人因工程第四章时间研究及学习曲线

第四章时间研究及学习曲线时间研究和学习曲线反映了人员、作业及其方法和频率等与工作效率之间的关系，是工作研究及效率工程的基础性工作 时间研究 学习曲线§1时间研究 时间研究的意义时间研究的定义时间研究也称秒表时间研究、直接时间研究或密集抽样时间研究，是以秒表为工具，连续不断地直接测定某一操作者作业的一种测定技术，旨在决定一位合格、适当、训练有素的操作者，在标准状态下对一特定的工作以正常速度操作所需要的时间其包含两个要素：合格、适当、训练有素的操作者：即操作者必须是一位合格的工人，而且该作业必须适合于他做；操作者对该项特定工作的操作方法必须受过完全的训练；操作者必须在正常速度下工作，不能过度紧张，也不能故意延误，工作时生理状态正常在标准状态下：是指经过方法研究后制定的标准的工作方法、标准设备、标准程序、标准动作、标准工具、标准机器的运转速度及标准的工作环境等时间研究的用途决定工作时间标准，并用以控制人工成本决定工作日程及工作决定标准成本，并作为标准预算的依据决定机器的使用效率，并用以帮助解决生产线的平衡时间研究的特点时间研究是一种最为直接和可靠的作业测定方法，它以工序作业时间为对象，按操作顺序进行多次重复的观察、记录并加以分析研究的一种方法。它有如下特点：以工序作业时间为对象，以研究操作方法为重点需要对作业进行多次重复观察提供的数据是制定工序作业时间和时间定额标准的基础资料 时间研究的步骤和方法时间研究的准备工作工具准备秒表(马表、停表)时间研究用的计时工具通常采用1/100分秒表(图4-1)观测板安放秒表和时间研究表格。结构如图4-2图4-1秒表图4-2观测板时间研究表格记录一切有关研究的资料及每单元的时间与评比等资料之用。其格式可自行设计，大小按实际情形并配合观测板的大小而定。为便于保存、查阅，各单位应规定统一格式。表4-1为一般通用的研究表，也称长周期时间研究表(或主表)，主要用于调查和测定工作班内各类间接工时消耗和为确定宽放率提供原始数据，也适用于任何形式的操作表4-1一般通用的时间研究表表4-2(正面)、表4-3(反面)为短期研究表，也是一般常用的较详细的研究表，主要用于调查和测定作业时间以及手工操作时间，也适用于短周程重复性的操作。其正面记录一切实际状况资料，此部分资料越详细越好；反面为现场实际记录之用，上部为研究日期、时间及号码，其次为单元栏，每一单元分“R”和“T”，“R”列填连续计时法的表面读数，“T”列为本单元的时间表4-2短期研究表（正面）表4-3短期研究表（反面）铅笔计算尺测量距离及速度的仪器等资料准备为制定某一操作标准时间，必须对整个操作有详细而完整的了解，不能遗漏操作的任何一部分或有任何错误，否则将导致标准时间的失误。通常记录资料的项目均应填入时间研究表格的表头或首页，以达到以下目的：能迅速识别研究内容的资料：研究号码；页数与总页数；研究者的姓名；研究日期；批准者的姓名能正确识别制造的产品或零件的资料：产品或零件的名称；图样或规格的号码；材料；品质要求能正确识别制造程序、方法、工厂或机器的资料：操作的部门或地点；操作或动作的说明；“方法研究单”或“标准操作单”的号码；厂名、形式、大小或能量；工具、夹具及量规；工作现场的布置图、零件表面加工图能识别操作者的资料：操作者的姓名；性别；操作者所具有的操作经验程度（技术水平）能了解研究的期间：研究开始时间；研究完成时间；研究经过的时间能了解有关工作环境的资料：温度、湿度、照明、噪声以及其他影响操作者生理与心理的资料单元划分划分单元的好坏将直接影响测时的成败，必须依据下列要求进行：检查现行操作方法：测时前应先将方法标准化划分操作单元的目的对每一单元个别予以评估，操作率可作较精确的调整可将操作内生产工作（有效时间）与非生产工作（无效时间）分开各单元分别评比，使标准时间更为精确每单元予以详细说明并测量其标准时间，则详细的操作规则即可产生对每个单元的详细说明可以作为介绍整个操作的说明，并且还可用来作为“标准操作”培训新人制定出每个单元的标准时间，将其综合，即为整个操作的标准时间划分操作单元的原则每一单元应有明显辨认的起点和终点单元时间越短越好，但以使时间研究人员能精确测记为宜尽可能使每一工人单元内的操作动作为基本动作不变单元与可变单元应分开规则单元、间歇性单元和外来单元应分开关于操作的时间标准仅用于其特定的操作表4-4是一种动作单元分析的实例不变单元：各种情况下，操作时间基本相等可变单元：加工时间随加工对象的尺寸、大小、重量等发生变化的单元规则单元：加工时规则性出现的单元间歇单元：加工过程中间歇性出现的单元外来单元：偶发事件，不需计入标准时间表4-4动作单元分析续表4-4观测次数的确定时间研究要求对同一项作业进行多次重复的测定，因而需要事先确定观察次数。其一般是根据测定作业的生产类型及测定作业要素的时间值长短来考虑，越接近大量生产，作业要素时间越短，为了保证一定的测时精度，需要较多的测定次数。表4-5提供了确定观察次数的经验数据，可供参考表4-5观测次数和标准稳定性系数表测时测时的方法归零法：第一单元开始时开动秒表，第一单元结束时即按停秒表。读取表上读数，然后使表针回复到零位累积测时法：用两个秒表，由一连杆机构连接。一表开动，另一表即停止；一表停止，另一表即开动，停止表上的时间，读取后立即回归零位周程测试法单元很短的操作，可使用此方法。此方法采用每次去掉一个单元的办法来测时。假设某工序有a,b,c,d,e五个操作单元，每次只记录4个单元的时间值：A=a+b+c+d=28sB=b+c+d+e=30sC=a+c+d+e=29sD=a+b+d+e=23sE=a+b+c+e=23s设X=(a+b+c+d+e)，可得4X=4(a+b+c+d+e)=133s,X=33.25s,则a=X－B=(33.24-30)=3.25sb=X－C=(33.24-29)=4.25sc=X－D=(33.24-23)=10.25sd=X－E=(33.24-23)＝10.25se=X－A=(33.24-28)＝5.25s连续测时法常用的连续测试法(表4-6)。此法为：当第一单元开始时，开动秒表，在整个研究过程中不使秒表指针回零，而任其继续走动。仅当每一单元完毕时看指针并记录其表面时间，待全部记录完毕，再将两相邻单元的表面时间相减，以求得每一单元的时间表4-6连续测时法现场测时可能发生的情况测时时来不及记录某一单元的时间：则应在该单元“R”列中记一“×”或“M”，表示失去记录。不能按照估计补入，以免影响其真实性(表4-6的第一周程)操作中发现操作者省去某一单元：在该单元的“R”列中划一斜线，表示省去(表4-6第二周程)操作者不按照单元的顺序进行：在该单元的“R”列内划一横线，横线上记完成时间，横线下记开始时间(表4-6的第三周程)外来单元的发生可能有两种情况:一种为正巧在某一单元完成时发生，另一种即在某单元内任何时间发生，现分别说明其记录方法：在某一单元完成时发生：每当发现有外来单元时，则于次一单元的“T”列内记注英文字母，第一次发生则记A，第二次发生则记B，如此类推。同时在时间研究表右边的“外来单元”内，英文字母“R”折横线下方记入开始时间，外来单元完成时将完成时间记入横线的上方。完成时间减去开始时间即为该外来单元的时间，记入“T”列内。最后将外来单元的内容记入“说明”栏内（表4-6的第四周程）在某单元内任何时间发生：在该单元的“T”列内记下英文字母，其他与第一种情形完全相同（表4-6的第五周程）外来单元时间很短：此时可以同单元时间一起记录在该单元时间内，同时在该单元“T”列内，记一英文字母，并在“说明”栏内说明该单元情况（表4-6的第六周程）剔除异常值异常值(SAM)：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。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，其计算方法如下：假设对某一操作单元观测n次所得时间为：X1，X2，X3，…，Xn，则平均值为标准偏差为正常值为x±3σ内的数值，超值者即为异常值。偏差上限为x+3σ，下限为x－3σ，在上限和下限之间均视为正常值。图4-3为管制界限图，图中涂黑的部分为超过界限的异常值图4-3管制界限图观察次数的修正为了提高观测精度和可靠度，往往对观察次数进行修正。误差界限法此方法计算观测次数N的公式如下(误差为5％，可靠度为95％)：式中：Xi—每一次秒表读数；n—观测次数的初始值列线图法先将某一单元观测若干次；每4个单元的值为一组，求每组的和(S),平均(X)及全距(R=Xmax－Xmin)；求平均总和(每组和的和)及平均总全距(各组全距的和)，则由列线图(图4-4)可求N，误差为5％，可靠度为95％图4-4列线图确定标准时间观测时间根据观测次数来测时，每一单元都有时间值，取所有时间值的算术平均值，即为该单元的操作时间正常时间上述得到的观测时间仅是操作者个人的时间，不能作为标准时间。通常需利用“评比”来对观测时间进行修正。评比：时间研究人员将所观测到的操作者的操作速度，与自己心目中的理想速度(正常速度)作一想象的比较确定评比尺度：常用的评比尺度有三种：60分法、100分法和75分法，并以此为标准进行评分。但具体得分情况全凭经验和判断。一般情况下，认为：有刺激时，三种尺度的正常速度：80,133,100无刺激时，三种尺度的正常速度：60,100,75各种操作水平与评比的例子如表4-7所示表4-7操作水平与评比举例正常时间的计算公式：时间研究人员的评比除以正常评比即为评比率。表4-8为评比举例表4-8评比举例评比时的注意事项：有效操作速度用力大小困难操作的评比需要思考操作的评比 例：使用秒表观测的结果如下，计算每个盒子所需的正常时间宽放时间在制定标准时间前，必须找出操作时所需的停顿或休息，加入正常时间，才符合实际的需要，也才能使操作者稳定的维持正常的操作。这种进一步进行修正的时间称为“宽放时间”宽放时间的种类私事宽放：操作者生理上的需要疲劳宽放：操作者工作一段时间后会产生疲劳，其会影响工作效率。因此必须给予“宽放时间”，以恢复疲劳（表4-9）需考虑操作人员的性别、体质、年龄和工作环境。每天工作8小时，无规定休息时间时：轻松工作，一般为正常时间的2%~5%；较重工作（或不良环境），大于5%；重体力（或炎热天气），为7%。一般取5%表4-9以正常时间的百分数表示的疲劳宽放续表4-9程序宽放：操作中无法避免的延迟所需要的宽放时间特别宽放：周期动作宽放时间（如刃磨道具、清洁机器等，发生在一固定间隔之后）；干扰宽放时间（一人多机操作，一台机器工作时，另一台停机）；临时宽放时间（不确定事件）政策宽放：作为管理政策上给予的宽放时间 宽放率(%)=(宽放时间/正常时间)×100％标准时间由最初用秒表测得的时间，经评比率修正为正常时间，然后考虑宽放时间的加入，可得到标准时间标准时间＝正常时间＋(正常时间×宽放百分数) ＝正常时间×(1＋宽放率)正常时间＝观测时间×(评比值/正常评比) 几种评比方法简介平准化法(Leveling)此法应用最为广泛，它将熟练、努力、工作环境和一致性作为衡量工作的主要评比因素，每个评比因素再分为超佳(理想)、优、良、平均、尚可、欠佳六个高低程度的等级。表4-10即为平准化所列因素。另外，可将一致性并入熟练因素中考虑，而工作环境一般视为平均。表4-11是仅有熟练和努力两项评比因素的主要标准熟练程度：操作者完成某项工作的方法和效率努力程度：操作者工作时对提高效率的主观表现工作环境：操作者周围的温度、湿度、通风、照明、噪声等一致性：操作者在不同周期中完成同一作业或动作要素所需时间是否一致表4-10评比因素及等级表4-11评比因素的主要评价标准客观评比(ObjectiveRating)包括两个步骤：将某一操作观测的速度同标准速度、正常速度比较，确定两适当的比例，作为第一个调整系数利用“工作难度调整系数”作为第二个调整系数再加以调整(表4-12)。表4-13是重量难度调整系数正常时间＝实测单元的平均值×速度标准评比系数×工作难度调整系数表4-12工作难度调整系数表4-13重量难度调整系数续表4-13例如：某项工作，其单元A为0.15min，单元B为0.10min，单元B有负重11kg，求重量难度调整系数合成评比(SyntheticLeveling)将操作单元的实测时间与预订时间相比较，得到该操作的比较系数，再取其平均系数，作为该观测周期中所有单元的评比系数，其公式为应用举例如表4-14表4-14合成评比举例评比的训练评比要求每一位时间研究人员的评比前后保持一致，而且要求一个企业内的时间研究人员的评比系数也要保持一致，因此需要对时间研究人员进行训练。时间研究人员是否掌握了“评比”，可用评比测验图（图4-5）进行考核。图4-5评比测验图§2学习曲线 学习曲线学习曲线(LearningCurves)，是用来表示单台（件）产品生产工时和累积产量之间函数关系的曲线。通常以横坐标表示累积产量，纵坐标表示单台（件）产品的工时。表4-15为学习曲线累积产量和单台工时、累计直接人工工时、累计平均直接人工工时的资料，图4-6是描绘这些数字的关系图表4-15学习曲线累积产量和人工工时图4-6学习曲线图 学习率的估算未生产或资料不全，可根据同行业相似学习率资料齐全，应用统计方法 学习曲线的应用遗忘效应的作用新工艺、新技术的作用