IE在企业现场的研究毕业设计说明书.docx
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IE在企业现场的研究毕业设计说明书
IE在企业现场的研究毕业设计说明书
前言
工业工程（IE）是以系统效率和效益为目标的工程技术。
它直接面向生产运作，它综合运用数学、人因学、经济学、管理学和社会科学等方面的专门知识与技术，使用工程分析的原理和方法，对人、设备、能源和信息组成的系统的运行进行评价和优化。
工业工程的突出特点是着眼于系统整体，追求最佳整体效益。
这是大多数企业改变效率低、效益差、质量不高、浪费大的状况所需要的实用技术。
本文主要是应用工业工程专业知识对飞兆国际电子科技产品有限公司的生产过程进行分析、评估、优化，结合所学知识对作业现场进行管理，对可能存在的问题提出自己的建议。
整个工作过程涉及到工业工程专业的多个方向，包括基础工业工程、人因工程、质量管理等，从不同的角度对产品的生产过程以及生产环境和质量进行分析、评估、优化改善。
全文共六章，第1章简单介绍企业与课题；第2、3、4章主要是从工业工程的角度对生产过程进行改善和优化；第5章是从质量控制角度对前几个月的质量情况进行评估和分析；第6章是从人因角度对现场的工作环境和工作台进行分析和重新设计；论文结构多为先对所需理论或者常识进行简介，然后根据企业的现状结合研究方法和步骤进行分析研究，通过对改进前和改进后的前后对比，获得研究成果，再对研究成果进行评析。
设计过程中和写论文的时候引用了相关文献和参考资料，并得到许多人的帮助，包括我的指导老师和飞兆国际电子有限公司的员工们，在此我表示衷心的感谢。
由于水平有限，文中若有不足之处，敬请评阅老师批评指正。
第一章绪论
1.1课题介绍
IE在飞兆企业作业现场的应用研究是企事业单位委托性课题，针对南京作为中国电力自动化设备生产基地，2006年公司投资500万美元成立的南京飞兆电子科技有限公司，主要是以集成电路板的生产车间为实地进行取样和分析，以及对车间现场的作业联系自己所学进行相关分析。
1.2企业简介
飞兆国际电子有限公司（FaithInternationalElectronicsCO.LTD）与南京工程学院（NanjingInstituteofTechnology）合作共建飞兆电子与自动化生产实训基地。
飞兆电子公司具有较强的专业集成电路、电子零件的生产技术能力和多年的生产经验，是通讯电子集团公司、消费类电子产品生产厂家、设计公司的指定供应商。
业务涉及通信、数据通信、消费类电子产品、计算机以及工业应用等领域的生产。
其主要有三个车间分别是SMT、THT和装配车间。
表面组装技术SMT（SurfaceMountTechnology）是新一代电子组装技术，它将传统的电子元器件压缩成为体积只有几十分之一的器件，从而实现了电子产品组装的高密度、高可靠、小型化、低成本以及生产的自动化。
将这些元器件装配到电路上的工艺方法成为SMT工艺，相关的组装设备则成为SMT设备。
组装方式及其工艺流程主要取决于组装元器件的类型和组装的设备条件。
大体上可分为单面组装工艺、单面混装工艺、双面组装工艺和双面混装工艺四种类型。
1.3相关理论及研究方法
1、应用基础IE的理论，使用动作分析、方法研究、作业测定等方法，对作业现场进行动作分析、时间研究。
2、从人因角度出发，以企业作业现场为研究对象，运用工业工程的知识和方法，分析工作人员动作，研究降低工人劳动强度，提高工人生产率的途径。
对环境、设备等做出有效的分析改善。
3、研究设施规划与物流、生产线平衡等内容，对现场设施布置和物流进行分析，提出改善方案，达到生产效率的优化。
4、对达宝易软件进行学习和运用，通过达宝易进行时间与动作研究，并与MOD法分析作比较确定标准工作时间。
5、还应用Excel2010、UG、Minitab、VB等软件进行相关设计。
第二章企业现场的方法研究
2.1方法研究概述
工作研究（workstudy）是方法研究和作业测定的总称。
方法研究是对现有的和拟议的工作方法进行系统的记录和严格的考察，开发出简单易行和有效的工作方法。
其着眼点是挖掘系统的内部潜力，要求不增加人员、设备、和投资的情况下，借助于改善现行的方法和管理来发展生产、提高效率。
作业测定的实质是向管理部门提供一种方法，用以衡量完成某项操作或者一系列操作所需的时间，找出无效的时间并区分有效时间及其性质和数量。
图2-1方法研究与作业测定的关系
2.1.1方法研究简介
一、方法研究的具体内容：
1、改进工作及作业程序；
2、改进工厂及工作地的布置；
3、简化操作，减轻劳动强度；
4、有效的利用材料、机器设备和人力等；
5、创造良好的工作环境，实现安全生产；
6、对工作做出正确评价。
二、方法研究的特点
1、求新意识
永不自满、永无止境的求新意识，力图改进，不断创新。
2、系统整体优化
方法研究首先着眼于整个工作系统、生产系统的整体优化（程序分析），然后在深入的解决关键的局部问题（操作分析），再进而解决微观问题（动作分析），从而达到系统的整体优化，其相互关系如图2-2所示。
图2-2方法研究着眼点的关系
三、方法研究的主要分析技术
记录用的图表也称为方法研究的分析技术，一般包括程序分析、操作分析和动作分析三种类别，即方法研究的三个层次，它们组成了由整体到局部，由粗到细的分析技术体系，如表2-1所示。
表2-1方法研究的主要技术
类别
名称
特点与目的
程
序
分
析
生产流程分析
应用工业工程分析符号描述生产系统全部概况及加工工序之间的相互关系，分析研究生产性和非生产性活动改进的可能性
工艺流程分析
在生产流程分析的基础上以部件或者零件为分析对象，作进一步的详细分析，研究工艺流程的合理性
加工路线分析
以作业现场为对象，对现场平面布置及物料和作业人员的实际移动路线进行分析，研究改进平面布置和缩短移动路线的可靠性
业务流程分析
以某项业务为对象，记录业务实施的全过程，研究业务内容重组和简化的可能性
操
作
分
析
双手操作分析
以单人的作业为对象，分析双手操作的内容，研究改进工作地布置和作业方法的可能性
人-机操作分析
以单人单机或者多人多人单机的作业为对象，分析人与机器设备的相互配合，研究提高人-机作业效率的可能性
联合操作分析
以多人或者多人单机的联合作业为对象，分析各作业间的协调配合，研究提高多人联合操作作业效率的可能性
动
作
分
析
动作要素分析
以组成作业的一系列动作为对象，记录动作的基本单位——动素，分析研究简化动素-动作的可能性，以达到提高作业效率的目的
微细动作分析
以摄影、摄像机为工具，记录作业的操作活动，分析操作的合理性并加以改进
2.2程序分析
2.2.1程序分析简介
程序分析是以产品的整个制造过程为研究对象的一种系统分析技术，它是按作业流程从第一道工序至最后一道工序，从第一个工作地到最后一个工作地，从原材料入厂到产品出厂所进行的全面分析和全过程分析。
表2-2程序分析基本记录符号
符号名称
符号
符号含义
操作
○
使加工对象发生物理或者化学性质的变化，以增加其价值的活动
搬运
移动加工对象所进行的活动
检验
数量检验
□
进行数量检验的活动
质量检验
◆
进行质量检验的活动
停滞
停放
加工对象在生产过程中的暂时停放
储存
▽
加工对象在生产过程中有计划的存放
设计中主要采用了生产流程分析和工艺流程分析两种程序分析方法。
2.2.2生产流程分析
生产流程分析是以产品的整个制造过程为研究对象的一种系统分析技术。
根据加工对象的不同的生产过程，生产流程可以分为直线型、装配型和分解型。
1、主体分析
主体分析是对生产过程的整体性研究，通过现场观察和调研，采用相应的符号对事实进行记录，然后对每项活动进行考查提问，针对存在的问题采用四大技巧（ECRS）等进行分析和改进。
从图2-3可以分析看出，各工序对主体分别进行多个元器件的焊接操作，可以把相邻的焊接合并成一个焊接，这样既保证工艺也保证了帮助操作者取消了多余和重复的动作。
图2-3装配生产流程图
2、辅助分析
辅助分析是从结构、功能、工序等的配合程度来进行研究分析，有产品分析、原材料、零部件分析、校验分析、搬运分析等。
产品分析：
在飞兆企业的时候，发现二极管的引脚很长，每次焊接完成后还得专门的人来剪短引脚，如果要是把二极管的引脚做的短一些那么就可以去除用来剪短引脚的时间。
原材料分析：
在搜集数据的时候发现，盛放二极管的盒子都差不多，这显然不利于零部件的抓取，也不符合人因工程；在参观公司以后，觉得公司不错的地方是有的二极管有海绵垫子这样就不会滚动了。
校验分析：
飞兆企业在电路板方面的检验还是比较注重质量的，先是二极管的检验，接着两次目检，然后是测试，最后装配的时候还要测试一遍，这在保证质量方面决定可以放心。
搬运分析：
由于是电子版的制作，所以搬运是少不了的，在飞兆企业，有专门的储存箱和运输工具，也很不错，基本在工业工程看来已经做得很好了。
2.2.3工艺流程分析
工艺流程分析是运用表2-2例示的符号详细记录研究对象的实际工艺过程，发现和分析存在的问题，提出改进方案的一种分析技术。
1、SMT车间现状
图2-4SMT车间的工艺流程图
加工设备依次为：
进板机—印刷机—高速机1—高速机2—泛用机—回炉焊。
2、存在的问题及改善
由于SMT车间时一个独立的车间，而且基本上是自动化完成，除了中间个别的人工，基于设备的布局，不存在物流生产线的交叉迂回，也没有多少的运输距离，故在加工路线的改进上基本问题不大，只是中间人工的安排还需进一步改善，从而更加完善生产线。
2.3操作分析
操作分析是通过对以操作者主体的工序的详细研究，使操作者、操作对象、操作工具三者科学地组合、合理地布置和安排，达到工序结构合理，减轻劳动强度，减少操作的工时消耗，以提高产品的质量和生产效率为目的而进行的分析。
根据研究对象的不同，操作分析可以分为人机操作分析、联合操作分析、双手操作分析。
表2-3双手操作分析表（改进前）
2.3.1双手操作分析
生产现场的具体操作，主要靠操作者双手完成。
因此，双手操作分析是双手操作为对象，记录其动作，表示其关系。
1、现行方法
该工序是将1个电阻和几个电容器焊接到电路板上，现行的操作程序及工作步骤（改进前）如表2-3所示。
表2-4双手操作分析表（改进后）
2、改进方法
在对每一个操作运用5W1H（为什么做why、何处做where、何时做when、何人做who、做什么what、如何做how）和ECRS（取消、合并、重排、简化）等方法进行了分析和改进后，确定了新的操作程序并试着建立了标准，同时对作业者进行了培训。
改进后的作业方法如表2-4所示。
2.3.2人—机操作分析
进行人—机操作分析时要细致地观察生产过程中工人的手动操作的内容、时间和机器的机动时间，调查、了解在操作周期内机器运作与工人操作的相互关系，绘制成人—机操作分析图，充分利用机器与工人的闲余能量来平衡操作，寻求提高工效的操作方案。
1、现行方法
表2-5人-机操作分析图（现行方法）
操作人员
机床
说明
时间
说明
时间
空闲
10
运转
100
取料
5
将料装上机床
30
卸下废料
55
这里不得不提它特殊的地方，就是飞兆企业车间的SMT车间自动化非常高，所以在人机操作分析这阶段非常有限，比如车间就没有专门的安排人员来负责机器原料的供给，一盘贴片材料在装取的时候，机器不停，也就是说机器24小时工作，除非维修阶段；而工作人员要么在更新产品的时候换机器的操作程序（修改程序的时候也是机器照常运转），要么给机器换贴片盘，更新产品我们没有看到，说实话这个一年也就换几次，所以做起来不符合经济原则，而贴片盘的更新，一盒贴片盘可以用到差不多3个小时，所以要是专门派人负责也不符合经济原则，另外，工业工程主要是微观分析，这么长时间范围的改善显然不符合经济原则。
故这里通过分析得出针对人机操作分析的方法来进行作业改善不现实。
2.4动作分析
动作分析是在进行了程序分析及操作分析以后，以操作的动作为对象进行详细分析研究。
其目的是通过对工作时人体部位动作的分析研究，去掉多余的动作，把不必要的动作组合成标准动作系列，并设计与之相适应的工位器具以开发合理、高效的工作方法。
表2-6动素符号及说明
分类
序号
名称
字母符号
象形符号
说明
第
一
类
1
运空
TE
空手接近或离开目的物
2
抓取
G
用手抓紧或触及目的物
3
运实
TL
移动目的物
4
定位
P
将目的物对准位置
5
装配
A
组合两个以上的目的物
6
分解
DA
分解目的物
7
使用
U
使用器具进行操作
8
放物
RL
放下目的物
第
二
类
9
寻找
Sh
眼睛寻找目的物
10
发现
F
眼睛注视目的物
11
选择
St
从两个以上目的物中挑选一个
12
检查
I
将目的物与规定的标准比较
13
思考
Pn
为确定下一个动作而发生的判断思考
14
预位
[PP
为避免定位动作而放置目的物
第
三
类
15
保持
H
持住或者支撑目的物
16
延迟
UD
不可避免的停滞
17
休息
R
为消除疲惫恢复体力的停滞
18
故延
AD
可以避免的停滞
表2-7THT车间工位1装配作业动作分析表
结论与分析：
根据上表可以看出，左右手的第一类动素“搬运”过多；第三类动素“保持过多”应该尽量取消；因为不管是搬运还是保持，这些都是非产生直接价值的动作，所以应该尽量避免。
第三章企业现场的作业测定
3.1作业测定常识
作业测定即工作衡量，是运用各种技术来确定合格工人按规定的作业标准完成某项工作所需的时间。
作业测定是在合理的工作方法基础上，测定必要的作业时间，通过评比、宽放等技术，制定合理的标准时间，并以此作为制定劳动定额的依据。
制定标准时间的方法一般有经验判断法、历史记录法、作业测定等三种。
其中作业测定有四种主要方法秒表时间研究、工作抽样、预定时间标准法（PTS）、标准资料法。
工人在生产中的工时消耗，可分为定额时间和非定额时间其构成如图3-1所示。
图3-1工时消耗分类图
1、标准时间
所谓标准时间就是在适宜的操作条件下，用最合适的操作方法，以普通熟练工人的正常速度完成标准作业所需的劳动时间。
图3-2标准时间的构成
标准时间=正常时间+（正常时间×宽放率）=正常时间×（1+宽放率）其中：
宽放率=（宽放时间/正常时间）×100%
标准时间=正常时间/（1-宽放率）
3.2达宝易软件的简介
运用工业时效分析软件，对飞兆企业THT车间的部分工位进行模特法分析，首先，对达宝易的软件的学习。
达宝易工业时效分析软件是北京创时能科技发展有限公司在熟知工厂现场改善需求后，用现代IT技术研制而成的最先进的动作与工时分析软件，是把在作业场拍摄的录像转换成计算机可操作的MPEG4的形式后用鼠标点击相应窗体即可进行动作与工时分析的软件。
■现场调研只需摄影、不需IE技术，省力又省时间。
■图像做到了逐帧播放、逐帧编集，只需使用鼠标点击即可进行非常精确的动作分析。
■图像和分析表一体化，可以随时指向你所想要观看的任何一个动作图像。
■在进行动作分析后，所记录的作业时间可按到作业周期、按动作特征种类等单位进行时间合计及各种统计计算，其统计结果直接输出给MSExcel。
■可删除多余动作，对每个标志动作可以以不同的速度进行编辑播放，动作研究非常方便，制定标准作业时间相当简单。
■可指定标志反复播放，有助于发现问题（比如查找出次品的原因），萌发改善方法。
■对每个标志动作可输入注意事项，与录像播放连动，最合适员工培训。
■可将分析结果直接打印成带有静止图像的作业指导书（《工艺指导书》）。
■利用双画面同时播放的对比功能，既可进行改善前后的比较，也可进行不同作业者之间的比较，用于技术指导和培训非常方便。
达宝易工业时效分析软件不仅在设定标准作业时间、作业工程改善方面起着重要的作用，它还是新员工培训的有效工具，同时也在提高产品质量方面发挥着巨大的作用。
1、动作与工时研究，用于偏差分析和仿真分析
有许多生产分析人员为了进行偏差分析或仿真分析，对某些工序的作业时间建立过数学模型（即找出接近于现实的统计函数），但分析人员最为头痛的是基础数据的取得，到现在为止，最为常见的方法是秒表计测法，但这种方法需要人力和时间，分析、整理也非常繁锁，而且不精确。
另外一种常见的方法是用摄影机摄下现场作业，然后在办公室一边看录像、一边用手记录时间，这种方法除了花很长的时间看录像外（往往是利用现代技术所需时间的3到4倍），数据偏差大、整理也非常繁锁。
利用达宝易工业时效分析软件，一边看录像、一边点击鼠标即可精确地记录时间，而且被记录的时间己电子化，可方便地输出到MSExcel，分析人员不需加工即可进行统计分析，大大节约了分析时间。
分析报表名称如图3-3所示。
图3-3达宝易输出表名称
图3-4视频分析界面
2、动作与工时研究，用于设定标准时间
达宝易工业时效分析软件可以将整个录像记录分成多数个录像段（标志录像），对每个标志录像可以任意调速进行播放。
熟练工作人员可以通过反复观看不同速度的录像来判断其标准作业时间。
由于可以任意设定标志录像，对每个标志录像可进行调速，所以设定标准时间不受所拍录像主人公的能力影响，也就是说设定某个作业的标准时间时，拍一次录像就行了，不需要求平均值。
图3-4所示为视频分析界面。
3、动作分析，删除多余动作、改善工程
达宝易工业时效分析软件可以设置删除标志，在播放时认为是多余的动作均可删除不播，另外对于某些动作经过改善后可减少的动作也可删除不播，可模拟工程改善后的效果，如图3-5所示为操作改善界面。
图3-5操作改善界面
4、工人教育训练
达宝易工业时效分析软件对标志录像可做记述，描述标志动作的注意事项或重要性，并且与录像连动，可做工人的教学片。
另外，达宝易工业时效分析软件可同时播放两个分析好了的作业录像，可比较新员工与熟练员工之间的细微差别，用于工人培训（如图3-6）。
图3-6新员工与熟练员工操作对照图
5、高技术的记录和继承
对于熟练程度要求高的技术，可以对其摄影后，用达宝易工业时效分析软件进行细微动作分析并加以说明描述，将分析完的录像保存，保证技术不会因人才的流失而失传。
6、机械设备的维修警示
经过达宝易 工业时效分析软件的时间分析和统计计算，当发现某个动作前或后频繁出现多余或错误动作时，可以认为是机械设备有问题，对机械设备应发出维修警示。
7、能力和技术水平的评价
用达宝易工业时效分析软件设定的标准作业时间，可计算出一个人一天的标准生产量，由此来评价工人的技术水平。
8、次品的原因分析
当某个工人（或某个流水线）频繁出现次品时，可以通过达宝易工业时效分析软件的对比功能，即将优秀作业员的录像与这个工人的录像做同步播放比较，来找出产生次品的原因（或动作环节）。
3.3模特法分析
3.3.1操作程序
THT车间工位1操作程序，分析结果如表3-1所示。
表3-1THT车间工位1操作程序
名称
动作时间
标准时间
周期
类型
动素归类
标记描述
移动抓取一
1.46
1.46
1
移动
第一类
双手移动
装配一
1.85
1.85
1
装配
第一类
左手装配右手持住
移动抓取二
1.68
1.68
1
移动
第一类
左手移动，右手对准
装配二
3.34
3.34
1
装配
第一类
右手装配，左手持住
移动抓取三
1.36
1.36
1
移动
第一类
左手对准，右手移动
装配三
1.57
1.57
1
装配
第一类
左手装配，右手持住
移动抓取四
1.39
1.39
1
移动
第一类
右手对准，左手伸手并抓取
装配四
4.54
4.54
1
装配
第一类
右手装配，左手持住
持住
1.54
1.54
1
持住
第二类
把电路板翻个身
寻找
1.61
1.61
1
寻找
第二类
装配五
6.17
6.17
1
装配
第一类
寻找
1.46
1.46
1
寻找
第二类
装配六
3.42
3.42
1
装配
第一类
移动五
1.49
0
1
移动
第三类
装配七
5.14
5.14
1
装配
第一类
准备下一周期
总计
38.02
36.53
3.3.2操作动作分解
对THT车间工位1的操作动作进行分解。
第一个动作组合：
左手伸手拿起电容器，并移向电路板，右手同时伸手抓取电容器，并移向电路板。
第二个动作组合：
左手把电容器装进电路板，右手持住。
第三个动作组合：
左手伸手继续抓取电容器，并移向电路板，右手对准电路板。
第四个动作组合到第八个动作组合都类似前三个动作分解，同上
第九个动作组合：
左手持住电路板，右手取辅助板，并移向电路板。
第十个动作组合：
左手伸手抓取焊丝，并移向电路板，右手抓取电烙铁，并移向电路板。
第十一个动作组合：
左手持住焊丝，右手拿电烙铁焊接。
第十二个动作组合：
左手持住焊丝，伸手抓取电阻，并移向电路板，并装配，右手持住电烙铁。
第十三个动作组合：
左手持住焊丝，右手拿电烙铁。
第十四个动作组合：
左手持住焊丝，右手持住电路铁，并移动电路板。
第十五个动作组合：
左手持住焊丝，右手拿电烙铁焊接。
3.3.3按模特法分析装配工位1的动作分析式
表3-2模特法动作因素分析
从分析表中，可以统计得出这个工位共计用了293MOD。
3.3.4确定正常时间
根据1MOD=0.129s计算该工位的正常时间。
正常时间=293MOD=37.89s
3.3.5确定标准时间
根据私事宽放4%、疲劳宽放6%、作业宽放7%、车间宽放5%，取宽放率为22%，则
标准时间=293MOD×（1+0.22）=358MOD=46.17S
3.3.6运用达宝易软件输出工位1的相关报表
表3-3分析报告1
表3-4分析报告2
表3-5动作分析表（时间单位：
秒）
表3-6动作类型统计表（时间单位：
秒）
动素分类
类别名称
改善前时间
改善后时间
数据个数
第一类动素
有效动素
64.72
64.72
29
第二类动素
辅助动素
11.08
11.08
7
第三类动素
无效动素
2.75
0.00
2
表3-7动作名称统计表（时间单位：
秒）
表3-8动作类型统计表（时间单位：
秒）
动作类型
数据个数
平均值
中间值
最小值
最大值
方差
改善前总时间
改善后总时间
移动
12
1.09
1.00
0.4
1.19
0.09
13.07
12.08
装配
16
3.02
3.00
0.16
10.00
8.08
48.35
48.35
持住
2
1.65
1.76
1.54
1.76
0.02
3.3
1.5
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