工业工程方法研究论文

方法研究在企业中的应用设计

摘 要：现阶段我国的制造业面临国外劲敌的激烈竞争，国外企业拥有更加成熟的技术和理论支持，与之相比我国的制造业先天不足，更是缺乏对工业工程技术的认识和运用，并且存在产品创新能力差，研发周期长，生产效率低，资源浪费严重等致命问题。为了占有一席之地，就必须利用科学理论与技术提高产品质量、降低生产成本、提高生产效率。本文通过方法研究的研究技术解决生产系统中存在的等待、过多搬运、布局等方面的问题，提高企业的生产效率。本文采取先分后总的阐述方式，先概述方法研究的理论，之后从工艺程序分析、作业分析、动作分析各举例说明，最后综合运用三者和PDCA循环系统地分析了蜡模制造的过程，针对一些环节提出改进措施，收效颇丰。 关键词：工业工程;方法研究；PDAC循环法；制造业

Apply method research to the production of the enterprise design

Abstract:Currently the manufacturing industry of our country has been faced the fierce competition of foreign competitors with more mature technology and theory.By contrast,the manufacturing industry of our country is defective when it was born,even is short of knowing and application of the technology of industry engineering with the deadly problems of being short of innovation capacity,low production efficiency,long development cycle and serious waste of resources.To have a place in market,we must use scientific theory and technology to polish up product quality,to reduce the cost and improve production efficiency.This article uses the knowledge of methods research to figure out the problems of delay,layout and moving in production system for improving production efficiency.This article expound in partly then totally.It introduces the theory of methods research firstly,then giving the instances of craft procedure analysis,movement analysis and working http://stly it uses the PDCA cycle and three previous methods to analyse wax mould in system,then putting forward the improvement measure with huge harvest.

Key words：Industry Engineering;Methods research;PDCA cycle ;Manufacturing industry

1引言

1.1选题原因

生产制造业是工业的核心组成部分，是国民经济的支柱。经济全球化的浪潮和加入WTO，使我国

逐步成为世界工厂。跨国公司相继投资建立企业和研发中心，加剧国内市场的竞争，我国制造企业必须直面跨国公司在技术、资源、人才等方面的激烈竞争。

本论文从实际出发通过方法研究用尽可能少的人力、财力和能源，从而达到最佳的生产效率。基于生产实际，运用工业工程专业知识，解决生产的实际问题、简化产品生产流程、改善工人工作环境、生产工具等，提出具体的解决方案为原则，具有一定的现实意义，使效益差的企业重新获得生命力重回市场，效益好的企业拥有更强的竞争力。

1.2研究目的

我国制造业目前在生产上仍较为粗放，提高制造业的制造水平，既是国民经济发展的要求，又是制造业自身发展的要求，同时也是企业应对国内国外市场竞争、提高自身经济效益的要求。最根本的解决途径就是尽快应用科学的管理理论和方法，并将理论的方法应用到生产实际中。本文通过运用基础IE中的方法研究的系统研究技术，解决生产系统中存在的等待、过多搬运、布局等方面的问题，提高企业的生产效率。

1.3研究现状

美国的工业工程发展有数学、经济管理、人因学、各种工程技术支持，以系统工程、运筹学、现

代信息技术为工具，用量化的分析方法多种因素系统中的实际问题，进行系统分析和优化设计。中国工业基础薄弱，制造业的管理基础明显落后于发达国家。虽然工业工程在中国是发展迅速，但是企业只看到发达国家的企业管理成功经验，却看不到其背后的技术体系。中国的工业工程仍处于起步阶段，这与中国的生产力和科技水平有关系。但高瞻远瞩的不乏其人，广东科龙集团，沈阳飞机公司等都在应用IE方面收效不少。综上可以得出经济形态的转变和企业制度的改善至关重要。

2.1方法研究

运用各种分析技术对现有工作方法进行记录、考察、分析和改进，设计出最经济、最合理、最有效的工作方法，从而减少人员、机器的无效动作和资源的消耗，并使方法标准化的一系列活动。 2.2.2方法研究的内容

方法研究是要对已有的方法经过分析加以改进，对尚未实行的方法进行设计，通过改进工作(作业)的工序或流程、改进工场的布置和工具、设备的设计，达到消除一切浪费，最大限度地节约资源、节省时间，减少不必要的疲劳，减轻劳动强度及提高原料、设备的利用率，提高生产效率，最终目的是

要寻求一种最佳的工作方法。

方法研究主要从以下几个方面为着眼点进行研究: （1）流程分析 （2）作业分析 （3）动作分析

（4）生产线平衡 （5）动作量节约原则 （6）工作场所的布置原则 （7）工具和设备的设计原则

2.2.3方法研究的层次

方法研究的分析过程具有一定的层次性。一般首先进行程序分析，使工作流程化、优化、标准化，然后，进行作业分析，最后再进行动作分析。程序分析是对整个过程的分析，最小单位是工序;作业分析是对某项具体工序进行的分析，最小单位是操作;动作分析是对作业者操作过程动作的进一步分析，最小单位是动素。方法研究的分析过程是从粗到细，从宏观到微观，从整体到局部的过程。用图可表示成图2-2的形式。图中“工序”是指一个或一组工人，在一个工作地点，对一个或一组劳动对象连续进行的操作；“操作”是指为了达到目的，使用一定的方法所完成的若干个动作的总和，它是工序的基本组成部分；而“动素”则是指构成动作的基本单位，如伸手、移物等。

动素分析

图2-2 方法研究层次图

3方法研究的应用

3.1工艺程序分析的应用

工艺程序分析是方法研究的基础，如果未作程序分析，预先发现某个工序在整个流程中根本不必要，就先做微观的作业分析或动作分析，就可能造成较大的浪费。现以液晶电视机及其遥控器装箱工艺程序为研究对象进行程序分析。

液晶电视机及其遥控器装箱工艺程序现行方案如图3-1所示。

现有的液晶电视机及其遥控器装配程序工艺图

（1）现状分析

根据图3-1 中的统计结果，发现液晶电视机及遥控器装配共有12次加工，4次检查。运用5W1H，ECRS四大原则进行分析。首先，看能否有取消的工序；其次，看能否将工序进行合并或重排；再次，看能否将工序简化；最后，看能否使工艺过程更好。具体分析过程如表3-2所示

表3-1 分析过程表

提问

检查干燥剂数量与并装入塑料袋能合并吗？

检查电视机外观能取消吗？

箱子成型能取消吗？ 检查箱子破损能取消吗？ 贴出厂标签能取消吗？ 检查外观与贴出场标签能合并吗？ 电视机装入塑料袋内、装上保护衬能取消吗？ 检查干燥剂数量与并装入塑料袋内能取消吗？

检查箱子破损与成型能合并吗？

检查遥控器外观、装入塑料袋内、再放入纸箱内能取消吗？

检查遥控器外观与遥控器装入塑料袋能合并吗？

回答 能 不能 不能 不能 不能 能 不能 不能 能 不能 能

（2）改进方案

通过表3-1的提问分析，发现上述工序均不能取消，但可以通过工序合并，达到优化的目的。改进后电视机及遥控器装配工艺程序如图3-3所示。

（3）改进效果

通过合并加工与检验工序，使总加工次数由原来的16次减少为12次，缩短了加工时间，提高了工作效率和企业绩效。

3.2作业分析的应用

作业分析是以人为主的详细研究，使得作业者、对象、工具三者科学合理布置，达到减

轻劳动强度、消耗、时间，提高产品质量和产量的目的。作业分析包括人机作业分析、

联合作业分析指多个作业人员共同作业于一项工作时，对作业人员时间的工作分析，排除作业人员作业过程中的不经济、不均衡、不合理等现象一种分析方法，设法调配工作对象、取消空闲和等待、缩短周期。

现在以车间搬运零件作为研究对象进行作业分析。车间用吊车搬运零件，每天有工人甲和乙负责将零件装入集装箱，装满后，由吊车搬运到车间出口处暂存。吊车只能搬运一箱，来回一次需要5分

钟，而一人装满一箱需要10分钟。现行方法如下：

第一次5分钟：吊车运送工人乙装的No2集装箱，工人甲处在装No1集装箱的状态；工人乙处于等待状态。

第二次5分钟：吊车处于等待状态；工人甲仍处于装No1集装箱的状态；工人乙处于装No2状态。

第三次5分钟：吊车运送工人甲装的No1集装箱，工人乙处在装No2集装箱的状态；工人甲处于等待状态。

车间原有联合作业图，如图3-3左侧部分，然后对此记录图用“5W1H”提问技术来分析并用“ECRS”四大原则进行改善，改善后的联合作业图如图4-3右侧部分，最后将现行方案与改进后的方案进行比较，可见改善后的效率大大的得到了提高。对现行方案的提问如下:

首先对第一个5分钟提问： 问：工人乙完成了什么？ 答：什么也没做，正在等待 问：是否必要？

答：按现行方案，工人乙必须等待集装箱，所以等待是必须的。 问：为什么？

答：因为现行方案工人甲、乙各装一集装箱，故当工人乙装满一箱由吊车运走后，必须等待集装箱返回。

问：有无更好的方案，避免工人乙在第一次5分钟内的空闲？ 答：工人甲和乙可以同装一箱，省去等待集装箱回来时间

图3-3 改善前后联合作业分析

由图3-3可见,通过改善后,甲、乙、吊车三者均不等待，15分钟可装运三箱。生产周期由15分钟降至10分钟节省了33%的时间，提高搬运效率。

3.3动作分析的应用

动作分析对于现在的车间加工作业来说相当重要，将加工动作科学细分，运用动作分析方法合理安排加工动作，使其标准化来规范加工。动作方法具有减少动作数、双手同时进行动作、缩短动作距离、轻快动作四大经济原则，但是考虑到轻快动作很大程度上取决于个人的先天情况，故本文暂时忽略此原则。

生产工具的好坏、摆放位置直接影响到人的情绪、工作热情，生产工具、摆放位置可以减低工人

的劳动强度甚至提高工作效率。现在以车间生产过程中的生产工具、细节作为研究对象进行研究分析。下面就例举四个在实际生产过程中运用动作分析原则并且非常简单但是有效的措施来体现动作分析的作用。

（1）如图3-4中，料斗中是否还有原料，改善前操作者要站立起来观看方能判断。改善方案在料斗中间位置开一个透明的有机玻璃观察口，操作者坐着就能判断原料的有无，这样既可以减少动作数，又可以减轻眼的疲劳。

用观察窗口减少眼的活动

（2）如图3-6中改善前直接从操作台上拿起夹钳，作业途中需要改变夹钳的握持方向才能使用夹钳。改善方案将夹钳插在支架套筒中，按使用姿势握取夹钳，取消了“改变夹钳握取方向的动作”

图3-5 改善夹钳的放置方法

（3）如图3-7中，改善前物料箱呈一字排列，最远处的物料箱在人体正常作业范围外。改善方案将物料箱布置成圆弧形，使其全部分布在人体正常范围以内，缩短了动作距离。

图3-6 物料箱的布置与动作距离

（4）如图3-7中，改善前采用普通货架，从中取出物料需平均移动60cm,并且要用力抽出货物。改善方案将货架倾斜，前设制动销，可以防止货物下滑。从此货架上取出货物，货物借助重力沿斜面

滑出，平均移动距离为20cm.

图3-7利用倾斜倾架缩短动作距离

3.4方法研究的综合应用

以上是将方法研究在实际生产中的改进方法分成工艺程序、作业分析、动作分析三块，是相互独立开来阐释的，没有科学地阐述方法研究的系统性。故下面就综合应用方法研究分析并解决一个实际生产过程中难以解决的问题。下面就以PDCA循环为框架，以方法研究为具体解决手段来具体分析某一产品的质量改进步骤。

1选择课题

由于本学期的课程安排，我们系统地学习了材料成型学，在课程实习时我们亲自到加工车间参观学习，在泛凯斯特公司的加工车间我发现熔模铸造的蜡模的制造存在资源分配不合理、员工劳动能力闲置等问题，应用方法研究的知识改善蜡模的制造还有很大的提升空间。蜡模的唯一形状就决定蜡模铸件一一对应关系。蜡模质量直接影响铸件的精度和成本，因此制造蜡模是熔模铸造的关键工序，对其的方法研究也意义非凡。 2掌握现状

2.1为了全面了解生产过程并为后面的分析作准备，工艺流程分析是在研究和改进前的必须过程，所以通过咨询车间员工、制造工程师和查阅相关资料获得工艺流程的步骤，绘制了蜡模制造的工艺流程图。

蜡模制造工艺流程图

2.2在现场观察中，发现操作工人是把每3个压型作为一个操作单元，利用制作蜡模中的冷却和干燥这2个无人操作的时间来穿插3个蜡模的制作。每一组蜡模的制作时间为48s，平均一件制作时间为16s，若以1个蜡模为1组，则1件制作时间为32s。由此可见，现状的制作从表面上似乎已经提高了1倍生产效率。 3分析问题原因

综合运用因果分析法和方法研究中的5W1H提问技术和ECRS原则进行系统地分析蜡模制造过程中存在的缺陷，以便提出相应的改进措施。 3.1工艺程序图分析

压型是蜡模在整个操作过程中的载体，一个压型每次只能生成一个蜡模，但是整个做蜡模的过程包括干燥和冷却都有大部分时间没有操作工人参与，工人劳动能力闲置，故很明显此处存在很大的改进空间。同时，发现每次工人花费一秒的时间旋开蜡料管的开关，加剧手腕的疲劳和阻碍工作效率的提高。

3.2双手操作分析

第一，搬运操作占用了大量的时间，共为8s占总时间( 32 s)的1/4，若能缩短搬运次数或时间那么工效提升不在话下；第二，仅拿来注蜡料管旋开就占用2s，旋开操作费时费力，值得改进；第三，左右手分工不平衡，左手存在大量闲置时间，右手多为搬运和操作，劳动强度分配很不合理。 4拟定实施对策

4.1按式开关代替旋式开关

动作经济原则的基本思想是尽可能减少工人的疲劳，发挥工人最高效率，合理布置工具和设备。原来的蜡料管的开关是旋开的，工人每次需耗用1s的时间来打开此开关。将旋式开关改进成按式开关，不仅缩减操作时间，同时减小了操作工人腕部的疲劳，可谓一举两得。 4.2增加两个压型

整个工作过程中7处搬运都是必须的操作过程，都是拿来或送回工具、物料、成品，不能被取消、重排和简化，其操作时间也不可能大幅度缩减，唯一的办法只能减小它们在总时间中的比重，充分利用每次工具或料源被拿来的机会。对于上面的操作过程，完全可以增加1次蜡模的制作数量使每拿来1次高压水枪可以清理多个压型；每拿来1次夹压型工具夹住多个压型；每拿来1次蜡料管注满多个压型；每次冷却多个蜡模。 4.3左右手分工平衡

对于右手送回工具拿来并旋开蜡料管、注入蜡料、移开蜡料管拿来冷却水管3个过程的操作，左手一直是等待状态，右手进行两次搬运和一次操作。对这3个操作进行5W1H提问后，再根据ECRS原则中的重排原则得出改进方案，就是将原来的右手移开蜡料管拿来冷却水管操作分配到左手上，与原来送回工具拿来并旋开蜡料管右手操作同时进行。改进后的方案，不仅平衡了左右手的操作而且缩减操作步骤和减少操作时间。 5确认效果

5.1通过对压型工具的改造和操作的重排，使每个蜡模的制造时间由改进前的16s缩减至8s，生产效率提高一倍，极大地提高了生产效率。

5.2改进后的工艺流程，在冷却和干燥工序上多消耗了时间，这使蜡模的强度增加，取蜡模时的完好率和表面质量会增加，在无形中增加成品率并且提高产品质量。

5.3利用动作经济性原则，改造工具并发挥工人最高的操作效率，同时改进后的双手操作工程有助于减轻劳动强度，充分体现以人为本的思想。

6防止再发生和标准化

针对蜡模制造存在的问题，上面已经提出改进措施，但是为了是改进方法能够更加具有科学性和合理性，就要再次对其分析，验证有效性。但是考虑到实际情况，前两种措施的效果及相应问题要在实际

生产中才能发觉，因此本文对第三种左右手平衡措施进行分析验证。首先绘制改进后的双手操作分析表，以增强说服性。

表中的清理、检查、注蜡料等操作由于每个新压模做出三个蜡模，故操作时间也变为原来的三倍。采用冷却和干燥的空闲时间来穿插三组蜡模的制作方法，那么冷却和干燥时间就不得不从原来的7s和8s变为现在的11s和12s。虽然改进后的冷却和干燥耗用了更长的时间，但是每一组蜡模的制作从原来的三个增加到了九个。每组蜡模的制作时间为72s， 平均一件蜡模为8s。换言之，改进后每一个蜡模相当于只耗用了原来时间(16s)的一半，工作效率提高了一倍，同时蜡料延长冷却和干燥时间有利于确保蜡模质量，又是锦上添花。由此我们可以认为第三措施是很正确的，在实际生产中具有很强的可操作性，对于提升蜡模质量和产量具有举足轻重的作用。 8总结

从以上一系列的分析方法中我们可以看到方法研究在蜡模制造中具有得天独厚的作用，在对生产工艺流程和双手操作分析时应用5W1H法和ECRS原则后，明智地改进生产工序和平衡双手操作，挖掘出被忽视的资源浪费细节，达到提升企业生产效率的目的。同时找出尚未解决的遗留问题纳入下一轮PDCA循环，为制定下一轮改进计划提供依据。

结语

本文把方法研究的理论和方法应用到加工车间的实际生产当中，针对蜡模制造存在的实际问题做出了系统分析，并从整体出发对一些工序环节做了详细分析，继而提出相应的改进措施，到达提高人机配合程度和科学布置相应工序、提高生产效率、降低生产成本的目的。综上也可以看出方法研究是企业降低成本，提高质量和生产率的有力手段，但是目前国内众多企业对这些科学的方法不够重视，更缺乏系统性的应用，希望我国的企业能够认识到工业工程相关知识的重要性，并且能够早日纯熟系统地应用，使我国的制造业能够更上一层楼。 参考文献:

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附注：由于排版的关系，只能将联合作业图置于此处，望见谅！

致谢

大学本科阶段学习生活即将结束，在本论文撰写行将完成之际，首先请让我对一直以来给予我耐心指导和悉心帮助的老师和其他一些老师们表示最衷心的感谢和最诚挚的敬意！他们严谨细致、一丝不苟的工作作风一直是我工作、学习中的榜样；他们循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。

感谢全班所有同学，在四年的工作和学习中，给了我无尽的鼓励与帮助，我们结下了深厚的友谊，度过了人生最难忘的一段时光。

在论文即将完成之际，我的心情无法平静，一起探讨和学习的人们即将分开，让我对从开始进入课题到论文的顺利完成以及大学四年学习中，给了我无限帮助的所有师长、同学、朋友，表示我最最诚挚的谢意。