工程方法分析

工程方法分析

The pony was revised in January 2021

方法分析师的图表工具

不管方法研究的目的如何——设计一个新的工作方法或者对现有的进行改进——把与整个过程相关的实际信息用清楚、逻辑的形式记录下来，是很有帮助的。方法研究的第一个步骤就是收集与该操作或工序有关的所有必要的信息。有关的信息——如制造数量、搬运安排、操作次数、设备的加工能力、特殊物料、特殊工具等等——也许是解决问题的关键所在。这一章将讨论能很好的纪录实际数据的技术。

每个操作人员都会利用工具使操作过程更加便利，就像机械工程师有千分尺和油标卡尺，雕塑家有凿子和刨子，方法分析师也可以利用工具使得在更短的时间里做出更好的工作。方法分析师最重要的工具之一就是程序图。程序图是指对某一制造或经营过程的一个图表描述，每一种都有其特定用途。它们是：

1． 操作程序图； 2． 流程程序图； 3． 线图； 4． 人机作业图； 5． 联合程序图； 6． 操作人程序图； 7． 行程图； 8．时刻评核术图。

操作程序图，流程程序图，时刻评核术图和线图主要用于表现问题。通常来说，问

题如果不被完全展现出来，是不能完全得到解决的。因此，这次就讨论这些图表。人机作业图、联合程序图、操作程序图和行程图在第五章讨论。这些图表一般在操作分析时建立，第四章和第五章将会介绍操作分析。

操作程序图

操作程序图表明制造和生产过程中所有的操作、检验、时间耽搁和所有物料的先后顺序——从原材料到成品包装。它描述了所有元件的投入以及部装到总装。如同图纸对配合、公差和技术要求这些设计问题能使设计人员一目了然一样，操作程序图能使人对整个制造过程一目了然。

在我们对一个设计进行改进前，我们必须拿到现有产品的设计图。同样，在我们改进一个制造系统前，最好建立一个操作程序图，那样我们才能认识所有的问题并且知道哪些地方有可能改进。操作程序图能有效地表达问题。如果问题不能被表达出来，通常就不能解决。

操作程序图的建立

在建立操作程序图时，会用到两个符号：小圆圈，直径一般为3/8英寸，表示一次操作；小正方块，边长一般为3/8英寸，表示一次检查。

当被研究的零件被有意的改变或者在对其进行生产性工作前的研究或规划，都视为操作。一些分析员喜欢将手工操作与文书工作的手工操作分开。手工操作一般与直接

劳动有关，而图纸作业往往是间接或昂贵成本的一部分。

零件被测试是否符合标准，即为检验。

在操作程序图实际建立开始前，分析员应在纸的顶端写上标题：操作程序图，以识别它。识别信息：零件号、图号、程序说明、现行或建议方法、日期、制作此图的人员姓名，通常都罗列于后。附加信息有时也可以加上以完全识别绘制的主题。包括条目：如图表号、装置、建筑和部门。垂直线表示工作全部完成时的总流程，而导引入垂直流动线的水平线表示购买或自制的材料。建立操作程序图时，垂直流动线和水平材料线通常不可交叉。如果基于一些原因一定要把垂直线和水平线交叉，在水平线上画一半圆，不要出现节点。（见图3-1）

图3-1 当垂直流动线与水平材料线交叉时

常规的操作不会出现节点

垂直流动线

水平材料线

工作时间应分给每次操作和检查。通常，这些时间并不是有效的（特别是检验中）。因此分析员要对完成不同事件所需的时间进行估计。这样，分析员必需到车间进行一些时间测量。方法分析师比其他任何分析师都要更清楚的认识到：时间就是金钱。因此，时间信息必需包括在操作程序图中。图3-2列出了一个典型完整的操作程序图。

操作程序图的应用

完成操作程序图后，分析员应该用从初级方法的角度到操作分析的角度，回顾每次操作和检查。在研究一个操作程序图时，特别要应用以下的方法：

1作业目的 6设备和工具 2零件的设计 7工作条件 3公差和技术要求 8物料搬运 4材料 9装置布局

5制造工艺 10动态经济原则

分析员应对这十个准则的每一个都采用提问的态度，它们影响 着研究的时间（成本）和产品产量。

在研究操作程序图上的事件时，分析员应该问的最重要的问题就是“为什么？”有代表性的方法有：

“这个操作为什么必要？”

“这个操作为什么用这种方法完成？” “为什么用这组公差？” “为什么指定用这种材料？”

“为什么这类操作人员分配做这种工作？”

分析员应该认识任何事物都不是理所当然的。他们应该问这些和其他的与操作所有阶段相关的问题。并接着收集回答这些问题的信息，这样才能找到作这项工作的更好的方法。

“为什么？”这个问题会立即让人想到其他的问题，包括“什么？”，“怎样？”，“谁？”“什么地方？”和“什么时间？”。这样，分析可以问：

1.“这个操作的目的是什么？” 2.“如何才能把这个操作完成得更好 ”

3.“谁最适合完成这项工作？”

4.“这项操作在哪里可以降低成 什么

本？”

为什么 怎样 5. “这项操作何时达到材料耗用

谁 的最低值？” 什么地方 什么时间

举例来说，在图3-2的操作程序中，

分析员可以问到列于3-1表中的问题，决定指定方法的改进的实际性。回答这些问题能帮助着手删除、合并、和简化操作。

通过问这些问题分析员就能知道可能导致改进的其他问题。想法看起来只是大概

的想法，但有经验的分析员总是能得到几个改进的可能性。分析员必须保持开放的头脑，才不会因先前的烦恼而气馁，放弃新想法的实践。

已完成的操作程序图能帮助分析员设想目前的方法及其所有的细节，这样才能设计出更新更好的工艺。它向分析员展现出对给出的操作进行的改变将会对前后操作带来什么样的影响。仅仅对于机智的分析员操作程序图的建立必然得到改进的可能性。把操作分析规则与操作程序图综合起来应用，操作时间实现30%的减少是很寻常的。

操作程序图指出所有元件投入到产品中的流程，并因为每一步都以它恰当的时间顺序表示出来，所以图本身就是一个理想的设置布局。因此，方法分析师，设置布局工程师和相关领域的人员在设计新的布局和对现有的进行改进时，发现这个工具相当有用。

操作程序图在促进和解释一个建议的方法时很有帮助。它清楚的给出了如此多的信息，所以，在两个竞争方案之间，它能提供一个理想的比较。

流程程序图

通常，流程程序图比操作程序图包括更多的细节。因此，它不适合于总体复杂的装配。它每次基本上都只用一个装配或一个系统的一个部件，这个部件将影响制造中或应用于一个特殊部件。一个特殊生产顺序的过程中节约的最大值。流程程序图在纪录隐藏成本如移动距离，延迟或暂时性存储特别有用。一旦这些不增值的过程被找到，分析员就能够采取改进的措施。

除了纪录操作和检查，流程程序图还能反应一个项目在某以设置上发生的所有移动和库存延迟。流程程序图延用了操作程序图的操作和检验符号，以及其他一些符号。一个小箭头标识一次运输，客观事物从一处移到另一处即位运输，不包括发生在一次加工或一次检查中的运动。一个大写的字母D表示一次延迟。当一个零件没有立即被下一个工作点加工，就出现了延迟。一个倒立三角形表示一次存储，当一个零件被装入以免不被允许的移动即为存储。当有必要展示一个合成的动作时，如一个操作人员在同一工作点完成操作与检查。就用一个边长为3/8英寸的正方形内加一个直径为3/8英寸的小圆来识别。

通常用两种流程图：产品（见图3-4）和操作。产品图提供产品或材料发生的事件的所有细节，操作流程图则描述人员完成操作的细节。

建立流程程序图

向操作程序图一样，流程程序图也应在顶端加上标题：流程程序图，以识别。识别信息通常包括零件号、图号、过程描述、现行或建议的方法，日期和制图人员的姓名。

有时，一些附加数据对于能完全识别的工作很有用。这包括装置、建筑或部门；图表号；数量和成本信息。

因为流程图只代表一个项目，而不是一个装配，一副精致的流程图从纸的顶部中心位置开始建立。首先，画一条水平材料线；然后写上零件号和描述，以及零件加工所需的材料。再画一条短的垂直流程线（约3/4英寸）到第一个事件符号，也许是一个箭头表示从库房出来的运输。在运输符号的右边几下描述这次移动的简述，像“由物料搬运员搬运废料”。如果可以，再者下面立即列出所用设备的种类。例如：“手动两轮推车”或“机动推车”能识别所用的设备。在符号的左边记录完成此项事件所需的时间，并且在左边一英寸处用英尺或尺作单位，几下移动距离。

接着，即下零件工艺中所有操作、检查、移动、延迟、长期存储和短期存储。为方便提交，所有事件依其类别按时间顺序标上数字。

运输符号表示流动的方向。这样，当发生直线流动时，箭头指向纸的右边。当工序有迂回倒流时，箭头指向左边。如果工序是在多层建筑楼中进行，向上指的箭头就表示工序向上移动，向下指的箭头就表示工序向下移动。移动的距离，没必要用卷尺或米尺精确测量。通常，用物料移动的个数乘以一种了得跨距来得到比较准确的数据。5英尺和5英尺以下的移动通常忽略不计；但是，如果分析员感到它们会直接影响到总成本，它们就要被记录。

图上必须包括所有延迟和存储的时间。仅仅表明一次延迟或存储发生是不够的。因为零件储存和延迟的时间越长，成本就越高。所以，知道每次存储和延迟的时间有多长是很必要的。

确定存储和延迟的持续时间的最经济的方法，就是用粉笔在几个零件上作上标记，表明它们开始存储或延迟的确切时间。接着按期检查这部分，开被标记的零件何时再投入生产。得出发生的次数和总共发生的时间，求出平均值，分析员就得出了准确的有效时间。

流程程序图的应用

流程程序图，像操作程序图一样，本身并不是一个结论,而是一个得到结论的方法。分析员的这个工具删除部件的隐藏成本。因为这个流程图能清楚的表示出所有的运输、延迟和储存。所以它既能减少这些元素的数量，又能减少这些元素的持续时间。

一旦分析员建立了流程程序图，他们就能在操作分析师最基本的考虑分析上提问。对流程程序图，特别要考虑：

1． 材料运输， 2． 设置布局， 3． 延迟时间， 4． 存储时间

分析员已建立和分析的装配的操作程序图，其零件多半在流程图的研究中是一个部件。流程图通常描述被认为含有隐藏成本的特殊配置部件。如果部件的操作和检查已被研究，分析员就不会花大量时间再去研究它们。他们将更关心研究零件从一个操作到另一个操作所必须移动的距离，材料运输及出现的延迟。当然，如果分析员最初建立了流

程程序图，在研究它上面的事件时，操作分析员所有的基本方法都应被利用。

为了减少或删除延迟和存储时间,以提前对顾客的交货期,并且减 少成本,分析员在研究此项工作时,应考虑这些检查问题: 1. 全部材料递交于操作后多久会失败一次 2.

3. 该如何处理材料,才能使它们产量更多 4.

5. 什么是最佳批量或者份额,或者产量 6.

7. 如何制定长期计划 8.

9. 按订货单安排，操作类型、所需工作、颜色等等，怎样才是最佳顺序？ 10. 怎样安排成组相似操作，使它们能在相同时间完成？ 11. 通过改进制度，能节省多少时间？ 12. 紧急维修和高峰订单的原因是什么？

13. 在某几天实现某几种生产，使制度更加规范，会节省多少延迟和存储时间？

14. 怎样的交替制度能更有效的利用材料？ 15. 统计交易和装载有必要吗？

16. 哪个部门最适合作这项工作，能够作同类工作但能减少移动次数，节省延迟或存储时间？

17. 作这项工作可以节省多少时间，由另一台设置呢？ 18. 实现测量和实验，什么时间是最合适又最经济的时间？ 19.

20. 工厂的合同制定缺少什么信息，即有可能引起一次延迟或存储？ 21. 在相关部门不同时间里，改变轮班会损失多少时间？ 22. 对于这项工作，什么是经常性的干扰，如何才能删除？

23. 由于等待或接收指示、图纸和说明书的失败，雇员会损失多少时间？ 24. 由于通道的拥挤引起工作暂停的有多少？ 25. 怎样改进道路和通道的设置才能减少延迟？

分析员应该用明确的检查性问题缩短移动距离，减少物料的运输时间。包括以下几点：

1．产品组的技术正在熟练吗能减少设备数和扩大再生产吗

2．设备怎样放置才能使物料移动的距离最短？

3．怎样才能减少物料的运输？

4．物料运输用什么样的设备最合适？

5． 物料到达加工处再从加工处出来，浪费了多少时？ 6． 是否应考虑产品组合更甚于考虑工序组合？

7． 物料运输单元的尺寸怎样增加才能减少运输报废和延迟？ 8． 如何改进升降机设备？

9． 如何设置滚道和通道才能加速运输？ 10． 11．

在什么地方放置物料最合适，能够减少操作者的移动？ 哪些地方可使用重力运输？

完全的流程图（图3-4）的研究将使分析员熟悉所有相关的细节。即与制造过程直接或间接的成本相关的细节。这样，他们能分析这些成本以求的改进。除非知道有关一个方法的所有因素，否则改进该方法非常困难。操作的偶然检查并不能提供对方法改进有用的信息。因为流程程序图中记录了距离，该图在显示如何改进设施布局时特别有

用，明智的使用流程程序图将带来好处。 线图

虽然，流程程序图给出了制造过程很多相关信息，但它没有显示出工作流动的图示计划。有时，该补充信息在改善一个新方法时很有帮助。例如，在运输距离能够缩短时，看图示中哪里的空间可以增加一台设备以减少运输距离是很有必要的。样，目视潜在的暂时或长久的存储区域，检查站和工作点也是很有帮助的。提供该信息的最好的方法就是取得一副图，该图包括设置区域，然后用流动线会出略图，指明物料从一活动到下一活动的移动，楼层和建筑物的布局就是线图，展示流程程序图上的所有定位活动。

当建立线图时，分析员应用对应于那些出现在流程程序图中的符号和数字区别每次的活动。定期根据流动线的小箭头来表示流动方向。对于不只一种零件的，用不同的颜色表示不同的流动线。

图3-6说明一个与流程程序图相结合的线路，用以改进春田兵工厂伽兰德步(M1)的生产。这个图示描述和流程程序图节约了成本，增加了产量，每次移动500只步管到3600只——用同样数量的雇员。图3-7说明了修改后布局的线图。

线图对于流程程序图是一个很有帮助的附录，因为它指出了交通拥挤中可能的回索和区域，并且使制造理想的设置布局更容易。

时刻评核术图

时刻评核术图是一种预测计划和控制方法，它是按照时间图表达到一些预定的目标

最佳方法。通常方法分析师时刻评核术图从降低成本和提高消费者满意程度的角度，改进时刻的安排。

在用时刻评核术图进行时刻安排时，分析员一般为每次活动提供两个或三个时间估计。如果三个时间估计都被用，它们以下面的问题为依据：

1． 如果每件事都能够按理想状态进行，完成这次活动需要多少时间（乐观估计） 2． 在一般条件下，完成这次活动需要多长时间？ 3． 如果完成这次活动所有的事情都出错，需要多少时间？ 通过这些估计，就能得到完成这项活动所需时间的可能性分配。

在时刻评核术图中，事件——用节点表示——是及时位置，表示一件特别操作或操作组的开始和完成。每个操作和操作组都被认为是一次活动，并且被看作时刻评核术图中的一个部门中的弧一样。每一个弧上贴一个数字，表示完成这项活动所需的时间（天数，周数，月数）。不花时间和成本的活动，对于保留一个正确的顺序也是必要的，该活动被认为是虚拟活动，并且用虚线表示。

完成整个项目所需的最少时间应对应于从最初的节点到最后的节点的最长时间。在图3-8中，完成该项目所需的最少时间应是从节点1到节点12最长的路径，最长的途径，也是最关键的途径，因为该途径建立了该项目最少的项目时间。在一个项目中总有一条且至少有一条这样的途径，但不只一条能反映所需的最少时间，这就是关键途径的意思。

不在这条关键途径上的活动有一定的时间柔性，这个时间柔性或自由度，是指“活

动”，浮动的量通过一般时间减去有效时间而得，并且，浮动的是非关键活动，并不延迟项目的完成日期时加长的时间量。

图3-8说明了一个描绘关键路径的基本网络。这条路径，用一根粗线区别出来，包含27个星期的时间。可以用几种方法缩短这个项目的持续时间。能估计出各种选项的成本。

操作程序图，流程程序图，线图和时刻评核术图对于表达和解决问题都是很有用的工具。就像对于特殊的工作有用的工具一样，几种图表设计一样能帮助解决工程问题。但是，在决定具体解决方法时，每种图表一般都有优于其他图的地方。分析员应明确每种工艺图的具体功能，在解决问题时能选择正确的一种。它们的功能根据如下：

1． 操作程序图：用于分析操作之间的关系。对于包含几种部件的装配中的操作和

检查有利，对于设置布局也有帮助。

2． 程序流程图：用于分析间接或隐藏的成本，像延迟时间、存储成本和材料运输

成本。是组合元件制造全面分析的最佳图表。

3． 线图：用于流程程序图的补充，特别对于多楼层空间中的进行的程序。指明倒

流和交通的拥挤。是改进设置布局所必需的工具。

4． 时刻评核术图：用于项目制造工具。特别用于包含六个月或更多时间的主要项

目。

操作程序图、流程程序图、线图和时刻评核术图在改进时都有它们的用途。它们的正确应用在表现问题，解决问题，销售解决办法，实施解决办法方面很有帮助。对于明白一个程序和他相关的活动，这些图能起有效描述和交流的帮助。并且，它们在表达管理的改进方法，在用规定的方法培训员工，在表现与设置布局相关的细节时，是非常有效的。

表3-1

问题 改善方法

1．

固定长度11/2”*14”白色枫木能够以没 去除不是14

“倍数的边角

有多余边角料的价格购买吗？ 料长度。 2． 口

整吗 3．

能够购买到最后厚尺寸并且至少有一 去除多余的原购买的枫树板能够保证边缘光滑，平 去除两端的接

定尺寸

面是光滑的木板吗 4． 间

锯成14”英寸

为什么两块板不能够重叠一起并同时 消除分钟的时

5．在第一次检验时有多少不合格率 如果比例太低忽略此步骤

6．为什么桌面要全部打磨 节省另一面的打磨时间 7．固定长度11/2”*3”白色枫木能够以 去除不是12“倍数的边

没有多余边角料的价格购买吗？ 角

8． 购买的黄色松树板能够保证边缘光 去除两端的接口 滑，平整吗

9． 能够购买到最后厚尺寸并且至少有 去除多余的原定尺

寸

一面是光滑的木板吗

10．为什么两块以上的板不能够重叠一 消除分钟的时间

起并同时锯成14”英寸

11．在第一次检验基座时有多少不合 如果比例太低忽略此步骤

格率

12．为什么基座要全部打磨 节省另一面的打磨时间 13．固定长度21/2”*21/2” 尺寸白色枫边角

木能够以没有多余边角尺寸价格购 买吗？

14．小于21/2”*21/2” 尺寸的白色枫木 能够用吗？

15．购买的枫树板能够保证边缘光滑， 平整吗

16 能够购买到最后厚尺寸并且至少 有一面是光滑的木板吗

17．为什么两块以上的板不能够重叠 一起并同时锯成14”英寸

去除不是14“倍数的料长度。 减少物料的花费。 去除两端的接口 去除多余的原定尺寸 消除分钟的时间 18．在第一次检验桌腿时有多少不合 如果比例太低忽略此步骤

格率

19．为什么桌腿要全部打磨 节省打磨时间 20．有组装基座到顶面的固定设备 节省组装时间 21．抽样检验能够用于第一次组装检 节省检验时间 验吗

22．有必要在第一次上漆后再打磨吗 节省操作步骤19

图3-2

描述电话桌制造的操作流程图 操作流程图

制造类型 2834421-3 标准：现场方法 零件：2834421 编号：SK2834421 制图人：B。W。N。 日期：4-12

支架，编号2834421-3 基座，编号2834421-3 顶端，编号2834421-3

尺寸2 1/2，材料，白色枫树 尺寸11/2，材料，黄色松树尺寸1 1/2，材料白色松树

锯到一定尺寸

单边连接

两边连接

锯到一定尺寸 锯到一定尺寸

两边连接

刨到一定尺寸 到 刨到一定尺寸 刨到一定尺寸

锯到末端

锯到末端

锯到末端

粗磨 测量大体长度 测量大体长度 测量大体长度

粗磨

粗磨

座

顶上装配四个基

八个槽头

1 1/2“ 英寸木质螺钉 安装完支架

上漆，清洁

检验完毕

抛光 上漆，清洁 精磨

光

总结：

事件 数量 时间 动作 20 分钟 测试 5 全天

再次上漆，抛

测试完

图3-4

流程流程图（产品）

图表主题：大头零件 图表编号：1128 绘图号：BA-14783 零件号：B-14782-2 制表方法：现场制表 图表起始处：储存箱 制表人：E。Dupnick 图表结束处：装配部储存室 时间：9-7 距离 时间 流程 流程描叙 存放在木箱 用叉车运输 运到锯床 从叉车卸下， 距离 距离 流程 流程描叙 60 单位 20 600 15 .02 .05 .02 等待挤压操作 压倒741/2英钻六个孔 等待再次钻孔 100 .o7 120 120 等待操作开始 50 进行钻孔 .077 30 .03 锯成金属小块 等待人移动 .334 30 扩孔，压力等待再次钻孔 扩孔，压力21# 70 挤压成块，最20 大压力 #8 15 .234 10 等待锻造 三人进行锻造 等待挤压操作 挤压操作 .152 20 钻三个13/等待车床操作 进行车削 翻转表面 等待车削 移动车刀 车削到外表面 等待挤压操作 60 30 .522 60 .061 30 压至741/2英 准备浸泡在液30 搬运到液体中 浸泡 压至20B 作标记并挤压 100 . 15 .007 60 .097 15 .167 等待下一轮挤 钻六个孔，压 力 等待移动 搬运 60 .012 350 20 .05 等待检查 检查完毕 75 检验员运到仓 储存到需要为 总 结 事 件 数 量 时 间 距 离 操作数 13 2．4124分钟 检验 1 。050 分钟 1580英尺 运输 12 复合动作 1 。234 分钟 储存 2 未定 延迟 14 605 分钟

图3-8

说明：粗线代表关键路线。节点号代表事件。用箭头表示的连线表示一个操作依赖于另一个操作。连线之间的时间值表示持续时间，

与事件有关的六角形表示事件的最早事件时间。与事件有关的圆形表示事件的最迟事件时间。

D-1 G-3 24 7 1

2

A-4

2 18-2 H-0 E-5 I-6 J-2 L P-2 M-4 L-3 N-1 2 0

C-3 F-4

7 O-4

K-5

3

2

通过以逻辑流程中前后事件计算出的最早事件时间

通过以逻辑流程中前后事件计算出的最早事件时间