精益生产第8章.doc

第八章
PTS （预置时间标准法）——作业测定（3）
一、 预置时间标准法的概要
二、 模特法（MOD法）
三、 MOD法的应用

预置时间系统（Predetermined Time System）简称PTS。是国际公认的制定时间标准的通用技术手法。它利用预先为
各种动作制定的时间标准来确定各种作业的作业时间，而非通过现场观测的时间分析方法。

一、 预置时间标准法概要

1． 预置时间标准法的概念
预置时间系统（Predetermined TimeSystem）简称PTS法。是国际公认的制定时间标准的通用技术手法，它利用
预先为各大种动作制定的时间标准来确定各种作业时间，而非通过现场观测的分析方法。
当IE技术发展到时间分析阶段时，欧美国家的学者，特别是企业就在努力研究寻找，将动作赋予时间的方
法，因为当所有作业动作时间成为某一标准的常量时，那么任何作业就可以预置其作业时间，基于这一想法，到
近代为止由欧美企业研究发明了多种PTS方法。其中包括MTA法、WF法、MTM法，MOD法等40余PTS法。
（见表8-1）

表8-1
PTS
法名称
英文名
发明
时间
原创人
数据来源
动作时
间分析
（MTA）
Motion Time
Analysis
1924
西格 Segur

电影的微动作分析、
波形自动记录图
工作因
素系统
（WF）
Work Factor sys-
tem
1934
奎克J.H.Quick
谢安SHea
柯勒Koehler
用频闪观测器摄影
的现场作业片
方法时
间衡量
（MTM）
Methods Time
Measurement
1948
梅纳德Manynard
斯坦门Stegemerten
斯克布Sehwab
由现场作业片进行
的时间分析
模特法
（MOD）
Modllar
Arrangement of
Predetermined
Time Standard
1966
海特博士G .C
Heyde
由现场观察作业动作
及模似作业

随着科技 的发展及国际经济的一休化，产品的生命周期及产量朝着嵌其短批量小的方向民展，
上述方法的前三种由于设定和序复杂性，使标准时间的设置已无法适应现在企业所面螝的市场现实，
如果 标准时间还末定出而生产已完成了的话ST就失去了其固有的意义，因此基于我国国情与现场
IE管理实践向企业推荐第四种的MOD法，MOD法具有简便、易行、低成本、高效率制定时间标准的特点，且易于掌握运用。笔者在管理指导IE工作时，尤其对此体验深刻。在此忠心感谢海特博士为IE技术带来的巨大的进步。
2.PTS法的特点
PTS法最大的特点就是不用秒表即可以准确预定作业时间,并且不需评比,这给标准时间的设置带来极大效率,同时也保证了公平性与客观性.具体特点有以下几条:
(1) 新产品及新作业开始生产前可以事前标准时间，为未来的生产管理与改善提供了管理的标准与
(2) 方法的评估。
(3) 可以对作业内动素进行详细的时间预定，最大限度地提供了方法优化与评比的可能，从而确定
(4) 最合理、高效的作业方法。
(5) 不用秒表在生产作业前确定标准时间，制定作业标准。
(6) 不需要时间分析中对观测时间的评比与修正，可直接求得正常时间，只需宽放一步即可求得ST。
(7) 随着作业方法的变更而修订作业标准时间，因此PTS是生产线的流程再造及平衡改善时最方便
(8) 的评估与设定手法。

二、 模特法（MOD法）
1． 模特法概要与基本原理
1966年，澳大利亚的海特博士（G .C Heyde），在长期研究的基础上创立模特排时法 （Modllar Arrangement of Predetermined Time Standard）简称MOD，是在PTS技术中将时间与动作融为一体，是最简洁概括的新方法，因此MOD法易学易用，且实用方便，同时其精度又不低于传统的PTS技法。
模特法的基本原理来源于大量的人梵工程学试验总结。归纳有以下几个方面：
（1） 所有由人进行的作业，均是共通的基本动作组成的，模特法将实际生产作业中的人体动作归纳为二十一种。
（2） 不同的人做同一动作所需时间基本相等。
（3） 人体不同部位的动作。所用时间值是相互成比例的，如手的动作时间是手指动作时间2倍，小臂的动作时间是手指动作时间的3倍，由此就可以定义手指一次动作时间为人体动作的基本单位时间，同时其他动作与之成倍数关系计算求得。

2． 模特法的时间单位与动作分类
从理论上来说，时间单位的量值越小，越能精确地测量各种动作的时间值。对各种PTS法时间单位一般选择原则是，应小于该种PTS法中最快的基本动作，将该动作完成一次所需时间的某一量值作为该方法的基本时间单位。
模特法根据人的动作级次，选择一个正常人的级次最低、速度最快、能量消耗最小的一次，即手指动作的时间消耗值，作为它的时间单位，即
1MOD=0.129S

模特法的21种动作都以手指动作一次(移动距离2.5cm)的时间消耗值为基准进行试验、比较，来确定各动作的时间值。具体21个动作的分类及表示符号见下表（表8-2）

表8-2
分类
内容
符号
附加条件
上肢动作

基本动作

移
动
动
作

移
动
手指动作
M1

手腕动作
M2

小臂动作
M3

大臂动作
M4

伸直手臂的动作
M5

反射式动作
连续反复多次的反射动作
M1/2
M1 M2
M3

终
结
动
作
抓
握
碰触、接触
G0

不需要注意力的抓取
G1

复杂的抓取
G3
需精神上的注意
放
置
简单的放置

较复杂的放置如对准

需精神上的注意
具有装配目的的放置

需精神上的注意
下肢动作
脚部动作
蹬踏动作
F3

大腿动作
行走动作
W5

其他动作
独立进行的动作（此动作进行时其他动作停止）
目视观察
E2

校正
R2

判断与反应
D3

按下
A4

可同时进行的肢体动作
旋转动作
C4

弯腰弯体一站起
B17
往复进行
坐下一起身
S30
往复进行
附加因素

重量因素（负重动作）
L1

由上表可知，MOD法把人的动作分成上肢、下肢、其他等动作，分别由符号M、G、P、F、W等代表, 符号后仅赋予数字1.2.3…..代表模特时间值,如M1代表1MOD=0.129秒,M2即代表2MOD,以此类推. 除上述动作分类符号及分析符号外,还可以通过图形符号更加形象具体的理解记忆MOD体系(见图8-1略)
图形与符号的结合使工程师更加容易理解记忆.
利用此系统进行动作分析时非常方便,IE工程师只要清楚判定了动作类型,就可以立刻知道一个连续动作的时间值.用MOD法进行动作分析时还会碰到并非动作产生的动作时间消耗,其定义、符号及分类如表8-3：
表8-3
NO
名称
符号
内 容
例
1
延时
BD
表示一只手进行动作，另一只手处于停止状态，不给予时间
右手M
左手BD
2
保持
H
表示用手拿着或抓着物体一直不动的状态，主要指扶持与固定的动作，不给时间
左手H
右手P2

3
有
效
时
间
UT
指人的动作以外，机械或其他工艺要求发生的，非动作产生的固有附加时间，需要准确测时。如机械的工作时间、焊锡、铆接、测试、涂布等
插件焊锡时的执锡时间UT或仪表测试时间

3． 模物法的动作分析
上肢动作
（1）移动动作
移动动作由符号M表示，是指手指、手和臂活动的动作。因所使用的身体部位不同，所要达到的目的也不同，固而使用的身体部位及移动距离不同，同样时间值也不同。在模特法中，根据使用的身体部位的不同，时间值分五等。
① 手指的动作M1：表示用手指的第三个关节前的部分进行的动作，时间值为1MOD，动作距离2.5cm（参考值）．
动作举例：手持小零件的手指移动，手指拨动弹片式开关，回转小旋钮，抓住空气传动器的旋钮，用手指拧螺母，用手指擦密封条．
注意事项：手指的移动是很微小的，2.5 cm之间的反复移动很容易看漏掉,注意移动次数,时间是以次数计的,1次1MOD,3次3MOD.
② 手的动作M2:表示用手腕以前的手的部分进行的移动，动作距离5 cm（参考值）
动作举例：持住零件在手腕的移动范围内安装、对准。或手内工具在作业前的对准移动，转动烙铁、门轴及放小零件与电路板孔内。
注意事项：由于手腕的动作可进行横向、上下、左右、斜向和圆弧关的动作。因此根据M2的动作方式，伴随手的动作，小臂多少也要动作，但主动作是手的动作，小臂的动作是辅助动作，且现场作业中往往M2的动作频率很高
所以应仔细观察。
③ 小臂的动作M3：表示以肘关节为中心的，肘以前的小臂（包括手、手指）的动作。M3的移动距离为15 cm。
动作举例：拿取及放下加工部件，伴随手部动作碰触与装配，拿烙铁，及放工具时小臂的移动。
注意事项：由于手臂及手的动作会伴有肘关节的前后移动。此时肘关节的前后移动被看作是主动作M3的辅助动作。M3的移动动作范围，通常被称作正常作业范围，是人作业时的动作最合理高效的范围，作业标准的编制应尽可能在这一区域内完成。同时工装的使用，及设备的操控也应设计在这一范围为佳。
④ 大臂的动作M4：表示伴随肘的移动，小臂和大臂做为一个整体在自然状态下伸出的动作，移动距离30 cm。
动作举例：伸手拿上本位传递过不的产品，及传递给下一工位时的移动，或从传送带上拿零件。
注意事项：当手臂充分伸展时，伴有身体前倾的辅助动作，从时间值上来看仍是M4。
⑤ 大臂尽量伸直的动作M5：表示膊胳膊尽量伸直的基础上，再尽量前伸的动作，另外将胳膊向反向侧伸也是M5，移动距离一般为45 cm（参考值）。
动作举例：坐在生产线旁边拿放在传送带对面的零件，拿放在地上的物品。
注意事项：从劳动生理学的角度看连续做M5的动作是不可取的，应尽量减少M5的动作。
⑥ 反射动作：反射动作是将工具牢牢握在手里，反复性、重复作业时进行的动作。它不是每一次都特别需要注意力或保持特别意识的动作，是上述各种移动动作的连续反复动作，没有终结动作与之成对出现，所以又称为特殊移动动作。反射动作因其是反复操作，所以其时间值比通常移动动作小。
手指的往复反射动作M1——每一个单程动作时间为0.5MOD;
手的往复反射动作M2——每一个单程动作时间为1MOD；
手臂的往复反射动作M3——每一个单程动作时间为2MOD；
上臂的往复反射动作M4——每一个单程动作时间为3MOD；
M5的动作一般不发生反射动作，如果有必须马上改进，反射动作的时间值最大为3MOD。
动作举例：在零件上涂防护剂、用锤子敲东西、擦污迹。
（2）终结动作
终结动作是移动动作进行之后的目的动作。如触及或抓住零件，把拿着的零件移向目的地之后放入，装配，配合等动作。
① 触及动作GO：用手指或手去接触目的物的动作。这个动作没有抓住目的物的意图，只是触及而已。这旨瞬间发生的动作，所以没有动作时间，时间值为0MOD。
动作举例：按动起动开关及关掉紧急刹车开关，推动（拔键）推放在夹具上的印刷电路板，左手抓住扶持相对较大的零件推动快速夹。
② 抓的动作G1：用手指、手掌简单地抓住的动作，抓的时候动作自然顺畅及踌躇现象，被抓物附近没有障碍物，时间值为1MOD。
动作举例：抓单独放置的一个零件，已经进行位置预置的工具如电动螺丝刀（气动），拿上工位传递下来的半成口（零件本身不需要太多注意力）拿记号等。
③ 抓的动作G3：需要注意力，用G0或G1的动作不能完成的复杂的抓的动作，时间值为3MOD。一般会伴随有迟疑踌躇现象，需要准确定位及高度注意的抓取。
动作举例：拿易损的精密零件，拿供料盒中不规则放置的小零件，要求按规定位置抓取的精密零件，轻轻地拿易变形的零件。
④ 放置动作PO：表示拿着物品到目的地后，直接放下的动作。放置的场所没有特殊的规定，一般不需要注意看，没有时间值，即时间值为OMOD。
动作举例：放回使用过的工具，拿半成品放在作业台面（不用对位），安装只需一放即可的零部件。
⑤ 放置动作P2：需要注意力，往目的地放东西的动作，并需要用眼睛盯着进行一次修正的动作。时间值为2MOD。
一般P2动作适合于能够大体上确定位置或指定位置，虽有配合公差但配合不很严密的场合。
动作举例：将垫圈套在螺栓上（同样精度的任何装配），或取半成品放入固定夹具中，把烙铁放在烙铁架上，将半成品放在给下一工位的传递位置。
⑥ 放置动作P5：需要注意力，将物品准确放在规定位置，进行装配的动作。它是比P2更复杂的动作。P5需要伴有两次以上的修正动作，自始至终需要用眼睛观察，动作中产生犹豫，时间值为5MOD，P5需要将物品放在精确定位的位置，或装配公差精度要求较高的情况。
动作举例：将电子零件的零件脚对准电路板孔位插入。轴与轴承的装配，对准测试触点进行测试。装配准确的组合零件，将电动螺丝刀对准螺丝，将锡线对准焊点。
（3）移动动作与终结动作的结合
无论什么动作移动动作之后，必定伴随着终结动作。例如，拿电动收螺丝机，移动动作为M3，终结动作为G1，其动作符号的标记为M3G1，时间值为3MOD+1MO=4MOD表8-4为现场半作业的动作分析，我们可知大多数的作业动作是成对、成组出现的。

表8-4 PCB板触点拖锡工作作业分析
动作描述（左手）
分析式
MOD数
分析式
动作描述（右手）
从物料盘取PCB置于面前
M3G1M3
7
H
握住烙铁
拿住PCB板
H
4
M2P2
放烙铁换到PCB拖锡位
拿住PCB板
H
0
UT=0.78
拖一个锡点位
拿住PCB板
H
12
(M2P2)*3
放置烙铁到另外3个拖锡位
拿住PCB板
H
0
UT=1.04*3=3.12
拖三个锡点
拿住PCB板
H
18
(M2P2M2)*3
清洁烙铁头
转动PCB检查拖锡位
R2E2D3
7
H
握住烙铁
MOD=53
UT=3.9＂．正常作业时间＝53*0.13+3.9=10.79＂

（4）同时动作
用不同的身体部位，同时进行一样或不一样的两个以上动作叫同时动作。一般以两手的同时动作为佳，但两手无法同时进行都需注意力的工作。
①两手同时动作的条件（见表8-5）
表8-5
同进动作
一只手的终结动作
另一只手的终结动作
可能
G0 P0 G1
G0 P0 G1
可能
G0 P0 G1
G3 P2 P5
不可能
P2 G3 P5
G3 P2 P5
②两手同时作业的时间值
时间值以用时较长的一方为准。同时注意两个动作的次序，同时动作时的作业方法会影响到最终时间结果。
下肢和腰的动作
（1） 蹬踏动作F3：将脚跟踏在板上，压脚踏板的动作，时间为3MOD注意当脚再次抬起时则视作第二个F3。如脚踏开关的使用，踏下时为F3，机器动作则视为有效时间，当脚离开断掉开关又是一次F3。
（2）步行动作W5：身体水平移动，走步使身体移动的动作。回转身体也要挪动脚步，同样视作步行动作。步行时每一步用W5表示，时间值为5MOD。
（3）身体弯曲动作B17：从站立状态弯腰蹲下单膝触地，然后再返回原来状态的整个过程。时间值为17MOD。
（4）站起来再坐下动作S30：坐在椅子上站起来再坐下的周期动作。包括同时进行的两手推拉椅子的动作，时间值为30MOD。
辅助动作
（1）搬运动作的重量因素L1：搬运重物对速度会造成影响，判断基准如表8-6。
重量因素只在放置动作时附加一次，而不在其他过程中考虑，且不受搬运距离影响。搬运重物是不合理作业需改善。
表8-6
有效重量
〈2 kg
2-6kg
6-10kg
10kg以上每加４kg
判断标准
不考虑
L1
L1*2
增加1MOD

有效重量的计算原则：

负重状态
有效重量计值
单手负重
等于实际重量
双手负重
1/2实际重量
滑动运送物体
1/3实际重量
滚动运送物体
1/10实际重量
两人搬运物体不分单双手
1/2实际重量

（2）眼睛的动作E2：独立动作，眼睛的动作分为眼睛的移动（向一个新的位置移动视线）和调整眼睛的焦距两种。每种动作用E2表示。时间值2MOD。注意只有眼睛独立动作时，才给眼睛动作以时间值，在可以清楚地看清物体的正常视野范围内不给眼睛动作时间值，但在正常视野内，对于调整焦距的动作在必要时给E2，所谓正常视野为眼睛的移动在20cm、30°的范围内。看更大范围时，伴随着眼睛的移动还有头的辅助动作，而且两者同时进行，这相当于100°的范围，应给予E2*3的时间值。
在实际操作上如果是外观检查则在20cm2范围内，根据产品形状设定观察的具体范围和次数，否则操作起来很难确定给几次E2为合适，如果是加工结果检查例如PCB的焊点检查，则以焊点数及面积来明确一个E2的范围。
（3）矫正动作R2：独立动作，在一只手的手指与手掌内进行的改变方向或调整握姿的复杂连续动作，用R2表示，时间值为2MOD。注意只限于用R2独立进行动作时，才给R2的时间值，往往熟练的作业员会在拿取后移动的同时进行矫正的操作。此时只给抓和移动的动作时间值，不计矫正时间。常见的动作有拿取零件后在手中调整方向，及拿到工具后在手中调整握姿等。
（4）判断动作D3：独立动作，连续的动作之间发生的瞬时判断。这个判断及其反应的作用D3表示，时间值为3MOD。如检查工作，对外观、加工结果进行的判断，或对性能测试的结果进行的判断，以及对颜色、声音、手感等进行的判断。需注意的是只能当判断发生时，才给出D3，即当出现非正常结果时判断才发生并给D3的时间值。
（5）加压动作A4：独立动作，在作业时需要推、拉等克服阻力的动作，用A4表示，时间值为4MOD。
注意A4一般是在推、转等动作终了后且其他动作停止时发生，同时伴有手和胳膊及全身肌肉紧张。要求加力在2kg以上才计时。由于用力产生的少许移动动作不计时。动作如在关紧闸门的最后一紧，间隙很小的装配时压入，拧螺丝时最后的收紧，闭合配合紧密的产品外壳等动作。
（6）旋转动作C4：以手或肘关节为轴发生的圆周旋转动作，转一周的时间值C4即4MOD。
注意：转1/2周以上才视为旋转动作，不到1/2周时，视作移动动作，且当旋转带有2kg以上的负荷时，时间值按有效时间计算。
动作：如转动机械的手柄，搅拌液体等。
三、 MOD法的应用
（1）制定标准时间：
用PTS的方法制定标准时间，有时间分析的观测方法无法比拟的优点，因为它去除了对观测时间进行评价时导致的对ST的客观性及公平性的人为影响，而这正是ST所追求的目标。所以就现有世界上制定ST的方法中，PTS法是相对客观性及公平性最高一级的方法。
用PTS的方法得到的作业时间直接就是正常作业时间，不用评价只须对其进行宽放就可以得到标准时间（ST），由公式可各知：标准时间（ST）=正常作业时间*（1+宽放率）
下面以MOD法对某现场实例进行ST的制定说明此过程。
① 现场观察目标工序进行MOD法的动作分析见表8-7略
② 根据作业条件确定宽放时间
③ 按公式计算标准时间:ST=正常作业时间*（1+宽放率）
（2）对作业改善进行方法及工装评价,下面以现场一具体案例进行说明。
某工厂现场生产线上，有二个收紧螺丝的工位，经过测量发现严重的作业不饱和现象，为了更好的准确掌握现状及确立改善方案，首先我们对现状的作业方法进行了MOD法的动作分析，准确量化作业，发现问题点，以便提出改善方案：
（1）现状作业分析见表8-8
表8-8
产品型号：P10
工序各称：收面壳螺丝
部门：AD6
文件编号：P10-ST-018
NO
动作描述（左手）
表达式
模特数
表达式
动作描述（右手）
1
等待
BD
11
M4G1M4P2
取半成品放入夹具内
2
推夹头夹紧
M2G0M2P0
4
BD
等待
3
取螺丝对准
M2G3M2P5
12
M3G1M3
抓电批至胸前
4
取螺丝
M2G3M2P0
8
M3P5UT=1.25秒
对准孔位上螺丝
5
对准螺丝
M2G0M2P5
14
M3G0M3PB5UT=1.25
抓电批对准上螺丝
6
松开夹头
M2G0M2P0
4
BD
等待
7
等待
BD
6
M2G1M3P0
取成品放于皮带拉上

总模特数
59
UT
2.5秒
CT=10.17秒/PCS

编制
XXX

审批
XXX
（2）现状分析表8-9
NO
问题点分析
对策
1
工序作业CT=10.17秒
生产线的CT实= 3600
产量/小时= 3600/4200=8.5秒
如果工序CT减少20%则可以节少1个作业员
研究采用半自动供螺丝,使人的作业只需进行收螺丝即可.那样可节省25%的作业时间
2
取螺丝及对准用了12MOD,两次取螺丝及对准占去整个工进1/4.供料的准时化问题.
分析作业方法中的动作时间消耗,针对浪费工时的运输及供料方法时行改善，压缩20%工时。
3
夹紧夹头及松开夹头动作浪费，夹具简化，消除不产生价值的动作时间消耗。
夹紧的必要性需讨论，工序目的是收螺丝，简单固定，左手扶持即可进行收螺丝作业，夹具再设计one touch方式．
4
电批对准螺丝时有多次P5的动作，可否简化。
夹具设计限位自动对准，减少动作难度至P2
1． 改良夹具设计，去掉夹紧机构，增加限位。
2． 半自动供螺丝，去掉取螺丝及对准的作业。
③对策评估——PTS的MOD法对方案进行动作分析预置ST 表8-10
产品
型号
P10
工序
名称
收面壳螺丝
部门
AD6
文件
编号
P10-ST-01801
NO
动作描述
（左手）
表达式
MOD
表达式
动作描述
（右手）
1
取产品放入夹具
M4G1M4P2
11
H
持住电批
2
持住
H
8
M3P2M3
UT=1＂
对准并收螺丝
3
持住
H
10
M3M2P2M3
UT=1＂
对准第二个孔位收螺丝