预定时间标准法-mod模特法-工业工程

*预定动作时间标准（PTS）法----含义预定时间标准法（PredeterminedTimeSystem）简称PTS法，是国际公认的制定时间标准的先进技术。它利用预先为各种动作指定的时间标准来确定进行各种操作所需要的时间，而不是通过直接观察来测定。第8章预定时间标准法-MOD模特法*预定动作时间标准（PTS）法----作用(1)事先改进作业方法。(2)为合理选用工具、夹具和设备提供评价依据。(3)PTS法还可作为产品设计的辅助资料。1.建立标准时间(1)制定作业的标准时间；(2)验证秒测时方法制定标准时间的准确性；(3)制定某些类型工作的标准时间数据库。2.为生产的事先评估提供了依据*预定动作时间标准（PTS）法----步骤和方法①作业分解：各个有关的动作要素；②查各种动作要素时间值：根据作业的动作要素和其相应的各种衡量条件；③作业正常时间标准=各种动作要素时间值的总和；④标准时间=正常时间+宽放时间。*第一部分：模特法的基本概念第二部分：模特法的动作第三部分：模特法的应用案例MOD模特法的应用*模特法的原理模特法的时间单位模特法的特点第一部分：模特法的基本概念*模特法的原理模特法的基本原理基于人机工程学的实验，归纳如下：①所有人力操作时的动作，均包括一些基本动作。通过大量的试验研究，模特法把生产实际中操作的动作归纳为21种。②不同的人做同一动作（在条件相同时）所需的时间值基本相等。③使用身体不同部位动作时，其动作所用的时间值互成比例（如模特法中，手的动作是手指动作的2倍，小臂的动作是手指动作的3倍），因此可以根据手指一次动作时间单位的量值，直接计算其他不同身体部位动作的时间值。*模特法根据人的动作级次（见动作经济原则第二条），选择以一个正常人的级次最低、速度最快、能量消耗最少的一次手指动作的时间消耗值，作为它的时间单位，即1MOD=0.129s模特法的21种动作都以手指动一次（移动约2.5cm）的时间消耗值为基准进行试验、比较，来确定各动作的时间值。模特法的时间单位*易懂、易学、易记实用模特法的特点*（1）模特法将动作归纳为21种。（2）模特法把动作符号与时间值融为一体。如G3表示复杂的抓取动作，而且也同时表示了3MOD=3×0.129s=0.387s。如果是移动小臂去抓放在零件箱中的一个小螺钉（抓时要同时扒开周围的其他零件），在模特法中用M3G3表示，其中M3表示小臂的移动，G3表示复杂的抓取，M3G3时间值是6MOD（其中M3为3MOD，G3为3MOD）。因此，只要知道动作的符号，也就知道了时间值，所以，“一看就会了”。（3）在模特法的21种动作中，不同的时间值只有0，1，2，3，4，5，17，30共7个，而且都是整数。这样，只要有了动作表达式，就能用心算很快计算出动作的时间值。所以，“一记就牢”。易懂、易学、易记*①采用模特法不需测时，亦不要进行评比，就能根据其动作决定正常时间。因此，使用它来分析动作、评价工作方法、制定标准时间、平衡流水线，都比其他PTS法容易，且见效快。②在实际使用中，还可以根据企业的实际情况，决定MOD的单位时间值的大小。如：1MOD=0.129s正常值，能量消耗最小动作时间1MOD=0.1s高效值，熟练工人的高水平动作时间值1MOD=0.143s包括恢复疲劳时间的10.75%在内的动作时间1MOD=0.12s快速值，比正常值快7%左右实用*基本动作——上肢动作基本动作——下肢和腰的动作辅助动作分析要点第二部分：模特法的动作分析*MODAPTS的时间值是根据身体部位表现出动作时间的差异，它分为移动动作、终结动作、结合动作（其他动作），是以21个动作和8个时间值构成。移动动作反射性动作放的动作移动动作终结动作胳膊的基本动作腿的动作结合动作现场的动作边看边抓的动作M1手指M2手M3下臂M4上臂M5肩膀(M1/2,M1,M2,M3)G0接触后抓G1抓在手里G3难抓的动作P0容易放的动作P2边看放1次P5边看放2次F3踩PedalW5步行L1重量要素E2眼R2改抓D3判断A4压力（按）C4回转B17弯曲起来S30坐起来MODAPTS基本体系和记号*MODAPTS基本图B17S30A4(独)W5P2(注意)F3P0不需要注意力的动作2-6KgL1G3(注意)需要注意力的动作G1R2C4(独)P5(注意)E2(独)D3(独)NoYes移动动作终结动作其他动作M1M2M3M4M51MOD=0.129Sec=0.00215分1Sec=7.75MOD1min=465MODG02.5cm5cm15cm30cm45cmMODAPTS基本体系和记号*名称符号内容延时BD另一只手动作时，这只手处于停止的状态，不给予时间持住H用手拿着或抓着物体一直不动的状态，主要指扶持与固定的动作，不给时间有效时间UT指人的动作以外，机械或其他要求发生的，非动作产生的固有附加时间，需要准确测时。补充符号*表示用手指的第3个关节前的部分进行的动作，时间值为1MOD，移动距离为2.5cm。把开关拨到on(off)的位置；回转小旋钮；抓住空气传动器的旋钮；用手指拧螺母；用手指擦密封条。手指动作M1表示手指的一次动作。对于用手指将开关拨到on(off)或用手指旋转螺母时，要观察手指进行了几次动作。M12.5cm手指的动作M1一．移动动作在模特法中，根据使用的身体部位的不同，时间值分为五等：备注：下述的移动距离均为参考值基本动作——上肢动作*手腕的动作M2用腕关节以前的部分进行一次的动作，时间值是2MOD，动作距离为5cm。依靠手腕的动作不仅能够做横向运动，也可以做上下、左右、斜向和圆弧状的动作。根据M2的动作方式，伴随手的动作，小臂多少也要动作，但主要动作是辅助动作。转动调谐旋钮；将电阻插在电路板上；转动门轴；翻笔记本。M25cm*小臂的动作M3将肘关节做为支点，肘以前的小臂（包括手、手指）的动作。每动作一次定为M3，时间值是3MOD，移动距离为15cm。由于手和小臂动作的方向关系，肘关节多少要前后移动。肘关节的前后移动看作是主动作M3的辅助动作。M3的移动动作范围内，将可能的作业区域叫正常的作业范围。M315cm*大臂的动作M4伴随肘的移动，小臂和大臂做为一个整体，在自然状态下伸出的动作。其时间值为4MOD，移动距离一般为30cm。当手臂充分伸展时，伴有身体前倾的辅助动作，从时间值上看，仍是M4。把手伸向放在桌子前方的零件；把左手伸向放在桌子左端的工具；把手伸向放在略高于操作者头部的工具。M430cm*大臂尽量伸直的动作M5在胳膊自然伸直的基础上，再尽量伸直的动作。另外，将整个胳膊从自己的身体正面向相反的侧面伸出的动作也用M5表示。其时间值为5MOD，移动距离一般为45cm。连续做M5的动作应尽量减少。尽量伸直胳膊取高架上的东西；把手尽量伸向桌子的侧面；坐在椅子上抓放在地上的物体；从自己身体的正面交叉，向相反方向尽量伸手。M545cm*特殊移动动作（反射动作）反射动作是将工具和专用工具等牢牢地握在手里，进行反复操作的动作。反射动作不是每一次都特别需要注意力或保持特别意识的动作。反射动作因其是反复操作，所以其时间值比通常移动动作小：手指的往复动作M1，每一个单程动作的时间为1/2MOD;手腕的往复动作M2，每一个单程动作的时间为1MOD;手臂的往复动作M3，每一个单程动作的时间为2MOD;上臂的往复动作M4，每一个单程动作的时间为3MOD;★M5的动作一般不发生反射动作。*二．终结动作终结动作是移动动作进行到最后时，要达到目的的动作。如触及或抓住物体，把拿着的物体移到目的地，放入、装置、配合等动作。目的不同，其难易程度不同，因而决定了不同的动作种类。终结动作的种类有：触及、抓，用G来表示；放置、配合，用P来表示。基本动作——上肢动作*触及G0用手指或手去接触目的物的动作。这个动作没有要抓住目的物的意图，只是触及而已。它是瞬间发生的动作，所以没有动作时间。G0碰推键；用手指接触垫圈；碰放在桌上的橡皮；推放在夹具上的印刷电路板；用两手推卡片的左、右侧面；*简单抓取G1用手指、手简单地抓地动作。时间值为1MOD。在自然放松条件下用手或手指抓取物件的动作，没有一点踌躇现象，在被抓物件的附近也没有障碍物；G1抓起单独放置的旋具；抓起放在桌上的笔；两手同时伸出捧住电视机；抓取排成一行的小型变压器*复杂抓取G3需要注意力，用G1所不能完成的，时间值为3MOD;在抓取目的物时有迟疑现象，或是目的物周围有障碍物；或是目的物比较小，不容易一抓就得；或是目的物易变形、易碎；只是简单的手指闭合是不能抓住的。G3(注意)抓放在桌上的平垫圈（先用指甲抠起来再抓）；抓放在零件箱中的一个小螺钉（抓时要同时扒开周围的其他零件）；要求按零件的规定位置抓（如从头抓）；抓重叠的资料（先用手指拿起一张再抓）；抓起放在桌面上的绣花针；*简单放置P0把抓着的物品运送到目的地后，直接放下地动作。不需要用眼注视周围的情况；放置处无特殊要求；P0将拿着的旋具放到桌子旁将传送带送来的零件放在自己面前将用完的辅助支架放到传送带上将要检查的零件抓起，堆放在面前*需要注意力的放置P2往目的地放东西的动作，并需要用眼睛盯着看进行一次修正的动作。其时间值为2MOD。P2动作适用于能够大体上确定物体位置或指定位置，虽有配合公差但配合不严的场合。P2(注意)将垫圈套在螺栓上；向轴上涂油；把烙铁放在烙铁架上；将作业完了的零件放在传送带的指定位置用笔尖触及写字的位置*需要注意力的放置P5将物体正确地放在所规定地位置或进行配合的动作；比P2更复杂，常需要伴有两次以上的修正动作；自始至终需要用眼睛观察；动作中产生犹豫；P5(注意)将螺丝刀的头放入螺钉的沟槽中；把飞轮套在轴上；把旋钮装在电位器轴上；把导线焊到印刷电路板上；把产品铭牌装在规定的位置；装插头；把外存储器装在规定的位置上。*基本动作——下肢和腰的动作蹬踏动作F3步行动作W5身体弯曲动作B17站起来再坐下的动作S30*蹬踏动作F3将脚跟踏在板上，做足颈动作；时间值为3MOD.从脚踝关节到脚尖的一次动作为F3，再抬起返回的动作又为F3.连续压脚踏板的动作时间，要使用计时器计算有效时间。若脚离开地面，再踏脚踏板开关的动作，应判断为W5.F3*步行动作W5走步使身体移动的动作；回转身体同时挪动脚步，也判定为步行动作；步行时每一步用W5表示，时间值为5MOD；步行到最后一步，手和臂随之移动的动作为M2；这是因为最后一步动作中，手离目的物也近了。站立的操作者，沿着桌子抓物体时，可能随伸手的动作而一只脚要向前移动一步（或者退回），这是为了保持身体的平衡而加的辅助动作。这种动作应判定为手的移动动作，不用判定为W5W5*弯腰动作B17从站立状态到弯曲身体，蹲下，单膝触地，然后再返回原来的状态的整个过程。屈身、弯腰是以腰部为支点，向前弯伏，使手的位置在膝下面的动作；B17动作之后，手（或臂）的移动动作用M2表示。B17B17*坐下再站起S30坐在椅子上，再站起来的一个周期动作；站起来时两手将椅子向后推和坐下时把椅子向前拉的动作时间也包括在内。S30S30*辅助动作搬运动作的重量因素L1眼睛的运作E2（独立动作）矫正动作R2（独立动作）判断动作D3（独立动作）加压动作A4（独立动作）旋转动作C4*搬运动作的重量因素L1搬运重物时，物体的重量影响动作的速度，且随物体的轻重而影响时间值；2-6KgL1重量因素：有效重量<2KG,不考虑；有效重量[2KG,6KG],重量因素为L1；有效重量[6KG,10KG],重量因素为L1X2；以后每增加4KG，时间值增加1MOD*有效重量的计算原则单手负重，有效重量等于实际重量；双手负重，有效重量等于实际重量的一半；滑动运送物体，有效重量为实际重量的1/3；滚动运送物体，有效重量为实际重量的1/10；两人用手搬运同一物体时，不分单手和双手，其有效重量皆等于实际重量的一半；重量因素在搬运过程中只在放置动作时附加一次，而不是在抓取、移动、放置过程中都考虑，且不受搬运距离长短之影响。*实例分析1坐在椅子上的操作者，用右手抓收音机盒，放在传送带指定位置上。No左手动作右手动作标记符号次数MOD1BD抓盒的拉手M3G1M3G142BD放到传送带指定位置M4P2M4P263BD重量修正L11*实例分析2站着的工人把放在桌上的14寸彩电抱起，用身体支撑住，放到传送带的指定位置上。No左手动作右手动作标记符号次数MOD1(M4G1)抓住机盒M4G1M4G152(M4P0)抱起用身体撑住M4P0M4P043(L1X2)重量修正L1X224M4P2放在传送带上M4P2M4P265L1X2重量修正L1X2L1X22*眼睛的动作E2眼睛的动作分为眼睛的移动（向一个新的位置移动视线）和调整眼睛的焦距两种，每种动作都用E2表示，时间值为2MOD。手在移动时，一般要瞬时看一下物体的位置，以控制手的速度和方向；这种眼睛的动作，一般在动作之前或动作中进行的，而不是特别有意识的动作。动作分析时，不给时间值。只有眼睛独立动作时，才给动作以时间值；E2(独)看仪表指针的位置；看装饰品表面；看示波器波形；看安全规程、操作说明。*眼睛的动作－注意事项正常视野内，不给动作以时间值；正常视野内，调整焦距的动作，必要时给E2;从正常视野向其他点移动视线时，E2的动作约在30°角、20CM范围内；看更广的范围时，伴随眼球运动，常有头的辅助作用，两者同时进行，应给予E2X3的时间值，不分析头的动作。*矫正动作R2矫正抓零件和工具的动作，是把从手指向手中抓入或握入的东西再向手指送出；操作熟练者在操作过程中，为了缩短动作时间，在进行前一个动作时，已经使用身体其它部位着手下一个动作的准备，这一矫正准备动作，不给予时间值；用M4的动作抓零件或工具，运到手前，在其移动过程中，改变位置和方向，矫正成为最容易进行下一个动作的状态。这种状况，只记移动和抓取的时间值，不记矫正时间值。R2抓螺丝刀，很容易地转为握住；抓垫圈，握在手中；把有极性的零件（二极管、电解电容）拿住，并矫正好方向；把握在手中的几个螺钉，一个一个地送到手指。*矫正动作举例R2*判断动作D3动作与动作之间出现地瞬时判定；在流水线生产中，检查产品或零件是否合格，只有当判断出次品时，才加动作时间值；跟其它动作同时进行的判断动作不给时间值。眼睛从看说明书移向看仪表指针，判断指针是否在规定的范围内，动作分析式为E2E2D3。D3(独)NoYes检查时单纯的判断动作；判断计量器具类的指针、刻度；判断颜色种类；对声音的瞬时判断；判断灯泡是否熄灭。*加压动作A4在操作动作中，需要推力、压力以克服阻力；A4一般是在推、转动作终了后才发生，用力时，发生手和胳膊和脚踏使全身肌肉紧张的现象。A4是独立动作，当加压在2KG以上，且其他动作停止时，才给予A4时间值。加力时伴有少许移动动作，此移动动作不用分析。A4(独)铆钉对准配合孔用力推入；用力拉断电线软线；用力推入配合旋钮；螺丝刀最后一下拧紧螺丝钉；用手最后用力关紧各种闸阀。*旋转动作C4以手腕或肘关节为圆心，按圆形轨道回转，旋转一周的动作，用C4表示，时间值为4MOD。旋转1/2周以上的才为旋转动作，旋转不到1/2周的动作作为移动动作；带有2KG以上负荷的旋转动作，由于其负荷大小不同，时间值也不相同，应按有效时间计算。C4(独)搅拌液体；旋转机器手柄；清洗外壳；摇机床手柄。*分析要点移动动作与终结动作的结时动作*M1M2M3M4M5移动动作与终结动作的结合无论什么动作，移动动作之后，必定伴随终结动作。G0G1G3P0P2P5*移动动作和终结动作综合轴和套的装配把轴套放在A点上，为M3P5。到B点时为少量插入轴中。从B点到C点，要加算必要的移动动作M2P0（或M3P0）。若在B点放开手，套依靠自重自然落下，则不需加算移动动作。*移动动作和终结动作综合拧螺母的动作使用螺丝刀的动作*同时动作用身体的不同部位，同时进行一样或不一样的两个以上动作；一般以双手的同时动作为佳；可以排除一只手闲的情况；可以提高工作效率。*两手同时动作条件两手的终结动作均不需要注意力时，可以同时动作；只有一只手的终结动作需要注意力时，可以同时动作；两只手的终结动作均需注意力时，不可能同时动作。时限动作的时间值两手可以同时动作时，时间值大的动作叫时限动作;要用时限动作的时间值来表示两手同时动作时间值。No左手动作右手动作标记符号次数MOD1抓零件（M3G1）抓螺丝刀M4G1M4G15被时限动作标记时加（）表示，它不影响分析结果。*两手均需注意力时的分析方法两手同时向目的场所移动，终了的瞬间，若某只手开始了终结动作，另一只手就要在目的物附近稍微等待到第一只手动作完后，再稍微移动M2，才能完成其终结动作。*两手均需注意力时的分析方法在桌上放置零件A和B，两手分别抓两个零件。No左手动作右手动作标记符号次数MOD1抓零件AM3G3抓零件BM4G3M3G3M2G311左手先动作：No左手动作右手动作标记符号次数MOD1抓零件AM3G3抓零件BM4G3M4G3M2G312右手先动作：双手动作先后不同，时间值也不相同。**模特法分析表零件图号日期分析校对审核设备名称作业条件工序名称使用工具作业名称分析条件No左手动作右手动作标记符号次数MOD1234UT时间：MOD时间：合计：*模特法中动作改善模特法的应用案例第三部分：模特法的应用案例*1替代、合并移动动作M应用滑槽、传送带、弹簧、压缩空气等替代移动动作；用手或脚的移动动作替代身体其他部分的移动动作；应用抓器、工夹具等自动化、机械化装置等替代人体的移动动作；为改进下一移动动作应对紧前移动动作和终结动作进行改进；尽量使移动动作和其他动作同时动作；尽可能改进急速变换方向的移动动作。*2减少移动动作M的次数一次运输的物品数量越多越好；采用运载量多的运输工具和容器；两手同时搬运物品；用一个复合零件替代几个零件的功能，减少移动动作次数。*3用时间值小的移动动作代替时间值大的移动动作应用滑槽、输送带、弹簧、压缩空气等，简化移动动作，降低动作时间值；设计时尽量采用短距离的移动动作；改进操作台、工作椅的高度；将上下移动动作改为水平、前后移动动作；将前后移动动作改为水平移动动作；用简单的身体动作替代复杂的身体动作；设计成有节奏的动作作业。*4替代、合并抓的动作G使用磁铁、真空技术等抓取物品；抓的动作与其他动作结合，变成同时动作；即使时同时动作，还应改进成为更加简单的同时动作；设计成能抓取两种物品以上的工具。*5简化抓的动作工件涂以不同的颜色，以便于分辨抓取物。物品做成容易抓取的形状；使用导轨或限位器；使用送料（工件）器，如装上、落下送进装置，滑动、滚动运送装置；*6简化放置动作P使用制动装置；使用导轨；固定物品堆放场所；同移动动作组合成为结合动作；工具用弹簧自动拉回放置处；一只手做放置动作时，另一只手给予辅助；工件采用合理配置公差；两个零件的配合部分尽量做成圆形；工具的长度尽可能在7CM以下，以求放置的稳定性。*7尽量不使用眼睛动作E2尽量与移动动作M、抓的动作G和放置动作P结合成为同时动作；作业范围控制在正常视野范围以内；作业范围应豁亮、舒适；以声音或触觉进行判断；使用制动装置；安装作业异常检测装置；改变零件箱的排列、组合方式。*8尽量不使用校正动作R2同移动动作M组合成为结合动作；使用不用校正动作R2而用放置动作P就可完成操作动作的工夹具；改进移动动作M和放置动作P，从而去掉校正动作R2。*9尽量不做判断动作D3跟移动动作M、抓的动作G和放置动作P尽量结合成为同时动作；两个或以上的判断动作尽量合并成为一个判断动作；设计成没有正反面或方向性的零件；运输工具和容器涂识别标记。*10尽量减少脚踏动作F3跟移动动作M、抓的动作G和放置动作P尽量结合成为同时动作；用手、肘等的动作代替脚踏动作。*11尽量减少按、压动作A4利用压缩空气、液压、磁力等装置；利用反作用力和冲力；使用手、肘的加压动作代替手指的加压动作；改进加压操作机构。*设计使工人一直坐着操作的椅子；改进作业台的高度；使用零件、搬运装置；使用成品搬运装置；前后作业相连接。12尽量减少行走动作W5、身体弯曲动作B17、身体站起动作S30视频：车床附件及工件装夹1分50秒*MOD法应用案例我公司装配线中的瓶颈工序之一是三大件装配。它纯粹由人工操作完成，可操作性很大程度上取决于工人的熟练程度。对此工序运用MOD法分析改进。首先，将三大件工序分析细化为以下几个工步：1）定位后盖；2）装密封垫；3）装导向杆；4）装阀板；5）装阀片；6）装机体部件；7）放置轴封保护套；8）装配前盖；9）取下轴封保护套；10）取6个螺栓；11）蘸油；12）装配5个螺栓；13）取下导向杆并装最后一个螺栓；14）拧2-3螺牙；15）放成品。表1三大件装配工序MOD分析（改进前）对改进前的处理工序，利用MOD法对所有动作进行分解，累计得到263个MOD值（表1）。*2、改进措施一、鉴于操作空间的局限性和现有布局已较为合理，而增加设备又对成本要求较大，分析改进主要从工人的操作方法及过程着手。1.尽量减少移动的次数，使两只手同时使用，提高双手的利用率表1中No.3~5：手拿起左侧的密封垫，同时右手抓起导向杆，在左手装缸片后右手装导向杆；No.13~14：轴封保护套改由左手拿起，同时右手拿起前方的前盖，左手套好轴封保护套后右手装前盖；No.16~17：右手装好前盖后，左手顺势拿下轴封保护套。2.尽量放小动作幅度，减少M5、W5的使用No.15：前道工序传来机体部件和前盖时应使两者水平放置，可省去装配工人拿起前盖时的手臂伸直，M5动作以M4代替；No.29：装配好压缩机后可利用手臂将其放到右后侧堆放区，无须转身走动，取消W5。实际实验中，工人完全可以做到这点，但需要后续工序的工人及时取走装配好的压缩机，以腾出空间放置继续装配好的压缩机。*3.尽量减少判断调整动作，减少E2R2的动作No.3、No.4、No.7：在取密封垫、阀片时，需要目视判断只取一片的要求。可利用工位器具保证每片分离，直接取用；No.19：在取用螺栓时，需要矫正螺栓方向，可预先使螺栓方向一致。4.利用重力减少下压动作No.21～23：装螺栓时无须将螺栓往下插入孔中，可利用螺栓的重力使其自行下落至孔中。在实际操作过程中，此方法具可行性，可相应提高装配速度。5.取消多余动作No.20：螺栓沾油后的滴油动作为多余，可取消；No.12：机体装配到位后的下压动作为多余，可取消；No.27：拧螺栓10次过多，可减少为6次。2、改进措施表2三大件装配工序MOD分析（改进后）通过MOD法将部分工序合并，消除了多余动作，结果见表2。三大件装配工序MOD分析（改进后）注：总MOD数为212*表3改进前后对比分析经过MOD法分析后，MOD值减少了51个，标准时间缩短了6.55s，改进率为19.4%，该瓶颈环节得以消除，理论上达到了40万生产能力。经现场验证，该工序基本能符合分析结果，达到生产能力要求。*结束语通过MOD法的应用，可以消除生产流水线的瓶颈口，生产能力得到了明显提高。相比一些传统的提高流水线产能的方法（如增加操作者与设备等），具有减少甚至无需追加投资、少增加或不增加操作人员的优点，可降低生产成本，有效提高企业的巿场竞争能力。