第１２卷第２期
２００９年４月
ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＪｏｕｒｎａｌ
Ｖ０１．１２Ｎｏ．２Ａｐｒｉｌ２００９
动作分析法在减速器装配流水线设计教学中的应用
温薇，丁文英，董绍华
（北京科技大学机械工程学院，北京ｔｏ００８３）
摘要：结合学生的工科背景，以减速器装配流水线为研究对象，通过测定流水线各工位的作业时间，运用工业工程的动作分析的研究方法，找出并消除影响流水线生产能力的瓶颈工序，实现生产线的平衡，提高了学生的实验创新能力，进一步完善了工业工程实验系统的开发。
关键词：实验创新；流水线；瓶颈；动作分析；生产线平衡中图分类号：Ｆ４０６
文献标识码：Ａ
文章编号：１００７－７３７５（２００９）０２－０１２６－０５
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆ
Ｍｏｔｉｏｎ
ＡｎａｌｙｓｉｓｉｎｔｈｅＴｅａｃｈｉｎｇｏｆｔｈｅ
ＤｅｓｉｇｎｏｆＳｐｅｅｄＲｅｄｕｃｅｒＡｓｓｅｍｂｌｙＬｉｎｅ
ＷｅｎＷｅｉ，ＤｉｎｇＷｅｎ－ｙｉｎｇ，ＤｏｎｇＳｈａｏ?ｈｕａ
（Ｓｃｈｏｏｌ
ｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
ｄＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇｉｎｔｏａｃｃｏｕｎｔｔｈｅｓｔｕｄｅｎｔｓ’ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ，ａｎｄｂｙａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｓｐｅｅｄｒｅｄｕｃｅｒａｓｓｅｍｂｌｙｌｉｎｅａｎｄｍｅａｓｕｒｉｎｇｔｈｅ
ｏｐｅｒａｔｉｏｎｔｉｍｅｏｆｅｖｅｒｙｓｔａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｌｉｎｅ，ｔｈｅｂｏｔｔｌｅ－ｎｅｃｋｒｅｓｔｒｉｃｔｉｎｇｔｈｅ
ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅａｓｓｅｍｂｌｙｌｉｎｅＷａＳｌｏｃａｔｅｄａｎｄｅｌｉｍｉｎａｔｅｄ，ｕｓｉｎｇｍｏｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄｏｆｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ
ｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ａｎｄ
ｂａｌａｎｃｅｄｏｐｅｒａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｓｔｒｅａｍｌｉｎｅ
ｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ，ｗｈｉｃｈｉｍｐｒｏｖｅｄｔｈｅｓｔｕｄｅｎｔｓ’ａｂｉｌｉ－
ｔ）ｒｉｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｉｎｎｏｖａｔｉｏｎａｎｄｆｕｒｔｈｅｒｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｋｅｙ
ｐｅｒｆｅｃｔｅｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｙｓｔｅｍｏｆｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ
ｗｏｒｄｓ：ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ
ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ；ａｓｓｅｍｂｌｙ
ｌｉｎｅ；ｂｏｔｔｌｅ?ｎｅｃｋ；ｍｏｔｉｏｎ
ａｎａｌｙｓｉｓ；ｓｔｒｅａｎｄｉｎｅｂａｌａｎｃｉｎｇ
工业工程的核心是降低成本、提高质量和生产率，工作研究是工业工程体系中最重要的基础技术，起源于泰勒提倡的“时间研究”和吉尔布雷斯提出的“动作研究”。随着动作研究技术不断发展，进一步延伸到对操作和作业流程的研究，逐步形成了“方法研究”（ＭｅｔｈｏｄＳｔｕｄｙ）的完整体系…。
早在１９８１年路特（Ｒｅｕｔｅｒ）对美国企业应用工业工程情况进行抽样调查表明，９４．２％的企业应用了方法研究。在我国，由于工业工程的引进晚，起步晚，更应该从基础工业工程起步；同时我国正在成为全世界的制造基地，据数字统计，我国企业装配线的平衡率通常都很低。很多装配线经过进一步的平衡，一般可以将生产率提高３０％。所以，装配线的平衡是一个比较迫切要解决的问题。特别是在资源日益缺乏的今天，其对于有效利用资源、缓和资源不足
问题也有深远的意义拉Ｊ。
动作分析在企业提高生产线工作效率方面具有很大的优势。同时工作人员是在一种更为省力的规范动作体系中完成工作，完全遵守动作经济性原则，这样就做到了工作效率提高和员工疲劳程度反而降低的双赢效果。甚至有些时候企业单单是为了提高产能也可以运用动作分析方法，不引进新的生产线，在原有生产线的基础上进行改进，无意中也是进行了生产线平衡，进而完成了自己提高产能的目的¨】。动作分析的含义：按操作者实施的动作顺序观察动作，用特定的记号记录以手、眼为中心的人体各部位的动作内容，并将记录图表化，以此为基础，判断动作的好坏，找出改善点的一套分析方法…。其实质是研究分析人在进行各种操作时的细微动作，删除无效动作，使操作更加简便有效，提高工作效率。动
收稿日期：２００８－０９－１２
作者简介：温薇（１９７０一），女，山东省人，讲师，硕士，研究方向为物流与工业工程．
第２期温薇，丁文英，董绍华：动作分析法在减速器装配流水线设计教学中的应用
作分析法是从动素的基础上寻求改善空间，它常常能为工业工程师提供最根本的改善点，进而提升整条生产线的平衡性¨Ｊ。
制造企业对工业工程人才的创新能力要求不断提高，建立与制造企业需求相适应的具有创新特色的专业教学体系是人才培养的重要保证Ｈ］。工程教学和实践环节是工业工程人才培养极其重要的必修环节哺Ｊ。本文结合我校本科学生的科技创新，同时考虑到学生的工科背景，选择了比较典型的工业产
工位３：完成步骤１０和１１，用时９８工位４：完成步骤１２和１３，用时９６
正如人们所熟知的最短板理论，最慢的步骤将会决定整个流水线的最终时间，最慢的步骤也就是瓶颈。由上可见，工位１的用时最长，是瓶颈工序。
对工位１的操作分析。
１）操作对象多，包括轴承、齿轮、箱盖、定位销等，需要事先对其分类按序摆放，以提高操作者的工作效率。
２）在不影响装配精度的情况下，将轴承盖上用于安装螺丝的孔扩大一些。
根据上述分析，再次进行测量。工位ｌ：完成步骤ｌ一７，用时９５
ｓ；ｓ；ｓ；
品——减速器为实验对象，设计一条减速器装配线，
而装配线要解决生产线的平衡问题。所以通过实现对各工位工作分析，找出瓶颈，运用动作分析等方法，借助工业时效分析软件，将瓶颈所消耗的时间尽可能缩短，理想状态是消除瓶颈，最终设计出一条平衡的减速器装配线，使学生从工作环境和动作分析的研究中找到提高工效的方法【７Ｊ。
工位２：完成步骤８和９，用时８９
工位３：完成步骤ｌＯ和１２，用时８６工位４：完成步骤ｌｌ和１３，用时８５
１分析减速器的装配过程
操作步骤：
１）将轴承ｚ２插入大齿轮Ｌ２内；２）将上述联合体放人箱体Ｔ内；３）将轴承ｚｌ插入高速齿轮Ｌ２内；４）将上述联合体放入箱体Ｔ内；５）将箱盖Ｇ放在箱体Ｔ上；６）放人定位销ＪＩ、Ｊ２；
７）安装观察孔盖板（需要４个紧固螺钉）；８）将箱盖Ｇ安装在箱体Ｔ上（需要６个螺钉ｓｌ—ｓ６）；
９）安装起盖螺钉；
ｌＯ）安装轴承盖Ｇ１１（需要４个紧固螺钉）；１１）安装轴承盖Ｇ１２（需要４个紧固螺钉）；１２）安装轴承盖Ｇ２ｌ（需要４个紧固螺钉）；１３）安装轴承盖Ｇ２２（需要４个紧固螺钉）．要将产品的装配过程设计成为均衡的流水线，首先粗略地划分出流水线的工位，然后测量每个工位工作的时间。针对瓶颈工序，进而提出改善的方案，直至消除瓶颈。对于不同复杂程度的零件，这个分析过程需要ｌ一４个循环。２
由上可见，工位１虽然有了很大改进，但仍是整个作业过程的瓶颈。通过流程分析和操作分析已经不能再找出什么可以改善的地方；而动作分析常常能为工业工程师提供最根本的改善点，进而提升整条生产线的平衡性。
动作分析是对操作的进一步细分。动作分析在方法研究中属于第３层次，它是在程序分析、操作分析的基础上，从微观角度对人的细微工作进行分析研究＂Ｊ，发现作业者无效的和不经济的动作，寻求省力、省时、安全和最经济的动作，使操作更加简便有效，减轻工作疲劳，降低劳动强度，提高工作效率一Ｊ。２．２对瓶颈工位的动作分析
以出现瓶颈的工位１为例，通过工业时效分析软件，对瓶颈工位１的现场录像可任意调速进行反复播放，认为是多余或无效的动作均可进行删除编辑，可进行改进前后的对比，最后得出改进后较科学的流水线装配过程。
２．２．１
工业时效分析软件——达宝易
达宝易是将现场录像转换成计算机可识别的格式后，在计算机上进行动作分析与时间研究的工具。通过变速播放或逐帧播放可以准确地找到无效动作的起始和结束位置，而且可对每一动作进行速度评价，可以很方便快捷地制定标准时间。在播放时认为是多余的动作均可删除不播，可模拟工程改善后的效果，分析过程节选图片如图ｌ所示。
一边看录象，一边点击鼠标精确地记录时间，被记录的时间被电子化，从而可方便地输出到ＭＳｃｅｌ，分析结果如图２所示。
流水线工位的初始划分
初始分为４个工位，每个工位的任务如下。工位ｌ：完成步骤１－－７，用时１０６工位２：完成步骤８和９，用时９２
工业工程第１２卷
图１动作分析过程节选
圈２分析输出结果节选
通过分析，可统计出无效动作所占比例，将无效的动作进行删除；将低效的动作进行改善；可进行改善前与改善后的效果比较，从而为数理统计提供基础数据，使改善效果更加直观，数据更加可靠。利用ＭＯＤ法计算器，可以边看录像边用ＭＯＤ法制定标准时间。通过产品装配实现对各工位工作分析及流
表１动作大类汇总
水线的节拍分析，发现瓶颈工序，平衡生产线，从工
作环境和动作分析的研究中找到提高工效的方法。２．２．２动作要素的分析
人的动作虽有千变万化，但构成这些动作的基本动作是很有限的，这些基本动作称之为动素。按照有关国际标准，分为１８种动素，这１８种动素根据其作用的不同划分为３类旧Ｊ。
有效动素是指对操作有直接贡献的那些动素，包括伸手、握取、移物、放手、装配、拆卸、使用、发现，这类动素取消的不会很多，分析、改善的重点是如何缩短其持续时间；
辅助动素是指对操作起辅助作用的那些动素，包括寻找、选择、检查、持住、定位、预定位，这类动素除了非用不可者外，应尽量取消；
无效动素是指对操作没有任何作用的那些动素，包括计划、休息、延迟、故延，由于此类动素不进行任何工作，这是一定要设法取消的动素。
在慢放工位ｌ的录象过程中，用动索符号将操作过程详细记录下来，通过工业时效分析软件，将记录过程进行保存并汇总，动作大类汇总见表ｌ。
为了进行分析改进，要准确记录每个动作并进行动素归类，找出存在问题的动素，分析结果见表２。
表２总共分成了２２步，其中第４、６两步，成为了本不应存在的延长了工作时间的步骤，通过工业时效分析软件，标记出了第４、６两步，可以看出这两步总共耗费的时间为３．５３ｓ，如果删除这类动作的话，每生产１个产品就会节省３．５３ｓ．这只是流水线上其中的１个工位，并且就有效动素而言，还有效率改进的空间。
在进行动作分析后，所记录的作业时间可按作业周期、动作特征种类等单位进行时间合计等各种统计计算，动作类型统计结果见表３。
由表３可以看出，装配这一项中改善前与改善后的时间相差将近４ｓ；握取这一项中改善前与改善后的时间相差将近０．５ｓ。由分析报告中的柱状图３可以更直观地看出。
图３改善前后动作时问对比柱状圈
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