《工业工程综合实践》实验指导书2011

实验指导书《工业工程综合实践》课程

学院：

学号：

专业（方向）年级：

学生姓名：

福建农林大学机电工程学院生物机电工程系

2011年 6 月 10 日

1 前言

工业工程是一门实践性很强的学科，单纯学习理论、原理而不通过实验、不了解企业、不深入企业现场，不到实践中去，就不能真正掌握这门学科的知识。

通过工业工程综合实验使学生加深对理论课程原理、方法的理解，提高学生的观察能力、理解能力，培养学生的独立思考能力，开发学生的创造能力，强化学生的学习研究能力，都具有重要的意义。

2 实验基本要求

通过工业工程综合实验，使学生能正确掌握工业工程常用测试方法，熟练掌握有关工业工程分析软件；科学而有效地将人员、物料、设备、能源和信息等要素设计和建立成一个集成系统，并不断改善，从而实现更有效的运行；对生产系统进行规划、设计、评价和创新；最终提高生产率和效率、降低成本、保证质量和安全，获取多方面的综合效益。

3 实验教学方法

指导教师讲解、演示后，学生分组自己动手做完每个实验。培养学生应用所学知识解决问题的综合能力及动手能力。

4 综合实验学时分配

学时分配如下表:

5 实验内容

5.1 工业工程综合实验系统各模块认识(实验一)

5.1.1 实验任务

工业工程综合实验系统演示及各模块认识,为后续的4个综合性、设计性实验打下基础。

5.1.2 实验目的及训练要点

1）对工业工程综合实验系统有一个全面的了解；

2）了解各模块的功用、特性；

3）掌握工业工程综合实验系统的使用方法。

5.1.3 实验设备、仪器、工具及资料

工业工程综合实验系统如图所示。

5.1.4 实验内容及步骤

1）工业工程综合实验系统总体介绍；

2）操作演示内容包含自动化立体仓库、自动化生产线、模拟生产车间环境物流、生产监控分析、信息分析等。

5.1.5 实验报告要求

1)画出工业工程综合实验系统功能框图。

2)简述工业工程综合实验系统各子系统的功能。

5.2 动作研究与模特排时法(实验二)

5.2.1 动作研究

5.2.1.1 动作研究实验任务

利用影片分析技术对195型喷油泵装配过程的操作单元进行细微动作研究，寻求最佳作业动作。

5.2.1.2 动作研究实验目的及训练要点

1)掌握影片分析方法。

2)掌握细微动作研究的原理与方法。

3)学会用动作经济原则改善动作。

4)熟练使用动素分析软件（工业工程分析软件）进行细微动作研究。

5.2.1.3 动作研究实验原理

（1）动作分析的意义与目的

动作分析在方法研究中属于第三层次，它是在程序分析、操作分析的基础上，研究人体的各种操作的细微动作，发现作业者无效的和不经济的动作，寻求省力、省时、安全和最经济的动作，使操作更加简便有效，减轻工作疲劳，降低劳动强度，提高工作效率。

（2）影片分析方法

影片分析方法就是研究者用摄影机以较高的速度将研究内容拍摄下来，再以正常的速度来放映，从慢动作图像中对各种操作的细微动作进行研究的方法。这种分析方法适用于作业动作重复程度高以及操作速度快的场合。因为在上述场合一般用目视分析的方法很难看清动作完成的详细过程，更难发现其中的优秀动作或者多余和笨拙的动作。而用影片分析法就能很好地解决这个问题。目前由于技术的发展，多采用数码摄像机进行拍摄，输入电脑以后，再用专门的软件进行播放，可以根据需要用任意速度慢放，甚至能够做到一帧一帧放映，满足动作分析的要求。

（3）18种基本动素

人的动作虽有千变万化，但构成这些动作的基本动作是很有限的，这些基本动作称之为动素。按照有关国际标准，这18种动素的符号、名称、缩写、颜色如表1所示。

（4）动素的分类

以上18种动素根据其作用的不同将其划分为三大类：

1)有效动素。有效动素是指对操作有直接贡献的那些动素，包括伸手、握取、移物、放手、装配、拆卸、使用、发现。

2)辅助动素。辅助动素是指对操作起辅助作用的那些动素，包括寻找、选择、检查、持住、定位、预定位。

3)无效动素。无效动素是指对操作没有任何作用的那些动素，包括计划、休息、迟延、故延。

5.2.1.4 动作研究实验设备、仪器、工具及资料

1)计算机。

2)视频播放软件。

3)观测板。

4)纸、笔。

5)录像资料。

5.2.1.5 动作研究实验内容及步骤

本实验使学生通过录像对实际生产现场进行观测，了解工艺现状，找出存在的问题，运用所学知识，设计出改进方案。具体内容为：运用动作研究的原理和方法，通过录像，对装配195A型喷油泵从拿泵体至装好推杆体的操作过程进行详细记录，画出动素程序图，然后运用“影片分析技术”对该工序中的每一操作进行细微动作研究。根据动作经济原则，结合“5W1H”提问技术和“ECRS”四大分析原则，提出改进方案。最后使用动素分析软件（工业工程分析软件）进行细微动作研究并与人工分析对比。

实验步骤如下：

1)观看录像资料，熟悉装配过程

在计算机上利用视频播放软件仔细观看工人装配195A型喷油泵的录像过程，重点选取从拿泵体至装好推杆体的装配过程。为了能够看清每一个动作细节，选取适当的慢放速度，反复观看。

2)记录每一个动作，绘制动素图

在慢放录像的过程中，用动素符号将操作过程详细记录下来。

观测记录时须集中精力，准确记录每个动作。为避免双手动作混淆，可先记录一只手，然后再记录另一只手。对每一个动素的文字说明应尽量简明扼要，不漏掉每一个微小的动作。反复播放录像资料至记录完毕为止。

3)绘制现行方法的工作地布置图

为了进行分析改进，需要将现行方法的工作地布置情况了解清楚。通过录像资料，用简图的形式把目前的工作地布置情况描述出来。

4)分析改进

根据动作经济原则对目前的工作地布置和“动素图”进行分析研究，找出存在问题的动素，采取措施取消无效动素，尽量减少辅助动素，消除“独臂”式动作，尽量使两只手的动作同时开始、同时结束，从而将装配过程进行优化。在分析改进动作的同时，调整工作地布置，使其能够更加合理，更能满足动作改进的需要。

5)绘出改进后的动素图和工作地布置图

在分析改进的基础上，将改进的方案确定下来，绘出改进后的动素图和工作地布置图。

5.2.1.6 动作研究实验报告要求

1)画出改进前后的动素图和工作地布置图。

2)评价改进效果。

3)动素分析软件（工业工程分析软件）进行细微动作研究并与人工分析对比结果。

4)填写喷油泵装配作业动素分析表2。

表2 喷油泵装配作业动素分析表

5.2.1.7 动作研究思考题

1)划分动素的重大意义何在?

2)现代企业，在趋于机械化、自动化的今天，进行动作研究还有何现实意义?

5.2.2 模特排时法

5.2.2.1 模特排时法实验任务

用模特法确定装配195型喷油泵的标准时间。

5.2.2.2 模特排时法实验目的及训练要点

1）掌握用模特法确定作业标准时间的方案。

2）能用模特法正确表示作业者的各种动作，正确区分作业者的同时动作、时限动作和被时限动作。

5.2.2.3 模特排时法实验原理

模特法是预定动作标准法的一种，是作业测定的一种新的技术。运用模特法，无须经过现场测时，只要根据工作物蓝图、工作地布置图和操作方法，就能预先计算出完成一项工作所需要的正常时间。模特法根据人体工程学和疲劳研究的结果证明，动作速度太快会造成人的能量消耗过多，易引起疲劳；动作速度太慢，能量消耗也会增加，也容易引起疲劳。速度与能量的关系是，当速度提高1％时，能量消耗也会随之增加约1％；速度下降到某一临界点后再减速l％时，则能量消耗反而增加0.5％。模特法把能量消耗最低的速度作为基准，使操作者的劳动紧张程度适当，因而使劳动者保持充沛的体力。模特法把人的动作与时间融为一体，只要确定了人的动作，就可以知道动作所需的正常时间。

模特法有如下几个特点：

1)动作时间是以手指移动2.5cm所需时间为最小单位(1MOD)，身体其他部位动作的时间都用手指动作时间的整数倍来表达。

2)模特法把身体各部位的动作划分为21种，其中11个为基本动作，10个为身体及其他动作。

3)1MOD的时间值确定为0.129s，使用中可根据实际情况适当调高或降低。

4)动作符号不但表示动作，而且也表示时间。比如M3，即表示小臂的动作，也表示时间消耗为3个MOD。动作符号和时间紧密结合，这是模特法与其他预定时间系统最大的区别，也是模特法的最大特点。

5.2.2.4 模特排时法实验设备、仪器、工具及资料

1)195型喷油泵。’

2)活扳手、一字形螺钉旋具、尖嘴钳。

3)“动作研究实验”改进后的动素图、工作地布置图。

4)MOD分析表。

5.2.2.5 模特排时法实验内容及步骤

本实验1人l组，研究内容仍然是195型喷油泵的装配工作。根据“动作研究实验”所确定的标准操作法，分析喷油泵装配过程中每个动作的模特表达式，并记录在MOD分析表中(见表3)。

实验步骤如下：

1)明确195型喷油泵装配的标准作业法

根据“动作研究实验”所确定的改进后的动素图和工作地布置图，明确195型喷油泵装配的标

准作业法。可根据手边的实物按照标准操作法进行模拟。

2)记录左右手的动作分析式

分析左右手的动作，将各自的模特表达式记录在表3中。注意：两只手的同时动作一定要记录在同一行中，并用简短的文字加以说明。

表3 MOD分析表

3)记录MOD分析式

左右手的动作分析式记录完成后，分析记录MOD分析式。要注意分清哪些是可以同时进行的动作，哪些是不能同时进行的动作，特别要注意分清时限动作和被时限动作。

4）计算正常作业时间

根据表3中的MOD分析式，计算模特值，累加在一起，换算成普通时间，即是喷油泵装配的正常作业时间。

正常作业时间=MOD值×0.129

5）确定标准时间

根据上一步骤中计算出的正常作业时间，再加上一定的宽放时间，就成为标准时间。具体计算内容及查阅宽放率，参见“秒表测时”的有关内容。

6）对比分析

将计算出的标准作业时间值与“秒表测时”所得出的标准作业时间值进行对比分析。正常情况下，两个数值应该比较接近，如果相差较大，应分析原因。

5.2.2.6 模特排时法实验报告要求

详细列出模特法确定标准时间的步骤。

5.2.2.7 模特排时法思考题

1)试述模特法的工作原理。

2)模特法的主要用途有哪些?

编写人:机电工程学院生物机电工程系方文熙教授

动素分析：通过观察手、足动作和眼、头活动，把动作的顺序和方法与两手、眼的活动联系起来详尽地进行分析，用动素记号记录和分类，找出动作顺序和方法存在的问题，单手等待以及不合理动作、浪费的动作等问题并加以改进的一种分析方法。

参考例：电阻元件插入电路板的动素分析表

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