史 杰 劉 朧

(同濟(jì)大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院 上海 200092)

本論文將改善作業(yè)設(shè)備和改善操作人員的作業(yè)動(dòng)作結(jié)合在一起考慮，通過對(duì)國內(nèi)一家汽車傳動(dòng)軸制造企業(yè)裝配生產(chǎn)線狀況的調(diào)查為基礎(chǔ)，選取其中一條生產(chǎn)線作重點(diǎn)研究，從人因工程學(xué)的角度結(jié)合高爾夫評(píng)分等方法，從根本上改變不合理的動(dòng)作設(shè)定，實(shí)現(xiàn)對(duì)作業(yè)動(dòng)作和作業(yè)設(shè)備的聯(lián)合優(yōu)化[1]。通過分解操作者在工作時(shí)的動(dòng)作，借助高爾夫評(píng)分法對(duì)每一個(gè)動(dòng)作進(jìn)行評(píng)估、打分，并對(duì)評(píng)估不合理的動(dòng)作進(jìn)行改善，以實(shí)現(xiàn)工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)，得到更高的作業(yè)效率和更舒適的工作狀態(tài)。在改善的同時(shí)，運(yùn)用分析對(duì)比排序等方法對(duì)改善的對(duì)策進(jìn)行排列組合，按照實(shí)際需要得出最優(yōu)結(jié)論，并且加以實(shí)施[2]。

1 高爾夫評(píng)分法介紹

1.1 人因工程學(xué)概述

人因工程是研究人的特性及工作條件與機(jī)器相匹配的科學(xué)。把人和機(jī)器視為一個(gè)有機(jī)結(jié)合的系統(tǒng)，指出機(jī)器應(yīng)該具有什么樣的條件才能使人付出適宜的代價(jià)后可獲得整個(gè)系統(tǒng)的最佳效益[3]。人因工程不僅涉及到工程技術(shù)理論，還涉及到人體解剖學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)以及勞動(dòng)衛(wèi)生學(xué)等。認(rèn)真研究這門科學(xué)，可以創(chuàng)造出最佳設(shè)計(jì)和最適宜的條件，使人機(jī)實(shí)現(xiàn)高度協(xié)調(diào)統(tǒng)一，形成高效、經(jīng)濟(jì)、安全的有機(jī)系統(tǒng)[4]。尤其在企業(yè)中體現(xiàn)得更為明顯，在企業(yè)生產(chǎn)線改善中能夠從細(xì)節(jié)上減少浪費(fèi)，為作業(yè)操作者創(chuàng)造并不斷優(yōu)化作業(yè)環(huán)境。人因工程的應(yīng)用能夠幫助企業(yè)提高生產(chǎn)效率。隨著社會(huì)的發(fā)展，人們?cè)絹碓阶⒅亍耙匀藶楸尽钡脑瓌t，尤其在制造性手工勞動(dòng)密集型的企業(yè)中顯得更為重要。都以為人手是最“貴”的工具，不斷為員工創(chuàng)造更合理、更舒適的工作環(huán)境，就會(huì)使其更好地發(fā)揮作用。這正是人因工程理論的運(yùn)用所在[5]。

以人因工程為理論依據(jù)，研究怎樣將人的特性及工作條件與機(jī)器相匹配。把人和機(jī)器視為一個(gè)有機(jī)結(jié)合的系統(tǒng)，并指出機(jī)器應(yīng)該具有什么樣的條件才能使人付出適宜的代價(jià)后可獲得在整個(gè)系統(tǒng)中的最佳效益[6]。通過在傳動(dòng)軸裝配生產(chǎn)線上的改善，能夠從細(xì)節(jié)上減少浪費(fèi)，為作業(yè)操作者創(chuàng)造并不斷優(yōu)化作業(yè)環(huán)境。

1.2 高爾夫評(píng)分法

高爾夫評(píng)分法是指從人因工程學(xué)角度運(yùn)用人機(jī)功效等工具評(píng)估作業(yè)崗位設(shè)計(jì)是否合理。這種評(píng)價(jià)方法有助于量化各因素怎樣直接影響操作工身體狀況，包括操作工的勞損、受傷等因素，并通過持續(xù)改善等手段解決這些問題。其中主要包括以下幾個(gè)步驟:

(1)參考標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)指導(dǎo)書分解該名操作人員各工位的操作動(dòng)作，運(yùn)用高爾夫評(píng)分表格(如圖 1所示)分析操作工的人機(jī)動(dòng)作中各種動(dòng)作浪費(fèi)，如移動(dòng)、計(jì)算、等待、走動(dòng)、扭轉(zhuǎn)、拉伸、攀爬、切換、運(yùn)輸?shù)萚7]。并對(duì)各種動(dòng)作浪費(fèi)進(jìn)行打分，動(dòng)作可以分為幾類:向上(Operation done in aupward motion)、向下(Operation done in a downward motion)、平移(Operation done in a sideways motion)、無可見目標(biāo)(Operation done in no-visible location)、距離不當(dāng)(Awkward Height Adder)和用手固定(Hands as Fixture adder)，按動(dòng)作的浪費(fèi)程度越高分值計(jì)算出總得分。

圖1 高爾夫評(píng)分表格

(2)對(duì)存在浪費(fèi)的動(dòng)作進(jìn)行改善活動(dòng)，通過 7 ways改善方法(如圖2所示)發(fā)起頭腦風(fēng)暴，將所有改善方案用簡圖記錄。通過5W1H的方法來分析所提出的各類改善方案，并運(yùn)用改善方案評(píng)估表格(如圖3所示)對(duì)各種方案進(jìn)行評(píng)估，選出最好的方案。改善評(píng)估表是整個(gè)評(píng)價(jià)過程中的核心部分，其中包括高爾夫得分(Golf Score)、質(zhì)量(Quality)、成本(Cost)、效率(Efficiency)、5S、安全(Safety)、環(huán)境(Enviroment)7個(gè)方面的因素，評(píng)估人員可以根據(jù)實(shí)際需求以及側(cè)重點(diǎn)來調(diào)整各個(gè)因素所包含的權(quán)重。權(quán)重分為3檔，分別是強(qiáng)制性的3分，推薦擁有1分，折中2分[8]。改善結(jié)果的表現(xiàn)形式為5類:卓越5分，好于平均4分，平均3分，低于平均2分，差1分。通過這樣的打分以及排列組合，最終為每個(gè)改善方案計(jì)算出合理的總分，并且進(jìn)行定量比較。通過此類比較方法更客觀地選擇了改善方案，而由此選出的改善方案在實(shí)施過程中的效果更好。

圖2 7 ways 改善方法

圖3 改善方案評(píng)估表格

(3)實(shí)施改善之后，對(duì)生產(chǎn)線再次進(jìn)行高爾夫評(píng)分，通過改善前和改善后的分值對(duì)比，確認(rèn)改善效果。此項(xiàng)對(duì)比即可以是針對(duì)每一個(gè)操作員工的打分，也可以是針對(duì)整條裝配生產(chǎn)線的評(píng)分，其主要目的是評(píng)價(jià)改善前以及改善后在人因工程方面所做的積極影響，其次是為了以后的同類改進(jìn)提供事實(shí)依據(jù)，為以后制定改善方案、選擇改善方案和進(jìn)行改善活動(dòng)指明方向，同時(shí)也為其他相同的生產(chǎn)單元進(jìn)行人因工程的改善活動(dòng)確定了模板。

2 高爾夫評(píng)分應(yīng)用于汽車傳動(dòng)軸裝配生產(chǎn)線

2.1 傳動(dòng)軸裝配生產(chǎn)線介紹

等速傳動(dòng)軸裝配車間的主要作業(yè)流程有如圖 4所示的10道工序組成， 5個(gè)工位分別由5名操作工完成。工位1包括:裝兩端護(hù)套、夾箍，三銷節(jié)壓裝；工位2包括:固定節(jié)壓入反拉，固定節(jié)注油脂、夾夾箍；工位3包括:三銷節(jié)壓入軸叉，移動(dòng)節(jié)注油脂、夾夾箍；工位4包括:整體式夾箍，終檢稱重；工位5包括:固定節(jié)組裝、稱重，壓防塵蓋、卡連接環(huán)。這5名操作員工采用“一物流”的操作方式，即通過平衡生產(chǎn)線節(jié)拍以后，每位員工的生產(chǎn)節(jié)拍大致相同，后道拉動(dòng)前道進(jìn)行生產(chǎn)。

圖4 傳動(dòng)軸裝配車間作業(yè)流程

2.2 高爾夫評(píng)分在生產(chǎn)線的應(yīng)用

2.2.1 生產(chǎn)線的高爾夫評(píng)分

首先結(jié)合各工位標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程，對(duì)操作工進(jìn)行動(dòng)作分解，將該工位操作工的所有動(dòng)作全部記錄下來，并且按高爾夫評(píng)分表上動(dòng)作的要求進(jìn)行歸類，最后做好記錄。圖5所示為工位1的部分標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程。此表分為:主要?jiǎng)幼鳌?dòng)作詳解、節(jié)拍時(shí)間、關(guān)鍵點(diǎn)識(shí)別、目視化照片5大部分[9]。然后通過高爾夫評(píng)分表計(jì)算出各工位的分值，見表1。

該工位操作員工所有動(dòng)作得分總和為117分。

圖5 標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程

表1 生產(chǎn)線各工位的高爾夫分值

最后，對(duì)每個(gè)工位進(jìn)行高爾夫評(píng)估，得出改善前整條生產(chǎn)線的高爾夫分值，見表2。

表2 裝配生產(chǎn)線高爾夫分值

2.2.2 對(duì)動(dòng)作浪費(fèi)進(jìn)行改善

針對(duì)工位中存在的動(dòng)作浪費(fèi)進(jìn)行了改善，從中選出2個(gè)改善做一個(gè)詳細(xì)的介紹:

1)包裝箱制作專用臺(tái)車的改善。如圖6所示，包裝箱置于地面，位置較低，操作工需彎腰90°以擺放成品，重復(fù)性高。長此以往，容易造成操作員工的腰肌勞損。針對(duì)此問題運(yùn)用5W1H進(jìn)行分析，并在車間員工中發(fā)起頭腦風(fēng)暴制定改善對(duì)策，主要針對(duì)的方向是改善料車以及料箱的作業(yè)環(huán)境，從而減少操作人員重復(fù)勞動(dòng)的作業(yè)強(qiáng)度[10]。

圖6 操作工彎腰工作狀態(tài)

如圖7所示，通過方案討論，最后有4組方案最終入圍。此時(shí)將4組方案畫成草圖形式，并對(duì)這4種改善方案進(jìn)行評(píng)估。在此案例中，認(rèn)為人機(jī)工程和質(zhì)量還有現(xiàn)場的整潔最為重要，故在此3項(xiàng)權(quán)重上設(shè)定為2，其他權(quán)重設(shè)定為1，最終方案4中分?jǐn)?shù)最高并且非常具有可行性，見表 3。故選擇此方案進(jìn)行改善。

圖7 傳動(dòng)軸包裝箱改善

表3 傳動(dòng)軸包裝改善——方案評(píng)估表

在決定實(shí)施改善后，設(shè)計(jì)了專用臺(tái)車將包裝箱位置抬高至合理的范圍之內(nèi)，在此基礎(chǔ)上將該專用的臺(tái)車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成可以旋轉(zhuǎn)，以方便鏟車的運(yùn)輸工作。同時(shí)對(duì)包裝箱進(jìn)行改造設(shè)計(jì)為分層式，將傳動(dòng)軸合理地分開，如圖8所示。從而減少操作工由于頻繁的彎腰而造成的腰部、背部和上臂的損傷[11]。

圖8 改善后現(xiàn)狀

2)三銷節(jié)壓機(jī)卡簧料盒的改善。三銷節(jié)壓機(jī)是總成上壓裝移動(dòng)節(jié)端的一個(gè)工序，該工序需要將卡簧摁入卡簧槽內(nèi)，如圖9所示?？ɑ煞旁诮y(tǒng)一的料盒中，極易互相纏繞，操作工需耗費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行分離。

針對(duì)該問題進(jìn)行了分析之后，制定了改善對(duì)策，如圖10所示。并對(duì)以上4種改善進(jìn)行了評(píng)估，最后選出最合適的一種改善方案，見表4。

圖9 改善前狀況

圖10 三銷節(jié)壓裝機(jī)卡簧料盒改善

表4 三銷節(jié)壓裝機(jī)卡簧料盒改善——方案評(píng)估表

實(shí)施改善后，設(shè)計(jì)專用料盒，卡簧可以分離插入其中，便于拿取，如圖11所示。從而減少了分離卡簧的手部動(dòng)作及由其引起的員工焦躁的情緒。

圖11 改善后現(xiàn)狀

2.2.3 改善后的高爾夫評(píng)分

針對(duì)各種動(dòng)作浪費(fèi)實(shí)施改善對(duì)策之后，改善情況可以從對(duì)高爾夫分值的影響評(píng)分中反映出來，見表5。

表5 改善對(duì)高爾夫分值的影響

重新對(duì)每個(gè)工位進(jìn)行高爾夫評(píng)估，得出改善后整條生產(chǎn)線的高爾夫分值，見表6。

表6 裝配生產(chǎn)線高爾夫分值

3 結(jié)語

人因工程現(xiàn)在越來越多地應(yīng)用到社會(huì)的各個(gè)方面，正在體現(xiàn)其使用價(jià)值。在現(xiàn)代企業(yè)中，尤其是在制造型企業(yè)中，人因工程在對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行改善方面起著至關(guān)重要的作用。通過使用從人因工程學(xué)角度運(yùn)動(dòng)高爾夫評(píng)分這一項(xiàng)工具，對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)線進(jìn)行了改善并收到了顯著的效果。高爾夫評(píng)分法是企業(yè)與合資方合作研究的一種工作方法，該工作方法著力點(diǎn)在于生產(chǎn)單元中的人以及人員的動(dòng)作，并且通過一系列的分析比較等方法，尋找出人員動(dòng)作以及勞動(dòng)強(qiáng)度之間的平衡點(diǎn)，為改善提供機(jī)會(huì)，同時(shí)也為改善的結(jié)果提供客觀的評(píng)價(jià)。從上述案例中可以看出，人是人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)的主體，只有深刻認(rèn)識(shí)人在系統(tǒng)中的作業(yè)特性及重要性，并隨時(shí)注意工作條件是否合乎人因工程學(xué)的原理和原則，就能有效地提高工作效率[12]。

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