車間現(xiàn)狀改善及設施布局設計

1、第四章 車間現(xiàn)狀改善及設施布局設計4.1 作業(yè)測定 針對第三章提出的在整個生產(chǎn)過程中，大多數(shù)工序沒有標準的、適宜的作業(yè)時間的問題進行分析研究與解決，這里對定子繞線組裝配工藝過程進行秒表時間研究，制定最適宜的作業(yè)時間。通過運用流程分析對涂裝車間現(xiàn)有工藝流程的分析得知，根據(jù)車間生產(chǎn)現(xiàn)場的實際情況，包括人、機、物等條件，在現(xiàn)有條件的情況下制定更為合理的工作方法，以簡化工藝流程、人員的移動、物料的搬運，提升生產(chǎn)效率。作業(yè)測定是在經(jīng)過改善后合理的生產(chǎn)流程上，運用作業(yè)測定技術，測定每個必要工序的作業(yè)時間，并根據(jù)現(xiàn)場情況制定出每道工序的標準時間。1. 秒表時間研究在本次研究中，針對研究對象產(chǎn)品的生產(chǎn)實際情況

2、，決定運用秒表時間研究的方法對作業(yè)時間進行測定。秒表時間研究是作業(yè)測定技術中的一種常用方法。它是在一段時間內(nèi)運用秒表或電子計時器對操作者的作業(yè)執(zhí)行情況進行直接、連續(xù)的觀測，把工作時間和有關工作的其他參數(shù)，以及與標準概念相比較的對執(zhí)行情況的估價等數(shù)據(jù)，一起記錄下來，并結(jié)合組織所制定的寬放政策，來確定操作者完成工作所需的標準時間的方法。秒表時間研究是采用抽樣技術進行研究。它是按隨機的原則，抽選總體中的部分單位進行調(diào)查，以推斷總體的有關數(shù)據(jù)的方法。秒表時間研究以生產(chǎn)過程中的工序為研究對象，在一段時間內(nèi)，按照預定的觀測次數(shù)利用秒表連續(xù)不斷的觀測操作者的作業(yè)，然后以此為依據(jù)計算該作業(yè)的標準時間。由于觀測

3、的時間是限定的，而且是連續(xù)觀測的，所以是密集性抽樣。由于測定時間的選擇完全是隨機的，無論何主觀意圖的影響，因此觀測結(jié)果應具有充分的代表性。另外，用秒表測時法進行觀測的次數(shù)是根據(jù)科學的計算確定的，是能保證規(guī)定精度要求的次數(shù)。觀測結(jié)果的誤差可在觀測之前根據(jù)抽樣的次數(shù)和總體中各單位時間標志的差異程度，事先通過計算，將其控制在一定范圍之內(nèi)，因此計算結(jié)果比較可靠。使用秒表時間研究方法進行時間研究時必須具有以下工具：（1） 秒表（2） 記錄板（3） 時間研究表格（4） 計算器、測量工具、攝影、錄像設備或計時機等近年來發(fā)展的各種數(shù)據(jù)收集站，將數(shù)據(jù)的采集，匯總與打印的功能結(jié)合在一起，可自動安排采樣過程。收集數(shù)

4、據(jù)時只需按有關的鍵即可在屏幕上自動顯示，有編輯功能與統(tǒng)計匯總功能，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡渌嬎銠C上，這就大大提高了時間研究的精度與效率。2.秒表時間研究的過程（1）、確定觀測次數(shù) 秒表時間研究是一個抽樣觀測的過程，為了得到科學的時間標準，需要有足夠的樣本容量。樣本愈大，得到的結(jié)果愈準確。但樣本過大，時間和精力大量耗費，也是不必要的。因此科學地確定觀測次數(shù)，尤為重要。一般的說，作業(yè)比較穩(wěn)定、觀測人員訓練有素、經(jīng)驗豐富、被觀測對象較多，則觀測次數(shù)可少些，否則觀測次數(shù)就要多些。在選擇觀測次數(shù)時，精度與費用之間呈相反變化趨勢，要在二者之間做出最優(yōu)的決策。一般情況下，采用誤差界限法確定觀測的次數(shù)。該法是基于假

5、定所有觀測時間值的變化均屬于正常波動，實用上可視觀測值呈正態(tài)分布，在異常值已經(jīng)剔除后，仍有相當?shù)挠^測值樣本數(shù)。 設是樣本數(shù)為n時樣本均值的標準差（平均數(shù)的標準誤）,為總體標準差，則： （3-1） 要計算平均數(shù)的標準誤，需知道總體標準差（)的值。實際工作中一般得不到這個數(shù)值，因而必須對它進行估計。一般就以樣木的標準差（S）代替總體標準差（），當樣本足夠大時，可用式（3-2）計算： （3-2） 當樣本容量為(保證一定精度要求時應觀測的次數(shù)）時，樣本均值的標準差為： (3-3) 此時，時間研究人員應決定置信水準（或可靠度）及精準度（誤差界限），一般取可靠度為95，精確度為5（樣本均值與總體均值之間的

6、誤差范圍控制在±5以內(nèi)），則： (3-4)式中。0.05為精確度。 將式（3-3）代入式（3-4）式得：則： （3-5） 當樣本數(shù)量較少時，可改用下式： （3-6）同理根據(jù)不同情況的誤差控制范圍，都可運用上述式子計算出應觀測的次數(shù)。為了工作改善而進行時間研究，可根據(jù)作業(yè)周期確定觀測次數(shù)，具體見表4-4所示。表4-4 觀測次數(shù)確定標準作業(yè)周期/min0.10.250.50.751.02.05.010.020.040.040.0以上觀測次數(shù)200100604030201510853由上表和原始測時表可知，電機定子繞線組裝配工藝的觀測次數(shù)為10次。（2）、測時在車間測得秒表時間研究作業(yè)（1

7、.繞線2.下線 3. 成形并絕緣包扎4. 嵌線5. 接線6. 去毛刺整形7. 定子圧形）的時間如下表所示:測時次數(shù)繞線下線成形并絕緣包扎嵌線接線去毛刺整形定子圧形112.1512.1311.3144.315.512.515.0212.1712.1711.5344.115.512.615.3312.1412.1311.2244.215.412.415.3412.1912.1211.4344.315.612.515.5512.1012.1311.2344.115.312.615.4612.2512.1211.3244.515.412.415.4712.1612.1511.3744.2 15.512

8、.515.5812.1512.1411.3543.815.512.315.5912.1412.1211.3144.315.512.515.31012.1612.1311.4144.215.312.415.7121.61121.34113.48443154.5124.7153.912.1612.1311.3444.315.4512.4715.39（3）剔除異常值并計算各單元實際操作時間 剔除異常值假設對某一操作單元觀測n次所得時間為則均值為： 標準偏差為： 正常值為之內(nèi)的數(shù)值，超過者即為異常值。偏差上限為，偏差下限為，在上限與下限之間均視為正常值，凡不在這個區(qū)域內(nèi)的數(shù)值即為異常值，應予以剔除。根

9、據(jù)正態(tài)分布的原理，在正常情況下，若計算同一分布的抽樣數(shù)值，其99.7的數(shù)據(jù)應在均值正負三倍標準偏差區(qū)域內(nèi)。以繞線工序為例，共有十組數(shù)據(jù)，如表4-5所示，=12.16由可求得 0.04偏差上限UCL=12.28，偏差下限LCL=12.04,十組數(shù)據(jù)全部符合要求；同理可得，下線工序0.015，UCL=12.18，LCL=12.09,十組數(shù)據(jù)全部符合要求；成形并絕緣包扎工序0.09,UCL=11.64.LCL=11.06,十組數(shù)據(jù)全部符合要求；嵌線工序0.17，UCL=44.54，LCL=43.86，十組數(shù)據(jù)全部符合要求；接線工序0.09，UCL=15.72，LCL=15.18，十組數(shù)據(jù)全部符合要求

10、；去毛刺整形工序0.09，UCL=12.73，LCL=12.20，十組數(shù)據(jù)全部符合要求；定子圧形工序0.18，UCL=15.93，LCL=14.85，十組數(shù)據(jù)全部符合要求。計算各單位的實際操作時間 異常值提出后，運用剩余的合格數(shù)據(jù)分別求個單元觀測時間的算數(shù)平均值，即為該單元的實際操作時間。由于各個工序所測得的時間都符合要求，故實際操作時間如上表求得的算數(shù)平均值。（4）計算正常時間正常時間是指以正常速度完成一項作業(yè)或操作單元所需的時間，不能直接將上述時間認為是操作者以正常速度操作所需的時間，必須對操作者的作業(yè)進行評定，并以此對觀測時間進行修正，使操作所需的時間變?yōu)椴豢觳宦恼r間。為了更好的進

11、行作業(yè)評定，盡量減少研究人員的主觀影響，通常采用評定方法進行評定。平準化法是應用最廣泛的方法。由羅萊、曼納特和斯太基門德等人在西屋法基礎上進行改進，發(fā)展為平準化評定系統(tǒng)。此法將熟練、努力、工作環(huán)境、一致性四個因素作為衡量工作的主要評定因素，每個因素又分為超佳、優(yōu)、良、平均、可、欠佳六個高低程度的等級。稱為熟練系數(shù)、努力系數(shù)、工作環(huán)境系數(shù)、一致性系數(shù)、表3-6即為評定因素及等級。表4-5 評定因素及等級1 熟練系數(shù)2 努力系數(shù)超佳A1+0.15超佳A1+0.13A2+0.13A2+0.12優(yōu)B1+0.11優(yōu)B1+0.10B2+0.08B2+0.08良C1+0.06良C1+0.05C2+0.03C

12、2+0.02平均D0.00平均D0.00可E1-0.05可E1-0.04E2-0.10E2-0.08欠佳F1-0.16欠佳F1-0.12F2-0.22F2-0.173 工作環(huán)境系數(shù)4 一致性系數(shù)理想A+0.06理想A+0.04優(yōu)B+0.04優(yōu)B+0.03良C+0.02良C+0.01平均D0.00平均D0.00可E-0.03可E-0.02欠佳F-0.07欠佳F-0.04 運用平準化法進行作業(yè)測定，其評定的系數(shù)的計算為：評定系數(shù)=1+熟練系數(shù)+努力系數(shù)+工作環(huán)境系數(shù)+一致性系數(shù)每個工序的評定系數(shù)如下表所示。表4-6 評定系數(shù)統(tǒng)計表工序號工序名稱熟悉系數(shù)努力系數(shù)工作環(huán)境系數(shù)一致性系數(shù)評定系數(shù)1繞線0

13、.080.030.020.011.142下線0.060.050.020.011.143成形并絕緣包扎0.060.050.020.011.144嵌線0.060.02-0.03-0.021.035接線-0.050.050.020.031.106去毛刺整形0.030.0800.011.127定子圧形0.060.020.020.011.11正常時間=觀測時間*評定系數(shù) 表4-7 工序正常時間正常時間繞線下線成形并絕緣包扎嵌線接線去毛刺整形定子圧形T/min13.8613.8312.9445.5317.0013.9717.08（5）確定寬放時間及標準時間 正常時間并未考慮操作者個人需要和各種不可避免的延

14、遲因素所耽誤的時間。根據(jù)前文分析以及現(xiàn)場調(diào)查得出，此處寬放率為14，其中私事寬5，疲勞寬放4，延遲寬放3，政策寬放2。 標準時間=正常時間+寬放時間=正常時間*（1+寬放率） 過以上參數(shù)的計算，將標準時間錄入表4-7中的工時統(tǒng)計表中。 表4-8工時統(tǒng)計表工序號工序人力（人）產(chǎn)出單位（臺）測量工時(min)評比系數(shù)寬放率標準工時（min)1繞線2112.151.1415%15.942下線2112.121.1615%15.913成形并絕緣包扎1111.331.1415% 14.874嵌線2144.071.0315%52.195接線2115.490.0215%19.546去毛刺整形1112.561.

15、1215%16.067定子圧形1115.401.1115%19.654.2生產(chǎn)線生產(chǎn)現(xiàn)狀的改善這里將對第三章提出的生產(chǎn)線的工藝流程不夠完善的問題行一下分析改進:1.根據(jù)找出最經(jīng)濟的移動方法和減少搬運次數(shù)的基本原則對轉(zhuǎn)子的焊接到精車的搬運過程進行改善。 將精車區(qū)的位置與精磨區(qū)的位置交換，交換后，焊接區(qū)距機加工區(qū)即精車工序的距離大大縮短，減少了搬運的距離，電機移動找到了經(jīng)濟的方法。另外，由于搬運距離縮短，并且焊接的過程需要等待，因此，搬運工作可取消專門的搬運工人，改由精車的工人來完成，以提高工作效率，降低成本。 2.根據(jù)盡可能取消不必要的工序和安排最佳的順序兩項基本原則對轉(zhuǎn)子精車后的光滑度以及后續(xù)

16、精磨和精銑工序的過程進行分析改善。 由于95的精車后的電機光滑度檢驗都不能一次性達到標準的要求，需要運回機加工區(qū)再繼續(xù)進行精磨和精銑的工序后再進行第二次的光滑度檢驗，才能符合要求。因此，可將第一次的光滑度檢驗工序取消，直接進行精磨和精銑的工序，然后再運到檢驗區(qū)進行光滑度檢驗。這樣不僅不會降低電機光滑度符合標準的合格率，同時還可以減少2次不必要的搬運過程和一次重復性的檢驗過程。另外，由于減少了2次搬運，也會相應的減少搬運的員工人數(shù)和其他員工的勞動負荷，降低了產(chǎn)品的成本也能提高產(chǎn)品的質(zhì)量。3.根據(jù)使各工序盡可能經(jīng)濟化的原則，對噴漆和上銘牌兩道工序進行必要的改善。由于等待一組噴漆電機干透后才能進行上

17、銘牌的工序，并且，每組噴漆等待漆干的時間較長，大約需要6080分鐘時間。在這段等待的期問，噴漆和上銘牌兩組工人都將處于等待，除去噴漆和上銘牌的工作時間外，單純等待時間大約每組30分鐘。造成了時間上和人員上浪費，因此，將其中一組員工取消，只保留一組。在噴漆后等待的時間里，就可以由這同一組員工完成下面的上銘牌的工作，從而大大提高了勞動效率。 通過以上幾個方面的分析改進，減少了整個生產(chǎn)過程的操作步驟，節(jié)約了車間的空間，縮短了搬運距離，改進后的車間布局及搬運路線圖如圖4-1所示。圖4-1改進后車間路線圖改進后的工藝流程是：拿起壓裝轉(zhuǎn)子至壓裝操作臺穿銅條儲存至十個運至焊接區(qū)焊接等待運至機加工區(qū)精車精銑精

18、磨運至檢驗區(qū)檢驗光滑度運至儲存區(qū)儲存等待運至裝配區(qū)裝配運至噴漆區(qū)噴漆上銘牌。改善后的工藝程序圖如下圖4-2所示。 圖4-2 改善后轉(zhuǎn)子工藝程序圖圖4-3為改善前后轉(zhuǎn)子裝配工藝流程比較圖，從中可以看出改善效果的效果。(1) 改善后轉(zhuǎn)子裝配程序由原來的27個主要流程減少為改善后的21個流程。(2) 改善后的轉(zhuǎn)子裝配過程中的搬運過程由改善前的12次搬運減少為改善后的7次，總路線同時得到縮減。(3) 改善前的等待過程由原來的3次減少為改善后的2次，縮短了單個產(chǎn)品的生產(chǎn)周期。通過以上的分析改進，轉(zhuǎn)子的裝配過程有了明顯的改善，其裝配工序降低了6個工序，更明顯的是，其搬運路線得到了很大的縮減，使得在搬運過程

19、中的時間減少，并且路線的減少使得整個車間的布局有了很大的改善，從而使整個電機的生產(chǎn)成本大大降低了，效率有了明顯的提高。 圖4-3 改善前后轉(zhuǎn)子裝配的工藝流程圖4.2 車間現(xiàn)存問題的改善4.2.1精車轉(zhuǎn)子工序的人-機作業(yè)分析1. 針對第三章提出的車間內(nèi)人機作業(yè)普遍不合理的現(xiàn)象，這里利用人機作業(yè)的方法對精車轉(zhuǎn)子工序進行人員數(shù)及機器數(shù)的重新分配和改善選定轉(zhuǎn)子的精加工這一工序過程進行人機作業(yè)分析,該工序多為兩人一機、三人一機的配置，這里以兩人一機的情況進行分析改進。通過仔細的觀察和記錄，其作業(yè)時間如下表4-1所示：4-1 人-機作業(yè)時間表序號動作分解測量時間（s）評比放寬率工時(s)人機1取未加工的轉(zhuǎn)

20、子51.001.085.42用夾具加好121.001.0812.963測量轉(zhuǎn)子的尺寸101.001.0810.84精車轉(zhuǎn)子481.001.0851.845再次測量轉(zhuǎn)子的尺寸151.001.0816.26取下轉(zhuǎn)子141.001.0815.127擺放好卸下的轉(zhuǎn)子81.001.088.64總計（s）120.9669.1251.84根據(jù)現(xiàn)有兩人操作一臺設備的作業(yè)方式,以人機作業(yè)圖來研究工作人員及設備的利用率。從表4-1中可以看出,作業(yè)人員的利用率只有28.54%，而空閑時間比率卻達 71.46%,顯然作業(yè)人員的利用率很低,人員在作業(yè)過程中有過多的等待時間,其人-機作業(yè)分析圖如圖4-4所示。4-4 精車

21、轉(zhuǎn)子現(xiàn)行人-機作業(yè)分析圖作業(yè)名稱：精加工機器名稱：車床操作者： 研究者： 方法：現(xiàn)行方法機器號碼： 日期： 人車床操作時間操作時間取未加工的轉(zhuǎn)子5空閑5用夾具夾好12空閑12測量轉(zhuǎn)子的尺寸10空閑10空閑48精車轉(zhuǎn)子48再次測量轉(zhuǎn)子的尺寸15空閑15取下軸14空閑14擺放好卸下的轉(zhuǎn)子8空閑8 代表空閑 代表工作 時間單位：秒統(tǒng)計工人機器空閑時間4874工作時間7448周程122122利用率30.32%69.68%2.精車轉(zhuǎn)子的問題的分析由圖中可見，工作中車床2/3的時間沒有工作，這是由于當工人操作時，機床處于停止工作的狀態(tài)；機床工作時工人則無事可做。工人將工件夾緊在機床臺面上和加工后松開夾具、

22、取下零件是必須在機床停止時才能進行的，但加工前后的測量可以在機床工作過程中同時進行。因此要縮短工作周期，應盡量利用機器工作的時間進行手工操作。這意味著工作人員在其空閑時間內(nèi)可以再操作一臺車床。于是可以增加一臺機床由一名工作人員操作，另一名工作人員專門負責檢查的工作，這樣就變成了一個工作人員操作兩臺機器。改進后，精車轉(zhuǎn)子的人機作業(yè)分析圖如下圖4-5所示。4-5 精車轉(zhuǎn)子改良后人-機作業(yè)分析圖作業(yè)名稱：精加工機器名稱：車床操作者： 研究者： 方法：現(xiàn)行方法機器號碼： 日期： 工作人員車床1車床2內(nèi)容說明時間/s狀態(tài)內(nèi)容說明時間/s狀態(tài)內(nèi)容說明時間/s狀態(tài)取未加工的轉(zhuǎn)子5空閑5精車轉(zhuǎn)子19將轉(zhuǎn)子裝到

23、車床112裝未加工的轉(zhuǎn)子14開動車床12關閉車床22精車轉(zhuǎn)子48卸下加工好的轉(zhuǎn)子16卸下加工好的轉(zhuǎn)子14擺放好卸下的轉(zhuǎn)子8空閑13取未加工的轉(zhuǎn)子5將裝轉(zhuǎn)子到車床212裝未加工的轉(zhuǎn)子12開動車床22空閑5精車轉(zhuǎn)子29關閉車床12卸下加工好的轉(zhuǎn)子16卸下加工好的轉(zhuǎn)子14擺放好卸下的轉(zhuǎn)子8空閑8統(tǒng)計工作人員空閑時間：5s 操作時間：86s 周程時間：91 利用率：94.51%車床1空閑時間：13s 操作時間：86s 周程時間：91 利用率：94.51%車床2空閑時間：13s 操作時間：86s 周程時間：91 利用率：94.51%3.對精車轉(zhuǎn)子進行人機作業(yè)分析后的改進結(jié)果通過上面的分析改進（見圖4-5

24、），整個精車加工轉(zhuǎn)子的周程時間由原來的122s提高到了91s，提高了31s，使得整個生產(chǎn)周期有了很大的降低，雖然工作人員的工作時間由原來的74s變?yōu)?6s,但其空閑時間卻降低到了5s，是原來工作人員空閑時間的9倍，時間利用率由原來的28.54%變?yōu)楝F(xiàn)在的為94.51%，時間利用率有了很大的提高；其次，車床1和車床2的工作時間都是86s，空閑時間都是5s，工作效率都是94.51%。工作人員的時間利用率提高了近3倍，即在相同的時間內(nèi)精車轉(zhuǎn)子的數(shù)量是原來的3倍，這樣就大大降低了生產(chǎn)成本，提高了其生產(chǎn)效率，生產(chǎn)效率提高了將近33%。4.2.2 定子下線及接線工序的雙手作業(yè)分析 針對第三章提出的作業(yè)人員

25、的雙手負荷不平衡的問題，這里通過方法研究中的雙手作業(yè)分析的方法，對定子下線及接線的工序進行分析與改善，使作業(yè)人員的雙手負荷趨于平衡，以減輕工作人員的疲勞狀況和提高雙手的作業(yè)效率。1.下線工序的雙手作業(yè)分析（1）工序現(xiàn)狀記錄現(xiàn)行方法下線的雙手作業(yè)過程如圖4-6所示。由圖可知，雙手負荷不平衡，左手大部分時間處于空閑狀態(tài)，右手的工作量明顯大于左手。 圖4-6 下線工序現(xiàn)行雙手作業(yè)圖工作：下線開始：雙手空閑結(jié)束：完成下線工作左手操作右手操作內(nèi)容描述操作符號操作符號內(nèi)容描述 等待移至銅線等待拿起銅線等待移至工作臺等待移至絕緣紙等待拿起絕緣紙等待移至工作臺持住用絕緣紙將銅絲包好等待至固定條等待拿起固定條等

26、待至工作臺放入固定條持住等待至鐵盒等待拿起鐵盒等待至工作臺放入盒中持住等待取出固定條等待調(diào)整位置總計2114782（2）雙手作業(yè)的分析通過對下線工序的進一步分析后，可以發(fā)現(xiàn)工作人員的雙手操作比較隨意，左手80%的時間基本上處于空閑狀態(tài)，而其右手卻一直處于工作狀態(tài)。通過分析后可以發(fā)現(xiàn)，右手主要負責拿銅條、絕緣紙和固定條等至工作臺和包裝銅條、取出固定條的工作，如果在右手拿取銅條的同時左手去拿絕緣紙，可以節(jié)省一次拿取的過程的時間；左手主要負責將包好的銅條放入固定條和放入鐵盒的工作，其余時間都處于空閑狀態(tài)，可以配合右手同時進行工作。這樣改進后的下線工序的雙手操作分析圖如圖4-7所示。圖4-7 改進后雙手作業(yè)分析圖工作：下線開始：雙手空閑結(jié)束：完成下線工作左手操作右手操作內(nèi)容描述操作符號操作符號內(nèi)容描述 移至絕緣紙移至銅線拿起絕緣紙拿起銅線移至工作臺移至工作臺持住用絕緣紙將銅絲包好至鐵盒至固定條拿起鐵盒拿起固定條至工作臺至工作臺持住將銅絲放入固定條等待取出固定條等待調(diào)整位置總計242264（3）改進效果 由圖4-7可以看出，通過左右手部分動作的合并，下線工序的操作步驟有了明顯的減少，由原來的17步下降到10步；左手的空閑時間有了明顯的減少，由原來的14