工业工程基础（工作研究）讲课题纲.pptx
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工业工程基础（工作研究）讲课题纲,案例分析：
为什么日本的本田和日产在美国取得成功？
工业工程简介,什么是工业工程？
美国质量管理权威朱兰博士说：
美国值得向全世界夸耀的东西就是IE，美国之所以打胜第一次世界大战，又有打胜第二次世界的力量，就是美国有IE。
IE-INDUSTRIALENGINEERING-工业工程，简称IE，是世界上公认的能杜绝各种浪费，有效地提高生产率和经济效益的把技术与管理有机地结合起来的一门边缘学科。
生产要素,人。
财。
物,投入,转换,产出,生产的财富,产品。
服务,生产率=产出/投入,技术,管理,工业工程的定义：
其定义为：
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和方法，对该系统所取得的成果进行确定。
预测和评价。
现在我们来看看是如何操作的：
生产要素,人、财、物,投入,生产过程,产出,产品,服务,生产率测定,生产率=产出/投入,动态生产率指数=测定期生产率/基期生产率,生产率评价、规划、控制、提高,战略与经营规划,反馈,工业工程的目标：
工业工程的目标就是设计一个生产系统及该系统的控制方法，使它以最低的成本生产具有特定质量水平的某种或几种产品，并且这种生产必须是在保证工人和最终用户的健康和安全条件下进行。
工业工程的范畴：
?
美国国家标准ANSI-Z94（82年）,1。
生物力学；,2。
成本管理；,3。
数据处理及系统设计；,4。
销售与市场；,5。
工程经济；,6。
设施规划与物流；,7。
材料加工；,8。
应用数学（运筹学、管理经济学、统计和数学应用等）；,9。
组织规划与理认；,10。
生产规划与控制（含库存管理、运输路线、调度、发货等）,11。
实用心理学；,12。
方法研究和作业测定；13。
人的因素；,14。
工资管理；,15。
人体测量；,16。
安全；,17。
职业卫生与医学。
工业工程学科的性质：
工业工程是一门工程学科，IE要学习大量的工程技术和数学方面的课程。
但它不同于一般的工程学科，它不仅包括自然科学和工程技术，还包括社会科学和经济管理方面的知识，它是一门技术和管理有机地结合的边缘科学。
工业工程的特点,IE的核心是降低成本，提高质量和生产率。
IE是综合性的应用知识体系（技术和管理）注重人的因素是IE区别于其他工程学科特点之一。
IE是系统优化技术。
IE的面向-由微观向宏观管理。
IE的意识：
成本和效率意识问题和改革意识工作简化和标准化意识全局和整体化意识以人为中心的意识。
为什么IE会受到重视：
因为它能够提高生产率！
众所周知，日本是一个国小、人多、资源缺乏的国。
二次大战后，厂房、道路、桥梁都受到严重破坏，经济面临全面崩溃，全年1/3时间停产，加上600万日军和移民拥回而失业人数激坛。
再看今天的日本，面积不到38万平方公里，人口不过1亿多，但国民生产总值占世界国民生产总值的10%，据1980年的统计，日本国民的人均生产总值为1。
087万美元，居世界第二位。
日本生产率的变化：
生产率%,美国生产率,100,50,20,60,70,80,90,年,拿汽车工业来说：
美国用工量日本用工量装配一辆汽车33个14个制造一辆车身9。
5小时2。
9小时制造一发动机6。
8小时2。
8小时,中国可不可以用IE？
1986年，上海金陵无线电厂通过推广IE使该厂流水线生产能力提高了40%，半年间仅成本就节约了80万元。
成都市红光电子管厂在引进的显象管生产线上应用IE，年增产42万只电子枪，投入0。
98万元，获得363万元的效益。
上海仪表局下属八家厂推广应用IE，投入50万元，收入6200万元。
北京机床电器厂运用IE改造电器产品装配生产线，使产量翻番，年新增产值1165万元，新增税利349万元。
1992年初广州电池厂，以二车间为IE试点，四个月时间，取得经济效益19万元节省20个劳力，节约场地48平方米。
九月份，全厂推广，年底取得经济效益,200万元，节约152个劳力，场地313平方米。
93年取得经济效益1200万元；94年取得1500万元。
广东科龙电器有限公司冰箱公司，四条生产线原设计生产能力60万台/年，实际生产43万台，应用IE后，93年生产了75万台，94年生产了91万台，在此基础上引进100万台改造项目，94年底投产，生95万台，与43万台相比，增加了52万台,，相当于投资几亿新建一个大型冰箱厂。
为什么IE能够如此呢？
因为它有如下内容：
方法研究：
寻求完成任何工作的最经济合理的方法，达到减少人员、机器、无效动作和消耗，并使方法标准化。
作业测定：
制定用经济合理的方法完成工作所需的时间标准，达到减少人员、机器设备的空闲时间。
以一个简单的材料搬运为例：
总库,日用库,装盘部,小汽车,手推车,改进及节省：
总库,装盘部,方法标准、时间标准最终使人、机、物将能力全部贡献于有价值的工作上，并为运用其他IE技术奠定基础。
方法研究内容包括：
1。
程序分析2。
操作分析3。
动作分析4。
路线分析,一。
程序分析,何谓程序？
方法研究与程序分析的关系？
以整个生产过程为研究对象，研究分析一个完整的工艺（加工、制造、装配）从第一个工作地到最后一个工作地全面研究，分析有无多佘或重复作业，程序是否合理，搬运是否太多，等待是否太长等。
程序分析的实例：
广州电池厂锌壳车间：
冲壳机,切口机,掉入,锌粒,锌壳,箩,磅称,三轮车,去另一车间,砌壳车间,周转箱,来自冲壳,周转箱,入库,冲壳机,切壳机,箩,三轮车,冲壳车间,箩,周转箱,工人,砌壳车间,三轮车,改进：
机器,锌壳下落道,工人,周转箱,义,1。
取消称重工序；2。
取消运输环节；3。
锌壳产量提高10%，年增锌壳360万只；4。
降低锌壳重量，年回收锌粒31185公斤；5。
提高锌壳合格率，从96。
51%，提高到98。
44%；6。
减少场地63平方米，节省4人；7。
每年少耗竹箩144只。
（一）程序分析符号,表示操作,表示运输、搬运,表示检验,D,表示等待、暂存,表示贮存,表示同时操作和检验,例：
设有一业务员依照顾客来函核对某张支票上的数字，信放在公文柜中。
去公文柜,1,1,2,2,3,1,3,4,5,4,开公文柜,拿出信,带信回办公桌,找票,核对,带信回公文柜,放回信,关公文柜,回办公桌,放回票,6,公文柜,办公桌,人,请提意见,
（二）工艺程序分析1。
工艺程序图的构成例如下图为风扇装箱的工艺程序图：
1,准备装箱,电风扇装入纸箱,装入说明书及零件,封纸箱,贴标签,电风扇,说明书及零件,1,2,3,4,5,检查纸箱有否破损,例题2：
泵及其接受器之装箱工艺程序图,箱子,内部检查,装保护衬里,放入泵,放装箱衬片,放入接受器,封闭盖,过秤,泵,全部检查,打印号码,接受器,加工之检查,缚扎,附标签,1,2,3,1,2,3,4,5,6,7,8,4,例3：
在木箱上钉五只钉子,1,2,3,4,5,拿起钉锤,拿起一只钉,对准位置,重钉一下,续钉几下,1,2,3,4,5,拿起钉锤,拿起一只钉,对准位置,重钉一下,续钉几下,重复四次,检查并贴标签,2。
工艺程序图的实例分析第89页-99页（三）流程程序分析流程程序图由操作、检验、搬运、暂存、贮存五种符号构成。
根据研究对象的不同可分为：
1。
材料或产品流程程序图。
（物型）2。
人员流程程序图（人型）现举例说明如下：
例：
一张火车票自出售、使用至回收止，,其间经过许多人之手，现用流程程序图表示如下：
D,1,1,1,1,2,1,3,2,4,2,3,5,3,在票架上,拿起并查看票价,用手拿至柜台上,打印日期,等待找钱,拿给旅客,旅客带至入口处,查看并打孔,旅客带至旅途上,在终点站查看并回收,（物型）,例题2：
工人按要求核对工件尺寸（人型）,1,1,2,2,3,1,3,4,4,5,到仪器柜,开仪器柜,拿起量规,带量规回工作台,调整量规,用量规核对工件尺寸,带量规回仪器柜,放回量规,关仪器柜,回工作台,例3：
车制长轴的物料型流程程序图见101页至103页流程程序图表见图5-15及图5-17。
实验一：
流程程序分析（看录象做）,（四）程序分析技巧,1。
分析时的六大提问（提问技术）,完成了什么？
（what）何处做？
（where）何时做？
（when）由谁做？
（who）如何做？
（how）,为什么？
（why）,要做这，是否必要？
有无其他更好的成就？
要在此处做？
有无其他更合适之处？
要此时做？
有无更合适的时间？
由他做？
有无更合适的人去做？
要这样做？
有无更好的方法去做？
2。
分析时的四大原则,
（1）取消（Eliminate）:
（2）合并（Combine）：
（3）重排（Rearrange）:
（4）简化（Simplify）:
3。
分析时的五个方面
（1）操作分析：
（2）搬运分析：
（3）检验分析：
（4）贮存分析：
（5）等待分析：
4。
分析时的六大步骤
（1）选择：
（2）记录：
（3）分析：
（4）建立：
（5）实施：
（6）维持：
5。
分析时的动作经济原则（后面讲）实例分析：
见103页之实例1为程序分析技巧的具体应用。
（五）线路分析,线路分析：
对现场布置及物料（另件、产品、设备）和作业者的实际流通路线进行分析，以达到改进现场布置和移动路。
举例如下：
实例：
116页,重型机器工厂,装配车间,机1,机4,机2,机3,机5,总库,铸造车间,轻型机器厂,一般机器工厂,起重机,起重机,起重机,手推车,手推车,改进：
机1,机2,机3,机4,机5,机6,铸造车间,一般机器工厂,总库,滚子台,磨床,磨床,铣床,磨床,搓丝,车床,车床,车床,来自料堆,1,1,2,3,4,5,6,磨床,7,8,去半成品库,改进：
车床1,车床1,来自料堆,铣床,2,车床,3,磨床4,磨床5,磨床,6,磨床,7,搓丝,8,去半成品库,节约面积,立体线路图及线路分析的实例见117-125页（六）线图分析见126页至130页练习为130页之4、5题,二。
操作分析通过对以人为主的工序的详细研究，使操作者、操作对象、操作工具三者科学地结合、合理地布置和安排，以减轻劳动强度，减少作业的工时消耗，以提高产量和质量为目的的工作分析。
可分为：
（一）人机操作分析
（二）联合操作分析（三）双手操作分析,
（一）人机操作分析,在机器的工作过程中，调查、了解在操作周期内，人与机的相互联系，以充分调动人与机的能量及平衡操作的分析。
实例：
人机操作分析：
时间,2,1,4,1,2,完成件放箱内,卸下工件,空闲,装上工件,准备工件,人,机器,空闲,被装上工件,加工,被卸下工件,空闲,利用率,60,100,60,100,改进：
时间,1,4,1,完成件放箱内,准备下一工件,装上工件,卸下工件,人,机器,被装上工件,加工,被卸下工件,利用率,100/100,100/100,人机操作分析的实例见135-136页。
实验二：
人机操作分析,
（二）联合操作分析,在生产现场，常有两个或两个以上的操作员同时对一台机器（一项工作），进行工作，则称谓联合操作。
实例：
某工厂的成品用小木箱包装后，堆放在工厂的库房内，每天由老张、老王将小木箱放在搬运板上，再由堆高机运到储运处，等待出厂。
堆高机每次运一块板，来回三分钟；老张、老王各装一块板需六分钟。
仑库,老王,老张,板1,板2,储运处,机,机,王,张,板2,板1,空,空,板1,板2,板1,空,板2,时间,3,3,3,工作,等待,运箱,6,6,6,3,3,3,2,改进：
9分钟运三箱,机,老王、老张,N02,N01,N01,N02,N02,N01,时间,3,3,3,工作,等待,箱运,9,9,0,0,3,联合操作分析实例见142-147页,（三）双手操作分析,生产现场的具体工作，主要由工人的双手完成，调查、了解如何用双手进行实际操作的情况，称双手操作分析。
例1：
将30只销子插入30只孔内。
例2：
把四页广告资料，放入信封里。
例3：
电池厂的纸盒。
原方法30秒,改进23秒,原方法350件改进750件,双手操作分析的实例见150-156页实验三：
双手操作分析,三。
动作分析动作分析的实质是研究分析人在进行各种操作的细微动作，删除无效动作，使操作简便有效，以提高工作效率。
（见170页表7-1）
（一）动素1。
伸手（TE）（,）,2。
移物（TL）（,）,3。
握取（G）,（U）,4。
装配（A）（）,5。
使用（U）（U）,6。
拆卸（DA）（）,7。
放手（RL）（）,8。
检查（I）,（）,9。
寻找（SH）,（）,10。
选择（ST）,（）,11。
计划（PN）,（）,12。
定位（P）,（）,13。
预定位（PP）（）,14。
持住（H）（）,U,15。
休息（R）（）,16。
迟延（UD）（）,17。
故延（AD）（）,18。
发现（F）（）,
（二）动素性质划分,U,U,U,1。
核心动素2。
常用动素3。
辅助性动素4。
消耗性动素,（三）动作经济原则1。
关于人体的运用（1-8条）2。
关于工作地布置（9-16条）3。
关于工具设备（17-22条）以上介绍见录象带第一条原则：
双手的动作应同时而对称（见173-178页）第二条原则：
人体的动作应尽量应用最低等级而能得到满意结果为妥（见179-182页）,第三条原则：
尽可能利用物体的动能；曲线运动较方向突变的直线运动为隹；弹道式运动较受控制的运动轻快；动作尽可能有轻松的节奏（182-185页）第四条原则：
工具、物料应置于固定处所及工作者前面近处，并依最佳的工作顺序排列（185-190页）,第五条原则：
零件、物料应尽量利用其重量堕送至工作者前面近处（190-191页）第六条原则：
应有适当的照明设备，工作台及坐椅式样及高度应使工作者保持良好的姿势及坐立适宜（191-192页）第七条原则：
尽量解除手的工作，而以夹具或足踏工具代替（192-193页）,第八条原则：
可能时，应将两种或两种以上工具合并为一（193-194页）第九条原则：
手指分别工作时，各指负荷应按其本能给予分配；手柄的设计，应尽可能增大与手的接触面；机器上的杠杆、手轮的位置，尽可能使工作者少变动其姿势（194-195页）,第十条原则：
工具及物料尽可能预放在工作位置（195-197页）看动作经济原则录象。
作业测定概述1。
作业测定的定义：
“作业测定是运用各种技术来确定合格工人按规定的作业标准完成某项工作所需的时间。
”合格工人的定义为：
“一个合格工人必须具备必要的身体素质，智力水平和教育程度，并具备必要的技能知识，使他所从事的工作在安全、质量和数量方面都能达到令人满意的水平。
”,规定的作业标准：
“经过方法研究后制定的标准工作方法，及有关设备、材料、负荷、动作等的一切规定。
”IE的全过程是：
利用程序分析、操作分析、动作分析获得最隹程序和方法，再利用作业测定制定出标准时间。
制定标准时间的方法一般有三种：
1。
经验估工法2。
统计分析法3。
作业测定法作业测定的目的：
1。
制定标准时间2。
改善作业系统3。
制定最佳作业系统（对比）,作业测定的方法有：
1。
秒表时间研究2。
工作抽样3。
预定时间标准法,四。
时间研究
（一）时间研究的概念1。
时间研究的定义：
“时间研究是一种作业测定技术，旨在决定一位合格、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。
”，定义中有：
合格、适当、训练有素的操作者；在标准状态下。
2。
时间研究的研究方法：
时间研究是用抽样调查技术来对操作者的作业进行观测，以决定作业的时间标准。
（二）时间研究的工具1。
秒表（停表、马表）（214页）时间研究用以计时的工具多为1/100的分秒表，表面有100个小格，长计每分钟转1周，1小格即代表（1/100）分钟。
短针表面分30格，每半小时转1周，1格代表1分钟。
2。
观察板（214页）观察板主要用来安放秒表和时间研究表格3。
时间研究表格记录一切有关的资料（215-217页）4。
其他工具,（三）时间研究的步骤（P218）标准时间=平均操作时间X评比+宽放第一步：
收集资料第二步：
划分操作单元见236页为“在铣床上铣通槽”的实例，共有7个操作单元。
划分操作单元的原则见218页（图9-3及表9-3）第三步：
测时1。
测时的方法及时值的记录测时的方法为：
1。
归零法：
第一单元开始，开动秒表，第一单元结束时，即按停秒表，读取表上读数然后使表针回复到零位。
次一单元开始，再开动秒表。
2。
连续测时法：
当第一单元开始时，开动秒表，在整个测时过程中不使秒表指针回零，而任其继续走动，仅当每一单元完毕时看指针并记录其表面时间（R值）。
待全部记录完毕，再将两相邻单元的表面时间相减，以求得每一单元时间（T值）。
1,2,3,4,5,T,R,R,T,R,R,R,T,T,T,09,09,06,15,13,28,04,32,2。
现场情况的记录,如测时来不及记录某一单元的时间，则应在该单元“R”栏中记“X”或“M”，表示失去记录。
（见223页图9-4中第1周程）如在操作中发现操作者省去某一单元，则应在该单元的“R”栏中划一斜线“/”，表示省去。
（见第2周程）如操作者不按照单元的顺序进行，则在该单元的,40,8,“R”栏内划一横线“一”，并于横线上记完毕时间，横线下记开始时间。
（见第3周程）。
外来单元正巧在某一单元完毕时发生：
此时，于次一单元的“T”行内注英文字母，如第一次发生记A，第二次发生记B，如此类推。
同时，于时间研究表右边“外来单元”R栏的横线下方记入外来单元开始时间，横线上方记入完毕时间，其完毕时间减去开始时间，即为该外来单元的时间，记入“外来单元”的T栏，并将内容记入“说明”栏内（见第4周程）。
外来单元在某单元内任何时间发生：
在该单元的T栏内记下英文字母，其他同前（见见第5周程）。
外来单元时间很短：
则同单元时间一起记录在该单元时间内，同时在该单元T栏内记一英文字母，并于说明栏内说明该单元情况（见第6周程）。
3。
剔除异常值美国机械工程协会（SAM）对异常值定义为：
“某一单元的秒表读数，由于一些外来因素的影响而超出正常范围的数值”。
剔除异常值的方法有多程，此处介绍最常用的方法-三倍标准差法，如下：
设对某一操作单元观测n次，所得时间为：
x1,x2,x3,-xn则平均值为：
x,=,x1+x2+x3+-+xn,n,=,xi,n,标准差为：
=,（x1-x）2+（x2-x）2+-（xn-x）2_,n,=,（xi-x）2,n,说明：
i=1,n,以,表示,正常值为x,3,内的数值，超过者为异常值。
例如，某一操作单元观测20次（其中漏记一次，记为M），观测数据如下：
20，20，21，20，22，20，19，24，20，22，19，21，20，28，21，20，20，22，M，20则：
x=,xi,n,=,399,19,=21,=,（xi-x）2,n,=,78,19,=2.02=2,管制上限UCL=21+（3x2）=27;下限LCL=21-（3x2）=15,28的数值大于27，在上限之外，为异常值，应剔除。
4。
决定观测次数（P226）计算观测次数的公式如下（误差为5%，可靠度为95%）：
N,=,n,i=1,n,xi2-（,i=1,n,xi）2,i=1,n,xi,2,xi-每一次秒表读数,n-试行先观测的次数,；,例如，某一单元试行观测10次，结果如下：
7，5，6，8，7，6，7，6，6，7平均误差,5%,，可靠度95%，问需观测多少次？
先求,i=1,n,xi和,（,i=1,n,xi）2,列表如下：
40,i,xi,（,xi）2,合计,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,7,5,6,8,7,6,7,6,6,7,65,492536,6449,364936,3649,429,代入公式得：
N,=,40,10X429-（65）2,65,2,=24。
6=25（次）,已测了10次，需再测15次。
5。
决定每一单元的平均操作时间剔除了异常值后，每一操作单元所有时间值的算术平均数，即为该单元的平均操作时间。
即：
每一单元的平均操作时间=,（观测时间值）,观测次数,第四步：
评定正常时间1。
评比与正常时间上述平均操作时间为该操作者的平均操作时间，因此人的动作可能比标准动作快，也可能比标准动作慢，所以还不能作为标准时间，必须利用“评比”予以修正，使其成为不快不慢的正常时间。
所谓“评比”，就是时间研究人员将所观测到的操作者的操作速度，与自己所认为的理想速度（正常速度）,作比较.因此，时间研究人员必须能在自己头脑中建立一个理想的速度（正常速度），然后再根据这个理想速度去评比操作者动作的快慢。
理想速度（正常速度）的建立，有以下几种国际公认的：
走行：
平均体力的男子，不带任何负荷，在平坦道路上以4。
8公里/小时的速度行走。
分发扑克牌：
30秒内将52张扑克牌分成四堆的速度。
230,230,80,80,图中230和80为发牌起点到终点的距离。
插销子：
将30只销子插入到30只孔内，用0。
41分钟。
时间研究人员必须通过训练，逐渐在自己头脑中建立起正常速度的标准，以便能正确判断。
2。
评比尺度评比时需将观测到的操作者的速度与理想速度（正常速度）作精确比较，所以必需有具体的数字表示其快慢，为此必须有一个评比的尺度，通常采用以下两法：
60分法100分法这两种方法是建立在同一水平之上，凡观测速度与理想速度完全相同的给予60分或100分。
观测速度大予理想速度的就给予60或100分以上的分数；如观测速度小于理想速度则给予60或100分以下的分数。
至于60分或100分以上或以下多少分，则全凭经验与判断。
3。
单元观测时间与正常时间的关系,正常时间=每个操作单元的观测时间X,研究人员的评比,正常评比,式中：
正常评比为60分法为60分，100分法为100分研究人员的评比即研究人员对操作人员所给予的分数。
举例如下：
观测时间为18秒你的评比为80,60分法,100分法,正常时间=18X,80,60,=24秒,观测时间为18秒你的评比为133,正常时间=18X,133,100,=24秒,4。
评比时的注意事项有效操作用力大小困难操作需要思考的操作,5。
决定正常时间的代表值整个操作的正常时间为每个操作单元的观测时间乘以每个单元的评比百分率（时间研究人员的评比/正常评比）相加，并除以观测次数：
正常时间=,（单元观测时间X单元评比百分率）,观测次数,=,（单元正常时间）,观测次数,第五步：
确定宽放时间,1。
宽放时间的种类私事宽放疲劳宽放表9-6（232页）,F=,T-t,T,x100%,F-疲劳宽放值，T-连续工作中，结束时的单个零件的工作时间,t-连续工作中，开始时的单个零件工作时间,程序宽放作为补偿操作者因其从事的操作内发生强迫等待的时间，如机器发生故障等。
周期动作宽放时间,干扰宽放时间临时宽放时间政策宽放时间,2。
宽放率和宽放时间计算,宽放率（%）=（宽放时间/正常时间）X100%,宽放时间=正常时间X宽放率,第六步：
制定标准时间,标准时间=平均操作时间X评比+宽放时间,=正常时间+正常时间X宽放率=正常时间（1+宽放率）,时间研究应用实例见第235页-237页,（四）评比的训练及评比方法1。
评比的训练（238页）2。
评比方法（239-242页）（重点介绍平准化法）实验四：
时间研究（速度评比）,五。
工作抽样,
（一）工作抽样的概念工作抽样是在一段较长时间内，以随机方式对调查对象进行间断的观测，并按预定目的整理、分析调查的资料，得出需要的结果。
现以观测一位操作者在1小时内工作时间与空闲时间的比率来介绍工作抽样与时间研究的区别：
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。
1,4,9,12,19,25,29,34,47,53,54,60,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：
工作比率=,工作时间,总观测时间,=,42,60,=70%,空闲比率=,空闲时间,总观测时间,=,18,60,=30%,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
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