工业工程课程设计报告

工业工程综合课程设计书

学 院： 管理学院 专 业： 工业工程 班 级： xxx班 学生姓名： X X 学 号： XXXXXXXXX 指导教师： 徐XX

二零一四年

工业工程综合课程设计任务书

一、

设计目标

综合运用工业工程各门课程所学知识，结合生产实际问题，对生产过程进行规划、设计、评价和创新。 二、

设计要求

复习所涉及的相关课程，在实际调研基础上进一步查阅相关资料，应充分说明设计过程，注意设计结果的合理性。 三、

设计任务

某阀体零件机械加工作业过程分析及优化 四、

设计内容

1．给定的零件图（见附件一），以及加工该零件的工艺路线（附件二，中批量生产，月

产量为3000件）。

2．流程程序分析。以该零件的加工过程为对象，运用程序分析的方法和工具，把整个工

艺流程划分为加工、检查、搬运、等待和储存等五种状态绘出该零件的流程程序图，加以记录和分析。 3．生产过程空间组织设计

根据该零件机械加工工艺文件对生产过程组织特点进行分析，选择相应的生产过程组织模式，确定各工序设备和人员配置数量，并完成车间现场平面布置。 1） 确定评比系数和宽放率；

(1)确定评比系数：采用平准化法来确定每道工序的评比系数。

(2)确定宽放率：宽放时间分为休息宽放时间、意外宽放时间、特别宽放时间和政策宽放时间。根据实际作业情况，我们确定宽放率为K=9﹪。由于各个工序的宽放时间大体上差不多，所以统一采用K=9﹪作为各个工序的宽放率。 2） 计算每一工序的标准时间；

根据公式： 正常时间=观察时间3评比系数 标准时间=正常时间3宽放率

3） 平整该生产线，确定该生产线所需设备数。假设每月工作22天，每天工作8个小时，

单班工作制。（设备选择参照附件三） (1) 确定生产线节拍：

计算公式r=F2?/N, 式中：r表示生产节拍；

F表示计划期有效工作时间；

?表示时间有效利用系数，一般取0.9～0.96，取0.95； N表示计划期制品产量（件）。

(2) 组织工序同期化

工序同期化就是通过各种技术组织措施来调整流水线各工序时间，使它们等于流水线节拍或节拍的整数倍比关系。工序的分解与合并是实现工序同期化的基本方法。 4．人机作业分析。参照工艺过程文件绘出该零件加工的人机作业图 (装夹时间15s，卸

工件的时间均为12s)。 5．现场管理

分别从5S管理和定制管理两方面对生产现场提出管理要求。 五、

成绩评定

根据设计报告书、答辩情况与平时表现，按一定比例确定成绩等级。

目录

一、课程设计背景及意义2222222222222222222222222222 二、工作研究理论及方法2222222222222222222222222222 三、设计目标22222222222222222222222222222222222222 四、设计要求22222222222222222222222222222222222223 五、设计任务22222222222222222222222222222222222223 六、设计内容22222222222222222222222222222222222223

1、加工零件的工艺路线2222222222222222222222223 2、流程程序分析2222222222222222222222222222226 3、生产过程空间组织设计22222222222222222222227 1）评比系数和宽方率的确定2222222222222222228 2)每道工序标准时间的计算22222222222222222229 3）生产线平整，设备数量的确定222222222222229 4、人机作业分析22222222222222222222222222222211 5、现场管理222222222222222222222222222222222215 七、设计总结222222222222222222222222222222222222218 附件22222222222222222222222222222222222222222222218 附件一2222222222222222222222222222222222222222222附图 附件二222222222222222222222222222222222222222222219 附件三222222222222222222222222222222222222222222220

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一、课程设计背景及意义

工业工程课程设计旨在培养学生认识并运用理论知识，是大学生必备的实践性教学环节，它是学生在学完《工业工程》等专业课程的基础上进行的，它是课堂理论教学的必要补充和继续，是贯彻理论联系实际原则，并使学生实践知识进一步深化的过程。工业工程课程设计是以工程实际需求为背景，以培养学生综合运用所学的专业知识和基本技能，解决工程实际问题为目的的重要的实践教学环节。因此要求学生对《工业工程课程设计》给予充分的重视和进行严格的要求，以达到 ：①能结合课程设计内容，理论联系实际、理论指导实际的原则。学生必须联系企业生产管理过程中动作分析的具体活动开展《工作研究与人因工程课程设计》工作； ②利用《工业工程》、《工作研究》和《人因工程》等专业基础课和专业课程的理论指导下，开展对生产过程动作有效性的分析与研究，锻炼同学们对企业实际生产活动的分析与研究能力； ③为培养学生自主学习并能理论联系实际的能力，提高综合技能和综合素质。

二、工作研究理论及方法

以工业企业中的作业系统为对象，运用方法研究和作业测定两种技能，对产品设计、作业的程序、材料的使用、工具的运用以及人的操作工作加以分析研究，制定最佳的工作方法，并配以最适宜的标准时间。

方法：一个不忘——不忘动作经济原则 ECRS四大原则

五个方面——操作、运输、贮存、检验、等待 5W1H提问技术

三、设计目标

综合运用工业工程各门课程所学知识，结合生产实际问题，对生产过程进行规划、设计、评价和创新，学会从产品入手对生产系统进行工作研究分析的方法，从而会运用知识分析解决实际技术问题的能力。

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工序 内容 1 铸件检验 设备及数量 检验工具1套 2 镗内孔及倒角 C2-6136HK车床1台 1人 人员配备 1人 3 精车外圆及倒角 C2-6136HK车床1台 1人 4 铣成型孔、去毛刺 XD-40A铣床一台 1人 5 终检 终检工具一套 1人 根据模块式生产和设备分析车间平面布置图，本着节约、高效、方便操作的原则，设计车间布置图如下图： 铸件检验区 检验工具一套 镗内孔及倒角区 C2-6136HK车床一台 精车外圆及倒角区 C2-6136HK车床一台 成品暂存区 终检区 终检工具一套 加工成型孔及倒角区 XD-40A铣床一台

1）评比系数和宽放率的确定

由工艺程序图和流程程序图可知： 工序 内容 设备 铸件检查 检查设备 1 2 镗内孔及倒角 C2-6136HK车床

3 精车外圆及倒角 C2-6136HK车床 4 铣成型孔，去毛刺 XD-40A铣床

5 终检 终检设备

时间/S 10 138 145 89 20

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① 确定评比系数：

采用平准化法来确定没到工序的评比系数，其计算公式为：

评比系数=1+熟练系数+努力程度+工作环境系数+一致性系数

查表得：熟练系数为 +0.03 努力程度为 +0.02 工作环境系数为 -0.03 一致性系数为 -0.04

则： 评比系数=1+（0.03+0.02-0.03-0.04）=0.98

②确定宽放率：

宽放时间分为休息宽放时间、意外宽放时间、特别宽放时间和政

策宽放时间。根据实际作业情况，我们确定的宽放率为K=9%。由于各个工序的宽放时间大体相差不大，我们统一采用K=9%作为各个工序的宽放率。

2)每道工序标准时间的计算

已知公式：正常时间=观察时间*评比系数 标准时间=正常时间*（1+宽放率）

由上可知评比系数为 0.98 ，宽放率K=9%，则每道工序的标准时

间为：

Ⅰ 铸件检验：

标准时间=10*0.98*(1+0.09)=10.7s Ⅱ 镗内孔及倒角：

标准时间=(138+27)*0.98*(1+0.09)=176.3s Ⅲ 精车外圆及倒角：

标准时间=(145+27)*0.98*(1+0.09)=183.7s Ⅳ 铣成型孔，去毛刺：

标准时间=(89+27)*0.98*(1+0.09)=124.0s Ⅴ 终检：标准时间=20*0.98*(1+0.09)=21.4s

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3）生产线平整，设备数量的确定

假设每月工作22天，每天工作8h，单班制生产。

①生产线节拍确定：

计算公式r=F2?/N, 式中：r表示生产节拍；

F表示计划期有效工作时间；

?表示时间有效利用系数，一般取0.9～0.96，取0.95； N表示计划期制品产量（件）。

r=F2?/N

=22*8*3600*0.95/3000 =200.64 s/件

②组织工序同期化

工序同期化就是通过各种技术组织措施来调整流水线各工序时间，使它们等于流水线节拍或节拍的整数倍比关系。工序的分解与合并是实现工序同期化的基本方法。

由标准时间可以看出，此流程程序的瓶颈工序为精车外圆及倒角，时间为183.7s，也即如果每道工序如果只有一台设备生产，生产一件产品所需时间为183.7s，又因为r=200.64s/件>183.7s，则在不增加此处设备的情况下也能满足生产需要。

故我们考虑通过合并工序的方法来平整工序，合并工序时，我们采用5W1H提问技术和ECRS来分析问题:

提问 回答 为什么铸件检查单独使用一名工人完铸件检验是为了检验铸件是否符合加成？能否合并在镗内孔工序中？ 工要求，技术要求较低，可以合并到镗内孔工序中 在铣成型孔之后的检验为何要单独增终检是由入库人员负责的，所以单独为加工序？能够在铣完成型孔和去毛刺一个工序，合并到铣成型孔及去毛刺工之后就直接由工人终检呢？ 序中对工序无影响，可以合并。 工序同期化的实现：通过我们对生产过程的分析，我们可以得到，合并①②工序和④⑤工序之后的效果表现为人力物力的节省和流程的简

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化，具体时间表现如下：

工序 内容 1 设备及数量 人员配备 1人 时间/s 187.0 铸件检验，镗内孔及倒角 检验工具1套 C2-6136HK车床1台 2 3 精车外圆及倒角 C2-6136HK车床1台 1人 1人 183.7 145.4 铣成型孔、去毛刺和终检 XD-40A铣床一台 终检工具一套 合并之后的瓶颈工序1的工序用时为187.0s

4、 人机作业分析

人机作业分析是操作分析之一。操作分析的目的，在于详细地研究改进一个工作地的作业。如果是利用机器的作业，则利用人机程序操作图来分析，人机操作（程序）图是用来记录在机器的工作过程中，工人操作的手动时间和机器的机动时间的互相配合的关系。根据人机操作图，可很清楚地了解到工人或机器设备工作量的负荷情况。在一般人机操作图中一个工作周期时间内，操作者的手动时间往往比设备的机动时间短，为了充分利用操作者的空闲时间，可以从以下两个方面考虑。

1．利用此空闲时间，操作另一台机器。

2．利用机器工作的时间进行其他的工作，如测量、检查，或清除铁屑，以达到缩短周期的目的。

此处我们分析人、机作业过程，得到人机作业图如下：

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镗内孔人-机作业图

作业者 工人 部门 日期 工作时间/s 人 37 空闲时间/s 人 138 总时间/s 175 机A 153 机A 22 利用率（%） 人 21.14 机A(C2-6136HK) 87.43 作业者 时间/s 机A(车床C2-6136HK) 铸件检查 10 10 10 等待 装夹工件 15 25 15 等待 148 等待 138 123 镗内孔 163 15 倒角 卸工件

12 175 12 等待 第 12 页 共 15 页

精车外圆人-机作业图

作业者 人 机B 工人 27 145 人 部门 人 机B 日期 145 27 工作时间/s 空闲时间/s 总时间/s 172 利用率（%） 作业者 装夹工件 15.7 时间/s 机B(C2-6136HK) 84.3 机B(车床C2-6136HK) 15 等待 15 15 145 等待 145 130 精车外圆 160 15 倒角 卸工件 12 172 12 等待

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铣成型孔人-机作业图

作业者 人 机C 工人 27 89 人 部门 人 机C 日期 89 27 工作时间/s 空闲时间/s 总时间/s 116 利用率（%） 作业者 装夹工件 23.3 时间/s 机C((XD-40A) 机C(铣床XD-40A) 15 等待 76.7 15 15 48 89 等待 89 粗铣成型孔 26 精铣成型孔 104 卸工件

12 116 15 去毛刺 等待

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成本费用核算：

由附件三的设备清单及工时费用考量表 可以计算成本费用，数控车床35元/时，数控铣床40元/时。每天工作时间为8小时。月总工时为176h，则成本c为：

数控车床的利用率=176/188.8=93.2% 数控铣床的利用率=113.5/188.8=60.1% 数控车床成本c1=176*35*93.2%=5741元 数控铣床成本c2=176*40*60.1%=4231元 成本c=c1+c2=9972元

5、现场管理

1）“5S”管理

现场管理实行“5S”管理，即整理（SEIRI）、整顿（SEITON）、清扫（SEISO）、清洁（SEIKETSU）、素养（SHITSUKE）。

整理

定义：区分要与不要的物品，现场只保留必需的物品。

目的：① 改善和增加作业面积；② 现场无杂物，行道通畅，提高工作效率；③ 减少磕碰的机会，保障安全，提高质量；④ 消除管理上的混放、混料等差错事故；⑤ 有利于减少库存量，节约资金；⑥ 改变作风，提高工作情绪。

意义：把要与不要的人、事、物分开，再将不需要的人、事、物加以处理，对生产现场的现实摆放和停滞的各种物品进行分类，区分什么是现场需要的，什么是现场不需要的；其次。对于车间里各个工位或设备的前后、通道左右、厂房上下、工具箱内外，以及车间的各个死角，都要彻底搜寻和清理，达到现场无不用之物。

整顿

定义：必需品依规定定位、定方法摆放整齐有序，明确标示。 目的：不浪费时间寻找物品，提高工作效率和产品质量，保障生产安全。

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意义：把需要的人、事、物加以定量、定位。通过前一步整理后，对生产现场需要留下的物品进行科学合理的布置和摆放，以便用最快的速度取得所需之物，在最有效的规章、制度和最简洁的流程下完成作业。

要点：① 物品摆放要有固定的地点和区域，以便于寻找，消除因混放而造成的差错；② 物品摆放地点要科学合理。例如，根据物品使用的频率，经常使用的东西应放得近些（如放在作业区内），偶尔使用或不常使用的东西则应放得远些（如集中放在车间某处）；③ 物品摆放目视化，使定量装载的物品做到过目知数，摆放不同物品的区域采用不同的色彩和标记加以区别。

清扫

定义：清除现场内的脏污、清除作业区域的物料垃圾。 目的：清除“脏污”，保持现场干净、明亮。

意义：将工作场所之污垢去除，使异常之发生源很容易发现，是实施自主保养的第一步，主要是在提高设备稼动率。

要点：① 自己使用的物品，如设备、工具等，要自己清扫，而不要依赖他人，不增加专门的清扫工；② 对设备的清扫，着眼于对设备的维护保养。清扫设备要同设备的点检结合起来，清扫即点检；清扫设备要同时做设备的润滑工作，清扫也是保养；③ 清扫也是为了改善。当清扫地面发现有飞屑和油水泄漏时，要查明原因，并采取措施加以改进。

清洁

定义：将整理、整顿、清扫实施的做法制度化、规范化，维持其成果。

目的：认真维护并坚持整理、整顿、清扫的效果，使其保持最佳状态。

意义：通过对整理、整顿、清扫活动的坚持与深入，从而消除发生安全事故的根源。创造一个良好的工作环境，使职工能愉快地工作。

要点：① 车间环境不仅要整齐，而且要做到清洁卫生，保证工人身体健康，提高工人劳动热情；② 不仅物品要清洁，而且工人本身也要做到清洁，如工作服要清洁，仪表要整洁，及时理发、刮须、修指甲、

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洗澡等；③ 工人不仅要做到形体上的清洁，而且要做到精神上的“清洁”，待人要讲礼貌、要尊重别人；④ 要使环境不受污染，进一步消除浑浊的空气、粉尘、噪音和污染源，消灭职业病。

素养

定义：人人按章操作、依规行事，养成良好的习惯，使每个人都成为有教养的人。

目的：提升“人的品质”，培养对任何工作都讲究认真的人。 意义：努力提高员工的自身修养，使员工养成良好的工作、生活习惯和作风，让员工能通过实践5S获得人身境界的提升，与企业共同进步，是5S活动的核心。 2）定置管理

定置管理包括对生产区和生活区的管理。生产区包括总厂、分厂（车间）、库房定置。如总厂定置包括分厂、车间界线划分，大件报废物摆放，改造厂房拆除物临时存放，垃圾区、车辆存停等。分厂车间定置包括工段、工位、机器设备、工作台、工具箱、更衣箱等。库房定置包括货架、箱柜、贮存容器等。生活区定置包括道路建设、福利设施、园林修造、环境美化等。 3）目视管理

目视管理是利用形象直观而又色彩适宜的各种视觉感知信息来组织现场生产活动，达到提高劳动生产率的一种管理手段。主要采用以下方法进行管理：

1、红标签。它是使用于5S(整理、整顿、清扫、清洁、纪律)的红牌作战中的红色纸张。改善的基础是将平常生产活动中不需要的物品，贴上红色标签，使每个人看了都能够明白。

2、标示板。使用于5S 的标示板作战之中。目的是清楚标示东西放置的场所，重点是让每个人都知道在哪里，摆放着多少数量，是何种物品。

3、白线标示。在5S的整顿中，使用油漆或胶带，清楚划分出作业场所与通道的区分线，以及半成品的放置场所等等。

4、红线标示。红线标示是5S的整顿中，将架子上的库存量或物品放置

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