1、2018/3/8,1,第十章 工作抽样,教学目的与要求,1.理解工作抽样的概念;2.领会工作抽样的用途及其主要优缺点;3.掌握工作抽样的步骤与方法;4.领会工作抽样的应用。,1.理解工作抽样的概念;2.领会工作抽样的用途及其主要优缺点;3.掌握工作抽样的步骤与方法;4.领会工作抽样的应用。,2018/3/8,2,教学内容,第一节 工作抽样概述,第二节 工作抽样的方法和步骤,第三节 工作抽样应用举例,2018/3/8,3,第一节 工作抽样概述,一、工作抽样的概念,二、工作抽样的特点,三、工作抽样的用途,2018/3/8,4,一、工作抽样的概念,工作抽样（Work Sampling）是指对作业者和
2、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。,瞬时观测法,2018/3/8,5,利用工作抽样法可调查出操作者或机器的工作比率和空闲比率。,2018/3/8,6,（1）秒表时间研究,在1小时内，以1分钟为单元进行直接观测，并记录观测结果，即观测记录60次。如下图所示，以空白格表示工作时间，以斜条格为空闲时间。,2018/3/8,7,由图可知，在内60分钟内，有18分钟为空闲，有42分钟为工作，故：,8,（2）工作抽样,将1小时分成60格，然后在1-60的数中，随机取出10个数作为观测的时分。 设取时分为:
3、34，54，4，47，53，29，12，9，19，25 将这些时分按先后顺序排列成: 4，9，12，19，25，29，34，47，53，54,2018/3/8,9,在10次随机观测中有3次没工作（空闲），7次工作，故：,2018/3/8,10,优点：测定效率高而经济；观测数据失真小，准确性高；可以用于多种作业的同时观测；随机性强，不受时间的限制；几乎不需对观测者进行专门培训；,当调查对象分布较广时，路上花的时间多；无法将作业细分；只能得到平均结果，得不到详尽的个别差异。,缺点：,二、工作抽样的优缺点,2018/3/8,11,主要用在以下两个方面： （1)工作改善。 （2)制定标准时间。,三、工
4、作抽样的用途,2018/3/8,12,工作抽样与秒表时间研究的主要区别 ？,进行瞬时观测,进行连续测定,目视,秒表或计时器,不太疲劳,相当疲劳，观测者必须专心,一名观测者可以观测多名对象；可以同时观测作业者和设备,一名观测者只能观测一名对象；同时观测作业者和设备有困难,随机时刻,实际上难以在很长时间观测,工作率,时间值,2018/3/8,13,工作班制度工时,工序作业时间,测定工时的利用情况及各类工时消耗比例,测定工序及其组成要素的作业时间，研究工序结构与操作方法合理性,分析工时利用，确定各类宽放时间的标准资料,为制定工序标准时间提供实测作业时间，分析改进操作方法,瞬间观察，调查活动事项发生次
5、数与发生率,对工序作业进行多次重复观察与记录,2018/3/8,14,第二节 工作抽样的方法和步骤,二、工作抽样的步骤,一、工作抽样的方法,2018/3/8,15,一、工作抽样的方法,工作抽样的原理来自于数理统计的理论，以概率法则作为基础的方法，欲取得正确的工作抽样结果，必须遵循两条基本原则：1.保证每次抽样观测的随机性；2.要有足够的抽样观测次数。,2018/3/8,16,图10-1 正态分布曲线,工作抽样一般取2的范围，即确定95%(实际上是95.45%)的置信度.,2018/3/8,17,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：,1、
6、观测精度,2018/3/8,18,对一般的工作抽样来说，通常取绝对误差E为2%3%，相对误差S为5%10%。,表10-4 不同抽样目的允许的绝对误差E值,3.64.5,2.43.5,1.21.4,1.62.4,2018/3/8,19,例10-1,根据工作抽样查明某机器的停工率，要求相对误差在10%以内。原估计该机器的停工率为30%，可靠度为95%，确定观测次数为1500次。而实际却观测了1800次，其中停工500次，停工率为28%，问此观测结果能否满足预定误差要求？,因此满足预定的精度要求。,解：根据题意，P=0.28,1-P=0.72, n=1800 由公式得：,2018/3/8,20,原则
7、：在满足可靠度及观测精度的前提下，确定合理的抽样次数。方法：图表法和计算法。,2、观测次数n的确定,2018/3/8,21,计算法：当可靠度设定为95%时,n =4P(1-P)/ E2 n=4(1-P)/S2P,确定P值有两种办法：一是根据经验统计数大致选定一个P值；二是可预先进行100次左右的试观测来求P。,注意，预观测次数并非仅仅为了计算用，可作为整个观测次数的一部分，计入总观测次数中。,2018/3/8,22,例10-2,如果又经过2天或3天的观测，观测500次后，发现机器有空闲150次，因此须修正观测次数。此时,如可靠度为95，要求相对误差在5以内。进行工作抽样时，先做100次的预备观
8、测以调查机器的空闲率p，结果发现有25次停止，求需要观测多少次？,解： P=25%, 1-P=75%, S=5% 根据公式得：,P=30%， n=3733次,2018/3/8,23,练习题：,用工作抽样调查设备停台率,经过600次抽样观察,得到的观测结果是,设备开动420次,设备停台180次,试问(1)工作抽样事先设定的可靠度为95%,相对误差为5%,达到此要求,600次观察是否足够?若不够,尚需追加多少次的观察?(2)若将上述相对误差5%改为绝对误差的要求,试问600次观测是否足够?,2018/3/8,24,二、工作抽样的实施步骤,1、明确调查目的范围2、调查项目分类3、确定观测路径4、设计
9、工作抽样观测表5、试观测及总观测次数的确定6、向有关人员说明调查目的7、正式观测8、观测数据的整理与分析,2018/3/8,25,图10-2 设备观测项目分类图,2018/3/8,26,图8-4 操作人员的观测项目分类图,图10-3 操作人员观测项目分类图,2018/3/8,27,表10-4 工作抽样观测表,2018/3/8,28,表8-5 观测机器开动率和操作者作业率,2018/3/8,29,表10-6 空闲时间细分观测,2018/3/8,30,决定观测次数和观测期间应考虑以下几点：,以找出问题进行改善和推断作业率为目标的场合，若工作稳定，每天观测20-40次较合适；而工作内容在一天中有较大
10、变化时，应取发生变化的时刻。如果作业的变化具有周期性，决定观测时刻必需取变化周期的整数倍，或取与最小、最大周期相同的时刻。若作业内容稳定而均匀，可确定较短的观测期间;而对非周期性作业，观测期间应延长，每天观测次数也应增多。研究宽放率（疲劳宽放除外）或作业内容变动大的场合，最好观测期间稍长些。观测期间应避开非正常作业时间。,2018/3/8,31,正式观测时每日的观测时刻必须是随机的,随机表法 系统抽样原理时间间隔法。 分层抽样法,2018/3/8,32,表8-12 机械设备开动率观测数据,例10-3 对某工厂某车间的设备自6月9日至6月20日期间进行了10天（休息日除外）的现场巡回观测，得到观
11、测的结果列在表8-12中。根据表中记录的数据绘制管理图来进行分析。,2018/3/8,33,解：表8-12已求出10天的平均开动率（作业率）=79.8%，则:,管理界限=3=0.79830.0284 UCL=0.798+30.0284=0.8832 LCL=0.798-30.0284=0.7128由管理界限及设备开动率可绘制管理图，详见图8-6。从管理图中可以看出，6月12日的点在界外，可以判断66%的开动率为异常值，应剔除。,2018/3/8,34,图8-6 管理图,2018/3/8,35,重新计算设备开动率（作业率），求绝对误差及相对误差，剔除异常值后的设备平均开动率为：,由事先确定的E=
12、3%，可靠度为95%,计算出总的观测次数为：,1800次观测数据远大于所需的观测次数，足以保证精度要求。此时绝对精度为：,2018/3/8,36,相对精度为：,原选择的绝对精度为3%，相对精度为5%，说明此观测也是有效的。若剔除异常值后实际观测次数没有达到所需的观测数，则需继续补测。,2018/3/8,37,第三节 工作抽样应用实例,例 10-5 某饮料厂工作抽样应用,例 10-4某企业的齿轮厂工作抽样应用,2018/3/8,38,例8-4 某企业的齿轮分厂加工一批圆柱齿轮，应用工作研究对作业进行分析与改进。,解：用工作抽样法解决该问题的具体步骤如下：,齿轮加工是某企业的重要作业之一，从每月的
13、计划完成情况看，该厂齿轮生产属薄弱环节，一直影响整机的配套率。劳资部门认为主要原因是该工段的作业效率低，估计的作业率仅为70。为了减少无效时间，提高作业率，决定运用工作抽样法进行作业改进。,2018/3/8,39,初步调查。主要对齿轮作业的工艺、设备、人员、布置及作业方法等进行了调查。调查的部分结果见表8-13。,表8-13 齿轮加工工艺过程,2018/3/8,40,对观测项目进行分类。因为主要调查空闲原因，因此对可能发生空闲的观测项目进行了详细的分类。如表8-14所示。,表8-14 观测项目分类,2018/3/8,41,确定观测次数。相对误差S取为5，作业率P为70，代入式8-6计算观测次数
14、n：,确定观测期间和一天的观测次数。齿轮加工作业较为稳定，且日产量很均匀，故可取较短的观测时间，确定为3天，共有14个工位，由此计算得每天观测次数为：,2018/3/8,42,确定观测路径，如图8-7所示。,相应工位操作者的位置 观测者的位置,图8-7 齿轮加工抽样观测路径,2018/3/8,43,确定观测时刻。用表8-9所示的随机时刻表选择观测时刻。首先选13列为3天的观测时刻表，每列时间从上到下加8，表示从早8：00开始，当时间大于12：00时，则加9，表示扣除中午的1小时休息时间，然后再剔除旁边括号内数字大于16的时间，则选择的3天观测时间如表8-15所示。,表8-15 3天观测时刻表,
15、2018/3/8,44,进行观测。按照时间和路线进行实地观测，根据作业中发生的状态在观测表上对应栏目内打标记，如表8-16所示。,2018/3/8,45,统计观测结果。由表8-16的统计次数计算相对精度:,分析观测结果，找出改进方向和对策。由表8-16可知，基本作业的作业率仅占62.4，而辅助作业和宽放分别占20.6和17，辅助作业中，清点数量、记录、中间检查、准备工夹具和清理工作地所占比例较高；宽放中搬运零件、等待所占比例较高。由5W1H提问技术分析，产生这些问题的主要原因有：1）工位器具不合适，零件仍然是散放，不能按箱计算数量和按箱搬运；2）整理整顿不善，工作地太乱，经常需清理才能干活。,
16、2018/3/8,46,3）工夹具有的老化，精度不够；4）粗加工有的也做中间检查，没必要；5）生产能力不平衡，精车是瓶颈工序，而拉键槽有富余能力，因而等待多；6）布置不合理，搬运多；7）其他，如作业者技术不熟练，管理上派工有问题（造成不平衡）等。,2018/3/8,47,另外，在基本作业中，62.4的作业率也没有完全发挥效率，这主要是因为工人作业方法不当造成的。,综上所述提出齿轮作业的改进措施：建议通过流程研究，重新划分作业（使作业均衡）和取消不必要的作业；再通过搬运与布置分析寻求设备按流水线布置的可能性，并设计适当的工位器具和工作地布置，同时还要应用动作研究和其他工业工程方法对基本作业进行分
17、析改进。,2018/3/8,48,该厂邀请了专家对饮料、饴糖、料、精制酒等7条流水线进行了技术诊断，并运用程序分析、时间研究、工作抽样等现代化管理方法制订了先进合理的劳动定员定额，明显地提高了劳动生产率和经济效益，其中A汽酒、B汽水和C汽水三条生产线的定员减少了2.27，班产量提高了36.36。,例10-5 某饮料厂生产瓶装汽水，汽酒等饮料，采用流水线集体作业的生产组织形式。如何在市场经济的情况下，在与同行业的市场竞争中立于不败之地，如何在不增加人力、设备的情况下，提高产品质量，增加产品产量，降低成本。,2018/3/8,49,图10-8 C汽水流程程序图,2018/3/8,50,该厂C汽水的
18、生产流程程序图如图8-8所示。此流水线的大部分工作属于纯机动的，少部分工序是机手并动和手工作业。一个工序或工位只有1人看管，设备只要出产品就算是在工作。用工作抽样对手工上空瓶、自动洗瓶机监视、出瓶、灯检、灌糖、灌水和扎盖、成品检验、装箱等8个工位作为观测对象。,2018/3/8,51,（1）决定观测次数，经研究，规定可靠度为95，绝对精度为3，相对精度为5。根据该厂过去的统计资料，工作比率为80，规定每班观测20次。,总观测次数 ，将P=80、S=5%代入上式， 得,观测轮班数 ，取3班。,2018/3/8,52,(2) 决定每日的观测时刻，为了简便，采用随机起点等时间间隔法，设乱数数列为：1
19、8、13、02、09、11、19、05。,该厂白班作业时间从7时开始，故第一天第一次观测时刻是7时18分。各次观测时间间隔：（48018）2023 min。则第二次为7时41分，如此类推。第二天第一次的观测时刻为7时13分，第二次为7时36分，其余类推。,2018/3/8,53,（3）实施观测，整理分析观测结果，按观测次数应该观测三个班，现有意识地观测六个班，观测对象为8个工位，每班观测20次，共960次，其结果如表8-17所示。,表10-17 观测结果,2018/3/8,54,计算管理界限，做出管理图,管理界限,即管理上限为88.72，下限为69.4。管理图如图8-9所示。,2018/3/8
20、,55,图8-9 管理图,2018/3/8,56,由于第二班的工作比率越出上管理界限，作为异常值剔除。再重新计算比率。,平均工作比率 77.13,检查观测次数是否合适 余下的5班观测次数为160次5=800次，仍远远超过了400次。,在预先规定的3内，观测有效。,计算绝对精度:,2018/3/8,57,工作抽样结束后，再应用抽样所得平均工作比率来制订流水线的产量定额，为此应用秒表测时法去测试各工序的每分钟产量，结果发现各工序的能力不平衡，而流水线的产量决定于薄弱工序的生产能力，通过平整流水线，使产量达到81.1瓶/min。则:,C汽水生产线的轮班产量定额48077.1381.1瓶30 025瓶
21、;经过适当放宽，将流水线产量定额为30 000瓶/班，班产量提高36.36（原来为22 000瓶/班）;最后进行合理的定员，配备43人，与原配备（44人）比较，减少了2.27。,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和发生率，进行工时研究，并统计方法推断各观测项目的时间构成及变化情况。,2018/3/8,58,复习与思考,1、查阅资料，工作抽样能用于哪些方面？2、如何决定观测时刻？决定观测时刻的方法有几种？你认为哪几种方法随机性较强？3、某车间有设备20台,现采取工作抽样调查设备的开动率.计划由一名工时研究人员负责调查.根据统计资料提供,目前设备开动率约为75%.工作抽样事先设定的可靠度为95%,相对误差为5%.试利用教材提供的随机数表,制定一个非等间隔的工时抽样计划.该车间工作班为8H,上午812H,下午15H.,
