析的現(xiàn)行方案和改進方案1、鉆中心孔現(xiàn)行方案人機作業(yè)圖- 4 -工業(yè)工程課程設計人機操作分析工業(yè)工程課程設計 人機操作分析 - 6 -工業(yè)工程課程設計 人機操作分析 如果從上述人機圖中進行分析，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=

11、2.34 所以一個人可以操作兩臺機器。 但是如果我們采取固定裝夾工具將水噴頭進行固定，就可以節(jié)省足足 14s 的時 間，但是清理垃圾時我們認為還是需要在機器暫停時處理比較安全，所以周程就節(jié)省12s。經(jīng)過以上修整后機器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上。 如果一個人只操作一臺機器，人的工作時間為 27s，機器的工作時間為128s, 128/27+1=5 個人可以操作五臺像機器一類型的機器。不僅從改善人的勞動或提高人和機器的利用率來 說，都有很大的提高。改善方案如下表所示 :- 7 -工業(yè)工程課程設計 人機操作分析- 8 -工業(yè)工程課程設計人機操作分析- 9 -工業(yè)工程課

12、程設計人機操作分析通過改進之后，人的時間利用率從 29.944%上升到 87(1%，通過添加一個固定 夾具固定水噴頭從而將機器的時間利用率從 76.64%提高至 82(6%。2、粗磨 2#莫氏錐孔留余量 0.10-0.15 現(xiàn)行方案人機作業(yè)圖 :由以上的人機操作分析圖可得，軸必須裝夾之后才能加工，加工完卸下工件時 必須在機床停止時才能進行，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器，并同時利用機器的空閑- 10 -工業(yè)工程課程設計人機操作分析時間進行手工操作,從而提高人機利用率,根據(jù) N=(T+M)/T,N=(21+23)/21=2.09

13、由此我們可以算出一個人可以同時操作 2 臺機器,所以我做出了以下的改進方 案。改進方案人機作業(yè)圖 :- 11 -工業(yè)工程課程設計人機操作分析通過改進之后,工人的利用率達到了百分之百,達到最好的利用率。3、鉆鍵槽孔現(xiàn)行方案人機作業(yè)圖 :由以上的現(xiàn)行人機作業(yè)圖，我們可知 : 工人將工件裝夾在機床上和加工完卸下工件時必須在機床停止時才能進行的，并且在機床加工的時候不斷調整機床，但是 檢驗工件這道工序時可以在機床開動中同時進行的，要縮短周程時間，應盡量利用 機器工作的時間進行手工操作，以提高人機利用率。因此，對于現(xiàn)行方法- 12 -工業(yè)工程課程設計人機操作分析 作出了改進方案，將檢驗工件這道工序調整到

14、工人的空閑時間 完成，以縮短周程時間。經(jīng)改進后，周程時間縮短了4s,人的利用率提高了 2%機床的利用率提高了 3%。改進方案人機作業(yè)圖 :4、精銑現(xiàn)行方案人機作業(yè)圖 :（ 時間單位 :s）- 13 -工業(yè)工程課程設計人機操作分析改進方案人機作業(yè)圖 :- 14 -工業(yè)工程課程設計人機操作分析- 15 -工業(yè)工程課程設計人機操作分析機器:y631k，精銑 16主軸由以上的現(xiàn)行人機作業(yè)圖和改進人機作業(yè)圖，我們發(fā)現(xiàn)工人由原先的操作一臺 機器到操作兩臺機器，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)

15、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器，或是去干自己的事情， 比如去取水喝。通過人機作業(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?shù)?空余時間，使得工人不容易疲勞。5、精磨現(xiàn)行方案人機作業(yè)圖 :- 16 -工業(yè)工程課程設計人機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床停止時才能進行的，想要進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床。在該方案中， 工人有 141s 的空閑時間，足夠操作另外一臺機床 (138s) 。這

16、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)行方法作出了改進方 案，在以下的改進方法中，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。改進方案人機作業(yè)圖- 17 -工業(yè)工程課程設計人機操作分析- 18 -工業(yè)工程課程設計人機操作分析五、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，對人操作一臺的工作時間從 50s 下降 到 27s ，進行改善之后一個人可以操作五臺機器，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

17、個固 定夾具固定水噴頭從而將機器的時間利用率從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。在粗磨這道工序中，改進后周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)改進方法的 可行性很大,塑造性強,進行改善之后一個人可以操作兩臺機器,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%鑒于操作機器工作量并 不是太大,而且工廠的寬放時間

18、比較多,所以提高了勞動生產(chǎn)率,雖然機器的時間 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。- 19 -工業(yè)工程課程設計人機操作分析(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器的基礎上，將檢驗工件這道工序調整到工人的 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%機床的利用率從89%!高至92% 提高了 3%。(4) 在精銑這道工序中，改進后周程時間雖然從 283s

19、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)，這種改進方法是可取的。進行改善之后，一個人操作 兩臺機器，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，充分提高了 人的時間利用率。(5) 在精磨這道工序中，進行改善之后，一個人操作兩臺機器，周程時間雖然- 20 -工業(yè)工程課程設計人機操作分析從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

20、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301s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)濟效益上看，這種改進方 法顯然是可取的。- 21 -工業(yè)工程課程設計人機操作分析六、設計總結與心得體會時間總是短暫的，為期兩周的課程設計結束了。作為大三的學生，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。課程設計是專業(yè)知識得到綜合應 用的實踐訓練，是我們走向社會，從事職業(yè)必不可少的一個階段?！皩嵺`出真 知”，通過這次課程設計，我們深深體會到這句至理名言的真正含義。我們今天認 真踏實地完成課程設計，也就是為我們未來在社會上立足奠定扎實的基礎。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，同時也進一