第5讲 学习曲线

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学习曲线的建立
第 5讲
假设： 学习曲线建立的基本假设：
生产第 n+1 个产品所需直接劳动时间总少于第 n 个产品生 产所需时间；
累积生产量增加时，所需直接劳动时间按照一个递减的速 率减少；
时间的减少服从指数分布；
这些假设包含了一个基本规律：生产数量每增加一倍，所需直 接劳动减少一个固定百分比。
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① 估计第40个产品的生产时间；
② 前40个产品的生产平均时间；
③ 绘制出学习曲线；
④ 估算应经过多少产品的生产，才能使工人生产产品的时间控制 在100小时以内？
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学习曲线的算例
第 5讲
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解题： b = lg0.8/lg2 = -0.321928 ；
① k40=500*40lgr/lg2 = 500*40lg0.8/lg2 =500*0.30488=152.2h ② 前40个产品平均单件生产时间 = 500×0.42984 = 215h； ③ 绘制学习曲线； ④ 生产时间在100h以内：100 ＝ 500＊N-0.321928，可求得 N =148.32，即至少生产149个产品后才能控制在100h。 生产产品163万左右以后时间为5小时。
第5讲 学习曲线 Learning Curves
工业工程概论课程知识体系
第 5讲
方法研究
作业测定
生产线平衡
现场管理
流 程 分 析
程 序 分 析
操 作 分 析
动 作 分 析
时 间 研 究
工 作 抽 样
预 定 时 间 标 准
学 习 曲 线
单 一 型 装 配 线
混 合 型 装 配 线
5S 管 理
可 视 化 管 理
学习阶段
标准阶段
学习曲线： 图中的变化曲线称为学习曲线， Learning Curves
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基本概念
第 5讲
学习效应： 个人学习 + 组织学习。
学习曲线： 表单位产品的直接劳动时间和累积产量之间的关系；
类似的曲线还有制造进步函数 (Manufacturing Progress Function)和经验曲线，但它们描述单位产品的附加成本 与产品累计生产数量之间的关系；
b1
学习率的确定
第 5讲
收集生产的时间数据；
计算b值：
kn k1 n
计算学习率：
b
lgk n k1 b lg n
lg r b lg 2
r 10
b lg 2
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提高学习率的一般原则
第 5讲
合理选择工人（根据工作性质选择不同的学习能力的测试）； 合理的培训； 合理的激励机制；
学习曲线的建立
第 5讲
基于上述假设，学习曲线可用下面的模型来表示：
kn k1 n
b
lg r b lg 2
k1 —— 第一个产品生产的直接劳动时间； kn —— 第n个产品生产的直接劳动时间； n —— 累计生产的数量； r —— 学习率。
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学习曲线的算例
第 5讲
某柴油机厂开发了一种新产品，第一件需要500h，根据以往经验， 这类产品的学习率为80%，计算：
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思考练习
第 5讲
绘制您所从事的某项/部分工作或产品生产的学习曲线；
在实际应用中您认为学习曲线有何作用？
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学习曲线的算例
第 5讲
解题： ② 前40个产品平均单件时间的计算：
ki 平均单件生产时间 40 b b b k1 2 k1 3 k1 40 k1 40 k1 1 2 b 3b 40b k1 Ar, n 40
A称平均单件生产时间因子，跟具体产品无关，只与r 和 n 有 关，一般事先制成表格备查。
工作的专业化；
不断改进工作方法是提高学习率的一项有效的途径。
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学习曲线的应用
第 5讲
帮助企业更精确地估计生产能力，制定相应的能力计划； 估计新产品开发和设计、制造的时间； 帮助企业制定更合理的成本计划；
应用的前提：工艺技术的稳定性；按工时/天算钱的激励政策；
失败的案例：错误应用学习曲线导致错误估计了成本和交货期，致 使道格拉斯被麦克唐纳飞机制造公司兼并。
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基本概念
第 5讲
背景： 最早产生于二战飞机制造业，当时人们发现生产一架飞机所需
直接劳动时间随着飞机制造数量的增加有规律地减少；
调查表明，无论何种型号飞机所遵循规律十分相似，第8架飞 机生产时间是第4架的80%，第12架的时间是第6架的80%；
即任何一种情况下当产量增加一倍，制造时间都减少20％，进 步速率十分相似，故人们提出学习效应及学习曲线的规律。
定 置 管 理
精益生产
供应链管理
流程管理
并行工程
敏捷制造
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本讲教学目的
第 5讲
了解学习效应和学习曲线的基本概念 了解学习曲线的产生 掌握学习曲线的应用 掌握学习曲线的建立 了解学习率的确定
理解学习曲线应用中的注意点
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基本概念
第 5讲
学习效应： 一个人或组织重复地做某件事或产品，单位产品所需劳
动时间会随着累积产品数量的增加而逐渐减少，一般经 历两个阶段：学习阶段和标准阶段。
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学习曲线的算例
第 5讲
解题： 那么生产 n台产品的总工时为：
H n k1 2 k1 3 k1 n k1
b b b
k1 1 2 3 40
b b
b

当n足够大时，Hn 可视为连续函数：
H n k1 x dx k1
b 1
n
n
1 b 1
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学习曲线应用的注意事项
第 5讲
数据不全，可参照类似产品/行业平均学习率，积累数据后再修正； 不同的企业学习率有时会有很大的差异； 学习率的一个重要因素：运营是基于设备速率还是人员工作速率； 产品复杂性是影响学习率的重要因素之一，简单产品学习率相对较 低，复杂产品的学习率相对较高； 资本投入的比率会影响学习率，购买设备或自动化改善等。