基础工业工程报告2.docx
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基础工业工程报告2
目录
课程设计报告1
1课程设计简介3
1.1选题背景3
1.2工作研究理论及方法3
2纸篮子生产线现状分析及其问题分析5
2.1改善前方案布局5
2.2秒表测时6
2.3改善前流程程序分析8
2.4存在的问题分析9
3纸篮子生产线的改善方案10
3.1改善方案10
3.2流程程序分析11
3.3双手作业分析12
3.4MOD法研究15
3.5效果评价17
4个人工作描述及总结19
参考文献20
1课程设计简介
1.1选题背景
本课题立足于本科阶段工业工程专业多理论少实践的教学特点，鉴于学生专业知识背景相对较浅，本着循序渐进的原则，倾向于课题的研究内容相对简单化和趣味化，流程易于自己动手操作，内含专业知识广泛，解决问题方法多样化。
运用工业工程的理论和方法，结合手工实践。
对自己的生产系统进行优化和改善，有助于加深对工业工程思想的理解和体会。
1.2工作研究理论及方法
按照生产过程中研究对象的不同层次，方法研究包括程序分析、操作分析和动作分析。
程序分析以整个生产过程为对象，研究分析一个完整的工艺程序，进一步改善工作程序和工作方法。
其目的是：
取消不必要的程序（工艺、操作、动作）；合并一些过于细分或重复的工作；改变部分操作程序，以避免重复；调整布局，以节省搬运；重排和简化剩余的程序，重新组织一个效率更高的程序。
操作分析则研究以人为主体的工序，使操作者、操作对象、操作工具三者科学地、合理地布局与安排，以减轻人的劳动强度；减少作业时间的消耗，使工作质量得到保证：
明确操作周期中，机器操作与人操作的关系，充分利用机器与人的能量及平衡操作，以提高生产力。
动作分析研究分析人在进行各种操作时的身体动作，以排除多余的动作，减轻疲劳，使操作简便有效，从而制定出最佳的动作程序。
动作分析的意义在于：
研究分析人在操作中的各种细微动作，删除无效动作，使操作简便有效，提高工作效率。
动作分析的目的是发现无效动作或浪费现象，简化操作方法，减少工作视分析、动素分析和影片分析。
动作经济原则的基本思想是以尽可能减少工人的疲劳，发挥工人最高效率为准则制定操作方法，再配备适当的加工工具、工作区及机械设备。
为提高手工劳动效率和减少疲劳提供了基础和准则。
工作研究的基本程序是：
利用程序分析、操作分析、动作分析等方法研究手段，制定新的工作方法代替不合理的方法，减少产品的工作量或简化工艺过程。
再通过作业测定减少以致消除无效时间。
作业测定就是运用各种技术来确定合格操作者按规定的作业标准完成某项。
工作所需的时间。
通过作业测定可以制定作业系统的标准时间、改善并制定最佳的作业系统。
以上定义含有几个重要条件：
（1）合格操作者：
操作者必须是一个合格的工人，而且该项作业必须适合于他来操作；
（2）良好训练：
操作者对该项特定工作的操作方法受到过完整的训练；
（3）正常速度：
操作者必须在正常速度下工作。
不能勉强目己过度紧张，亦不能故意延误，而且工作时的生理状态正常；
（4）标准状态：
系指标准工作方法、标准工作环境、标准设备、标准程序、标准动作、标准工具、标准机器运转速度等。
制定标准时间的方法包括：
经验判断法、历史记录法和作业测定法。
经验判断法依经验估计，误差较大；历史记录法用以往的统计资料作为制定时间标准的依据，其中含其他时间；而作业测定法是通过对操作者的观测，并加上评比和宽放得到的时间标准，更具准确性和客观性。
作业测定又包含以下几种方法：
（1）秒表时间研究：
用秒表对作业进行连续观测，记录并评比，然后加以宽放，最后确定时间标准。
（2）工作抽样：
在较长时间内，随机地、分散地观测操作者，利用分散抽样来研究工时的利用效率。
（3）预定时间标准法：
利用预先为各种动作制定的时间标准来确定各种操作所需的时间。
2纸篮子生产线现状分析及其问题分析
2.1改善前方案布局
我们的生产采用连续单产品流水线生产，流水生产方式起源于美国的福特汽车装配线，是按照加工产品为对象划分生产单位。
流水生产就是劳动对象按照预定的工艺顺序、统一的速度，连续不断地通过各个工作地，完成相应加工内容的一种生产组织形式。
流水线设计包括硬件设计和软件设计。
硬件设计是指流水线的技术设计，包括工艺设计、工艺装备设计、专用设备设计、运输装置设计等。
流水生产的特征
1）工作地专业化程度高；
2）生产按规定节拍进行；
3）生产单位按对象专业化形式组成；
4）各工序的比例性程度高；
5）物料采用平行移动方式。
流水线现场布局图:
图1现场布局图
对原来流水线的工序简述：
工序1：
剪纸工人拿到纸后将纸用小刀和直尺划开，工作地数量为1，设备数量为小刀1把，直尺1把，第一道工序完成后传送到第二道工序。
工序2：
折叠工人拿到纸时，分开自己所需的。
将纸折成篮型，作地数量为1，工人数1，第二道工序完成后经传送到第三道工序。
工序3：
工人从剩余的纸张中剪掉提手，将两提手粘贴住，并把一端粘贴在纸篮一边，工作地数量为1，工人数1，设备数量为剪刀1把。
工作完成后将篮子和其余零部件全部传输给第四道工序。
工序4：
将传递含有四个圆的纸张剪开，其中一个人对折，另一个人剪切，工作地数量为1，工人数2，设备数量剪刀1把。
工作完成后将篮子和四个圆以及其它零部件全部传输给第四道工序。
工序5：
粘贴工人拿到所有零部件后将提手一起并贴到篮底的边上和篮子另一边（之前要将四个圈套在粘好的纸条上）。
设备为液体胶。
将成品篮子传到第六个工序。
工序6：
计算工人接到篮子后，进行加法和乘法运算。
设备数量为笔和演算纸，最后工人按照要求检验做好的产品。
检验一个是产品的承重力。
2.2秒表测时
秒表时间研究是一种作业测定技术，旨在决定一位合格、适当、训练有素的操作者，在标准状态下，对一特定的工作以正常速度操作所需要的时间。
利用秒表或电子计时器，在一段时间内，对作业的执行情况作直接的连续观测，把工作时间以及标准概念相比较的对执行情况的估价等数据，一起记录下来，给与一个评比值，并加上遵照组织机构所制定的政策允许的非工作时间作为宽放值，最后确定出该项工作的时间标准。
测时结果如下表所示，鉴于篇幅我们仅列出四个工件的时间表。
表1工件1的测时表格
工序
到达时间
开工时间
完工时间
操作时间
1
1
2
60
58
2
61
61
121
60
3
122
123
192
69
4
193
194
243
149
5
244
245
274
29
6
275
376
355
79
表2工件2的测时表格
工序
到达时间
开工时间
完工时间
操作时间
1
61
62
122
60
2
123
124
186
62
3
187
193
267
74
4
268
269
420
151
5
421
422
452
32
6
453
454
535
81
表3工件3的测时表格
工序
到达时间
开工时间
完工时间
操作时间
1
123
124
186
62
2
187
188
248
60
3
249
268
338
70
4
339
422
572
150
5
573
574
604
30
6
605
606
685
79
表4工件4的测时表格
工序
到达时间
开工时间
完工时间
操作时间
1
187
188
247
59
2
249
250
307
57
3
308
339
408
69
4
409
573
735
152
5
736
737
730
33
6
731
732
812
80
（1）根据测定时间确定流水线的节拍
R=Fe/Q
Fe——计划及内有效时间总和；Q——计划期内的产品产量
由计算小组得出节拍R=812/4=203秒
生产线作业均衡程度用“闲余率”来衡量。
线闲余时间与产品流程时间（节拍x工位数）的百分比成为线闲余率。
它是反映装配线人力、物力资源利用率的指标，同时也反映了装配线组织和设计的合理程度。
线闲余率：
P=T3/T2=（R*n-T1）/R*n
式中：
R装配线的生产节拍时间（秒）；
n装配线的工位数；
T1-各工位的作业时间之和
T2一产品流程时间
T3一线闲余时间。
则P=（R*n-T1）/R*n=（203*6-450.75）/（203*6）=44.49%
装配线作业平衡率=1-P=1-0.4449=55.51%从以上数据可以看出，该装配线节拍与各工作地节拍失调，存在着44.49％的线闲余时间，说明该装配线平衡率很差，有待进一步改善。
2.3改善前流程程序分析
现行方案流程程序图：
图2改善前方案流程程序图
经过现场的多次观察也发现了流水线的一些问题。
为了科学理性寻找流水线的瓶颈之处，我们运用统计的各个工序的大量的时间，经过适当的处理用Flexsim软件进行仿真。
通过各个控件属性值的改变来发现问题。
仿真模型如下
图3仿真模型
图4仿真数据
2.4存在的问题分析
通过仿真、指标计算和多次实际操作观察发现现行方案问题有以下几点：
（1）通过连续加工发现，明显发现第1道工序操作者生产积压品很多。
导致在线产品增加。
且实际产生的成品较少，导致浪费。
（2）第2道工序操作者操作相对适当，但是第3道工序工人清闲时间过长。
长时间等待。
（3）第4道工序问题最大，两个操作者分配四个圆时，各个任务不是很明确，导致加工混论，导致后续的组装需要多余的检查时间。
且本工序两操作者熟练程度不同，造成工序内部等待，此道工序问题最大。
（4）第5道工序操作者容易发生装配的混乱，尤其需要长时间的检查。
以保证正确的装配。
且在粘胶时候作业顺序不是很规范，很容易把工件弄坏。
使产成品质量偏低。
（5）由以上工位安排，可以明确知道第6道工序是决定产成品数目的关键，但是第6道工序操作者在第一个产成品是等待时间过长，导致以后篮子已经做好，但是加法和乘法没有做好。
而影响产成品数目。
（7）测试时，经过多次观察发现每个工位双手作业不是很合理，动作浪费，双手作业不均衡，过多的等待和检查等。
（8）从整体可以看出流水线布局设置不是很规范，作业不均衡，运输路线较长，且影响工人之间沟通。
（9）一个工位完成才能传到下一个工位，导致其他工位工人时间等待过长。
3纸篮子生产线的改善方案
3.1改善方案
鉴于以上问题，经过小组成员采用的“5W1H”和“ECRS四大原则”对原流水线改善结果如下图所示：
工序的工人（图中数字编号）：
1、剪裁：
余林
2、折叠、剪提手：
张丁捷
3、折叠四个圆并且剪出：
徐颖曾庆乾
4、计算：
徐斌
5、粘贴、组装、检验：
薛国辉
图5改善后现场布局图
对改善流水线的工序简述
（1）第1道工序操作工人用小刀和直尺将纸张粗实线划开，并且将四个小圆分开，工作地数量为1，人员数目1人，设备数量为小刀1把，直尺1把，第一道工序完成后传送到第二道工序。
（2）第2道工序操作工人剪掉两个含加法条和乘法条提手传递给计算人员，并将四个小圆传递给下一道工序。
然后折叠纸篮。
完成后传递给组装人员。
工作地数量为1，人员数目1人，设备数目为剪刀1把。
（3）第3道工序两个操作工人，一人负责折叠，一人负责剪切。
剪切后将四个圆分别放置好。
当一组完成后传递给组装工人，工作地数量为1，人员数目2人，设备数目为剪1把。
（4）第4道工序操作工人，负责计算并且把数值填入提手中。
计算完后传递给组装工人，工作地数量为1，人员数目1人，设备数目为笔和演算纸。
（5）第5道工序操作工人，负责组装、张贴。
工作地数量为1，人员数目1人，设备数目为液体胶。
3.2流程程序分析
我们采用“5W1H”方法，是管理工作中对目标计划进行分解和进行决策的思维程序。
它对要解决问题的目的、对象、地点、时间、人员和方法提出一系列的询问，并寻求解决问题的答案。
运用这种方法分析问题时，先将这六个问题列出，得到回答后，再考虑列出一些小问题，又得到回答后，便可进行取消、合并、重排和简化工作，对问题进行综合分析研究，从而产生更新的创造性设想或决策。
图6改善后流程程序图
3.3双手作业分析
作业分析：
双手作业分析：
生产现场的某些作业（如大多数装配作业），主要是靠工作人员的双手完成。
调查、了解如何利用双手进行实际的操作，称为“双手作业分析”。
分析双手作业流程可以平衡双手的负荷，充分利用双手，尽可能实现双手同时操作，改进工作地布置，使其适合人的操作，尽量减少重复劳动。
主要工序的双手作业分析：
（1）折叠篮子的双手作业分析:
图7折叠篮子双手作业分析
（2）粘贴、组装的双手作业分析：
图8粘贴组装的双手作业分析
3.4MOD法研究
一、模特法的原理
模特法的基本原理基于人机工程学的实验，归纳如下：
① 所有人力操作时的动作，均包括一些基本动作。
通过大量的试验研究，模特法把生产实际中操作的动作归纳为21种 。
② 不同的人做同一动作（在条件相同时）所需的时间值基本相等。
③ 使用身体不同部位动作时，其动作所用的时间值互成比例（如模特法中，手的动作是手指动作的2倍，小臂的动作是手指动作的3倍），因此可以根据手指一次动作时间单位的量值，直接计算其他不同身体部位动作的时间值。
二、模特法的时间单位
模特法根据人的动作级次（见动作经济原则第二条），选择以一个正常人的级次最低、速度最快、能量消耗最少的一次手指动作的时间消耗值，作为它的时间单位，即 1 MOD=0.129 s模特法的21种动作都以手指动一次（移动约2.5cm）的时间消耗值为基准进行试验、比较，来确定各动作的时间值。
模特法的21种动作都以手指动作一次（移动约2.5cm）的时间消耗值为基准进行实验、比较，来确定各种动作的时间制。
其主要依据为两个动作的最快速度所需时间之比等于该两个动作的正常速度所需时间之比。
由于正常速度难以确定，而动作的最快速度所需时间是可以通过大量的实测，用数理统计方法来求得其代表值。
因此，只要知道手指动作一次的正常值，再根据手指及另一部位最快动作的时间值，就可求得身体另一部位动作所需正常时间值，从而决定这一部位动作的模特数。
试验表明，其他部位动作一次的MOD数都大于1MOD，通过四舍五入简化的处理，得到其他动作一次所需的正常时间，均为手指动作一次MOD数的整倍数。
以下是第六工序MOD法研究：
图9第六工序MOD法研究
正常时间=234×0.129=30.186
标准时间=正常时间×（1+宽放率）=30.186×1.2=36.232
3.5效果评价
经过改善后，我们实际操作后，以及系统仿真，结果如下。
大量的测时表明：
每个工人的处理工件时间基本服从正太分布。
表5统计各个工序数据分布
工序
1
2
3
4
5
均值
59.75
79.75
90.25
80.50
46.25
标准差
1.48
0.83
1.48
1.12
1.09
仿真的模型：
图10仿真控件模型布局
仿真1200s后结果货架的吞吐量
此值与实际操作成品篮数目相同，证明模型建立的正确性。
且分析各个工序的状态截取值如下所示
第一道工序：
第二道工序：
第三道工序：
第四道工序：
第五道工序：
且模型完全的效果值如下：
由以上数据结果可以知道，流水线作业相对比较平衡。
且减少了大量的等待，通过双手作业分析后，各个工序的忙闲数目相对以前模型有很大的改善。
也证明了我们改善的效果是比较明显的，产量由5提高到12，大幅度提高产品数目。
4个人工作描述及总结
在这次的课程设计的负责第五道工序计算。
第二道工序将篮子的提手剪下来后，经三四道工位转手到我的工位快速进行计算。
计算虽然不是流水线作业的主要工序，但作为它的一部分应该与整个流水作业的进程一致，不能影响整个工序的顺利进行。
更不应该成为流水作业的瓶颈。
课程设计的计算分为加法和乘法，虽然是简单的计算但考虑到准确性会影响到产品的合格问题，不能忽视这个工作。
加法的计算是四个六位数相加，改善前：
我是两个两个数的相加然后再算出最后的答案，但经过分析这样的算法会浪费一定的时间。
改善后：
在快速计算时把四个数全写下来并且位数对齐，直接加出四个数的答案，这样就可以少计算两次，从而提高整个流水作业的进程。
乘法的计算都是四个两位数相乘，改善前就是两个数相乘的数再与第三个数相乘，然后再于第四个数相乘，这样的弊端是，前面相乘所得的数已经是比较大的数，再继续相乘很容易带来视觉的疲劳而产生计算错误。
经过改进，把数分为两组两两相乘然后继续相乘得出答案。
这样在最后一次计算时不至于两个数都很大，减少错误的几率。
计算工作是对自己的细心、耐心、甚至是信心的考验，任何一个环节都不能掉以轻心，稍有不注意的地方就要重新计算，从而影响整个流水线的速度。
经过近两周的努力与不断改进，我们小组的课程设计终于圆满结束，回想起这两周来的点点滴滴，有成功、有失败，有喜悦、有沮丧，但作为一个团队，每一个成员相互鼓励，有了困难大家一起探讨一起解决，胜利来之不易却离不开每个组员的努力与贡献。
作为组长，深知责任之重大，工作之不易，但每一个组员给予我坚定的信念，让我在这个团队里有了更好的发挥空间。
每一次的集合，每一次的探讨，不管结果如何，我们都有或多或少的收获，毕竟成功不是那么容易就能得到的。
探讨过程免不了的是争辩，然而在激烈争辩的背后是每个成员对团队的一种贡献，他们都在以最真诚意愿为团队献计献策，然而这样的争辩更有利于我们对知识的理解与运用。
篮子的制作过程虽然简单，但作为一个流水线作业，包含了我们工业工程专业应该具备的专业知识，比如流程程序分析、双手作业分析、MOD法分析等，经过两周的课程设计，让我们对自己所学的专业知识有了更进一步的了解，也使我们对这些知识更加灵活的运用。
在这次课程设计中，自己学到的不仅仅局限于课本的知识，更是体会到了团队的力量，没有团队的共同努力，我们的成功不会来的那么的容易，在此也要感谢每一位共同奋斗的战友，在今后的学习生活中，我们会更加的自信去面对遇到的每一个困难，只要我们努力的去做，这些困难一定是会迎刃而解的。
参考文献
【1】陈荣秋、马士华生产计划与运作管理北京：
高等教育出版社，2005
【2】易树平、郭伏、基础工业工程北京：
机械工业出版社2007
【3】程光、邬洪迈、陈永刚工业工程系统仿真北京：
冶金出版社2007
【4】耿双华基于工业工程的解放卡车装配线改善的研究天津大学工业工程2009
【5】董娜、刘胧、夏天生产线平衡问题的实例研究同济大学机械学院工业工程系2010
附图纸：
课程设计答辩评语
成绩答辩组长签名年月日
附：
答辩小组成员名单：
姓名
职称
工作单位
备注
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