IE應用IE技術提高生產效率-GB.docx

工业工程技术培训
应用IE技术提高生产效率

讲 师：洪 明 智（Major Hung）

课 程 大 纲
页 次
一、工业工程（I E-Industrial Engineering）的内涵与应用
（一）工业工程之定义与内涵
（二）IPO系统管理模式
（三）IE 机制建立
二、标准工时系统
（一）作业标准时间（OST- Operation Standard Time）之结构
（二）正常时间 (Normal Time)
（三）标准时间 (Standard Time)
（四）管理宽放（Management Allowance）
（五）绩效分析与控制（PAC-Performance Analysis & Control）
三、时间衡量系统介绍
（一）预定时间标准（Pre-determined Time Standard）
（二）方法时间衡量M T M（Methods-Time Measurement）
（三）W F（Work Factor）
四、疲劳或休息宽放（Fatigue or Rest Allowance）之订定
（一）休息宽放时间定义
（二）决定休息宽放时间应考虑之因素
五、工业工程之常用工具
（一）操作程序分析（Operation Process Chart Analysis）
（二）流动程序分析（Flow Process Chart Analysis）
（三）双手程序分析（Two-Handed Process Chart Analysis）
（四）人机配合分析（Man-Machine Analysis）
（五）动作改善要领（Key Points of Motion Improvement）
（六）动作经济原则（Principles of Motion Economy）
（七）流动图分析（Flow Diagram）
（八）工厂布置规划（Plant Layout Planning）简介
（九）缩短换线换模时间之要领简介
（十）降低装配线平衡损失
六、I E 改善心法

※ 工业工程技术培训 参考资料
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53~90

一、工业工程（I E-Industrial Engineering）的内涵与应用

（一）工业工程之定义与内涵
Industrial Engineering is concerned with the design, improvement, and installation of integrated systems of people, materials, information, equipment, and energy. It draws upon specialized knowledge and skill in the mathematical, physical, and social sciences together with the principles and methods of engineering analysis and design to specify, predict, and evaluate the results to be obtained from such systems.
~ IIE-Institute of Industrial Engineering ~

美国工业工程协会之定义：
工业工程系有关设计、改进及建立包括人员、物料、信息、设备、能源的整合系统；其系利用数学、物理学、社会科学中的专门知识与技术以及工程分析、工程设计的原理与方法，去确立、预测及评估系统之结果。

（二）IPO系统管理模式

Feedforward 前馈
供货商 顾客
Supplier Customer
Production
生 產

Feedback 返馈

产出Output
处理程序Process
投入Input
加工/转化过程
果
因
What?
How?
What?
‧Man 人才
‧Material资材
‧Money钱财
‧Machine机器
‧Message信息
‧Man 人才
‧Machine机器
‧Method方法
‧Quality品质
‧Cost成本
‧Timeliness时效
‧Service服务

价值 Function机能
Value = ------------------------
Cost成本
Function：Q、T、S

（三）IE 机制建立

(a) 基本业务 (Primary Activities)
(b) 工程业务 (Engineering Activities)
(c) 咨询业务 (Consultation Activities)

工业工程（IE-Industrial Engineering）业务总览

(a) 基本业务:
系统维护(System Maintenance)
(b) 工程业务:
系统改善 (System Improvement)
(c) 咨询业务:
系统创新(System Innovation)
机能
‧作业效率控制控制

‧成本控制
‧作业效率改善

‧成本降低及预防
‧组织效率改善

‧价值创新
目标
‧效率维持
‧效率改善
‧改善有效性(effectiveness) 及强化与策略之连结性
方法
‧分析&测量
‧分析&设计
‧总体分析&建立知识库

业务活动

‧依据工作研究设定工作目标、标准及成本

‧提供目标设定、计划与管制所需之数据或数据

‧设计新系统及新方法

‧致力于目标之达成及重设目标

‧连结及整合系统、方法到组织机能

‧连结个别目标到组织目标

所需的知识

‧有关制程条件之特定知识
‧分析&测量的知识

‧特定领域之专业知识以及在改善过程中所需的广泛知识

‧在生产活动、组织运行上所需的通用知识以及整合、运用相关知识的能力
二、标准工时系统

（一）作业标准时间（OST- Operation Standard Time）之结构

作业标准时间
OST
码表测时
评 比
评 比
影片分析
动时分析
MTM / WF
正常时间
NT
作业宽放
OA
历史资料

观测时间
ObT(Observed Time)
特别宽放
政策
宽放
程序宽放
个人宽放
疲劳宽放
评比
作业宽放OA
正常时间NT
作业标准时间OST

（二）正常时间 (Normal Time)

1. 正常时间就是以正常速度 (Normal Speed) 工作时，完成一个单位之作业所需的时间。
2. 正常速度 (Normal Speed) 就是作业人员经过适当的训练后，在正常的工作条件及适当监督下，不急不徐、不慌不乱地执行作业且无故意浪费时间之迟缓，此时的作业速度就称为「正常速度」。
3. 与一般的行走速度相比，正常速度相当于 “每小时行走3英里或 4.8公里之速度”。

（三）标准时间 (Standard Time)

1. 依照美国SAM (Society for Advancement of Management)的定义为：「在标准条件下，以正常速度工作的时间再加上因疲劳、准备及微小的作业延迟等宽放之总和，称为标准时间」。

2. 单位标准工时（UST-Unit Standard Time）

（1）分布式的作业：例如准备作业、前加工作业等等。

n
4 UST ＝ Σ OSTi × (管理宽放系数MAF)
i=1

n
4 Σ OSTi ＝OST1 ＋OST2 ＋OST3 ……＋OSTn
i=1

（2）流水式生产线的作业：例如装配线加工作业
(作业人数) × (每日工作时间)
4 单位标准工时UST＝－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
(每日目标产量)

4 单位标准工时UST＝(瓶颈站标准时间NST) ´ (作业人数)

（3）人机配合之标准工时

4 人员为主之作业
作业标准时间 OST＝(正常时间NT) ´ 作业宽放系数OAF)
单位标准时间UST＝(瓶颈站标准时间NST) ´ (作业人数)
单位标准时间UST＝(每日可用工作时间) ´ (作业人数) ÷ (目标产量)

4 机器为主之作业
标准时间ST＝(机器加工时间MT)
单位标准时间UST＝(瓶颈机器加工时间NMT) ´ (作业人数) ÷ (目标产量)
单位标准时间UST＝(每日可用工作时间) ´ (作业人数) ÷ (目标产量)

（4）报价标准工时（PST-Priced Standard Time）
4 报价标准工时PST＝ (单位标准时间UST) × (管理宽放系数MAF)
＝ (单位标准时间UST) × (1＋管理宽放 %)

（四）管理宽放（Management Allowance）

1. 管理宽放亦称为组织宽放（Organizational Allowance），是由于管理上的问题或组织上的行为，造成「非生产性工时」之产生，虽然是属于不得已的 “恶”，但就「责任别绩效管理」的精神而言，仍然给予“宽放”。

2. 管理宽放系数（MAF-Management Allowance Factor）

工作时间
管理宽放系数MAF＝ －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
可用于生产之工作时间

工作时间
＝－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
工作时间－非生产性工时

3. 非生产性工时（Non-Productive Time）项目
代号
项 目
说 明
NP-01
待料
因缺料所造成之停工损失。
NP-02
机器故障
因机器故障所造成之停工损失。
NP-03
停电/ 停水/停气  
因停电/ 停水/停气所造成之停工损失。
NP-031
停电
因停电所造成之停工损失。
NP-032
停水
因停水所造成之停工损失。
NP-033
停气
因停气所造成之停工损失。
NP-04
材料不良
因材料不良所造成之停工损失。
NP-05
工程变更
因工程变更所造成之停工损失。
因工程变更所造成之返工、修理等损失。
因工程变更所造成之学习损失。
NP-06
新订单、新产品
因新订单或新产品生产所造成之学习损失。
NP-07
缺订单
因缺订单所造成之停工损失。
NP-08
换型号、换线
因换型号或换线所造成之产能损失。
NP-09
新产品试作
因试作新产品生产所造成之损失。
NP-10
6S活动
因6S活动所造成之停工损失。
NP-11
培训、开会
培训、开会所造成之停工损失。
NP-99
其它
因其它原因所造成之停工损失。

（五）绩效分析与控制（PAC-Performance Analysis & Control）

◎责任别之绩效分析

工作时间：8 小时

6.4 1.6
公司责任 停工待料：1.6 小时
6.08 0.32
部门责任 机器故障：0.32小时
6.08
个人责任
作业标准：1000 件/小时
实际产量：5776 件/天 (良品)

[ 分析 ]：
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
‧个人效率： 95 ％ ( 5776 ÷ 6.08 ÷ 1000 )

‧部门效率： 95 ％ ( 6.08 ÷ 6.4 )

‧公司效率： 80 ％ ( 6.4 ÷ 8.0 )

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
‧个人绩效： 95 ％ ( 5776 ÷ 6.08 ÷ 1000 )

‧部门绩效： 90.25％ ( 95 ％ × 95 ％ )

‧公司绩效： 72.2 ％ ( 95 ％ × 95 ％ × 80 ％ )

或 5776 ÷ ( 6.08 ×1000 )
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

三、时间衡量系统介绍

（一）预定时间标准（Pre-determined Time Standard）

（二）方法时间衡量MTM（Methods-Time Measurement）

1. 伸手（Reach）
＊ 影响「伸手」时间的因素：
＊ 伸手至目的地所需要的控制程序。
＊ 动作之形式。
＊ 移动之距离。

2. 移物（Move）
＊ 影响「移物」时间的因素：
＊ 移物至目的地所需要的控制程序。
＊ 动作之形式。
＊ 移动之距离。
＊ 物体之重量或遇到之阻力。

3. 旋转（Turn）
＊ 转动之距离，亦即旋转之角度。
＊ 旋转时所遇到之阻力。

4. 加压（Apply Pressure）

＊ 加压动作之种类。

5. 抓取（Grasp）
＊ 物体摆放之形式。
＊ 物体之尺寸大小。
＊ 物体摆放处周围之环境。
＊ 抓取之种类。

6. 放手（Release）

＊ 放手之种类。

7. 对准（Position）
＊ 装配对象之松紧程度。
＊ 装配对象间之对称性。
＊ 对准时之允差。
＊ 装配对象之难易度。

8. 拆卸（Disengage）
＊ 对象之松紧程度。
＊ 动作之难易度。
＊ 动作时是否需要小心谨慎。

9. 转动（Crank）

＊ 曲柄或转轮之大小。
＊ 转动之圈数。
＊ 转动阻力之大小。
＊ 转动之形式。

10. 眼睛移动及注视（Eye Travel & Eye Focus）

＊ 视线移动之距离。
＊ 眼睛至物体之距离。

11. 躯体动作（Body Motions）

＊ 动作之部位及形式。
＊ 移动之距离。

12. 同时动作（Simultaneous Motions）、合并动作（Combined motions）。

＊ 依据各动作之难易度。
＊ 是否在眼睛之正常视觉范围内。

（三）工作因素法WF（Work Factor）

工作因素法之动作单元
动 作 单 元
符号
备注
运送(Transport)
- 伸手、运空
(Reach、Transport Empty)
- 移物(Move)

抓取(Grasp)

放手(Release)

预对或定向(Pre-position)

装配(Assemble)
- 机械装配(Mechanical Assembly)
- 表面装配(Surface Assembly)

拆卸(Disassemble)

程序时间(Process Time)
PT

Use
心智过程(Mental Process)
- 移动视线(Focus)
- 检视(Inspection)
- 反应、回忆、计算
(Re-action、Recall、Compute)

!

头部转动(Head Turn)
身体转动(Body Turn)
走动(Walk)
HT
BT
Walk

持住、握持(Hold)

休息、闲置(Rest、Idle)

n 影响动作之工作因素(Work Factor)
丟棄用過之棉花棒
投擲鐵塊
在輸送機上推動重物箱

基本動作：無WF
重量：W
阻力：W

伸手至香煙盒
穿針動作
伸手至破玻璃杯口

定點停頓：D
定点停顿+引导：D+S
点停顿+谨慎：D+P

將積木放置在頂端
搬料箱至工作台上
繞過障礙物之移物

定点停顿+引导+谨慎：D+S+P
定点停顿+重量：D+W
定点停顿+改变方向：D+C

四、疲劳或休息宽放（Fatigue or Rest Allowance）之订定

（一）休息宽放时间定义
休息宽放时间亦称松弛宽放时间或疲劳宽放时间，通常以正常时间之百分数表示之。换言之，休息宽放时间乃是以正常时间增加若干百分数，希望工人在某种情况之下，做某种操作所用之精力，能有恢复其生理及心理上所发生疲劳的效果。
休息究应采取何种方式，并无一成不变之规则，许多工厂通常在上下午工作时间中，各规定十至十五分钟之休息，并与饮茶、咖啡、或冷饮及点心时间相配合，其余休息宽放时间，则任由操作人员自行支配。不过短时间而多次的休息，比长时间而次数少的休息较为适当。

（二）决定休息宽放时间应考虑之因素
1. 固定宽放时间
固定宽放时间分为(1)补偿因工作而消耗精力之宽放时间，或称基本疲劳宽放时间及(2)个人宽放时间，如洗手、如厕所及饮水等。基本疲劳宽放时间为正常时间百分之四(4%)。个人宽放时间为正常时间百分之六(6%)。因此固定宽放时间通常为正常时间10 %。妇女们个人宽放时间比较男人为多，一般多给2 %。

2. 变动宽放时间
变动宽放时间视各个单元情况不问而变化

五、工业工程之常用工具

（一）操作程序分析（Operation Process Chart Analysis）

＊ 操作或作业程序表（Operation Process Chart）
或称为简要程序表（Outline Process Chart）

＊ 分析之项目与符号

项 目
符号
说 明
操作、作业
（Operation）
操作、作业就是将原料、材料、零件或半成品施予物理或化学之变化。
检查、检验
（Inspection）
检查、检验就是将原原料、材料、零件、半成品或成品之品质特性与设定之标准加以比较，判定其是否与标准一致。

（二）流动程序分析（Flow Process Chart Analysis）

1. 生产作业流程之分类

生产作业流程（工序）
作业单元
动作单元
动作要素

作

业

内

容

搬运待灌模
之线材

灌模作业

检查完成品

等待搬运

搬运完成品至
下一工序

更换模具

填充塑料料

灌模

准备线材

将线材放进模具内

灌模

取出灌模完成品

伸手至线材车架
抓取线材
移动线材至模具
将线材装入模具
固定线材于模具内

压下按钮

灌模

手法
制程分析、流程分析
操作人分析、人机配合分析
动作分析
MTM/WF分析
作业分析（Operation Analysis）

2. 制程分析与流程分析之项目与符号
项 目
符号
说 明
操作、作业
（Operation）

操作、作业就是将原料、材料、零件或半成品施予物理或化学之变化。
检查、检验
（Inspection）

检查、检验就是将原原料、材料、零件、半成品或成品之品质特性与设定之标准加以比较，判定其是否与标准一致。
搬运（Handling, Load/Unload）

搬运就是将原料、材料、零件、半成品或成品从某一位置搬下或搬上。
运送
（Transportation）

运送就是将原料、材料、零件、半成品或成品从某一位置移动至另一位置。
储存
（Storage）

储存就是因原料、材料、零件、半成品或成品在一段时间内不需使用，而加以存放。
等待、延迟
（Delay）

等待、延迟就是因区缺料、停机、人机配合不当或工作安排不顺，造成人员或机器设备之闲置、等待。

3. 流动程序表（Flow Process Chart）

或称为程序表（Process Chart）、流程表（Flow Chart）、程序分析（Process Analysis）或人员分析（Person Analysis）。

流动程序表的型式分为下列三种：

（1）以产品或物料为主之型式

（2）以人员为主之型式

（3）以机器设备为主之型式

作业名称 :

流程分析表
以□人员 □物件 为主
分 析 人 :
分析日期 :
对象名称 :
作
业

○
传送

ð
检
验

□
决策

◇
等
待

D
储
存

▽
时
间
:
分
数
量

距离
:
M
重
量
:
Kg
备注或改善要点
(删除) (简化)
(合并) (重排)
程 序 说 明

（三）双手程序分析（Two-Handed Process Chart Analysis）

装配工位布置图（现状）

纸箱
螺丝钉
平华司
弹簧华司
螺帽
装 配 区
作业人员

装配工位布置图（改善后）双手程序表（现状）
no.
左 手（LH）
右 手（RH）
no.
1

1
2

2
3

3
4

4
5

5
6

6
7

7
8

8
9

9
10

10
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11
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13
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15
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19
20

20
21

21
22

22
23

23
24

24
25

25

※ 完成一个螺丝钉的装配，需要？个动作的时间。

双手程序表（改善后）
no.
左 手（LH）
右 手（RH）
no.
1

1
2

2
3

3
4

4
5

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6

6
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7
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8
9

9
10

10
11

11
12

12
13

13
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15
16

16
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17
18

18
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20

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23
24

24
25

25

※ 改善后完成一个螺丝钉的装配，需要？个动作的时间。

（四）人机配合分析（Man-Machine Analysis）

1. 人机配合之种类

(1) 一人一机

(2) 一人多机

(3) 多人一机

2. 人机配合分析（Man-Machine Analysis）应用

【范例】机器加工

取材料

2’
装上材料

10’
开机
1’
机器加工(20分钟)
关机
1’
卸下
成品
3’
放置
成品
2’
人员闲置
机器闲置(12分钟)
机器闲置(7分钟)
人 g
机 g

【范例】人-机配合分析表（现状）
人 员 作 业
时间(分钟)
机 器 作 业

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

3. 人机配合效率改善之要领

（1）依据现况实施人机配合分析。

（2）找出人员、机器闲置的地方。

（3）将线内作业转换为线外作业。

（4）简化或删除线内作业及线外作业。

（5）安排一人多机或多人一之作业方式。

（五）动作改善要领（Key Points of Motion Improvement）

n 影响动作困难度和工时之因素
动 作 单 元
符号
因 素
运送(Transport)
- 伸手、运空
(Reach、Transport Empty)
- 移物(Move)

1.重量或阻力
2.目的地之范围大小
3.小心谨慎 4.方向之改变
5.距离远近 6.身体部位
抓取(Grasp)

1.抓取方式 2.困难度
3.物体之形状、大小与摆放数量
放手(Release)

放手之方式
预对或定向(Pre-position)

1.物体之形状、大小 2.单手或双手
装配(Assemble)
- 机械装配(Mechanical Assembly)
- 表面装配(Surface Assembly)

1.装配方式 2.公差配合程度
3.目标物之形状、大小
4.装配物之形状、大小
5.目视之情况
6.单手或双手
拆卸(Disassemble)

物体之松紧度或阻力
程序时间(Process Time)
PT
Use
1.程序时间长短 2.机器设备之特性
1.工具之形状、大小
2.物体之形状、大小
3.动作之方式
心智过程(Mental Process)
- 移动视线(Focus)
- 检视(Inspection)
- 反应、回忆、计算
(Re-action、Recall、Compute)

!

1.物体之特征
2.特征之分布范围
3.反应之复杂度
头部转动(Head Turn)
身体转动(Body Turn)
走动(Walk)
HT
BT
Walk
1.转动之角度 2.身体动作方式
3.移动步数
4.移动之路径
持住、握持(Hold)

休息、闲置(Rest、Idle)

n 操作分析检讨要点（by Mr. Barnes）

1. 材料
1) 在不影响品质之情况，可否用较廉价之材料为代用品？
2) 当送至操作者时，是否规格一致，情况正常？
3) 尺寸、重量、精度是否恰当而能经济地使用？
4) 物料是否已尽量利用？
5) 边料及不合格制品是否可加以利用？
6) 在制程中材料、零件、半成品之存量能否减至最少？

2. 物料搬运
1) 搬运之次数可否减少？
2) 运送之距离可否缩短?
3) 材料之收发、运送，及储存是否用适当之容器? 容器是否清洁？
4) 材料分送至操作者时有无延误？
5) 可否应用输送带以减除工作之提送(搬运)？
6) 材料之回送可否减少或剔除？
7) 可否重排布置或合并操作以免除不必要之运送？
8) 可否合并操作、检验或改变工作次序以免除不必要之运送？

3. 工具、夹具及固定器
1) 是否是适合此工作之最佳工具？
2) 工具情况是否良好？
3) 切削金属工具之削角是否正确？是否有集中研磨工具之部门？
4) 是否可变换工具或固定器，可使担任此道操作所需要的技术降低？
5) 用工具、固定器时，工人双手是否皆做生产性工作？
6) 可否采用「滑运喂料」「弹送」「夹持工具」？
7) 可否因「制造程序」之变更而使设计简化？
4. 机器
A. 准备工作
1) 操作者是否需自行准备其自己的机器？
2) 是否可因生产批量之合适大小，而减少准备之次数？
3) 蓝图、工具样板(量具)之供给有无耽搁？
4) 试样之检验有无延误？
B. 操作
1) 此项操作能否剔除？
2) 能否多种操作同时做？
3) 机器之速度及进料速度能否增加？
4) 能否改为自动进料？
5) 此项操作能否分为二或更多较短的操作？
6) 可否将二种或更多操作合并为一？考虑在训练期间此种合并之效果。
7) 此操作之次序能否改变？
8) 废料(废屑)及坏品之数量能否减少？
9) 制成件能否预放于下道工序之位置？
10) 干扰之次数可否减少或取消？
11) 检验与操作可否合并？
12) 机器情况是否良好？

5. 操作者
1) 操作者在智力及体力上是否适合做此操作？
2) 是否可改变工具、夹具，或工作环境以免除工人不必要之疲劳？
3) 此项操作之基本工资是否合适？
4) 主管督导是否令人满意？
5) 是否再加以教导可使工作者有更好的表现？

6. 工作环境
1) 灯光、温度及通风是否适合此项操作？
2) 洗手间、更衣室、休息室、工作服(帽鞋等)等设备是否适当？
3) 有无不必要之危险存在此操作之内？
4) 有无使工人工作时可坐或可立之设置？
5) 工作及休息时间之长短，是否已达最经济情形？
6) 工厂中之工场整顿是否良好？

n 动作改善之着眼点 （by Mr. Mundel）

1. 基本原则
1) 尽量减少操作中的各动作。
2) 排列成最佳顺序。
3) 有利时合并各动作。
4) 尽可能简化各动作。
5) 平衡双手的动作。
6) 避免用手持物。
7) 工作设备应合乎工作者的身材。

2. 有无任何动作因下列的变更而予以剔除？
1) 不必要。
2) 变更动作的顺序。
3) 变更工具及设备。
4) 变更工作场所的布置。
5) 合并所用工具。
6) 改变所用材料。
7) 改变产品设计。
8) 使夹具动作迅速。

3. 运送动作能否剔除？
1) 因不必要。
2) 因动作顺序的变改。
3) 因工具约合并。
4) 因工具或设备的改善。
5) 因完成品的自动堕送。

4. 手持的情形可否免除？
1) 因不必要。
2) 因采用夹具。
5. 等待是否可减免？
1) 因不必要。
2) 因动作的变更。
3) 因身体各部动作的平衡。
4) 因同时以双手对称动作完成工作。
5) 因双手交换的动作。

6. 有无任何动作可以简化？
1) 因用较好工具。
2) 因变更杠杆机构。
3) 因变更对象放置地点至适宜位置。
4) 因采用较佳盛具。
5) 因应用惯性力量。
6) 因减短视线距离。
7) 因工作台高度之适当。

7. 运送是否可以简化？
1) 因变更布置减短距离。
2) 因变更方向。
3) 因使用不同肌肉