工作研究與PAC

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1 Introduction to 工作研究與績效分析
工作研究
鄭 榮 郎 博士
正修科技大學 工管系 副教授
Email: [email protected]
Work study and PAC
2 Introduction to 工作研究與績效分析
課 程 大 綱
•
•
1.
2.
•
•
•
觀念篇(何謂IE發展史、工作研究)
方法研究
程序分析(大處著眼)之改善技術
作業分析(小處著手)之改善技術
IE改善之基礎-標準時間之設定
生產績效分析(PAC)
個案分組討論
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3 Introduction to 工作研究與績效分析
IE的沿革
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4 Introduction to 工作研究與績效分析
IE(工業工程之定義 )
美國工業工程學會(AIIE)在
1995之定義:
•對人員、物料和設備等整體
系統的設計、改良與裝置做
最好的處理,運用工程學的
分析及設計原理與技術,並
利用數量、物理學、社會科
學諸領域的專門知識與技能,
使得到的績效給予規定、預
測和評估。
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5 Introduction to 工作研究與績效分析
IE(工業工程之定義)
專
提
注
升
•設計
•改良
•裝置
對人員、物料和設備之
整合性系統
•規定
•預測
•評估
系統運作產生的結果
•專門知識
•專門技能
數量、物理與社會科學
•原理
•方法
•工程分析
•工程設計
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6 Introduction to 工作研究與績效分析
工作研究之四大部份
1. 最經濟之最佳之方法、最好之動作、與最
大效率之方法(方法研究、工作改善)
2. 工作方法、材料、工具及設備等之標準化
(工作標準化、SOP之訂定)
3. 決定平均工作者完成工作所需之時間(工
作衡量、標準時間設定)
4. 新方法之作業指導(標準維持)
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7 Introduction to 工作研究與績效分析
工作研究之發展史
 第一個時期為1900-1930年中,一般稱為科學化管
理(Scientific management)。
 第二個時期為工業工程時期(Industrial
engineering),始於1920年代。
 第三個時期為作業研究(Operational research)的時
期,從1940年代至1970年代中期。
 第四個時期,即工業及系統工程(Industrial and
system engineering) ,大約始於1970年左右。
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8 Introduction to 工作研究與績效分析
工作研究之發展史(一)
科學化管理:探討的是科學管理的觀念及方
法。出現於這階段的特色包括了互換性零
件、大量生產、標準化、勞工分工及專業
化及工作研究等。
工業工程時期:出現的特色有勞工聯盟、工
具設計、等候理論、獎工制度、生產力、
工程經濟、排程圖及統計品管。
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9 Introduction to 工作研究與績效分析
工業工程之發展史(二)
作業研究:藉數學、行為科學、機率論來解
決與戰爭有關的複雜問題,作業研究包括
的範圍極廣,例如線性規劃、動態規劃、
馬可夫鍵、計畫評核術等。可以說大部分
以計量方法解決管理或一般公司運作上的
問題的方式、都是來自於作業研究觀念的
應用。
工業及系統工程:出現的特色有自動化、系
統設計、資訊系統、決策理論、模疑、系
統工程及最佳化理化等。
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10 Introduction to 工作研究與績效分析
工業工程之發展史
• 1776:Adam Smith提倡經由分工(Division of labor)
來增加生產力 (專業化/Specialization)
• 1798:Eli Whitney的可更換零件(Interchangeable
parts)的觀念也被現代製造工廠廣泛的使用( 標準
化/Standardization)
• 1881:泰勒之科學管理原則
• 1927:福特同時化生產線之導入( 簡單化
/Simplification)
• 1912:吉爾勃斯之細微動作研究與動素之分析
• 1930:梅育(Mayo) 之霍桑研究
• 1930:莫金遜把人的因素考慮在工作研究上,提出
工作簡化計畫(Work Simplification Plan)
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11 Introduction to 工作研究與績效分析
科學管理四項原則
1. 選拔科學化:探討最適合於該項工作的工
作方法(One best way)。
2. 訓練科學化:選擇適合於該項工作的工人,
並予以教導。
3. 工作方法科學化:設定該工作的標準工作
時間。安排適合的工作條件,使作業員能夠
順利工作。
4. 幕僚與直線配合科學化:管理方面的責任
不能由作業者來承擔 。
BACK
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12 Introduction to 工作研究與績效分析
泰勒之時間研究 (1856~1915 )
1898年,進入伯斯利恆鋼鐵廠(Bethlehem Steel Works)
,研究該廠工人鏟煤屑、礦砂等物料的工作 。
舊 方 法
新 方 法
作業員
400~600人
140人
平均工作量/人.日
16噸
59噸
平均工資/人.日
1.15
1.88
每噸人工成本
0.072美元
0.033美元
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13 Introduction to 工作研究與績效分析
吉爾勃斯之動作研究(1868-1924)
一家營造商,發現工人造屋砌磚時所用之方法各異,且每
一工人並不常用同樣動作。
舊 方 法
新 方 法
18
4½
每小時砌磚數
20塊
350塊
效 率
100%
300%
動
作
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14 Introduction to 工作研究與績效分析
革新期工作研究新主流
•
•
•
•
•
•
•
•
Just in time 生產方式
單件流程(One piece flow)
依作業流程排列設備
同期化(Cycle time)
一人多工程
多能工化
站立作業
U型生產線
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15 Introduction to 工作研究與績效分析
成功的工作研究與改善
• 由受過訓練IE背景之經驗人員來執行
• 與企業的經營合理化目標能夠一致
• 以書面的形式進行
• 讓管理者與員工能瞭解並同意
工作研究=永遠都有改善的空間
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16 Introduction to 工作研究與績效分析
觀念篇
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17 Introduction to 工作研究與績效分析
製造事業的浪費IE改善案例 1-垃圾桶的改善製造事業的浪費
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18 Introduction to 工作研究與績效分析
工作簡化分析
•三個基本要素
• 例如
1.“準備”動作—
.“倉庫領取焊錫條、回工
“做”的動作以前的動作 作台、焊槍電通、等
階屬之
待焊槍加溫、零件置
2.“做”的動作(操作/檢
於工作台、取焊槍及
驗)—
焊錫、焊接、冷卻、
真正處理事務的重點所
放回焊槍與焊錫、將
在
零件送至下製程”
3.拿開(收拾)動作—
為結束處理事務的整個
過程所需附加的動作
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19 Introduction to 工作研究與績效分析
工作之構成
預備
操作
收拾
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20 Introduction to 工作研究與績效分析
基本工作型態之構成
• 預備-時間和勞力花在諸如調整機器、放
置加工產品等準備性工作。
• 操作-實際工作,附加價值於產品上。
搬運作業
機械作業
手工作業
• 收拾-時間和勞力花在如取下加工物、處
理殘餘物品、存放或清理工作。
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21 Introduction to 工作研究與績效分析
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22 Introduction to 工作研究與績效分析
工作研究
改善技術
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23 Introduction to 工作研究與績效分析
方法研究
1.方法
2.材料
3.工具與設備
4.工作環境與條件
工作研究改善技術
程序分析
操作分析
整體製造程序分析操作程序圖
產品或材料之流動流程程序圖
設定工作標準
佈置或路徑分析線圖
動作研究-
動作經濟原則
閒餘能量分析人機程序圖
設定時間標準
1.決定基本操作時間
2.賦予評比
3.賦予寬放
工作時兩手之移動操作人程序圖
績效分析
員工操作訓練
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24 Introduction to 工作研究與績效分析
程序分析(Process analysis)-• 從大處著眼,IE改善之起步,為對整體製
程做全盤大體性之分析,其研究單位為各
個操作。
• 目的
1. 降低成本
2. 生產量的增加
3. 縮短生產週期
4. 減少材料損傷與維持品質
5. 減少在製品
6. 空間的有效利用
7. 提高安全與環境
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25 Introduction to 工作研究與績效分析
程序分析(Process analysis)技術
1.
2.
3.
4.
•
1.
2.
操作程序圖(Operation process chart)
流程程序圖(Flow process chart)
線圖(Flow diagram)
聯合程序圖(Operation process chart)
作業分析
操作人程序圖(Operator process chart)
人機程序圖(Man-Machine process chart)
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26 Introduction to 工作研究與績效分析
操作程序圖
• 構成事象僅為「操作」與「檢驗」兩種,對整體
製造程序做一鳥瞰式通盤概況之瞭解。(1)(2)(3)
2001-0020墊圈(2)
J-1108-2
2022-0130彈簧(1)
J-1109-1
2023-0140彈簧連軸(1)
J-11071, 7"*1/8"Dim
裝配墊圈與連軸於彈簧內
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27 Introduction to 工作研究與績效分析
操作程序圖分組討論(一)
1. 請以貴公司的某加工件劃出操作程序圖
2. 說明操作程序圖可清晰判別那些事項
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28 Introduction to 工作研究與績效分析
操作程序圖
• 操作程序圖可清晰判別那些事項
1. 各操作與檢驗的目的、生產線的大約位置以及品
質管制的重點
2. 零件或材料之規格、設計
3. 製造程序及加工流程的大約位置
4. 工具和設備的規格、型式與需要數量
5. 整體製造程序的精簡總表
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29 Introduction to 工作研究與績效分析
流程程序圖
• 流程程序圖為IE改善之最基本、最重要的技術也
是降低〔隱藏成本〕分析解決的最有力的工具,
可清楚地標示所有的操作、搬運、檢驗與遲延等
事項。(1)(2)
• 研究對象可以區分為
(一)材料流程程序圖:說明製程或零件被處理的步驟
以及
(二)人員流程程序圖:指出操作人員之所有一連串的
動作。
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30 Introduction to 工作研究與績效分析
流程程序圖
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31 Introduction to 工作研究與績效分析
流程程序圖例
搬運距離
(m)
單位時間
(分)
2122-3001機底橫架(4)
8呎長角鋼(1"厚)
10
5
300
儲存於物料庫2'高架上
搬下四輪小手車推車上
運到#2 車床上
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32 Introduction to 工作研究與績效分析
流程程序圖
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33 Introduction to 工作研究與績效分析
流程程序圖分組討論(二) 1
 “人”流程程序圖(1)
 “物”流程程序圖(2)
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34 Introduction to 工作研究與績效分析
程序分析(Process analysis)的改善原則
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
減少程序次數
改變程序的組合
減少停滯量與停滯次數
檢討檢驗程序的位置,改進品質減少檢驗程序
應用搬運的改善原則
加工程序的工作簡化
安排適任的作業人員
物流資訊的同步化
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35 Introduction to 工作研究與績效分析
線圖
• 製造程序中所有事項之資料,流程程序圖相當詳
盡,但如能繪製線圖(flow diagram)以圖式方式表
明實施之過程,與流程程序圖配合使用分析,對
於新方法之改善,將有莫大的助益。(1)
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36 Introduction to 工作研究與績效分析
• 分組討論(三)線圖結合流程程序圖案例
• 某一生產工場接收零件之原來佈置如圖,
零件由交付點運至儲存架之動線,以粗線表
示之,請劃出流程程序圖,並說明發現的問
題點。
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37 Introduction to 工作研究與績效分析
Work study and PAC
38 Introduction to 工作研究與績效分析
線圖之流程程序圖
Work study and PAC
39 Introduction to 工作研究與績效分析
Work study and PAC
40 Introduction to 工作研究與績效分析
線圖之流程程序圖
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41 Introduction to 工作研究與績效分析
作業分析改善技術
• 目的:在於詳盡一工作站上的
作業
1. 人機程序圖(Man-and Machine
Chart )--用於降低機器設備的
閒置時間(idle time) ,改善操
作人員與機器的平衡關係。
2. 操作人程序圖(Operator process
chart)—可刪除所有不必要的
動作,並把剩餘的必要動作
安排在最佳的順序。
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42 Introduction to 工作研究與績效分析
人機程序圖
• 意義:
用於分析在同一時間(或同一週期)內同一工作地
點之各種動作,並將機器操作周期與作業者操
作周期之相互間關係,正確而清楚地標表示出
來。案例
• 用途:
1. 利用此一空閒,操作另一部機器。
2. 利用此一空閒,作清除雜項規劃工作物或其他
手工之操作。
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43 Introduction to 工作研究與績效分析
•分組討論(四)人機程序圖之案例
• “老王與老李人機程序圖”
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44 Introduction to 工作研究與績效分析
操作人程序圖(Operator process chart)
• 意義:為特殊之工作程序圖,又稱為左右手
程序圖,分別將左右手之所有動作與空間都
予記錄,依其正確之相互關係,配合時間標
尺記錄下來。
• 目的:在於將各項操作更詳細的記錄,以便
分析並改進各項操作,可以明確看出動作是
否違反〔動作經濟原則〕設法發改進。
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45 Introduction to 工作研究與績效分析
• 分組討論(五)操作人程序圖案例
• “切玻璃管之操作人程序圖”
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46 Introduction to 工作研究與績效分析
工作研究之改善技術
• 操作分析(Operational analysis)--從小處著手,對各個操
作的動作運用刪減、合併、重組與簡化的方法,加以
分析改善、刪除不必要之動作使操作方法簡化。
1. 動作與動素分析
2. 動作經濟原則
3. 影片分析
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47 Introduction to 工作研究與績效分析
動作經濟22原則-關於人體之運用
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
雙手應同時開始並同時完成其動作。
除規定休息外雙手不應同時空閒。
雙臂之動作應對稱,並反向同時為之 。
手之動作應用最適化。
物體之運動量應儘可能利用之。
連續之曲線運動之考量。
彈道式之運動輕快確實。
動作儘可能輕鬆自然之節奏。
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48 Introduction to 工作研究與績效分析
動作經濟22原則-關於工作場所之運用
9)
10)
11)
12)
13)
14)
15)
16)
工具物料應放置於固定場所。
工具物料應放置工作者之前面近處。
零件物料之供應應利用到外立之工作者。
〔墮送〕方法應儘可能利用之。
工具物料依工作順序排列。
適當的照明設備。
工作抬及椅之高度的適當。
工作抬及椅之高度,使工作者保持適當姿勢。
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49 Introduction to 工作研究與績效分析
動作經濟22原則-關於工具設備之運用
17)
18)
19)
20)
21)
22)
儘量使用治工具代替之。
工具可能的合併為之。
工具物料儘可能預放在工作位置。
手指工作負荷的考慮。
手柄之設計。
槓桿原理之運用。
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50 Introduction to 工作研究與績效分析
動作經濟原則分組討論(六)
• 請問貴單位何種工作是否有違
反動作經濟之22原則
• 如何進行工作改善
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51 Introduction to 工作研究與績效分析
標準時間的設定
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52 Introduction to 工作研究與績效分析
時間研究的定義
•
係在決定一位合格適當有良好訓練之操作者,
在標準狀況下,對一特定之工作,以正常速度
(Normal pace )操作所需之時間。
• 重要條件
1. 合格適當之操作人
2. 良好訓練
3. 正常速度
(在0.5分鐘內將52張撲克牌分成四堆之速度)或(以0.35分鐘內走完 100呎的距離)
1. 必須在「標準狀況」下工作
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53 Introduction to 工作研究與績效分析
時間研究的用途
(1)作為計算標準產能的依據。
(2)作為作業指導,教育與訓練的標準。
(3)加工方法改善、新舊工作方法比較、工作選擇的根據。
(4)外購計畫、外購決策、外購件價格的審查與分。
(5)價值分析的基礎數據。
(6)改善或建議提案的評價。及獎勵改善建議案之基準。
(7)訂定產品價格的參考。
(8)工作評價之依據。
(9)成本之差異分析。
(10)成本之預估。
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54 Introduction to 工作研究與績效分析
時間研究的個案
例.1-應用於“能率管理”--作業者對工作之努力
程度如何?
作業者的努力程度=工作效率=能率
=總標準時間/實際之作業時間 ×100
250 件
%
1.5 分
生產件數 × 標準時間
× 100 % = 78.13 %
=
實際作業時間8hr × 60
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55 Introduction to 工作研究與績效分析
時間研究的個案
例.2-應用於“人員計算” --下月份要生產某零件
8000,須有作業員多少人 ?
必要人數=生產作業負荷 /每人月份直接時間
8000件
25分
產量 × 標準時間
1
1
=(每日上班時數 × 60分) × 每月上班天數 ×出勤率 × 直接率
8hr
25天
0.95
0.9
=19.5 → 20人
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56 Introduction to 工作研究與績效分析
時間研究的個案
例3.-應用於“工資制度、獎工制度”-- 作業員從事某項工
件用6hr,該工作標準時間為8hr,問該作業員應得多少工
資及獎金。
應得工資及獎金總數=
6hr
$50
40%
8hr
6hr
(實際工時 ╳ 每小時工資率)+ [獎金率 ╳ (標準時間- 實際工時)
$50
╳每小時工資率]= $340
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57 Introduction to 工作研究與績效分析
時間研究的階次
•第一階次:動作(Motion)
•第二階次:單元(Element)
•第三階次:作業(Operation)
•第四階次:製程(Process)
•第五階次:活動(Activity)
•第六階次:機能(Function)
•第七階次:產品(Product)
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58 Introduction to 工作研究與績效分析
時間研究之實施步驟
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
收集與記錄操作與操作者有關之資料。
將工作劃分單元(element)並加完整之記錄。
觀測並記錄操作時間(測時工作) 。
決定觀測週期數。
對操作者之各單元加以評比。
檢視並決定觀測週期數是否已經足夠。
決定寬放值(Allowance) 。
8.
訂定操作之時間標準。
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59 Introduction to 工作研究與績效分析
訂定標準時間程序
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60 Introduction to 工作研究與績效分析
建立標準工作時間
標準時間=觀測時間×評比×(1+寬放時間)
1. 速度評比(speed rating) 寬放考慮項目
• 私人寬放
2. 客觀評比(objective
• 疲勞寬放
rating)
◆費力的工作
3. 合成平準化評比法
◆高度重複性的操作
4. 平準化法(Leveling)
◆不良工作環境
• 延遲寬放
◆操作寬放時間
◆途發寬放時間
◆機器干擾
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61 Introduction to 工作研究與績效分析
速度評比(speed rating)
• 正常評比係數 =平均觀測時間 × 速度評比係數
• 正常以100%為正常,如評比為110%則表示比「正常速度」
快10%,如評比為90%,則表示「正常速度」應為實測之
90%。
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62 Introduction to 工作研究與績效分析
客觀評比(objective rating)
1.
公式:正常時間=速度標準評比係數(第一次調整) ×工作困
難度調整係數(第二次調整) ×實測單元之平均時間
第一次調整速度標準評比係數
60%
第二次調整工作困難度調整係數
E (1)身體之使用部份
8%
G (2)足踏情形
5%
H (3)兩手工作
0%
J (4)眼與手之配合
2%
P (5)搬運之條件
2%
W (6)重量
22%
總計
39%
正常時間=
10×0.6×(1+39%)
=8.34(sec)
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63 Introduction to 工作研究與績效分析
合成平準化評比法
合成平準化係數=PTS動作單元標準數據×相同操作單元之平均觀測時間
操作單元
平均觀測時
間
PTS單元觀
測值(分)
評比係數
平均
評比係數
1
0.12
0.13
108
110
2
0.09
3
0.17
4
0.26
110
5
0.32
110
6
0.07
110
110
0.19
112
110
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64 Introduction to 工作研究與績效分析
聯合作業的標準時間
• 有甲、乙、丙等三個作業員共同作業,其中丙
擔任主體作業,而甲、乙擔任補助作業(加工件
卸料、搬運與去除材料的毛邊) ,單位作業量為
每次加工5個的作業時間為7分鐘(含寬放) 。
• 請問
1. 標準時間?
2. 由4個作業員以6分鐘完成是否比較好?
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65 Introduction to 工作研究與績效分析
1. 標準時間=7分鐘×3人/5個=21分.人/5個
= 4.2分.人/個
=0.07時.人/個
2.標準時間=6分鐘×4人/5個=24分.人/5個
= 4.8分.人/個
=0.08時.人/個
• 增加=0.01時.人/個的浪費
Work study and PAC
66 Introduction to 工作研究與績效分析
生產線安排
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
工作單元時間之縮短
裝配順序的瞭解
人數或產量的決定
工作安排及平衡率計算
調整
執行
調整、定案
Work study and PAC
67 Introduction to 工作研究與績效分析
生產線安排
裝配線平衡的目的
是希望每個作業員的工作負擔儘量達到平均,
要達到這個目的,最好的方法就是先將整個裝
配工作分解成許多個基本動作項目,再將這些
動作項目組合成負擔平均的工作量而分配給每
位作業員。
Work study and PAC
製
程
七
製
程
八
製
程
九
35"
40"
製
程
六
37.5"
製
程
五
35'"
製
程
四
40"
製
程
三
47.5"
40"
製
程
二
生產
效率
為何?
37.5'
製
程
一
52.5'
40"
68 Introduction to 工作研究與績效分析
製
程
十
Work study and PAC
69 Introduction to 工作研究與績效分析
生產線安排
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
工作單元時間之縮短
裝配順序的瞭解
人數或產量的決定
工作安排及平衡率計算
調整
執行
調整、定案
Work study and PAC
70 Introduction to 工作研究與績效分析
生產線平衡案例
1.
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
平衡率計算=實際工
作時間/人數×週程時
間
單元時間
操作順序
週程時間
工作安排
平衡率
調整
平衡率
工作單 單元時 前置單
元
間(分)
元
1
0.66
無
2
0.35
無
3
0.30
1,2
4
0.32
3
5
0.31
3
6
0.35
5
7
0.33
4,6
總合
2.62
Work study and PAC
71 Introduction to 工作研究與績效分析
生產工程站順序
1
4
3
7
2
5
6
Work study and PAC
72 Introduction to 工作研究與績效分析
生產線平衡
1.
1)
2)
3)


平衡率計算=實際工作時間/
人數×週程時間
週程時間=7×60/600=0.7
工作安排
平衡率
=0.66+0.65+0.63+0.68/0.68×4
=96.32%
調整
平衡率
=0.66+0.65+0.66+0.65/0.66×4=
99.24%
工作站 被指派
之工作
單元
單元時
間和
超額時
間
1
1
0.66
0.04
2
2.3
0.65
0.05
3
4.5
0.63
0.07
4
6.7
0.68
0.02
工作站
被指派
之工作
單元
單元時
間和
1
1
0.66
0.04
2
2.3
0.65
0.05
3
5.6
0.66
0.04
4
4.7Work study
0.65 and PAC
0.05
超額時
間
73 Introduction to 工作研究與績效分析
績效管理制度流程圖
生產日報表
作業者
工時記錄表
IE人員
組長(檢討)/課長(檢討)
績效分析表
績效差異
原因分析表
IE人員
IE人員
績效管理會議
召開
(1)廠務主管
(2)各課課長、組長
(3) IE人員
績效管理會議
報告書
IE人員
改善活動
相關單位
Work study and PAC
74 Introduction to 工作研究與績效分析
績效管理報表範例
部 門
績效
成型組
實
績
/
標
準
工時
(分)
差
工時
(分)
異
製 造 課
加工組
生 技 課
生技組
工務組
品 管 課
生 管 課
採購組
統計
生管組
成本
(元)
成本
(%)
成本
(元)
成本
(%)
對
策
Work study and PAC
75 Introduction to 工作研究與績效分析
績效管理會議推行架構
生產日報
產量效率累積
生產實績月報
生產實績檢討會
效率週報
效率實績檢討會
Work study and PAC
76 Introduction to 工作研究與績效分析
生產績效的指標
指標量
衡量公式
生產效率
A.以產量或時間衡量
a.生產效率=實際產量÷標準產量×100%
b.生產效率=同產量標準工時÷實施工時×100%
B.以每小時(每日)之生產金額評定
每小時生產金額=總產量之貨品價值÷實際總工時
生產進度達成率
實際完成之生產數量或金額÷全期預定完成之生產數量
或金額×100%
材料使用率
材料實際量或金額÷材料標準用量或金額×100%
品質效率
缺點數÷檢查總點數×100%
製成率(yield)
例:製程1-4為90%之製成率
則總製成率為90%× 90% × 90% × 90%=65.6%
Work study and PAC
77 Introduction to 工作研究與績效分析
生產績效檢討改進
• 系統績效
 品質績效改進
 材料利用率提高
 工廠佈置改善
 搬運效率提高
 瓶頸作業改善
 產能利用率提高
•個別績效
機器設備速度改進
工作方法改善
工作熟練度提高
工作激勵之效果
個別績效獎工
Work study and PAC