作業(yè)測定及生產線平衡分析課件

作業(yè)測定及生產線平衡分析EngineeringPreparedByIETeam27Jan2015工業(yè)工程(IE)簡介1生產線平衡分析2總結與Q＆A3目錄作業(yè)測定2目錄工業(yè)工程(IE)簡介1生產線平衡分析2總結與Q＆A3作業(yè)測定2IE起源于20世紀初的美國，最早源自于『工作研究』,而『工作研究』的主要構成是來自:泰勒(FrederickW.Taylor1856~1915)的『作業(yè)測定』吉爾布雷斯(FrankB.Gilbreth1868~1924)的『方法研究』工業(yè)工程簡介一.IE的起源什么是工業(yè)工程？美國質量管理權威朱蘭博士說：美國值得向全世界夸耀的東西就是IE，美國之所以打勝第一次世界大戰(zhàn)，又有打勝第二次世界的力量，就是美國有IE。二.IE的定義工業(yè)工程簡介IE----INDUSTRIALENGINEERING工業(yè)工程，簡稱IE，是世界上公認的能杜絕各種浪費，有效地提高生產率和經濟效益的把技術與管理有機地結合起來的一門邊緣學科。定義1：工業(yè)工程是對一個組織中人、物料和設備的使用及其費用作詳細分析研究,這種工作由工業(yè)工程師完成,目的是使組織能夠提高生產率、利潤率和效率.----美國大百科全書1982年版二.IE的定義工業(yè)工程簡介定義2:工業(yè)工程是對人員、物料、設備、能源和信息所組成的集成系統(tǒng),進行設計、改善和設置的一門學科.它綜合運用數(shù)學、物理學和社會科學方面的專門知識和技術,以及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.----美國工業(yè)工程師學會(AIIE)1995年工業(yè)工程簡介二.IE的定義三.IE的功能的具體表現(xiàn)IE的基本功能是對生產系統(tǒng)進行:規(guī)劃、設計、評價和創(chuàng)新1.規(guī)劃2.設計確定研究對象在未來一定時期內從事生產或服務所應采用的特定行動的預備活動，包括總體目標、政策、戰(zhàn)略和戰(zhàn)術的制定和各種分期實施計劃的制定。工業(yè)工程簡介IE基本功能為實現(xiàn)某一既定目標而創(chuàng)建具體實施系統(tǒng)的前期工作，包括技術準則、規(guī)范、標準的擬訂，最優(yōu)選擇和藍圖繪制。3.評價4.創(chuàng)新評價是對現(xiàn)存各種系統(tǒng)、規(guī)劃方案、設計方案以及各類業(yè)績按照一定的評價標準確定活動有效性的活動。包括各種評價指標和規(guī)程的制定，評價實施。改進現(xiàn)行研究對象，使其更有效的生產、服務和運作。★設計一個生產系統(tǒng)及該系統(tǒng)的控制方法，使它以最低的成本生產具有特定質量水平的某種或幾種產品，并且這種生產必須是在保證工人和最終用戶的健康和安全條件下進行?！锸股a系統(tǒng)投入的資源得到有效的利用，降低成本，保證質量和安全，提高生產效率，獲得最佳效益。生產資源人財物投入轉換產出生產的財富產品服務生產率=產出/投入技術管理生產系統(tǒng)四.IE的目標工業(yè)工程簡介1.成本和效率意識2.問題和改革意識3.工作簡化和標準化意識4.全局和整體意識5.以人為中心的意識永遠有更好方法Thereisalwaysabetterway!五.IE的基本意識工業(yè)工程簡介改善對象ECRS(改善4原則)3M動作經濟的原則(輕松、簡單)○（Eliminate)

排除○（Combine)

合并○（Rearrange)

重組○（Simplify)

簡化○浪費（Muda）○負荷過（Muri）○不均衡（Mura）原則１：雙手同時作業(yè)原則２：動作力求簡單原則３：動作距離縮短原則４：工作舒適輕松狹產品工

程作

業(yè)動

作廣工業(yè)工程改善的著眼點五.IE的基本意識工業(yè)工程簡介美國G.薩爾文迪主編的<工業(yè)工程手冊>對美國667家公司應用IE技術的實際情況調查統(tǒng)計,IE常用的方法與技術分為以下32種:方法研究作業(yè)測定(直接勞動)獎勵工資制度工廠布置表格設計物料搬運信息系統(tǒng)開發(fā)成本與利潤作業(yè)測定(間接勞動)物料搬運設備選用組織研究職務評估辦公設備的選擇管理的發(fā)展系統(tǒng)分析庫存管理與控制計算機編程項目網絡技術計劃網絡技術辦公室工作測評動作研究的經濟效果目標管理價值分析資源分配網絡技術工效學成組技術事故與可靠性操作分析模擬技術影片攝制線形規(guī)劃排隊論投資風險分析工業(yè)工程簡介六.IE常用的方法和技術方法研究動素分析人機操作分析\聯(lián)合作業(yè)分析\雙手操作分析工程分析表\工藝流程圖\線路圖分析表\布置與物流分析表動作分析操作分析程序分析作業(yè)測定時間研究工作抽樣工作研究標準作業(yè)標準作業(yè)要領表\標準作業(yè)組合圖\工序能力表\技能矩陣圖工時測定記錄表工作抽樣表基礎工具5W1H

5WHY

ECRS原則動作經濟原則產品分析產品數(shù)量分析加工路線分析PQ分析表加工路線分析表

生產線平衡分析生產線平衡分析表基礎IE的常用技術工業(yè)工程簡介六.IE常用的方法和技術目錄工業(yè)工程(IE)簡介1生產線平衡分析2總結與Q＆A3作業(yè)測定2作業(yè)測定的起源作業(yè)測定的起源可以追溯到14世紀中期。著名油畫《蒙娜麗莎》的創(chuàng)作者達.芬奇除了是著名的畫家、雕刻家、軍事家、土木工程師，也是有名的音樂家和科學家。在那個沒有鐘表的時代，達.芬奇已開始進行時間分析，他利用音樂節(jié)拍進行動作的時間分析，將鐵鍬作業(yè)分解為用鐵鍬翻土——2拍，土放在鐵鍬上——1拍，用鐵鍬拋土——1拍，鐵鍬回到最初狀態(tài)——1拍，再加上1拍的休息時間，鐵鍬作業(yè)的周期時間為6拍。每次作業(yè)處理土的質量為5KG，以現(xiàn)在1h等于3000拍換算，每次作業(yè)7.2s，每小時2500KG。利用秒表來測定標準工時，是科學管理父泰勒在1913年左右開始，也是我們今天所重點介紹的作業(yè)測定方法。到目前為止，秒表測時的作業(yè)測定法仍然是運用最普遍的方法。作業(yè)測定簡介作業(yè)測定作業(yè)測定的類別作業(yè)測定簡介時間研究工作抽樣預定時間標準法（PTS）作業(yè)測定作業(yè)測定一、定義是一種作業(yè)測定技術，意在決定一位合格適當訓練有素的操作者，在標準狀況下，對一特定的工作以正常速度操作所需要的的時間。二、作用1.制定標準工時，以指導生產配置作業(yè)人力；2.作業(yè)方法的比較選擇；3.工廠產能分析；4.收集工時數(shù)據作為改善的依據；5.生產計劃的基礎；6.確定作業(yè)時間輔助生產線平衡。時間研究的定義和作用作業(yè)測定1、合格適當訓練有素的操作者操作者必須是一個合格的工人，該工作適合他做。操作者對該項工作必須受過完全訓練。工作速度正常，無緊張感，也不能故意拖延時間，保持良好的生理狀態(tài)。理解定義2、標準狀態(tài)指用經過方法研究后制定的標準工作方法、標準設備、標準程序、標準動作、標準工具、標準的機器運轉速度及標準的工作環(huán)境。如果上述條件不能滿足，則所測定時間亦不能作為標準。因此首先必須進行方法研究，然后再進行時間研究。作業(yè)測定3、正常速度分發(fā)撲克，30秒內將52張撲克分成4堆行走，無負荷，在平直道路上，75秒行走100插銷子,將30個插銷插入30個孔內，用25秒理解定義作業(yè)測定一、秒表測時法

用秒表進行工時測定、分析，可以說是一種簡單而原始的作業(yè)測定方法，秒表測時法是作業(yè)測定中最基本的方法。常用歸零法和連續(xù)測量法。二、視頻分析法

通過觀察分析工作的視頻進行時間的測定與研究。時間研究的測定方法作業(yè)測定作業(yè)時間無效時間總工作時間規(guī)則性作業(yè)間歇性作業(yè)工作時間的構成時間研究之標準工時測定無效時間一般包括：尋找時間，等待時間，進行本職工作以外的工作－外來單元。作業(yè)測定規(guī)則性作業(yè)時間生理疲勞管理標準時間作業(yè)時間1、作業(yè)時間在作業(yè)的基本內容下以規(guī)則性或間歇性的作業(yè)所產生的實際作業(yè)時間。寬放時間間歇性作業(yè)時間2、寬放時間標準時間的構成時間研究之標準工時測定寬放時間是連續(xù)作業(yè)時需要的停頓和休息時間。生理寬放：指上廁、拭汗、飲水等生理上所需要的寬放；疲勞寬放：對于因疲勞而使作業(yè)時間拖延、恢復疲勞(如站立作業(yè))所需的休息的寬放；管理寬放：小組會議，5S設備保養(yǎng)，交接班等。作業(yè)測定放瓶工序規(guī)則單元時間1.51秒/個整理瓶子包材0.12秒/個標準工時=(規(guī)則性單元時間+間歇單元時間）X(1+寬放率)

=(1.51+0.12)X(1+13%)1.84秒/瓶標準工時(1＋寬放率)間歇單元時間規(guī)則單元時間標準工時計算公式作業(yè)測定1.工具準備1.1秒表1.2記錄表格

標準工時的測定流程作業(yè)測定2.確認測時時機測時必須基于生產線穩(wěn)定，生產開始后2小時已穩(wěn)定或訂單完成量的中后期，適合觀測。3.選定測試工站及確認標準狀況3.1選定工站,閱讀SOP和觀察作業(yè)員操作,了解該工站的全部操作內容;并詢問作業(yè)員加以確認;3.2確定標準狀況a.在標準的作業(yè)環(huán)境下作業(yè)b.符合標準的生產線布局方式c.在標準的工作臺面上作業(yè)d.工位布局符合標準e.合理使用標準的工裝夾具f.作業(yè)者完全遵從標準作業(yè)所指導的作業(yè)手法操作標準工時的測定流程作業(yè)測定4.拆解動作將工站動作拆解成若干個單元(如重復單元，間歇單元)的操作內容,并填入<<時間觀測表>>5.時間測試5.1分解動作時間量測,一般每個動作測量5次～10次為宜;5.2量測人員應站在作業(yè)員斜后面1米以外,以能看清楚全部操作動作為準則;5.3測試中不能打擾作業(yè)員的正常操作,和引起作業(yè)員的緊張。標準工時的測定流程作業(yè)測定x=x1+x2+x3+---+xnn=xin標準工時的測定流程6.數(shù)據整理和計算6.1剔除異常數(shù)據

關于工時測量數(shù)據樣本異常數(shù)據剔除方法，則運用3倍標準差法：

6.2計算得出所測數(shù)據的平均值作業(yè)測定6.3計算標準差σ以及得出±3σ標準差：=(x1-x)2+(x2-x)2+---(xn-x)2n-1=(xi-x)2n-1

樣本的公式標準工時的測定流程作業(yè)測定正常值為x內的數(shù)值，超過者為異常值。3正態(tài)分布曲線X99.73%95.45%68.72%123-1-2-3異常值區(qū)域異常值區(qū)域管制上限（UCL）管制下限（LCL）6.4結合平均值與±3σ得出上下限數(shù)值標準工時的測定流程作業(yè)測定6.5落在±3σ之外的數(shù)據做為異常數(shù)據進行剔除6.6整理后的數(shù)據求得平均值例如：某一操作單元觀測20次（其中漏記一次，記為M），觀測數(shù)據如下：20，20，21，20，22，20，19，24，20，22，19，21，20，28，21，20，20，22，M，20。則：標準工時的測定流程x=xin=39919=21=(xi-x)2n=7819=2.02=2管制上限UCL=21+（3x2)=27;下限LCL=21-(3x2)=1528的數(shù)值大于27，在上限之外，為異常值，應剔除。作業(yè)測定6.7標準工時計算標準工時的測定流程作業(yè)測定你認為標準工時建立的條件有哪些？你認為寬放應該包含哪些因素？思考與練習作業(yè)測定一、定義工作抽樣又稱瞬間觀測法，它是在一段較長時間內，以隨機方式對調查對象進行間斷的觀測，并按預定目的整理、分析調查的資料，得出需要的結果。

二、用途工作抽樣在實際中應用很廣，主要用于以下兩方面。1、工作改善利用工作抽樣，可調查出操作者或機器的工作比率與空閑比例。在對空閑比率進行研究時，可根據空閑部分的組成，細分成項目進行觀察記錄，找出問題并進行改善。2、制定標準工時特別是對個別不規(guī)則的大的作業(yè)有效，尤其適用于文書性質的作業(yè)。工作抽樣的定義與用途作業(yè)測定現(xiàn)以觀測一位操作者在1小時內工作時間與空閑時間的比率來介紹工作抽樣與時間研究的區(qū)別：1、連續(xù)測時法（秒表時間研究）在1小時內，以1分鐘為單元進行直接觀測，并記錄觀測結果，即觀測記錄60次。如下圖所示，以綠色表示工作時間，以紅色為空閑時間。由圖可知，在內60分鐘內，有30分鐘為空閑，有30分鐘為工作，故：工作抽樣與秒表測時的差別工作比率=工作時間總觀測時間=3060=50%空閑比率=空閑時間總觀測時間=3060=50%作業(yè)測定2、工作抽樣將1小時分成60格，然后在1--60的數(shù)中，隨機取出10個數(shù)作為觀測的時分。設取出的時分為34，55，4，47，53，29，12，9，19，25將這些時分按先后順序排列成4，9，12，19，25，29，34，47，53，55即表示在60分鐘內于4分觀測一次，9分觀測一次，如此觀測10次。記下觀測結果。工作抽樣與秒表測時的差別在10次隨機觀測中有5次沒工作（空閑），5次工作則所占比率為：工作比率=工作次數(shù)總觀測次數(shù)=510=50%空閑比率=空閑次數(shù)總觀測次數(shù)=510=50%由此例可見，秒表時間研究與工作抽樣調查的結果是一致的，但采用工作抽樣具有省時、可靠、經濟等優(yōu)點。作業(yè)測定一、利用工作抽樣可調查出操作者或機器的工作比率與空閑比率，并依此作出改善。改善分析：非作業(yè)占了50%，其中走路占了35%，需重點研究評價現(xiàn)在的供料路徑是否合理，重新設計規(guī)劃合理的供料路線。清理垃圾占30%，研究自動回收垃圾的可行性。案例分享作業(yè)測定一、定義MOD（ModularArrangementofPredeterminedTimeStandards），中文譯為單元預定時間標準法。二、起源MOD法是澳大利亞的梅特博士（），在長期研究的基礎下，于1966年，把現(xiàn)有的各個動作分析技法的使用經驗和人機工程學為基礎，發(fā)展完成的方法。預定時間標準法MOD法的基本數(shù)據，來源于大量的人機工程學實驗。根據實驗總結出以下結論：1.所有需由人的動作完成的作業(yè)，可歸納為21種。2.在作業(yè)條件相同的前提下，不同的人做同一動作所需時間基本相同。3.人體不同部位的動作所用的時間值是互成比例的。例如，手的動作時間是手指動作的2倍，小臂的動作時間是手指動作的3倍，因此可定義手指的動作是人體動作的基本單位。其他動作與手指動作成倍數(shù)關系。作業(yè)測定MOD基礎1MOD=.129sec.1MOD=.00215min.1MOD=.000036hr.1sec.=7.75MOD1min.=465MOD1hr.=27933MOD1MOD=0.129s正常值。能量消耗最小動作1MOD=0.1s高效值。熟練工人的高水平動作時間值1MOD=0.143s包括疲勞恢復時間的10.7%在內的動作時間1MOD=0.12s快速值，比正常值快7％左右作業(yè)測定B17S30A4(獨)W5P2(注意)F3P0不需要注意力的動作2-6KgL1G3(注意)需要注意力的動作G1R2C4(獨)P5(注意)E2(獨)D3(獨)NoYes移動動作終結動作其他動作M1M2M3M4M51MOD=0.129Sec=0.00215分1Sec=7.75MOD1min=465MODG02.5cm5cm15cm30cm45cmMOD基本圖示作業(yè)測定MOD法操作分析圖案例分享作業(yè)測定練習認識M的動作？目錄工業(yè)工程(IE)簡介1生產線平衡分析2總結與Q＆A3作業(yè)測定2生產線平衡:(linebalancing)即對生產的全部工位(崗位)進行平均化，調整作業(yè)負荷，以使各作業(yè)工位的時間盡可能相近的技術手段與方法。T1T2T3T4T5時間工位S1S2S3S4S5T1T2T3T4T5時間工位S1S2S3S4S5不平衡：堆積產品平衡各工位間的作業(yè)時間差距越小，生產線就越平衡。生產線平衡的定義生產線平衡分析1.提高作業(yè)人員及設備工裝的工作效率2.減少單件產品的工時消耗，降低成本（等同提高人均產量）3.減少工序在制品，真正實現(xiàn)“一個流”4.減少或消除物料或半成品周轉場所5.提高工作士氣，改善作業(yè)方法生產線平衡的作用生產線平衡分析節(jié)拍最長工位時間（瓶頸崗位時間）決定了整個生產線的產出，即等于節(jié)拍。一般要求生產線平衡率達到85%以上生產線平衡損失=1-平衡率平衡率=∑（各工序的作業(yè)時間總和）瓶頸工位時間*人數(shù)*100%平衡率相關概念生產線平衡分析平衡損失率48瓶頸的認識：在流線生產作業(yè)模式中,制約產能的是瓶頸工位,一旦產生瓶頸,前工位的產品無法流下去,后工位無產品可做,就會造成短暫的停止,從而降低產能..一條生產線上可能存在多個瓶頸..瓶頸是永遠存在的,克服其中一個,又出現(xiàn)另一個工位成為新的瓶頸..我們只有盡可能地使各工位處于最接近均衡的狀態(tài),從而達到產能和生產力的最大化.生產線平衡分析相關概念1.將生產線的各工序（作業(yè)單位）按順序列出來填入平衡表內2.測算各工序實質作業(yè)時間,以秒為單位記入平衡表“周期時間”欄內3.清點各工序作業(yè)人數(shù)，記入“人數(shù)”欄4.周期時間÷人數(shù)=工位時間，記入“工位時間”欄5.此“工位時間”劃出平衡柱狀圖生產線平衡分析生產線平衡表繪制步驟生產線平衡分析生產線平衡表繪制步驟1234生產線平衡率(%)=產品各工序時間總和瓶頸時間*人員數(shù)如上圖表中，生產線平衡率=32060*12*100%=44.44%*100%不平衡率（%）=100%—平衡率（%）對生產線來說，不平衡率越小越好，一般控制5%-13%之間，至少要控制在15%以下。=55.56%生產線平衡分析生產線平衡的計算ECRS原則1、Eliminate ——取消2、Combine ——合并3、Rearrange ——重排4、Simplify ——簡化生產線平衡分析生產線平衡改善原則作業(yè)時間工序12345作業(yè)改善壓縮S作業(yè)時間工序12345分擔轉移R作業(yè)時間工序12345加人（作業(yè)分解）R作業(yè)時間工序12345合并重排C作業(yè)時間工序12345減人（分解消除）E作業(yè)時間工序12345減人（作業(yè)改善壓縮）6ECRS法運用圖示簡介生產線平衡改善原則問題：

Q：依生產流動平衡表（柱狀圖）中的數(shù)據，若每一工序安排一名作業(yè)員，其生產線平衡率是多少？平衡損失率是多少？以每天8小時計算（不計DT）每小時生產線產能有多少，每小時人均產量有多少？工序123456789101112總計標準工時151834601426421617451617320秒生產線平衡分析案例分析

各工序實際時間之和

320計算：①生產線平衡率=─────────────＝───=44.44%最長工位工時×生產線人數(shù)720

②生產線平衡損失率=1-生產線平衡率=1-44.44%=55.56%

每天實際開線時間8小時×60分鐘×60秒③生產線產能=─────────

=────────────=480件最長工位工時60秒

生產線產能480件④生產線每小時產能=──────=─────=60件/小時

開線工時8小時

生產線每小時產能60⑤每小時人均產量=──────────=──=5件/每人/每小時

生產線人數(shù)12生產線平衡分析案例分析工序123456789101112總計標準工時151834601426421617451617320秒分配人數(shù)11241231131121分配時間151817151413141617151617最長18秒解決方案A:比較工序第1、2、5、8、9、11、12均接近可配1人；工序第4大約可配4人，工序第3和6配2人,工序第7和10可配3人；重新安排后其分配時間如下：

從以上計算中可知,每個工序安排一個工位(一個人),其平衡損失率明顯過高,如果由你來安排,怎樣排工位才能達到最佳平衡,使平衡損失最小，從而到提升產能,提升效率之目的;

生產線平衡分析案例分析

各工序實際時間之和（1人）320計算：①生產線平衡率=─────────────＝───=84.65%最長工位工時×生產線人數(shù)378

②生產線平衡損失率=1-生產線平衡率=1-84.65%=13.53%

每天實際開線時間8小時×60分鐘×60秒③生產線產能=─────────

=────────────=1600件最長工位工時18秒

生產線產能1600件④生產線每小時產能=──────=─────=200件/小時

開線工時8小時

生產線每小時產能200⑤每小時人均產量=──────────=──≈9.5件/每人/每小時生產線

人數(shù)21生產線平衡分析案例分析工序123458679101112總計標準工時151834601416264217451617320秒分配人數(shù)112122110分配時間33343030343133最長34秒

從以上計算中可知,通過合理調配人員,其平衡損失率得到大幅度降低,但大部分工廠的人員有限，在短期內無法通過大幅度增加人員的方式來提升效率，我們是否可以通過工作分析的方法，合并某些工序，用同樣甚至更少的人員來達到提升效率的目的呢？解決方案B:比較工序第1、2可合并由1人完成；工序第3可由1人完成，工序第4由2人完成；工序第5和第8可合并由1人完成，工序第6和7可合并由2人完成,工序第9和10可合并由2人完成，工序第11和第12合并由1人完成；請注意此種排法需要調整生產的排布方法，如由直線型變成非字型或O型/U型等。案例分析

各工序實際時間之和（1人）320計算：①生產線平衡率=─────────────＝───=94.12%最長工位工時×生產線人數(shù)340

②生產線平衡損失率=1-生產線平衡率=1-94.12%=5.88%

每天實際開線時間8小時×60分鐘×60秒③生產線產能=─────────

=────────────≈847件最長工位工時34秒

生產線產能847件④生產線每小時產能=──────=─────≈106件/小時

開線工時8小時

生產線每小時產能106⑤每小時人均產量=──────────=──≈10.6件/每人/每小時生產線

人數(shù)10生產線平衡分析案例分析

通過合并工序,生產效率提升1倍有余,其效果是顯而易見的。但目前市場環(huán)境與以前大不相同，消費者的個性化需求使得多批小量訂單成為主流，如何應對此種情況已經成為工廠研究的重要課題，是否可以通過減少生產線的人員，將大組分成多個小組來進行訂單生產呢？工序12345678910a10b1112總計標準工時15183460142642161722231617320秒分配人數(shù)111115分配時間6774685556最長74秒解決方案C:比較工序第1、2、3可合并由1人完成；工序第4和第5可合并由1人完成，工序第6和第7可合并由1人完成；工序第10可分拆為兩個工序，前面一個工序與工序第8和第9合并由1人完成，后面一個工序與第11和第12合并由1人完成請注意此種排法需要調整生產的排布方法，如由直線型變成非字型或O型/U型等。生產線平衡分析案例分析

各工序實際時間之和（1人）320計算：①生產線平衡率=