下载文档原格式
工业工程四项分析方法简介IE（Industry Engineering）（工业工程），是以人、物料、设备、能源和住处组成的集成系统为主要研究对象，综合应用工程技术、管理科学和社会科学的理论与方法等知识，对其进行规划、设计、管理、改进和创新等活动，使其达到降低成本，提高质量和效益的目的的一项活动。
简单地说，IE是改善效率、成本、品质的方法科学。
★工业工程（IE）的内容包括：1、动作分析2、工程分析3、搬运与布置4、时间分析一、动作分析动作分析通过研究作业动作中以下不合理现象，通过排除、组合、重排、简化的方法优化作业过程，提高作业效率、质量：1、停滞2、无效动作3、次序不合理4、不均衡（如：太忙碌、太清闲等）5、浪费服务流程改善运用：餐饮业（厨师）、个人护理业（理发师、美容师）、超市（收银员、称重员）等岗位的作业改善二、工程分析工程是把原材料经过一系列的加工、检查、搬运、保管的过程，对工程加以分析、调查，找出其中浪费、不均匀、不合理的地方，进而进行改善的方法，称之为工程分析。
工程分析方法又分为：制品分析、作业者工程分析、联合工程分析、事务工程分析☆制品分析：面向物品的改变过程的分析，包括加工、搬运、检查、保管；☆作业者分析：面向人的作业过程分析，结合了动作分析和过程分析，优化方法；☆联合工程：多人、多设备的组合工程分析，优化方法；☆服务流程改善运用：餐饮业（菜肴、面点制作过程，如麦当劳和肯德鸡的管理）、个人护理业（理疗）、医院（门诊）、银行（汇款）等过程的作业改善三、事务工程分析事务工程分析的目的在于：使事务作业标准化。
把事务进行的流程图、传递的表单、作业的步骤等——予以规范，可起到易于入门和防范错误的作用。
1、信息传递的快速化、准确化。
充分利用科技手段对信息传递进行改善，尽可能不假人手完成信息传递；2、去除多余的表单文件，减少无效的事务工作。
要达到以上目的，就得对事务工作进行以下检讨：1、是否有不必要的表单、文件？2、在必要的时候、必要的地方能获得充分的信息吗？3、是否花费很多时间在填写和检查表单、文件呢？4、能否减少表单、文件的数量？表单、文件的格式能否更单纯，更易于理解？5、传送的方法是否有问题？服务流程改善运用：政府（户籍迁移、驾照办理、行政许可审批等等）、服务性企业（信息传递）四、时间分析所谓时间分析，就是针对时间及产出做定量的分析，找出时间利用不合理的地方，从而进行改善的方法，是IE方法的一种基本方法；是改善生产效率的重要手段；设定标准工时的重要依据；制造系统规划和改善的依据；评价作业者技能和工程管理水平的依据；作为成本分析的重要依据。
☺ 所谓作业分析是指为了作业改善及消除浪费而充分理解作业内容中的构成因素及作业的区分，并掌握好其组合是否有浪费，为了进行改善分析要素作业的方法。
☺所谓的要素作业是指作业分割时的一个精确度的单位，一般用秒表测试的最小单位；比如说“夹起配件”或“印Ａ面”等存在的某种目的的最小单位；一般把要素作业可称之为比单位作业小，但又比动作大一个台阶的作业的综合。
1)通过对作业进行详细分解，调查是否有遗漏，甚至能发现平常作业时是感觉不到的细微的浪费。
2) 根据现象的定量掌握，准确地掌握好目前的方法；为了彻底清除浪费及有效的作业有必要更具体地观察并理解目前的作业。
3) 为了改善要素作业及其周围的工器具、设备、加工条件、配件的精确度等进行第一阶段。
☺ 作业分析分为基本分析和重点分析☺ 基本分析又分为单独作业分析和组合作业分析；组合作业分析又分为人与人的组合作业分析及人与设备之间的组合作业分析。
图I4—1图I4—2(1)将作业按要素作业分割的单位越小越好，但一定要保证能检测到的大小。
(3/100分～5/100分为界限)(2)分为主要目的要素和辅助目的要素①主要目的要素：磨，切削，装配，分割等②辅助目的要素：夹配件，放材料等(3)作业分为作业者要素及设备要素；比如以机加工为中心的作业时又分为人的作业时间和设备作业时间。
(4)尽可能把要素作业分为不同的目的；比如加工、移动、检查、等待等。
(5)分为规则要素及不规则要素①规则要素：每一个作业或一个周期所发生的要素。
例：把配件安装在设备上，把配件从设备上拆除。
②不规则要素：作业中需要，但跟规则或基本要素作业的周期相比无规则间距所发生的因素。
例：用测试仪测数据，刷掉刀架上的铁屑等。
☺首先对测试对象进行充分的预备调查。
(1) 调查对象作业是否正常地按规定进行。
(2) 调查材料是否与正规的一致。
(3)调查是否使用规定的设备设备或工具。
(4) 调查现场配置是否处于规定的状态。
(5) 其它条件是否在规定的状态下进行。
一、实验目的本次实训旨在通过实际操作和案例分析，使学生掌握基础工业工程的基本原理和方法，提高学生对工业工程的认识，培养其解决实际问题的能力。
二、实验内容1. 实验一：流水线平衡实验（1）实验目的：掌握流水线平衡的基本原理和方法，提高流水线生产效率。
（2）实验内容：设计一条简单的流水线，确定生产节拍，进行平衡计算，调整作业顺序，实现流水线平衡。
（3）实验步骤：① 确定流水线组成：将实验小组分成若干组，每组负责设计一条流水线；② 确定生产节拍：根据实验要求，确定每道工序的生产节拍；③ 平衡计算：根据流水线组成和生产节拍，计算各工序的作业时间，分析是否存在瓶颈；④ 调整作业顺序：根据平衡结果，调整作业顺序，实现流水线平衡；⑤ 评价平衡效果：比较平衡前后流水线的生产效率，分析实验效果。
2. 实验二：人机操作分析实验（1）实验目的：掌握人机操作分析的基本原理和方法，提高人机系统设计水平。
（2）实验内容：分析一个实际生产场景，对人机操作进行分析，提出改进建议。
（3）实验步骤：① 选择分析对象：选择一个实际生产场景，如生产线、办公自动化等；② 观察分析：观察分析对象的人机操作过程，记录操作步骤、操作频率、操作强度等；③ 分析问题：分析操作过程中存在的问题，如操作不合理、操作效率低等；④ 提出改进建议：根据分析结果，提出改进建议，如优化操作步骤、改进操作设备等；⑤ 评价改进效果：对比改进前后的人机系统性能，分析改进效果。
3. 实验三：设施布局优化实验（1）实验目的：掌握设施布局优化的基本原理和方法，提高生产空间利用率。
（2）实验内容：对一个实际生产车间进行布局优化，提高生产效率。
（3）实验步骤：① 收集数据：收集生产车间的基本信息，如设备数量、设备规格、生产流程等；②分析问题：分析生产车间布局存在的问题，如设备摆放不合理、通道拥堵等；③ 设计布局方案：根据分析结果，设计新的生产车间布局方案；④ 评价布局效果：对比新旧布局方案，分析布局效果。
工厂人机工程优化方案随着科技的发展，机器人技术已经在工厂生产中得到了广泛应用。
而人机工程则是为了优化机器人和人类在工厂中的合作，提高生产效率和安全性。
在这个背景下，工厂人机工程优化方案变得尤为重要。
1. 机器人操作界面优化工厂中的机器人需要操作界面来调整其工作模式和进行监控。
为了提高操作效率，这些界面应该被设计成直观、易懂、易操作的模式。
同时，还可以通过增加实时监测、自动调整和互动交互等功能来提高其灵活性和适应性。
2. 人机交互优化在某些情况下，机器人需要和工人进行合作，或者在某些环境下需要避开工人。
在这种情况下，人机交互的设计尤为重要。
合理的交互设计可以提高安全性，减少误操作和事故的发生。
同时，也可以提高工作效率和生产质量。
3. 职业健康与安全优化工厂工作环境中机器人的使用需要考虑职业健康与安全问题。
人机工程应该优化工厂环境和机器人的设计，以减少工人与机器人的接触，防止事故和伤害的发生。
同时，还可以通过监测、预警、教育等手段提高工人对机器人操作的安全意识。
4. 作业流程优化优化工厂的作业流程，可以提高生产效率和产品质量。
人机工程师可以根据实际情况设计合理的作业流程，包括机器人操作、工人配合、材料运输等，以达到最佳的生产效果。
5. 人力资源培训优化随着机器人技术的普及，工厂的工人需要进行相关技能培训。
人机工程可以提供适合的培训方案，包括培训内容、培训方法和培训设备，以提高工人对机器人操作的熟练程度和安全意识。
6. 维护与保养优化机器人和相关设备需要定期的维护和保养，以确保其正常运转和延长使用寿命。
人机工程可以为维护和保养提供合理的方案，包括自检设备、远程监控和维护人员的培训等。
7. 数据分析与改进优化工厂中的机器人操作会产生大量的数据，包括工作数据、故障数据、维护数据等。
人机工程可以通过合理的数据分析和改进方案，及时发现问题并进行改进，提高工厂的生产效率和产品质量。
总的来说，工厂人机工程的优化方案是为了提高工厂的生产效率和产品质量，同时确保工人和机器人的安全和健康。
一、应用的基本原理和步骤本次课程设计运用的是作业分析的人机操作分析。
1、人机操作分析的基本原理人机操作分析是研究在一个工人操作一台或者多台设备的情况下，在一个操作周期内，机器动作与工人操作的相互关系，以充分提高机器与工人工时的利用效率。
现代化生产中，机器设备大多是全自动或者半自动的，操作机器的工人变成了“监督”机器的工人，有大部分时间是空闲的。
这些空闲时间如能加以利用，不但可以提高生产率和工作效率，而且还能够降低生产成本，增加工人的收入。
2、人机操作分析的步骤（1）在生产现场选择一加工（装配）工序为对象；（2）绘制人机操作程序图；（3）人与机器的操作时间均记录在案之后，将工人与机器的操作时间、空闲时间，每周程人工时数加以统计，以供分析时用。
四、人机操作分析的现行方案和改进方案1、钻中心孔现行方案人机作业图如果从上述人机图中进行分析，我们可以得到以下数据：一个人可以在操作的台数 = 人的空余时间/人的工作时间即：117/50=2.34所以一个人可以操作两台机器。
但是如果我们采取固定装夹工具将水喷头进行固定，就可以节省足足14s 的时间，但是清理垃圾时我们认为还是需要在机器暂停时处理比较安全，所以周程就节省12s。
经过以上修整后机器1 的周程时间缩短为155s，但这必须是建立在熟练工人的基础上。
如果一个人只操作一台机器，人的工作时间为27s，机器的工作时间为128s，128/27+1=5一个人可以操作五台像机器一类型的机器。
不仅从改善人的劳动或提高人和机器的利用率来说，都有很大的提高。
改善方案如下表所示:通过改进之后，人的时间利用率从29.944%上升到87．1%，通过添加一个固定夹具固定水喷头从而将机器的时间利用率从76.64%提高至82．6%。
2、粗磨2#莫氏锥孔留余量0.10-0.15现行方案人机作业图：由以上的人机操作分析图可得，轴必须装夹之后才能加工，加工完卸下工件时必须在机床停止时才能进行，因为人的工作利用率仍有40%的宽放率，仍有空余的时间14S，将工人的宽放时间去操作另外一台机器，并同时利用机器的空闲时间进行手工操作，从而提高人机利用率，根据N=（T+M）/T，N=（21+23）/21=2.09由此我们可以算出一个人可以同时操作2台机器，所以我做出了以下的改进方案。
工业工程人机作业分析工业工程课程设计人机操作分析目录一、工业工程1、前言 (2)2、工业工程概述 (2)3、课程设计目的 (2)二、取题背景1、台钻厂介绍…………………………………………………………………“3三、应用的基本原理和步骤1、人机操作的基本原理 (4)2、人机操作的步骤 (4)四、人机操作分析的现行方案和改进方案 (4)五、效果评价 (19)六、设计总结与心得体会 (22)- 1 -工业工程课程设计人机操作分析一、工业工程1、前言2011-1-11，在这个阴雨的天气我们来到了福州台钻厂。
在这个地方，我们的IE精神得到了充分的发挥，很感谢学校为我们提供了这个机会。
这次的实践活动对于我们的意义是很特别的，尤其是作为一名工业工程的学生，这次实践不仅仅让我们对台钻厂的装配工艺和人机操作环节有了初步的认识，在更深层次的说，这对于提升我们的专业水平具有很大的推动力。
此次时间虽短，但受益良多。
2、工业工程概述工业工程(Industrial Engineering，简称IE)起源于20世纪初的美国，它以现代工业化生产为背景，在发达国家得到了广泛应用。
现代工业工程是以大规模工业生产及社会经济系统为研究对象，在制造工程学。
管理科学和系统工程学等学科基础上逐步形成和发展起来的一门交叉的工程学科。
工业工程是对人员、物料、设备、能源和信息组成的集成系统进行设计、改善和实施的工程技术，它综合运用数学、物理学和社会科学的专门知识和技术，结合工程分析和设计的原理与方法，对该系统所取得的成果进行确定、预测和评价。
因此在课程的学习过程中应当结合实际加强实践。
本次课程设计给我们提供了加强课程实践的机会，通过课程设计，可以使我们掌握工业工程的方法研究，作业测定，现场管理的知识、技术及技能，学会综合应用这些技能解决生产实际问题的方法和程序，以实际生产系统及其运行的不断优化，达到提高效率和经济效益的目的。
3、课程设计目的“基础工业工程”是工业工程专业的一门主要专业课。
它是培养工业工程专业人才的重要基础。
通过实验的训练，使学生掌握工业工程的方法研究，作业测定，现场管理的知识、技术及技能，学会综合应用这些技能解决生产实际问题的方法和程序，以实际生产系统及其运行的不断优化，达到提高效率和经济效益的目的。
- 2 -工业工程课程设计人机操作分析二、取题背景1、台钻厂简介通过一天的参观和询问，对于福州台钻厂的基本情况有了大体的了解。
(1)公司介绍福州工大台钻有限公司原名(福州台钻厂)创建于1958年，是福州工程学院的校办工厂，是原国家机械电子工业部台式钻床定点生产企业，国家渔业机械仪器行业定点企业，曾被评为一级信用企业、福州工业利税“百强企业”、福建省小型工业企业“百佳明星”企业和出口创汇先进单位等。
企业主导产品有:“武夷山”牌台式钻床系列和水产养殖设备。
产品销往全国各地，并远销美国、西欧、东南亚和港澳等国家或地区。
福州工大台钻有限公司原名(福州台钻厂)以福建工程学院为依托，具有雄厚的生产、技术和科研力量，产品以品质稳定获得机床工具出口产品许可证。
生产的“武夷山”牌Z4112台式钻床于1980年、1986年和1991年被连续评为部优产品;“武夷山”牌增氧机获农业部“农业机械推广许可证书”。
(2)台钻厂生产产品介绍企业主导产品有:“武夷山”牌台式钻床系列和水产养殖设备。
1、“武夷山”牌台式钻床，主要包括Z4112、4012、Z4116、Z4016、ZM406、Z4416、Z4416A、Z4020、Z4025 、Z4032、S406、S4112等产品。
其中Z4112台式钻床于1980年、1986年和1991年被国家机械部评为部优产品。
2、“武夷山”牌水产养殖机械，包括YCO.37、YCO.75、YC1.5、YC4。
5等水车式增氧机和YL1.5叶轮式增氧机。
企业建有专用的增氧机试验场所，定期开展整机测试工作，增氧能力和动力效率等指标均高于国家行业标准。
(3)产品零件来源1、自制件该企业主要从事五大零件的自制，包括台钻的主轴、主轴套筒、主轴箱、底座、立柱(Z4112、Z4116系列还包括中间工作台的制造)。
2、外购件该企业外购零件主要有电机和轴承等标准件。
3、外协件该企业选择固定的三家认证厂家购买外协件。
(4)产品生产流程我们参观了台钻厂的金工车间、装配车间和综合车间，并由带队老师对各车间进行介绍。
金工车间是对各种零件的金属加工，按加工分为四条生产线，严格划分生产区域，要求工人每周三反馈一次零件作业数和进出量，随时核对控制，是主要的加工车间。
这里钻床，洗床，磨床等等设备大多都是有人工操作，因此需要工人要有较高的技术水准，也只有这样才能让生产出来的台钻达到高水准。
装配车间安装有两条流水线，分别永来装配零件和检测产品质量。
流水线的引入大大的提高了生产的效率。
台钻厂在质量检测上事非常的严格，对台钻的底座工- 3 -工业工程课程设计人机操作分析作面的平面度，工作台面的平面度，主轴外锥的径向跳动，主轴旋转轴线对底座工作面的垂直度、对工作台面的垂直度，主轴套筒移动对底座工作面的垂直度、对工作台面垂直的垂直度。
主轴在向心力作用下，主轴轴线对底座工作面垂直度的变化，空转试验，开关、主轴升降、主轴箱升降、噪声、温升接地电阻绝缘、耐压、空载功率，负载试验，可靠性及安全卫生，装配检查，立柱与底座结合面、立柱与主轴箱结合面、立柱与工作台支架结合面、清洁度，外观，包装等等一系列的检测。
装配车间还有一项工艺就是美化外观的静电喷塑。
经过喷塑的器件显的更加的美观，易于顾客的接受，这也是台钻厂自身的一特色。
综合车间是对产品进行一些复杂处理，包括热处理，冷灼，冲压等等，通过这些工序提高产品自身的性能。
各道工序都要求工人有相当的技术。
外加台钻厂还有一个专门用来开发新产品的车间，这里面所有的工序几乎都是有人工完成，有高级的技工负责。
三、应用的基本原理和步骤本次课程设计运用的是作业分析的人机操作分析。
1、人机操作分析的基本原理人机操作分析是研究在一个工人操作一台或者多台设备的情况下，在一个操作周期内，机器动作与工人操作的相互关系，以充分提高机器与工人工时的利用效率。
现代化生产中，机器设备大多是全自动或者半自动的，操作机器的工人变成了“监督”机器的工人，有大部分时间是空闲的。
这些空闲时间如能加以利用，不但可以提高生产率和工作效率，而且还能够降低生产成本，增加工人的收入。
2、人机操作分析的步骤(1)在生产现场选择一加工(装配)工序为对象;(2)绘制人机操作程序图;(3)人与机器的操作时间均记录在案之后，将工人与机器的操作时间、空闲时间，每周程人工时数加以统计，以供分析时用。
四、人机操作分析的现行方案和改进方案1、钻中心孔现行方案人机作业图- 4 -工业工程课程设计人机操作分析- 5 -工业工程课程设计人机操作分析 - 6 -工业工程课程设计人机操作分析如果从上述人机图中进行分析，我们可以得到以下数据:一个人可以在操作的台数 = 人的空余时间/人的工作时间即:117/50=2.34所以一个人可以操作两台机器。
但是如果我们采取固定装夹工具将水喷头进行固定，就可以节省足足14s的时间，但是清理垃圾时我们认为还是需要在机器暂停时处理比较安全，所以周程就节省12s。
经过以上修整后机器1 的周程时间缩短为155s，但这必须是建立在熟练工人的基础上。
如果一个人只操作一台机器，人的工作时间为27s，机器的工作时间为128s，128/27+1=5一个人可以操作五台像机器一类型的机器。
不仅从改善人的劳动或提高人和机器的利用率来说，都有很大的提高。
改善方案如下表所示:- 7 -工业工程课程设计人机操作分析- 8 -工业工程课程设计人机操作分析- 9 -工业工程课程设计人机操作分析通过改进之后，人的时间利用率从29.944%上升到87(1%，通过添加一个固定夹具固定水喷头从而将机器的时间利用率从76.64%提高至82(6%。
2、粗磨2#莫氏锥孔留余量0.10-0.15 现行方案人机作业图:由以上的人机操作分析图可得，轴必须装夹之后才能加工，加工完卸下工件时必须在机床停止时才能进行，因为人的工作利用率仍有40%的宽放率，仍有空余的时间14S，将工人的宽放时间去操作另外一台机器，并同时利用机器的空闲- 10 -工业工程课程设计人机操作分析时间进行手工操作，从而提高人机利用率，根据N=(T+M)/T，N=(21+23)/21=2.09由此我们可以算出一个人可以同时操作2台机器，所以我做出了以下的改进方案。
改进方案人机作业图:- 11 -工业工程课程设计人机操作分析通过改进之后，工人的利用率达到了百分之百，达到最好的利用率。
3、钻键槽孔现行方案人机作业图:由以上的现行人机作业图，我们可知:工人将工件装夹在机床上和加工完卸下工件时必须在机床停止时才能进行的，并且在机床加工的时候不断调整机床，但是检验工件这道工序时可以在机床开动中同时进行的，要缩短周程时间，应尽量利用机器工作的时间进行手工操作，以提高人机利用率。
因此，对于现行方法- 12 -工业工程课程设计人机操作分析作出了改进方案，将检验工件这道工序调整到工人的空闲时间完成，以缩短周程时间。
经改进后，周程时间缩短了4s，人的利用率提高了2%，机床的利用率提高了3%。
改进方案人机作业图:4、精铣现行方案人机作业图:(时间单位:s)- 13 -工业工程课程设计人机操作分析改进方案人机作业图:- 14 -工业工程课程设计人机操作分析- 15 -工业工程课程设计人机操作分析机器:y631k ，精铣Ф16主轴由以上的现行人机作业图和改进人机作业图，我们发现工人由原先的操作一台机器到操作两台机器，产能由原先283s*2生产两个工件，提高到到352s生产两个工件，时间节约了214s。
同时工人时间的利用率由原先的60.78%提高到现在的96.59%。
通过现场观察，我们发现工人在工作时，闲余时间很长，他们通常在等待着机器，或是去干自己的事情，比如去取水喝。
通过人机作业的改善，不但使得时间利用率提高，产能增加，而且还有适当的空余时间，使得工人不容易疲劳。
5、精磨现行方案人机作业图:- 16 -工业工程课程设计人机操作分析由上面的现行方法分析可知:人的利用率比较低，空闲时间长，但是装夹工件和卸下工件必须在机床停止时才能进行的，想要进一步缩短周程是比较难的。
这时的改善方法有两种:一是增加其他工作;二是利用空闲操作一台机床。
在该方案中，工人有141s的空闲时间，足够操作另外一台机床(138s)。
这样既能充分利用工人的空闲时间，提高了工作效率，也节省了劳动力。
因此对现行方法作出了改进方案，在以下的改进方法中，周程时间增加了19S，但是人的利用率提高了40%，充分利用了工人的空闲时间，大大提高了工件的生产效率。
