人机操作分析
工业工程人机操作分析
统计
人 机
4 4 图2
1.8 2.7 2.8 1.2 改良车削人机作业图
1.8/4=45% 2.8/4=70%
由图 2 可以看出虽然缩短了周程，提高了利用率，但是在每一个周程内， 人仍有很多的空闲时间，但要进一步缩短周程却比较难。这时改善方案有两种 方法：一是增加其他工作；二是利用空闲操作另外一台机器。 因为在一周程内，操作人员有 2.7min 的空闲，做够操作另外一台机床 （1.8） 。如果这样的，既充分利用工人的空闲时间，提高了工作效率，也节省
了劳动力。
五、数据处理
统计项目 周程时间/min 人 工作时间/min 空闲时间/min 时间利用率(%) 周程时间/min 机 工作时间/min 空闲时间/min 时间利用率(%) 现行的 4.6 1.8 2.8 39% 4.6 2.8 1.8 61% 改进的 4.0 1.8 2.7 45% 4.0 2.8 1.2 70% 节省效果 0.6 0.1 6% 0.6 0.6 9%
四、实验内容及步骤
在生产现场（或加工视频）选择一加工（装配）工序为对象。 绘制人机操作程序图。 （1）根据工作性质，编制并填写人机操作图的相关项目； （2）根据操作方式和方便测量的原则划分操作单元； （3）在图表下方的纸上，采用适当的间隔分开人与机，作出垂线。最左方 为工人操作单元（动作单元）及垂线，在此垂线上以适当的线段的长短代表时 间比例（如 1 cm 代表 10 min） ，由上往下记录工人（机器）每一动作单元所需 时间，用实线、虚线、点划线或用其它方式表示工作、空闲等内容（标记方法 应加以注明。建议利用 excel 办公软件、参照教材图 5-1，p113 进行人机操作 程序图的绘制） 待操作者与机器的操作时间均记录后，再对操作者与机器的工作时间、操 作时间、空闲时间加以统计，以供分析时用。分别计算人员、设备利用率
人机操作分析
人机操作分析区别于流水线作业的另一种作业方式——部组加工作业，常存在着：几台机器能满足生产的需求？一个人能够同时看管几台机器？怎样来提升机器和人的使用率等问题。
对此，我们常用操作分析来进行处理。
操作分析可分为：①人机操作分析；②联合操作分析；③双手操作分析。
我们重点学习在一个看管一台或多台机器情况下的操作分析，即人机操作分析。
人机操作分析的步骤：●首先要明确作业员及机器作业周期的内容●必须明确这些作业的先后顺序及同时关系●测定各作业所需要的时间●寻找作业员与机器的作业在何处同时开始或同时完成,并考虑其先后顺序及同时关系,根据现状绘制人机操作分析图●注意作业员,机器的等待时间,并考虑其先后顺序及同时关系,设法改变作业顺序以减少其等待时间●根据改变的作业顺序作出新的人机操作分析图,再详细予以探讨改善的对策,并预估其改善效果过一定的时间，从机器中取出模具，并从模具中取出成品，然后再装入液体材料……一直反复的作业。
目前，因机器的利用率不高，而未能达成预期的生产量，部如何加以改善。
首先明确作业员与机器的作业内容及同时关系。
A]作业员的作业●把液体材料装入模具 50DM●把模具放进机器中 16DM●开动机器 14DM●等待机器加工●停止机器 10DM●从机器中取出模具 12DM●从模具中取出成品 18DMB]机器的作业●机器中装入模具 16DM●开动机器 14DM●加工 90DM●停机 10DM●取出模具 12DM●等待放入模具C]作业员与机器的同时关系（作业员）（机器）把模具放进机器装入模具开动机器开动机器停止机器停机从机器中取出模具取出模具根据以上的资料，首先决定同时开始的作业，在此以“放入模具”作为整个操作周期的起点。
然后以作业的先后顺序及同时关系绘图：人机操作分析用纸现状的周期时间为210DM，机器等待为68DM，因此，一周期中的机器利用率=（周期时间－等待时间）/周期时间=（210－68）/210=67.6％为减少作业员及机器的“等待”，检讨一下是否可以利用“机器加工”的这段时间。
第四章操作分析
四、人机操作分析的案例分析
图4-2 滚齿加工的人机操作图（现行方法）
四、人机操作分析的案例分析
1.人机作业活动分析 由图4-2可以看出，人的空闲时间太多，人的时间利 用率仅为27%。则采用“5W1H”提问技术和 “ECRS”原则进行分析改进： 1）分析得取加工件为人的独立工作与装夹工件前后顺 序不紧密。 问：为什么是先取加工件再装夹工件后滚齿？ 答：这是加工操作的习惯和顺序。 问：可不可以在机器滚齿过程中取加工件为装夹工作 做准备？ 答：可以，这样还可以减少机器空闲时间。
四、人机操作分析的案例分析
2）分析得去毛刺和检查尺寸为人的独立工作。 问：为什么去毛刺和检查尺寸要在机器停止时进行？ 答：过去一直是这样的。 问：有无改进的可能性？ 答：有。 问：如何改进？ 答：可将操作重排，在滚齿机加工齿轮时，可以对上 一个已加工好的齿轮进行去毛刺和检查尺寸的作业。 改进后的人机操作图如图4-3所示。
4.1 操作分析概述
4．操作分析的类型 操作分析的种类，按照不同的工序作业对象和调查目 的，可分为三类： （1）人机操作分析； （2）联合操作分析； （3）双手操作分析。
4.2 人机操作分析
一、人机操作分析概述
1．人机操作分析的概念 人机操作分析是应用于机器作业的一种分析方法，通 过现场观察记录一个操作周期（加工完一个零件的整 个过程称为一个操作周期或周程）内操作者和机器设 备在同一时间内的工作情况与相互关系，绘制人机操 作图并加以分析，研究人与机器的闲余时间，寻求合 理的操作方法，使人和机器的配合更加协调，充分发 挥人和机器的效率。
人机作业分析
人机作业分析特征：
(1)一般用于分析1人操作1台机器或1人操作多台 机器的情况。
(2)人机作业分析借助于人机作业图进行分析。
人机作业分析的主要用途
(1)发现影响人-机作业效率的原因。人-机作业时，若人 与机器的相互关系不协调，人-机分析图能一目了然， 发现产生无效时间的原因。
(2)判断操作者能够同时操作机器的台数，即确定1名操 作者可能操作几台机器，充分发挥闲余能力的作用。
人机作业分析检查与改善表：
项目
内容
1.是否有替代作业可达 到同样目的 2.作业
省略 减轻 合并
3.移动 省略 减轻 组合
1.明确作业目的; 2.其它替代手段;
1.明确有无不必要的东西; 2.变形顺序; 3.使用不同的设备; 4.改变配置(布置); 5.产品设计变更; 6.作业员培训;
1.去除某些作业; 2.改变保管场地; 3.改变配置; 4.改变设备; 5.改变作业程序; 6.设置皮带;
1.材料自动供料; 2.加工的自动化; 3.加工完成后自动卸料; 4.加工完成及产品不良或材料不良时 的自动处理; 5.改善操作者与机械的时间关系;
Check 说明
人机作业分析检查与改善表：
项目
内容
7.机械作业时间的缩短 8.提高械的运转率
1.改良工程; 2.送良提速及高速运转;
1.增加人均数; 2.新型号设备的使用; 3.机械自动运转时间内的作业准备;
序号
12 14 16 18 20
22 24 26 28
30 32 34 36 38 40 42
Check 说明
人机作业分析检查与改善表：
项目
内容
4.检查 省略 减轻 组合
5.等待可否省略
人机操作分析
机器闲余能量分析
机器 时间
加工 时间
装卸 时间
等待 时间
SMED
Line Balancing
VE/VA
工人闲余能量分析
工人与机器数
机器1
机器2
机器3
机器4
机器5
工人
操作时间
机器运转时间
N=
L+M
L+W
N—工人可操作的机器数 L—装、卸工件时间 M—机器工作时间 W—工人从一台机器走到 另一台机器的时间
共同工作
被装上工件
加工
卸下工件
有时，经过分析改善后，机器的周期时间仍然较长，在每一操作周期内，人仍有较多的空闲时间。此时，可改善的方法有两种： 1。增加其它工作 2。利用空闲时间多操作一台机器
从料箱取材料
开动车床
空闲
3
3
35
空闲
空闲
人
机
时间
单独工作
共同工作
装上工件
自动切削
12
2
35
3
被卸下工件
项目
装铸件，开动机器精铣
空闲
精铣第二面
空闲
人
机
时间(min)
项目
现行方法
改良方法
节省
工作时间 (min)
人
1.2
机
0.8
空闲时间 (min)
人
0.8
机
1.2
周程时间(min)
2.0
利用率
人
60%
机
40%
单独工作
空闲
共同工作
工作：铣平面 图号：B239/1 产品：B239铸件 机器：4号立铣 速度：80r/min 走刀量：380mm/min 制作： 通力达 日期： 2000/08/18
人机操作分析考试试题
人机操作分析考试试题
部门：姓名：成绩：
一．填空题（每空4分，共32分）：
1.精益生产强调运输、等待、库存、动作、过量生产、过度加工、不良品等七大浪费，
人机操作分析是主要用来消除等待浪费。
2.操作分析包括人机操作分析、双手操作分析、联合操作分析。
3.人机操作分析的工具是人机程序图，运用人机程序图进行改善的目的是找出人员或机
台的闲余能量，以便设法利用以提高工效、找出合理的周程时间、一人多机（或一机多人）的最佳安排
4．确定一人操作几台机器的公式是 N=(t+M)/t 。
二．简答题（18分）：
1.试列出利用人机程序图进行改善的步骤
答：1. 确认作业员／机台的作业单元
2. 确定各作业单元间先后順序及同时间关系
3. 测定各单元時间
4. 依时间绘入人机（相对）单元程序图
5. 检讨改善／构思新方法
6. 绘出新方法程序图
三．应用题（第1小题10分，第2小题40分）：
1.根据下列资料，试求一个工人操作几台机器最为适宜
①装卸零件时间每台为1.41MIN/次；②从一台机器走到另一台机器的时间为0.08MIN；
③机器的自动切削时间为4.43MIN（不需要工人看管）。
答：N=（1.41+0.08+4.43）/（1.41+0.08）=4台
2.某人操作两台半自动车床，程序为：进料0.5MIN；车削1MIN；卸料0.25MIN；此两台机床加工同一零件，能自动切削和自动停止，试绘出此操作最佳人机程序图。
人机一体化
操作分析:通过对以人为主的工序的详细研究，使操作者、操作对象、操作工具三者科学地结合、合理地布置和安排，以减轻劳动强度，减少作业的工时消耗，以提高产量和质量为目的的工作分析。
可分为：1-人机操作分析2-联合操作分析3-双手操作分析人机操作分析•在机器的工作过程中，调查、了解在操作周期内，人与机的相互联系，以充分调动人与机的能量及平衡操作的分析。
联合程序图之种类联合程序图则用于分析在同一时间 ( 或同一操作周期 ) 内 , 同一工作地点之各种动作 , 并将机器操作周期与工人操作周期间之相互时间关系正确而清楚表示出来 , 由于这些资料 , 分析人员可进一步设法将机器与工人之能量加以充分利用 .因为在现今的工厂 , 许多机器设备几乎是全自动 , 或半自动 , 因此 , 操作工人 , 在每一操作周期总有一大部份闲余时间 , 如何把这些闲余时间善加利用 , 成为一个非常重要的问题 .人与机器之联合操作状况有下列四种型态 :( a ) 一人配合一部机器( b ) 一人配合多部机器( c ) 多人配合一部机器( d )多人配合多部机器[多动作图]程序[多动图作]画法甚为简单,而可明白的显示出工作人或工作物组合运用的情形, 尤其能表示出所有空闲与等待等无效时间.研究此种图形,可改善工作人或物的重新安排,工作的指派与分配.工作人与机器设备的配合,以达减少人或物的空闲与等待时间,对提高团体工作的效率,降低成本,均有较大影响.[多动图作]的目的如下:1)发掘空闲与等待时间2)使工作平衡3)减少过程时间4)获得最大的机器利用率5)合适的指派人员与机器6)决定最合适的方法应用多动作图应注意:1.必须先建立标准方法与标准时间,此为制作多动作图的两个先决条件.2.多动作图仅记录工作名称,但不记录其内含的动作.3.多动作图其目的仍在将已建立方法予以合适的配合,绝对不作如何改善每一工作的内容,或缩短每一现有工作时间等的考虑.多动作图的画法1)决定研讨的目的2)画一工作场所布置图3)收集有关的各种资料4)装备空白图形5)将现有资料填入图内6)资料的统计闲余能量分析分析联合程序图之主要目的在于发现工人及机器之闲余所在 , 并设法加以减少 . 此种分析可从三个不同的角度着眼 , 即 :( 1 ) 机器闲余( 2 ) 工人闲余( 3 ) 工人与机器之配合1 . 机器闲余 :典型人 -- 机操作通常有下列四类工作 :( a ) 将材料放置在机器上 , 使该材料得以加工 ( 装料 ) .( b ) 机器加工 .( c ) 将加工后之半制品或制成品由机器上移出 ( 卸料 ) .( d ) 整个操作周期中有空闲存在 .以上四项中有三项对产品本身并无益处即装料 ` 卸料与空闲 . 装料与卸装的检讨 , 可由动作研究及运用动作经济原则 . 而机器空闲的分析 , 则应注意其空闲发生的原因 , 而设法使其减少 , 通常机器之空闲可分析如下 : 工人闲余在某一操作周期中 , 工人所可能发生之状况只有 ( a )操作( b ) 空闲两者而已 . 空闲的分析当然显而易见 , 惟欲将此等空闲加以利用时 , 并考虑其可能之禁忌的问题 . 3 . 工人 与机器之配合 计算工人数与机器数 , 在理论上应为 :而当计算工人与机器同时配合进行时 , 一位工人应操作几部机器其问题较为复杂 . 最单纯者常用下列工式 :假定一位工人操作一部机器所需时间 ( O ) 为一分钟 , 而机器完成一操作周期 ( M ) 需时四分 , 即一位工人应同时操作五部机器 . 如以图解方式分析 , 则如图 所示 .因工程能量不平衡而發生空閒空閒 -- 待 料停止時間 待工人 定期修理修理中 突發故障修理 停 電 準備時間一個月應負擔工作量一個人一個月之工作量一個月應負擔工作量一部機器一個月之工作量工人數 =機器數 =1 + 4 1則 N =5闲 余 能 量 分 析上图是一种理想的状况 , 但如机器数增加一部 , 则机器势必发生若干空闲 , 而当机器减少一部时 , 却是工人发生空闲 , 这种空闲所谓发生机器干扰 ( Machine Interference )之现象 , 将于下节讨论 . 机器干扰研究1. 意义 [ 将人 -- 机器程序图 ] 活用于研究机器干扰 ( Machine Interference ) 进而求出机器干扰时间 ,作业干扰时间及经济操作台数 .2. 绘图要领O + M O其中 N = 一位工人應操作之機器數O = 一位工人操作一部機器所需時間 M = 機器完成一操作週期所需時間N =( 1 ) 作图符号 :代表手作业时间 ( hc )代表机器自动运转时间 ( mc )代表机器运转中之手作业 ( 或步行 )时间 ( pd )空白部分即为干扰时间( 2 ) 每台机器作图约占用下半格 , 以保持间隔 .( 3 ) 分别绘出每一部机器之 Activity Chart .( 4 ) 另占用一格绘出整个 Battery Cycle 中作业者之操作情况 . ( 5 ) 分别求算机器干扰时间及作业者干扰时间 .( 6 ) 检讨每组操作机器台数是否经济 .3. 实验根据下表之数据 , 作成机器干扰研究图機器干擾研究數據表 :。
精益生产-人机配合法
Internal usage only
一、人机操作分析
在机器的工作过程中，调查、了解在操作周期内，人与 机的相互联系，以充分调动人与机的能量及平衡操作的 分析。
Internal usage only
一、人机操作分析
简单实例：改善前（C/T:570秒)
时间(秒) 120 60 300 60 30 人 准备工作(工装装在传感 器上) 装上力机 空闲 卸下工件 放置车内 机器 空闲 被上工件 测试 被卸下工件 空闲
停 机 0.0024 被 操 作 0.0032 铣 沟 槽 空 0.0040
铣 沟 槽 空
0.0040
闲 停 机 被 操 作
0.0032
0.0024
闲
每 周 期 工 时 数 ： 0.0134 周 期 时 间 ： 0.0134 周 期 时 间 ： 0.0134
0.0032
操作者 统 计 1#机 床 2#机 床
被装上工件
空闲
5
加工
6
7
4 5 6
卸下工件 完成件放箱内
8 9 10
卸下工件 空闲
7
8
共同工作
单独工作
空闲
Internal usage only
改善二：
将“准备下一工件”、 “完成件放入箱内” 放在加工周期内进行
人 准备下一工件 装上工件 时间
1 2 3 4
项目 工作时间 人 机 空闲时间 人 机 周程时间 利用率 机 空闲 人 被装上工件 装上工件 准备下一工件 加工 完成件放箱内 卸下工件 空闲 卸下工件 人 机
Internal usage only
操作分析:
人机操作分析使用人机程序图，对于单人单机或单人多 机的作业操作，分析人和机器的空闲及相互配合，以提 高人-机利用率； 联合操作分析使用多动作程序图，记录在同一时间坐标 上，一组工人共同操作一台机器或不同工种的工人共同 完成一项工作时，他们之间的相互配合关系； 双手操作分析也叫操作者作业分析，是流程分析的进一 步细化，对由一名操作者承担的作业的全部操作活动进 行详细的记录和分析，消除多余活动，特别是左右手多 余和笨拙的动作。
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目
一、什么是人机操作分析 二、人机操作分析的特征和用途
录
三、人机操作分析的主要过程 四、人机操作分析的实例
什么是人机操作分析 人机操作分析是应用于机械作业的一种最常用的
分析技术，通过对某一项作业的现场观察，记录操作 者和机器设备在同一时间内的工作情况，并加以分析， 寻求合理的操作方法，是人和机器的配合更加协调， 以充分发挥人和机器的效率的技术。
人机操作分析通过人机操作图进行。人机操作图描述 了在机器的工作过程中，在一个操作周期 ( 加工完一 个零件的整个过程称为一个操作周期或周程 ) 内机器 操作与工人操作的相互关系，可将生产过程中工人操 作的手动时间和机器的机动时间清楚地显示出来。
目的：充分利用机器与操作工人的闲余时间，提高生产力， 降低成本以及提高工人的收入。
人机作业分析的主要过程
(1)观察和记录操作者与机器设备在一个作业周期 (周 程)内各自的操作步骤和操作内容。
(2) 用作业测定法确定这些操作活动的时间，按照操 作者和机器设备操作活动的时间配合关系，在作业分 析图表中清晰地表示出来； (3) 运用工作简化和合并交叉的原则，研究改进操作 的各种可能性，提出切实可行的改进方案。 (4) 绘出新的操作分析图表。新的操作方法经过现场 验证以后，即应用于生产，并对改进的效果进行评价。
人机作业的案例分析
•
下图为改进后的记录图，由图可见，重新安排工作后，不需增加设备和 工具，仅在2min内就节省了工时0.64min，提高工效32%。
人机作业案例分析
人机作业分析的特征和用途
(3) 判定操作者和机器两方面哪一方对提高工效更为 有利。
(4) 进行安全性研究，因过分提高机器的运转速度和 设备的利用率而使操作者的安全受到危害时，应如何 保证操作者的安全问题。 (5) 设备改造、实现自动化及改善作业区的布置。从 提高人-机作业效率的观点出发，有效进行设备改造， 提高设备的运转速度，重点是实现自动化及合理改善 作业区的布置。
人机作业分析的特征和用途
特征：(1)一般用于分析1人操作1台机器或1人操作多 台机器的情况。 (2)人机作业分析借助于人机作业图进行分析。 用途： (1)发现影响人 - 机作业效率的原因。人 - 机作 业时，若人与机器的相互关系不协调，人 - 机分析图 能一目了然，发现产生无效时间的原因。 (2)判断操作者能够同时操作机器的台数，即确 定 1 名操作者可能操作几台机器，充分发挥闲余能力 的作用。
பைடு நூலகம்
人机作业的案例分析
案例：立式铣床上精铣铸件的第二平面的问题。
详细记录在立式铣床上精铣铸件的人机操作 情况，如左图所示。由图可知，在工作中铣 床有60%的时间没有工作，这是因为当工人 操作时，机床停止工作；机床自动切削时， 工人则无事可做。工人将工件夹紧在机床台 面上和加工完后松开夹具、取下零件是必须 在机床停止时才能进行的，但用压缩空气清 洁零件，用样板检验工件的深度等是可以在 机床开动中同时进行的。 因此要缩短其周程时间，应尽量利用机器工 作的时间进行手工操作，如检查工作物、去 除加工表面的毛刺，将加工完的工件放入成 品盒，取出铸件做好加工前的准备，在放回 工件的同时取出待加工件，用压缩空气吹洗 己加工的铸件等。