精益生产——人因工程与工效学在企业中的应用

1、人因工程与工效学在企业中的应用人因工程与工效学在企业中的应用人因舆人本管理人因舆人本管理2 清华大学工业工程系清华大学工业工程系 教授教授 人因与工效学研究所人因与工效学研究所 所长所长 饶培伦饶培伦 博士博士 人因自欧洲始人因自欧洲始3 工效学工效学的英文的英文“Ergonomics”是由两个希腊是由两个希腊 字所组成：字所组成：u “ergon”意为意为【工作（工作（work)work)】u“nomos”“nomos”意为意为【 法则（法则（the laws),学问、研究学问、研究 u（study of）u 合为（工作的法则、工作的学问），是研究如合为（工作的法则、工作的学问），是研究如u

2、 何工作可以省力、省时、省事、有效率的学问何工作可以省力、省时、省事、有效率的学问u与与Human Factors基本相同基本相同 在美国发扬在美国发扬4 人因的发展人因的发展u 二次大战前：重生产力与效率二次大战前：重生产力与效率u 时间研究（Time study）u 工作研究（Work study）u 二次大战时及战后：跨领域的发展，由军事至民生二次大战时及战后：跨领域的发展，由军事至民生u第一代、军事的人因u第二代、认知的人因u第三代、总体人因 到处发挥作用到处发挥作用5 目的：提升生产力、安全、便利、正确、提高生活与工作目的：提升生产力、安全、便利、正确、提高生活与工作 的品质与人员的

3、福祉。的品质与人员的福祉。 学理依据：生理学、心理学、工程学、美学、工艺学、管理学等。学理依据：生理学、心理学、工程学、美学、工艺学、管理学等。 一般应用范围：一般应用范围：u生活用品生活用品:服装、眼镜、家具、车辆等服装、眼镜、家具、车辆等u居住环境：空间、建筑、装潢、社区等居住环境：空间、建筑、装潢、社区等u整体系统的设计与改善：如交通系统之动线、号志、标示、路整体系统的设计与改善：如交通系统之动线、号志、标示、路面等；管制系统之侦测、监视、操控、保养、维修等。面等；管制系统之侦测、监视、操控、保养、维修等。 了解人的能力与极限了解人的能力与极限6 人的基本题型、生理与体能特性人的基本题型

4、、生理与体能特性u 如身高、体重、心律、肺活量、视力、握力、耐力、新陈代谢等。如身高、体重、心律、肺活量、视力、握力、耐力、新陈代谢等。 人的心理特性与反应人的心理特性与反应u 如对各种颜色、符号、声音等的认知与反应。如对各种颜色、符号、声音等的认知与反应。 人的特性与环境的影响人的特性与环境的影响u 冷、热、照明、噪音、振动、通风、气味等。冷、热、照明、噪音、振动、通风、气味等。7 需要重视工作于工作环境设计需要重视工作于工作环境设计 合理设计生活环境合理设计生活环境 提高效率、安全、便利、正确、提高生活与工作的品质与人员的提高效率、安全、便利、正确、提高生活与工作的品质与人员的福祉福祉 从

5、人体尺寸、力量、信息接受与加工开始研究从人体尺寸、力量、信息接受与加工开始研究以人为本重新考虑工作与生活的本质以人为本重新考虑工作与生活的本质生理与心理并重生理与心理并重8工作的生理学基础工作的生理学基础 人体计测与生物力学人体计测与生物力学9 人体生理结构的科学人体生理结构的科学 通过对大量典型的从事不同活动人口样本的研究编制完成通过对大量典型的从事不同活动人口样本的研究编制完成 典型计测数据包括高度、肩宽、背高、胸膛深度、手脚长典型计测数据包括高度、肩宽、背高、胸膛深度、手脚长 度、膝盖角度等度、膝盖角度等 生物力学是研究与生物体有余的力学问题，其主要内容是生物力学是研究与生物体有余的力学

6、问题，其主要内容是 利用力学的基本原理，结合生物学、医学和生物学来研究生物体利用力学的基本原理，结合生物学、医学和生物学来研究生物体10静态人体计测静态人体计测11静态人体计测静态人体计测12人体计测数据之设计原则人体计测数据之设计原则13 极端设计极端设计u 通常使用通常使用9595thth% %或或5 5thth% %为基准为基准 可调设计可调设计u 应注意可调范围及机制之可行性应注意可调范围及机制之可行性 平均设计平均设计u仅限于上述两类设计原则均不适用并为非险要性作业（仅限于上述两类设计原则均不适用并为非险要性作业（e.g.e.g.超级市场结超级市场结账柜台）账柜台）应用于机械防护应用

7、于机械防护14作业空间之间隙要求作业空间之间隙要求15 局限空间作业局限空间作业u 内部操作、穿越、错身进入等内部操作、穿越、错身进入等u 穿着厚重服装：加穿着厚重服装：加10-15cmu 逃生相关：加逃生相关：加25cm作业区域作业区域16美国人的人体尺寸美国人的人体尺寸17 测量设备简介测量设备简介人体计测设备人体计测设备生物力学量测设备生物力学量测设备环境量测设备环境量测设备1. 马丁式人体测计器2. 人体模型3. 摄影机1. 数字式肌力计2. 柔软度测定器3. 数字式肺活量测定器4. EMG5. Ergo Most人体计测分析软件6. 心肺功能训练脚踏车1. 噪音计2. 照度计3. 温

8、湿度记录器4. 三用气体侦测器5. 安全防护器材6. 自携式呼吸器7. 风速计 计算机辅助人体模型计算机辅助人体模型19 为了应用人体计量数据和生物力学对工作以及工作场所进行分析，国为了应用人体计量数据和生物力学对工作以及工作场所进行分析，国际上开发了许多计算机辅助人体模型际上开发了许多计算机辅助人体模型u 英国的英国的SAMMIE(System for Aiding Man-Machine Interaction Evaluation)u 美国的美国的BOEMAN,COMBIMAN,CREW CHIEF,Deneb/ERGO,及及JACKu 法国的法国的ERGOMANu 匈牙利的匈牙利的OS

9、CARu 荷兰的荷兰的ADAPTSu 波兰的波兰的APOLINEXu 德国的德国的WERNER,FRANKY,ANYBODY2021 生理与心理并重生理与心理并重22工作的心理学基础工作的心理学基础 什么是心理学什么是心理学23 心理学研究人类的行为、认知、情绪、与动机心理学研究人类的行为、认知、情绪、与动机 工业心理学研究人员在工作环境的行为、认知、情绪、与动机，工业心理学研究人员在工作环境的行为、认知、情绪、与动机，包括包括u个人功能个人功能u个人心理过程个人心理过程u群体过程群体过程u工作条件与环境工作条件与环境 工业心理学的早期历史工业心理学的早期历史24 起源自二十世纪初的实验心理学

10、起源自二十世纪初的实验心理学u工业与组织心理学之父工业与组织心理学之父uHugo Munsterberg:应用心理测验应用心理测验uWalter Dill Scott:广告理论广告理论u泰勒（泰勒（Federick Winslow Taylor）u科学管理科学管理u工作研究工作研究u动作研究动作研究 工业心理学的持续发展工业心理学的持续发展25 第一次世界大战第一次世界大战u 美国陆军有心理削减美国陆军有心理削减Robert Yerkes率领专家，为招募新兵实施团体率领专家，为招募新兵实施团体心理测验心理测验 西方电器的霍桑研究西方电器的霍桑研究u 组织的社会层次面组织的社会层次面 会影响员工

11、的行为与绩效会影响员工的行为与绩效u 例子：照明效果调查例子：照明效果调查u照明度对生产力的影响照明度对生产力的影响u霍桑效应霍桑效应 中国的工业与组织心理发展中国的工业与组织心理发展26 改革开放后心理学有长足的进步改革开放后心理学有长足的进步u 工程心理学工程心理学u 工业心理学工业心理学u 管理心理学管理心理学 中国本土的工业与组织心理实务运用，需要持续的进步中国本土的工业与组织心理实务运用，需要持续的进步 人类信息处理人类信息处理 27人类信息处理模型人类信息处理模型u 认知系统认知系统 u 反应系统反应系统 u 感官系统感官系统 记忆系统记忆系统u 短期记忆：短期记忆：72单位单位u

12、 长期记忆：遗憾的钥匙长期记忆：遗憾的钥匙 短期记忆与长期记忆的差别短期记忆与长期记忆的差别28短期记忆短期记忆长期记忆长期记忆讯息储存的数量很小（72）没有限制记忆维持的时间长短非常短暂没有限制从工作的本质提升效率从工作的本质提升效率29标准作业流程标准作业流程标准作业流程标准作业流程30 动作研究是对进行特定工作时身体动作的详细分析研究。动作研究是对进行特定工作时身体动作的详细分析研究。 采用动作研究来重新设计工作，可以使得采用动作研究来重新设计工作，可以使得u 工作更有效率工作更有效率u 增加产出增加产出u 节省制造成本节省制造成本u 减少职业疲劳和损伤减少职业疲劳和损伤肌力强度影响因素

13、肌力强度影响因素31 施力方向（姿势）施力方向（姿势） 性别、年龄性别、年龄人工物料搬运人工物料搬运32333435 安全有效的搬运安全有效的搬运36 挺背屈膝挺背屈膝 接近躯干接近躯干 举起高度勿低于膝高举起高度勿低于膝高 提供手把提供手把 避免扭转身躯避免扭转身躯 使用辅具使用辅具 改变施力方向改变施力方向产品流宏观动作研究产品流宏观动作研究37 要问的问题要问的问题u 我能够去掉这个步骤吗？我能够去掉这个步骤吗？u 我可以将这一步骤和其它步骤合并吗？我可以将这一步骤和其它步骤合并吗？u 我能够重新安排这个步骤使得产品流更短更流畅吗？我能够重新安排这个步骤使得产品流更短更流畅吗？u改变操作

14、的顺序来适应设施布局改变操作的顺序来适应设施布局u改变设施布局来适应操作的顺序改变设施布局来适应操作的顺序u 我可以节省动力吗？我可以节省动力吗？ 细微动作研究：动作模式细微动作研究：动作模式38 Motion patternu 加工一件加工一件/双零件时双手的运动路径双零件时双手的运动路径u 是一张工作方法的蓝图和一份产生标准工时的材料清单是一张工作方法的蓝图和一份产生标准工时的材料清单动作研究：动作经济原则动作研究：动作经济原则39 基本动作类型基本动作类型u弹道动作弹道动作(Ballistic motions):利用一组肌肉进行作业且不需其它组利用一组肌肉进行作业且不需其它组肌肉介入已停

15、止动作。例如将零件丢入管子中或按下紧急按钮等肌肉介入已停止动作。例如将零件丢入管子中或按下紧急按钮等。u控制型或限制行动作控制型或限制行动作(Controlled or restricted motions):与弹道动作与弹道动作相反，其需较多肌肉控制动作，尤其停止动作时相反，其需较多肌肉控制动作，尤其停止动作时(小心作业或精密小心作业或精密检验检验)。u连续动作连续动作(Continuous motions): 连续动作为曲线样型且为自然动作。连续动作为曲线样型且为自然动作。 当身体改变方向时，则速度趋缓。当身体改变方向时，则速度趋缓。(开车转弯开车转弯) 何为时间研究何为时间研究40 标准

16、工时标准工时制造部门中最重要的信息，决定了：制造部门中最重要的信息，决定了：u 购买机器的台数购买机器的台数u 雇佣工人数目雇佣工人数目u 生产成本和出售价格生产成本和出售价格u 生产生产/装配线平衡装配线平衡u 单个工人绩效评估单个工人绩效评估u 成本节省方案成本节省方案标准工时的定义标准工时的定义41 在以下三个条件下，在一个工作站制造一件产品所需要的时间在以下三个条件下，在一个工作站制造一件产品所需要的时间一个合格的，训练良好的作业员以正常的速度执行一项特定的任务人机系统人机系统42 在人机系统中，人是系统的操纵者、主宰者，因此在设计人机系统在人机系统中，人是系统的操纵者、主宰者，因此在

17、设计人机系统和处理人际关系是必须坚持以人为中心和处理人际关系是必须坚持以人为中心 人机配合原则人机配合原则u 要选用最有利于发挥人的能力和提高人的操作可靠性的匹配方式，不要要选用最有利于发挥人的能力和提高人的操作可靠性的匹配方式，不要为图便宜或为了设计容易二选用不利于发挥人的能力特性的匹配方式为图便宜或为了设计容易二选用不利于发挥人的能力特性的匹配方式u 要是人操作起来方便、省力，避免选用在大部分工作时间内要求人高度要是人操作起来方便、省力，避免选用在大部分工作时间内要求人高度用力的匹配方式用力的匹配方式u 要采用信息流程和信息加工过自然的、使人容易学习的、差错少的匹配要采用信息流程和信息加工

18、过自然的、使人容易学习的、差错少的匹配方式方式u 不可把人安排为机器的辅助物，避免使人产生自己的工作是为机器服务不可把人安排为机器的辅助物，避免使人产生自己的工作是为机器服务的感受，而要选用使人感到自己的工作很有意义的匹配方式的感受，而要选用使人感到自己的工作很有意义的匹配方式人机界面分配人机界面分配43 任何相互连接的部件，只有互相匹配才能连接牢固。任何相互连接的部件，只有互相匹配才能连接牢固。 人机匹配主要通过两方面工作：人机匹配主要通过两方面工作：u 通过选拨与训练，是操作人员能够与机器要求相适应。通过选拨与训练，是操作人员能够与机器要求相适应。u 板机器设计成符合人的特点来实现板机器设

19、计成符合人的特点来实现 人机相互作用主要表现为人机双方通过显示器和控制器进行信息交换人机相互作用主要表现为人机双方通过显示器和控制器进行信息交换选择控制器的原则选择控制器的原则44 需要作出快速、精确控制时应选用手控制器需要作出快速、精确控制时应选用手控制器 控制器操作运动与显示器显示运动的位置、方向上有关联的场合，适控制器操作运动与显示器显示运动的位置、方向上有关联的场合，适合采用线性运动和旋转运动的控制器，可使操作者从显示器运动的方合采用线性运动和旋转运动的控制器，可使操作者从显示器运动的方向和位移中想象地得到控制器大小的反馈，有利于精确地操纵控制器向和位移中想象地得到控制器大小的反馈，有

20、利于精确地操纵控制器 需要较大用力并进行连续调节是可采用手轮、曲柄、控制杆等控制器需要较大用力并进行连续调节是可采用手轮、曲柄、控制杆等控制器一切重要的和在紧急状态中使用的控制器，要选用具有视觉和触觉形一切重要的和在紧急状态中使用的控制器，要选用具有视觉和触觉形式编码的控制器式编码的控制器 要求控制器具有高度防误操作或防偶发启动时，宜采用陷入面板或操要求控制器具有高度防误操作或防偶发启动时，宜采用陷入面板或操作方法比较复杂的控制器作方法比较复杂的控制器 安装有许多个控制器的场合，应选用互相容易辨别的控制器安装有许多个控制器的场合，应选用互相容易辨别的控制器工作负荷与体力负荷工作负荷与体力负荷4

21、5 工作负荷是单位时间内人体承受的工作量，包括劳动强度、环境条工作负荷是单位时间内人体承受的工作量，包括劳动强度、环境条件、社会和心理因素件、社会和心理因素 体力工作负荷与心理工作负荷体力工作负荷与心理工作负荷 低体力工作负荷时，绩效一般较好，但总体绩效不够理想；在一定低体力工作负荷时，绩效一般较好，但总体绩效不够理想；在一定范围内负荷上升，总体绩效维持在较高水平范围内负荷上升，总体绩效维持在较高水平 工作中出现的问题很多与体力负荷不合理有关，需要确定最多可接工作中出现的问题很多与体力负荷不合理有关，需要确定最多可接受负荷与劳动强度分级受负荷与劳动强度分级 心理负荷测评心理负荷测评46 主任务

22、测定主任务测定u 主任务分析主任务分析u 主任务绩效测定主任务绩效测定 次任务测定次任务测定u 节奏敲击作业节奏敲击作业u 记忆搜寻作业记忆搜寻作业u 时间距离法时间距离法u 随机数作业随机数作业心理与组织心理与组织47组织与工作设计组织与工作设计工作设计很平常也很重要工作设计很平常也很重要48 很少人认识到组织的成长、精简、重组的重要性，管理者往往凭很少人认识到组织的成长、精简、重组的重要性，管理者往往凭借经验和判断力对诸多的任务进行安排借经验和判断力对诸多的任务进行安排 其实工作人员和管理人员的变动都会对工作设计产生影响其实工作人员和管理人员的变动都会对工作设计产生影响 更少人认识到工作设

23、计的改变可作为提升重要组织目标的一种手更少人认识到工作设计的改变可作为提升重要组织目标的一种手段段木工厂的例子木工厂的例子49 多名工人使用一台锯木机，将宽多名工人使用一台锯木机，将宽10cm厚厚60cm的木材从传送带上脱下来的木材从传送带上脱下来放到架子上放到架子上u 经理觉得工人懒惰没有热情经理觉得工人懒惰没有热情u 基于动机来看，工作单调不需要技能所以令人厌烦基于动机来看，工作单调不需要技能所以令人厌烦 工人在木料进入干燥机排成一排工人在木料进入干燥机排成一排u 基于生物力学来看，工作设计的不好基于生物力学来看，工作设计的不好 人力资源部门接待数百名实习学生，招聘人员要连结个人的兴趣能力

24、人力资源部门接待数百名实习学生，招聘人员要连结个人的兴趣能力与学校同步与学校同步u 超过任何个别招聘人员的能力超过任何个别招聘人员的能力u 基于古典工业工程来看，由工业工程是组成团队，进行工作研究简化基于古典工业工程来看，由工业工程是组成团队，进行工作研究简化流程流程工作分析与工作设计的影响工作分析与工作设计的影响50 工作设计对效率和人力资源产出产生强烈的影响工作设计对效率和人力资源产出产生强烈的影响u生产率、质量、工作满意、培训时间、内在工作动机、出错率、事生产率、质量、工作满意、培训时间、内在工作动机、出错率、事故发生率、精神疲劳、身体疲劳、压力、精神能力需求、身体能力故发生率、精神疲劳

25、、身体疲劳、压力、精神能力需求、身体能力需求、工作投入、旷职、医疗事故、营业额、薪酬等需求、工作投入、旷职、医疗事故、营业额、薪酬等 工作设计是社会的产物，反应时代的价值，是成本最小化与激发工作工作设计是社会的产物，反应时代的价值，是成本最小化与激发工作者动机的结果者动机的结果 没有最好的一种方式，需交替权衡使用几种主要的方法没有最好的一种方式，需交替权衡使用几种主要的方法工作分析是人力资源的根本工作分析是人力资源的根本51工作分析工作说明书人力资源计划招募选择特定工作的特定工作的性质和要求性质和要求需要填补的特需要填补的特定工作的数量定工作的数量合格应聘者合格应聘者从那招募？从那招募？如何招募？如何招募？谁来招募？谁来招募？哪些诱因？哪些诱因？ 从工作分析到绩效评价从工作分析到绩效评价52工作申请者工作申请者不考虑测试分数雇不考虑测试分数雇佣所有的申请者佣所有的申请者对所有申请对所有申请实施测试