1、本科毕业论文（20届）某轴承装配车间操作的工作研究分析所在学院专业班级工业工程学生姓名学号指导教师职称完成日期年月I摘要摘要近几年随着科技的进步，制造业迅速发展，宁波地区制造企业的竞争愈发激烈。当地的中小型企业为了生存在对产品进行技术创新的同时，也开始着眼于自身的制造效率的改进。车间作为企业生产的直接执行者，担负着企业基础的生产任务，因此车间是这个企业的生产中心。一个科学合理的车间，不仅能提高生产效率，还能降低生产成本，给企业带来巨大经济效益。而合理的车间不仅包括了合理的装配线安排，同时也包括了合理的车间布局。本文以慈溪迅蕾轴承有限公司为背景，以车间工作方法的分析改进为目的，对该公司某轴承装配
2、车间进行实地勘察调研。首先运用5W1H,ECRS等原则对车间装配线和车间布局这两方面进行研究分析。在装配线方面寻找出瓶颈工序，人机界面结合和装配线平衡问题，并运用IE知识对以上三个方面进行改进。车间布局方面运用单元布局方法对车间布局进行重新设计。本文的最终目的是以最少的成本投入，获得车间最大限度的改进以降低成本，缩短生产周期,给企业带来直接经济效益。关键词轴承装配车间；工业工程；方法研究；车间布局；改善。IIABSTRACTWITHTHEPROGRESSOFSCIENCEANDTECHNOLOGYINRECENTYEARS,MANUFACTURINGDEVELOPSQUICKLY,ANDTHE
3、COMPETITIONAMONGMANUFACTUREENTERPRISESINNINGBOINCREASESFIERCELYASWELLINORDERTOSURVIVE,LOCALSMESSTARTTOPAYATTENTIONONBOTHTHEPRODUCTTECHNOLOGYINNOVATIONANDTHEIMPROVEMENTONMANUFACTURINGEFFICIENCYTHEWORKSHOPASTHEDIRECTEXECUTOROFPRODUCTION,ISINCHARGEOFTHEENTERPRISESPRODUCTIONTASKANDISTHEMOSTIMPORTANTPROD
4、UCTIONCENTERASCIENTIFICANDRATIONALWORKSHOPMANAGEMENTCANNOTONLYINCREASEPRODUCTIVITYBUTALSOREDUCEPRODUCTIONCOSTS,WHICHMAYBRINGENORMOUSECONOMICBENEFITSTOTHEENTERPRISEAGOODWORKSHOPINVOLVESNOTONLYTHERATIONALANDREASONABLEARRANGEMENTSFORTHEASSEMBLYLINE,BUTALSOAREASONABLEWORKSHOPLAYOUTASWELLINTHISARTICLE,BE
5、ARINGCO,LTDCIXIXUNLEIISSELECTEDASOURRESEARCHBACKGROUND,ANDTHEIMPROVEMENTONTHEWORKINGMETHODSOFTHEWORKSHOPASOURRESEARCHOBJECTIVEAFIELDSURVEYWASCONDUCTEDFIRST,5W1HANDECRSPRINCIPLESWASUSEDINTHEANALYSISOFTHEASSEMBLYLINEANDTHELAYOUTOFTHEWORKSHOPTOFINDOUTTHEBOTTLENECKSINTHEASSEMBLYAREAPROCEDURES,HUMANMACHI
6、NEINTERFACE,ANDASSEMBLYLINEBALANCINGPROBLEM,IEKNOWLEDGEWEREAPPLIEDTOIMPROVETHEABOVETHREEAREASPLANTLAYOUTMETHODCOMBININGCELLLAYOUTWASAPPLIEDTOREDESIGNTHEWORKSHOPLAYOUTTHEULTIMATEGOALOFTHISPAPERISTHATGIVINGTHELEASTINPUTS,TOMAXIMIZETHEIMPROVEMENTSOASTOREDUCECOSTSANDSHORTENTHEPRODUCTIONCYCLE,ANDFINALLYT
7、OBRINGDIRECTECONOMICBENEFITSTOTHEENTERPRISEKEYWORDSBEARINGASSEMBLINGWORKSHOP；INDUSTRYENGINEERING；METHODSTUDY；WORKSHOPLAYOUT；IMPROVEMENTIII目录摘要I目录III课题研究级综述411课题的背景及意义412车间及产品背景413课题设计目标514论文的框架结构52装配车间工作研究综述621引言622装配线设计方法综述6221工作研究理论7223人因工程823车间布局方法综述8231机群式车间布局8232设备可重组布局9233系统布局设计103车间装配方法的分析与改进
8、1131车间现场调研1232车间装配线改进方案14321外圈检验操作的分析改进14322成品检验操作的分析改进184车间布局方案的分析与改进2641车间布局现场调研2742车间布局的改进3043小结345总结与展望35致谢错误未定义书签。4课题研究级综述11课题的背景及意义随着生产国际化的普及，制造业的不断的发展不断加速，企业间的合作也不断加深。但是与此同时相同领域的企业竞争也达到了前所未有的激烈。要想在如此竞争激烈的环境中立足乃至独占鳌头，产品投入市场的速度和质量则是决定成败的关键。而想要提升产品投放市场的速度与质量，则必须要有良好科学的装配车间工作方法。车间是企业从事生产活动的直接单位，是
9、生产计划的直接运行者，也是制造信息的反馈者。因此合理的安排车间员工数量、操作顺序和车间布局，有效的解决瓶颈操作及操作质量问题能大大提高企业的生产效率，以适应这个加速发展的社会潮流。如何设计合理的车间的操作与环境、保证车间和员工最优的配置，形成高效高质量的装配工作成了工业工程专业研究的一个重要课题1。工业工程INDUSTRIALENGINEERING简称IE是综合运用工业专门知识和系统工程的概念、方法,为把人力、物资、装备、技术和信息组成更加有效和富于生产力的综合系统,其致力于提高企业的生产效率和产品质量,降低生产成本,加强企业对市场的快速响应能力,优化企业组织机构和运行管理方法,促进现代企业的
10、形成2。本毕业设计研究的课题是结合某民营轴承企业，运用工业工程的流程分析、单元设计、装配线平衡等理论，探讨改善装配流水线效率和管理水平的方法，使企业提高生产效率，降低成本，从而提升竞争力都有着重要意义。12车间及产品背景慈溪迅蕾轴承有限公司主要经营产品为深沟球轴承，单列球轴承是全球应用使用最多的轴承。设计简单并且应用范围很广。它们由一个内圈，外圈，球组和保持架组成。球位于内圈与外圈的曲面部分使其能够提供这类球轴承的径向负载和轴向负载。他们在高旋转速度应用上是非常理想的，因为相对于其他类型的轴承，球轴承的滚动摩擦非常低。深沟球轴承对于有高或者很高旋转速度要求的应用领域是非常适合的。单列深沟球轴承
11、的基本型号都是开式的。当内径小于10MM时，开式和闭式轴承可以通过整体宽度区别出来。根据应用领域的不同，CW可以提供轻接触密封（LLH），非接触密封LLB,全接触密封LLU,双盖（ZZ）,或者特殊密封的轴承。5该公司的轴承装配车间有两个，车间一是将原料制成可用配件和半成品，车间二从半成品的轴承领料开始到最终的包装入库结束。本次的论文将以车间二为研究背景，选取了单列深沟球的装配流程，对该车间中的装配过程和工序做分析研究，以解决该轴承装配车间中的一些问题，最终完成论文。13课题设计目标本次课题的设计主要有以下三个目标1对车间进行调研和定位，对影响车间装配效率的数据收集很多因素都能影响车间装配的效率
12、，如工序的安排，车间的分布，物料运送方法。首先将对这些数据进行采集并对该车间的生产量进行定位以确保之后对该车间工作方法改进的科学合理性。2整理和汇总调查数据，并进一步分析收集测量数据之后，对数据进行汇总整理，保证数据的直观，有效。根据测量和观察的结果，总结装配车间现有的不足和缺陷，分析其与理想需求的差距。3提出改进意见从装配效率，瓶颈工序的分析，车间布局等方面进行分析研究，结合现有的车间改善模型，结合实际对该装配车间提出改进意见以达到提高装配效率的目的。14论文的框架结构本次论文的框架结构如下第一章综述了本次课题的内容，主要介绍了其背景和意义，以及设计目标。第二章为装配车间工作研究与分析的综述
13、，总结了现有的相关研究采用的方法、模型和技术等。第三章车间装配方法的分析与改进，通过所调研企业某装配车间的装配流程和方法进行数据收集和现状分析，从某具体操作的方法和动作研究及流水线平衡角度提出改进意见。第四章车间布局方案的分析与改进，针对现有车间布局进行现状分析并提出改善方案。第五章对本次毕业设计进行总结，并指出将来的工作展望。62装配车间工作研究综述21引言车间对这个公司而言是一个不可或缺的基本组成部分，是企业的主体。车间是企业从事生产制造或者提供服务以直接产生经济效益的一线单位，是这个企业的生产中心，是企业直接从事作业活动的单位。它是公司所有生产任务，以及所涉及的各项工作的直接承担者3。因
14、此车间工作方法的科学与否，设施布局的合理与否都直接影响企业的各项决策落实、影响企业各项生产活动的完成、影响企业整体目标的实现。车间生产的过程是在一定的约束条件和有限制造资源下，获得所需生产目标的活动。目标、资源和约束是车间管理的三个基本要素，也是进行车间生产工作方法研究分析的关注点。目标就是满足要求的零部件，制造系统资源就是车间完成制造活动的物理元素，如工具、设备等，约束一般指生产批量、规定的交货期及生产成本等限制条件4。车间工作方法的研究分析将以工业工程的手法为依据，用尽可能少的投资或者在不需要投资的情况下，通过改进操作流程、操作方法、车间布局及物料运输等途径，实现先进合理的工作额定。并且充
15、分利用企业自身具有的各项资源，开拓内涵式发展的道路，尽可能的对企业内部的潜力进行开发和挖掘，降低成本，提高企业的生产效率和效益，最终增强企业的实力和竞争力56。车间的工作研究分析将从车间零件装配方法和车间布局这两个方面进行，并提出合理的改进意见。22装配线设计方法综述围绕着车间装配方法改进的这一课题由来已久，最早可以追溯到第一次工业革命。数百年来西方学者对车间装配方法进行了大量的研究，提出了很多相关的理论或模型来解决车间装配的效率问题。当然各种企业都有其自身的特点，不是7所有的模型对所有的企业都是适用的，本文针对轴承装配车间的特点，选取了以下几种具有代表性的理论和模型。221工作研究理论工作研
16、究理论是工业工程的基础理论，主要包括方法研究和作业测定。方法研究主要是指对现有的或拟采用的工作方法进行系统严格的考察和科学分析，以便开发出更简便、更有效的工作方法,从而达到提高生产率和降低成本的目的。其主要分析手段有程序分析、操作分析和动作分析。分析技巧采用六大提问技术，即WHO由谁做、WHAT做什么、WHERE何处做、WHEN何时做、WHY为何做和HOW怎样做。可以运用ECS原则，装配线定量分析等分析法对装配线进行分析。工作测量是把作业分成适当的作业单位，以时间作为尺度进行测定、评价、设计及改善。进行工作测量的直接目的是制订和贯彻先进合理的劳动定额，即用科学方法制订先进合理的时间定额,从而加
17、强企业经营管理，提高劳动生产率，提高经济效益。其主要方法有直接测定法和间接测定法。在生产制造某种产品时,由于产品设计的缺陷、工艺操作的不合理以及工人的动作或管理的不善，增加了产品的多余时间或无效时间，导致了生产总时间的增加。方法研究是排除或减少上述因素的管理技术,通过对现有的工作方法和工艺过程进行系统的调查研究和严格的考察及开发，制定新的工作方法，以减少产品的工作量或简化工艺过程。方法研究的结果是消除物料或操作人员的非必要活动,用合理方法代替不合理方法；工作测量则着重调查、研究、减少以及最后消除无效时间7。222JIT（及时生产）模型JIT模型是二战以后日本丰田汽车创立的一种独特的多品种、小批
18、量、高质量和低消耗制造模式。其思想是“需要的时间，提供所需要品质和数量的产品”，即是每一个阶段加工或者供应产品的品质、数量和时间由下一阶段的需求确定。该模型的核心是消除一切浪费，其途径就是实现“零库存”目标。与传统制造系统不同的是，JIT的物流与信息流的运动方向为由后制程向前制程传递需求信息，“拉”出自己所需求的制品。所以，JIT生产方式又被称为“拉动式生产方式”。JIT的实施基础必须具备生产布局流水线化和生产过程的平稳化。过程就是对生产过程永无止休的持续改善，通过增加资源利用率，消除各种浪费减低企业成本，并提供满足市场需求的优质服务，达到企业增加利润及提升核心竞争力的目8的8。223人因工程
19、人因工程，又称人类工效学，或简称为工效学，英文是“ERGONOMICS”。中国企业管理百科全书将其定义为研究人、机器、环境的互相作用及其合理结合，使设计的机器和环境系统适合人的生理、心理等特征，达到在生产中提高效率、安全、健康和舒适的目的。主要研究人机环境这三者之间的互相联系，通过恰当的设计和改进这些关系，使工作系统获得满意的效果。比如在神州6号宇宙飞船轨道舱和生活舱的设计中，充分运用人因工程学原则，尽可能使航天员“安全、高效、舒适”。人因工程方面的研究可以满足操作者的安全，减少工作疲劳，使工作更加轻松，工作效率大幅度提升。为了实现人、机、环境之间的最佳匹配，人因工程学把人的工作优化问题作为追
20、求的主要目标。其标志就是为处于不同条件下的人能高效、安全、健康、舒适地工作额生活。当然在实际操作中要实现这四个方面的要求是很困难的，应根据不同情况，在首先执行好有关人因工程学标准前提下，允许有轻重之别。随着社会的进步，人的价值日益受到尊重，安全、健康、舒适这些有关“以人文本”的因素必将在工作系统设计和评价中具有更重要的意义9。23车间布局方法综述车间布局的分析是车间作业方法研究的基础。车间作业涵盖了零件从进入车间到离开车间的所有操作过程，如装配、储存、运输等一系列的操作。而这些操作都或多或少受到车间布局的影响，所以对车间布局的改进也是对车间操作改进的前提。车间的布局设计方法有很多，在过去的几十
21、年里，出现了无数种形态各异的车间布局方法。从最初的根据工序卡数据产生的车间布局、使用零件主样件的单元布局，到后来出现的分布式布局、模块化布局以及敏捷布局等10。当然，每种车间布局方法都有各自的优缺点，面对的使用对象和场合也都不同。以下是当前流行的几种车间布局模型231机群式车间布局机群式车间布局是将所有相同类型的资源放置于相同的位置或者空间上的一9种车间布局形式，见图21。这种车间布局是基于资源的功能特征这一点而对其进行分组的，图21机群式车间布局原理图这不仅考虑到了经济性，同时也符合分配的简单性。普遍认为，这种车间布局形式针对企业产品品种多而生产批量又小时，能够提供最大的制造柔性。但众所周知
22、，该车间布局在处理物流时效率不高，并且在调度方面工作相对复杂，这将造成产品交货期长，资源利用率低下以及车间生产率有限等局限性11。232设备可重组布局设备可重组布局就是指按照一定的原则，在设备和车间内部空间的约束下，对车间内各组成单元、工作地以及生产设备进行合理的布置，使它们之间的生产配合关系达到最优，物料运输代价达到最小，如图22所示。它与传统车间布局设计不同的是，传统10图22设备可重组布局的设计方法车间布局设计一旦设计建造完成以后便基本不再变化；而设备可重组布局则是随着当前生产模式的变化，车间的生产任务是随时变化的，而这些变化包括产品品种的变化、生产批量的变化制造技术与设备的变化等。然而
23、正是由于这些变化的原因，使得车间布局需要更高的柔性和敏捷性，以达到均衡设备能力、保持物流平衡、降低生产成本、缩短生产周期、提高企业竞争力的作用12。233系统布局设计系统布局设计（SYSTEMATICLAYOUTPLANNING，SLP）是1961年由RICHARDMUTHER及其同事共同设计的一种有组织的布局设计方法。该方法是将物流分析与作业单位互相关系紧密程度分析相结合，是系统布局设计定量阶段的标志。SLP的方法步骤如图23所示。SLP车间布局设计因其实用性较强且高度系统化的特点，在系统布局领域具有方法论的地位。在SLP方法中，把产品、产量、生产、生产路线、辅助部门及生产时间作为布局设计工
24、作的基本要素进行分析研究，然后通过对布局进行物流分析，确定物料在设施间物流线路和物流强度，并以物流强度作为优化布局的评估依据。该方法的优点是能够在所绘制的各种不同的面积相关图来产生多种可供选择的布局方案。但是SLP存在着不足之处由于绘制作业单位位置相关图和面积相关图时，设计人员需要不断地手工输入数据及活动1物料流程2活动间的关系3线图5可用空间4空间需求6面积相关图8实际限制7修正意见9设计可选布局11图23系统布局设计方法调整和修改原有的方案使得符合相应条件。因此，系统布局方案的最终结果受到设计人员主观经验、自身知识及能力等多种因数的影响1314。3车间装配方法的分析与改进宁波是一个以制造业
25、发达而闻名的城市，而该地区的制造业企业又以中小企业为主。很多中小企业都是近20年趁着改革开放的东风迅速崛起的，发展时间短，由于自身实力和经验的不足，这些中小企业可能在装配工艺和工序上存在着很大的不足。慈溪迅蕾轴承有限公司就是宁波诸多中小型制造企业中的一个典型，该企业发展十几年，看似正在发展壮大的企业却经常出现一些状况，比如在整个装配线某几处出现很多库存积压，而在其他几处却又经常出现个人闲置的现12象。如此一来既增加了车间的生产成本，又不能很好的达到生产目的。因此，该车间需要对现有的生产线问题进行全面的分析，找出生产力的制约因素，并实施改进方案。在本次车间方案的改进中主要将运用工作研究和生产线的
26、平衡方法。通过数据分析对操作工位，主要是瓶颈工位进行研究。然后运用5W1H的提问方法寻找解决方法，用ECRS，流程分析，单元设计等方法原则改进其中不合理和瓶颈工序的操作。将运用工作测量对工位进行时间测定，工作测量以秒表法测定为主1516。31车间现场调研该轴承装配厂总共有两个车间，一起完成了从原料的买入到最后产品包装后入库的所有工序。本次调查的车间主要负责轴承装配的最后流程半成品包装入库的过程。该车间内的所有操作工序流程如图31。图31车间流程图该车间为半自动化装配车间，有操作工序12道，其中手工操作的工序有7道，分别为外圈探伤，退磁清洗，外圈检验，成品检验，震动测试，最终检验和包装；机器操作
27、工序有4道，分别为内圈检验，自动合套，成品清洗，自动压盖。每道工序的用时都不多，但是整个车间的生产线比较长而又繁琐。如此一来，在生产过程中出现某道工序的实际生产能力小于或等于生产负荷，即流水线中生领料外圈探伤退磁清洗内外圈检验自动合套退磁清洗成品检验成品清洗自动压盖振动测试最终检验包装入库13产节拍最慢的环节，都会导致整个过程的停滞，从而影响车间的生产效率。现将采用时间记录的方法找出该车间的瓶颈工位并寻找方法加以改进。由于在一段时间内装配流水线上每个工位的工人数是固定的，一般工作量也是固定的，所以工作时间和工人的工作量会成一定的比例。工业工程测量的基础方法是在同一时间对每个工序进行多次测量然后
28、求得平均值。但在实际操作过程中很难做到这一点，这里我们采用连续测时法对各个工作单元进行测量和记录，并运用逐差法进行数据处理，得到整个操作过程的时间平均值14。各操作工序具体数据如表31所示（由于人工清洗部分比较复杂，但是可以判断不是瓶颈工序，所以本文暂时不做研究）表31改进前生产作业表工序名称标准时间/S工位数/个操作模式外圈检验192人工操作内圈检验424机器操作自动合套424机器操作成品检验133人工操作成品清洗306机器操作自动压盖428机器操作震动测试173人工操作最终检验133人工操作包装153人工操作根据表31中数据，运用流水线平衡率公式计算出装配线的平衡率和配合损失率，公式如下1
29、5平衡率WTISI/T0A，1平衡损失率1W2其中，W生产线平衡率；TI第I工位标准时间；SI第I工位定员数；T0流水线节拍；A流水线定员数或采用的工作地数。平衡率W（192424424133306428173133153）/（936）10032814平衡损失率1W672计算结果显示,该生产线的装配效率很低，存在着许多的浪费，在生产过程中有672的时间由于生产线配置的不平衡而导致了损失。从表31中又可以得出，导致浪费的原因如下（1）瓶颈工序的存在；（2）人机操作的结合性差；（3）装配线工位安排不合理，工位能力出现过盛的现象。若要提高装这条装配线的生产效率就必须要降低瓶颈工序操作时间，且将能力过
30、盛的工位作业内容重新整理并进行合理的分配。下节内容中将对上述出现的三个方面的问题进行逐一改进，目标是将以最低的改进成本，达到最优化的生产配置。32车间装配线改进方案321外圈检验操作的分析改进由于机器装配操作为自动化操作，其装配时间无法改进，现只对轴承装配过程中涉及人工操作部分的工位进行分析改进。从表31可以得出，人工操作部分的外圈检验工位为操作时间最长的工序，所以在本论文中被定义为瓶颈工序进行研究分析。对手工操作进行动作经济性分析的创始人为吉尔布雷斯夫妇，他们认为人的操作活动是由动作构成的，构成操作活动的最小动作元素成为动素（THERBLIG），任何操作活动最后都可分解成动素。后人沿用了他们
31、的研究结果，把动素确定为18种。每种动素都用形象符号加以表示。表32是18种动素的形象符号及其象征意义16。这18种动素又可进一步分类成第一类进行工作所必须的动素；第二类辅助性动素，有推迟第一类动素的倾向，尽可能消除为好；第三类不进行工作的动素，一定要设法消除掉。15表32动素名称及其象征符号外圈检验工位现配有两个员工，属于工作内容不多，工作难度不大的工位。该工位具体工作包括将已有的半成品深沟球轴承置于检验仪之下进行检验，再将半成品放入运输盒中。在操作过程中，工人均需要以双手操作完成。装配动作的完成时间取决于双手配合的准确程度，即当一只手进行相应的操作时另一只手需要完成辅助的操作，如果其中某只
32、手的完成情况不理想将会影响到另一只手甚至下一个装配周期的完成质量。所以该工位的研究改进需要借助双手操作图来加以分析。当采用一种既定方法完成双手操作图时，就能清楚的反应出需要改进的地方。在改进双手操作中，可以采用动作经济原则中的几条重要推论19（1）建立动素的最佳顺序。16（2）研究完成某动素所需时间内的真实变化，并确定原因。（3）检查并分析动作中的停顿，确定其原因并消除。（4）致力于在最短时间内完成工作或者部分工作，并将其作为目标。双手装配图如表33所示表33改进前双手操作表操作成品检验零件半成品总计左手右手观察员胡方有效时间248258日期2011115无效时间4838周期时间296左手描述
33、符号时间时间符号右手描述取半成品（16个）REG380380UD等待递送RL11001100MP检验前8个等待UD240240MRL放下已装配件递送RL10001000MP检验前8个等待UD240240MRL放下已装配件对该操作的双手操作图分析，有如下结果（1）操作随意性大操作员工在对零件进行操作时，操作动作和顺序并不是很规范，动作的随意性很大。主要表现为在操作过程中多次出现一只手忙碌时而另一只手出现空闲的状况。当左手去取为检验的半成品时，右手处于等待阶段，而将已检验完的半成品放入运输盒中时左手确又处于等待阶段。而右手检验过程中时的左手递送阶段又可以理解成一种“库存”。所以这次双手操作方案的改
34、进目标是减少检验过程中的“库存”和手的等待时间。（2）周期节拍不合理17在观察中发现，工人每次取半成品16个，看似是一个装配周期。而检验过程中其实只以8个为一个装配周期。在这过程中由于左手一直有待检验零件，这就限制了左手的操作，在检验前8个完成后放入运输盒中，左手一直握着剩下的8个。同时根据MTM2的分析理论有一个动作由双手同步完成与只有单手完成所需时间可能不相同。表34反应了两手同时动作与单手简单动作所需相同时间的动作模式，这些情形在图中用空白的矩形表示。矩形中有一个的表明在联系的基础上能够实现同步；而黑色的矩形则表示即使在联系的基础上也不容易实现同步。由于左手一次性所取的待检验配件比较多（
35、16个），通过询问操作人员得知，这个动作必须使眼睛聚焦在左手上，并且由于操作难度属于困难，右手无法实现同步的其他操作，所以该步操作在MTM2的分析理论中难度左手属于GC级，而同时右手属于PC级，即使通过长期的联系也无法做到双手操作17。所以每次取16个配件表面上是想加快检验速度，事实上却是“欲速则不达”。表34同步动作的难度动作取放取类型GAGBGCPAPBOWPCGAGBGC放PAPBPCO正常视觉范围之内W正常视觉范围之外针对上述动作分析发现的操作随意性大和周期节拍不合理现象，提出以下若干改进措施，具体方案如下（1）将每次取物减少到8个，那么就可以减少之前的操作环节，比如左手中间的等待环节
36、就可以省略。（2）对于每次检验时手中的“库存减少”有利于加快检验的时间。这在双手操作图的检验后8次的数据中即可得出。（3）由于每次所取零件数量的减少，降低了操作难度与强度，而改进之后18的操作难度级别根据原先设想的应该是已降至可以进行双手同时操作的难度级别，即MTM2的分析理论中难度属于GCPA级，为了验证改进后左右手操作的可行性，在休息时间特意请来一位操作工人尝试，结果证明两者操作可以同时进行。时间分别为放下装配件23S，取未检验配件19秒。由于不熟练和其他方面的因数，该时间可以判断为最长时间。而根据员工自己的经验表示通过长时间的训练，熟练后的操作标准时间可以为放下装配件20S，取未检验配件
37、170S。改进后的双手操作图见表35表35改进后双手操作表操作成品检验零件总计左手右手观察员胡方有效时间11712日期无效时间030周期时间12S左手描述符号时间时间符号右手描述递送RL10001000MP检验取半成品REG17020MRL放下已装配件等待UD030效果评价以上运用双手操作图详细描述了操作过程中的每一个细节，从中鉴定出无效的动作模式，以及观察出违反动作经济原则的动作模式，对操作过程进行了分析和改进。使双手操作达到平衡，并减少或者消除无效率的动作。其结果为改进后的操作周期为8个配件，周期时间为12S，折合每个配件的检验时间为15S，原则上没有浪费时间。改进后的方案相较于改进之前的
38、方案检验速度提升12。并使整过操作过程循环更加平衡和具有节奏，并使动作延迟和操作人员的疲劳降至最小。322成品检验操作的分析改进19分析发现除外圈作为瓶颈工序得到改进后，其他操作虽然不是瓶颈，但是也存在很大的改善空间。比如在操作过程中的人机界面环境，有很多影响工人操作效率的问题。对于人际界面设计德国STURLGART设计中心为其设计了一个标准（1）产品与人体的尺寸、形状及用力是否配合；（2）产品是否顺手和方便使用；（3）是否能防止使用者操作时意外的伤害和错用时产生的危害；（4）各操作单元是否实用；（5）产品是否便于清洗、保养及修理本小节在人机操作结合方面的问题将尽量以以上标准为参考依据，对检验
39、这两项操作提出改进方案。由于成品检验和最终检验存在着相似的问题，本文就只以成品检验为例进行分析改进。成品检验的工作台25M3M的桌面，现有员工3人，位置按图32所示。3M25M图32改进前的成品检验操作桌面该工序目的为检验上一步工序，即自动合套工序的完成情况，通过合格的产品挑出不合格的产品以便保证最后的产品质量。所以该工序很简单，主要以纯手工检验，用肉眼和员工的检验判断为主。该工序对每个操作零件的操作很快，耗时很少，在操作的过程中只需06秒即可对一个零件完成检验，原本不会属于瓶20颈工序。然而在该车间对这道工序进行周期时间测定时得出120个为一周期，时间为1583S。折合下来的时间为13个/S
40、。通过对该操作工位的进一步分析得出。以周期时间折算下来的单位标准时间与实际操作过程中的时间会有如此之大的差别主要为工作面过大而导致以下若干现象的出现（1）待检验零件存放不合理该操作工序的待检验零件的存放主要以图32所示的操作桌面为主，运送员将上一步合套后的成品零件运送至该装配车间后，将其堆放在桌面上。工位操作员将桌面上待检验配件检验完之后集中放入桌面上的盒子中以便运走。在测量中发现操作员工在保持正常坐姿的时候只能对以身体为圆心的075M的半径圆内的零件进行检验。如果要对此范围以外的零件进行操作的时候就需要起身将零件移至该半圆区域内，再进行操作。（2）取待检验零件时浪费时间过多由于桌面过于大，要
41、对处于桌面中心的零件进行检验时就必须借助工具或者需要两名员工以上的协作才能将待检验零件推至可检验范围。这些工作对于这个检验过程是无效的工作却需要花费超过二分之一的操作时间。整个装配周期各项时间花费比例如图33所示。可见操作人员起身取桌面中心配件的时间占到了整个操作过程的三分之一左右，且中断操作时间对接下来的操作时间（本应连续的操作）也会产生很大的影响。图33改进前时间比例（3）周期时间不合理检验时间50取操作边缘配件时间13取桌面中心配件时间31其他时间621根据学习曲线的理论解释随着累计产量的增加，操作者生产制造熟练度会得到提高，生产效率也将得到提高。从这里可以得出，原本的每个成品检验为周期
42、性机械式的操作，如果中间被打断，下一个周期操作开始时候的操作效率将降低。而中断时间的长短也将影响接下来操作周期开始时的效率。不仅如此，作者在实地调研时发现工人一旦起身推零件或者两人配合取零件的时候有一个“放松期”，即原本比较高强度的操作后会趁这时的“空闲”进行放松，在浪费时间的同时也对管理造成了一定的麻烦。所以尽可能的减少操作中的中断次数和时间不仅仅是数学上的减少操作时间，更能在其他多个方面增加装配效率18。（4）存在安全隐患由于该工作台为金属制品，在台角处呈尖锐状，虽然已经用面纱包裹已有防范但是在操作人员由于工作中不经意间起身进过时仍然免不了被划伤或者割破衣服的危险。而此类现象在该车间中已出
43、现数次，这无形中为车间生产增加了成本和许多不确定因数。所以减少人员起身取料或者消除起身取料这一动作是本次设计的重要部分。针对以上这些问题和现象，成品检验的操作可以在操作空间和人机界面上进行如下改进（1）工作台的高约为1M，可以在操作员座位两边放置07M07M的储存箱，如图34所示。这样每次从上一步工序运送而来的物料不用倒入工作桌面，而是将其按原先运输一样的一盒盒置于金属架中，操作人员需要时可在将每盒置于自己的操作区域，这样就能减少取配件的时间提高效率。工作台高度加上金属架面积，通过计算储存能力完全超过原先水平。（2）由于改进后的工作面，工作时候的角度达到了约270度，大大超过了1963年巴恩斯
44、所测量得到的最佳工作角度，所以考虑到操作员在操作过程中存在着转身不舒服的情况，需将椅子更换为360可旋转式。（3）原先桌面中间区域可以作为已装配件的摆放使用。因为已装配件摆放完之后的领取是由将该操作产品运输至下一操作的人员完成，所以已装配件的摆放设计以简便为原则。操作人员在检验完之后将配件装入原有的盒中，往前方一推即可。经过改造设计后的工作台如图34所示22检验时间72待装配件时间20其他时间8检验时间,201,72待装配件时间,56,20其他时间,23,8图34改进后的成品检验操作桌面效果评价对于该改进后在操作过程中不需要再起身到桌面中心取物料，而在操作周期方面，结果为装配周期延长为280个
45、，时间为201S，折合每个配件的检验时间为07S，效率提升186倍。取配件的时间为56S，比例缩短至20。改进后的检验时间比例图如图35。通过相似的改进运用到最终检验的工作界面之后，最终检验操作的每天生产速度也提高到了08个/S。23图35改进后时间比例323装配线平衡的改进在对以上两道工序改进之后，对这个生产线再次进行平衡率计算，在改进之后，生产作业测定如表36表36第一次改进后生产作业表工序名称标准时间/S工位数/个生产速度（个/S）操作模式外圈检验152133人工操作内圈检验424095机器操作自动合套424095机器操作成品检验073429人工操作成品清洗306200机器操作自动压盖4
46、28190机器操作震动测试173176人工操作最终检验083375人工操作包装153200人工操作经过前面的工序改进后该车间的轴承日产量为82万只，与原先有了一定的提高，由于受到该车间的加工机器数量的限制，仅仅改进手工操作环节的效率目前还无法真正对车间产量进行提高对目前的平衡率计算发现平衡率数值仍然停留在原先水平，第二次对装配线的改进将针对装配线平衡进行改进。通过实地观察得到人工操作部分，每个员工对每道工序的操作速度基本相同，各个工序每天的生产量与人员配置成正比关系。而通过表31不难看出，人工操作部分的人员配置存在着很大的不合理，那么现在首先对人工操作部分的人员安排进行重新优化配置。为了识别最
47、慢的操作工序，我们把每道工序的标准时间换算成操作速度，得出每人的操作速度如表37（单位个/S）表37手工操作速度外圈检验成品检验震动测试最终检验包装06714305912506724由于每个装配员工装配速度基本相同，这里就看成为每道工序的装配速度每人的装配速度人数。从表中得出震动测试的速度最慢仅为最快操作工序成品检验的1/3，外圈检验和包装其次为振动测试的1/2，那么在分配人数的时候可以将速度成反比得出，即震动测试的人数为产品检验23倍，外圈检验人数则可以间于振动测试和成品检验的人数之间，那么现有总人数14人，有上述分析可以得到如下结果外圈检验，成品检验，振动测试，最终检验，包装的人员数分别为
48、3人，2人，4人，2人，3人。此时该工序中的最小加工速度为0673201个/S与原先的133个/秒的速度相比提高了5113。其次对机器操作部分的进行优化配置，由于加工每道工序机器的唯一性，所以不能将其和上述人员调动的方法进行配置，又由于机器加工速度的固定性也就不可能对其进行提高效率的改进方法，所以唯有合理的增加机器台数。机器操作部分的工序分别为内圈检验，自动合套，成品清洗，自动压盖。考虑到改进后人工操作部分的瓶颈工序加工速度提升为了201个/S，所以在尽可能的减少浪费的前提下只需将机器操作部分的瓶颈工序也达到201个/S即可时间整个生产线的最优化配置。现对机器操作部分的单位加速做如下统计，见表
49、38（单位个/S）表38手工操作速度内圈检验自动合套成品清洗自动压盖024024033024通过计算得出，要使加个速度达到201个/S左右，所需机器台数为别为8台，8台，6台，8台。即内圈检验设备需增加4台，自动合套设备增加4台，成品清洗和自动压盖不需要增加。生产线的重新优化配置后生产作业表如表39表39生产线优化配置后生产作业表工序名称标准时间/S工位数/个生产速度（个/S）操作模式外圈检验153201人工操作内圈检验428190机器操作自动合套428190机器操作25成品检验072286人工操作成品清洗306200机器操作自动压盖428190机器操作震动测试174236人工操作最终检验082250人工操作包装153200人工操作效果评价（1）提高了生产线生产能力，改进组合后整个装配生产线更加顺畅，生产线平衡率得到较大提高。改进之后的平衡率W7549与最初的3280相比提高了23倍。日产量为164万个与最初的82万个产量翻了一番。这意味着车间盈利水平为先前的一倍。（2）本次改善中人员数量不需要增加，只需要增加内圈检验设备和外圈检验设备各4台。因此可见，通过应用工业工程的相关技术可以实现无需投入或者投入很小就能完成生产系统的优化。通过应用工作研究技术对现有的工作方法进行研究，并加以改进，可以达到利用有限资源提高生产效率的目的。33小结生产线的设计水平直接影响生产能力，其中瓶
