1、第5章 工作设计与作业组织,引言 工作设计 工作测量 人机工程,主要内容：,工作研究,（工业工程）,工作设计,工作测量,工效学,中心问题,提高生产率,一、生产率与人的行为,影响生产率的内部环境因素,技术因素,操作者行为因素,工作环境,单调作业,多样化、丰富化和扩大化,工作设计,工作测量,理想的工作场所,二、工作设计与工作测量,工作设计,对一项具体工作确定具体的任务和责任、工作环境以及完成任务的方法,任务设计,作业（程序）设计,工作测量（时间研究 ）,在一定的标准测定条件下，确定人们作业活动所需的时间，并制定出时间标准或定额的一种科学管理方法,三、工作设计的内容、方法和理论,工作设计的内容,明确
2、作业过程,确定工作内容,工作设计的目标,建立一个工作结构，来满足组织及其技术的需要，满足工作者的个人心理需求,明确工作责任,协调,工作方法分析技巧,一个不忘，四大原则，五个方面和六大提问技术,一个不忘动作经济原则； 四大原则取消、合并、重排、简化； 五个方面操作、运输、贮存、检验、等待； 六大提问技术对目的、方法、人物、时间、地点和原因进行提问。,1.分析时的六大提问,6W技术/5W1H技术,2.“ECRS”四大原则,（1）取消（Eliminate）,在进行“完成了什么”，“是否必要”及“为什么”等问题的提问中不能有满意答复者都属不必要，要给予取消。 取消是改进的最佳方式，是改进的最高原则。,
3、（2）合并（Combine）,对于无法取消者，看是否能合并，以达到省时省力的目的。可合并一些工序或动作，或将由多人于不同地点从事的不同操作，改为由一人或一台设备完成。,（3）重排（Rearrange）,经过取消、合并后，可再根据“何人、何处、何时”三种提问进行重排，使工作能有最佳的顺序，除去重复，办事有序,（4）简化（Simple）,经过取消、合并、重排后的必要工作，就可考虑能否采用最简单的方法及设备，以节省人力、时间及费用。,流程分析,ANSLY15.3M-1979,表示操作（加工工程） 表示搬运、运输（运输过程） 表示检验 （检验过程） D表示暂存或等待 （存储过程） 表示受控制的贮存（等
4、待过程） 表示同时或同一工作场所由同一人执行着操作与检验两种工作,1. 流程分析中的记录符号,2. 流程分析的基本程序,（1）选择 选择所需研究的工作流程 （2）记录 用流程分析的有关图表记录流程过程 （3）分析 用5W1H提问技术对记录的事实进行分析，按照ECRS四大原则进行优化。 （4）建立 通过优化分析建立合理的流程 （5）实施 （6）维持,3. 流程分析的工具及相应图表,工艺程序分析 流程程序分析 布置与路线分析 闲余能量分析 操作时两手的移动分析,操作分析 动作分析,工作设计中的理论,工作小组的工作方式应该比个人的工作方式更重要,社会技术理论,行为理论,团队工作方式,工作扩大化 工作
5、职务轮换 工作丰富化,解决问题式团队 特定目标式团队 自我管理式团队,四、 工作测量,生产产品时间消耗的结构,产 品 总 时 间,工 作 时 间,无 效 时 间,产品的基本时间,产品设计缺陷,工艺过程缺陷,管理不善而产 生的无效时间,工人因素引起 的无效时间,产品设计不良，毛坯设计过大 产品质量标准欠妥 标准化工作不够,设备选用不当 工人操作不当 车间布置不合理 工具不当,制定的市场销售政策不当 作业计划与订货计划不当 安排不当，造成生产不均衡 原材料、工具、准备、供应不及时 设备未正常维修 安全工作条件没有保障 不执行标准化与定额工作,工人无故停工、迟到、缺勤 过失造成的废品 忽视安全,产品
6、的基本工作时间,定额时间,在产品设计正确、工艺完善的条件下，制造产品或进行作业所用的时间,基本工作时间,作业时间,宽放时间,劳动者在工作过程中，因工作需要、休息与生理需要，需要作业时间给与补偿的时间,宽放时间的组成：,休息与生理需要时间,布置工作地时间,准备与结束时间,宽放时间的种类,作业宽放,个人宽放,疲劳宽放,管理宽放,工时定额,标准工作时间,在标准的工作条件下，操作人员完成单位特定工作所需的时间,测时法 预定时间标准法 模特法 工作抽样法,正常工时=观测工时评比因素,标准工时=正常工时（1+放宽率） =正常工时+宽放工时,标准工时的应用,能效管理 日程管理 人员成本计算 工作绩效评估及奖
7、金计算 设备能力 人员及负荷计算 人机配合的计算 生产线平衡的计算,新产品的开发 工作方法的改善 外包价格的决定 订定产品价格的参数 作业指导训练的标准 标准产能计算的依据 人员计划 设备计划 生产计划进度安排,测时法,秒表时间 研究直接时间研究 密集抽样时间研究,以秒表为工具，在一段时间内，连续不断地直接测定某一作业操作者的作业,1.选择观测对象,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,合格适当训练有素的操作者 在标准状态下,2.划分作业操作要素，制定测时记录表,3.记录观察时间，剔除异常值，并计算各项作业要素的平均值,4.计算作业的观察时间
8、,作业的观察时间等于该作业的各项作业要素平均时间之和,5.效率评定，计算正常作业时间,效率评定是时间研究人员将所观测到操作者的操作速度，与自己理想中的速度（正常速度）作一对比,6.考虑宽放时间比率，确定标准作业时间,例 观测某车床加工某种零件的标准工作时间，根据测时法的基本要求，将该作业分解为5个作业要素进行观测, 然后求出每个作业要素的平均时间：,如果研究人员认为工人是在以115%的速度工作,正常时间=68 （10.15）=78.2（秒）,如果研究人员认为工人以90%的速度工作,正常时间=68（1-0.1）=61.2（秒）,宽放时间系数定为12%,标准作业时间=78.2（10.12）=87.
9、5（秒）,预定时间标准法,（Predetermined time standard，PTS）,四、模特法,1. 模特法的原理,所有人力操作动作，均包括一些基本动作。,模特法把生产实际中操作的动作归纳为21种,不同的人做同一动作（在条件相同时）所需的时间值基本相等。,使身体不同部分动作时，其动作所用的时间值互成比例 ，因此可以根据其手指一次动作时间单位的量值，直接计算其他不同身体部位动作的时间值。,模特法在人体工程学实验的基础上，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、能量消耗量最少的一次手指动作的时间消耗值，作为它的时间单位，即1MOD0.129s。,模特法21种动作都以手指一
10、次（移动约2.5cm）的时间消耗值为基准进行试验、比较，来确定各动作的时间值。,大量的试验、研究表明，一个人（或不同的人）以最快速度进行操作，其动作所需时间，与这个人（或不同人），以正常速度进行操作，其动作所需时间之比，是一常数（或基本接近常数）,不同的人（或同一个人）手的移动（无障碍时）,手的移动（障碍物高度为1030cm）,上身弯曲的往复动作，K=0.51；坐立往复动作，K=0.57。,假设：身体一部分最快动作的时间值为t1，身体某一部位正常动作的时间值为T1；身体其他部位最快动作的时间值为t2，身体其他部位正常动作时间值为T2；身体另外其他部位最快动作时间值为t3，身体另外其他部分正常动
11、作时间值为T3，身体第n部位的最快动作时间为tn，身体第n部位正常动作时间值为Tn。,因,故,或,或,两个动作的最快速度所需时间之比，等于两个动作的正常速度所需时间之比。,由于正常速度仅是时间研究人员头脑中的一个概念，在实际中难以确定。,动作的最快速度所需时间是可以通过大量的实测，用数理统计方法来求得其代表值，即可求得K值，这样只要令t1为手指动作一次的正常值，就可根据上式求得身体其他部位一次动作与手指一次动作的比值，从而决定其他部位动作的模特值。,试验表明，其他部位动作一次的MOD数都大于1MOD，通过四舍五入简化处理，得到其他动作一次所需的正常时间值均为手指动作一次MOD数的整倍数。,2.
12、 模特法的特点,易懂、易学、易记,模特法将动作归纳为21种，用一张模特排时法基本图就可以全部表示出来 。,“一看就懂”,21个动作分两大类，上部为基本动作，11种，下部为身体及其他动作，10种。,上部的11种动作分为三大类：即移动动作（M）、抓取（G）、放置（P）。每个动作右边的数字表示相应动作的时间值 。,下部分10种动作，表示身体及其他方面的动作，同时也反映了时间值。,“一看就会”,模特法把动作符号与时间值融为一体。,如G3表示复杂的抓取动作，同时也表示了该动作的时间为3MOD30.129s=0.387s。,如果是移动小臂去抓放在零件箱中的一个小螺钉（抓时要同时扒开周围的其他零件），在模特
13、法中用M3G3表示，其中M3表示小臂的移动、G3表示复杂的抓取， M3G3时间值是6MOD （其中M3为3MOD，G3为3MOD） 。,只要知道动作的符号，也就知道了时间。,“一记就牢 ”,在模特法的21种动作中，不相同的时间值只有“0，1，2，3，4，5，17，30”8个，而且都是整数。,只要有了动作表达式，就能用心算很快计算出动作的时间值 。,实用,采用模特法来分析动作、评价工作方法、制定标准时间、平整流水线，都比其他PTS法容易，且见效快。,在实际使用中，还可以根据企业的实际情况，决定MOD的单位时间值的大小。,用模特法的时间值计算动作时间的精度（对1min以上的作业）并不低于其他PTS
14、法。,3. 模特法动作分类,根据工业生产的实际统计，一般最常见的手工操作，其操作动作有95%以上是上肢为主的动作，并且上肢动作的基本特点是由成对出现的“移动动作”和“终结动作”结合而成的。,一个操作动作的完成就对应着“移动-终结”动作及一些其他少量的附加因素的组合。,工作抽样,工作抽样又称瞬间观测法，它是通过对现场对象以随机的方式进行瞬时观察，调查各种对象活动事项的发生次数及发生率，从而进行作业测定的一种方法。,工作抽样是根据数理统计的理论，以概率法则作为基础的方法，因此必须考虑可靠度与精度的问题。,1.工作抽样法的应用,（1）改善工作,通过调查作业者或机器的工作或空闲的比率，在根据空闲部分的
15、组成细分项目进行观察记录，找出问题并进行改善。,（2）制定标准时间,式中,一般观测中，可用工作的次数除以总观测次数来计算工作时间比率,绩效指标（效率评定系数）,2. 精度与观测（抽样）次数,可靠度是指观测结果的可信程度，也就是子样符合总体状态的程度。,工作抽样一般取2的范围，即确定95%（实际95.45%）的可靠度,精确度,精确度就是允许的误差，抽样的精确度分为绝对精确度和相对精确度。,当可靠度定为95%时，绝对精度=2。,(7.6),(7.7),相对精度即为绝对精度与观测事项发生率之比,相对精度的标准可在（5%10%）范围内选择。一般都将可靠度定为95%，相对精度定为5%。,观测次数,观测次
16、数是根据所规定的可靠度和精度要求而定，在可靠度取95%时，可计算出所需观测的次数。,用绝对精度,用相对精度,3.工作抽样法的应用步骤,（1）设计观测方式 （2）决定观测的时间长度 （3）决定最初的样本数 （4）选择随机的观测时间 （5）观察和获取数据 （6）检查是否需要更多的样本数 （7）数据计算、分析与作出结论,例7.1 某车间有车床若干台，任意抽查了140次，观测到的在工作的有5次。间该车间车床的利用率p的估计值 和绝对精度是多少？,解：由题意，n=140，m=54,绝对精度（95%的概率意义下）：,所以，车床的利用率在（30.34，46.80）之间,例7.2 某种活动占规定的工作时间百分
17、比大体上为25%左右，要求对际百分比p作出比较准确的估计，估计的相对精度为10%，问大体上要观测多少次？,解：,观测次数,次,例 7.3 对某操作者的作业观测100小时，共1000次。其中观测到“工作”的有800次，其余均为“空闲”。其间产量为500件，设效率评定系数为0.8825宽放率为15%，试确定单件时间定额。,解：计算实际工作时间,（小时）,计算实际作业时间,实际作业时间=实际工作时间效率评定系数=800.8825=70.6（小时）,计算单件产品作业时间,（小时）（或8.472分钟）,计算单件产品定额时间。考虑宽放15%,单件产品定额时间=单件时间（1+宽放率）8.472（10.15）
18、=9.74（分钟）,五、 人机工程,1.人机环境系统,人机工程起源于20世纪初的工业心理学的研究,1960年国际人机工程学会成立，标志着人机工程研究进入一个新时代,目前人机工程的主要研究方向包括,（1）工作服和研究（脑力、体力劳动中的生理、心理负荷） （2）工作环境研究 （3）工作场地、工作空间、工作装备人机工程学研究 （4）安全管理与人的可靠性研究 （5）工作成效的测量和评定 （6）机器人设计中的职能模拟,2.工作环境研究与设计,主要包括气候状况、照明与色彩状况、噪声与振动状况三大类影响因素,气候状况的影响分析与设计,工作地和工作用房的气候状况决定于下列因素：空气的温度、空气的流动速度、气压
19、与大气污染等,（1）温度对人劳动的影响,在工作环境中有适宜的气候条件是获得良好工作能力的前提,室内的温度高会引起瞌睡、疲劳，从而使工作能力降低，增加差错 室内温度低则会分散注意力,需要确定一个适宜的温度（包括湿度）,最佳温度不是某一固定的数值，而是指某一区域,（2）气流通对人劳动的影响,保持空气新鲜的工作地要比空气停滞的工作地效率高出约10%,一般认为在工作人员不多的房间中，空气流动的最度估计约为0.3ms，在拥挤的房间中约为0.4ms，而当室内温度、湿度时，空气流速应最好达到12ms,（3）空气污染对人劳动的影响,工作环境中的空气污染源有两个,第一个源于人 第二个空气污染源来自生产过程,照明
20、的影响与设计,正常人通过视觉刺激的反应大约可以得到全部信息的80%,（1）照明对工作人员的影响,视觉功能的发挥依赖于周围环境的照水平和对比度,（2）工作场地和厂房的照明,工作附近的适当亮度 工作附近的固定照明 工作与背景之间应有适当的亮度差 避免光源或作业区域发出眩光,色彩对工作人员的影响,色彩容易创造形象与气氛，激发心理联想和想象，因此色彩能够比普通照明产生更进一步的效果,（1）颜色的表示方法,色调（H）、明度（V）、彩度（C）三个要素,色调,5种基本色调：红（R）、黄（Y）、绿（G）、蓝（B）、紫（P） 5种中间色调：黄红（YR）、绿黄（GY）、蓝绿（BG）、紫蓝（PB）、红紫（RP）,明度指在一定背景下的明亮感觉，在白黑中间分成由010感觉上等距离的等级,10色环。每一色调又分为10个等级,彩度指颜色的浓淡饱和程度,色彩的标定方法：HVC=色调、明度彩度,（2）颜色对人的影响,色彩对工作人员的影响表现在两个方面,对人的机体 对人的心理,颜色对人体的机能和生理过程会发生作用，影响到内分泌系统、含水量的平衡、血液循环和血压,（3）生产环境与设备的色彩调节,噪音状况的影响与控制,（1）噪音对工作效率的影响,（2）噪声控制,形成噪声干扰的过程是：声源传播途径接收者,
