人因工程及布局優(yōu)化

南京大學(xué)工程管理學(xué)院魏楚時(shí)、胡彬、劉聰、張道渝以IE為舟，護(hù)航中國(guó)服裝制造——IE在某服裝加工廠中的運(yùn)用案例目錄CONTENTS第一部分|案例背景第二部分|人因工程第三部分|產(chǎn)線平衡第四部分|規(guī)劃優(yōu)化第五部分|總結(jié)思索1案例背景現(xiàn)狀浙江省工貿(mào)一體集工業(yè)企業(yè)和商貿(mào)企業(yè)業(yè)務(wù)于一體消費(fèi)大衣以消費(fèi)大衣為主，并有部分為外發(fā)消費(fèi)浙江寧波背景員工400人每月任務(wù)26天每天上班10小時(shí)月均產(chǎn)量35000件背景如何提高企業(yè)消費(fèi)效率，添加企業(yè)盈利才干？同時(shí)又能改善勞動(dòng)條件，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度？2人因工程任務(wù)時(shí)間表最長(zhǎng)延續(xù)任務(wù)時(shí)間達(dá)5小時(shí)頸部酸疼腰部酸脹眼睛疲勞7：0012：0017：3012：30任務(wù)時(shí)間午餐休憩任務(wù)時(shí)間年齡偏高35—50歲計(jì)件工資制現(xiàn)狀人因工程——任務(wù)時(shí)間分析延續(xù)任務(wù)時(shí)間過長(zhǎng)，缺乏休憩時(shí)間導(dǎo)致了工人出現(xiàn)疲勞形狀，能夠?qū)е鹿と巳蝿?wù)效率的下降，影響工廠的產(chǎn)出主要猜測(cè)個(gè)體相對(duì)勞動(dòng)消費(fèi)率自發(fā)停頓次數(shù)定義該目的可以反映一名工人在某一小時(shí)內(nèi)的任務(wù)效率程度該目的能較好地反映某工種任務(wù)對(duì)人體所產(chǎn)生的膂力腦力綜合負(fù)荷自發(fā)停頓是機(jī)體出現(xiàn)任務(wù)疲勞感又不能予以抑制的客觀反響之一論證目的人因工程——任務(wù)時(shí)間分析統(tǒng)計(jì)10名工人一天任務(wù)時(shí)間內(nèi)各時(shí)間段自發(fā)停頓次數(shù)之和統(tǒng)計(jì)10名工人一天內(nèi)的個(gè)體相對(duì)勞動(dòng)消費(fèi)率猜測(cè)證明：長(zhǎng)時(shí)間延續(xù)任務(wù)出現(xiàn)疲勞形狀，導(dǎo)致工人任務(wù)效率會(huì)使工人的下降統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)：經(jīng)過短暫的休憩，工人可以有效緩解疲勞，提高任務(wù)效率人因工程——任務(wù)時(shí)間方案擬定休憩次數(shù)休憩開場(chǎng)時(shí)辰休憩時(shí)間長(zhǎng)度9：3015：30權(quán)衡工廠管理層對(duì)工人任務(wù)時(shí)間的要求，將上下午休憩次數(shù)均定為1次人因工程——任務(wù)時(shí)間方案擬定休憩時(shí)間長(zhǎng)度根底代謝率BMR相對(duì)能量代謝率RMR活動(dòng)代謝率M

工人平均體重約，身高，年齡在歲左右1234米勒假定規(guī)范能量貯備為24kcal5應(yīng)該每任務(wù)分鐘，休憩7分鐘，來(lái)使工人及時(shí)補(bǔ)充體內(nèi)的能量貯備人因工程——任務(wù)時(shí)間方案擬定7：0012：0017：3012：30午餐休憩9：309：4015：3015：40休憩時(shí)間休憩時(shí)間人因工程——任務(wù)時(shí)間改善效果調(diào)整后的時(shí)間表實(shí)行一個(gè)月之后個(gè)體勞動(dòng)消費(fèi)率的動(dòng)搖性較之前減少實(shí)踐產(chǎn)出提高1%——5%工人疲勞程度得到一定緩解個(gè)體任務(wù)效率提高個(gè)體相對(duì)勞動(dòng)消費(fèi)率散點(diǎn)圖全天實(shí)踐產(chǎn)出變化圖人因工程——任務(wù)時(shí)間調(diào)整工廠現(xiàn)狀1.工廠實(shí)測(cè)座椅高度為：34cm2.問卷調(diào)查〔發(fā)放50份問卷〕有70%的人以為座椅高度應(yīng)該可調(diào)有74%的人以為現(xiàn)有座椅穩(wěn)定性較差有88%的人覺得任務(wù)后有腰背酸痛人因工程——座椅設(shè)計(jì)資料研討坐姿實(shí)際人坐在椅子上,并非都是靜止不動(dòng)的,而是不斷地在作調(diào)整姿態(tài)的細(xì)微動(dòng)作,以消除脊柱部位的不正常壓力。1.設(shè)計(jì)實(shí)際

座椅本身的物理構(gòu)造設(shè)計(jì)——家具工程為符合運(yùn)用者的人體生物力學(xué)要求的設(shè)計(jì)——工業(yè)設(shè)計(jì)或人機(jī)工程學(xué)人因工程——座椅設(shè)計(jì)資料研討2.設(shè)計(jì)原那么座椅的尺度必需與相對(duì)的人體丈量值配合;座椅的設(shè)計(jì)必需能提供人體足夠的支撐與穩(wěn)定作用;座椅的設(shè)計(jì)必需能使坐在其上的人體改動(dòng)其姿態(tài);靠背,特別是腰部的支撐,可降低脊柱產(chǎn)生的緊張壓力;座墊必需有充分的襯墊和適當(dāng)?shù)挠捕取！?lt;坐姿與座椅設(shè)計(jì)的人機(jī)工程學(xué)探討>人因工程——座椅設(shè)計(jì)方案數(shù)據(jù)座椅設(shè)計(jì)的根本參數(shù)目的參考中國(guó)成年女性人體丈量數(shù)據(jù)資料，結(jié)合公式，得出以下座椅設(shè)計(jì)參數(shù)數(shù)據(jù)膝蓋高度H1、肘部高度H2、大腿厚度H3、臀部寬度W1、臀部至膝蓋長(zhǎng)度L1、上身長(zhǎng)L2、坐姿的肩中部寬度W2、頭到椅面的高度H4、頭上L3、頭寬W3座高420mm座深400mm座寬420mm扶手高200mm腰靠長(zhǎng)300mm人因工程——座椅設(shè)計(jì)3產(chǎn)線平衡現(xiàn)狀分析消費(fèi)流水線現(xiàn)狀分析現(xiàn)狀分析平衡率=65%日產(chǎn)能=10h*3600/34.24=1051件計(jì)算消費(fèi)線平衡率：平衡率=ST總/〔瓶頸時(shí)間*N〕*100%ST總=∑〔工序規(guī)范時(shí)間*各工序人數(shù)〕瓶頸工序:成衣質(zhì)檢瓶頸時(shí)間=34.24s改善前平衡圖分析方法小燙劃線釘位釘住釘孔位半廢質(zhì)量檢廢質(zhì)量檢分析方法由工序丈量時(shí)間表知，小燙和劃線分別耗時(shí)9.11s、2.22s。兩個(gè)工序的規(guī)范時(shí)間明顯小于工序的平均規(guī)范時(shí)間，操作人員沒能充分發(fā)揚(yáng)其勞動(dòng)力，故思索將小燙和劃線工序合并，由1人完成。同時(shí)可以省出1名工人，補(bǔ)充到質(zhì)檢工序中。合并分析方法 訂位訂住、定孔位工序的規(guī)范時(shí)間分別為8.00s、4.56s，思索將訂位訂住和定孔位工序取消，并將操作合并到袖片打孔工序。EC分析方法EC分析方法由工序時(shí)間圖可以看出瓶頸工序?yàn)槌梢沦|(zhì)檢，耗時(shí)34.24s，并且可以看出四個(gè)質(zhì)檢環(huán)節(jié)均耗時(shí)較多。經(jīng)調(diào)查分析，半廢質(zhì)量檢承當(dāng)了對(duì)之前較多工序的質(zhì)檢，而后三道質(zhì)檢工序相隔太近，浪費(fèi)了部分勞動(dòng)力。故思索在工序9和工序10之間添加一個(gè)半廢質(zhì)量檢，同時(shí)取消總質(zhì)檢工序，并將合并大燙、劃線工序省出的1名工人分配到成衣質(zhì)檢工序上，將流水線的質(zhì)檢義務(wù)分散化。質(zhì)檢工序調(diào)整RCE分析方法改良前改良后分析方法四個(gè)質(zhì)檢總步驟的時(shí)間從123.3s縮減到103.9s，減少了14.06%分析方法操作優(yōu)化經(jīng)過質(zhì)檢工序調(diào)整后，對(duì)耗時(shí)較多的左右口袋縫合工序〔耗時(shí)34.10s〕進(jìn)展分解，并進(jìn)展重排和簡(jiǎn)化。分析方法分析方法瓶頸工序:成衣質(zhì)檢瓶頸時(shí)間=34.24s作業(yè)總?cè)藬?shù)N=37平衡率=65%工位數(shù)=24日產(chǎn)能=10h*3600/34.24=1051件瓶頸工序：成衣質(zhì)檢瓶頸時(shí)間=29.20s作業(yè)總?cè)藬?shù)N=36平衡率=74.68%工位數(shù)=21日產(chǎn)能=10h*3600/29.20=1233件改善前改善后分析方法ECRS合并小燙與劃線工序取消訂位訂住和定孔位工序，合并到袖片打孔工序添加一個(gè)半廢質(zhì)量檢，同時(shí)取消總質(zhì)檢工序分解左右口袋縫合，并進(jìn)展重排和簡(jiǎn)化4規(guī)劃優(yōu)化規(guī)劃優(yōu)化SLPFLEXSIMAHP設(shè)計(jì)優(yōu)化方案仿真測(cè)試方案綜合評(píng)價(jià)優(yōu)化過程SLP設(shè)計(jì)優(yōu)化方案布片縫制袖片打孔袖片釘扣領(lǐng)袖縫合成衣釘扣大燙布片縫制領(lǐng)袖縫合珠邊質(zhì)檢按照該車間加工和處置事務(wù)的特點(diǎn)，我們把消費(fèi)車間分為10個(gè)根本作業(yè)單位對(duì)消費(fèi)車間運(yùn)用SLP車間工藝分析布片縫制1袖片打孔袖片釘扣領(lǐng)袖縫合1珠邊大燙1布片縫制2領(lǐng)袖縫合2成衣釘扣質(zhì)檢19452310678大燙211走動(dòng)頻繁線路交叉通路擁堵車間原始布置1234567891011布片縫制1領(lǐng)袖縫合1大燙1袖片打孔袖片釘扣成衣釘扣珠邊質(zhì)檢布片縫制2領(lǐng)袖縫合2大燙2UUUUUUI/3A/2I/3I/3UUA/2UUE/2E/2A/5X/4X/4X/4X/4X/4X/4X/4X/4X/4X/4E/2A/5O/3X/4X/4X/4X/4A/5UUUUUO/3UUUA/2E/5E/2UUI/1UUUU根據(jù)作業(yè)單位間親密程度選取5個(gè)影響要素代碼理由1人的走動(dòng)2物料搬運(yùn)3作業(yè)性質(zhì)相似4安全監(jiān)控5工作聯(lián)系頻繁程度代碼密切程度A絕對(duì)必要E特別重要

I重要O一般U不重要X不要靠近作業(yè)單位相關(guān)圖

把親密程度分為6個(gè)等級(jí)判別每?jī)蓚€(gè)作業(yè)單位之間的聯(lián)絡(luò)的親密程度列出作業(yè)單位相關(guān)圖

相關(guān)性分析SLP分析布置方案經(jīng)過思索對(duì)車間中作業(yè)單位間相互關(guān)系及車間的任務(wù)面積的計(jì)算，得出新的布置方案?jìng)溥x方案1備選方案2路徑距離物流量路徑距離物流量W設(shè)給定平面系統(tǒng)有n個(gè)設(shè)備，每?jī)蓚€(gè)設(shè)備i、j之間的物流量為Fij(i、j=1,2,??

n)間隔為Dij那么兩設(shè)備之間的物料搬運(yùn)量如式令系統(tǒng)的物料搬運(yùn)量W那么：假設(shè)C為以設(shè)備i到設(shè)備j的單位搬運(yùn)費(fèi)用為CW當(dāng)平面設(shè)備布置位置改動(dòng)時(shí)，那么有假設(shè)CW′<CW，那么方案CW′優(yōu)于CW

假設(shè)將設(shè)備每調(diào)整一次，那么有一個(gè)可行方案，這樣最正確設(shè)計(jì)方案CWp為：

采用費(fèi)用對(duì)比法，用該法進(jìn)展設(shè)備優(yōu)化分析與設(shè)計(jì)的原理是系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備間物流費(fèi)用最小化。

優(yōu)化初步評(píng)價(jià)路徑距離（m）物流量(kg)路徑距離（m）物流量(kg)1→41012.910→61311.89→4512.66→71.510.14→5114.27→11112.15→21012.87→3212.25→10111.211→8210.92→6313.43→8311.4WA831.7路徑距離（m）物流量(kg)路徑距離（m）物流量(kg)1→4312.910→61511.89→4312.66→7210.14→51014.27→11412.15→2512.87→3212.25→10311.211→8210.92→61513.43→8211.4WB646.65A方案B方案經(jīng)過計(jì)算得出WA=831.7，WB=646.65因此初步斷定B方案優(yōu)于A方案原始規(guī)劃優(yōu)化方案優(yōu)化初步評(píng)價(jià)FLEXSIM仿真測(cè)試方案?jìng)溥x方案1備選方案2非消費(fèi)區(qū)域65781334910112辦公區(qū)域Flexsim仿真模擬備選方案1備選方案2現(xiàn)有規(guī)劃模擬Flexsim仿真模擬現(xiàn)有規(guī)劃模擬Flexsim仿真模擬現(xiàn)有規(guī)劃模擬Flexsim仿真模擬總路徑長(zhǎng)度平均庫(kù)存水平產(chǎn)量單位路徑長(zhǎng)度現(xiàn)有布局13915.6034.34114122.07改進(jìn)方案一15031.5921.46129116.52改進(jìn)方案二10119.6410.4214569.79Flexsim仿真模擬AHP綜合評(píng)價(jià)層次分析法〔Theanalytichierarchyprocess,簡(jiǎn)稱AHP〕1234構(gòu)呵斥對(duì)比較矩陣A層次總排序及決策建立層次構(gòu)造模型一致性檢驗(yàn)分析方法1建立層次構(gòu)造模型目的層準(zhǔn)那么層方案層選擇最正確規(guī)劃A庫(kù)存積壓任務(wù)環(huán)境管理便利協(xié)調(diào)物流效率y1y2y3B1B2B3B4分析方法A庫(kù)存積壓B1工作環(huán)境B2管理便利協(xié)調(diào)B3物流效率B4庫(kù)存積壓B11342工作環(huán)境B21/314/31/2管理便利協(xié)調(diào)B31/43/411/3物流效率B41/2231構(gòu)呵斥對(duì)比較矩陣A分析方法2一致性檢驗(yàn)λmax(A)=4.0164CI=0.055經(jīng)查表得RI=0.90檢驗(yàn)CR=CI/RI=0.0061<0.1?？芍蓪?duì)比較矩陣有稱心的一致性n123456789RI000.580.901.121.241.321.411.45λmax(A)對(duì)應(yīng)的特征向量經(jīng)過規(guī)范化為： U=[0.4698,0.1450,0.1059,0.2793]，此向量為權(quán)向量

3分析方法3層次總排序及決策依次對(duì)每個(gè)目的分別進(jìn)展每個(gè)候選方案的評(píng)價(jià)，得出4個(gè)3×3矩陣閱歷證，以上4個(gè)矩陣都有稱心的一致性B4Y1Y2Y3Y111/21/4Y2211/2Y3421B3Y1Y2Y3Y1132Y21/311/2Y31/221B2Y1Y2Y3Y1123Y21/212Y31/31/21B1Y1Y2Y3Y111/51/7Y2511/2Y3721庫(kù)存積壓B1工作環(huán)境B2

管理便利協(xié)調(diào)B3物流效率B4分析方法4層次總排序及決策

BB1B2B3B4yy0.4698

0.14500.1059

0.2793y10.0751

0.5396

0.5396

0.14290.2105y20.33320.2970

0.16340.28570.2967y30.59170.16340.2970

0.57140.4927

分別求出4個(gè)矩陣對(duì)應(yīng)的權(quán)向量，如下表。最后計(jì)算每個(gè)方案的加權(quán)總得分，進(jìn)展排序分析方法