基础工业工程第九章-预定动作时间标准法.ppt

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第九章预定动作时间标准法,9.1预定动作时间标准法概述9.2方法时间衡量（MTM）9.3工作因素法（WF简易法）9.4模特排时法,基础工业工程,9.1预定动作时间标准法概述,9.1.1预定动作时间标准法的产生9.1.2预定动作时间标准法的特点9.1.3预定动作时间标准法的用途9.1.4预定动作时间标准法的分类及应用步骤,第九章预定动作时间标准法,9.1.1预定动作时间标准法的产生,预定动作时间标准系统也称预定时间标准系统，简称PTS法，是国际公认的制定时间标准的先进技术。

它利用预先为各种动作制定的时间标准来确定进行各种操作所需要的时间。

对预定动作时间标准的研究。

最早应追溯到吉尔布雷斯夫妇，他们于1912年提出了动作经济原则，以后又提出了动素的划分（将人体动作分为17个基本动作要素），并利用电影机观测操作者的动作与所需时间。

这些动素便成为后来发展预定动作时问标准中动作划分的基础。

预定动作时间标准法概述,9.1.1预定动作时间标准法的产生,1934年，美国无线电公司的奎克（JHQuick）等人在动作研究的基础上创立了工作因素体系（WorkFactorSystem），简称WF。

该方法将操作分解为移动、抓取、放下、定向、装配、使用、拆卸及精神作用等8种动作要素，并制定出8种动作要素的时间标准。

1948年，美国西屋电气公司梅纳德（HBMaynad）、斯坦门丁（GJStegemerteh）和斯克互布（JLSchwab）公开了他们研制的方法时间衡量（MethodsTimeMeasurement），简称MTM。

该方法是把操作分解为：

伸向、移动、抓取、定位、放下、拆卸、行走等动作要素，并且预先排成表，确定出完成每种动作要素所需要的时间。

预定动作时间标准法概述,9.1.1预定动作时间标准法的产生,1966年澳大利亚的哈依德博士（GCHeyde），在长期研究各种预定时间标准方法基础上，结合人因工程学方面的有关研究成果，创立了模特排时法（ModolarArrangementofpredetermindTimeStandard），简称MoD法，是一种省略了的，使动作和时间融为一体的，而精度又不低于传统的PTS技术的更为简单、易掌握的PTS技术。

到目前为止，已经有40多种预定时间标准法，其中最常使用的如上述所列，本章将简介MTM、WF简易法，重点介绍MOD法。

预定动作时间标准法概述,9.1.2预定动作时间标准法的特点,

（1）在确定标准时间过程中，不需要进行作业评定，一定程度上避免了时间研究人员的主观影响，使确定的标准时间更为精确可靠。

（2）运用预定时间标准方法，需对操作过程（方法）进行详细记录，并得到各项基本动作时间值，从而对操作进行合理的改进。

（3）可以不使用秒表，事先确定作业标准，在工作前就决定标准时间，并制定操作规程。

（4）由于作业方法变更而须修订作业的标准时间时，所依据的预定动作时间标准不变。

（5）PTS法是流水线平整的最佳方法。

预定动作时间标准法概述,9.1.3预定动作时间标准法的用途,1.建立标准时间

（1）该法最直接的作用就是制定作业的标准时间。

（2）预定动作时间标准法可作为秒表测时方法制定标准时间准确性的验证工具。

（3）由于预定动作时间标准不受作业性质的影响（任何产品，任何作业），只要动作单元相同，时间值就相等。

2.为生产的事先评估提供了依据

（1）事先改进作业方法。

（2）为合理选用工具、夹具和设备提供评价依据。

（3）PTS法还可作为产品设计的辅助资料。

预定动作时间标准法概述,9.1.4预定动作时间标准法的分类及应用步骤,1.方法分类预定时间系统按应用范围可分为3类。

通用型、功能型与专用型。

通用型适用于一切手工作业场合，且在全世界通用；功能型只适用于一定专业活动范围，如办公室事务工作等；专用型是专为一个企业的具体部门开发的，一般无法在其它地方应用。

预定动作时间系统按动作要素划分的复杂程度，可分为基本水平系统与较高水平系统。

基本水平系统的要素只包括单一的动作，不能再进一步分解成更细的动作。

将两个或多个基本水平的要素组合成多动作要素时，称为第二水平。

两个或多个第二水平的要素组合，可得第三水平，依此类推。

较高水平系统在组合过程中将单一因素较难以考虑的不定因素减少了，使用起来比较简便了。

预定动作时间标准法概述,9.1.4预定动作时间标准法的分类及应用步骤,2.应用步骤

（1）把作业分解成为各个有关的动作要素；

（2）根据作业的动作要素和其相应的各种衡量条件，查表得到各种动作要素时间值；（3）把各种动作要素时间值的总和作为作业的正常时间标准；（4）正常时间加宽放时间即得标准时间。

预定动作时间标准法概述,9.2方法时间衡量（MTM）,9.2.1方法时间衡量（MTM）系统9.2.2MTM的时间单位9.2.3MTM动作要素说明9.2.4MTM法制定标准时间的步骤9.2.5MTM法分析举例,第九章预定动作时间标准法,9.2.1方法时间衡量（MTM）系统,方法时间衡量系统已经发表了许多个版本，如MTM-1，MTM-2，MTM-3，MTM-GDP，MTM-C，MTM-V，MTM-M等。

其中，MTM-1是通用基本水平系统，研究成果由梅纳德等人鉴定。

MTM-2是由国际MTM理事会以MTM-1为基础发展起来的第二水平系统，其分析速度为MTM-1的两倍，但精度相对较低，系统具有39个时间值。

MTM-3是由国际MTM理事会在MTM-2的研制过程中发展起来的第三水平系统，共有10个时间值，分析比MTM-1快7倍，但精度相应降低。

方法时间衡量（MTM）,9.2.2MTM的时间单位,MTM方法将各种动作以16mm的电影摄影机摄影，其摄影速度为每秒16框（画面）。

然后根据胶片框数，取其平均值为该动作的基本时间。

MTM数据的时间单位为TMU（TimeMeasurementUnit），与普通时间单位换算公式为：

1TMU=O.00001h=0.0006min=0.036s,方法时间衡量（MTM）,9.2.3MTM动作要素说明,方法时间衡量把人的动作分解为多种基本动作。

如足动、腿动、转身、俯屈、跪、坐、站、行及手握等。

在工业中，用手臂动作的操作最多，手臂动作又可分为伸向、移动、转动、加压、抓取、释放、定位及拆卸等动素，将每个基本动作加上宽限，再将这些推算出来的各个时间相加，即可得出完成一项工作所必须的时间，作为建立标准时间的依据。

1.伸手（Reach）一一符号R手或手指向目的物移动的基本动作，称为伸手。

伸手包括空手移动和手持物移动两种。

影响伸手动作的时间因素有三个：

方法时间衡量（MTM）,9.2.3MTM动作要素说明,

（1）手或手指的移动距离。

（2）伸手的条件。

（3）动作形态（type）。

2.搬运（Move）一一符号M搬运是指利用手或手指将目的物搬运移动的基本动作。

但搬运并不仅限于把持目的物的移动。

当以空手当工具使用时，也应看作搬运动作。

影响搬运动作时间的因素有四种：

（1）搬运距离。

（2）搬运条件。

（3）动作形态。

（4）搬运物体重量。

方法时间衡量（MTM）,9.2.3MTM动作要素说明,3.身体的辅助动作（BodyAssists）符号BA身体的辅助动作是指与伸手或搬运动作同时发生的身体或肩部的移动动作。

譬如伸手40cm时，其肩部同时发生5cm的移动，则其实际移动距离为40cm-5cm=35cm。

4.旋转（Turn）一一符号T旋转是指以前臂为轴的手或手指（无论空手与否）的旋转动作。

如操作起子的动作等。

影响旋转动作时间的因素有二：

（1）旋转角度。

（2）目标的重量或阻力。

方法时间衡量（MTM）,9.2.3MTM动作要素说明,5.加压（ApplyPressure）符号AP加压是指克服阻力所附加的力。

例如，按电铃的动作等。

加压的影响因素仅有条件一项。

条件1：

强力加压，在加压之前有“重抓”的动作，时间值较大，其符号为AP1；条件2：

轻微加压，即无重抓的动作，其符号为AP2。

6.旋摆运动（crankingMotion）符号CM旋摆运动是以肘（Elbow）为轴的摆动动作。

如操作机器上的手轮或十字杆之动作等。

旋摆运动的影响因素有三：

方法时间衡量（MTM）,9.2.3MTM动作要素说明,

（1）旋摆运动直径。

（2）目的物的阻力。

（3）旋摆运动的形态。

分连续或断续旋摆运动两种。

1）连续旋摆运动2）断续旋摆运动式中，Tc为旋摆运动的时间；n为旋摆次数；t为旋摆直径所对应的时间；k为抵抗系数（即搬运的重量系数）；h为抵抗常数（搬运的重量常数）。

方法时间衡量（MTM）,9.2.3MTM动作要素说明,7.抓取（Grasp）一一符号G抓取是指手指或手控制目的物的基本动作。

以镊或钳抓取零件，并非抓取动作，而属于搬运动作。

8.放手（Release）一一符号RL放手是指放下以手指或手所控制的目的物的动作。

使用工具或钳之动作，不在此类。

放手的条件有两个：

（1）RL1一一开放手指而释放目的物的动作，手指的转动距离在2cm以下。

（2）RL2一一放下以手指或手接触而控制的目的物的动作，恰与G5相反。

方法时间衡量（MTM）,9.2.3MTM动作要素说明,9.对准（Position）一一符号P对准是指使目的物与另一目的物对准整齐的动作。

例如对准钢笔与笔套之动作等。

其影响因素有三：

（1）啮合（Engage）程度。

（2）对称性。

（3）操作的难易程度。

10拆卸（Disengage）一一符号D拆卸是指将两啮合的物体拆开并有反动力发生之动作。

如拆开钢笔套时的动作。

拆卸影响因素有二：

（1）啮合程度。

（2）操作难易程度。

方法时间衡量（MTM）,9.2.3MTM动作要素说明,11.眼睛动作（EyeMotion）符号EM眼睛的正常视野范围为距离40cm处，直径为l0cm的范围内。

眼睛的动作时间包括：

（1）眼睛移动时间（EyeTravelTime）一一符号ET。

（2）对准视觉焦点时间（EyeFocus）一一符号EF。

12.全身动作（BodyMotion）-BM.全身动作包括脚或身体的动作（不包括手指、手、臂及眼睛的动作）。

（1）足部动作（FootMotion）一一符号FM。

（2）脚部动作（LegMotion）一一符号LM。

方法时间衡量（MTM）,9.2.3MTM动作要素说明,（3）横侧移步的动作，符号SS。

（4）转变身体方向（TurnB0dy）一一符号TB。

（5）弯腰（Bend）与起身（ArisefromBend）一一符号B与AB。

（6）弯膝盖（Stoop）与起身（ArisefromStoop）一一符号S，AS。

（7）单膝跪地（KneelonOneKnee）与起身（ArisefromKneelOnOneKnee）一一符号KOK，AKOK。

（8）双膝跪地（Kneel011BothKnee）与起身（AisefromKneelonBothKnee）一一符号KBK，AKBK。

（9）坐下（Sit）与站起来（Stand）一一符号SIT，STD。

（10）步行（Walking）一一符号W。

方法时间衡量（MTM）,9.2.3MTM动作要素说明,13.动作的联合当两个动作同时发生时，其时间值大的动作称为时限动作。

被时限动作所控制的动作称为被时限动作。

动作联合有下列两类：

（1）合并动作。

合并动作是指两种或两种以上的动作，同时发生在同一身体部位。

（2）同时动作。

两种或两种以上的动作，同时在不同之身体部位发生时，称为同时动作。

方法时间衡量（MTM）,9.2.4MTM法制定标准时间的步骤,

（1）注明所用器具。

由于工具、夹具及设备，对工作方法有直接影响，所有时间研究过程中必须加以记录并详细注明。

（2）方法记录。

同时记录左手、右手动作单元的符号，每个动作均应记录动作等级、形态、距离等因素，作为最后查表赋值的依据。

所有动作单元按前后顺序记录。

（3）求操作的正常时间。

根据动作记录，查表赋值，并通过分析两手动作是合并动作还是同时动作，来计算动作所需时间，最后将各动作所需时间累计，求出正常时间。

方法时间衡量（MTM）,9.2.4MTM法制定标准时间的步骤,（4）计算标准时间。

在正常时间基础上，根据作业性质及环境条件给予一定的宽放时间，即可得到标准时间。

方法时间衡量（MTM）,9.2.5MTM法分析举例,例9-1用MTM（MTM-1）法分析削铅笔作业。

表9-11为分析结果。

表9-11用MTM-1法分析削铅笔,方法时间衡量（MTM）,9.3工作因素法（WF简易法）,9.3.1工作因素法（WF）的产生9.3.2WF简易法的基本原理9.3.3WF简易法动作预定时间标准及分析举例,第九章预定动作时间标准法,9.3.1工作因素法（WF）的产生,奎克（JHQuick）等人为了减少秒表测时方法在评比过程中可能发生的误差，于19341938年间在美国宾夕法尼亚州的费城，使用秒表、计时照相机和快速摄影机，对1100名工人的操作情况录下了17000多个动作时间，进行动作时间与移动距离及身体部位的关系的研究，并整理出动作时间表。

1938年工作因素法首次用于新泽西州的坎丹公司。

1945年，工作因素法时间表正式发表。

1947年后，广泛用于工业界。

工作因素法（WF简易法）,9.3.2WF简易法的基本原理,1.动作单元划分工作因素系统把动作分解成8个最基本的动作单元。

任何操作都可以看作是由8种动作单元构成的。

基本单元包括：

移动（R、M）；握取（Gr）；预对（抓正，PP）；装配（Asy）；使用（Use）；拆卸（Dsy）；放手（RL）；精神作用（思索、脑力过程，MP）。

工作因素法（WF简易法）,9.3.2WF简易法的基本原理,在工作因素系统中，影响动作时间的因素分为四种。

（1）动作所用的身体部位。

共分为8个部位，具体部位及WF代号为：

手指（F）；手H）；手臂（A）；前臂旋转运动（FS）；躯干（T）；脚（FT）；腿（L）；头（HT）。

每个部位均赋予一定的时间值。

工作因素法（WF简易法）,9.3.2WF简易法的基本原理,

（2）移动距离。

指从动作起点到终点间的直线距离，方向改变及运动非常困难的动作除外。

根据不同部位计算基准点如下：

手指或手-手指尖；手臂指关节；前臂转动-手掌关节；躯干肩头；腿-足踝；脚-脚尖；头鼻。

工作因素法（WF简易法）,9.3.2WF简易法的基本原理,（3）人力控制。

人力控制形态与程度，代表了动作的困难程度，是人的熟练及努力以外的要素，它影响动作的时间值。

可以4种工作因素来衡量，各工作因素的内容及代号如下：

1）定位停止（D）。

2）引导（S）。

3）谨慎（注意力，P）。

4）改变方向（U）。

工作因素法（WF简易法）,9.3.2WF简易法的基本原理,（4）重量和阻力。

表示在移动中承受的重量或阻力。

是指一个身体部位担负的重量或阻力。

阻力是在工作中所受的反作用力，计算方法与重量相同。

不同身体部位承受的重量或阻力都有一极限值，在极限值以下，则不把重量因素作为动作难度的构成因素。

工作因素法（WF简易法）,9.3.2WF简易法的基本原理,3.动作难度的确定方法可根据5种因素分别进行分析：

（1）重量（W）。

（2）停止（D）。

（3）方向调节（S）。

（4）注意（P）。

（5）方向变更（U）。

工作因素法（WF简易法）,9.3.3WF简易法动作预定时间标准及分析举例,1.移动动作（RM）移动动作分为伸手（R）与挪动（M）两类。

（1）移动动作时间标准。

影响移动所需时间的主要因素为移动距离及动作难度。

表9-13列出了移动动作时间标准。

（2）移动动作分析。

移动动作的表示方法为移动距离区分符号动作难度数（3）限制动作。

躯体的动作大多数是和腕或腿的动作同时进行的。

在这样的情况下，确定必要的时间值的时候，把需要时间值最大的动作叫做限制动作。

并以限制动作的时间作为同时完成动作所需的时间值。

工作因素法（WF简易法）,9.3.3WF简易法动作预定时间标准及分析举例,工作因素法（WF简易法）,表9-13移动动作时间标准,9.3.3WF简易法动作预定时间标准及分析举例,2.抓起动作（Gr）抓起是指手伸向物体后，从手指开始展开时刻起，一直到确实握住目的物体的时点为止的动作。

（1）抓起动作分类。

抓起动作包括四种：

1）简单抓起。

2）技巧性的抓起。

3）复杂抓起。

4）特殊抓起。

（2）抓起动作的预定时间标准。

表9-15为抓起的预定时间标准。

（3）抓起动作分析。

抓起动作分析表达式为动作难度数可见性符号增额条件符号,工作因素法（WF简易法）,9.3.3WF简易法动作预定时间标准及分析举例,表9-15抓起的预定时间标准,工作因素法（WF简易法）,9.3.3WF简易法动作预定时间标准及分析举例,3.放下（释放）动作（RL）放下动作包括指尖释放和卷绕释放两种。

影响放下动作时间的因素是动作的难易程度。

接触动作不进行动作难易程度划分，也不给时间值。

指尖释放动作难度为0，时间值为1RU；卷绕释放难度为1，时间值为2RU。

表9-17为放下动作分析举例。

表中的动作分析栏的“0”，或“1”，表示动作难度，以此来确定时间值。

工作因素法（WF简易法）,9.3.3WF简易法动作预定时间标准及分析举例,表9-17放下动作分析举例,工作因素法（WF简易法）,9.3.3WF简易法动作预定时间标准及分析举例,4.预对（抓正）动作（PP）预对动作是为了使其后续动作获得适当的姿势，而将物体回转或变换方向所作的动作。

（1）预对（抓正）动作预定时间标准。

影响预对动作的因素包括：

1）单手动作还是双手动作；2）对象物尺寸；3）动作发生比率。

表9-18为预对动作的预定时间标准。

（2）预对动作分析举例。

预对动作分析式为动作难度发生比率同时动作符号,工作因素法（WF简易法）,9.3.3WF简易法动作预定时间标准及分析举例,表9-18预对动作预定时间标准,工作因素法（WF简易法）,9.3.3WF简易法动作预定时间标准及分析举例,5.装配动作使对象物互相结合的动作叫做装配，符号为Asy。

装配两个物体时，一个叫插入件，另一个叫做目标。

（1）影响装配时间的因素。

1）目标的形状。

2）目标的尺寸。

3）插入件尺寸。

4）配合比率。

（2）装配的预定时间标准。

表9-20为装配动作的预定时间标准表。

使用该表应掌握以下知识：

1）装配之前的移动。

2）装配构成要素。

3）找正的增额。

4）同时动作增额。

（3）装配动作分析。

装配动作分析式为目标形状符号目标件尺寸区分配合比率符号配合比率,工作因素法（WF简易法）,9.3.3WF简易法动作预定时间标准及分析举例,表9-20装配的预定时间标准,工作因素法（WF简易法）,9.3.3WF简易法动作预定时间标准及分析举例,续表9-20装配的预定时间标准,工作因素法（WF简易法）,9.3.3WF简易法动作预定时间标准及分析举例,6.使用动作使用指对机器、装置、器具和工具等的使用而言。

时间计算可根据下列情况分析。

（1）操作者控制的手工操作动作，要以移动规则来分析，见表9-22中的例1、2。

（2）机器或设备控制的操作动作，可使用适当的标准资料或进行实测来求出。

见表9-22中的例3、4，MT代表由机器或设备来控制的时间符号。

（3）机动时间或只由设备来处理的时间。

这时使用标准资料或进行测定来确定。

见表9-22中的例5、6。

（4）加力动作。

在使用动作的开始或完毕时，常产生向对象物或工具上加力的动作。

应用举例见表9-22中的例7、8。

工作因素法（WF简易法）,9.3.3WF简易法动作预定时间标准及分析举例,表9-22使用的分析举例,工作因素法（WF简易法）,9.3.3WF简易法动作预定时间标准及分析举例,7.拆卸动作拆卸是把互相连接的物体分解开的行为，是与装配相反的动作。

拆卸是按“移动”规则来分析的，必要时应附加加力（AP）或减力（RP）的时间值，加力时间值可由“移动”时间值A行求得。

表9-23是“拆卸”的分析举例。

8.精神作用精神作用是指为完成任务而使用眼、耳、脑或神经系统的行为。

代表符号为MP。

表9-25为精神作用的预定时间标准举例。

精神作用由三个要素构成：

调焦（Fo）、检验（I）、反应（Rn）。

精神作用的预定时间标准如表9-24所示。

工作因素法（WF简易法）,9.3.3WF简易法动作预定时间标准及分析举例,表9-23拆卸的分析举例,工作因素法（WF简易法）,9.3.3WF简易法动作预定时间标准及分析举例,表9-24精神作用的预定时间标准,工作因素法（WF简易法）,9.3.3WF简易法动作预定时间标准及分析举例,表9-25精神作用的分析举例,工作因素法（WF简易法）,9.3.3WF简易法动作预定时间标准及分析举例,9.全身动作，特殊动作

（1）步行与改变身体方向的预定时间标准。

表9-26为步行与身体方向变换的预定时间标准表。

（2）特殊动作。

特殊动作包括圆周动作、写字动作、打锤动作、反复移动动作和螺钉与螺母的装配动作。

1）圆周运动。

表9-28为圆周运动方向变换的预定时间标准。

2）写数字和英文字。

表9-30为写字的分析举例。

3）打锤。

打锤的动作是由举起和打落下去组成，每打一次所需时间为10RU。

4）反复移动动作。

表9-31为对手指及手腕的反复移动动作的预定时间标准。

工作因素法（WF简易法）,9.3.3WF简易法动作预定时间标准及分析举例,表9-26步行与身体方向变换的预定时间标准,工作因素法（WF简易法）,9.3.3WF简易法动作预定时间标准及分析举例,表9-28圆周运动方向变换的WF数,工作因素法（WF简易法）,表9-30写字动作分析举例,9.4模特排时法,9.4.1模特法的基本原理9.4.2模特法的特点9.4.3模特法的动作分类9.4.4模特法的动作分析9.4.5动作改进9.4.6模特法应用案例,第九章预定动作时间标准法,9.4.1模特法的基本原理,MOD法主要基于以下假设（基本原理）：

（1）所有人力操作时的动作均包括一些基本动作。

模特法把生产实际中的操作动作归纳为21中基本动作。

（2）人们在做同一基本动作时（在操作条件相同时），所需要的时间大体相等（误差在1O左右）。

（3）人体的不同部位做动作时，其最快速度所需要时间与正常速度所需要的时间之比，大体相似。

（4）人体不同部位做动作时，其动作所需时间互成比例。

模特排时法,9.4.2模特法的特点,

（1）模特法将动作归纳为21种，分类简单、易记，不像其它方法有几十种、甚至100多种（见表9-32）。

可以大幅度减小分析时的工作量，使作业成本大幅度下降。

（2）以手指动作一次（移动2.5cm）所需时间作为动作时间单位，其它部位动作时间是手指动作时间的整数倍。

具有连续性、系统性，应用起来简单方便。

（3）模特法把动作符号与时间值融为一体，动作标号的数值也就是动作的时间值。

（4）方法容易掌握，应用范围广，实用精度较高。

模特排时法,9.4.2模特法的特点,表9-32模特法与其它方法比较,模特排时法,9.4.3模特法的动作分类,模特法共有21种基本动作，上肢动作共11种，下肢动作、其它动作及附加因素动作共lO种。

具体见图9-6。

详细动作划分见表9-35所示。

1.上肢动作（10种）

（1）移动动作。

移动动作共有5种，分别为手指动作M1、手腕动作M2、前臂动作M3、上臂动作M4及伸直手臂动作M5。

（2）终结动作。

其中抓取动作G有3种：

接触G0。

简单地抓G1。

复杂地抓G3。

放置动作P也有3种：

简单放置P0。

较复杂的需要注意力的放置P2（注）。

复杂的需要注意力的放置P5（注）。

模特排时法,9.4.3模特法的动作分类,图9-6模特排时法基本图,模特排时法,9.4.3模特法的动作分类,表9-35模特法动作分类,模特排时法,9.4.3模特法的动作分类,续表9-35模特法动作分类,模特排