第五章动作经济原则与流程经济原则.docx

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第五章动作经济原则与流程经济原则

第五章动作经济原则与流程经济原则

一、动作分析概要

二、动素分析

三、影像动作分析

四、动素分析改善实践

动作分析通过研究分析人的各种作业动作，发现并改善无效动作或浪费现象，最终提高作业效率。

动作分析与IE其他手法相结合，使生产管理与改善有了坚实的科学依据与方法指导，是更正顾到科学管理的基础。

一、动作经济原则

1．何谓动作经济原则

对动作研究的改善方法进行分类，并系统地对此进行分析总结所得出的基本原则，称为动作经济原则（PrincipleofMotionEconomy）。

它适用于人的全部作业，是动作改善的基本方针原则。

这里对肢体使用、作业配置、机械工具设计三个方面进行总结说明（见表5-1）。

表5-1动作经济原则

肢体使用原则

作业配置原则

机械设计原则

1．双手同时开始同时结束动作

2.双手动作对称反向

3.身体动作以最低等级进行

4.动作姿势稳定

5.连续圆滑的曲线动作

6.利用物体惯性

7．减少动作注意力

8．动作有节奏

1.材料工装的3定

2.材料工装预置在小臂范围内

3.材料工装的取放简单化

4.物品的移动以水平移动最佳

5.利用物品自重进行工序间传递

6.作业高度适度以便于操作

7．需满足作业照明要求

1.用夹具固定产品及工具

2.使用专用工具

3.合并两种工装为一个

4.提高工装设计的便利性，减少疲劳

5.机械操作动作相对稳定，操作程序流程化、标准化

6.操控程序与作业程序配合

2．肢体使用原则

人在作业时的动作就像工装及物品摆放的影子。

工装及物品分离较远的话，影子（动作）自然较长，作业布局如果是曲线的话，影子（动作）也会合成曲折状。

身体的使用原则是要轻松有节奏，这是肢体动作的基本原则。

（1）双手同时开始并同时结束动作

工作的原则是双手同时使用。

单手作业会造成另一只手的空闲及不平衡。

重点是要双手同时开始并同时结束。

（2）双手的动作应对称反向进行

动作时双手不但要同时进行，而且要左右对称反向进行。

如果双手在某一方向单向动作的话，会造成人体重心的转移，而维持这种平稳的劳动将带来精神以及肌肉的疲劳。

双手反向对称动作相当于游泳的蛙泳，是最省力的作业方式。

参见图5-1。

人体的动作等级以下列次序递减：

腿的动作→腰的动作→肩的动作→肘的动作→手腕的动作→手指的动作

（4）动作姿势稳定

身体尽可能减少较长时间的重心偏移及起坐动作，通过改善机器及部件的布局，使作业者能够在身体整体相对稳定的情况下更轻松地工作，这样才能够提高工作效率。

（5）连续圆滑的曲线动作

动作的速度和方向突然改变的话，会打乱工作节奏，同时会消耗大量体力，应尽可能避免这种现象发生，使工作连续圆滑地进行。

（6）利用物体惯性

像使用手锤时我们所感觉的那样，当尽可能利用锤的惯性和动量重量时，就会越省力，任何工作都一样，利用物体惯性节省体力提高效率。

（7）降低动作注意力

当我们观察一组作业时会发现，动作会有停顿、迟疑，这主要是因为过程中产生迷惑或需要判断造成的，此时的大脑活动造成外在动作的迟疑与拖延。

结果不只造成作业节奏的变化与混乱，同时造成精神上的疲劳。

下面有几个降低动作注意力的例子，仅供参考。

①测量时用固定规格及定位等手段，使测量工作减少脑力判断过程。

②需要对准及嵌入时，以导向槽及机构装置减少对准的难度，以降低注意力。

③放置螺丝刀的固定位以喇叭形为佳。

④预置或定位悬吊电动螺丝刀的最佳位置。

⑤在计量仪表、器具的数值显示位置处设置明显标识，使之更加容易辨识或以声光等信号减少识别的注意力。

（8）动作应尽可能有节奏，习惯性的节奏有助于提高熟练度作业是否有节奏或有韵律是减轻疲劳及提高效率的关键。

下面提—些改善节奏的提示与方法：

①作业速度应适当，以一定的节拍规律进行；

②在作业循环分隔区间以重点动作进行标识；

⑦缩小手的动作范围，保持手部适当高度；

④物品的摆放按工艺顺序放置；

③放大对准精度或以声光等进行识别，减少注意力则易于产生节奏韵律；

⑥结束与开始动作在同一位置，作业过程首尾相接；

⑦如舞蹈一般的曲线动作流程自然会有节奏产生。

3．作业配置原则

操作者的动作是由工件、工装从机械设备的位置决定的，因此要想提高效率，改善作业配置是非常重要的。

（1）材料、工装的3定

3定是5S整顿中的物品摆放的基本事项，包括定点、定容、定量三项内容。

总之对在什么位置、有什么东西、有多少给予明确规定。

（2）材料、工装预置在小臂的工作范围内

3定标准化之后，应将材料与工装尽可能预置在人的正常工作范围，即人的小臂以肘为中心的活动范围内，这样人可以以比较低级的动作即小臂、手及手指拿取物品及工具完成工作。

（3）简化材料、工装取放

材料与工装在进行3定及位置预置的标准化后，下一步是通过相关物品的摆放方向来调整改善动作时间（见图5-3）。

此时应注意后工序是客户的原则，对产品及材料按下工序的取拿方便原则进行放置。

另外对于一些细小的、不便取放的零件，如小薄垫片、针型物等以波型栽板、小容器及弹性毯垫等方法使之容易拿取。

（见图5-4）。

（4）物品的移动以水平移动最佳

物品的移动应尽量避免垂直方向上的移动，因为那样会造成作业员的腰部动作，这种较高等级的动作容易使人产生疲劳及工时的增加，因此应尽量避免，特别是较重物品的上下移动。

如图5-4，进行水平移动时，应以后工序的高度为基准进行水平高度的调整，使前后工序一致。

另外较重的物品，用水平滚轴的方式进行水平移动。

（5）利用物品自重进行工序间传递与移动

物品的取放、废脚料的收集等作业都可以利用物品重力，在斜面导槽、导轨平面及圆筒等辅助下进行传递与移动。

（6）作业高度适度以便于操作

新IE的作业基本姿势是站立式作业，因为一旦坐下，作业者总要将部件拿得很近才可以，这只适合于单一工序大量生产的流水化生产，不利于生产线的平衡，更不利于多工序“一个流”小批量生产的要求。

站立式作业的情况下，就需要调整各工序高度，使之保持相同水平。

一般的作业情况下，作业高度在肘以下50mm处较适合，当进行比较细致的作业时，作业高度应距眼近些，比一般作业高度高些比较适合。

不同作业高度不同，实际高度应以作业者意见为主进行讨论决定。

（7）满足作业要求的照明

温度和湿度等满足作业环境要求是理所当然的，特别是照明尤为重要。

只有天花灯照明的情况下，有可能产生身体及手的影子而影响工作，另外当作业台及现场工艺布局调整时，天花灯也要随之变化，因为在作业台上安装作业灯照明是标准照明方法。

这样即使工艺变化也不会带来较大调整，同时又能满足作业要求的照明度（见图5—6）。

4．工装夹具的设计原则

在很多情况下作业效率是由所用工装的便利性决定的，工装的操性及便利性是工装设计时要考虑的重要因素之一。

（1）用夹具固定产品及工具

装配作业和机械作业经常需要扶持以固定物品，这时便占用一只手而无法进行双手作业，造成极大浪费。

因此需要以固定用台钳及夹持夹具等来固定产品及工具，以解放人手从而进行双手作业。

（2）使用专用工具

生产线作业中所用工装应该是最适合该产品及人工操作的专用工具。

我们经常在生产线上看到通用工具，这是不利于提高生产效率及降低成本的，生产线的高效率、低成本生产，应该是产品零件、机械设备、工装夹具全部是专用才合理。

（3）合并二种工装为一种

将经常使用的工装夹具的功能合并为一种，可以减少工具的更换麻烦，提高工作效率，同时在现在小批量混合生产中更需要工具功能合并，以减少转拉的工时消耗。

生活中我们常见的红、蓝两用笔及带有橡皮的铅笔，就是基于这种思想发明的。

（4）提高工具设计便利性减少疲劳

工装夹具在使用中越专用则会越方便，方便使用就会减少疲劳。

设计时要注意以下几项。

①工具手柄方便抓握

工具手柄应贴合手掌形状，使手用力时的反作用均匀作用于手掌以避免局部受力。

②作业工具与人体动作相协调

细小轻巧以手指动作为主的作业，应将工具设计得轻便些，以方便手指操作。

当以手腕为主进行操作时，应将工具重心设计在前端并稍重些，手柄方便抓握，这样会减少手腕的疲劳及反作用力。

③工装夹具的操作性应以IE的方法进行评估

通过动作分析及PTS等IE方法对工装夹具的操作便利性进行评估，以动作简单效率最优方案进行设计。

简单地讲，即工装夹具设计的效率评估，是现场改善及工装设计时决定方案的最终判断基准之一

（5）机械操作动作相对安定并且操作流程化

机械的设计应考虑使操作者在作业时身体整体安定，并且开关及操控手柄的位置应与流程一致。

①操作位置应相近并集中

开关、手柄、操控杆在正常作业范围内，并根据作业程序设置位置。

②让机械尽量减少或脱离人的监控和辅助

当机械被启动后，则自动送料尽可能摆脱人的监护和辅助，这样人可以在机械运转的有效时间内，做更多的事情来提高人机系统的效率。

③开关位置与下工序兼顾

当做到机械脱离人的时候，机械的启动开关位置与下一工序的作业在动作上应连贯协调，因此开关应在下一工序前及本工序后的位置，使作业同时连续进行达到最高效率。

④工件自动脱落

已完成加工的工件尽可能自动脱落，因为相对于装夹上料，脱落更容易自动化，这样人只做装夹等较复杂作业，减少作业周期时间，提高效率及产量。

⑤能够自检的自动化

不流出不良品的自动化。

通过自检发现不良，实时停机、实时通知的自动化。

⑥安全第一

不论什么状态，对人不造成损害是最重要的。

⑦小型化

生产线上使用的机械工装特别需要专用小型化。

⑧容易进行作业准备

机械开始作业前的准备工作应尽量简捷、高效。

二、流程经济原则

1．流程的种类

生产过程中的流程主要指产品从原料加工成部件又由部件组装成成品的过程。

物料在过程中进行流动变化，同样，加工工艺、人员、信息在这一过程中也在流动中变化，由此我们发现生产过程中的流程主体有很多种。

在工场中流动周转的因素包括信息、物料、机械、资金等，在制造现场直接相关的流程包括生产加工的工艺流程、人的作业流程、手的操作流程，以下就这几方面的流程经济原则，进行具体说明。

2．生产流程路线的经济原则

生产流程是指原材料生产加工的工艺流程，在对这一过程进行路线分析时应用程序分析的基本工序符号如停滞（▽）、搬运（O）、加工（○）、检查（口）进行分析。

图5—7为此方法的实例，是印刷电路板装配流程图。

以其生产的过程线路，即生产流程路线为例，我们对加工的生产流程线路与流水线的装配分别进行经济原则的分析说明。

图5—7流程路线图

（1）流程路线的经济原则（参见图5—7）

①路线越短越好

观察流程路线图时，第一眼需要判断的是整体流程范围及路线的长短，范围越小路线越短则越经济。

②禁止孤岛加工

某一加工工序与其他工序间相隔离的状态称为孤岛，这种形式必然造成工序间的停滞堆积及搬运的很大浪费。

小工序则直接合并到生产线上，大型加工设备难以流水化生产线式布局时，则需自主开发小型专用设备。

如大型的锡炉小型专用化自动化。

③减少停滞的原则

停滞比加工与检查的总和多时称为停滞多余，当合计次数达到两倍以上时，表示停滞极多，则必须大量减少这种浪费方可提高效率，目标是原料与成品的停滞各一次。

④消除重叠停滞现象

加工与加工之间的停滞多数是工序等待，第一步消除的就是货架等待。

货架的等待将会使前置时间过长，同时连续三个等待存在的情况下，必然有货架至货架的移动发生（称为横移）。

应该消除这种横移的作业，以减少工序间的等待。

⑤消除交叉工艺路线

工艺路线的交叉会带来混乱与浪费，按流程顺序排布即可消除这种浪费。

⑥禁止逆行的原则

原本应该指向出口的后工序，由于设备布局的限制，逆行反向折返的情况常有发生，只需根据流程自然指向出口布局即可。

（2）生产线的经济路线原则

生产线的经济路线原则与一般流程的经济原则有很大不同，主要在于前一项着眼于去除整体生产过程中大的浪费，而生产线上的经济原则用来去除中等的浪费。

此处就生产线的平面流程线路与正面流程线路两个方面进行分析。

1平面分析（参见图5-8、图5-9）

平面分析是将生产线的平面布局，按实际比例画成图纸，对流程进行记录分析的方法，目的在于消除流程路线的起伏所致浪费，通过改造设备、机械、工装、作业台使流程呈直线运行，最大限度消除浪费。

同时为减少行走距离将设备间距离压致最小，使作业者的每步行走都可作业，其中影响设备间距的设备操纵盘，如不是每次都需操作的话，可考虑搬离设备与生产线。

另外类似隧道炉投入口与取出口不同方向的设备，利用回送装置使投入与取出口一致，这便是I／0一致的原则，这样可以消除IN至OUT之间的无谓行走。

②正面分析（参见图5—8、图5—9）

将生产线从正面进行流程的绘制与分析，从中发现物料的起浮，最大限度减少上下起浮造成的无谓劳动，因此统一工序平面高度是重点。

无论是正面分析还是侧面分析，目的都是要缩短制程距离，减少中间波动，以便减少浪费，特别是一人多工序作业时，这种改善尤其重要。

可以用一根细线，拉于制程两端，调整相关设备，使人的作业保持平面及正面的直线最短状态，这种方法称为生产流程的经济路线原则。

3．人的作业流程原则

下面就对一般情况下人的作业流程及流水线生产时的作业分别进行经济原则说明。

（1）人的作业流程的经济原则

①路线最短原则

提高人的生产效率时缩短线路是最重要的改善。

②消除间隔

物料堆放区与机械，机械与机械之间彻底消除间隔，另外放置区与机械的规格缩小，去掉机械上不需要的部分，消减机械正面宽度，以减少工序间距。

③工艺流程原则

不论任何工场都有其产品特性，不同产品的加工、生产、装配流程都有自身固有的特点与模式，因此根据此流程模式及特点进行现场物料及机械的布局是一个基本通用原则。

④I／0一致原则

原料的放置区与成品放置分离的情形对于人的流程线路来讲是致命的缺点，当将成品放完后，生产流程也就完成。

但多数情况下这种外业是循环往复周期进行的，那么人就不得不再次折向原料区以继续这一工作，因此原料堆放区与成品区一致是最效率最经济的方法。

③禁止流程路线逆行的原则

工具和检验集中布置时会造成很多局部流程逆行的地方，对此只要根据流程将工具、检具和机械进行生产线流水化同步布置，消除回折的流程线路即可。

⑥零等待的原则

当机械输送时人只是在等待，这时若能兼顾其他工序则可节约时间提高效率。

解决办法是多能工及无需人监控的自动化。

（2）生产线生产的经济原则

生产线方式流水化生产的情况下，主要需对物料的流动进行平面及正面的流程线路分析，以改善减少物流移动中的搬运及无谓移动损失，同时前述6项原则一样适用于生产线作业。

4．流程经济原则汇总（见表5—2）

表5-2流程经济原则

流程

原则

说明

产

品

工

艺

线

路

一

般

1．路线最短原则

2．禁止孤岛加工

3．禁止局域路线分离

4．减少停滞的原则

5．禁止重复的停滞

6．禁止交叉

7．禁止逆行

路线长度、范围越小越好

减少工序的分离

减少（去除）很难流水线化的大型设备

减少中间停滞

禁止重复的停滞

禁止交叉流动

禁止逆行流动

生

产线

8．减少物流前后摇摆

9．减少无谓移动

10．去除工序间隔

11．I／0一致原则

12．物料上下移动减少

减少物料流动的左右摇摆

减少无实际作业内容的移动

去除加工设备间的间隔

投入（1N）与取出（0UT）一致

减少去除生产过程中物料的上下移动

作

业

流

程

一

般

.

生

产

线

1．线路最短原则

2．去除间隔的原则

3．与产品工艺一致原则

4．I／0一致的原则

5．禁止逆行的原则

6．零等待的原则

路线长度、范围越小越好

去除加工设备的间隔

作业内容全部集中产品流程内完成

投入（IN）与取出（0UT）一致

禁止逆行流动

消除机械自动状态下的等待