(Industrial Engineering)的概念
1-1IE 的定义
ɡ应用分析、设计的原理、技巧,并配合数学、自
然科学、社会科学等专门知识和经验,且透过
「设计」、「改善」、「标准化」来进行人、材料、
设备等生产要素的综合,以建立良好的工作系统,
并使系统所期待的机能可稳定发挥。
ɡ「设计」─对未来的工作制定新系统。
「改善」─对现行的工作系统修正为更好的系统。
「标准化」─使设计或改善后的系统能落实,以
发挥应有的机能。
ɡIE 的基础部份就是工作研究。而工作研究又分类
如下:
流程分析ɡ大处着眼
方法研究
工作研究 动作分析ɡ小处着眼
时间研究
1-2 工作研究的价值
ɡ系统化研究以发现最佳的方法。
ɡ决定作业标准最精确的方法。
ɡ决定标准时间最精确的方法。
ɡ应用范围宽广,无论直接或间接单位皆可应用。
ɡ教育训练的有效工具。
2.流程分析
2-1 流程分析的内容及其应用的工具
ɡ从整个制程或一系列的操作做全盘考虑,分析下
列项目:
工程的分割、顺序、配置合适否?
作业是否多余或重复?
搬运、停滞、储存的次数是否太多,时间是
否太长?
进而改善工作程序、方法,增加净作业比例及
有附加价值之作业,以提高工作效率。
相关的分析工具有:
制品
工程分析表
(FLOW PROCESS CHART)
作业者
制品
流程线图
(FLOW DIAGRAM)
ɡ从某工作站、分析作业者的操作方法、或作业
者与机器间的相对关系,进而改善操作方法,
以缩短工时或提高机器效率。一般称为联合工
程分析,其相关分析工具有:
人机器程序图
多动作程序图
操作人程序图
2-2 流程图分析图表的作用
可将工作的基本资料如搬运路线与距离、操作
时间、制造数量、设备与机器产能、工作方法、
使用的材料与工具等,具体、清晰地显示出来,
以突破记忆力的限制,进而明确地把握问题的
作業者
所有现象,以有效地进行改善。
2-3 流程分析的符号
符号 意义 说 明
○ 操作
直径 3/8”的圆圈。凡一件物品、
或目标经有意地改变其物理或化
学性质,此改变性质的过程称为
操作。故操作常使材料、零件或
加工更进一步接近完成。当然操
作包含有事前准备及善后处理。
ɡ 搬运
空心箭号。凡有意改变物体之位
置,由一处移至另一处,即为搬
运。但其移动,如为操作或检验
所附带发生者,则非搬运。
ɡ 检验
每边 3/8”之正方形,为鉴定物体
(原材料、零件、半成品、成品)的
性质与规格之异同,而给予试验,
比较或证明其数量及品质,称为
检验,检验须有标准。
D 停滞
正写的大”D”字,由于预定的次一
行动(如操作、搬运、检验)未马上
发生,而产生的时间空档,此空
档为非必要,或非控制情况之下
产生者。
ɡ 储存
为物品的保存或维持,但此行动
是在可控制的状态下,故储存行
动的取消,须经制度或法定上的
认可,如领出物料,须经有关人
员签可。
2-4 工程分析表
ɡ何谓工程分析表
由”ɡ”、”ɡ”、”ɡ”、”D”、”ɡ”等五种事象
的符号构成,而将整个制程作详尽记录的图
表。可利用此表来分析搬运距离,次数,停
滞与储存时间等隐藏成本的浪费。
可分为:
制品工程分析表─
说明制程中原料、在制品或零件被处理的过
程。
作业者工程分析表─
说明操作者一连串的作业过程。
ɡ绘制方式:
以印刷好的表格绘制,格式有很多种,如附
件。
直接以手绘于白纸上,如下例:
搬運距離(M) 單位時間(M) 2112 機底橫架(4)
8 呎長角鋼
(1”t)
工程分析表的中央填写分析记号,右侧写作
业内容或条件等,而左侧则写所需时间、搬
运距离。
ɡ工程分析的实施步骤:
确定分析的目的
明确问题是什么?目的是什么?
如生产流程上之瓶颈,距离太长的运搬,物
体 人 员 流 动 反 复 恒 高 , 增 进 厂 房 利 用
率……….等。
现场调查前的收集资料
如设计图、工厂工作场所配图、作业人员表、
材料基准表、机器设备一览表、工程程序表、
试 验 检 查 规 定 、 作 业 指 导 单 、 生 产 预 定
表………..等有关的制造数据。
儲於 2’高架上
搬至手推車
運到#2 鉋床
10
300 5
决定分析单位的数量
如每 100 个当作分析单位,则无论那一过程
皆应以 100 个进行分析。
收集资枓以作成分析表
ɡ在工作现场进行,最好询问有关的领班,
尽量不要询问作业者或离开现场在房间内
询问领班。
ɡ确实而不遗漏的收集资料,存疑的地方须
调查,勿以想象、猜测方式处理。
ɡ勿只靠询问,必要时,得收集过去的资料
或以实测方式来补足。
ɡ工程分析记号是以目的分类,即考虑「为
什么要做?」来分类,如:某零件经热处理
后,放于地上 2 个小时,若以型态分类,
则就放置而言是属于停滞;但放置的目的
是为了使其自然冷却、或使其硬化,以改
变该零件的性质,故应视为操作。
ɡ搬运距离的写法,可仅记录每个分析单位
的总搬运距离,亦可以在距离栏以下列的
格式记录:
(1 次的搬運距離)*(每個分析單位的搬運次數)
總搬運距離
至于距离的测定以目测即可,通常一步以
内的距离可不记入。
ɡ时间的写法,类似距离的写法,可仅记录
总时间,亦可以在时间栏以下列的格式记
录:
关于”D”、”ɡ”的时间计算,可用粉笔于零
件上写上开始时刻,当发生其它事象时,
再记上当时改变的时刻。
分类、整理
统计目前方法中各事象的次数、距离、时间,
以发现问题的重点或做为改善前后的评估。
检讨并提出改善构想
ɡ应用 5W1H 检讨
WHAT─做什么,以排除不必要的工作。
WHERE─地点何在,以掌握合理作业场所,
及作业单位。
WHEN─何时,以改变组合顺序。
(一個單位的時間) * (分析單位的數量)
總時間
WHO─谁做,以做好作业分配。
HOW─如何做,方法究简化、合并、重排
等。
WHY─为何,以排除不必要的工作。
ɡ应用预先设计好的质问表。
ɡ检讨时最好能配合「流程线图」
ɡ检讨时发现任何值得注意的事项均予记
录,然后依 原则思考改善构想(E
─剔除,C─合并,R─重排,S ─简化)。
构想具体化
产品: 工 程:
地点: 分析者:
部门: 日 期:
符号. 改善要点 符号时
间
分
距
离
m ○ ɡ ɡ ɡ
原来方法
说 明
剔
除
简
化
合
并
重
排
时
间
分
距
离
M ○ ɡ ɡ ɡ
改善方法
说 明
總 計
方 法 原來 改善 節省
操作次數○
搬運次數ɡ
停滯次數
檢驗次數□
儲存次數ɡ
所需時間(分)
搬運距離(M)
2-5 流程线图
ɡ何谓流程线图
将工厂建筑或工厂布置以缩小比例绘制平面图,
而将机器、工作地点等依正确相关位置绘妥,
并记入前述 5 个分析符号。至于,流动方向则
以箭号表示。
例:
滑
道
點數台
廢品桶 隔板
11
8
7 2
8
8
7
2
6
5
1413
1
2
1
接 收
辦 公 室
料
架
料
架
1
桌子 桌子
磅秤
送貨車
牆
開包處
接收台
料架
╳应用
可依制品或人员之流路线分别绘制。
线图主要用于搬运之分析。
能显示是否走回路、或是否有没必要的搬运,
或是否有过于拥挤的路径。
线图与工程分析表连用,效果更佳。
2-6 联合工程分析
╳何谓联合工程分析
用于分析在同一时刻、人与机器或人与人之
联合活动的各种动作,以发现作业者与机器的
闲置时间,以进行工作改善; 尢其人力不足,
设备昂贵时更须应用。
╳联合工程分析的目的
去除无意义等待、平衡作业负荷。
製品流程圖
檢查台
5 4
9
2
决定人员负担自动机器作业的合理台数,或
联合作业小组(多人组合)的大小。
╳符号说明
符号 名称 表作业者活动 表机器活动
操作
人在一定场所工
作
机器在加工
准备 往别的机器移动
停机而让作业者
安排、收拾
闲置
什么皆没做,或
做无意义移动
什么皆没做而任
由机器停止、空
转
╳分类
人机程序图
多动作程序图
2-7 人机程序图
╳何谓人机器程序图
对于由一位或数字作业者配合一台或数台
机器的情况下,进行联合工程分析所用的图表,
叫人机程序图。此图可将机器操作周期与工人
操作周期之相互时间关系,正确而清楚表示。
╳制作步骤
就工作的一个完整周期的内容,分别制作各
作业者与机器的分析表。
测定各作业事象的标准时间(含适当宽放)。
作好适当的时间标尺。
明确各作业者与机器同时开始时的对应事
象。
将各作业事项依时间长短以柱状图表示。
检讨”作业者与机器之能量充分利用否?””
各操作周期平衡否?”
2-8 多动作程序图
╳何谓多动作程序图
对于数字作业者共同以小组方式进行同一
目的之工作时,记录各作业者在同一时刻所对
应事象的图表。应用此图可掌握各人工作量不
均衡或时间配合不佳而造成等待的情况。
╳制作步骤与人机程序图相同
2-9 操作人程序图
配合时间标尺,将左右手所有动作与空闲依其
正确相互关系记录下来,至于使用的符号,较简
单者仅应用「○」、「╳」、「D」三种符号。
图号 1 张号 1 之
1 统计
现行 建议 节省
周时 (分)
产品:B239 锅件
图号 B239/1 人
程序: 机
工作
人 铁制第二面
机
空闲
人
机
机器: 速度 经
速
Cincinnati 80
15
四 号 立 铁
in/min
利用程
度
操件人: 编号: 人 60%
制图员: 日期: 机 40%
时间(分) 人 机 时间(分)
.2 移开铁成件,以压缩空气
清洁
.2
.4 量面板深度 .4
.6 经去毛边,以压缩空气清
洁
空闲 .6
.8 放入箱内,取新锅件 .8
以压缩空气,清洁机器
将锅件夹于夹头,开机,
自动清洗
工作、精铁第二面
空闲
人机程序图
時間 電氣工與助手裝配工與助手 索具工 檢索工
作業時間 等待時間
0
1
2
3
4
5
6
多重作程序图
安裝加熱器
鎖蓋子
取下索具
上蓋子
去蓋子
修加熱器
取加熱器
鬆蓋子
繫銷具
檢查與調
整觸媒
图 号 工作站布置图 现况/
件 名车把横梁
操 作挤凸
操 作
人
陈文山
绘 图
日 期
左手说明
符
号
距
离
时间 时间
距
离
符
号
右手说明 备注
伸 至 材 料
处
ɡ 46 D
选 取 材 料
握持
○ D
移 至 机 器
前
ɡ 50 D
装 置 左 文
件杆
○ ○
装入橡胶握
持
握持 ○ ○ 装入右档杆
将 料 件 置
于模具中
○ ○ (同左手动作)
D 50 ɡ 移至把手
D ○
旋紧把手闭
合模具
左 右
档 杆
可 否
一 次
装入
件
完
成
擠 壓 機
料件 。
沖
桿
╳
操 纵 油 压
挤凸
○ D
操 纵 油 压
退回
○ D
D ○ 旋开模具
操作人程序图
3.动作分析
3-1 动作分析的概念
ɡ意义
分析细微的身体动作,对于不必要的动作,
如无效、浪费者,考虑将之删除;而对于有效
动作,则思考如何改进,以使操作更简便有效,
效率更形提高。
ɡ动作分类
目视动作分析─
目视观测,如操作人程序图。
动素分析─
美国吉尔布瑞斯(Gilbreth)夫妇首创。将动作
细分成 17 个动素(Therblig),以动素来进行
动作研究。通常用在重复性较高,且周期时
间(Cycle time)较短的手工操作。
ɡ动素分类
第一类:进行工作的要素。
第二类:阻碍第一类工作要素的进行。
第三类:对于工作无益的要素。
ɡ工作速度的增加,不仅靠动作速的提升尚包含动
作型式、内容、移动过程等之效率化。
3-2 动素说明
ɡ动素的记号
类别 动素 简写 记号
空手移动
(Transport empty)
TE ︶
握取
(Grasp)
G ∩
载重移动
(Transport loaded)
TL 。
对准
(Position)
P ٩
装配
(Assemble)
A #
拆卸
(Disassemble)
DA 廾
第
一
类
使用
(Use)
U U
放手
(Release)
RL 。
寻找
(Search)
SH
选择
(Select)
ST
检验
(Inspect)
I
思考
(Plan)
PN
第
二
类
预对
(Preposition)
PP
持住
(Hold)
H
不可避免的迟延
(Unavoidable delay)
UD
可避免的迟延
(Avoidable delay)
AD
第
三
类 休息
(Rest for Overcoming
fatique)
R
ɡɡ空手移动─始于手开始朝向目的物,终于手抵
达目的物。常于「放手」之后,或于「握取」
之前发生。
ɡ握取─
利用手指或手掌充分控制物体,始于手指接触
物体、终于物体已被充分控制。常在「空手移
动」与「载重移动」间发生。
ɡ载重移动─手或身体的某一部位将物体由一处
所移至另一处所,常在「握取」之后,或在「放
手」、「对准」之前发生。
ɡ对准─
将物体移到正确的关系位置,常在「载重移动」
之后,或在「放手」之前发生。对准有下列几
种情形:
ɡ按照一定之方向。
ɡ数种方向均可。
ɡ任何方向均可。
ɡ装配─
两个以上的对象配合在一起,常在「对准」或
「载重移动」之后,而在「放手」之前发生。
ɡ拆卸─
将组件分解,使一对象脱离他对象的动作,常
在「握取」之后,或在「载重移动」、「放手」
之前发生。
ɡ使用─
使用工具或机器设备以进行操作的目的。以手
或手指代替工具,如以手「撕」、「切」、「钻」、
「搓」、「捏」、等情形,亦视为「使用」。「装
配」、「拆卸」、「使用」皆称为复合动作,常可
分解为别的基本动素。
ɡ放手─
将所持的对象放开,为「握取」、「持住」的相
反动素。
ɡ寻找─
以眼、手等五个感官寻找对象的正确位置。通
常复杂的作业、反复次数少的作业、不安定的
作业等,由于不易记住东西放在何处,故越会
发生「寻找」动作。
ɡ选择─
从两个以上的同种物体中,选取其一。「选择」
常发生于「空手移动」与「握取」之间。若「寻
找」的时间很短,且与「选择」不易划分时,
可将「寻找」省略。
ɡ检验─
判定对象的品质、数量是否合乎标准。
ɡ思考─
决定下一行为所考做的考虑,表现在外则为迟
疑、犹豫等,有边「思考」一边工作,亦有停
止动作而专心「思考」。「寻找」、「选择」、「检
验」、「思考」等心理活动,若与身体部份的动
作重复实行时,可将心理活动的分析省略。
ɡ预对─
将所握取的对象改变为随时可进行下一动作的
方向或姿态。易发生于「握取」之后,很少单
独发生,常与「载重移动」复合发生。
ɡ持住─
以手指或手掌连续「握取」对象并保持静止状
态。
ɡ不可避免的迟延
操作过程中,由于无法控制的因素而发生不可
避免的等待。如作业者等候机器作业、或双手
作业时,一手工作,另一手等待。
ɡ可避免的迟延─
操作过程中,因作业者的缘故而使工作中断,
如工作方法不当,不注意或懈怠等。
ɡ休息─
为恢复疲劳,而停止身心活动。
ɡ动素分析的例子(单手):
动 作 说 明 符号
手伸到杯子 ︶
抓住杯子 ∩
将杯子运到瓶子 。
更改杯子方向
将杯子定位于瓶口 ɡ
将杯子插入于瓶口 #
放开手 。
将手回复原状 ︵
4.动作的经济原则
4-1 概念
ɡ何谓动作经济原则
是吉尔布斯(Gilbreth)继基本动作理论后订
定之。
有效活用人类能量为寻求最适当的作业和
作业域,使人的疲劳减为最低,可以确实容
易实施。
操作且有用的工作量能大为提高的经验法
则。
ɡ分类
人体的运用。
工作场所布置。
工具及设备的设计。
ɡ基本原则
能进行动作的部份有效地活用,并使动作平
衡。
动作的量尽量节约,从动作次数减少或动作
距离缩短考虑。
使动作尽量以轻松、自然的节奏进行,并考
虑应用动力装置。
4-2 说明
ɡ人体的应用
两手应同时开始且同时完成动作。
除了休息时间,两手勿同时空闲。
两个手臂的动作应该以同时反向、对称进行。
动作应考虑以最低的级数而获得满意的结
果。
物体运动惯性应尽可能利用,如需用力制止
其运动时,应尽量减至最小程度。
连续的曲线运动比方向突然改变的直线运
动好。
自由摆动(弹道式)的运动比受限制的运动轻
松。
动作尽量有轻快自然的节奏感。
身体其它部位能进行的动作,应尽量应用。
ɡ工作场所布置
工具、物料应放置于固定处所(定位)。
工具、物料应预放于工作场所,以减少中断
工作去寻找的时间。
料盒装料并应用重力使物料滑送到使用的
处所;最佳的运搬即是没有运搬动作。
工具、物料应放置于最大工作范围内,若能
放于正常工作范围内更佳。
材料、工具应依动作顺序排列。
完成品尽可能用「坠送」或「弹送」,使作
业者不须动手。
应设置适当照明设备。
工作台及坐椅的型式、高度应使作业者坐立
皆适宜。
工作场所的颜色,应使作业者感觉明亮舒服。
ɡ工具及设备的设计
以夹具或脚踏工具代替手的「持住」动作。
尽可能将两种以上的工具合并。
应按照各手指的能力分配适当的负荷。
工具或机械的把手,应配合手握持的形状,
且与手的接触面增大。
机器上的手轮、杠杆、十字杆的位置设计,
应使作业者不改其姿势。