基础工业工程 第9章 预定时间标准法-wyl

内容提要第五章作业分析第十二章现场管理方法第九章预定时间标准法

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十一章学习曲线第七章秒表时间研究第十四章工业工程的发展第十三章工作分析与设计基础工业工程

第一章生产与生产率管理第九章

预定动作时间标准法

9.1预定动作时间标准法概述

9.2模特排时法9.3

方法时间衡量(MTM)

9.4

工作因素法（WF简易法）

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(J．H．Quick)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(H．B．Maynad)、斯坦门丁(G．J．Stegemerteh)和斯克互布(J．L．Schwab)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(G．C．Heyde)，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

模特排时法9.2.1模特法的基本原理9.2.2模特法的特点9.2.3模特法的动作分类9.2.4模特法的动作分析9.2.5动作改进9.2.6模特法应用案例

第九章

预定动作时间标准法

9.2.1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9.2.2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)。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9.2.2模特法的特点表

模特法与其它方法比较模特排时法PTS名称MODMTMWFMSDMTABMT

基本动作及附加因素种类21种37种139种54种38种加29个公式291种

不同的时间值数字个数8个31个30个9.2.3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。详细动作划分见表所示。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：①接触G0。②简单地抓G1。③复杂地抓G3。放置动作P也有3种：①简单放置P0。②较复杂的需要注意力的放置P2(注)。③复杂的需要注意力的放置P5(注)。

模特排时法9.2.3模特法的动作分类图模特排时法基本图

模特排时法9.2.3模特法的动作分类2.身体及其它动作(11种)

（1）下肢和腰的动作。包括：①足踏动作F3；②走步动作W5；③弯体动作B17(往复)；④坐下起身动作S30

（2）附加因素及动作。包括：①L1重量因素，考虑重量对时间值的影响。②目视动作E2(独)。③校正R2(独)。④单纯地判断和反应动作D3(独)。⑤按下动作A4(独)。⑥旋转动作C4。模特排时法9.2.4模特法的动作分析1.移动动作(M)（1）手指的动作Ml。（2）手的动作M2。（3）小臂的动作M3。（4）大臂的动作M4。（5）大臂尽量伸直的动作M5。（6）反射动作。①手指的反射动作时间为正常一次动作的1/2，即1/2MOD，（M1/2）。②手的反射动作时间为1MOD，即M1。③小臂的反射动作时间为2MOD，即M2。④大臂的反射动作时间为3MOD，即M3。模特排时法9.2.4模特法的动作分析2．终结动作（1）抓取动作（G）。1）触及动作G0。2)简单地抓G1。3）复杂的抓取动作G3。(2)放置、装配动作(P)。1)无意识的放置PO。2)大致位置上的配合P2。3）放置动作P5。

（3）几种特殊情况的处理1）反射动作。反射动作与一般动作分析不同，省略终结动作符号标记，因此，分析符号用反射动作符号和反复的次数来表示。即“反射动作的符号标记×动作次数”。模特排时法9.2.4模特法的动作分析2)手指及手的回转动作。以手指旋转为例，记录过程为：①伸手按着物件，记为M1G0。②手指旋转物件，记为M1P0，由于转动角度小于1800，则这个动作应记为手指动作，描述为M1P0。③倒回手指的同时按着物件，记为M1G0。④把物件从把着的状态进行旋转，M1P0。（3）同时动作。

用不同的身体部位，同时进行相同或不相同的两个以上的动作叫同时动作。1）两只手同时动作条件。表为两手终结动作分析，两手动作时，分为可同时动作和不能同时动作的两种情况。模特排时法9.2.4模特法的动作分析表

两手终结动作分析模特排时法情况同时动作一只手的终结动作另一只手的终结动作123可能可能不可能GOP0G1GOP0G1P2G3P5GOP0GlP2G3P5P2G3P52）时限动作与被时限动作。两手同时动作时，动作时间有时不同，依据动作所需时间把动作分为时限动作与被时限动作。其中，时间值大的动作叫做时限动作，时间值小的叫被时限动作。被时限动作的标记符号用（）表示，它不影响分析结果。用时限动作的时间值来表示两手完成动作的时间值。

3）两手都需要注意力时的分析方法。两手同时开始移动，进行需要注意力的终结动作时，终结动作不能同时进行，只能先做一个，再做另一个动作。9.2.4模特法的动作分析3.下肢和腰的动作（1）脚踏动作F3。（2）步行动作W5(身体水平移动)。（3）身体弯曲动作B17。（4）站起来再坐下的动作S30。4.附加因素及动作（1）搬运动作的重量修正L1。（2）目视动作(E2)(独立动作)。模特排时法9.2.4模特法的动作分析

（3）矫正动作R2(独立动作)。

（4）判断动作D3。

（5）加压动作A4(独立动作)。

（6）旋转动作C4。5.动作分析时使用的其它符号(1)延时BD。BD表示一只手进行动作，另一只手什么也没做，即为停止状态，不给予时间值。(2)保持H。表示用手拿着或抓着物体一直不动的状态。H也不给时间值。(3)有效时间UT。UT是指人的动作之外的机械或其它固有的加工时间。有效时间要用计时仪表分别确定其时间值。模特排时法9.2.4模特法的动作分析6.模特分析记录表的填写方法

模特分析记录表的形式如表所示。具体记录方法如下：（1）记录与操作有关的基本信息资料。（2）按作业顺序进行动作记录分析。（3）将左右手动作的综合分析结果填入符号标记栏，将符号标记栏内的MOD值加起来，记人M0D栏。（4）记录有效时间（时间单位为s或min）和模特时间，其中模特时间要换算成普通时间单位，按1MOD=0.129s或0.1s填入表中。

（5）计算分析结果的时间值，将有效时间、MOD值(s、min)的合计值，填入合计栏内。模特排时法9.2.4模特法的动作分析模特法记录表

模特排时法零件图号年月日

分析

校对

审核

设备名称

作业条件

工序名称

使用工具

作业名称

分析条件NOl

左手动作

右手动作标记符号次数MOD1

2

3

有效时间：sminMOD：smin

合计：smin9.2.5动作改进

运用模特法，可以对现有操作动作进行记录、分析，进而改善作业动作，以合理使用时间，提高效率，提高经济效益。在进行动作改善时，应着眼以下各点：1．移动动作M（1）替代，合并移动动作。（2）减少移动动作次数。（3）减少移动动作距离。2．抓取动作G。（1）替代、合并抓的动作。（2）简化抓取动作方面。模特排时法9.2.5动作改进3．放置动作P

简化放置动作：1)使用制动装置。2)使用导轨。3)固定物品堆放场所。4)同移动动作M组合成为结合动作。5)工具用弹簧自动拉回工具放置处。6)一只手做放置动作时，另一只手给予辅助。7)零件采用合理配合公差，两个零件的配合部分尽量做成圆形的。8)工具的长度尽可能在7公分以下，以求放置的稳定性。4.其它动作（1）尽量不使用眼睛动作E2。（2）尽量不做校正动作R2。（3）尽量不做判断动作D3。（4）尽量减少脚踏动作F3。（5）尽量减少按、压动作A4。（6）尽量减少行走动作W5、身体弯曲动作Bl7、身体站起坐下动作S30。模特排时法9.2.6模特法应用案例

本案例介绍SD电脑有限公司运用模特法进行生产线能力平整的过程。1.生产线存在的问题SD电脑有限公司为一外资企业，主要生产电脑整机及网络周边设备。母板厂是公司最重要的分厂，以生产主机板为主。产品生产分为四个阶段，第一阶段是进行SMT作业（用贴片机将贴片元件打到PCBA上，并进行回流焊）；第二阶段是进行H/I作业（手插件工段，操作员将元件插到PCBA上，并进行波峰焊）；第三阶段是T/U作业（操作员用烙铁将经过波峰焊的PCBA进行手工修理）；第四阶段是F/T（功能测试和包装段）。根据IE部门所制定的标准产量进行分析（以CAMARO.MB为标准产品）得出各工段生产能力如图9-9所示。

模特排时法9.2.6模特法应用案例

从上图可以看出，SMT及F/T工段生产能力低于H/I及T/U工段,生产线能力不平衡。SMT和F/T工段虽为瓶颈工段，但由于生产能力受设备制约，调整的可能性比较小。H/I和T/U工段以人工作业为主，目前的标准产量高出前后两道工序，产品积压、劳动力成本高，所以应调整H/I和T/U工段的生产能力，以达到生产线的平衡，从而在保证产量和质量的基础上降低成本。T/U工段的作业是操作员用烙铁对经过H/I工段波峰焊的PCBA进行手工修理，作业有一定的弹性空间，其生产能力随H/I工段能力变化而变化。因此，分析重点应选择H/I工段。模特排时法图生产能力平衡图9.2.6模特法应用案例

2.运用MOD法对手插件工段（H/I）进行记录、分析

在对手插件工段进行分析时，分别以各个工位为研究对象，运用MOD法对操作人员的左、右手动作进行记录，绘制双手操作动作因素分析表，并进行MOD分析，计算MOD值。下面是对各工位进行的模特分析。

（1）第1工位(插件)动作因素分析。动作因素分析如表所示。

（2）第2工位（检查、上架）动作因素分析。动作因素分析见表所示。

（3）第3工位(插件)动作因素分析。动作因素分析见表所示。模特排时法9.2.6模特法应用案例

表第1工位动作因素分析模特排时法作业内容：手插件工作地布置图工位序号：1定员：1操作者：MOD数：15019.35s日期：

左手动作

时间

右手动作动作叙述分析式次数MOD值次数分析式

动作叙述从周转箱中取板M4G15BD等待移到身前M4P04BD等待持板H4M3G1伸手握取GAMECON持板H12M3P5A4插入GAM1位号处持板H4M3G1伸手握取三联体CON持板H12M3P5A4插入PJ1位号处持板H4M3G1伸手握取USBCON持板H12M3P5A4插入USB1位号处持板H5M4G1伸手握取PSCON9.2.6模特法应用案例

续表第1工位动作因素分析模特排时法持板H13M4P5A4插入PS1位号处持板H5M4G1伸手握取DIMMSOCKET调整角度和方向R215M4P0E2P5A4将DIMMSOCKET定位持板H6M2A4插入DIMM1位号处持板H5M4G1伸手握取DIMMSOCKET调整角度和方向R215M4P0E2P5A4将DIMMSOCKET定位持板H6M2A4插入DIMM2位号处持板H5M4G1伸手握取CON；PWR，10P*2调整角度和方向R213M4P5A4插入CN1位号处将板放于工作台M3P25BD等待合计201501369.2.6模特法应用案例

（4）第4工位(插件)动作因素分析。动作因素分析如表9-55所示。

（5）第5工位(插件)动作因素分析。动作因素分析如表9-56所示。

（6）第6工位(插件)动作因素分析。动作因素分析如表9-57所示。3.手插件（H/I）工段问题分析

在对手插件工段进行分析时，运用5W1H提问技术对各工位的作业内容、作业方法、操作者、作业地点、作业时间进行提问、分析，结果发现以下问题：模特排时法9.2.6模特法应用案例

（1）各工位任务分配不合理，存在瓶颈工位和冗余工位。各工位作业时间汇总见表。

（2）作业缺乏标准化。

（3）标准工时不合理，存在人力资源浪费现象。

（4）标准产量没有充分挖掘企业实际生产能力。4.改善方案设计

在坚持动作经济原则和“ECRS”四大原则基础上对工段进行改善。具体包括以下方面：

（1）重新分配操作员的任务。

（2）进行作业改善，实施标准化作业。这里只给出1#工位改善后的动作因素分析，见表。模特排时法9.2.6模特法应用案例

表手插件（H/I）工段各工位MOD值模特排时法工位序号1#2#3#4#5#6#左手MOD值2088868811294右手MOD值1318793977594综合分析值1501161311311311279.2.6模特法应用案例

表改善后第1工位动作因素分析表模特排时法作业内容：手插件工作地布置图工位序号：1定员：1操作者：MOD数：119时间：15.35s日期：

左手动作

时间

右手动作动作叙述分析式次数MOD值次数分析式动作叙述从周转箱中取板M4G15M3G1取2个DIMMSOCKET拿到身前M4P04M3P0拿到位号处，留一个在手中持板H11M2P5A4插入DIMM1位号处调整角度和方向R23M2G1从板上取另一个DIMMSOCKET持板H11M2P5A4插入DIMM2位号处调整角度和方向R24M3G1取CON；PWR，10P*29.2.6模特法应用案例

续表改善后第1工位动作因素分析表模特排时法持板H12M3P5A4插入CN1位号处调整角度和方向R24M3G1取GAMECON持板H12M3P5A4插入GAM1位号持板H4M3G1取三联体CON持板H12M3P5A4插入PJ1位号处持板H4M3G1取USBCON持板H12M3P5A4插入USB1位号持板H4M3G1取PSCON持板H12M3P5A4插入PS1位号处将板放于工作台上M3P25BD等待合计201191129.2.6模特法应用案例

（3）重新确定标准时间和标准产量。改善后各工位的MOD值如表所示。

模特排时法表改善后各工位MOD值工位序号1#2#3#4#5#6#左手MOD值2084+339810679105右手MOD值11283+33808110481综合分析值11990+331221231221239.2.6模特法应用案例

（4）重新配置人力。5.改善效果

以CAMAROMB产品为例,改善后标准产量每小时提高20片，标准工时降低3s，总人力减少21人，直接人工成本每小时降低42元。为了保证生产线整体能力平衡，T/U工段的工段能力也相应调整到与H/I工段相等。改善后的各工段生产能力平衡情况如图所示。模特排时法图生产能力平衡图9.3

方法时间衡量(MTM)

9.3.1方法时间衡量(MTM)系统9.3.2MTM的时间单位9.3.3MTM动作要素说明9.3.4MTM法制定标准时间的步骤9.3.5MTM法分析举例

第九章

预定动作时间标准法

9.3.1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)9.3.2MTM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)9.3.3MTM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)——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)9.3.3MTM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)——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)9.3.3MTM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)——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)9.3.3MTM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)9.3.3MTM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)9.3.3MTM动作要素说明7.抓取(Grasp)——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)——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——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——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)9.3.3MTM动作要素说明9.对准(Position)——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)——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)9.3.3MTM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)——符号ET。

（2）对准视觉焦点时间(EyeFocus)——符号EF。12.全身动作(BodyMotion)——BM.

全身动作包括脚或