IE工业工程IE基础.docx
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IE工业工程IE基础
IE基础
【内容简介】
本培训教材分为五章，分别介绍了以下IE基础知识：
动作分析、秒表测时法、资源规划、工艺路线的定义与维护、流水线平衡分析方法等。
本教材所涉及的知识点为IE工程师所必备。
【培训目标】
本培训教材诣在为初级IE工程师介绍所必备的一些知识点，帮助被培训者了解和掌握相关知识，以便被培训者达到本岗基础的职业技能需求。
【适用范围】
一级IE工程师
【教材策划】
【教材编写】
【教材审核】
第一章动作分析
5
一、动作分析的目的与方法
5
（一）动作分析的目的
5
（二）动作分析方法
6
二、动素分析
6
（一）动素与动素分析的概念
6
（二）动素分析的目的和用途
7
三、动作经济原则
9
（一）动作经济原则的定义
9
（二）动作经济的4条基本原则
10
（三）关于动作的三要素
10
四、动作经济原则的应用
10
（一）基本原则I——减少动作数
10
（二）基本原则II——双手同时进行动作
11
（三）基本原则III——缩短动作距离
11
（四）基本原则IV——轻快动作
12
五、动作经济原则的发展——巴恩斯的22条原则
12
（一）关于人体的运用（第1～8条）
12
（二）关于工作地布置（第9～16条）
13
（三）关于工具设备（第17～22条）
13
第二章秒表测时法
14
一、概述
14
（一）、秒表测时法的定义
14
（二）、秒表测时法的特点
14
（三）、秒表测时法的用途
14
（四）、秒表测时法的测时工具
14
二、秒表测时法的实施步骤
16
（一）、选择研究的作业
16
（二）、选择操作者
16
（三）、收集和记录一切可能影响工作开展的有关作业、操作人员和环境条件的资料。
16
（四）、将作业划分为单元
17
（五）、测时
18
（六）、计算正常时间
18
（七）、确定宽放时间
18
（八）、第八步骤：
计算标准时间
21
三、评比的等级
21
第三章资源规划
23
一、资源规划的相关概念
23
（一）相关概念
23
（二）目的
23
（三）适用范围
23
二、资源规划的相关内容
23
（一）规划过程简介
23
（二）输入与输出
24
三、资源规划流程
24
（一）规划流程图
24
（二）流程说明
26
（三）支持本流程的相关作业指导书：
31
第四章工艺路线的定义与维护
33
一、如何进入MRPII系统
33
（一）进入MRPII系统的操作步骤：
33
（二）MRPII软件安装步骤：
33
（三）软件参数基本设置：
34
二、工艺路线的种类
36
（一）自制工艺路线：
36
（二）外协工艺路线：
36
（三）局部外协：
36
三、工序移动方式
36
（一）平行移动：
36
（二）顺序移动：
36
四、工艺路线的制定过程
37
37
五、对于新增工艺路线有两种定义方法：
37
六、外协路线的定义与维护
42
（一）外协资源的定义与维护：
42
（二）外协资源定义到外协部门：
45
七、案例分析
49
第五章流水线平衡分析方法
51
一流水线的概念与特征
51
（一）流水生产的概念
51
（二）流水生产的基本特征
51
二流水线的分类
52
（一）固定流水线和移动流水线
52
（二）单一对象流水线和多对象流水线
52
（三）连续流水线和间断流水线
52
（四）强制节拍流水线和自由节拍流水线
53
（五）无专用运输设备流水线和有专用运输设备流水线
53
（六）手工流水线、机械化流水线和自动化流水线
53
三装配线的平衡问题
54
（一）装配线平衡的基本方法
55
（二）装配线平衡的步骤
55
（三）装配线平衡程序
56
（四）传统装配线的改进
60
四平衡的目的——“省人化”而非“省力化”
62
第一章动作分析
一、动作分析的目的与方法
（一）动作分析的目的
1、动作的定义
按工艺流程、作业和动作的顺序分析制造系统。
从投入原材料开始到成品为止的流程称为工艺流程。
一旦确定了工艺流程，紧接着要确定要一道工序最理想的作业方法。
在实施各种作业的时间，操作者身体的各个部位，如手、足、眼等有一个一个的活动。
在此，我们将动作定义为工艺流程和作业的具体实施方法，如为寻找、掘取、移动、装配必要的目的物、操作者身体各个部位的每个一个活动。
2、动作分析
动作分析的定义：
按操作者实施的动作顺序观察动作，用特定的记号记录以手、眼为中心的人体各部位的动作内容，把握实际情况，并将上述记录图表化，以此为基础，判断动作的好坏，找出改善着眼点的一套分析方法。
通过对各种各样的作业不断地进行动作分析，可进入“在日常生产中不管对任何作业者抱有问题意识，仔细观察事物，判断动作的好坏，构思设计更好的动作顺序和方法”这样的境界。
这种境界称为动作意识。
对管理人员而言，具有动作意识是理所当然的事。
操作者也要培训出动作意识。
3、动作分析的目的
简单地讲，动作分析的目的是把握动作的现状，找出问题并加以改善，具体有以下几个方面：
（1）了解操作者身体部位的动作顺序和方法；
（2）了解以两手为中心的人体各部位是否能尽可能同时动作，是否相互联系；
（3）明确各种动作的目的，动作过程中的必要动作和不必要动作；
（4）了解必要的作业动作中两手的平衡。
（二）动作分析方法
可以分类以下两大类：
目视动作观察法、影像动作观察法。
基于目视动作观察的有动素分析和双手操作分析法，基于影像动作观察的对应于不同类型的作业有高速摄影分析（也称为细微动作影像分析）、常速摄影分析、慢速摄影分析及VTR分析（也称为录相摄影分析）等。
下面简介其中常用的一种：
动素分析，就是观察人体中的手、足动作和眼、头活动，把两手的动作顺序和方法与眼睛的各种活动联系起来，用18个描述动作最小单位的动素记号记录动作并加以分析的一种方法。
二、动素分析
（一）动素与动素分析的概念
1、概述
在双手操作分析中如果把握了作业动作的实际情况，可以得到一定程度的改善。
但在此步，仅把握和分析了动作大概的实施顺序和方法，还不能深入探讨每一个细微的动作和状态动素分析就是把作业动作进一步细分为手、足、眼、头等人体各部位的一个一个的动作，以便进行极其细微的分析和讨论。
吉尔布雷斯把这些以手、眼活动为中心的基本动作总结为18种，并将之取名为动素。
这种用动素记号详尽分析动作实际状态的方法就是动素分析。
动素分析，就是通过观察手、足动作和眼、头活动，把动作的顺序和方法与两手、眼的活动联系起来详尽地分析，用动素记号记录和分类，找出动作顺序和方法存在的问题，单手等待以及不合理动作、浪费动作等问题并加以改善的一种分析方法。
2、动素及其记号
前面提及的18种动素可以分成以下3大类动素：
第1类为有效动素，即进行作业时必要的动作。
主要有：
伸手、握取、移物、定位、装配、拆卸、使用、放手、检查等9种。
对操作者的动作进行分析时，这类动素应该取消的不会很多，分析、改善的重点是如何缩短其时间。
第2类为辅助动素。
主要有：
寻找、发现、选择、思考、预置等5种。
虽然此类动作有时是必要的，但有了此类动作后，将延缓第1类动作的实施，使作业时间消耗过多，降低作业效率，除了非用不可者外应尽量取消。
第3类为无效动素。
主要有：
拿住、不可避免的迟延、休息和可以避免的耽搁等4种。
由于此类动素不进行任何工作，这是一定要设法取消的动素。
（二）动素分析的目的和用途
1、动素分析的目的
（1）把动作分类归纳成18种基本的最小动作单位，了解每个动作的过程和状态，明确动作的顺序、方法与双手、眼、足、头等人体各部位动作之间的关系。
（2）区别必要动作、辅助动作和不必要动作，找出产生辅助动作和不必要动作的原因。
2、动素分析的用途
（1）取消不必要的动作；
（2）探讨最适当的动作顺序；
（三）动素分析的方法
动素分析的对象是普通的重复进行的手工短作业，由于区分动作的记号多达18个，因此与双手操作分析相比，需要更细微且一无遗漏地分析动作。
动素分析的步骤几乎与双手操作分析相同。
表6-2动素的名称、记号、代号与定义
类别
序号
名称
记号
代号
例：
用书桌上放着的铅笔写字
动素定义及注意事项
记号说明
第一
类为完成工作所必要的动作有效动素
1
伸手
TE
把手伸到放置铅笔的位置处
空手移动接近或离开目的物的动作空手、移动距离指实际路径，此动素不能取消可以改善：
缩短距离，减少其方向的多突，尤其是突变。
空手的形状
2
握取
∩
G
用手抓住铅笔
用手或身体的某一部位抓取或控制目的物的动作手指，时间很短。
改善一次握取多件；改进物体以利握取；工具物体预先放好以利握取。
用手抓目的物的形状
3
移物
TL
用手抓住铅笔移动
用手或身体的某一部位承受载荷改变目的物位置的动作，拉送，推送和滑送也属于此类动素，减量，适当器具。
手中放置着目的物的形状
4
定位
P
把铅笔尖对准写字的位置
把手持的目的物与其他的装配或使用的目的物取得正确有位置关系的动作
把目的物放在指尖的形状
5
装配
#
A
为铅笔套上笔套
使两个或两个以上的目的物合并的动作
组合形状
6
拆卸
艹
DA
打开铅笔套
将一物分解为两个或两个以上目的物的动作
从组合形状中拆除一物体
7
使用
U
U
正在写字的时候
利用器具或装置所做的动作。
用手改变目的物形状态，性质的动作也属于此类动素自动，减少注意力
英语Use的第一个字母U
8
放开
RL
把手中的铅笔放下
放开由手或身体的某一部位控制着的目的物的动作。
改进：
减少放开的注意力；在运输途中放手
从手中落出目的物的形状
9
检查
I
检查所写的字是否正确
将目的物的性能、质量、数量与规定标准相比较的支作。
取消或合并；改善条件，减少时间
放大镜的形状
第二类
将延缓第一类动作辅助动素
10
寻找
SH
寻找铅笔放在何处
用眼、手等五种感官寻找目的物的动作
用眼寻找目的物的形状
11
发现
F
看见铅笔
在寻找动作之后，找到目的物瞬间的动作
用眼看到目的物的形状
12
选择
→
ST
从数支铅笔中选择恰当的一支铅笔
使作五官从数个物件中选定目的物的动作
指向目的物的形状
13
思考
PN
回忆忘记掉的单词
以思考为主的理解和判断等心理活动
用手摸着头的形状
14
预置
PP
改正铅笔的握持以便于写字
为了便于下一个动作的实施调整目的物的位置使其正好处于最好的朝向而完成的动作
保龄球瓶立着的形状
第三类
与工件
无关的动作动素
15
拿住
H
在写字的时候要压紧纸
用手或身体的某一部位保护目的物维持原状的动作
用磁石吸住目的物的形状
16
不可避免的迟延
UD
用于停电而无法写字
由于机械的自动进给而造成的等待以及双手操作时的某只手的空闲。
迟延不是有效动作，但操作者不负责任
人被绊倒的形状
17
可以避免的耽搁
AD
由于观望别处而停止写字
不含有效动作，但操作者可以控制的迟延。
人躺着的形状
18
休息
R
由于手发酸而停止写字
为了恢复疲劳，身心活动处于休息状态
人坐在椅子上的形状
三、动作经济原则
（一）动作经济原则的定义
在生产现场最必要的是人、机器和物料，称之为生产的三要素。
在生产的三要素中，必须正视，操作者的体力是不能贮存起来的。
为此，应重视在生产中省力装置和机构的使用，推进机械化的实施，将操作者用在非用人不可完成的工位上，改善作业环境，实施合理化的作业方法，取消作业中的不合理、不稳定因素和浪费，充分发挥人的潜力。
因此，有必要遵循动作经济的原则来分析和研究生产现场的作业动作。
在作业过程中要经济地使用动作，必须观察和分析动作：
（1）是否只使用右手而让左手空闲着；
（2）工作是否处于难于处理的位置；
（3）若使用工夹具是否减少人数也能轻松地进行作业；
通过对上述问题的改善，既可以提高作业的效率，也能确保产品的质量。
要追求动作经济，必须具备动作意识，经常分析一个一个的操作动作，彻底排除动作中的不合理成分和浪费，达到动作意识：
（1）明白合理动作与不合理动作的区别；
（2）明确动作错误的原因，判断合理动作，认获得进一步改善；
（3）全身心地投入动作研究，思考合理动作方法、作业配置和工夹具。
以上三条称为动作意识，具备动作意识后可以进一步提高问题意识和改善意识。
动作经济原则，就是人为了以最低限的疲劳获取最高的效率，寻求最合理的作业动作时应遵循的原则。
（二）动作经济的4条基本原则
1、减少动作的数量
2、双手同时进行动作
3、缩短动作的距离
4、轻松动作
（三）关于动作的三要素
①动作方法
②作业现场布置
③工夹具与机器
四、动作经济原则的应用
（一）基本原则I——减少动作数
动作数越多，作业时间越长。
因此，要避免不必要的动作，物料和工具的放置要便于使用，尽量减少动作数，或一次完成2个以上的动作。
1、关于动作方法
（1）取消不必要的动作
如果存在不必要的动作，当然要使作业时间变长，使宝贵的时间消耗在无用的动作上。
例如：
利用定量容器取消计数动作
（二）基本原则II——双手同时进行动作
人们经常用一只手代替万用夹钳等夹拿住工件，结果造成动作浪费。
因此有必要经常注意到同时使用双手动作，同时要改善作业现场和工夹具以便于双手同时动作。
1、关于动作方法
（1）双手同时开始同时完成动作
（2）双手对称、反向同时动作
例如：
人们经常利用夹钳拿住待加工零件，另一只手将螺钉放入螺孔，然后再拿取电动起子锁紧螺丝，可以利用特殊工装夹具将工件固定然后一只手取螺钉，同时另一只手取电动起子锁紧螺钉。
（三）基本原则III——缩短动作距离
1、关于动作方法
（1）便于用最适当的人体部位动作
（2）用最短的距离进行动作
例如：
利用桥式操作台缩短动作范围。
2、关于作业现场布置
（1）在不防碍作业的前提下尽量使作业区域狭窄
3、关于工夹具与机器
（1）利用重力和机械动力送进、取出物料
（2）用人体最适当的部位操作机器
例如：
运用滑槽缩短工件的运送作业距离。
（四）基本原则IV——轻快动作
（1）使动作不受限制轻松进行
（2）利用重力及其他机械电磁力动作
（3）利用惯性力和反冲力动作
（4）连续圆滑地改变运动方向
五、动作经济原则的发展——巴恩斯的22条原则
动作经济原则为吉尔布雷斯首创，后经多位学者研究改进，美国巴恩斯将此原则分为22条，归纳为三大类：
（一）关于人体的运用（第1～8条）
1、双手应同时开始并同时完成其动作。
2、除规定的休息时间外，双手不应同时空闲。
3、双臂的动作应该对称，反向并同时进行。
4、手的动作应以最低的等级而能得到满意的结果。
5、物体的运动量应尽可能地利用，但是如果需要肌力制止时，则应将其减至最小的程度。
6、连续的曲线运动，比方向突变的直线运动为佳。
7、弹道式的运动，较受限制后收控制的运动轻快自如。
8、动作应尽可能地运用轻快的自然节奏，因节奏能使动作流利及自发。
（二）关于工作地布置（第9～16条）
9、工具物料应放置在固定的地方。
10、工具物料及装置应布置在工作者前面近处。
11、零件物料的供给，应利用其重量坠送至工作者的手边。
12、下移应尽量利用重力实现。
13、工具物料应依最佳的工作顺序排列。
14、应有适当的照明，使视觉舒适。
15、工作台及座椅的高度，应保证工作者坐立适宜。
16、工作椅式样及高度，应能使工作者保持良好的姿势。
（三）关于工具设备（第17～22条）
17、尽量解除手的工作，而以夹具或脚踏工具代替。
18、可能时，应将两种工具合并使用。
19、工具物料应尽可能预放在工作位置上。
‘
20、手指分别工作时，其各指负荷应按照其本能予以分配。
21、设计手柄时，应尽可能增大与手的接触面。
22、机器上的杠杆、十字杆及手轮的位置，应能使工作者极少变动姿势，且能最大地利用机械力。
第二章秒表测时法
一、概述
（一）、秒表测时法的定义
秒表测时法是作业测定的一种主要技术，以秒表为主要计时工具，通过对工序作业时间的直接测定，并经过评比和宽放，从而建立和制订按规定标准完成一项作业的标准时间。
（二）、秒表测时法的特点
1、以工序作业时间为对象，常应用于第二阶次的工作；
2、在一段时间内，连续地直接观测并记录作业人员的作业时间消耗；
3、需要评比；
4、常应用于重复循环型作业。
（三）、秒表测时法的用途
1、对于新作业，用于制定标准时间；
2、对于旧作业，因原有作业方法或材料发生变化，用于修订原有标准时间；
3、比较工时标准与实际工时的差别，可以及时发现与处理生产中的问题；
4、为制订工资奖励制度提供科学的依据；
5、便于在生产前预先确定成本，控制预算；
6、决定工作日程及工作计划；
7、决定机器的使用效率，并用以帮助解决生产线的平衡。
（四）、秒表测时法的测时工具
1、秒表
2、记录板
3、记录表（见表1-1）
4、铅笔
5、计算器
6、测量距离及速度的仪器等
表1-1常用秒表测时主表
秒表测时主表
部门：
研究号：
作业：
总号
车间/机器：
号
工具和量具：
第页共页
开始时间：
结束时间：
延续时间：
操作人：
时钟号：
产品/零件：
号
图号：
材料
质量：
研究人员：
日期：
审定人：
注意：
现场平面布置图、装配图、部件图见反面或另面
工作要素说明
评比
秒表
读数
扣除的
时间
基本
时间
工作要素说明
评比
秒表
读数
扣除的
时间
基本
时间
二、秒表测时法的实施步骤
（一）、选择研究的作业
这取决于秒表测时的目的。
通常进行秒表测时是出于下列原因：
1、新作业，过去没有标准时间；
2、原有作业方法或材料发生变化，必须修订原有标准时间；
3、生产中出现瓶劲，要研究改进措施；
4、配合方法研究，确定更合理的作业方法；
5、为实施新的工资奖励制度作准备；
6、某些作业成本过高，要研究改进措施。
作为秒表测时研究的作业，必须是经过方法研究后确定的标准作业，即首先要确保方法正确
（二）、选择操作者
通常在所选择的作业上工作的操作者不止一个，选定的人员应该是一个“合格工人”。
即能使用正确有操作方法，受过良好的训练，具有相当的实际操作经验，操作技术在同类操作人员中达平均选进水平，并能与工作研究人员进行良好的合作。
（三）、收集和记录一切可能影响工作开展的有关作业、操作人员和环境条件的资料。
需要收集的资料可分为以下几类：
1、需要时可迅速检索和鉴别研究内容的资料：
2、可正确识别制造的产品或零件的资料：
3、能正确识别工艺、方法、工厂或机器的资料：
4、能识别操作者的资料
5、研究的期间
6、工作条件
温度、湿度、照明度、噪声以及其它影响操作者生理与心理的资料
（四）、将作业划分为单元
为便于评比，并确保生产工作（或有效时间）与非生产工作（或无效时间）分开，需要将作业划分为单元。
1、划分的目的
（1）便于评比。
一个作业所包括的动作，不但数量多，且性质亦很复杂，很难评比其快慢。
因此将作业分为若干单元，每一单元的动作不但数量减少，并且均为性质相同的动作，个别评比每一单元的快慢要容易而准确得多。
而这些个别单元的时间加起来，亦同样等于整个作业的总时数，这就是为什么要分解作业的主要原因。
（2）介绍一作业内容的最好方法，就是将此作业分为若干具体可量计的单元。
详细记述的单元还可做为“作业标准”培训新工人。
（3）可对不同类型的单元进行鉴定和区分，以便不同的单元按其类型得到适当的处理。
（4）便于检验工作方法，这样可以很快地发现遗漏的或增加的单元。
（5）确保生产工作（或有效时间）与非生产工作（或无效时间）分开。
（6）如已制定出每个单元的标准时间，将其综合，即为整个作业的标准时间。
且以后单元如遇有增减时，亦可迅速算出其标准时间。
2、单元的类型
1、重复型单元：
是在作业的每一工作循环中都出现的单元。
例：
拿起零部件进行组装的单元；将完工的零件放在一旁的单元等。
2、临时型单元：
是一种不在作业的每一工作循环中出现，而是定时或不定时出现的单元、
例：
校正压力或机器安装；接受工厂指令。
临时性单元是一种有用的工作，是作业的一部分。
它将包括在最终的作业标准时间内。
3、固定型单元：
是一种在任何情况下基本时间保持不变的单元。
例：
启动机器，检测尺寸；旋紧螺帽，安装刀具。
4、变化型单元：
是基本时间随产品，设备或工艺的特性（如规格、重量、质量等）不同而变化的一种单元。
（五）、测时
测时方法包括归零法、累计测时法、周程测时法、连续测时法
1、归零法：
在第一单元的始点启动秒表，于第一单元的终点按停秒表，读取表上读数，然后使表针回复到零位。
次一单元开始，再开动秒表，如此不断记录每一单元时间，这一方法的优点是不必进行减法运算，缺点是因要归零，所以费时，易漏记。
2、累计测时法：
用两个秒表，由一连杆机构连接。
一标开动，另一表停止；一表停另一表即开动，停止表上的时间，读取后即归回零位。
此法最大缺点是携带不便。
3、周程测时法：
单元甚小且周程甚短的作业，可用此法。
此法采用每次去掉一个单元的办法来测时。
4、连续测时法：
为了避免秒表指针归零时产生的时间累计误差，连续测时法在启动秒表后，持续不停的进行测定，即在每个单元的始末处，从转动的指针位置读取并记录时间值，各个要素的时间值待观测值终止后，用减法求之。
测时后需对记录的结果进行整理和分析，检查各个观测时间，删去其中的异常值。
（六）、计算正常时间
所谓正常时间则是以一种不快不慢的正常速度完成工作所需的时间。
正常时间=观测时间×评比系数
某作业的正常时间=∑每一单元的观测时间×评比系数。
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