工業工程基礎
實驗指導書
河南科技大學機電工程學院
2023年元月
工業工程基礎是工業工程專業的一門主幹專業必修課。它包括工業工程的基本內容及特點、基本方法及應用等，是後續專業課程學習與實踐的基礎。通過實驗，使學生對工業工程的原理、方法與應用有乙個全面、深入的認識，並培養學生的實際動手能力和設計能力。
實驗專案包括動作分析、時間研究、工藝流程設計等。要求學生熟悉實驗裝置的基本原理和操作方法，認真記錄和分析實驗資料，完成實驗報告。
本實驗指導書由賈現召、凌菱老師編寫，楊曉英老師審核。
實驗一動作分析2
實驗一報告格式3
實驗二時間研究4
實驗二報告格式6
實驗三工藝流程設計9
實驗三報告格式10
一、實驗目的
利用影像分析技術對s195噴油幫浦裝配過程的操作單元進行細微動作分析，尋求最佳作業動作。
1．掌握影像分析方法。
2．掌握細微動作研究的原理與方法。
3．學會用動作經濟原則改善動作。
二、實驗裝置、儀器、工具及資料
1．動作影像資料
2．計算機
3．****軟體
4．紙、筆、尺子
三、實驗原理
1．動作分析的意義與目的
動作分析在方法研究中屬於第三層次,它是在程式分析、操作分析的基礎上，研究人體的各種操作的細微動作，發現作業者無效和不經濟的動作，尋求省力、省時、安全和最經濟的動作，使操作更加簡便有效，減輕工作疲勞，降低勞動強度，提高工作效率。
2．影像分析方法就是研究者用攝影機以較高的速度將研究內容拍攝下來，再以正常的速度來放映，從慢動作影象中對各種操作的細微動作機械研究的方法。這種分析方法適用於作業動作重複程度高以及操作速度快的場合。因為在上述場合一般用目視分析的方法很難看清動作完成的詳細過程，更難發現其中的優秀動作或者多餘和笨拙的動作。
而用影像分析方法就能很好地解決問題。目前由於技術的發展，多採用數碼攝像機進行拍攝，輸入電腦以後，再用專門的軟體進行**，可以根據需要用任意速度慢放，甚至能夠做到一幀一幀放映，滿足動作分析的要求。
3．18種基本動素
人的動作雖有千變萬化，但構成這些動作的基本動作是很有限的，這些基本動作稱之為動素，共有18種。
動素根據其作用的不同將其劃分為三大類：有效動素、輔助動素和無效動素。
四、實驗內容
本實驗使學生通過對模擬生產現場進行錄影、觀測,了解工藝現狀，找出存在的問題，運用所學知識，設計出改進方案。具體內容為：學生自己動手裝配油幫浦並用數碼攝像機實錄動作，通過錄影慢放，運用動作研究原理和方法，對裝配油幫浦的操作過程進行詳細記錄，畫出動素程式圖。
運用影像分析技術對該工序中的每乙個操作進行細微動作研究，根據動作經濟原則，結合「5w1h」提問技術和「ecrs」四大分析原則，提出改進方案。
五、實驗步驟
1．一人一組，**動作影像資料
在計算機上仔細**裝配噴油幫浦的錄影,重點擊取從拿幫浦體至裝好推桿體的裝配過程。為了能夠看清每乙個動作細節，選取適當的慢放速度，反覆**。
2．記錄每乙個動作，繪製動素圖
在慢放錄影的過程中，用動素符號將操作過程詳細記錄下來。
觀測記錄時須集中精力，準確記錄每乙個動作。為避免雙手動作混淆，可先記錄乙隻手，然後再記錄另乙隻手。對每乙個動素的文字說明應盡量簡明扼要，不要漏調每乙個微小的動作。
反覆**錄影資料至記錄完畢為止。
3．繪製現行方法的工作地布置圖
為了進行分析改進，需要將現行方法的工作地布置情況了解清楚。用簡圖的形式把目前的工作地布置情況描述出來。
4．分析改進
根據動作經濟原則對目前的工作地布置和「動素圖」進行分析研究，找出操作問題的動素，採取措施取消無效動素，儘量減少輔助動素，消除「獨臂」式動作，盡量式兩隻手的動作同時開始、同時結束，從而將裝配過程進行優化。在分析改進動作的同時，調整工作場地布置，使其更加合理，更能滿足動作改進的需要。
5．繪製改進後的動素圖和工作地布置圖
在分析改進的基礎上，將改進的方案確定下來，繪出改進後的動素圖和工作地布置圖。
六、實驗報告格式
一、實驗目的
二、實驗裝置和儀器（名稱、型號）
三、實驗的詳細步驟
四、畫出動素圖
1．改進前的動素圖
2. 改進後的動素圖
五、畫出工作地布置圖
1. 改進前的工作地布置圖
2. 改進後的工作地布置圖
六、評價改進效果
七、思考題
1．劃分動素的重大意義何在？
2．現代企業，在趨於機械化、自動化的今天，進行動作研究還有何現實意義？
一、實驗任務
利用秒錶測定s195噴油幫浦裝配作業的標準時間。
二、實驗目的
1．掌握秒錶測時技術。
2．掌握標準時間的制定原理、方法和程式步驟。
3．學會正確劃分各測時單元及其計時點。
4．學會正確查閱「寬放率表」，確定正確的寬放率。
三、實驗裝置、儀器、工具及資料
1．秒錶
2．尺子
3．觀測記錄板、紙、筆
4．記錄**
5．s195型噴油幫浦
6．平口羅絲刀尖頭鑷子料盤尖嘴鉗
7．計算器
8．正常穩定係數表
9．寬放率表
四、實驗原理
1．什麼是秒錶測時
秒錶測時是運用秒錶對作業過程進行時間測定，是時間研究主要方法之一。這一方法幾乎涵蓋了時間研究過程的任何細節，因此，對於初學者而言是極其重要和基礎的過程。
2．秒錶測時的用途
① 決定工作時間標準，用以控制人工成本。
② 制定標準時間，為其他工作提供依據。
③ 決定標準成本，作為標準預算的依據。
④ 決定機器的使用率，平衡生產線。
3．測時單元的劃分
正確劃分測時單元，可以使每一單元的動作數量較少，而且性質相同，以操作單元為單位進行評比，不但容易而且準確。每個操作單元的時間加在一起，同樣等於整個操作的總時數。這是劃分操作單元的主要原因。
劃分測時單元的原則是：
① 每一單元在不影響精確觀測記錄的前提下，越短越好。
② 使人工操作時間(manual time)與機器操作時間(machine time)分開。
③ 單元與單元之間劃分一定清晰，尤其每個單元的起點和終點應易於識別，最好在單元終點有明顯的聲音，確保每個單元可以準確測定。
④ 將固定單元與可變單元明確分開，區分不同性質單元測時的獨立性。
⑤ 規則單元與間歇單元、外來單元須劃分清楚。
⑥ 物料搬運(handling time)時間應與其他單元分開。
⑦ 盡可能是每一人工單元內的操作動素為基本動作（如伸手、握取等），從而易於辨認。
⑧ 測時單元一般不應大於操作單元。
五、實驗內容
本實驗物件仍是s195型噴油幫浦。通過反覆觀測噴油幫浦裝配過程，將測時資料記錄在**中，進行評比，計算出平均正常作業時間，加上寬放，最後確定出噴油幫浦裝配的標準作業時間。
六、實驗步驟
1．實驗分組
兩人一組，一人負責裝配產品，一人負責觀測記錄。
2．實驗準備
布置工作地，將噴油幫浦和工具放在合適的位置，便於操作。
按照「動作研究實驗」確定的s195型噴油幫浦標準裝配方法，反覆練習，直到能夠熟練裝配。
3．劃分測時單元，確定計時點
將噴油幫浦的裝配過程劃分成若干測時單元，每乙個測時單元起乙個名稱。關於測時單元劃分的目的及原則參見實驗原理部分。關於計時點，相鄰的兩個測時單元，前乙個單元的結束點就是下乙個單元的起始點。
4．確定觀測次數
由於工件、材料、零件等放置位置每一次並不完全相同，以及讀取秒錶的誤差、物件規格品質的變化及操作者就是熟練程度方面的原因，需要對某一操作觀測足夠的次數，以保證準確性。
1）任選一操作單元，預先觀測10次，記下所有的觀測數值x1，x2，x3，…x10。
平均值： x=
標準偏差： σ＝=
2) 用三倍標準差法，確定管制上下限
x-3σ,x+3σ】
不在此範圍內的資料視為異常值，應剔除。
3）計算應觀測次數n
用誤差界限法，在誤差未±5％、可靠度為95％的前提下，利用剩餘的觀測數值進行計算。
n={=
5．開始實際觀測和記錄
作業者按預先規定的操作方法和程式進行作業。
觀測者按預先確定的計時點測定每個操作單元的時間，採用連續測時並記錄，直到達到應觀測的次數。觀測資料記錄在表2－1中。
注意：觀測者應站在乙個可以清楚地看到作業者各種操作動作的位置，左手記錄板及秒錶，右手持筆。在觀測記錄的同時，還要注意作業者的工作情況，如作業態度、動作的協調性等，以便進行工**分。
每一張表記錄乙個操作周程，通過上一步驟計算出的需要觀測的次數，填寫相應數量的表。外來單元記錄在**的最下面。
6．工**價
工**價是指對作業者的工作情況進行打分。本實驗主要以作業速度為依據，運用「工**價實驗」所訓練的方法，如果認為作業者按正常速度作業，應打100分；若認為快於正常速度，則大於100分(如105，110，115等)；若認為比正常速度慢，則小於100分（如95，90，85等）。工**價應在觀測記錄結束時當場進行，並將評分記入表2－1所示的相應處。
7．資料處理
1）計算各測時單元的延續時間
測時單元的延續時間（t）＝測時時間終了讀數（rn+1）－測時時間開始讀數（rn）
2）計算各測時單元的正常時間
各測時單元的正常時間＝各測時單元的延續時間×評分÷100
3）計算穩定係數。穩定係數是指每個測時單元的正常時間值中最大值和最小值之比
穩定係數越小（越接近於1），說明某測時單元各次測得的資料波動不大，求出的平均數是可靠的。若穩定係數超過允許數值，說明測時不可靠，應重測。正常穩定係數表見附表。
4）計算各測時單元的平均正常時間。將各張表中相應的測時單元的正常時間取算術平均數，即可得到各測時單元的平均正常時間。
5）計算作業的正常時間
正常作業時間＝各測時單元平均正常時間之和
8．決定寬放率
寬放率是指由於工人個人需要、休息、布置工作地和其他不能控制的延誤所造成的附加時間與作業時間的比值。寬放率因工種不同而不同。
根據作業性質特點，查閱附表中提供的寬放率標準，將私事寬放率、疲勞寬放率、程式寬放率等加在一起決定總寬放率。
9．計算噴油幫浦裝配工作的標準時間
標準時間＝正常作業時間×（1＋總寬放率）
七、實驗報告格式
基礎工業工程實驗指導書2
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