工作抽样方法概论

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。2024/1/41☆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2024/1/42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2024/1/43一、工作抽样的概念工作抽样〔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工程的时间构成及变化情况。瞬时观测法2024/1/44

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。2024/1/45〔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。如以以下图所示，以空白格表示工作时间，以斜条格为空闲时间。1491219252934475354602024/1/46

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：2024/1/47〔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:34，54，4，47，53，29，12，9，19，25

将这些时分按先后顺序排列成:4，9，12，19，25，29，34，47，53，541491219252934475354602024/1/48在10次随机观测中有3次没工作〔空闲〕，7次工作，故：2024/1/49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2024/1/410主要用在以下两个方面：〔1)工作改善。〔2)制定标准时间。

三、工作抽样的用途2024/1/411工作抽样与秒表时间研究的主要区别？项目工作抽样秒表时间研究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

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2024/1/412项目工作抽样秒表时间研究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屡次重复观察与记录2024/1/413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2024/1/414一、工作抽样的方法工作抽样的原理来自于数理统计的理论，以概率法那么作为根底的方法，欲取得正确的工作抽样结果，必须遵循两条根本原那么：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。2024/1/415图10-1正态分布曲线99.73%95.45%68.72%工作抽样一般取2σ的范围，即确定95%(实际上是95.45%)的置信度.2024/1/416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、观测精度2024/1/417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%。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10-4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％2024/1/418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：2024/1/419原那么：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确实定2024/1/420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值有两种方法：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局部，计入总观测次数中。2024/1/421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2024/1/422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%,到达此要求,600次观察是否足够?假设不够,尚需追加多少次的观察?(2)假设将上述相对误差5%改为绝对误差的要求,试问600次观测是否足够?2024/1/423二、工作抽样的实施步骤1、明确调查目的范围2、调查工程分类3、确定观测路径4、设计工作抽样观测表5、试观测及总观测次数确实定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2024/1/424图10-2设备观测工程分类图2024/1/425图8-4操作人员的观测工程分类图图10-3操作人员观测工程分类图2024/1/426表10-4工作抽样观测表工厂名：车间名称：作业名：轴加工时间：年月日（8：00～17：00）粗车精车磨削铣槽观测者总计（比率）8：108：268：428：50…Х△○√…√○Х○…Х√√√…○○Х√…合计○1217151761（50.8%）√866525（20.8%）△524314（11.7%）Х374620（16.7%）2024/1/427表8-5观测机器开动率和操作者作业率分类操作空闲合计操作率（%）机器1正正正正正正正正正正302050602正正正正正正正正正正401050803正正正正正正正正正正25255050操作者1正正正正正正正正正正302050602正正正正正正正正正正203050403正正正正正正正正正正351550702024/1/428分类操作修理故障停电工作中工作准备搬运等材料商议等检查清扫洗手作业小计操作率(%)机器1正正正正15752正正正正10503正正正-0操作者1正正正正正正20672正正正正正正20673正正正正正正1550表10-6空闲时间细分观测2024/1/429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，假设工作稳定，每天观测20--40次较适宜；而工作内容在一天中有较大变化时，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。假设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。2024/1/430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2024/1/431表8-12机械设备开动率观测数据日期观测次数n设备开动数设备开动率p6月9日20016080.0%6月10日20016683.0%6月11日20016281.0%6月12日20013266.0%6月13日20016281.0%6月16日20015678.0%6月17日20014482.0%6月18日20016683.0%6月19日20016281.0%6月20日20015683.0%合计2000159679.8%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。2024/1/432解：表8-12已求出10天的平均开动率〔作业率〕=79.8%，那么:管理界限=±3σ=0.798±3×0.0284UCL=0.798+3×0.0284=0.8832LCL=0.798-3×0.0284=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。日期观测次数n设备开动数设备开动率p6月9日20016080.0%6月10日20016683.0%6月11日20016281.0%6月12日20013266.0%6月13日20016281.0%6月16日20015678.0%6月17日20014482.0%6月18日20016683.0%6月19日20016281.0%6月20日20015683.0%合计2000159679.8%2024/1/433图8-6管理图2024/1/434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=±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：2024/1/435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。假设剔除异常值后实际观测次数没有到达所需的观测数，那么需继续补测。2024/1/436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2024/1/437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，从每月的方案完成情况看，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。2024/1/438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。调查的局部结果见表8-13。工序内容设备台数工人数夹具1钻扩孔、倒角立钻11钻模2拉内孔、键槽拉床11球面导向套3粗车外圆及两端面普通车床33心轴4精车外圆及两端面普通车床22心轴5滚齿形滚齿机33心轴6磨齿磨齿机22心轴7打印去毛刺台钻118检查1表8-13齿轮加工工艺过程2024/1/439对观测工程进行分类。因为主要调查空闲原因，因此对可能发生空闲的观测工程进行了详细的分类。如表8-14所示。作业辅助作业宽放作业辅助作业宽放钻、扩孔准备材料商谈问题滚齿清点数量入厕拉键槽中间检查搬运零件磨齿其他其他粗车清理工作地等待加工去毛刺精车准备工夹具休息终检查表8-14观测工程分类2024/1/440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：2024/1/441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2024/1/442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1～3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，那么加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，那么选择的3天观测时间如表8-15所示。表8-153天观测时刻表第一天第二天第三天第一天第二天第三天8：208：5510：308：109：5510：008：108：358：5513：5514：0014：0513：1513：3013：3511：3013：4513：5511：0511：1011：2512：0013：1010：3010：4011：1011：5013：059：109：4510：0510：5011：2014：5515：4515：5016：1016：2514：2014：3515：1516：1016：3514：0015：0515：4016：1016：352024/1/443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。

作业名称齿轮加工所属车间机加工车间观测人审批观测日期10月7～9日共3天观测项目10月10月10月小计百分比

7日8日9日次数（％）合计百分比次数（％）基本作业钻扩孔12108304.442862.4拉键槽87152.2粗车39403311216.3精车3630329814.3滚齿3026288412.2磨齿151511416.0去毛刺768202.9检查61012284.1辅助作业准备材料565162.314220.6中间检查111011324.7清理工作地585182.6准备工夹具787223.2清点数量记录151611426.1其他354121.7宽放商量工作34181.211617.0搬运零件211714527.6等待12118314.5休息645152.2上厕所32381.2其他1120.32024/1/444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，根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〕工位器具不适宜，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。2024/1/4453〕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，而拉键槽有充裕能力，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。2024/1/446另外，在根本作业中，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根本作业进行分析改进。2024/1/447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，降低本钱。2024/1/448图10-8C汽水流程程序图2024/1/449该厂C汽水的生产流程程序图如图8-8所示。此流水线的大局部工作属于纯机动的，少局部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。2024/1/450〔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。2024/1/451(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：18、13、02、09、11、19