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标准工时制订与应用 2014 05 10 1 2 弗雷德里克 温斯洛 泰勒 FrederickWinslowTaylor 1856 1915 弗兰克 吉尔布雷斯 FrankBunkerGilbreth 1868 1924 3 1898年 泰勒受雇于伯利恒钢铁公司期间 进行了著名的 搬运生铁块试验 和 铁锹试验 搬运生铁块试验 是在这家公司的五座高炉的产品搬运班组大约75名工人中进行的 这一研究改进了操作方法 训练了工人 结果使生铁块的搬运量提高4倍 4 铁锹试验研究各种材料能够达到标准负载的锹的形状 规格 以及各种原料装锹的最好方法的问题 此外泰勒还对每一套动作的精确时间作了研究 从而得出了一个 一流工人 每天应该完成的工作量 铁矿石很重 一铲38磅 煤矿很轻 一铲只有3 5磅 工人所用铁锹大小形状各不相同 试验结果表明 每一铲21 5磅时的日铲料量最大 效果 堆料场的劳动力从400 600人减少为140人 平均每人每天的操作量从16吨提高到59吨 每吨运费从7 5美分降至3 3美分 每个工人的日工资从1 15美元提高到1 88美元 5 1898 1901年间 泰勒受雇于伯利恒钢铁公司 从1881年开始 他进行了一项 金属切削试验 由此研究出每个金属切削工人工作日的合理工作量 经过两年的初步试验之后 给工人制定了一套工作量标准 米德瓦尔的试验是工时研究的开端 金属切削试验延续了26年 进行的各项试验超过了3万次 80万磅的钢铁被试验用的工具削成切屑 总共耗费约15万美元 试验结果发现了能大大提高金属切削机工产量的高速工具钢 并取得了各种机床适当的转速和进刀量以及切削用量标准等资料 6 埃默森的12项效率原则 组织成员要有理想 要明确组织目标 管理人员要不断吸收新知识 广泛征求各方面意见 要通过充分的协商进行决策 组织要纪严明律 待人公平 管理人员必须具有同情心 思考力和公正廉明的精神 有可靠的 及时的 准确的和持久的记录 实行工作调度 对生产进行统一安排和控制 使部门的工作服从整体的要求 要规定标准工作时间 工作方法和工作程序 工作环境标准化 以减少人力与金钱的浪费 作业标准化 以提高工作效率 用书面进行正确作业指导 以迅速有效地实现企业目标 对提高效率的行为 给予奖励 7 IE定义 工业工程是对人员 物料 设备 能源和信息所组成的集成系统 进行设计 改善和设置的一门学科 它综合运用数学 物理学和社会科学方面的专门知识和技术 以及工程分析和设计的原理与方法 对该系统所取得的成果进行确定 预测和评价 美国工业工程师学会 AIIE 工业工程是把人员 原材料 设备作为一个整体系统去发挥其功能的科学 它是进行经营管理系统方面的设计 改善与设置工作的学科 为了规划 预测 评价经营管理系统的成果 运用数学 自然科学 社会科学中的特定知识 同时使用技术分析与归纳的原理和方法 日本工业工程协会 JIIE 工业工程是一门工程技术与管理技术相结合的综合性学科 是将科学技术转化为生产力的特定技术体系 它以降低成本 提高质量和生产率为导向 综合利用各种专业工程技术 对人员 物料 设备 能源和信息所组成的集成系统进行设计 实施和改善 使之成为更加科学 高效的综合优化系统 并对系统取得的成果进行鉴定 预测和评价 它从生产系统中产生 但可以广泛而有效地应用于多种产业部门 中国工业工程学会 CIIE 8 工作研究 改善工程布局以及生产服务流程 方法研究 作业测定 程序分析 经典IE结构图 工作研究 操作分析 动作分析 作业程序分析 工艺流程分析 线路图分析 联合作业分析 人机作业分析 双手作业分析 影象分析 动素分析 动作经济原则 间接法 直接法 密集时间抽样 分散时间研究 整个生产过程分析 成品 零部件的流动 布局与线路分析 空闲时间分析 多人配合作业分析 改善双手移动关系 改善细微动作方法 改善更细微动作 人机料合理布局搭配 改善作业法 提高工序中人机料配合效率 改善人体动作效率 降低疲劳强度 时间研究 生产工艺流程控制计划 作业指导书SOP 确定时间标准标准工时 现场培训课堂培训 降低成本改善质量提高效率 标准作业指导书 有效配置人员健全的奖励制度合理的生产计划系统灵活的劳动组织 引自 台湾交通大学陈文哲著作 工作研究 动作研究 9 预定时间系统 PredeterminedTimeSystem 简称PTS法 是国际公认的制定时间标准的通用技术 PTS是预先依照关于动作时间的国际性标准来确定作业的标准时间 而非通过现场观测的时间分析方法 预定时间系统PTS 当所有的作业动作可以转换成某一 时间常量 时 那么 就可以预先确定该作业的标准工时 10 PTS法的需求背景与应用范围 马表测时法的问题所在必须在生产效率达到稳定和一定水平时才可实施评比的困扰时间成本的耗费现代制造业的处境与需求新产品的产销售是否需要合理准确的 定价 新产品的前期投产 产能评估 生产计划 线平衡问题 所有这些 都期望运用 预先 的方式 而且还要接近准确的 估 出标准工时 必须找到一种新的方法 以解决先期管理问题 PTS 世界性的标准 11 PTS法的优势与局限性 PTS法的优势 不必非要到现场去观察测量 所有过程在 办公室 就可完成 工程师只需要依照 动作时值表 就可以制定出科学合理的标准工时 同时免掉了烦恼的 评比 环节 可以及早测试工作方法是否 划算 及早准确预测生产成本 做销售决策和预算编制之用 及早设定生产线产量的基准 以及生产绩效的基准 及早测试生产线各工作站设计的平衡性 以便更进一步的改善 12 PTS法的优势与局限性 PTS法的局限性 只能用于人体作业单元 机器作业单元不适用 在人机共同作业的情况 机器部分需要采用实测方法 最好限制于相当没有技巧的作业高级产品 艺术品不适合 尽量使用工具 夹具 以 简化 作业单元动作 最好是已经标准化的作业单元仅限与周期比较短的作业单元譬如30秒以内 13 动素表吉尔布雷斯的17个动作要素 14 PTS方法的种类 到目前为止已发明40余种PTS方法 15 PTS工具选用指南 方法时间测定法 作业因素法 模特法 16 PTS法实施程序 1 确定目标作业单元 2 选择PTS工具 3 作业分解 作业 动作 4 审核动素性质 记号 赋值 5 汇总动素时间 正常时间 6 确定标准时间 ST PTS标准 动作时值表 控制计划SOP 作业内容 ST 正常时间 1 宽放率 PTS工作表格 双手动作分析表 动作 作业单元 MTM MOD 正常时间 标准时间 一般周程 周程很短 核对 定义 17 PTS标准核心 动作间值表 什么是 动作时间值 简单地讲 就是针对一个特定的动作 形态 PTS就赋予它一个对应的时间值 一个作业如果分解成若干个动作 每个不同的动作将会得到相应的时间值 如果将这一组动作的时间汇总就得到这组动作的运行周期 即该作业单元的周期 例如 手到材料箱取未加工产品 准备加工 取物 GB45 从45厘米处取料 时间赋值18 MTM法的时间单位是TMU GA30 赋值 GC80 赋值 试回答 工程师要学会套用标准 MTM法动作时间表 18 作业说明 在冲床上冲钢片 PTS工作表格 双手动作分析表 19 1966年 澳大利亚的海特博士 G C Heyde 在长期研究的基础上创立模特排时法 ModolarArrangementofpredeterminedTimeStandard 简称MOD法 是在PTS技术中将时间与动作融为一体 是最简洁概括的新方法 因此MOD法易学易用 且实用方便 同时其精度又不低于传统的PTS技法 模特法概要与基本原理 人体动作归纳为21种 人体不同部位的动作 所用时间值是相互成比例的 20 模特法根据人的动作级次 选择以一个正常人的级次最低 速度最快 能量消耗最小的一次 即手指动作的时间消耗值 作为它的时间单位 即 1MOD 0 129S 模特法的时间单位 21 22 MOD动作时值表 21个动作时间标准 23 动作以外的时间消耗 24 法的应用 用 的方法得到的作业时间是正常作业时间 不用评价只须对其进行宽放就可以得到标准时间 由公式可知 标准时间 ST 正常时间 1 宽放率 制定标准时间 25 MOD法应用实例 作业说明 在冲床上冲钢片 该工序正常时间 10 1秒 4 7秒 5 4秒 26 方法时间测定法MTM 27 MTM 2动作时值表 取物 放物 11个动作 37个时间值 时值单位 TMU GA 触取GB 一次抓取GC 多次抓取 PA 简单放置PB 对准放物PC 复杂放物 重量补充值 低于2KG不计取重 每超1KG加1TMU放重 以5KG为级距 加1TMU 1TMU 0 036秒 28 MTM 2法应用实例 作业说明 在冲床上冲钢片 合计130TMU 0 036 4 7秒 5 4秒 10 1秒 正常工时 29 动作改善的工具与策略 动作经济四原则 识别消除动作浪费的10个工具 10手 应用策略及顺序 首先运用 10手 即可简单快速消除80 的动作浪费 如果还有消除不了的 就运用 动经四原则 消除之 30 尽量使动作简单化 提高双手动作的协调性 31 10手 着眼点 作业中需要步行 去除步行动作 着眼点 需要伸手到30cm以上的动作 9 着眼点 物品从下面搬到上面的动作 违反牛顿定律 着眼点 身体扭转作业 去掉扭转动作 着眼点 物品的旋转 反转的动作 转来转去 头晕眼花 着眼点 作业中双手交叉的动作 杜绝X型的交叉动作 着眼点 手指用力的动作 杜绝神经疲劳 着眼点 对准孔 位置 方向的动作 无需定位 无需调整 着眼点 零部件和工具没有给予确切定位 杜绝不定位 着眼点 临时安装 临时放置 临时动作 杜绝临时动作 10手 32 MOD动作改善案例 某公司为优化生产能力利用 改善团队决定使用MOD动改法对 端子连接器生产线 瓶颈工序进行改善并重新制订新的标准工时 目前公司拥有4条生产线 主要包括 装端子 蘸锡 装套管 烫套管 电测量 理线 6道工序 各工序时间如表X 2所示 原工序工时定额是根据经验法测定的 存在诸多问题 33 改善前各工序作业标准时间 现状分析 两个主要问题 原标准工时不合理 瓶颈烫套管工序中存在较多动作浪费 2 生产线平衡率分析 E 各工序时间总和 工序数目 周期时间 18 8 6 5 合计18 8s 62 67 3 日产能 作业时间 工时利用率 良品率 生产线周程时间 8 3600 0 90 0 95 5 4925件 日 34 改善前 烫套管瓶颈工序 MOD动作分析 35 改善方案设计 1 对货架结构及物料摆放方式进行了改良 物料靠近工作位置30cm处 并成弧形摆放 料盒向前倾斜 方便员工取料 同时将吹烫机放置在右手附近 通过如此调整后 物料及工具的取放动作可以由5级将到4级甚至3级 2 改单手作业为双手 3 消除临时调整动作 由于取料采用小臂3级作业 就可以去掉 放置到相应位置 动作 通过上述改善后 利用MOD法重新测定作业时间 具体步骤及数据见 表X 3 36 改善后 烫套管瓶颈工序 MOD动作分析 效果 周程时间 CT 由5秒缩短至3 1秒 38 如果CT时间压缩 2秒的杠杆作用是巨大的 37 1 生产线平衡率 E 16 9 6 3 1 90 86 提高45 2 日产能 8 3600 0 90 0 95 3 1 7943件 提高61 28 62 67 90 86 4925 产能 件 日 7943 61 28 45 3 大幅度节约追加投资 至少一次性约节约人民币100万元 原来公司业务量增加 拟计划增加8条生产线 如今只需要增加4条生产线 就可以达到增加目标产能之目的 直接减少设备和厂房扩充投资 而且还不为招募员工发愁 线平衡率 3 1秒 38 缩短1 9秒 生产周程 瓶颈时间 5 0秒 改善效果 改善 缩短2秒 神奇的杠杆作用 38 工作研究 改善工程布局以及生产服务流程 方法研究 作业测定 程序分析 经典IE结构图 工作研究 操作分析 动作分析 作业程序分析 工艺流程分析 线路图分析 联合作业分析 人机作业分析 双手作业分析 影象分析 动素分析 动作经济原则 间接法 直接法 密集时间抽样 分散时间研究 整个生产过程分析 成品 零部件的流动 布局与线路分析 空闲时间分析 多人配合作业分析 改善双手移动关系 改善细微动作方法 改善更细微动作 人机料合理布局搭配 改善作业法 提高工序中人机料配合效率 改善人体动作效率 降低疲劳强度 时间研究 生产工艺流程控制计划 作业指导书SOP 确定时间标准标准工时 现场培训课堂培训 降低成本改善质量提高效率 标准作业指导书 有效配置人员健全的奖励制度合理的生产计划系统灵活的劳动组织 引自 台湾交通大学陈文哲著作 工作研究 动作研究 39 沙盘演练 影像分析 消除动作浪费 40 一 工作抽样的概念 概念 工作抽样 WorkSampling 是指对作业者和机器设备的工作状态进行瞬时观测 调查各种作业活动事项的发生次数及发生率 进行工时研究 并用统计方法推断各观测项目的时间构成及变化情况 工作抽样与马表测时法的比较 41 工作抽样的概念例证 例如 欲调查某车间设备的开动情况 经过数日随机抽样观察120次 发现有90次处于工作状态 30次处于停止 则可推断该车间设备开动率 停止率为 若对该车间的4名作业者 A B C D 进行秒表测时 其工作状态如图左所示 可以推算出阴影部分的面积占63 75 若采用工作抽样法 可以选择任意时刻对被观测对象进行观测 图8 1右侧箭头表示观测次数是10次 同时观测了4名操作者 所以总观测次数为10次 4 40次 将统计结果列成表格 如表8 1所示 42 马表测时记录4名作业者工作状况 工作抽样统计表 43 工作抽样的用途 测定标准工时 最适合于周期长 重复性较低的作业为工作改善策略方向提供信息 运用工作改善提高效率固然没人质疑 不过 许多IE工程师经常 只见树木 不见森林 只是拼命针对工作如何简化 而对更大的 影响整体绩效阻碍因素视而不见 以至于改善成果非常有限 现场阻碍因素很多 包括 机器故障 停工待料 重工 专家建议 每季度或半年做一次工作抽样 对现场改善的整体帮助是非常有意义的 44 大量生产形态的程序工业产品与作业条件一致的作业组各个作业站生产同一产品或 产品群 测量时期内都生产相同产品机台 人员编制相对固定 工作抽样制订工时标准的范围 45 工作抽样的统计原理 欲取得正确的工作抽样 必须遵循两条基本原则 一是保证每次抽样观测的随机性 使样本具有 代表性 二是要有足够的抽样观测次数 以确定 合理的样本数 工作抽样的三个关键问题 1 正态分布2 可靠度与精度3 工作抽样观测次数n的确定 46 1 正态分布 正态分布是概率分布中的一种极为重要的分布 用途十分广泛 工作抽样法处理的现象接近于正态分布曲线 以平均数为中线的两侧取标准差的1倍 2倍 3倍时 其面积分别为总面积的68 25 95 45 99 73 图8 2正态分布曲线 47 可靠度 指观测结果的可信度 工作抽样可靠度一般都是预先给定 通常可靠度定为95 精确度 精确度就是允许的误差 工作抽样的精确度分为绝对误差E和相对误差S 当可靠度为95 时 8 1 8 2 48 研究对象发生概率P 可靠度95 时 取相对误差S 5 观察次数的计算公式 抽样次数 n 4 1 P 0 052P 8 3 工作抽样常用数据 49 式中 P 观测事件发生概率S 相对误差 可取5 或10 n 观测次数Z 正态分布下的Z值 可取1 96或1 65 大概率事件 如P 30 取S 5 Z 1 96小概率事件 如P 10 取