方法時間衡量

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方法時間衡量（Methods of Time Measurement，簡稱MTM法）

　　1946年由美國西屋電氣公司的梅納德、斯坦門丁、斯克互布首創，並於1948年公開了他們研製的“方法時間衡量”(MTM法)。1956年在美國總工商會的支持下，在密歇根大學成立了國際MTM協會，從事MTM技術推廣工作。

　　此法是按基本動作單元(足動、腿動、轉身、俯屈、跪、站、行、手握)和執行因素(伸手、搬運、旋轉、抓取、對準、拆卸、放手)設定作業時間標準及查定正常作業時間，制定作業標準時間。分析方法較為複雜，但是精度較高。

　　MTM法適用範圍廣泛，大多數工作均可通過MTM法所設定的作業時間標準，查找、計算出作業時間標準。但這種方法不適用於機械所控制的工作或動作，需經判斷的工作以及設計繪圖等精細工作。

　　MTM動作的時間單位稱為TMU(Time Measurement Unit)，其與普通時間單位的換算關係如下：

• 1TMU=0.0000lh=0.0006min=0.036s
• 1s=27.8TMU
• 1min=1667TMU
• 1h=100000TMU

　　例如伸右手抓取桌上距右手30cm遠處的橡皮，再將其移動到距離為30cm的左手上，這一動作的時間是27.5TMU，大體相當於1s，這種直觀感覺能讓我們更容易體會1TMU的含義。

　　因為時間衡量法的時間值，是在詳細分析動作記錄的基礎上設定的，所以不包含寬裕時間，而是指具有中等水平的作業者在通常狀態下以一般的努力程度進行操作所需要的時間值。

　　採用方法時間衡量法確定作業時間，要根據作業來決定基本動作，然後測定基本動作的大小(如距離等)，最後識別動作的基本性質。

　　作業基本動作的分類如表1所示。

　　表1 方法時間衡量法的基本動作要素

　　1、伸手(Reach，簡記R)

　　定義：伸手——手向目的物移動的基本動作。

　　相關的變動因素：伸手動作的時間值隨著手或手指移動的距離、伸手動作的類型和伸手動作的狀態而變化。

　　1)手或手指移動距離的測定方法。當手(或手指)移動的軌跡不是直線時，要用卷尺等量具沿移動軌跡把實際移動的距離準確測出。一般在移動手腕時，以人的食指根部從移動前的位置到終點的距離作為計量基準是比較方便的。例如投擲石子，開始時手的形態是手腕彎曲，而投擲終了的瞬間手腕伸直，在測量移動距離時，則應把手腕彎成與開始投擲的狀態相同，這樣測量的距離才準確。

　　像這種在主要動作中有輔助動作的場合，規定手的狀態在始點和終點必須是一致的，也就是說要考慮輔助動作，加以修正。

　　2)伸手動作的類型。伸手動作有A、B、C、D、E 5種，而時間值有4種(C和D規定為同一時間值)。

　　A類：完全不需要用眼睛確定對象物的位置和伸手方向，而是習慣性地移動手的位置；或者說是向固定位置或另一隻手上的對象物伸手的動作。

　　B類：是在一般的作業中發生最多的伸手動作，例如伸手取桌子上的零件或工具、伸手向辦公桌上取橡皮等。由於每次都稍稍變換位置，所以必須用眼睛觀察並及時調整手的移動方向和位置；或者說是伸手B是向無固定位置的對象物伸手的動作。

　　C類：是向堆放成雜亂無章的對象物伸手的動作，如向很亂的零件箱中伸手的動作等，此時需要尋找、選擇。因此，這是最需要時間的動作，這類動作如若反覆進行，必須加以改善。

　　D類：是向危險、易碎、或微小(斷面直徑在3mm以下)的對象物伸手的動作。要抓取這類東西，需要格外小心。

　　E類：是向身體的自然位置伸手，也就是放下手的動作。因為這類動作對整體作業時間沒有影響，所以一般可以忽略。

　　3)伸手動作的狀態有3種，如圖1所示，分為I型、Ⅱ型和Ⅲ型。

　　　　　　　　　　　　　　　　圖11-1 伸手動作的狀態

　　　　　　　　　　（a）狀態Ⅰ （b）、（c）狀態Ⅱ （d）狀態Ⅲ

　　狀態I是最一般的伸手動作，開始和終止均為靜止狀態，所以從伸手到終止的速度按加速——等速——減速的過程變化，如圖1（a）。表2中的時間值，就是這種狀態下的時間值。

　　狀態Ⅱ是指始點和終點速度不變的狀態，如圖1（b）和（c）。如伸手取零件的途中，把裝配好的成品放入成品盤中，放成品的瞬間(起始點)若速度不減，而且仍以原有速度伸手取下一個零件，此時的速度時間曲線如圖1（c）所示。顯而易見，與狀態Ⅰ相比，狀態Ⅱ的操作時間可以縮短，所以在生產中，如有可能，應儘量把伸手動作從動作狀態Ⅰ改為狀態Ⅱ。

　　狀態Ⅲ是指在伸手動作中速度不變，例如把烘乾的細長物連續從爐中向上提取的動作。該狀態的伸手動作的時間值最短，應成為改善伸手動作的目標。

例如：向電話機伸手20cm的動作：R 20 A

例如：向桌子上的鉛筆伸手6cm的動作：R 6 B

　　如果開始為移動狀態，符號前面加m，當伸手距離小於2cm時，用f表示。

　　狀態Ⅰ、Ⅱ的時間值可以從表2中查出，而狀態Ⅲ是通過計算求時間值。

　　表2 伸手R

　　伸手動作的時間值TMU計算：

　　狀態I、狀態Ⅱ由查表得到，狀態Ⅲ的時間值等於狀態Ⅰ的時間值減去狀態Ⅰ和狀態Ⅱ時間值之差的2倍，即TMU Ⅲ= TMUⅠ-（ TMUⅠ - TMUⅡ）×2

　　例如：某作業人員裝好一個小產品後，伸手取零件準備裝配下一個產品，在伸手取零件途中順便將手中產品丟在成品盤中。這樣從成品放手到取零件的移動距離是20cm。計算這個伸手動作的時間值。

　　因為伸手開始時是移動狀態，所以符號為：mR20B

　　含義：m為移動中的手；R為基本動作種類，是20cm的距離；B為動作的類型。

　　從表2中可以查出，mR20B是表示狀態Ⅱ，其時間值為7.1TMU。

　　2、移動(Move，簡記M)

　　定義：移動——為某種預定的目的移動某物至一特定的地點。

　　相關因素與計算TMU：

　　1)發生移動動作時手或手指的移動距離與發生伸手動作時手或手指的移動距離的測量方法相同。

　　2)移動的種類有3種：

　　A類：是把對象物運送到另一隻手中，或到另一隻手處停止；或藉助於“機械的嚮導”運動(如擰螺釘、打開台頁等)，完全不需要控制的動作。

　　B類：是把對象物送到某一大概位置。

　　C類：是把對象物送到精確位置，這一類移動動作之後，多接定置動作。

　　3)移動狀態和伸手狀態相同。如狀態B的移動符號表示為：Mm—B或M—Bm，其中“—”表示移動距離。

　　例如：將鋼筆插入筆套中，運動距離是8cm，這一動作屬C類，記作M8C。

　　例如：把鋼筆放在桌上，移動距離若為14cm，則屬於B類，記作M14B。

　　例如：將筆從左手移動到右手，移動距離24cm，則屬於A類，記作M 24 A。

　　當移動重量或阻力在1kg以下時不予考慮。當考慮運送重量時，需要在動作符號上表示出重量和負重方式。

　　例如：單手從貨車上搬下4kg的貨物，移動距離20cm，記作M 20 B - 4

　　例如：雙手從貨車上搬下20kg的貨物，移動距離20cm，記作M 20 B – 20/2

　　移動動作的時間值TMU計算：

　　求移動時間值時，先從表11-4中查出有關數據，然後通過計算即可求得。

　　TMU值 = 時間值×重量修正繫數 + 重量修正常數

　　此外，仔細分析表3，還會發現移動距離小於35cm時A類的時間值小於B類的時間值。大於40cm時剛好相反。因此，在設計和改善動作和作業域時，應註意這個轉折點。

　　表3 移動

　　3、旋擺(Cranking，簡記C)

　　定義：旋擺——是指為了使對象物做圓周運動，操作者所作的以肘為軸心的擺動動作。

　　相關因素：

　　1)旋擺運動直徑，是指手或手指抓住部位的迴旋直徑。如果做橢圓運動，規定按平均直徑計算。

　　2)運動時的抗力或重量，和移動動作一樣，在lkg以下不予考慮。

　　3)運動類型，有連續和斷續兩種。

　　連續旋擺運動的時間值計算公式：TMU值=[（N T + 5.2）×R ] + K式中，N：迴旋次數；T：根據直徑確定的時間值，見表11-5；R：阻力繫數(與移動動作相同)；K：阻力常數(與移動動作相同)。

　　斷續旋擺運動的時間值計算公式：TMU值=[（T + 5.2）×R + K ] ×N

　　例如：操作機床手輪的動作，旋擺直徑為20cm，阻力繫數為7kg，連續旋擺4次時，符號4C20-7，其時間值計算如下：

　　從表4中查出時間值T=13.6TMU，從表11-4中查出重量修正繫數R=1.17，常數K=5.8，所以4C20-7的時間值為：[(4×13.6+5.2)×1.17]+5.6=75.3 TMU

　　表4 旋擺C

　　4、旋轉(Turn，簡記T)

　　定義：旋轉——以前臂長度方向的中心線為軸心的手或手指的旋轉運動。

　　相關因素：

　　1)旋轉角度。測量拇指、食指、小指的第一關節所得的角度。

　　2)重量或阻力。重量和阻力可用彈簧秤衡量，分為三級：0~1kg為S級，1.1~5kg為M級，5.1~16kg為L級。

　　例如：把門敞開120°，要剋服3kg的阻力，用符號表示記作T120M。

　　旋轉動作的時間值TMU由查表得到，見表5。

　　表5 旋轉T

　　5、加壓(Apply Pressure，簡記AP)

　　定義：加壓——是指剋服阻力所附加的力。

　　相關因素： 加壓動作類型。

　　加壓動作可分為兩類：

　　類型Ⅰ：是指為了強壓而在實際加壓之前，身體部位需要稍加預備調整(可看作 “中斷”或“躊躇”)，因此，時間值較大，其符號為AP1。

　　類型Ⅱ：與類型Ⅰ不同之處是輕微加壓，因此身體部位不做準備調整，其符號為AP 2。

　　加壓時間值：AP1，16.2TMU；AP2，10.6TMU。

　　6、抓取(Grasp，簡記G)

　　定義：抓取——為了預定的目的，用手指或手充分控制一物或多個物體，以便下一動作得以實現(註意，抓取是手的動作，不包括用手使用任何設備取物，如用鉗取物等)。

　　相關因素：抓取的類型有五種：G1、G2、G3、G4、G5。

　　1)G1由G1A、G1B、G1C組成。

　　G1A：是指抓取沒有障礙的對象物，容易抓取，而且手指閉合的距離在20mm以下。

　　G1B：是指抓取小的對象物，例如抓取桌上的硬幣、薄工具等物品。

　　G1C：是指抓取併列擺放的圓柱形物體(如粉筆等)中的一個，其底面和側面有障礙物。

　　2)G2是指需要重抓才能控制目的物的動作。

　　3)G3是指以一般的努力程度，以一隻手將對象物轉到另一隻手的抓取。

　　4)G4是R或C的繼續動作，伴隨有探索和考慮，也可理解為從零亂的同種或不同種對象物中抓取的動作，如從盛放多種零件的容器內抓取某零件的動作。以對象物的大小分為三級：即G4A為26mm×26mm×26mm以上；G4B為6mm×6mm×3mm ~ 25mm×25mm×25mm；G4C為5mm×5mm×mm以下。

　　5)G5是指包括“接觸”、“滑動”、“鉤著抓”的抓取。該動作時間值為零。

　　抓取動作的時間值TMU由查表得到，見表6。

　　表6 抓取G

　　7、定置(Position，簡記P)

　　定義：定置——也稱定位或對準，即將一物與另一物對準。

　　相關因素：定置動作包含插入深度在2cm以下的動作，其時間值隨著配合的鬆緊程度、對稱性、操作的難易程度等因素而變動。

　　1)配合的鬆緊程度分為3級：1級(P1)，是指配合程度很松，不需要加力，依靠物體重量自行套入；2級(P2)，是指配合程度稍緊，稍稍加力就可將對象物套入；3級(P3)，是指配合程度緊密，需要較大的力才能將對象物壓入。

　　判斷鬆緊程度的標準：套入物體時幾乎感覺不到用力者P1，用力明顯時用P3，介於兩者之間為P2。

　　2)對稱性是影響定置時間的重要因素。可以根據對象物以及結合後的軸線為中心，相對旋轉一周的配合位置來判斷對稱性的類型。對稱有以下三類：對稱 (S)，例如兩個圓柱形物體任意位置均可配合；半對稱性(SS)，如兩個正方形物體的配合情況；非對稱性(NS)，如兩個梯形物體的配合，配合位置只有一個。

　　3)操作的難易性分為操作容易和操作困難兩種情況。操作容易(E)是指操作的物體堅固，配合程度鬆弛，不必有G2的動作。操作困難上指操作的物體柔軟或細小，配合位置遠且必有G2的動作。 　　 　　例如：套鋼筆套的動作，可記為P2SE。把線穿縫衣針眼中的動作，可記為P3SD。

　　定置動作的時間值TMU由查表得到，見表7。

　　表7 定置P

　　8、放手或釋放(Release Load，簡記RL)

　　定義：放手——放下用手指或手控制的目的物。

　　相關因素：放手的類型、放手動作的時間值。

　　放手的類型有兩種：RL1和RL2。

　　RL1：只是鬆開手指釋放對象物的動作，手指移動的距離在2釐米以下，時間值2.0 TMU。

　　RL2：是與接觸抓取(G5)相反的動作，鬆開用手或手指接觸並控制的對象物，該動作時間值為0。

　　9、拉開或拆卸或拆開(Disengage，簡記D)

　　定義：拉開——將合成件分開。

　　相關因素：影響拉開的時間值的因素有配合程度和操作的難易程度。

　　1)根據拉開時所需力的大小，配合程度可分為以下三種類型：類型Ⅰ(D1)，阻力小，反向作用不明顯；類型Ⅱ(D2)，在10~13cm以下的範圍內，存在反向作用力；類型Ⅲ(D3)，兩物體結合牢固，需很大的力，反向作用的範圍為13~15cm，甚至達30cm。

　　2)操作的難易程度分為操作容易和操作困難兩種：操作容易(E)，是指拿好對象物，只需少許控制力就能一下子拉開的操作；操作困難(D)是指需要有抓取(G2)動作的拉開操作，施加控制力比較困難。

　　例如：拉開鋼筆套的動作，用符號D1E。

　　拉開動作的時間值TMU由查表得到，見表8。

　　表8 拉開D

　　10、眼睛移動時間(Eye Travel Time，簡記ET)

　　定義：眼睛移動時間——視覺從一定點移到另一定點。

　　相關因素：視線移動距離T與眼睛對視線移動的軌跡的垂直距離D決定了視線從一點到另一點的時間值。

　　眼睛的正常視野範圍為距離40cm處，直徑10cm的範圍內，在正常視野範圍，可辨清目的物。目視距離與其直徑成正比關係。

　　眼睛的時間值有視線移動時間ET和眼睛的聚焦時間EF。

　　視線移動時間ET最高不得超過20TMU。

　　眼睛的聚焦時間是指眼睛不動，視線對準視覺點所需時間。EF=7.3TMU。

　　11、全身動作(Body Motion)

　　定義：全身動作——腿或身體的動作(手、臂、眼睛的動作除外)。

　　相關因素：全身動作包括以下幾種類型：

　　1)腿部動作(LM)，指移動腳時的腿部動作。

　　2)腳部動作(FM)，指以踝為支點的腳部動作。

　　3)橫側移步動作，有以下兩類：SS-C1，向側移一步即可著手工作；SS-C2，向側移兩步才能工作。

　　4)轉變身體方向(TB)，種類有TBC1與SS-C1基本相同；TBC2與SS-C2基本相同。

　　5)彎腰與起身(B與AB)，指以腰部為支點向前彎腰，手的位置在膝蓋之下的動作。

　　6)屈膝與起身(S與AS)指彎曲膝蓋使手在膝蓋之下的動作。

　　7)單膝跪地與起身(KOK與AKOK)，單膝跪地所需時間與B、S相同。

　　8)雙膝跪地與起身(KBK與AKBK)。

　　9)坐下與站起(SIT與STD)。

　　10)步行(W)，指兩腳的交互移動，使身體前進或後退。

　　全身動作的時間值TMU由查表得到，見表9。

　　表9 身體、腳和腿的動作

　　12、動作的聯合

　　定義：動作的聯合——當兩種或兩種以上的動作同時在同一身體部位發生。

　　相關因素：僅用某一特定的身體部位進行作業是極不合理的，通常需要兩個以上的身體部位才能有效地進行作業。

　　聯合動作的狀態可分為：連續動作、結合動作、同時動作和複合動作。

　　聯合動作時間值TMU計算：

　　當兩個以上動作同時進行時，用具有最大時間值的動作所需要的時間值作為聯合動作的時間值。連續動作時，由於各動作一個接一個不間斷的連續進行，而且各個動作獨立存在，所以把從MTM數據表上查出的各動作的時間值相加，就是連續動作的時間值。

　　方法時間衡量對尚未進行的作業和已經進行的作業均適用。具體操作步驟應為：

　　1、明確作業方法。對現有作業進行分析時，要仔細觀察，對其有充分瞭解。

　　2、收集有關作業質量、作業順序、作業內容和作業場所的資料。

　　3、將作業分解成基本要素，並確認細分後的作業要素的正確順序並加以記錄。

　　4、計算時間值。

　　例如：用MTM法分析削鉛筆作業。

　　削鉛筆作業的MTM法分析結果如表10所示。

　　表10 削鉛筆作業的MTM法分析結果