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1、,适用专业：工业工程专业三年级学生,课程性质：专业必修课,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,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。,复习与思考,教学内容,第一节
2、 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,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,一、工作抽样的概念,概念：工作抽样（Work Sampling）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。,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
3、率为：,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。,图8-1 4名作业者工作状况,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
4、减少，观测次数越多，误差值越小，与秒表测时越接近。,二、工作抽样的特征,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。,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。,设备管理改善。研究机器（设备）的开动情况，查找机器
5、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。,四、工作抽样的优缺点,五、工作抽样与秒表测时比较,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
6、,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,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,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,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
7、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,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%。,图8-2 正态分布曲线,在工作抽样中，标准偏差的取值大小和抽样结果的可靠度对应。工
8、作抽样一般可取2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2的范围内，剩下的有5%可能落在2范围之外。,表8-3 正态分布概率,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,统计学证明，若P不是很小（5%以上），当nP5时，则二次分布非常接近正态分布。,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%。
9、,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，,（8-2）,（8-3）,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。,表8-4 不同抽样目的允许的绝对误差E值,3.64.5,2.43.5,1.21.4,1.62.4,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
10、8-5来确定。,表8-5 不同作业率（P）下的观测次数n（可靠度为95%）,表8-5 不同作业率（P）下的观测次数n（可靠度为95%）（续 ）,计算法：当可靠度设定为95%时,n =4P(1-P)/ E2 （8-4） n=4(1-P)/S2P （8-5）,式中，E为绝对精度，S为相对精度，P为观测事件发生率，n为需观测的次数。,确定P值有两种办法，一是根据以往的经验统计数，先大致选定一个P值；另一种办法是可预先进行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部分，计入总观测次数中。,例8-1 经过100次观测，求得某设备的开动率（或作业率、工作率）为7
11、5%，若取绝对误差为3%，求观测次数？,解：按式(8-5)得： n=4P(1-P)/E2=40.75(1-0.75)/(0.03)2=833(次) 已经观测了100次，尚需追加（833-100）次=733次。,二、工作抽样的实施步骤,1、明确调查目的范围 2、调查项目分类 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的确定 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,1、明确调查目的范围,调查目的不同，则观测的项目及分类，观测的次数，观测表格的设计，观测时间及数据处理的方法也不同。例如，调查设备开动率，则要明确调查的范围，是一台设备，还是车间主体设备
12、。若观测人的工作比率，也要明确测定的对象和范围，以便后面工作开展。,根据调查的目的和范围，就可对调查对象进行分类。如只是单纯调查机器设备的开动率，则观测项目可分为“工作（既开动）、停工（停机）、闲置”三项。如果进一步了解停工和闲置的原因，则应将可能发生的原因详细分类，以便进一步了解，图8-3是对设备的观测项目分类图。图8-4是操作人员的观测项目分类图。,2、调查项目分类,图8-3 设备观测项目分类图,图8-4 操作人员的观测项目分类图,图8-4 操作人员观测项目分类图,在观测前，首先按绘制被观测者的设备及操作者的平面位置图和巡回观测的路线图，并注明观测的位置。工时测定人员按事先规定好的巡回路线
13、在指定的观察点上作瞬间观察，判定操作者或机器设备的活动属于哪一类事项，并记录在调查表上。图8-5为某工厂的机器与操作者的配置平面图。图中圆圈为观测机器的位置，X为观测操作者的位置，带箭头的线表示巡回路线。,3、确定观测路径,图8-5 机器与操作者的配置平面图,为了使抽查工作准确、高效，应根据企业实际问题事先设计好表格。表格一般包括观测项目、观测者姓名及日期、被观测的对象情况、观测时刻等内容,根据内容和目的而定。表8-6是研究作业和空闲时间比例的观测表。 表8-7的观测仅仅是观测3台机器及3名作业者的开动率及作业率。而表8-8已将机器的停工和作业者的空闲细分，对观测结果的汇总处理能求出各活动时间
14、的构成比，并分析其原因以进行改善。,4、设计工作抽样观测表,表8-6 工作抽样观测表,表8-7 观测机器开动率和操作者作业率,表8-8 空闲时间细分观测,正式观测前，需要进行一定次数的试观测。通过试观测求得该观测事项的发生率（作业率或空闲率），然后根据前面所述式8-5及式8-6决定正式观测次数。 例如:观测某加工车间10人的作业状态，试观测一天，观测20次，则一天得到了1020=200个观测数据，对观测数据进行统计后有150次作业，50次空闲，则操作者的作业率为P=150/200100%=75%，当可靠度（置信度）规定为95%，相对误差为5%时，则由式8-6求得观测次数为:,5、试观测表及总观
15、测次数的确定,一般地讲观测次数决定于精度大小，为保证足够精度，观测数尽可能多。,考虑到调查目的，观测对象的工作状态，确定观测期间显得很重要。在上述例子中，一天做了200次观测，即使再准确也难以此来推断其一周，一个月的工作状态，因为工作效率会随着日期的不同而发生变化，具有一定的周期性等，还有因生产计划和条件的不同而发生很大的变化。在此例中，因为是10人作业，假设每天观测20次，则求得观测期间为：,确定观测期间及一天的观测次数,显然一天的观测次数为：,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，若工作稳定，每天观测20-40次较合适；而工作内容在一天中有较大
16、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。 在观测时，若作业内容稳定而均匀，可确定较短的观测期间，如装配线上的作业。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，如机器设备的维修工作内容不均匀等，要了解各种时间变化就需要确定较长的观测期间。,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。 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。,决定观测次数和观测期间应考虑以下几点：,为使工作抽样取得成功，必须将抽样的目的、意义与方法向被观测对象讲清楚，以便消除不必要的疑虑，并要求操作者按平时状态工作，避免紧张或做作。,6、向有关人员说明调查目的,7、正式观测,（1）决定每日的观测时刻。,正式观测还需决定每天每次的观测时刻。根据抽样理论，观测期间的全部时点的选择的几率要均等
