人機(jī)作業(yè)分析在球閥焊內(nèi)外錐作業(yè)中的應(yīng)用研究

劉東升

摘要：針對目前存在的人機(jī)利用率低及生產(chǎn)效率低問題，運(yùn)用工業(yè)工程中人機(jī)作業(yè)分析方法對A公司全焊接球閥焊內(nèi)外錐作業(yè)進(jìn)行優(yōu)化改善，從而得到了更為合理高效的作業(yè)方法. 結(jié)果顯示人員利用率提升了50.6%，單件產(chǎn)出效率提升了33.6%，每小時(shí)產(chǎn)能提升了2PCS，在焊內(nèi)外錐作業(yè)中每天可節(jié)約140分鐘。

關(guān)鍵詞：工業(yè)工程；人機(jī)作業(yè)分析；焊內(nèi)外錐

中圖分類號：F273；TH186文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.33.088

0引言

隨著“中國制造2025”的實(shí)施，我國制造業(yè)正不斷提質(zhì)升級，生產(chǎn)的自動(dòng)化如何與操作者緊密配合，最大限度提升生產(chǎn)效率，依然是很多企業(yè)亟待解決的問題。運(yùn)用工業(yè)工程中的人機(jī)作業(yè)分析技術(shù)對當(dāng)前作業(yè)進(jìn)行分析，挖掘人產(chǎn)生閑余時(shí)間的原因，進(jìn)行作業(yè)過程的優(yōu)化再設(shè)計(jì)，使人機(jī)配合更加協(xié)調(diào)，對于企業(yè)在降低生產(chǎn)成本及提高生產(chǎn)效率上具有重要意義。

本文以A公司全焊接球閥生產(chǎn)線焊內(nèi)外錐工序這一作業(yè)為研究對象，利用工業(yè)工程中人機(jī)作業(yè)分析技術(shù)并結(jié)合“5W1H”提問與“ECRS”原則對現(xiàn)行方法進(jìn)行改善，使該工序作業(yè)內(nèi)容得以改善，作業(yè)方式更加合理，人機(jī)配合更加協(xié)調(diào)。

1現(xiàn)行作業(yè)描述

焊內(nèi)外錐包括焊內(nèi)錐和焊外錐，內(nèi)錐焊成品與外錐焊接，即形成全焊接球閥出口組件，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)地調(diào)研，焊內(nèi)錐在焊機(jī)1上作業(yè)，焊外錐在焊機(jī)2上作業(yè)，焊機(jī)1與焊機(jī)2配備電焊工1人，作業(yè)順序?yàn)楫?dāng)內(nèi)錐焊接完成后再進(jìn)行外錐焊接，焊接內(nèi)外錐的操作方法類似，將其步驟總結(jié)如下，如圖1所示。

由統(tǒng)計(jì)表1看出，焊內(nèi)外錐作業(yè)中人的利用率低，為50%，在機(jī)器工作過程中，人的大部分時(shí)間處于空閑狀態(tài)，焊接內(nèi)錐過程中浪費(fèi)103s，焊接外錐過程中浪費(fèi)288s。因?yàn)閮?nèi)外錐焊完也即從焊機(jī)1的焊內(nèi)錐到焊機(jī)2的焊外錐都完成才算一個(gè)周期，焊機(jī)1的利用率僅為33.6%，人工及機(jī)器設(shè)備浪費(fèi)嚴(yán)重，經(jīng)過初步分析，其作業(yè)有待改善。

2人機(jī)作業(yè)分析與改進(jìn)

2.15W1H提問分析

針對以上存在的問題，進(jìn)行“5W1H”提問分析。

問：為提高企業(yè)生產(chǎn)效率，是否可以增加一個(gè)操作員，由操作員1負(fù)責(zé)焊內(nèi)椎，操作員2負(fù)責(zé)焊外錐？

答：增加作業(yè)人員數(shù)量不是最佳解決辦法，增加作業(yè)人員意味著投入與生產(chǎn)成本的提升，且增加作業(yè)人員并沒有真正解決機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中人的等待浪費(fèi)問題。

問：如何從根本上解決人的空閑浪費(fèi)呢？

答：考慮當(dāng)前傳統(tǒng)的作業(yè)順序?yàn)楹竷?nèi)外錐交替進(jìn)行，這增加了出口焊成品（外錐焊成品）的產(chǎn)出速率，調(diào)整作業(yè)順序是解決空閑浪費(fèi)提升人機(jī)配合的突破口，因此在調(diào)研焊外錐空閑較長時(shí)，思考有無一人多機(jī)的可能，在焊外錐空閑過程中去進(jìn)行焊內(nèi)錐作業(yè)，使空閑時(shí)間得到充分利用。由一個(gè)作業(yè)者可同時(shí)操作幾臺機(jī)器的計(jì)算公式可得，在現(xiàn)行情況下，作業(yè)者可以操作的機(jī)器數(shù)目N為：

N=t+Mt

式中，N為一個(gè)作業(yè)者操作的機(jī)器臺數(shù)；t為一個(gè)作業(yè)者操作一臺機(jī)器所需的時(shí)間；M為機(jī)器完成該項(xiàng)作業(yè)的有效時(shí)間。

由計(jì)算公式得N=t+Mt=（231+432）/231=287臺

經(jīng)計(jì)算，焊工可同時(shí)操作2臺機(jī)器。

問：一人多機(jī)是否增加了原有的勞動(dòng)強(qiáng)度？

答：勞動(dòng)強(qiáng)度并未增加，只是把原有的空閑時(shí)間集中起來進(jìn)行合理分配。

2.2改善方案效果評價(jià)

根據(jù)改善分析，繪制改善后的焊內(nèi)外錐人機(jī)作業(yè)圖，如圖4所示。

通過對全焊接球閥焊內(nèi)外錐作業(yè)進(jìn)行人機(jī)操作分析，在現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備條件下，充分利用人的空閑時(shí)間，在沒有增加一機(jī)一人的情況下，算短了作業(yè)周成，提升了焊接內(nèi)外錐的工作效率以及人機(jī)利用率。具體效果如下：

（1）焊內(nèi)外錐作業(yè)周程時(shí)間（即一個(gè)球閥出口組件的焊成品）由782s下降到519s，降低了33.6%。每盤可以裝載4個(gè)出口組件，按照每天需要生產(chǎn)8盤出口組件計(jì)算，焊內(nèi)外錐作業(yè)中節(jié)約時(shí)間約4*8*263=8416s，即每天在焊內(nèi)外錐作業(yè)中節(jié)約140分鐘。

（2）焊工利用率由50%提升到了75.3%，提升了50.6%，盡可能大的利用人的工作時(shí)間，同時(shí)又留有一定的空閑時(shí)間，不至于造成操作人員過度勞累。

（3）焊機(jī)1的利用率由33.6%提升到50.7%，提升了50.9%；焊機(jī)2的利用率由66.37%提升到了100%，提升了50.67%。在充分利用現(xiàn)有設(shè)備的前提下，使得人機(jī)配合更加緊密協(xié)調(diào)。

3總結(jié)

針對A公司全焊接球閥生產(chǎn)線焊內(nèi)外錐作業(yè)中出現(xiàn)的人機(jī)利用率低，等待時(shí)間長問題，利用工業(yè)工程中人機(jī)作業(yè)分析技術(shù)進(jìn)行合理分析，并結(jié)5W1H提問方法進(jìn)行問題的改善，對人機(jī)作業(yè)工序進(jìn)行了重排和調(diào)整，從而在根本上消除了不必要的等待浪費(fèi)，使人和機(jī)器利用率顯著提升。

高效率是現(xiàn)代企業(yè)共同追求的目標(biāo)，人機(jī)作業(yè)分析、時(shí)間研究等工業(yè)工程技術(shù)正是發(fā)掘企業(yè)的生產(chǎn)潛力的重要方法，且簡單實(shí)用，在國外已廣泛應(yīng)用，而國內(nèi)眾多生產(chǎn)制造類企業(yè)也應(yīng)該重視。改善是一個(gè)長期過程，只有不斷的發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，才能更好的解決問題，給企業(yè)創(chuàng)造效益，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

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