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本课件面向工业工程方法体系，介绍生产过程的概念与方法研究的三大分析技术，并依次展开工艺程序分析、流程程序分析、布置和经路分析、管理事务流程分析，以及操作分析与动作经济原则。
第2章生产过程与作业分析
2.1生产过程与作业分析概述
工业工程（Industrial Engineering，简称IE）起源于20世纪初的美国，它以现代工业化生产为背景，在发达国家得到了广泛应用。美国工程师泰勒（F.W.Taylor）发表的《科学管理的原理》是工业工程的经典著作。从1910年前后开始，美国的吉尔布雷斯夫妇（Frank.&.L.Gilbreth）从事动作（方法）研究和工作流程研究，设定了17种动作基本因素（动素）
泰勒和吉尔布雷斯都是最著名的工业工程创始人。
生产过程的研究和作业分析是工业工程方法的重要组成部分，对于优化企业生产过程，提高企业生产效率，科学有效地利用人力、机器、材料等具有重要意义。
2.1.1生产过程的概念
2.1.2方法研究（一）程序分析
（二）操作分析
主要分析研究以人为主体的程序，使操作者、操作对象和操作工具三者科学组织，合理地布局与安排，以减少作业时间，保证工作质量，减轻操作者的劳动强度。
（三）动作分析
主要分析人在进行各种操作时的细微动作，以消除多余动作，使操作简便有效，减轻劳动强度，由此制定最佳动作程序。
实际应用上述分析技术时,要从整体到局部,从宏观到微观,进行系统的优化研究。
2.2程序分析方法
按照分析对象不同，程序分析又可分为：
工艺程序分析
流程程序分析
布置和经路分析
管理事务流程分析
2.2.1程序分析方法概述
一般把材料变更的过程分成加工、检査、搬运、等待和存储五类。美国机械工程师学会规定了用表2-2所示的5种分析符号来分别表示5种基本活动。
这五类过程中只有加工过程是产生附加价值的，检査过程是为了确保产品的品质以防止不良品的流出。但搬运过程和等待过程无论是从产生附加价值的角度，还是品质第一的角度来看都是不需要的，因此要尽量地消除这些过程或使其最小化。
零搬运
搬运是一个不产生附加价值的作业,消除搬运的基本原则为以下三点。
同时，在硬件的物流设计中必须依据以下原则进行。
停滞分析
停滞的原因无非有以下几方面。
举例：钢管切割流程图
2.2.2工艺程序分析
（一）工艺程序图
工艺程序图
工艺程序图的构成
工艺程序分析的应用
（1）工艺程序图钻孔涂漆工艺程序图工艺程序图是记录产品从原料投入开始，经各道工序加工制造成品的全部生产过程的图
（2）工艺程序图的构成工艺程序图的常用结构工艺程序的次序以垂线表示，垂线（指两个工序之间）一般约为6mm。而水平线表示材料（或零部件）的引入，且不论自制件还是外购件，均以水平线直接引入加工地。
(2)现状分析
根据图2.5中的统计结果，发现投影仪及遥控器装箱共有11次加工、5次检查。运用5W1H、ECRS四原则进行分析。
首先，能否有可取消的工序；
其次，能否将工序合并或重排(C、R)；
再次，能否将工序简化(S)；
最后，看能否使工艺过程更好。
具体分析过程如表2-9所示。
（4）改进效果
改进后，通过合并加工与检验工序，使总次数由原来的11次减少为现在的6次，缩短了加工时间。
2.2.3流程程序分析
流程程序分析是进一步对生产现场的整个生产制造过程进行详细分析，是对生产过程中的加工、检验、搬运、等待和储存作详细的记录和分析，特别是对搬运距离、等待和储存等隐形成本浪费进行分析改善。
特点包括：
流程程序分析的工具是流程程序图。
1、流程程序图
流程程序图根据其研究对象可分为两类：
物型及人型流程程序图一
流程程序图的基本格式
物型及人型流程程序图二
现行以及改善后的流程图放在一张表中的格式
2．流程程序分析的步骤
流程程序的分析步骤与工艺程序分析相似，主要有7个步骤，见表2-10。
2.2.4布置和经路分析
线路图是依比例缩小绘制的工厂简图或车间平面布置图。它将机器、工作台、运行路线等的相互位置一一绘制于图上，以图示方式表明产品或工人的实际流通线路。
2）线图线图是按比例绘制的平面布置图模型。用线条表示并度量工人或物料在一系列活动中所移动的路线。线图举例绕成线图的情形
（2）“5W1H”以及“ECRS”四大原则在布置和经路分析中的应用
2.2.5管理事务流程分析
管理事务分析是以事务处理、生产控制、办公自动化等管理过程为研究对象，通过对现行管理事务流程的调查分析，改善不合理的流程，设计出科学、合理流程的一种分析方法。
管理事务分析的工具：
管理事务流程图是管理事务分析的工具。参考美国国家标准学会(ANSI)的规定，定义管理实务流程设计中的标准符号入表2-16所示。
例题6某公司外购件的接收事务涉及到仓库管理员、采购员、验货员、会计员，这一事务花费时间较多，中途转记事务不合理，需要对其进行改进。
改善后外购件的接收事务图
改善前外购件的接收事务图
2.3操作分析
操作是工作的基本单元，分为有效操作和无效操作。操作分析通过对操作进行分析，找处工作中的问题，取消不必要、不合理、不经济和不平衡的动作，对其进行改善，从而提高工作效率。
操作分析分为人机操作分析、联合操作分析和双手操作分析。
2.3.1人机操作分析
人机操作分析是对人和机器的共同操作进行分析，通过绘制人机操作分析图，分析工作人员和机器的时间利用状况，调查工作人员和机器“待工”现象的产生原因，取消不必要的“待工”。
一般，人机操作分析有两种组合形式：一个工作人员—1台机器和一个工作人员—多台机器。
2.3.2联合操作分析
一般，联合操作分析有两种组合形式：多个工作人员一1台机器和多个工作人员一多台机器。
2.3.3双手操作分析
双手操作主要靠工作人员的双手来完成，双手操作分析是记录和研究如何在操作时平衡左右手的负荷、提高作业效率的一种分析方法。
双手操作分析图的绘制双手操作分析图的绘制方法与人机操作分析图的绘制方法类似，不同的是在图中要清楚记录左右手的操作活动，如图2.27所示。
2.4动作分析
动作研究的主要发明者是吉尔布雷斯夫妇。他们将人的作业动作分解成三大类共17种基本动作--“动素”。使动作分析的准确性和有效性有了很大的提高。为了缓和、消除工人对早期动作研究的抵触和不满，吉尔布雷斯又逐渐地将动作研究范围扩大到工作疲劳与单调、动机及工作态度等方面。
2.4.1动作分析符号
吉尔布雷斯把这些基本动作区分为17种，称为动素,再归纳成为三类（见表2-18）。
动作分析的应用
例:开启啤酒瓶的动素分析
2.4.2动作经济原则
在传统的生产现场,最必要的是人、机器和物料,称为生产的三要素。
在生产的三要素中,操作者的体力是不能储存起来的。为此,应重视在生产中省力装置和机构的使用。因此,有必要遵循动作经济原则来分析和研究生产现场的作业动作。
1.动作经济原则的定义
按吉尔布雷斯的定义，动作经济原则就是人为了以最低限的疲劳获得最高的效率，寻求最合理的作业动作时应遵循的原则。“动作经济原则”可划分为三大类，共22项。
动作的三要素
在改善动作时，有必要按下述动要素分别讨论：动作方法、作业现场布置、工夹具与机器。在第一线直接从事生产的管理者和操作者，要根据作业经验和IE知识不断改善上述三要素。
举例：（一）双手同时动作
1）双手同时把元件插入电路板
2)将直接涂胶水改为双手同时涂胶水
3)通过布置左右对称的作业现场使双手能同时作业
4）在拧紧螺钉作业中使用固定工具
（二）只要能达到作业目的,应缩短动作距离
手之动作应以最低层级能得到满意结果为妥，动作可分下列五级：
正常作业范围与最大作业范围
1）通过把物料箱布置成圆弧形以缩短动作距离。
2）改变机器的操作位置缩短动作距离
3）用桥式操作台缩短动作范围。
4）通过改变物料放置与操作台位置缩短动作距离
5）利用滑槽缩短工件的运送作业距离
6）利用倾斜货架缩短动作距离
（三）取消不必要的动作
1）用定量容器取消计数动作
2）利用反射镜减少眼的移动角度
3）用透明有机玻璃观看窗口减少眼的活动
4）合并两个印章，减少盖印动作
（四）轻快动作
1）连续的曲线运动比方向突变的直线运动好
2）自由摆动动作比受控制或受限制的动作更加轻快自如
4）取消对粘贴透明胶带动作的限制
5）利用惯性力分离工件与切屑
（五）操作场所之布置
1）工具、设备和材料应预先放在指定的工作位置，确保拿取方便
2）指定工具、物料的放置位置
3）固定工具与原料箱
4）把标签放置台改放在操作者前面的固定位置处
5）利用夹钳放置筒取消改变夹钳握持方式的动作
6）通过改变作业现场的布置取消变换工件方向的动作
7）按便于作业的顺序布置工具
（六）关于工具设备之设计
1）合并万用表的测头
2）漏斗型物料箱的应用
3）利用导柱简化重叠钢板作业
5）波纹板简化夹取动作
6）用压板夹紧机构代替手柄螺旋夹紧机构减少夹紧动作
7）使操作方向与机器的移动方向相一致
8）通过改变工具材质减轻重量
（七）关于操作场所之布置
1）适当的照明设备使视觉舒适
2)根据工作人员的身体情况设置座椅的式样和高度
3)工作台的高度要合适
作业：绘出其现行方法的流程程序图
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