工业工程教材《第八章 工作抽样》

基础工业工程基础工业工程内容提要第五章作业分析第九章预定时间标准法第一章生产与生产率管理第二章工业工程概述第三章工作研究第四章程序分析第六章动作分析第八章工作抽样第十章标准资料法第七章秒表时间研究第八章工作抽样基础工业工程第八章工作抽样☆教学目的与要求1.理解工作抽样的定义;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.理解工作抽样的定义;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。基础工业工程复习与思考☆教学内容第一节工作抽样的原理第二节工作抽样的步骤和方法第三节工作抽样应用举例基础工业工程第一节工作抽样的原理一、工作抽样的概念二、工作抽样的特征四、工作抽样的优缺点三、工作抽样的用途五、工作抽样与秒表测时比较基础工业工程一、工作抽样的概念概念：工作抽样（WorkSampling）是指对作业者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。工作抽样的概念例证。基础工业工程工作抽样的概念例证例如，欲调查某车间设备的开动情况，经过数日随机抽样观察120次，发现有90次处于工作状态，30次处于停止，则可推断该车间设备开动率、停止率为：%75%10012090开动率%25%10012030停止率若对该车间的4名作业者（A、B、C、D）进行秒表测时，其工作状态如图8-1所示，可以推算出阴影部分的面积占63.75%。若采用工作抽样法，可以选择任意时刻对被观测对象进行观测。图8-1右侧箭头表示观测次数是10次，同时观测了4名操作者，所以总观测次数为10次×4=40次。将统计结果列成表格，如表8-1所示。基础工业工程工作状态非工作状态图8-14名作业者工作状况基础工业工程工作状态非工作状态332413232211203121222515工作状态非工作状态工作抽样法秒表测时法误差62.5％37.5％63.75％36.25％1.25％1.25％表8-1统计表从表中可见，操作者作业次数为25次，非作业状态为15次，因此操作者的作业率=（25/40）×100%=62.5%,但前述秒表测时得到的作业率为63.75%，两者仅相差1.25%，该差值就是工作抽样的误差值。实践证明，误差值随观测次数增多而减少，观测次数越多，误差值越小，与秒表测时越接近。基础工业工程二、工作抽样的特征项目工作抽样秒表时间研究测定方法对观测对象的状态进行瞬时观测对观测对象的状态进行连续测定测定工具目视秒表或计时器观测者的疲劳程度不太疲劳相当疲劳，观测者必须专心观测对象1名观测者可以观测多名对象；可以同时观测作业者和设备1名观测者只能观测1名对象；同时观测作业者和设备有困难观测时间根据观测目的可自由决定实际上难以在很长时间观测观测结果得到的是工作率直接得到时间值表8-2工作抽样法的特点与秒表时间研究相比，工作抽样具有测定效率高、经济性好、方法简便、易于掌握、测量精度高等特点，能满足使用要求，并能适用于多种作业。基础工业工程三、工作抽样的用途工作抽样法是对作业直接进行观测的时间研究方法，最适合于对周期长、重复性较低的作业进行测定。作业改善。测定操作者或机器的空闲时间占总时间的比率，以及工作时间占总时间的比率。求出空闲比率后，再对其空闲部分的时间构成细分成项目，加以观测记录，利用各种分析技巧查找原因，谋求作业改善，使作业负荷合理化。100%空闲次数空闲比率总观测次数100%工作次数工作比率总观测次数基础工业工程设备管理改善。研究机器（设备）的开动情况，查找机器开动率低的原因，对每一台机器可能出现的原因进行抽样调查，通过分析了解哪类机器会出现哪类原因，停止多长时间，对重要原因采取相应对策，有计划的对机器进行保护，改进其生产能力。为制定标准时间，确定宽放率。利用工作抽样可以很容易的制定除疲劳宽放以外的宽放时间标准，这样和秒表测时法、预定时间标准化（PTS法）等结合来制定标准时间。1观测总时间每件产品标准时间作业率评比率（宽放率）生产总数量基础工业工程四、工作抽样的优缺点工作抽样的优点工作抽样的缺点测定效率高且经济有时往返走路时间多，应合理安排观测路线。观测数据失真小，准确性高只能得到平均结果，得不到详尽细致的反应个别差异（如同类作业的时间差异）的资料。时间的随机性很强若操作者发现观测者时，有可能改变其工作态势，会使观测结果失真。方法简便、适用对生产周期短或重复性高的作业，不如使用秒表测时。观测结果精度易保证工作抽样由于无法将作业分细，所以只适用第三、四阶次的作业。基础工业工程五、工作抽样与秒表测时比较项目工作抽样测时测定方法测定工具观测者的疲劳程度观测对象观测时间观测结果对观测对象的状态进行瞬时观测对观测对象的状态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根据观测目的可自由决定实际上难以在很长时间观测得到的是工作率直接得到时间值基础工业工程项目工作抽样秒表测时研究对象研究重点主要用途方法特点工作班制度工时工序作业时间测定制度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数与发生率对工序作业进行多次重复观察与记录基础工业工程第二节工作抽样的方法和步骤二、工作抽样的实施步骤一、工作抽样的方法基础工业工程一、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：一是保证每次抽样观测的随机性；二是要有足够的抽样观测次数。但由于工作抽样法毕竟不是全数调查，就可能产生误差（见前述）。解决问题的办法是给一个允许的误差范围，只要所取样本数足够大，使测定的结果在允许的范围内，就认为达到一定的可靠度和精度了。1、正态分布2、可靠度与精度3、工作抽样观测次数n的确定基础工业工程1、正态分布正态分布是概率分布中的一种极为重要的分布，用途十分广泛，工作抽样法处理的现象接近于正态分布曲线。以平均数为中线的两侧取标准差的1倍、2倍、3倍时，其面积分别为总面积的68.25%、95.45%、99.73%。X+2σ+3σ-σ-3σ68.27%95.45%99.73%－2σ+σ图8-2正态分布曲线基础工业工程在工作抽样中，标准偏差σ的取值大小和抽样结果的可靠度对应。工作抽样一般可取2σ的范围，即确定95%（实际95.45%）的可靠度，其含义是在抽取100个子样中有95个是接近总体（或称母体）状态的，后者说事前预定抽样数据中有95%以上落入±2σ的范围内，剩下的有5%可能落在±2σ范围之外。范围（±σ）±.076σ±1σ±1.96σ±2σ±2.586σ±3σ±4σ概率（％）50.068.2795.095.4599.099.7399.99表8-3正态分布概率基础工业工程二项分布：假定某一作业项目的实际作业率为P（或称工作率或称发生率），则空闲率为q=1-P，则此作业的概率分布为二项分布。2、可靠度与精度根据统计学中二项分布标准差σ为：P——观测事项的发生率（开始为估计值）；n——抽样观测次数（即样本数）。nPP)1(（8-1）统计学证明，若P不是很小（5%以上），当nP≥5时，则二次分布非常接近正态分布。基础工业工程可靠度：可靠度是指观测结果的可信度，其含义是指子样（体）符合母体（总体）状态的程度。工作抽样可靠度一般都是预先给定，通常可靠度定为95%。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，nPPE)1(22（8-2）nPPPES12（8-3）基础工业工程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%。对于绝对误差依据经验规定，按工作抽样的目的不同可在表9-4中查出允许的绝对误差值的大小。目的E值调查停工，等待时间等管理上的问题作业改善决定工作地布置等宽放率制订标准时间表8-4不同抽样目的允许的绝对误差E值±3.6％～4.5％±2.4％～3.5％±1.2％～1.4％±1.6％～2.4％基础工业工程原则：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。3、工作抽样观测次数n的确定图表法：在作业率（工作率）已知条件下，根据观测目的、观测误差（相对误差或绝对误差）确定观测次数可利用表8-5来确定。基础工业工程nnP（%）绝对误差相对误差P（％）绝对误差相对误差1％5％1％5％1％5％1％5％12345678910111213141516171819202122232425262728163247627692102118131144157169181193205216266236246256266275284292300308316323396784116415361900225626042944327636003916422445244816510053765644590461566400663669167084729675007696788480643960000196000012930009600007600006266675314294600004044443600003236362933332676922457142266672100001952941822221705261600001504761436361339131266671200001138461081481028571584007840051720384003043325067212571840016178360001294511733107089829906784007812728968216400601956735357506748004554432641145152535455565758596061626364656667686970717273747576777840040039939839739539239040038438137737336936536035434934333733032331630830029228427599969984996499369900985698049744999696009516942493239216910089768844870485568400823680647884769675007296708468643843136923354723407432727314293017528966416332666725574245162349222500215382060619701188241797117143163381555614995140541333312632119481128215371477141913631309125712071159166510671023981940900862824788753719686654622592562533505478451表8-5不同作业率（P）下的观测次数n（可靠度为95%）基础工业工程nnP（%）绝对误差相对误差P（％）绝对误差相对误差1％5％1％5％1％5％1％5％2930313233343536373839404142434445464748495033033734334935436036536937337738138438739039239539739839940040040082368400855687048844897691009216932494249516960096769744980498569900993699649984999610000