第十节 现场IE手法
一、IE概述
1.IE的定义
IE是一门改善的技术。IE所涉及的众多问题中包括人的行动这一要素，所以也是一门关于人的行动方式的技术。它是通过设计、设置和改善一套人员、材料、设备有机结合的最佳系统的一门专业技术。
2.IE的特点
（1）IE的核心是降低成本，提高质量和生产率。
（2）IE重视研究人的因素，包括：人机关系；环境对人的影响（生理和心理等方面）；人的工作主动性、积极性和创造性、激励方法等，寻求合理配置人和其他因素，建立适合人的生理和心理特点的机器和环境系统，使人能够发挥能动作用，并能最好地发挥各生产要素的作用。
（3）IE的重点是面向微观管理，从工作研究、作业分析、动作和微动作分析到研究制定作业标准，确定劳动定额。从各种现场管理优化到各职能部门之间的协调和管理改善等都需要IE发挥作用。
IE的方法研究如图3-22所示。方法研究是生产过程构成的函数，由动素、动作、操作、工序演绎出方法研究内容的序列结构。方法研究的意义是对运营过程中的每道工序、每个操作、每个动作甚至每个微动作，都进行系统化的科学分析，寻求新的工作方法，以实现时间节约与空间节约的预期目标。
图3-22 IE的方法研究
二、动作分析与作业改善
用科学、合理的动作和方法，借助必要的工具、夹具完成工序作业，使员工做得更轻松、更舒适、更快、更好，这是工序作业改善的目标，也是现场制造效率改善的重要内容。
工序作业是由多个动作复合而成的，通过动作分析进行动作改善是工序作业改善的重要方法。
1.动作分析的定义与目的
动作分析是以操作或动作为研究对象，通过对动作内容进行详细的观察和记录，并将动作进一步分解为动素，研究动作的最佳组合，确定最合理有效的动作和操作，降低劳动强度，减少细微动作的浪费，寻求最经济有效的工作方法。
动作分析是利用动作经济原则，对操作者的动作进行细微的分析，消除不合理的动作和多余的动作，以找出轻松、快速、准确的操作动作，从而提高工作效率的一种研究方法。
2.动作分析的方法
动作分析的方法有目视动作分析、影像动作分析等。
（1）目视动作分析。目视动作分析是由观测人员用眼睛对操作者左、右手的动作进行观察，并运用一定的符号，按动作顺序如实地记录下来，然后进行分析，提出改进操作的意见。这种方法比较简单，有时由于动作速度太快，观察起来比较困难。
（2）影像动作分析。影像动作分析是用摄影机或录像机，把操作者的动作拍摄下来，然后进行分析，提出改进意见。由于影像分析成本高，一般只适用于产品周期短、复杂性高，而且动作复杂、时间划分极短促的关键产品的手工操作分析。目前，国内多采用摄像机，将生产线上各个动作拍摄下来放映，然后加以分析。
3.动作分析的四个步骤
（1）观察和记录作业动作。将作业动作分解成若干个动作要素。
（2）动作价值分析。根据动作要素对工序作业的贡献进行分类，根据价值判断发现动作浪费。
（3）消除动作浪费，优化动作。对于无价值的动作要素，应尽量消除；对于有价值的动作要素，应尽量使之做得更轻松、更快、更好。
（4）重新编排岗位作业。根据改善的动作设定优化后的标准动作，使岗位作业更顺畅、有效。
4.动作要素及其分类
研究发现，工业生产中员工作业常用的动作要素（又称动素）有18种（见表3-21），根据其对岗位作业的贡献可分为A、B、C三类，其中，A类要素中包括核心动素和常用动素，C类要素又称消耗性动素。
表3-21 工序作业中常用的18种动作要素
二、动作经济原则
动作经济原则首先是由吉尔布雷斯夫妇提出的“动作经济与效率法则”，以后由加州大学巴恩斯教授综合整理出了22条原则，并分为三大类，通称为动作经济原则。动作经济原则的宗旨是：尽可能减少作业人员的疲劳，为充分发挥人的能力而制定较好的工作方法，以及配备适当的工具、设备和进行合理的作业布置等。动作经济原则有两大作用，即帮助发掘问题和提供建立新方法的方向。
1.关于人体动作（第1～8条）
（1）双手应同时开始并同时完成其动作。
（2）除规定的休息时间外，双手不应同时空闲。
（3）双臂动作应该对称、反向并同时进行。
（4）手的动作应用最低的等级达到最满意的结果。
（5）尽可能地利用物体的动量，尽量减少体力的消耗。
（6）连续的曲线运动，比方向突变的直线运动更佳。
（7）弹道式的运动，比受限制或受控制的运动轻快自如。
（8）动作应尽可能地运用轻快的自然节奏。
2.关于工作地布置（第9～16条）
（9）工具物料应放置在固定的地方。
（10）工具物料及装置应布置在工作者的前面和近处。
（11）零件物料的供给，应利用其自重坠送至工作者的手边。
（12）坠送应尽量利用重力实现。
（13）工具物料应依最佳的工作顺序排列。
（14）应有适当的照明，使视觉舒适。
（15）工作台及坐椅的高度应保证工作者坐立适宜。
（16）工作椅式样及高度应能使工作者保持良好的姿势。
3.关于工具设备（第17～22条）
（17）尽量解除手的工作，用夹具或脚踏工具代替。
（18）可能时应将两种工具合并使用。
（19）工具物料应尽可能预放在工作位置上。
（20）手指分别工作时，各指负荷应按照基本能予以分配。
（21）设计手柄时，应尽可能增大与手的接触面。
（22）机器上的杠杆、十字杆及手轮的位置，应能使工作者极少变动姿势，且能最大地利用机械力。
工具 作业改善十大方法（见图3-23）
图3-23 作业改善十大方法
实例 双手同时把元件插入电路板
改善前：左手拿着数个元件，右手进行元件的插装作业；改善后：双手同时在两块电路板上进行元件的插装作业，提高工作效率近一倍，如图3-24所示。
图3-24 双手同时作业
三、双手操作分析
1.双手操作分析的概念与作用
生产现场的具体操作，主要是靠工人的双手完成的。调查、了解如何用双手进行实际操作，则称为双手操作分析。分析时常采用双手操作程序图。操作程序图是对操作的详细记录，并可用以分析和改进各项操作。
双手操作分析的作用一般体现在以下几点：
（1）研究双手的动作及其平衡，左、右手的所有动作与空闲都进行记录。
（2）左、右手的动作顺序和时间上的相互关系，发现“独臂”式的操作。
（3）发现伸手、找寻以及笨拙而无效的动作。
（4）发现工具物料、设备等不合适的放置位置。
（5）使动作规范化，并据此拟定操作规程，为编制标准化作业指导书提供参考。
2.双手操作程序图
双手操作程序图以双手操作为对象，采用标准流程图符号来记录其动作，其绘制方法一般为：
（1）图的左上部。填写常规项目，包括编号、作业名称、地点、作业人员、作业的起点、终点（结束）、日期等。
（2）图的右上部。填写工作地布置平面简图，并标明各种零件、工具、设备的位置。
（3）图的中间部分。分别在左右两边填写左、右手动作的代表符号及动作说明。
（4）图的右下方。对左、右手的动作进行统计。
实例 人机操作程序图实例分析
在立式铣床上精铣铸铁件的平面。
（1）人和机器活动的分析。精铣过程中，工人在一个工作周期内要完成6项操作，即：
① 放取工件；
② 用压缩空气吹净夹具；
③ 将工件装在夹具上夹紧，并开车走刀；
④ 停车，松开夹具，用压缩空气吹净；
⑤ 测量工件尺寸；
⑥ 打毛刺，用压缩空气吹净。
以上6项操作中，第②、③、④项是停机操作，即要求机器必须在停止工作时才能进行，属于人机联合工作，不能在机器自动工作时间内进行。其他的操作则是非停机操作，可以不受机器状态的影响，属人的独立工作（即操作），这些操作可以在机器自动工作时间内进行。
（2）绘制人机操作程序图。绘制出改进前、后的人机操作程序图，如图3-25所示。
图3-25 改进前、后的人机操作程序图
四、作业测定
制定合理的标准时间是科学管理的最基本工作，也是最重要的工作。通过标准时间的应用使参与工作的全体人员都可以客观准确地计划、实施并评价工作结果。其应用非常广泛，是制造业必不可少的作业管理基准。标准时间的应用具体有以下几个方面：制定生产计划、人工工时计划及人员计划、评价同作业者的工作表现、用于产品的人工成本控制与管理和对客户的估价与报价等。
1.作业时间测定
普遍衡量生产效率的指标是时间。作业时间测定是通过作业时间对作业方法进行定量的状态分析，是作业分析的重要手段。
（1）作业循环时间的构成。作业循环时间是完成一个作业循环所需要的时间，一般由设备加工时间、人工辅助时间和等待时间组成，如图3-26所示。
图3-26 作业循环时间的构成
工序加工是通过人与设备的联合作业实现的：设备加工时间由设备完成，即改变产品形状、尺寸、性质和状态的工作时间；作业人员则负责作业准备、工件装夹、取卸、设备启动、工件质量检查等工作，即人工辅助时间；而人员准备不到位，造成设备处于停止加工状态，会出现等待时间。
（2）评定正常时间
1）评比与正常时间。正常时间是指以正常速度完成一项作业或操作单元所需的时间。由于操作者的操作速度可能比标准动作快，也可能比标准动作慢，所以还不能作为标准时间。必须利用“评比因数”予以修正。
2）宽放种类及给值方法。为了能使操作者稳定地维持正常操作，必须修正时间为“宽放时间”。
① 私事宽放。满足操作者生理所需的时间，如喝水、上厕所、擦汗、更衣等。每天工作8小时，对于轻松工作，一般为正常时间的2%～5%；对于较重工作（或不良环境），则取大于5%；天气炎热定为7%。
② 疲劳宽放。即为恢复操作者在工作中产生的生理或心理疲劳而考虑的宽放。导致疲劳的因素很多，也很难准确测量，因此疲劳宽放时间的确定比较复杂。
2.标准工时测定
观察时间是使用秒表进行观测、除去异常值外，测量10～40次所获得的平均时间；修正时间是由于不同作业者之间的熟练度、工作热情、努力程度等差异造成的时间偏差；宽余时间是除实际操作外，作业者疲劳、指示、反馈、线不平衡等造成的必要时间补偿。所以，标准工时一般取中间偏上值。标准工时一经确定，即可根据工时运用效率确定相关的生产能力。标准工时的构成如图3-27所示。
图3-27 标准工时的构成
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