什麼是動作改善法
動作改善法簡稱動改法：改善人體動作的方式，減少疲勞使工作更為舒適、更有效率，不要蠻乾。
1.為配合人體手臂及手之動作,將有關之事物,歸納出最省力省時的動作原則,用以檢視工作場所及操作效率是否有值得改善之處,以減少工作人員的疲勞並提高工作效率。
2.動作改善原則為“弗蘭克·吉爾布雷斯”(Frank bunker Gilbreth)所首創稱為“動作經濟與效率法則”,後經若干學者詳加研究改進而成,稱之為“動作經濟原則”,為更易表現其含義,我們稱之為“動作改善原則”。
3.動作改善原則可分為三大類二十項。
4.三大分類為:
(1)有關於人體運用方面之原則。
(2)有關於工作場所之布置與環境之原則。
(3)有關於工具和設備之設計原則。
動作改善法的作用
學習有關動作改善的二十個基本原則。套用這些原則來改善個人、家庭及公司內的工作方法,以達到舒適、省力、省時、有效率的境界。
動作改善法的套用範圍
1.適用於生活上個人及家庭內之工作改善。
2.適用於工廠或辦公室有關於人體工作方面的改善。
動作改善法的作用
1.減少操作人員的疲勞。
2.縮短操作人員的操作時間。
3.提高工作的效率。
有關人體運用原則
原則1:兩手同時開始及完成動作
原則2:除休息時間外,兩手不應同時空閒
原則3:兩臂之動作應反向同時對稱
說明:此三原則相互關連可一併來討論。大多數人均慣於一手持住東西另一手去工作。這是吾人所不期望的浪費動作。應當使雙手一起工作,同時開始,同時結束,並以對稱方式進行。在大多數的情況下,許多工作均可由雙手來操作完成,因此工作應適當地分布在雙手的工作區域,使雙手能同時發揮。
單手操作使人體容易產生心理上及生理上不平衡的感覺,為克服此種不平衡吾人必須運用身體的應力去反制,因而使得我們的身心容易疲勞。對稱式的動作方式,自然使操作者的身體部位產生平衡的感覺,而減少運用身體的應力機會,使得工作者較輕鬆愉快而不容易疲勞。
1.“雙手,同時,對稱”動作之範例──螺釘之裝配欲將一個螺釘彈簧華 司平面華司及橡皮華司,組合成下列的情形:
原來的工作方式如下:
動作順序如下:
(1)左手取一螺釘,回原位,持住。
(2)左手取一彈簧華司裝上螺釘。
(3)再取一平面華司裝上螺釘。
(4)再取一橡皮華司裝上螺釘。
(5)左手取成品放入成品箱內。
第一次改良後的方法:
運用原理:
1.雙手同時開始及結束。
2.除體息時間外雙手沒有同時空間。
3.反向同時對稱運動。
4.零件工具依動作順序排列。
改良方法:
1.將零件盒除中間之外,皆分成二份,依動作順序對稱排列。
2.設計一個夾具使裝配組件能放入夾具內。
動作順序:
1.雙手同時反向對稱移動至橡皮零件盒處。
2.拿取華司放回夾具處放下。
3.重複上述動作由外往內,去取平面華司,放回在夾具內之橡皮華司上方。
4.重複上述動作,去取彈簧華司放回在夾具內之平面華司上方。
5.重複上述動作,去取螺釘,回到夾具處塞入華司內。
6.將已組合好之組件放到成品處。
7. 雙手再同時去取橡皮華司,重複上述1至6之步驟。
改善效益:雙手沒有任何空間的時間
第二次改良後的方法:
運用原理:
1.零件/工具儘量靠近在作業員之前方。
2.墮送輸送。
改良方法:
1.將零件依正常工作區域之半圓范圍內儘量靠近夾具處排列。
2.將零件盒斜放,使其能自然流下,以替代“拿起”的動作。
3.在夾具二側設定滑槽,組合好之成品只需要起移動約一寸左右即可丟入滑槽內流至 下方之成品盒內。
動作順序:如前述,惟距離較短,皆在正常工作範圍內。
第三次改良後的方法:
運用原理:
1.利用重力墮送零件盒。
2.利用較低等級之手動作,以手及前臂之動作替代上臂及肩膀之動作。
3.動作有節奏譻韻律。
改良方法:使用較高之零件重力墮送盒,使零件能自動流近作業員處,因而作業員可使用較低等級之前臂 及手動作而使得工作較有節奏及韻律感。
動作順序:如前述,惟動作距離更短,動作套用更低等級且較有韻律感,效率最好。
原則4:儘可能以最低等級動作工作
說明:人體的手動作可分成下列五個等級。愈底等級的動作,所耗費的時間愈短愈不容易疲勞。為使工作能有高效率,及不易疲勞,我們必須儘量利用低等級的動作來工作。所以工作物/工具與搬運距離應愈近愈好使工作的範圍儘量縮小。
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級別 一 二 三 四 五 運動樞軸 指節 手腕 肘 肩 身體 人體運動部份 手指 +手掌 +前臂 +上臂 +肩 動作範圍 手指節之長度 手掌之長度 前臂之長度 上臂之長度 上臂+身軀
彎曲速度 1 2 3 4 5 體力消耗 最少 少 中 多 最多 動作力量 最弱 弱 中 強 最強 疲勞度 最小 小 中 大 最大 時間以25mm為主 0.0016分 0.0017分 0.0018分 0.0026分
生活之例:檯燈之開燈動作
改善前:動作為三級 須運用前臂、手掌及手指之動作
改善後:動作為一級 僅須運用手指之動作即可
2.“動作級數”之例──從台車上取東西
改善前:須俯身取東西動作為五級
改善後:不須俯身取東西,動作為四級
原則5:物體之“動量”儘可能利用之
說明:所謂“動量”即俗稱“動力”。依物理學公式一個物體的“動量(m)”是為其“質量(m)”與“速度(v)”之乘積。
在工廠中工人搬運一個物體的總重量可包含三部份,是為,物體本身的重量,搬運或運用的工具本身之重量以及所運用身體部位本身的重量。因此我們必須充分運用此三者的“重量”與速度以發揮其動量來完成工作。但若工作中無須利用動量時,則須設法減少其“動量”,換句話說,必須設法減少上述三者的質量,例如減輕工具的重量。就如在大多數的情況下,同尺寸大小的鏟子比輕的鏟子較容易引起疲勞。而且動作的距離必須縮短以減少其速度。以及常見到要將重物往上拋時,吾人會先做一些小弧度的擺動動作,然後再瞬間將之往上拋。其目的即是在產生速度,以增加其動量,使工作較不易疲勞。
生活之例:釘“釘子”
一般來說,以適當重量(質量)之鐵錘以及較大幅度之“錘幅”(產生大速度)所產生之動量較小重量(小質量)以“小錘幅”(小速度)所產生之動量來得多,因此也較易釘“釘子”,時間也較短了。
3.“動量”之例──鏟煤
早期之煤炭均以人工方式,以鏟子將煤炭鏟入火車上。每次鏟起之重量不同時會影響其工作之速度。也同時會影響其動量。經研究的結果如下,發現最適當的重量是每次鏟起21磅,則每天之工作量最高為35噸。
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每鏟之鏟起重量 38磅 33磅 21磅 15磅 每天之工作量 25噸 30噸 35噸 28噸
原則6:連續曲線運動較方向突變直線運動為佳
說明:拿一隻鉛筆在紙上,一上一下劃下來。詳細分析其動作內容可由2個階段構成,即“移動,停止再改變方向”。在此例中科學家研究的結果顯示約75至80%的時間來移動鉛筆,15～25%的時間是用來改變手的方向。換句話說此15～25%改變方向的時間是沒有生產性的,進一步的研究再顯示出連續性的曲線運動其工作效率比方向突變的直線運動來得較佳。方向突變不但浪費時間而且也容易引起疲勞。
原則7:彈道式運動較輕快
說明:人體的(固定式肌肉)動作部份可以劃分成二組。一組為控制向內收縮的肌肉,另一組為控制向外拋出的控制肌肉。當二者平衡時,手則靜止不動,當二者不平衡時,則產生動作出來。例如以食指及大姆指拿筆來寫字的動作就是上式固定式二組不同配合運用肌肉支動的最佳例子。
而彈道式運動是一個較快而且容易的運作方式,因其只運用了其中一組的肌肉動作方向。彈道式運動只有在初期,要開始動作之時,可以加以控制,一旦運動出去之後就無法予改變方向,例如揮動高爾夫球桿時,一旦擊出之後,桿子必會順勢揮出,無法予以在中途(例如在肩部之高度)停頓下來。彈道式運動只有在下列情形下才會停止下來。(1)反方向的肌肉制止力量。(2)碰到阻礙物。(3)運動的動量消失了,如高爾夫球桿揮至超越頭項時,動量已消失了,自然就停頓下來了。彈道式運動方式,效率較高,速度較快,較有力量較精確,而且不容易引起肌肉疼痛。比固定式的運動方式較舒暢,木匠打釘子之動作就是一個很好的運用彈道式之動作方式。此外例如英文打字、彈鋼琴、拉小提琴及運動選手之動作都是很好的例子。
原則8:動作宜輕鬆有節奏
說明:依動作順序給予正確的安排使工作產生韻律節奏,可使工作人員減少疲勞及心神壓力。韻律節奏即是指有定期性的重複動作發生,但是有時一個動作也許是很有規律,定期性的發生,卻無法給人有“韻律節奏的感覺”,例如一隻手以揮圓圈的方式定速、定期規律揮動。
如欲變成有韻律感則必須做下列的改變,手之動作途徑須成橢圓式,在軌道的某一段其速度應比其餘的部份來得快,這樣才能有節拍的情況產生而有韻律感。
4.“動量、曲線、彈道、節奏”動作之例──大錘錘鋼板
整個工作循環由大錘慢慢堤起,逐漸往後上方擺起增加速度,至頭頂上方解除肌肉之反制力而利用重力加速度及彈道式軌道落下,產生最大之“動量”打擊鋼板發生“吃”一擊,整個過程為一個有韻律節奏的過程。
六、有關工作場所之布置與環境之原則
原則9:工具物料應置於固定處所
說明:使工作人員都能在相同的地點拿到所需要的工具或零件,是改善動作效率很有效的一種方式。地點固定可以減少無謂的“找”浪費同時有助於動作習慣的養成,以便能很快地自動拿取所需的東西。因此不但有助於工作效率的提高,同時也可以減少因找尋時所引起的精神集中需求,焦慮煩躁而產生的不良副作用如產品做壞,意外災害等等。
改善前:數字分布雜亂無章,必須花費時間尋找,才能依序連線。
| 1 | 20 | 21 | 40 | 41 |
| 2 | 19 | 22 | 39 | 42 |
| 3 | 18 | 23 | 38 | 43 |
| 4 | 17 | 24 | 37 | 44 |
| 5 | 16 | 25 | 36 | 45 |
| 6 | 15 | 26 | 35 | 46 |
| 7 | 14 | 27 | 34 | 47 |
| 8 | 13 | 28 | 33 | 48 |
| 9 | 12 | 29 | 32 | 49 |
| 10 | 11 | 30 | 31 | 50 |
改善後:數字已依照固定順序排列,僅須依序連線即可,節省尋找時間所以動作較快。
1.“固定處所”布置之例
──熟練者→眼看書稿→不看打字機打字機之鍵盤若不固定則每次都要找尋
原則10:工具物料裝置應依工作順序排列並置於近處
說明:常看到在工作檯或機器上將工具一線排開放置使用,這是不正確的方式。因為工作人員在工作檯上的動作範圍及路徑是呈圓弧的狀態而非直線的關態。一線排開不但有違前述之動作原理並使工作距離加長。
以平面來說正常的工人工作範圍有一定的界線,此稱之為『正常工作範圍』,右手之正常工作範圍為以右手掃過桌面的圓弧面積,即是左手之正常工作範圍也是類似。左、右手重迭之工作範圍即是雙手均可操作到之工作範圍。
因此,吾人在安排工具/零件之位置時,應當考慮到手之動作等級及工作範圍之配合。欲使工作能在最小的工作範圍內工作,必須儘可能使用較低等級的動作才能達到。垂直面的最大工作區域以雙手舉起之最高點為範圍。
2.“正常工作範圍”之範例
──小零件桌面上之布置
改善前:零件盒一線排開
改善後:零件盒依正常範圍以弧形按動作順序排開
原則11:利用重力餵料,愈近愈佳
零件物料之供給,應利用重力餵料及各種盛具送至工作點,愈近愈佳。
原則12:利用重力墮送
說明:零件盒底部設計成傾斜面使零件能以重力方式自動餵 料到前緣地方而減少動作之距離及方 式。如果零件太重不易自動餵料時也可採用震動送料的方式來達成此目的。產品做好之後,最好能以重力方式自然落至成品盒處,以減少手之搬運或移動而減少疲勞及縮短時間。
生活之例:桌球裝入盒內
改善前:動作距離長,容易疲勞
改善後:利用重力餵料,減少動作距離及疲勞
3.“重力餵料及墮送“之例
改善前 耗費手之動作去拿零件加工及放置於成品盒
改善後:零件自動餵料到工作點,加工後手一放開即自動落下到成品盒。節省時間及減少疲勞。
原則13:適當之照明
說明:適合某件工作的照明設計並不見得會適合另一件工作之需求。例如鐘錶修護之類的精細工作所需之照明與皮革或錫板之表面缺點檢查之照相設計一定是不同的。所以所謂適當的照明,是指包括
(1)適合其工作的充足光度。
(2)光線的顏色必須適當,沒有反光。
(3)正確的投射方向。
同時,必須記住一個物體的“可見度”是由下列的因素來決定:
(1)物體本身的“明亮度”。
(2)物體與背景物的“對比度”。
(3)物體本身的尺寸大小。
(4)物體與眼睛之距離。
(5)其它的因素例如,注意力分散,疲勞,反應時間及反光等。
因此在考慮適當的照明時,須充分運用上述的影響因素來配合,例如縫製深黑色衣服視覺較困難,困此其所需的照明度要比白衣服來得多。
對較精細的工作如鐘錶裝配或反射係數較低的物體如黑色物體,建議必須要有更高的照明度及採用淺色的背景。又如透明或半透明之對象如飲料瓶、布料、壓克力、薄膜片等都可利用下方投射光源來檢查有無汽泡、異物、裂痕等 。
生活之例:穿針線
改善前 不容易瞄準針孔
改善後加一張色紙,產生背景,較易瞄準穿孔
4.“適當照明”之例──不鏽鋼湯匙檢查
改善前a:待檢湯匙
b:良好之湯匙
c─h:不同類列之不良湯匙
j:照明燈光來源
現象:要檢查湯匙之兩面必須轉180度,分二次才能完成
改善後:a:待檢湯匙之傾斜料盒
b:良好之湯匙
c-f:不同類別之不良湯匙
g:上方照明燈光來源
h:下方照明燈光來源
優點:湯匙僅需轉動60度即可完成二面之檢查工作。
原則14:工作檯椅高度應適當舒適
說明:長久站立或坐著工作,都會比隨意交替更換坐立之工作姿勢較容易引起疲勞。所以工作檯之高度設計以及坐椅之設計以能滿足坐立皆可為較佳。工作椅之高度及姿勢應可讓工作人員自行調整以滿足其個別舒適為原則。
此外,肘部以能放在工作檯面上較佳,以減少肘部之移動及疲勞。例如鑽床控制桿可以加長使肘部不離開桌面則工作效率可以提高。又如採用高腳椅時,則下方必須放置放腳墊的設計,不要使雙腳懸空,容易引起疲勞。
不正確的坐立姿勢都會引起身體各部份肌肉的不平衡而容易引起疲勞。正確的坐椅設計應能使頸部至臀部之間保持成一直線,不要使腰部有彎曲的現象。
一個良好的坐椅設計應具有下列之特徵:
(1)高低可調整。
(2)堅固耐用。不會搖擺。最好採用鋼製,坐墊及靠背採用木製或適當之墊狀物。
(3)坐墊應考慮人體工學之形狀成形,使身體之重量能平均分配於坐椅上,較舒適。
(4)必須有靠背以支撐下方部位之脊椎骨。
5.“工作檯椅高度”之例──棒球拋光
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改善前 工人須站立,彎身取棒球放入機器上方之投料口,費時又易疲勞。 改善後 工人可站立或坐著,取棒球放入機器上方之投料口。可變化姿勢,省時又不易疲勞。
七、有關於工具設備之原則
原則15:儘量以足踏/夾具替代手之工作
說明:在工廠里我們可以發現許多機器設備的設計,都是單手在操作,另一隻手持住東西或空間者,沒有發揮雙手及雙腳的全部功能,我們可以考慮設計夾具或治具來解除以手持物的工作並可設計各種足踏的方式來控制操作機器的運轉,以充分利用吾人的雙手及雙腳,就如開汽車一樣。
足踏的正確之設計必須考慮之因素有:
(1)踏板面積之大小。
(2)對踩踏時身體重量負荷之大小。
(3)設計之方式,不要使操作者在操作時產生身體重心不穩的現象。
“足踏”的設計方式有五種方式：
生活之例:裝垃圾裝入袋內
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改善前 需二人工作,共同持袋打開袋口,另一人倒入垃圾 改善後 設立一支撐架裝袋口打開及支撐袋子,免除以手物之動作 改善前 一手拿塑膠袋 一手放入垃圾 改善後 裝塑膠袋支撐在架子上,可免除手之持住動作,可一面剔菜一面放入袋內
1.“足踏/夾具”之例──焊接工作
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改善前 每焊接一段時間之後就必須停下來,再轉動管子再繼續焊接 改善後 以自動鏇轉夾具,控制鏇轉速度可繼續焊接至完成為止,不須中途停留下來轉動管子
原則16:儘可能將二種工具合併
2.說明:將工具從一端轉換另一端來使用,其所需時間比放下手工具再取另一手工具所需時間來得短。因此,應當將二種以上之工具儘可能合併在一起。常見的有兩用釘錘,雙頭板手,附橡皮之鉛筆。
生活之例:
原則17:工具物料預放在工作位置
說明:“預放”是指將物體預先放置在適當之使用位置上,使手在抓取該物體後即可移動至工作物上去操作,而不要再去調整該物體之方向,以減少調整及對準之時間提高工作效率。常見的例子就是辦公桌上的筆架,將筆斜插在筆架上,需用時伸手抓筆即可在書寫的方向上。若平放在桌上時,則必需先抓取筆再調整方向以便書寫,時間較浪費。
生活之例:蓋印章
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改善前 印面朝上,使用時必須先拿取印章,再翻轉過來使印面朝下方能使用 改善後 將印章之印面朝下放置使在“預放”之
原則18:依手負責荷能力分配工作
說明:前述之原則儘量利用愈低等級的動作來工作。而手指的動作就是最低等級的動作。但是左右手的十個手指其負荷能力是有差別的,如下表所示,咽此在工作設計時我們必須考慮多利用負荷能力較強的手指來工作以發揮效果。
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手別 左手 右手 手別 小 無 中 食 食 中 無 小 能力順序 ８ ７ ５ ３ 1 2 4 6
故設計工具時應按各個手指的能力予以合適分配,儘量利用能力強者,以獲取較大的效率為宜。
生活之例:“手指負荷能力”之倒壓橡皮球(墊)
4.“手指負荷能力”之例:英文打字機
英文打字的工作是利用手指的負荷來完成。根據研究發現現有的字鍵安排方式並不是很合乎動作經濟原則如下表所示
雖然我們知道現有的字鍵安排方式不佳,但卻無法加以改進,是因限於二個現實的困難:
(1)全世界許多人已習慣於現有的字鍵操作方式,再訓練會很困難。
(2)採用新式的鍵盤會使許多現有的設備必須花費許多的額外金錢去改善。
原則19:手柄接觸面儘可能加大
說明:任何依賴手來操作之部位,其力量之來源系藉手掌與物體之接觸面及摩擦力而傳達到工具或機器。若接觸面積及摩擦係數愈大,則所傳達之力量也就愈大。而且手掌之單位面積之受力愈小,可使操作較輕鬆愉快而且皮膚較不易受傷。此乃為何大多數的工具其手柄或握把之部份均設計成曲面狀之原因。
生活之例:磨年糕改善前依賴單手接觸之面積有限,傳動力量較少,較易引起疲勞
改善後 雙手皆可接觸把柄,傳動力量增加,較輕鬆愉快
5.“手柄設計”之例──把柄
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以 前 現 在 動作過程: 動作過程: (1)抓住手柄 (1)抓住手柄立即小幅度鏇轉(瞬間連續動作) (2)往下大幅度鏇轉 抓住手柄立即小幅度鏇轉(瞬間連續動作) (3)向前方推出 (3)向前方推出缺點:動作多,手掌接觸面較小,而容易痛,鏇轉動作屬第三級動作時間較慢。 向前方推出優點:動作少,手掌接觸面大,手掌不會痛。鏇轉動作屬第二級動作,時間較快。
原則20:操作桿應儘可能少變更姿勢
說明:操作機器時,應使操作者儘可能在其正常的工作區域來操作,以及減少高等級的身體動作如彎身、轉身、側身、斜身等為佳。各種操作按鈕,操作桿之設計如能在正確的位置上設計,則可以減少疲勞增加工作效率。
6.“操作桿位置之例”
生活之例:汽車開窗子之動作
改善前:駕駛者右方之車窗欲開/開時,必須側身搖動把柄,於行車時容易發生危險。
改善後:以電動窗方式設計,駕駛者只需在床位邊按下按鈕即可完成開/開動作,舒服又安全
7.動作改善的基本方向
前面各節中,吾人已群探討過動作改善的原則,為方便動作分析及改善起見,吾人可將之再歸納成下列的4個基本方向。
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基本動作 改善作眼點 關於人體 關於場所 關於設備 A.兩手同時動作 檢討“遲延”及“持信住” 1.兩手同時開始結束
2.雙臂同時反向始完---------------- 1.持住工具具
2.用力足踏B.動作單元力求少 檢討“尋找、選擇、計畫、預對” 1.刪除不必要的動作
2.設法合併、簡化3.材料工具先定位
4.CHECK料、具是否OK5.設法合併兩種以上工具
6.充分利用治具C.動作力求距離短 1.簡化“握取,裝配”
2.檢討手腕動作,減少全身移動之動作1.使用身體之最小範圍 2.使用身體之最適當部 3.料、工具位於正常範圍內 4.充分利用自動滑落 D.舒適的工作 減少動作之“困難度”免去改變姿勢的動作減少用力動作 1.免去使用限用性動作
2.曲線突變
3.利用重力、慣性4.工作檯高度適中 5.設法用工具
6.使用重力工具
動作改善的技巧
工作改善之技巧,不外乎剔除、合併、重排與簡化四者。以下分別列出其改善要點:
1.剔除
(1)剔除所有可能的作業、步驟或動作(包括身體、足、手臂或眼)。
(2)剔除工作中的不規律性,使動作成為自發性,並使各種物品置放於固定地點。
(3)剔除以手作為持物工具的工作。
(4)剔除不方便或不正常的動作。
(5)剔除必須使用肌力才能維持的姿勢。
(6)剔除必須使用肌力的工作,而以動力工具取代之。
(7)剔除必須克服動量的工作。
(8)剔除危險的工作。
(9)剔除所有不必要閒置時間。
2.合併
(1)把必須突然改變方向的各個小動作結合成一個連續的曲線動作。
(2)合併各種工具,使成為多用途。
(3)合併可能的作業。
(4)合併可能同時進行的動作。
3.重組
(1)使工作平均分配於兩手,兩手之同時動作最好呈對稱性。
(2)組作業時,應把工作平均分配於各成員。
(3)把工作安排成清晰的直線順序。
4.簡化
(1)使用最低等級的肌肉工作。
(2)減少視覺動作並降低必須注視的次數。
(3)保持在正常動作範圍內工作。
(4)縮短動作距離。
(5)使手柄、操作桿、足踏板、按鈕均在手足可及之處。
(6)在須要運用肌力時,,應儘量利用工具或工作物的動量。
(7)使用最簡單的動素組合來完成工作。
(8)減少每一動作的複雜性。
