工業(yè)工程概論第9章作業(yè)測定和學習曲線ppt課件

1、工業(yè)工程概論u第第 1章章 工業(yè)工程的概念與意識工業(yè)工程的概念與意識 u第第 2章章 工業(yè)工程的發(fā)展與應用工業(yè)工程的發(fā)展與應用 u第第 3章章 工業(yè)工程的學科構成工業(yè)工程的學科構成 u第第 4章章 IE與運籌學與運籌學 OS u第第 5章章 IE與系統(tǒng)工程學與系統(tǒng)工程學 SE u第第 6章章 IE與創(chuàng)新工程與創(chuàng)新工程 u第第 7章章 生產率工程生產率工程u第第 8章章 工作研究與方法研究工作研究與方法研究u第第 9章章 作業(yè)測定與學習曲線作業(yè)測定與學習曲線 u第第10章章 現(xiàn)場管理現(xiàn)場管理u第第11章章 現(xiàn)代工業(yè)工程的發(fā)展現(xiàn)代工業(yè)工程的發(fā)展工業(yè)工程概論第第9 9章章 作業(yè)測定與學習曲線作業(yè)測定

2、與學習曲線 9.1 作業(yè)測定概述9.2 工時消耗分類與標準時間構成 9.3 作業(yè)測定的方法概述9.4 秒表時間研究法9.5. 模特排時法9.6 學習曲線9.7 案例 工作研究在鞍鋼的應用工業(yè)工程概論9.1 作業(yè)測定概述9.1.1 作業(yè)測定的起源9.1.2 作業(yè)測定的定義9.1.3 作業(yè)測定的步驟9.1.4 作業(yè)測定的目的9.1.5 作業(yè)測定的用途工業(yè)工程概論9.1.1 作業(yè)測定的起源 經過方法研究后，獲得了最佳的操作程序、最省力的動作和工作方法，接下來就是要確定運用新的程序和方法完成工作所需的時間標準，并將之視為管理的基本工具。 如何確定工人完成某項操作所需的時間呢？其制定方法隨人們對于該項工

3、作的重要性的認識及工業(yè)工程學科的發(fā)展不斷完善。到目前為止，有三種確定時間標準或工時定額的方法，即經驗判斷法、歷史記錄法統(tǒng)計分析法和作業(yè)測定法。工業(yè)工程概論9.1.2 作業(yè)測定的定義 作業(yè)測定(工作衡量)是運用各種技術來確定合格工人按照規(guī)定的操作標準，完成某項工作所需時間的過程。 這里所說的“合格工人”，必須具備必要的素質、技能和知識，接受過某工作方法的完全訓練，能獨立完成所從事的工作，并在安全、質量和數(shù)量方面達到令人滿意的水平。 按照規(guī)定的操作標準是指工人按照經過方法研究后制定的標準的工藝方法和科學合理的操作程序完成操作。此外，還應使生產現(xiàn)場的設備、工位器具、資料、操作環(huán)境、人的動作等方面達到

4、操作標準要求的狀態(tài)。工業(yè)工程概論9.1.3 作業(yè)測定的步驟 圖9-1 步驟圖9-1 作業(yè)測定的步驟圖選擇研究對象確定時間研究方法方法研究的結果確定寬放時間制定標準時間直接研究法秒表時間法工作抽樣法間接研究法預定動作時間標準法標準資料法工業(yè)工程概論9.2 9.2 工時消耗分類與標準時間構成工時消耗分類與標準時間構成9.2.1 9.2.1 時間的幾個概念時間的幾個概念9.2.2 9.2.2 工時消耗分類工時消耗分類9.2.3 9.2.3 標準時間構成標準時間構成工業(yè)工程概論9.2.1 9.2.1 時間的幾個概念時間的幾個概念1)標準時間: 在適宜的操作條件下，用最合適的操作方法，以普通熟練工人的正

5、常速度完成標準作業(yè)所需的勞動時間。 標準時間ts正常時間tn+寬放時間tk 2)正常時間(Normal Time)：一個一般受過訓練的操作者，在正常工作條件和正常速度下，完成一定工作所需要的時間。 3)寬放時間: 是為了使正常時間符合實際而進行修正的時間。是個人需要和延遲的時間。 4)實際時間：一個操作者完成一項任務所必需的觀測的時間。 5)定額時間：是指在正常的生產技術組織條件下，工人為完成一定量的工作所必需消耗的時間。是根據(jù)標準時間，由有關部門規(guī)定，下達操作者執(zhí)行的操作規(guī)定時間。工業(yè)工程概論9.2.2 9.2.2 工時消耗分類工時消耗分類 圖圖9-2 9-2 圖圖9-2 全部工作時間的構成

6、全部工作時間的構成全部工作時間非生產時間非生產時間t非非非操作者原因停工時間非操作者原因停工時間t停停操作者原因停工時間操作者原因停工時間t工停工停停工時間停工時間t停停非操作者原因損失的時間非操作者原因損失的時間t非非組組操作者原因損失的時間操作者原因損失的時間t非工非工非定額時間非定額時間t定額時間定額時間T手動時間手動時間機手并動時間機手并動時間作業(yè)時間作業(yè)時間T作作基本作業(yè)時間基本作業(yè)時間T基基輔助作業(yè)時間輔助作業(yè)時間T輔輔技術服務時間技術服務時間T技布技布布置工作地時間布置工作地時間T布布組織服務時間組織服務時間T組布組布休息與生理需要時間休息與生理需要時間T休休準備與結束時間準備與

7、結束時間T準準機動時間機動時間工業(yè)工程概論定額時間由四部分組成：1作業(yè)時間T作）：直接用于生產產品，完成工序中各項操作所必需消耗的時間。它是定額時間中最主要的部分，其時間消耗的長短與加工批量大小成正比。它又可分為：基本作業(yè)時間T基）：指實現(xiàn)基本操作，直接作用于勞動對象并改變勞動對象的尺寸、外形、性質、組合、外觀等的時間。輔助作業(yè)時間T輔）：指工人為保證完成基本工藝而執(zhí)行的各種輔助性動作所消耗的時間。9.2.2 9.2.2 工時消耗分類工時消耗分類工業(yè)工程概論2布置工作地時間T布）：工人在工作班中用于照看和保持工作地的正常狀態(tài)所必須消耗的時間。3休息和生理需要時間T休）：指工人在輪班中用以恢復體

8、力、視力和生理需要所消耗的時間。4準備與結束時間：指工人在工作班內為完成一項生產任務，事先進行準備和事后結束工作所必須消耗的時間。非定額時間t):是指在一個工作班內因停工而損失的時間，或執(zhí)行非生產性工作所消耗的時間。9.2.2 9.2.2 工時消耗分類工時消耗分類工業(yè)工程概論9.2.3 9.2.3 標準時間構成標準時間構成 圖圖9-3 9-3 標準時間標準時間圖圖9-3 標準時間的構成標準時間的構成正常時間正常時間寬放時間寬放時間u標準時間: 在適宜的操作條件下，用最合適的操作方法，以普通熟練工人的正常速度完成標準作業(yè)所需的勞動時間。 u 標準時間ts正常時間tn+寬放時間tk工業(yè)工程概論9.

9、3 9.3 作業(yè)測定的方法概述作業(yè)測定的方法概述 秒表時間研究=密集時間抽樣法=直接時間研究 (Direct Time Study) 利用秒表，在一段時間內連續(xù)地觀測一位合格的操作者，對一特定的工作以正常速度操作所需要的時間。 工作抽樣(Work Sampling) =離散時間抽樣法，瞬時觀測法 在較長時間內，以隨機間隔的方式觀測操作者的操作，并分析所調查的資料，得出需要的結果空閑比率）。 預定時間標準法 = PTS法 (Predetermined Time System) 利用預先為各種動作制定的時間標準來確定進行各種操作所需要的時間。常用的方法是模特法。 標準資料法 將直接由上述作業(yè)測定法

10、所測得的測定值，根據(jù)不同的操作內容，分析整理為某操作的時間標準?？臻e比率（%）=空閑時間總觀測時間100%工業(yè)工程概論 作業(yè)測定的階次劃分 u制定標準時間時，應首先決定研究工作的階次。u工作階次通常分成下列四種:u（1第一階次：動作人的基本動作測定的最小工作階次.u 例如：伸手，握取等。u（2第二階次：單元由幾個連續(xù)動作集合而成。u 例如：伸手抓取材料，放置零件等。u（3第三階次：作業(yè)通常由兩、三個操作集合而成。u（4第四階次：制程為進行某種活動所必須的作業(yè)串聯(lián)。第一階次 動作第二階次 單元第三階次 作業(yè)第四階次 制程秒表時間研究工作抽樣預定時間標準標準資料法工業(yè)工程概論1.時間研究的工具介紹

11、 時間研究最重要的工具是秒表，在工廠，常用的秒表分為電子型和機械型。 電子型的秒表可直接進行顯示，且操作方便，一般使用的秒表都為電子型，如下圖：ABC 正常畫面顯示：時.分.秒.星期 按B制1次：畫面出現(xiàn)0:00 00 按C制開始計時、暫停; 按A制可作周期計時及調?；?:00 009.4 9.4 秒表時間研究法秒表時間研究法工業(yè)工程概論2.時間研究的步驟(1)第一步：收集資料，確定研究對象。(2)第二步：劃分操作單元。 劃分操作單元的原則： 每一單元應有明顯易辯認的起點和終點。 單元時間愈短愈好，但以使時間研究人員能精確測記為宜。一般以0.04min為宜。 人工操作單元應與機器單元分開。 盡

12、可能使每一人工單元內的操作動作為基本動作，以便易辨認。 不變單元與可變單元應分開。 規(guī)則單元、間歇單元和外來單元應分開。 關于操作的時間標準僅用于其特定的操作，所以每一單元應有完整而詳細的說明。9.4 9.4 秒表時間研究法秒表時間研究法工業(yè)工程概論9.5 9.5 模特排時法模特排時法 Mod Mod Mod Modular Arrangement of Predetermined Time Standard 模特法的原理所有人力操作時的動作，均包括一些基本動作。在相同的條件下，不同的一般人做 同一動作所需的時間值基本相等。使身體不同部位做動作時，其動作 所用的時間互成比例， 可根據(jù)其手指一次

13、動作時間單位的 量值，直接計算人體其他不同部位 動作的時間值。1Mod = 0.129 s1s = 7.55 Mod1min = 465 Mod動作部位 最大頻率（次/MIN）手指204-406手360-430小臂190-392臂99-344腳300-378腿330-406人體各部位動作的最大頻率工業(yè)工程概論9.5 9.5 模特排時法模特排時法模特法的特點 易懂、易學、易記： 21種動作分兩大類，只有8個不同的時間值。 適用:不需測時，比秒表法精確。 模特法的應用步驟 正確描述操作過程； 操作動作分解； 對動作組合單元進行動作分析； 確定正常時間 計算標準時間 工業(yè)工程概論9.6 學習曲線 7

14、.4.1 7.4.1 學習曲線的概念學習曲線的概念7.4.2 7.4.2 影響學習曲線的因素影響學習曲線的因素7.4.3 7.4.3 對數(shù)學習曲線的建立對數(shù)學習曲線的建立7.4.4 7.4.4 學習率的測定方法學習率的測定方法7.4.5 7.4.5 學習曲線的應用學習曲線的應用工業(yè)工程概論9.6.1 9.6.1 學習曲線的概念學習曲線的概念u “學習曲線學習曲線”，也稱為熟練曲線，是指在大批量生，也稱為熟練曲線，是指在大批量生產過程中，用來表示單件產品工時的消耗和連續(xù)累計產過程中，用來表示單件產品工時的消耗和連續(xù)累計產量之間關系的一種變化曲線。隨著累計產量的增加，產量之間關系的一種變化曲線。隨

15、著累計產量的增加，意味著操作者生產制造熟練程度的提高，產品單件工意味著操作者生產制造熟練程度的提高，產品單件工時消耗必然呈現(xiàn)下降趨勢，這樣就形成了一條工時遞時消耗必然呈現(xiàn)下降趨勢，這樣就形成了一條工時遞減的函數(shù)曲線。學習曲線由此而得名。減的函數(shù)曲線。學習曲線由此而得名。工業(yè)工程概論9.6.1 9.6.1 學習曲線的概念學習曲線的概念u20世紀30年代美國康乃爾大學的萊特T.P.Wright博士首先在航空科學期刊上提出了學習曲線。u波音公司發(fā)現(xiàn)，每一架飛機的工時消耗在前一架飛機制造完后都會有所下降，而且還是以一個可預測的比例下降，從生產第一架飛機開始，累計產量每增加一倍，工時下降約20%。u工人

16、逐漸學會了怎樣更快地工作，更少誤操作以及最大程度地減少浪費，直到他們達到最大的生產率為止，這就是知識學習的掌握的直接結果。 工業(yè)工程概論9.6.1 9.6.1 學習曲線的概念學習曲線的概念由此他們得出如下普遍認識：1完成一項操作或某種產品的工時消耗，隨著生產重復程度提高而逐漸減少。2單件產品工時消耗按一定遞減率稱為學習率隨累計產量增加而降低，呈指數(shù)函數(shù)關系。3學習率與產品的結構，制造過程機械化，自動化程度以及企業(yè)的生產組織技術相聯(lián)系，各種產品都有其特定的學習率，因而也各有其特定的學習曲線。工業(yè)工程概論圖9-5 某飛機廠的飛機構架加工制造的學習曲線圖 圖中。橫軸表示學習次數(shù)，縱軸表示學習效果。在

17、生產實踐中，學習次數(shù)通常用累計產品產量來表示，學習效果用累計平均工時表示，因此，學習曲線表示了產品制造工時與累計產量之間的變化規(guī)律。9.6.1 學習曲線的概念學習曲線的概念 例例9-1 圖圖9-5 u由圖可知，隨著累計產品產量的增加，產品累計平均工時在遞減，但其遞減速度卻隨累計產量增加而逐漸變小，直到趨于穩(wěn)定。 ts工業(yè)工程概論飛機構架加工制造直接人工工時表 產品生產累計數(shù)單臺產品按人工工時（h）累計直接人工工時（h）累計平均直接人工工時（h）產品生產累計數(shù)單臺產品按人工工時（h）累計直接人工工時（h）累計平均直接人工工時（h）1100 000100 000100 0003232 7681 4

18、67 86245 871280 000180 00090 0006426 2142 362 45337 382464 000314 21078 55312820 9723 874 39530 269851 200534 59166 82425616 7776 247 31824 4041640 960892 01455 75151213 4221024150520 003例9-1 表9-1u表中所列的就是和圖表對應的相關數(shù)據(jù)。表中第1列表示產品的累計產量數(shù)，第2列表示與這個累計臺數(shù)相應的單件產品直接人工工時。由于表中取得累計產量的關系都是增加一倍，即累計產量為2n。這樣單件產品直接人工工時按2

19、0%遞減的規(guī)律就清楚地顯示出來。工業(yè)工程概論例9-1u在表9-1中，加工制造第2架飛機構架的工時只有第1架的80%，加工制造第4架飛機構架的工時只有第2架的80%，第8架只用了第4架工時的80%，第16架只用了第8架工時的80%等等。u第3列為累計直接人工工時，將第3列累計直接人工工時除以第1列產品累計數(shù)，就得到第4列的累計平均直接人工工時。工業(yè)工程概論9.6.1 學習曲線的概念u學習曲線通常有狹義和廣義兩種解釋。學習曲線通常有狹義和廣義兩種解釋。 u狹義學習曲線：指操作人員的個人學習曲線，隨著時狹義學習曲線：指操作人員的個人學習曲線，隨著時間的推移，知識和經驗得到有效的累積，它反映了個間的推

20、移，知識和經驗得到有效的累積，它反映了個人操作技術熟練程度的提高。人操作技術熟練程度的提高。 u廣義學習曲線：指一個生產單位中直接勞動者操作廣義學習曲線：指一個生產單位中直接勞動者操作工和間接勞動者設計、制造及管理者加工制造工和間接勞動者設計、制造及管理者加工制造某種產品時的學習曲線，它除了反映操作者個人操作某種產品時的學習曲線，它除了反映操作者個人操作技術熟練程度以外，還包含了生產方式、設備的改進、技術熟練程度以外，還包含了生產方式、設備的改進、管理的改善與技術創(chuàng)新共同努力的結果。管理的改善與技術創(chuàng)新共同努力的結果。 工業(yè)工程概論9.6.1 9.6.1 學習曲線的概念學習曲線的概念u學習曲線

21、又稱為學習曲線又稱為u 制造進步函數(shù)、制造進步函數(shù)、u 經驗曲線、經驗曲線、u 效率曲線、效率曲線、u 成本曲線、成本曲線、u 改進曲線。改進曲線。u更廣義的學習曲線是指某一行業(yè)或某一產品從引入期、更廣義的學習曲線是指某一行業(yè)或某一產品從引入期、成長期、成熟期以至衰退期的整個學習曲線。成長期、成熟期以至衰退期的整個學習曲線。u學習曲線現(xiàn)象告訴我們，生產中永遠有潛力可挖。研究學習曲線現(xiàn)象告訴我們，生產中永遠有潛力可挖。研究與制定學習曲線對提高生產率有很大的作用，這是工業(yè)與制定學習曲線對提高生產率有很大的作用，這是工業(yè)工程師應掌握的理論與方法。工程師應掌握的理論與方法。工業(yè)工程概論9.6.2 影響

22、學習曲線的因素影響學習曲線的因素1操作者動作的熟練程度；2改善操作者的工裝設備及工位器；3產品設計變更有助于降低工時；4高質量的原材料和充足的供應可減少學習中斷現(xiàn)象；5專業(yè)化分工，使每個操作者做簡單重復工作；6管理科學化。 工業(yè)工程概論9.6.3 對數(shù)學習曲線的建立對數(shù)學習曲線的建立u 為了利用學習曲線進行定量化分析，需要將它表達為數(shù)學解析式。按上述學習曲線現(xiàn)象所反映的規(guī)律，它的變化呈指數(shù)函數(shù)關系，可用以下關系式來表示：u t=kcn (9-1)u s=2n (9-2)u式中，t生產第 s 件產品的工時；u k生產第1件產品的工時；u c學習率即工時遞減率，如上例c=80%）；u s累計生產的

23、件數(shù)；u n累計產量翻番指數(shù) （即倍增次方數(shù)） 。 工業(yè)工程概論對上面兩式取對數(shù)，可得：對上面兩式取對數(shù)，可得： lgt = lgk + nlgc lgt = lgk + nlgc lgs = nlg2 lgs = nlg2 設設 (9-3) (9-3) 式中，式中，aa學習系數(shù)。由此可得：學習系數(shù)。由此可得： lgt = lgk + algs lgt = lgk + algs (9-4) (9-4)從而從而 t = ks a t = ks a (9-5) (9-5)式式(9-5)(9-5)叫萊特公式，它表示了學習效果即累計平均工時叫萊特公式，它表示了學習效果即累計平均工時Y Y隨隨累計產量累

24、計產量X X即學習次數(shù)而變化的情況，其圖形如圖即學習次數(shù)而變化的情況，其圖形如圖9-59-5。9.6.3 對數(shù)學習曲線的建立對數(shù)學習曲線的建立2lglgca 工業(yè)工程概論9.6.4 學習率的測定方法 例9-2例9-2 已知某機械廠生產某種機器，第10臺的成本為3000元，生產第30臺的成本為2000元，求該產品的學習率。解：由已知條件可得： 故該產品的學習率為77 2000303000103010atatkk77. 022369. 04771. 01761. 03lg6667. 0lg36667. 0)1030(30002000369. 01030aaacatt工業(yè)工程概論u學習曲線在工業(yè)工程中應用較為廣泛，它可用于u 1)制訂標準時間；