时间研究与学习曲线.docx
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时间研究与学习曲线
工作研究讲义
时间研究与学习曲线
TimeStudyandStudyCurveofWorkDesign
3.时间研究
3.1时间研究概述
3.2时间研究的方法及基本程序
3.3标准工时设定
3.4工作抽样
3.4.1工作抽样概述
3.4.2工作抽样的原理
3.4.3工作抽样的方法和步骤
3.5预定动作时间标准
3.5.1预定动作时间标准概述
3.5.2模特排时法（MOD）
3.5.2.1MOD法的特点
3.5.2.2模特排时法的动作分类
3.5.2.3模特法的动作分析
3.5.2.4动作的改进
3.6生产线平衡分析
4.学习曲线
4.1学习曲线概述
4.2对数线性学习曲线
4.3学习速率测定方法
4.4学习曲线的应用
3.时间研究
3.1时间研究概述
1．时间研究的意义
基础IE的全过程是：
利用程序分析、作业分析和动作分析获得最佳程序和方法，然后再利用时间研究将所有作业制定出标准时间。
由此可知，时间研究是基础工业工程的两大技术之一，也称为“作业测定”或“工作衡量”。
生产现场，日常消耗的总时间大致可以分为：
基本需要作业时间与由于工作进度不妥而造成的多余时间，以及完全浪费的无效时间三种。
·基本需要作业时间
当产品设计、制造工序及作业方法都不再更改时所使用的生产时间，也可以说是不能降低到这以下的理想时间，唯有这项作业内容才视为真正是“有效工作”。
·多余时间
由于设计及制造方法不当多耗费的作业时间，其内容本质上是“无效工作”。
·无效时间
由于工厂管理上的各种缺陷所引起的中断时间，作业人员与机械设备在此期间没有工作成效而浪费掉的时间，其内容可以说是“浪费工作”。
在制造的总过程中，这些多余因素与无效因素，所谓非生产因素与真正需要的基本作业内容相比，其值相当大。
因此，依靠时间研究在对工作潜在的非生产因素内容定向的分析的同时，还必须进行定量的评价，以便使我们能够极力排除或减少它。
时间研究的首要目的在于明确非生产因素，以便有助于方法研究。
在把可能避免的非生产因素全部排除之后，按照正确的、通行的某种测定来确定使用可行的最佳作业方法时的标准作业时间。
这样一来，一次确定了的标准时间可作为推进生产的管理计划，且作为控制和评价的基本尺度而得以应用。
此外，在日常的现场管理中，利用标准时间的效果与在质量管理中使用管理图一样。
当作业中混有非生产因素时，如果加工条件改变，它就会反应到实际工作时间上。
因此，根据与标准时间相比的结果，假如出现了较大差异，就会立即出现问题。
在工业企业中，人工成本是一项重要的生产成本，经营者决不能忽视此项成本。
人工成本的高低反映了企业经营管理水平的高低。
因此，如何充分利用工时，提高生产效率，降低人工成本是每个企业需要解决的重要课题。
奖励制度、编制计划、组织生产、经济核算、计算成本、平衡核算生产能力。
考核工人劳动成果和劳动力计划、调配等，都离不开标准时间。
因此实行科学管理、除进行程序分析、作业分析和动作分析外，还必须进行时间研究。
2时间研究的定义
国际劳工组织的工作研究专家为时间研究下的定义是：
“时间研究是运用一些技术来确定合格工人，在标准状态下，对一种特定的工作，以正常速度操作所需时间的一种方法。
”
“合格工人”指具备必要的身体素质、智力水平和教育程度，并具备必要的技能和知识，使他们所从事的工作在安全、质量和数量方面都能达到令人满意水平的工人。
“标准状态”指标准工作方法、标准工作环境、标准设备、标准程序、标准动作、标准工具、机器的标准转速等。
这些都是有方法研究确定的。
故必须首先进行方法研究，规定并达到标准状态，然后进行时间研究。
“正常速度”指平均动作速度，这个速度，每天没有过度的肉体和精神疲劳，容易持续下去但须努力才能达到。
一般具体的测定方法是：
把一付扑克牌放到边长为一英尺（30.5cm）见方的四个角，用0.5min（30s）将牌分完时，手的动作速度。
3时间研究的用途
通过调查研究发现无效时间的原因固然重要，但在实际应用中，特别是从长远来看，制定合理的时间标准更为主要。
没有标准就没有好的管理。
标准方法、标准时间乃是进行管理的基础。
（1）运行一个作业系统。
通过时间研究为某项作业确定标准时间，作为编制作业计划及控制生产进程的依据，用于平衡作业组成员之间的工作量，估算价格，制定劳动定额，控制成本，评价绩效。
（2）改善一个作业系统。
通过观测各个单元作业或全部作业所需的时间或时间变动，找到改善工作的途径。
（3）评价作业系统。
当完成某项作业有两种以上的方法时，可通过时间研究，比较各种方法的效率，在相同条件下从中选取工时最短的理想方法。
研究如何调动工人的工作积极性，培养工人的效率意识。
要正确贯彻按劳分配和各种奖励制度就要求有一个客观的标准。
无论何种衡量劳动量的标准，皆来源于标准时间，它正是时间研究的成果。
（4）用于挖掘时间利用方面的潜力。
挖掘时间潜力的主要途径就是尽量减少或消除由各种原因造成的时间浪费。
在企业内造成时间浪费的因素和环节很多，仅生产领域就有以下几方面可供考虑：
1）产品设计上的原因
•由于设计不合理增加了制造上的困难
•由于设计的标准化水平低，增大了制造工作量
•由于技术条件规定的不合适，使生产困难
2）作业方法上的原因
•由于加工程序不合理造成时间的过多消耗
•由于所用机器设备不合适，而浪费了时间
•由于现场布置不合理，是物流路线过长，发生不合理的搬运
•由于操作方法、操作动作不合理而浪费了时间
3）管理方面的原因
•由于准备工作没做好造成时间浪费
•由于计划不周，前后脱节，发生等待
•由于材料供给不及时，停工等料
•由于设备维护保养不善，工作发生故障而停产
•由于作业现场环境条件不佳，影响作业效率
•由于忽视安全发生事故，造成停产
•由于不按标准操作发生失误出现废品、不良品或返修品
•由于纪律松弛，迟到、早退、缺勤、怠工而造成的浪费等等
总之，任何一个企业都存在着类似的甚至是更大的时间浪费。
这种浪费有时达到了惊人的程度。
节约时间是一切管理活动的归宿。
时间就是金钱，效率就是企业的生命。
时间研究技术就是一项杜绝浪费时间提高时间利用效率的科学方法。
3.2时间研究的方法及基本程序
1方法
（1）直接法：
对作业直接测定的方法，具体有：
①秒表测时法
②工作抽样法
（2）合成法：
利用已有资料进行推断的方法，具体有：
①预定时间标准法（PTS）
②标准资料法
2时间研究各方法的应用
（1）时间研究的阶次
制定标准时间的时候，应首先决定研究工作的阶次，工作阶次通常非常下列四种：
第一阶次：
动作
人的基本动作测定的最小工作阶次。
例如：
伸手，握取等。
第二阶次：
单元
由几个连续动作集合而成。
例如：
双手抓取材料，旋转零件等。
第三阶次：
作业
通常由两到三个操作集合而成。
若将其分解为两个以上的操作，则不能分配给两个以上的人以分但的方式进行作业。
例如，双手抓取材料在夹具上定位（包括放置），拆卸加工完成品（从伸手到放置为止）。
第四阶次：
制程
指为进行某种活动所必须的作业的串连。
例如：
钻孔、装配、焊接等。
工作阶次的划分应以研究方便为原则。
低阶次的工作可以合成为高阶次的工作，高阶次的工作亦能分解程低阶次的工作。
工作阶次的划分，使我们能利用各种技术来衡量不同阶次的标准时间，并在人力资源与工作阶次之间形成一种密切的关系。
（2）时间研究的应用
一般来说：
秒表测时法应用于第二阶次的工作；
工作抽样法通常用于第三、四阶次的工作；
预定时间标准法常用于第一阶次的工作；
标准资料法可用于第二、三、四阶次的工作。
周程时间
观测次数
0.1
0.25
0.5
0.75
1.00
2.00
2.00-5.00
5.00-10.00
10.00-20.00
20.00-40.00
40.00-above
200
100
60
40
30
20
15
10
8
5
3
通用电气公司推荐的观测次数表
3时间研究的基本程序
（1）选择——选择需要研究的工作
（2）记录——记录全部工作环境、作业方法和工作要素的有关资料
（3）考查——考查全部记录材料和细目，以保证使用最有效的方法和动作，将非生产的和不适当的工作要素与生产要素区别开来
（4）测定——选用适当的时间研究方法，测定各项作业的时间
（5）实施——拟订相应的文件，包括该作业的要素、操作方法和标准时间，并正式公布执行。
（6）修订——当作业环境和条件发生较大的变更而原订标准事件不再反映当前生产过程时，重新进行时间研究，修改作业的要素、操作方法和标准时间
在公布标准时间时，必须采用以上所列的全部步骤。
当时间研究只用来调查无效时间或比较不同工作方法的效果时，只采用前四项步骤。
4直接法时间研究的基本程序
（1）工作准备
时间研究需预先确定下列问题；
①确定操作方法。
在测定之前，要先确定最佳的作业方法，才能按照正确的、通行的某种测定来确定使用可行的最佳作业方法时的标准作业时间。
这样一来，一次确定了的标准时间可作为推进生产的管理计划，且作为控制和评价的基本尺度而得以应用。
例如，在一块铸件上镗Φ40的孔
A方法：
在车床上先钻孔，然后以内圆车刀镗孔而达到规定的尺寸；
B方法；在铸造时预留一孔，由旋臂钻床直接钻成所需尺寸。
此两种加工方法所消耗的时间是不一样的，并且若选用的机床转速、定刀量不同，所花时间亦不同。
因此，时间研究人员在测时工作之前必须先经过方法研究，使该项操作的所有操作单元都确定了标准方法，机床的转速、走刀量等因素都应确定标准，并绘制出该操作的操作人程序图。
②确定材料规格
在机械加工中，不同的材料一般应选用不同刀具，不同的加工尺才有不同的加工次数。
因此，在时间研究之前，必须先就材料规格的标准化进行讨论，并予以确定。
③确定所使用的工艺装置因为机床的性能、精度、功率、附件状况、工具、夹具等对加工时间均有明显的影响。
例如，在其他一切条件不变的情况下，使用合金钢车刀比高速钢车刀所需要的机动时间可能减少一半以上。
④确定被观测者的素质时间研究人员要慎重挑选被观测的对象。
一般应挑选“平均工人”作为观测对象。
所谓平均工人是指该工作人员在智力、体力、技术熟练程度均为同类工人的平均程度。
⑤记录工作的环境因素如温度、湿度、照明、噪声程度等。
（2）划分操作单元
为了便于分析研究，常将操作划分为细小的单元。
前面巳介绍过，所有的操作可分为18种动素。
如用秒表来观测，则每一动素所占时间过于短促，无法观测与记录。
为了秒表测时方便起见，常将操作划分为适当的单元。
通常是将若干动素集合成一个单元。
单元的划分应遵循下列原则：
①在不影响精确观测记录前提下，每一操作单元的时间越短越佳。
但每单元的时间必须在0．04分钟（2.4秒）以上（太短无法记录）。
②将人操作时间和机器工作时间分开。
机动时间一般不必加以评比，只需记录人操作的时间。
③单元与单元之间的界限要分清，使每个单元得以准确地测定。
每一单元的起终点要易于辨别，最好在单元的终点有明显的声音。
如无声音，则以明显易辨的动作作为划分点。
所有划分单元的标准，在一个企业内应是一致的。
④应明确划分不变单元与可变单元。
不变单元是指在各种情况下，其操作时间基本相等。
可变单元的操作时间，系指因加工时对象的尺寸、大小、重量等的不同而不同。
如焊接操作，手拿焊枪应视为不变单元，而焊接焊缝所需时间则随焊缝的长短而变化，因此焊接单元应视为可变单元。
⑤规则单元与间歇性单元要划分清楚。
规则单元是加工每个工作件都有规则地出现的单元。
间歇单元是在加工过程中偶尔出现的单元。
由于间歇单元可能偶尔出现在规则单元之内，也可能偶尔不在规则单元之内，故在观察记录时，如不将其划分清楚将会引起混乱。
⑥材料搬运时间应与其它单元分开。
因为材料搬运时间受工地布置的影响大，故应单独研究。
（3）测时记录
时间研究的准备工作与划分单元完成后，即可开始进行测时。
时间研究人员选择的观测位置，必须既能清楚地观测操作者的动作，又不妨碍或干扰其工作，还能方便地观测秒表和在表格上记录。
观测设备：
秒表、表格、笔、计算器
观测表格：
标准表格格式（参考教学软件）
观测方法：
回归记录法（适于较长单元观测，直接记录在OT栏）；连续记录法（适于较短单元观测，直接记录在W栏）
案例：
在铣床上铣沟槽的观测记录
①开始时，将秒表归零。
第一单元开始，立即按下秒表，使秒表指针由零开始走动，至第一单元终止时，记下表面读数于OT栏，所示数字14（代表0．14分）。
此时，第二单元开始（秒表不归零），直到第二单元终止，再记下表面读数于第二单元动作之R栏内，所示30（代表从第一单元开始，至第二单元终止。
经过时间为0.3分钟。
以下皆同，至第一周期止。
②一个观测周期完毕，紧接着第二观测周期开始，不必使秒表归零，继续观测并记录。
以下各周期同。
③第三个周期时，操作者口渴，去喝茶，故在OT栏记有外来单元ForeignElements。
在第四周期的第二项操作动作时，工长询问，工作中止，故在OT栏记有OutlierElements。
（4）剔除异常值
记录之后即着手计算和综合。
首先应计算各单元的平均值，但在计算平均值之前，必须检查分析并剔除观测数值内的异常值。
美国机械工程协会对异常值定义为：
某一单元的秒表读数，由于一些外来因素的影响，而使其超出正常范围的数值即为异常值。
剔除异常值的方法有多种，此处介绍最常用的方法——三倍标准差法。
三倍标准差法计算方法
平均值
X=（x1+x2+x3+…+xn）/n
标准偏差
σ=（（（x1-X）2+（x2-X）2+…+（xn-X）2）/n）1/2
在平均值附近3σ的范围内为正常值，否则为异常值，应以剔除。
剔除异常值案例分析：
[例]某一操作单元，观测20次，其中漏记一次，其余19次观测的T值数据如下：
20、20、2l、20、22、20、19、24、20、22、19、21、20、28、21、20、20、22、M、20。
请找出异常值。
X=（x1+x2+x3+…+xn）/n=21
σ=（（（x1-X）2+（x2-X）2+…+（xn-X）2）/n）1/2≈2
则上限为21+3×2=27
下限为21-3×2=15
结论：
19次观测的T值数据中的数值28大于27，为异常值。
（5）决定观测次数
在测时时，确定观测次数是关键。
次数过多，则造成浪费；次数太少，则不足以求其平均数与标准差，代表该单元的时间。
下面介绍用误差界限法来求观测次数。
所谓误差界限法，是对某一操作单元先试行观测若干次数，再依容许的误差界限，求出其观测的次数。
一般采用95％信赖水平和5％的精确度（即有95％的母群体平均值的误差在5％的范围内）。
每一单元需要观测的次数计算公式为：
决定观测次数案例
对一操作单元试行观测10次，其结果如下：
7、5、6、8、7、6、7、6、6、7。
先确定有无异常值？
此外，如其平均值欲得到5％的精确度，95％的信赖水平，试问需做多少次测试？
数值计算结果如下：
经验法确定观测次数
通用电器公司推荐的观测次数参照表
例如：
某作业年产量750件，周程时间估计15分钟左右，确定需要多少次观测？
思考：
如果误差界限法与经验估计法的结果不同，该采取哪种结果？
直接法时间研究的思考问题
观测工具
被观测者的选择
对观测者的要求
观测条件与时间
观测方法的选择
观测过程中可能遇到的问题
区分可变单元、不变单元和外来单元
观测次数如何确定
3.3标准工时设定
1标准时间的起源和定义
标准时间的概念来源于泰勒的“公平的一天工作量”（afairday’swork）的理论。
标准时间的定义是：
“在适宜的操作条件下，用最合适的方法，以普通熟练工人的正常速度完成标准作业所需的劳动时间”。
对概念的理解：
“适宜的操作条件”、“最合适的操作方法”：
是指通过方法研究后，所确定的操作条件与操作方法
“普通熟练工人”、“正常速度”：
意味着标准时间是适合大多数作业者的时间
“标准作业”：
是标准时间的依据，是时间研究的结果。
“正常速度”体验
把一付扑克牌放到边长为一英尺（30.5cm）见方的四个角，用0.5min（30s）将牌分完时，手的动作速度。
体验1min和0.25min的差别。
（15cm十字形状）
体验一小时3英里速度：
6.82s步行30feet（9.144m）
标准时间的特性可理解为：
1.客观性对应于某一标准化了的作业操作（通过方法研究），标准时间是不以人们的意志而转移的客观存在的一个量值。
2.可测性只要将作业标准化了，就可以用科学的方法对操作进行测定（如秒表测时、工作抽样、PTS技术等），以确定标准时间的量值。
3.适用性因为标准时间是普通工人以正常速度能完成某项作业的劳动标准时间，不强调过分先进或十分敏捷的动作完成某项操作，所以它应该是易于被大多数人所接受的。
3.3标准工时设定
1标准时间的起源和定义
标准时间的概念来源于泰勒的“公平的一天工作量”（afairday’swork）的理论。
标准时间的定义是：
“在适宜的操作条件下，用最合适的方法，以普通熟练工人的正常速度完成标准作业所需的劳动时间”。
对概念的理解：
·“适宜的操作条件”、“最合适的操作方法”：
是指通过方法研究后，所确定的操作条件与操作方法
·“普通熟练工人”、“正常速度”：
意味着标准时间是适合大多数作业者的时间
·“标准作业”：
是标准时间的依据，是时间研究的结果。
标准时间的特性可理解为：
·客观性对应于某一标准化了的作业操作（通过方法研究），标准时间是不以人们的意志而转移的客观存在的一个量值。
·可测性只要将作业标准化了，就可以用科学的方法对操作进行测定（如秒表测时、工作抽样、PTS技术等），以确定标准时间的量值。
·适用性因为标准时间是普通工人以正常速度能完成某项作业的劳动标准时间，不强调过分先进或十分敏捷的动作完成某项操作，所以它应该是易于被大多数人所接受的。
2标准时间的意义和用途
标准时间是时间研究的基准。
凡欲对某一领域、某一过程的时间序列进行科学的分析研究，都不可避免地要确立相应的标准时间，非此则无法进行比较、分析、定量的考察。
标准时间就企业经营管理范围来说，它可应用于：
·计划工作（编制生产作业计划、估算成本、确定销售价格、工序平衡计算设备需要量、和职工定员、确定工作者一天的工作量）
·日常管理（对生产和工作状况的监督指导、预算控制、成本管理、研究和改进工作方法、提高设备利用率以及对工人进行操作训练）
·进行评价（对职业方法进行研究比较、改进或选择；生产设备和工艺准备的设计与选择；对工作者进行评比）
·测定劳动生产率，研究和指定工作标准及其他标准
3制定标准时间的方法
（1）经验判断法（估工）
由定额员（或估工小组）根据产品的设计图纸、工艺规程或产品实物，考虑到使用的设备、工装、原材料以及其它生产技术、组织条件，凭生产实践经验估算出工时消耗而制定定额的方法。
此法简便易行，但误差较大。
（2）历史记录法（统计分析法）
历史记录法以记工单、打工卡记录为凭证，根据过去生产的同类型产品或零件、工序的实耗工时或产品的原始记录和统计资料，来推断同等内容的时间标准。
其不足之处在于标准时间中包括其他工作时间、私事延迟等。
因此，统计资料数据往往比实际操作时间多，且变化很大，虽然此法比经验判断法更具科学性，但仍不能作为计算成本等的可靠依据。
（3）时间研究
它是在方法研究基础上，对生产时间、辅助时间等加以分析研究，以求减少和避免出现在制造业中的无效时间及制定标准时间而进行的测定工作。
即直接或间接观测工作者的操作，记录工时，并加上评比和宽放，或利用实现分析好的时间标准加以合成，而得标准时间。
4标准时间的构成
标准时间＝正常时间＋宽放时间
标准时间＝正常时间×（1＋宽放率）
正常时间＝观测时间×评比系数
评比因素研究
评比是一种判断或评价的技术，其目的在于把实际操作时间调整到“平均工人”的“正常速度”的基础上来。
但平均工人和正常速度都是理想中的概念，除了时间研究人员的主观判断外，并没有十分准确的客观标准，故必须用评比的方法进行调整。
评比的方法以平准化法应用最广。
平准化法首先由美国西屋电气公司所提倡，故亦称为西屋法。
此法是将熟练、努力、工作环境和一致性四者作为衡量工作的主要评比因素。
每个评比因素再分超佳或理想、优、良、平均、可、欠佳等六个高低程度的等级。
（1）熟练系数
熟练是对某一特定工作方法掌握程度的反映。
熟练程度分为六个等级，对这项评比因素的主要评价标准如下：
①超佳熟练程度换高，动作犹如机器作业，迅速而衔接圆滑。
②优十分有效地使用机器设备，对工作高度适应，工作顺序相当正确，不需检查、核对。
③良非常熟练，几乎不需指导，动作迅速而稳定。
④平均对工作熟悉，工作成果良好，对工作有信心，速度稍缓慢。
⑤可对机器设备的用途相当熟悉，对工作末具有充分的信心，不适宜长时间的工作，偶尔发生失误。
⑧欠佳对工作未能熟习，动作笨手笨脚，不具有工作的适应性，工作犹豫、无信心，常失败。
（2）努力系数
努力是指操作者工作时对提高效率在主观意志上的表现。
亦分成六个等级。
努力的评价：
①超佳很卖力地工作，甚至忽视健康。
②优动作熟练而快，工作方法有系统，对改进工作很热心。
③良工作有节奏，有兴趣且负责，乐意接受建议，工作场地布置井然有序，工具使用适当。
④平均自己拟订工作计划，工作上有良好的安排，按良好的工作方法进行工作，虽然接受建议但不实施，显得有些保守。
（3）工作环境
工作环境因素虽不直接影响操作，但对操作者产生影响。
例如，在20℃和在35℃工作环境里工作，肯定是不一样的。
工作环境系数亦分为六个等级。
（4）一致性
一致性是指操作者在同种操作的周期上时值的差异程度。
如同一工作单元的观测时间经常相同，其一致性当然最为理想，但往往由于受不良的材料、刃具的磨损、操作者的熟练程度和努力程度以及其他外来单元的影响，而常呈现离散分布状态。
一致性亦分为六个等级。
工作环境与一致性的评价其评价的基准依各厂而异。
在时间研究中如发现有恶劣的工作环境，应即刻中止测时，并加以改善。
若将观测时间的异常值剔除，则可不对一致性进行评比。
例如评定的结果是：
熟练为C2＝+0．03
努力为C1＝+0．05
工作环境D＝0
一致性E＝-0．02
合计为0．06
则评定系数为1．06＝106％
宽放研究
（1）私事宽放
私事宽放时间是维持工人正常而舒适地工作所需的时间，如喝水、上厕所、擦汗、做工间操等。
一般说来，如工作环境在标准状态之下，一天8小时工作时间的私事宽放时间率约为5％，即24分钟。
如工作环境不理想，且工作繁重，则私事宽放时间率应大于5％。
（2）疲劳宽放
不论是生理上的或心理上的疲劳，都会降低操作者的工作效率。
疲劳宽放系数的决定方法，最普遍使用的是工作周期产量减低的分析法（这种产量减低的原因不是由于工作方法改变）。
其公式如下：
F=（T-t）/T*100%
式
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