泰勒柱实验
物理海洋实验讲义
海洋环境学院
2008年3月
目录
物理海洋实验的概述
物理海洋实验的基本设备
实验1 风浪水槽平均风速测量
实验2 水槽风浪波面位移的测量和分析实验3 海-气边界层的测量和分析
实验4 水下压力波动的测量与分析
实验5 科氏力实验
实验6 泰勒柱实验
实验7 Rossby波的实验模拟
物理海洋实验的概述
一．引言
众所周知，物理海洋学是流体力学的一个重要分支，是研究海洋流体和地球流体动力过程的一门学科。物理海洋学本身又是以应用和实践为主的学科，其研究方法可分为理论研究、数值模拟、实验研究和海洋调查。各者互为补充，又不可代替。其中实验研究是物理海洋学的不可忽略的重要组成部分。它的研究范围遍及物理海洋学的各个领域，对物理海洋学地发展起着关键性的作用。
二．物理海洋实验和海洋调查
从广义上讲，现场海洋调查也属于实验研究的范畴，所不同是，海洋调查直接探测的对象是真实的海洋，而实验研究大多在实验室模拟环境下进行。
海洋现场调查是研究海洋的重要方法，是直接获取海洋资料的主要途径。但是海洋调查有局限性：
1）属于被动观测，无法控制环境条件，无法重复现象和过程。
2）对于有些非静态的变化过程或者大尺度现象，仅靠有限的海上单点时间序列的现场观测是无法全面了解的。
3）近代海洋卫星遥感技术虽然可以大范围观测海洋，但是对于海洋内部的过程仍然无法直接观测到。
4）海上条件复杂和恶劣，且观测费用昂贵，不易采用系统的和精密的、重复的观测手段。
相比之下，实验室物理模拟研究的优点是：
1）可以控制实验条件，如背景风和背景流。
2）可以重复再现海洋现象和过程；
3）可以运用各种先进技术手段，精细的、全面的观测；
4）可以观察到现象的内部规律，比如内波、毛细波、Rossby波、海洋湍流、贴水面边界层、水下水质点运动等等。
三．物理海洋实验研究的主要任务
1．研究海洋运动中的新现象和相应的基本规律，探索相应的基本规律在物理海洋学研究的许多分支中心的发现和重大研究成果不断涌现。大量的研究领域和课题仍属于未知。许多问题还未能很好的解决，远非单纯的理论分析和数值计算能够胜任。因此，实验研究的任务是不断的研究海洋运动中的新现象和相应的基本规律，探索相应的基本规律。即便是某些运动规律或现象已经可以从理论上得到预测的情况下，在没有充分的实验验证之前通常是不会得到人们的正式承认的。
2．研究海洋各种尺度过程之间的关系
在海洋中，存在着各种尺度的过程。大到行星尺度的地转运动，小到海面毛细结构的微尺度过程。他们之间并不是简单独立的，而是存在着相互作用及能量交换。实验研究的的对象是经比尺变换的模型，模拟范围遍及各种尺度，最有条件研究各种尺度过程之间的相互关系。
3．利用模拟技术解决应用中的实际问题
实验研究的诀窍在于利用模拟技术，以最小的代价和有限的实验条件来发现、证实或重现某种具有研究价值的物理规律或实际应用问题，解决一些理论方法和数值方法无法解决的实际问题，这对海洋工程尤其具有重要意义。
4．发展实验仪器和测量方法
实验仪器是开展实验研究的必要手段。在多数情况下，实验工作者可以利用和购置现有的产品，更多的侧重于熟练地和正确地掌握使用仪器。但是，在有些情况下，实验研究需要研究人员自行研制设计开发新仪器和新方法。实验研究的进展，往往取决于新技术和手段的突破。
一般来说，一个国家的科学水平常常反映在实验室中。因而，实验研究在一定意义上反映着整个学科的水平。近年来，随着科学技术的发展，大量的高科技术和尖端仪器应用于实验研究。但是，总体来说，仍与实验研究的工作需要不相适应。因此，正确的设计和组织实验研究工作，有预见性地选择和安排实验课题，合理地使用仪器和测量技术，发挥现有条件的作用，研究实验技术并有效的方法来实现预期的研究目标，这是实验研究的重要任务。要求实验研究者为完成研究目标具有最大的灵活性并在实践中锻炼学识、提高驾驭学科某个领域的能力。
物理海洋实验的基本设备
物理海洋实验的设备种类繁多。根据不同的研究对象需要不同的实验设备。若以研究对象的尺度分类可分为小尺度现象模拟实验设备和大尺度现象模拟设备。其中有代表性的是风-浪-流水槽和地球流体旋转平台等。下面简要介绍我校海洋环境学院物理海洋和海洋学实验室的这几种基本设备。
一．风-浪-流实验水槽
风-浪-流实验水槽通过风机、造波机、流机，在封闭的管道中形成人工的风、浪、流，构建一个模拟海面实际情况的背景环境，能够局部再现海上风、浪、流以及相互作用的一些基本动力过程和各种小尺度物理海洋现象，可以运用各种技术手段，近距离的观测许多海洋现象，观察海洋的内部各种运动规律，还可以进行多种模拟实验。是物理海洋模拟实验特别是小尺度海洋实验常用的基本设备。
图1 风-浪-流水槽示意图
我校海洋系物理海洋与海洋学实验室的风-浪-流水槽工作段高 1.2m, 宽0.8m, 长25m，水槽底面离地面0.6m。整体采用全不锈钢框架结构。水槽的侧面和底面均为跨度为3m的双层玻璃板。水槽管路采用闭合回风和回流结构，回风和回流部分采用玻璃钢材料的管道。由于水槽的闭合性，槽内空气和水都可以加温，加二氧化碳。水槽顶盖两侧有双道轻轨，水槽上方的屋顶架设有负重导轨，为实验设备的架设和移动提供了方便。
水槽配设的风机可以产生从2m/s到15m/s的风速。流机可产生0.05m/s到1.0m/s的流速。造波机可制造最大波面位移达30cm的规则波和随即波。这些基本功能可以满足许多物理海洋实验的要求。水槽的回风管道部分，有一个用于流体力学实验的标准风洞，可用于边界层实验，环境模拟实验，气象仪器检测，工程实验等等。
图2 风浪流水槽结构图
在使用水槽之前，首先要了解实验水槽的基本情况，比如，水槽的风速变化范围，风浪基本参数，水流的参数等，这些参数对于合理选择实验区段，估计试验误差，减少实验的重复性和盲目性以及对于分析和判断实验室结果和海上现场调查结果之间的差别都是不可缺少的。
二．地球流体旋转平台
地球流体动力学实验研究的对象是地球上的大气和海洋等大中尺度运动过程和现象。在大中尺度过程中，地球旋转效应起着重要作用。为了模拟旋转坐标系中的地球流体运动，实验需在一个旋转条件下进行。旋转平台提供了一个模拟地球自转的实验条件。
根据地球旋转流体实验的要求，转台需要具备如下基本条件：
1. 转速均匀，转速范围为0.5～30rpm，无级调速；
2．转台具有一定的承载能力；
3. 转台平面水平，无明显起伏和振动；
4. 转台上下有集流环提供强电通道；
5. 转台上配有照明光源和相应的测量仪器；
6. 转台上架设随转台同步旋转的电子摄像机
7. 转台上下之间有遥控通道；
8．转台配有自驱动流动装置或外循环流通道；.
地转实验平台结构示意图
根据不同的实验需要，转台上可安放各种水槽。水槽的样式可以是圆形、矩形、长形、扇形或者不规则形。以适应不同的实验需要。
扇形水槽实验个例圆柱形水槽实验个例三. 分层循环水槽
为了模拟海洋中的层化流动或剪切流场中的各种现象和过程，需要一种能形成密度分层流的循环水槽。该水槽中形成密度分层后，利用特殊设计的动力装置
（Kovasznay泵）分别对每层流体以不同速般加以驱动，形成具有一定密度剖面和速度剖面的流动。这种装置对模拟大气扩散、海洋湍流、江河湖海中的异重流的运动规律具有特殊意义。
该水槽一般用于研究连续层化流体方面的实验研究。因此该水槽还配有特殊的连续层化流体生成和保持的配套装置。
除此之外，该水槽还可以做许多非层化的流体实验，如剪切流实验，湍流实验等。
循环水槽示意图1
循环水槽示意图2
实验1 风浪水槽平均风速测量
一． 本实验有关知识
1.1 流动和流速分类
流体运动的测量是物理海洋实验最基本和最常见的内容（如平均风速，风速梯度，表面漂流，边界层剪切流，水中流速，以及湍流等的测量），同时往往又是其他实验的重要的背景条件。根据实验的具体需要和要求，流动参数可为不同的种类，如根据流体介质的不同可分为：气流、水流;根据速度的不同可分为：平均流速、变化量; 根据测量点不同可分为：单点或数点、整个区域流速分布。流动是一种矢量，具有模量和方向，在有些实验中，需要测量三维流向。
无论是大尺度运动实验还是小尺度现象观测都离不开流动参数或流场的测量。学习物理海洋实验必须从流动测量开始。只有扎实掌握流动的测量原理和基本方法，才能为深入学习和掌握物理海洋实验打好基础。
1.2 流动的常用测量方法
1) 示踪测流法(适用于低速、平均流速)
在流体中混合有与流动同时运动的气泡或固体粒子示踪物，根据这些物质的运动轨迹获得流速或流线分布。示踪物可用空气泡、氢气泡、聚苯乙烯粒子、铝粉、烟雾粒子等。数据获取方法一般采用照相或录像，然后通过人工判读或图像处理获得流场或流速的分布情况。这种方法简单方便，一般用于定性分析。
2) 压差测流法(适用于中等流速、平均流速)
利用绕流物体表面的压力差测量流速——皮托管。其精度高，稳定。常作为标准测量。其缺点主要有：容易堵塞、方向不易控制、影响流场（使雷诺数降低）。
3) 旋浆测流法(适用于中等流速、平均流速)
利用旋浆转速与流速成正比的原理。接触气流的部分的形状为螺旋桨型或杯性。适合较大流路和野外使用。优点：耐用。缺点：精度一般。
4）热线热膜测流法 (HWA）
热线采用直径为2—10微米的铂丝或钨丝，焊接在两根系金属架上，构成探针。利用细电阻丝的热传导与风速的函数关系制作。丝越细，响应越快。
因此特别适用于变化的流速测量。热线探针分为一维探针、二维探针、三维探针；测量水流速时采用热膜探针。
热线测速的优点主要有：
1）体积小，对流场干扰小；
2）适用范围广。不仅可用于气体也可用于液体，在气体的亚声速、跨声速和超声速流动中均可使用；除了测量平均速度外，还可测量脉动值和湍流量；
除了测量单方向运动外还可同时测量多个方向的速度分量。
3）频率响应高，可高达1 MHz。
4）测量精度高，重复性好。热线测速的缺点是探头对流场有一定干扰，热线容易断裂。
5）超声多普勒测流法(ADV) (适用于低速、平均流速)
根据多普勒原理，利用发射超声波（20kHz）脉冲在流动中的频率变化测量流速。有两种方法：
A) 在上下游各安置发一对发声器和接收器，根据两边的信号计算出流速。
B) 利用流动中的微粒子的反射声波的频率变化测量流速。
6）激光多普勒测流法（LDV）(适用于全域风速、平均流速，变化流速) 激光多普勒测速仪是测量通过激光探头的示踪粒子的多普勒信号，再根据速度与多普勒频率的关系得到速度。由于是激光测量，对于流场没有干扰，测速范围宽，而且由于多普勒频率与速度是线性关系，和该点的温度，压力没有关系，是目前世界上速度测量精度最高的仪器。其优点：不产生湍流、测量范围宽、空间分辨率高。缺点为信号处理复杂、调整麻烦、价格昂贵。
7）粒子图像测流法（PIV)
PIV是粒子图像测速仪的简称，它是九十年代后期成熟起来的流动显示技术的发展。它能够同时测量一个面上几万个点的速度，是激光技术、数字信号处理技术、芯片技术、计算机技术、图像处理技术等高新技术发展的综合结果。
其原理如下：由脉冲激光器发出的激光通过由球面镜和柱面镜形成的片光源镜头组，照亮流场中一个很薄的（1－2mm）面；在于激光面垂直方向
的PIV 专用跨帧CCD 相机摄下流场层片中的流动粒子的图像，然后把图像数字化送入计算机，利用自相关或互相关原理处理，可以得到流场中的速度场分布。
二．实验目的
1）通过实验，掌握风浪水槽平均风速的测量的原理和方法。
2）掌握补偿式微压计和皮托管风速传感器的原理和操作步骤；
3）了解风浪流水槽的工作设备；
三、实验中所用的测风仪器
1． 皮托管风速传感器
图 各种皮托管传感器 皮托管是一种常用的测量平均风速的传感器。它在柱头部驻点位置开有一个小孔测量来流的全压强或滞止压力，侧壁开有一圈小孔或窄缝测量当地的静压强。低风速时，由全压强和静压强之差可以计算局部气流速度。 ()p p U ?=02
ρ
p 其中，ρ为空气的密度，和0p 分别为局地全压强和静压强。皮托管一般与微压计或压差传感器配合使用。
2． YJB－1500补偿微压计
图 YJB－1500补偿微压计
YJB－1500补偿微压计用于测量气体的微小压力,负压力及压力差,也可用来校准其它压力计,可供实验室和计量单位使用。 YJB型补偿微压计由微调部分、水准部分、反光镜部分及外壳部分组成。
1、微调部分：由刻有200等分的微调盘,固定在长螺杆上,长螺杆动,水匣作上升或下降运动,在水匣静压可、接嘴上装有示度准块,示度准块在度板及字板中间移动来指示出水匣的位移高度。
2、水准观测部分:在观测筒内装有水准头,以观测由动压管受压力后观测筒内液面的变化。
3、反光镜部分:由一个反光镜固定在镜壳上,反光镜面反射观测筒内的水准头的接触情况,使水准头尖与其倒影的影尖相接微压计读数调整“基点”。
4、外壳部分:由壳体及横担支持长螺杆,在壳杆上载有水准泡及调节螺订,以调节微压计的螺杆及动压管垂直。
由皮托管将风速转化为压差，从补偿式微压计读出压差，再由风速查算表得出风速。
四、实验步骤
1）正确架设和调整皮托管和微压计；
2）调节微压计可读盘，正确读数；
3）记录微压计数据；
4）通过压差-风速换算表查算平均风速；
5）分别测量四种不同风速；
6）观察风速引起的水面变化；
五．思考题
1. 如果在海上用皮托管+微压计测量平均风速，会出现什么问题？如何解决？
2. 为什么皮托管+微压计测量风速水准面变化十分缓慢？对测量有什么益处？
3. 用皮托管+微压计测量水中流速，如何计算流速？
4. 能否用其他测风方法测量风浪水槽中的平均风速？
5. 你能否设计一套方案，用皮托管测量风速的变化？
6. 请设计一种最简单的测量平均风速的方案。
实验2 水槽风浪波面位移的测量和分析一．实验相关知识
1．1风浪的基本概念
海浪是人们十分熟悉和关注的海洋现象。产生和维持海浪的能量主要来自大气动能，当海面有风时，海面水质点就会在风场的作用下，产生一种不规则的起伏，即风浪。在无风的天气里，外地的风浪由远方传来，称之为涌浪。海浪发生在海洋和大气的交接面，它既是小尺度现象，又是大尺度海气交换的重要因子，海浪是十分复杂的海洋现象，特别是近年发展起来的海洋遥感技术，往往是通过海浪的微波散射特征来测定海洋内部的其他现象。
由于海浪本身的随机性和不规则性，以及在传播过程中及时间延续过程中的多重性，用统计学的方法和谱分析方法研究海浪仍是当前研究海浪的有效途径。
1．2 波浪的基本参数
波高H----两个上跨零点之间的最大波面位移与最小波面位移之差。
周期T----两个上跨零点之间的时间。
波长L----两个上跨零点之间的长度。
波陡B----波高与波长之比。
波速C----波浪的相速度。
波浪基本参数示意图
1.3 波浪的频散关系
1.4 波浪的统计性质
波面位移的分布为正态分布
()22
221
σ?σπ??=e f
波高的概率分布
()22824σσH e H H f ?=
周期的概率分布 ()???????????????=443
8.4exp 2.1T T T T f ππ 波长的概率分布
()???????
??=2222exp 2λπλλλπλf
1.5 海浪谱的基本特征
P-M 谱
Pierson 和Moscowitz(1964)对北大西洋5年的观测数据进行460次谱分析，挑出其中54个充分成长谱，又依风速分为5组，拟合的有因次谱（简称P-M 谱）
()???????
???????=52
exp ωβωεωU g g S 4 其中 ；3
101.8?×=α74.0=β ；U 为海面19.5m 高度上的风速 JONSWAP 谱
英、美、德等国海洋研究部门的“联合北海波浪计划”（Joint North Sea Wave Project,简称JONSWAP）,于1968-1969年沿大西洋海岸，向海延伸160公里，布设13个站，分别采用5种测波方法，共得到2500谱，提出的海浪谱形式：
()()?????????????????????????=0202exp 402245exp 1ωσωωγωωωαωg A
其中0ω为峰值频率，γ为谱峰升高因子，22.0207.0???
????=U gx α，x 为分区，U 为10米高度
的风速。 二． 实验目的
1）掌握风浪水槽波浪测量的基本方法
2）掌握钽丝测波仪的测波基本原理
3）掌握波浪数据的基本处理方法
三．本实验的基本实验设备
3.1 风浪水槽
风-浪-流实验水槽通过风机、造波机、流机，在封闭的管道中形成人工的风、
浪、流，构建一个模拟海面实际情况的背景环境，能够局部再现海上风、浪、流以及相互作用的一些基本动力过程和各种小尺度物理海洋现象，可以运用各种技术手段，近距离的观测许多海洋现象，观察海洋的内部各种运动规律，还可以进行多种模拟实验。
我校海洋系物理海洋与海洋学实验室的风-浪-流水槽工作段高 1.2m, 宽0.8m, 长25m，水槽底面离地面0.6m。水槽配设的风机可以产生从2m/s到15m/s 的风速。流机可产生0.05m/s到1.0m/s的流速。造波机可制造最大波面位移达30cm的规则波和随即波。这些基本功能可以满足许多物理海洋实验的要求。3．2 钽丝测波仪
为了更为精细准确的测量波面的起伏变化，本实验采用0.3 mm钽丝作为测波传感器。测量及数据采集采用多通道测波仪进行，利用软件触发和脉冲计数的方法将钽丝电容值变换为脉冲个数，经高速光电耦合器送至插在微机总线槽内的数据采集板。这样做的好处既减少了由于电容变换的滞后误差，又提高了仪器精度和响应。同步脉冲信号由微机软件产生和改变，计数信号来自晶振频率发生器电路，工作频率为1MHz，电容测量分辨率为12000，以700mm的水位观测范围而计，考虑沾水滞后等因素，水位分辨率取1mm。
钽丝具有较高的分辨率和时间响应，利用钽丝表面极薄的绝缘层与海水之间
电容量的大小来反映水面的高度。一根极细的涂上一层绝缘涂料的钽丝，竖立放置在水面附近，由于海水也是导体，这样钽丝和海水就形成了一个电容器。海水浸没钽丝的深度决定了这个电容的大小。
四． 实验步骤
1）先在选定的风区上放置好实验仪器，对实验仪器进行调试，标定仪器的初始值。记录试验的条件，风区，水深，风速。对连接的计算机设备进行调试，看数据采集-转换电路是否正常工作。
2）分别取+100mm、0、-100mm三个高度进行水位标定。
3）前期的准备工作完成后，开风机，调出所需的风速。
4）当浪与风基本稳定后，开始采集数据。由于数据量相当大，所以要在旁边耐心看试验的进行，并记录必要的实验数据。
5）对得到的实验数据进行初步的分析，看结果是否符合我们实验要求。
如果不符合，那就找问题，解决问题，再进行下一步测量。如果符合，就测量下一个风区或者风速下的情况。
6）分别在小、中、大、三种风速下、不同的风区下多组测量。通过皮托管和微压计测量平均风速。
7）将采集的数据存盘
8）编写数据处理程序
9）数据处理
10）写实验报告
数据处理内容：
1.计算平均波高，平均周期；
2.计算波面位移的概率分布，并与正态分布比较；
3.计算波高的概率分布，并与理论分布比较；
4.计算周期的概率分布，并与理论分布比较；
5．计算不同风速下的谱分布。
实验3 海-气边界层的测量和分析
一．本实验的相关知识
1．1 海-气边界层的概念
海洋和大气虽然都遵从地球流体运动方程，但是由于两者密度相差极大，且热力学状况和边界条件也不同，因此，海洋和大气在运动学方面各自构成的自己的物理系统。但是，海洋和大气又存在着联系，因为地球的一切运动能量来自太阳，太阳的能量首先产生大气运动，然后由大气把能量传输到海洋，引起海洋运动，如海浪、海流、内波等。另一方面，海洋也向大气进行热量交换。大气和海洋之间的能量交换的必经之路就是海气边界层。
海气边界层指的是海气界面两侧的一定厚度的流体层。在海-气边界层中，具有与自由大气不同的结构和运动规律，属于小尺度的湍流过程。边界影响和观测困难使它成为一层特殊的物理场。海-气边界层的结构十分复杂，常根据其内部的物理特征可以分为若干层次。
海面上高度在20米以内的空气层为近水面边界层，该层是大气与海洋发生直接相互作用的主要层次，是大气与海洋之间能量，质量的交换界面。在该层中的动量载体，大气一侧
主要为平均风速和湍流运动，海面一侧主要为海浪。海浪是十分复杂的，因为不论是风浪或涌浪，一旦生成后有改变波面附近的空气流场结构，此改变后得流场自然又影响海浪得状态，故海浪是气-水相互作用的产物。海气边界层的研究起步较完，许多研究方法是借用陆地边界层的方法，其基本理论，大多来自流体力学的经典理论。
二. 实验室水-气边界层的测量方法
在海气边界层中，具有与自由大气不同的结构和运动规律，属于小尺度的湍流过程。在边界层中，湍流和界面摩擦为主要动力特征。测量表明，海气界层的风速廓线近似为对数分布。
由于风浪水槽尺寸较小，一般采用热线风速仪和梯度仪，但风速稳定时，也可采用逐点扫描方式测量。本实验采用逐点扫描方式。
实际风浪水槽由于水槽边壁的限制，与实际海上边界层相似的区间只限于水槽内空气部分的高度的三分之一左右。如图所示。在这个区间，风速廓线呈对数分布。因此，实验室的有关边界层实验研究均在此区间进行。
当水面为波浪时，一般的测量仪器无法进入最大波面位移的最高水位以下的高度，又称测量禁区。因此实际测量范围的最低高度应高于最大波面位移的最高水位。
泰勒及三大实验分析
xx及三大实验 弗雷德里克·温斯洛·泰勒（FrederickWinslowTaylor,1856—1915） 三大试验 一个在死后被尊称为“科学管理之父”的人；一个影响了流水线生产方式产生的人；一个被社会主义伟大导师列宁推崇备至的人；一个影响了人类工业化进程的人。一个由于视力被迫辍学的人；一个被工人称为野兽般残忍的人；一个与工会水火不容，被迫在国会上作证的人；一个被现代管理学者不断批判的人。 这个人就是泰勒，管理思想发展史中最重要，同时也是最富有争议的人。 生平简历 1856年，3月20日,弗雷德里克·温斯洛·泰勒(FrederickWinslowTaylor)出生于美国费城杰曼顿一个富有的律师家庭。在接受中学教育后，进入埃克塞特市菲利普斯??埃克塞特专科学校学习。 1874年，考入哈佛大学法律系，不久，因眼疾辍学。 1875年，进入费城恩特普里斯水压工厂当模具工和机工学徒。 1878年，转入费城米德维尔钢铁公司(Midvalesteel Works)工作。从机械工人做起，历任车间管理员、小组长、工长、技师等职，他在该厂一直干到1897年。 1881年，泰勒开始在米德维尔钢铁厂进行劳动时间和工作方法的研究，为以后创建科学管理奠定了基础。同年，在米德瓦尔开始进行著名的著名的“金属切金属切削试验削试验”，经过两年初步试验之后，给工人制定了一套工作量标准，米德瓦尔的试验是工时研究的开端。 1883年，通过业余学习，获得新泽西州霍肯博的史蒂文斯技术学院机械工程学位。 1884年，担任米德维尔钢铁公司的总工程师。同年结婚。
1886年，加入美国机械工程师协会(The AmericanSociety of Mechanical Engineers) 1890年，离开米德维尔，到费城一家造纸业投资公司任总经理。 在斯蒂尔公司，泰罗创立成本会计法。在西蒙德滚轧机公司，泰罗改革了滚珠轴承的检验程序。 1895年，在美国机械工程师协会发表《计件工资制》。 1898年，在伯利恒钢铁公司大股东沃顿(JosephWharton)的鼓动下，以顾问身份进入伯利恒钢铁公司(Bethlehem Steel Company)，此后在伯利恒进行了著名的“搬运生铁块试验”和“铁锹试验”，搬运生铁块试验，是在这家公司的五座高炉的产品搬运班组大约75名工人中进行的。这一研究改进了操作方法，训练了工人，结果使生铁块的搬运量提高3倍。铁锹试验是系统地研究铲上负载后，研究各种材料能够达到标准负载的锹的形状、规格，以及各种原料装锹的最好方法的问题。此外泰罗还对每一套动作的精确时间作了研究，从而得出了一个“一流工人”每天应该完成的工作量。这一研究的结果是非常杰出的，堆料场的劳动力从400－600人减少为140人，平均每人每天的操作量从16吨提高到59吨，每个工人的日工资从 1.15美元提高到 1.88美元。 1898年，与怀特(MunsellWright)共同发明高速钢。 1903年，正式出版《工场管理》。同年，在美国机械工程师协会的年会上宣讲《商店管理》(ShopManagement)。 1906年，正式出版《论金属切削技术》。同年，当选美国机械工程师协会主席，获得宾夕法尼亚大学名誉科学博士学位。 1909年，发表《制造业者为什么不喜欢大学生》。 在伊利诺斯大学演讲《论成功之道》。这年冬天，泰勒受哈佛大学企业管理研究生院院长盖伊(Edwin
泰勒及三大实验分析
泰勒及三大实验 弗雷德里克·温斯洛·泰勒（Frederick Winslow Taylor,1856—1915） 三大试验 一个在死后被尊称为“科学管理之父”的人；一个影响了流水线生产方式产生的人；一个被社会主义伟大导师列宁推崇备至的人；一个影响了人类工业化进程的人。一个由于视力被迫辍学的人；一个被工人称为野兽般残忍的人；一个与工会水火不容，被迫在国会上作证的人；一个被现代管理学者不断批判的人。这个人就是泰勒，管理思想发展史中最重要，同时也是最富有争议的人。 生平简历 1856年，3月20日,弗雷德里克·温斯洛·泰勒(Frederick Winslow Taylor)出生于美国费城杰曼顿一
个富有的律师家庭。在接受中学教育后，进入埃克塞特市菲利普斯??埃克塞特专科学校学习。 1874年，考入哈佛大学法律系，不久，因眼疾辍学。 1875年，进入费城恩特普里斯水压工厂当模具工和机工学徒。 1878年，转入费城米德维尔钢铁公司(Midvale steel Works)工作。从机械工人做起，历任车间管理员、小组长、工长、技师等职，他在该厂一直干到1897年。 1881年，泰勒开始在米德维尔钢铁厂进行劳动时间和工作方法的研究，为以后创建科学管理奠定了基础。同年，在米德瓦尔开始进行著名的著名的著名的著名的“金属切金属切金属切金属切削试验削试验削试验削试验”，经过两年初步试验之后，给工人制定了
一套工作量标准，米德瓦尔的试验是工时研究的开端。1883年，通过业余学习，获得新泽西州霍肯博的史蒂文斯技术学院机械工程学位。 1884年，担任米德维尔钢铁公司的总工程师。同年结婚。 1886年，加入美国机械工程师协会(The American Society of Mechanical Engineers) 1890年，离开米德维尔，到费城一家造纸业投资公司任总经理。 1893年，辞去投资公司职务，独立从事工厂管理咨询工作。此后，他在多家公司进行科学管理的实验。在斯蒂尔公司，泰罗创立成本会计法。在西蒙德滚轧机公司，泰罗改革了滚珠轴承的检验程序。 1895年，在美国机械工程师协会发表《计件工资制》。
泰勒搬生铁实验
经济学家迈克尔··波顿在他地著作中写道：如果没有他地诞生，也许我们这一代人要做地唯一工作就是建立标准地“科学管理”思想体系.他地贡献在于他将企业经营带人了管理世界，没有他，就不会有现代管理，正如现代物理学是基于爱因斯坦地相对论而建立地一样. 这是何等高地评价啊！ 这个人是弗雷德里克·温斯洛·泰勒. 年，泰勒出生于美国宾夕法尼亚地杰曼顿，他地父亲是位律师. 泰勒从小就勤奋学习，希望他继承父业地双亲让他进人哈佛大学.但由于刻苦学习损害了健康和视力，他被迫从法律学院转到费城地一个叫恩特普里斯地液压机厂做模型工和机工学徒，一干就是年. 年，泰勒学徒期满，他一周地收人为美元.这一年，他又来到了费城米德维尔钢铁厂当起了机械工人.他在这个工厂一做就做了年.由于刻苦学习技术，他只用了年地时间，就从普通工人成为总技师.之后，厂长让他担任管理工作，开始进人管理实践. 年，泰勒到了伯利恒钢厂工作.不久，生铁地价格急剧上涨，工厂地生意很好.不过，这种好景象也使不少工人累倒在工厂里.这促使泰勒思考如何既保证经营，又能减轻工人疲劳.这时，他开始了著名地搬运生铁地试验. 当时，生铁是由一组计日工搬运地.每个工人每天可以挣到．美元.工人们可能得到奖励，也可能受到惩罚，做得好地人第二天就可以到公司车间里做等级工，工资也要高一些，做不好地当然就得继续干这种重体力活.泰勒从统计资料中看到，当时平均每个工人一天搬运铁块地重量在吨－吨之间. 泰勒地第一步工作是找到合适地工人. 他们用天时间，观察和研究了个人，从里面又挑选出个人，然后又从个人中选定了来自宾夕法尼亚地荷兰人施米特. 施米特是一个十分自信地工人.泰勒用金钱激励他，每天给他美元，条件是必须按他要求地那样去搬运生铁. 泰勒与他地助手们在研究中，试着转换各种工作因素，以观察它们对施米特地日生产率地影响.他们还试验了行走速度、持握地位置和其他变量，从中获取数据，比如：从车上或是地上把生铁搬起来需要多长时间；带着所搬地铁块在平地上走，每英尺需要多长时间；带着所搬地铁块沿着跳板走向车厢，每步需要多长时间；把生铁扔下或者堆放起来需几秒钟；空手回到原地，每走一英尺需要多长时间等. 试验结果让泰勒万分振奋：如果对工人进行训练，把劳动时间和休息地时间很好地搭配起来，工人每天搬运生铁地重量，可以从原来地吨－吨，提高到吨！而且，负重时间只有％，其余时间是不负重地，工人也不容易疲劳. 当然，工人工作效率提高地同时，工资也提高了％，达到每天美元.工人地积极性大大提高，实现了工厂和工人地双赢！ 泰勒把他地这项实验归结成为四个核心内容： 第一，精心挑选工人. 第二，诱导工人，使之了解这样做对他们没有丝毫地损害，反而可以从中得到利益. 第三，对他们进行训练和帮助，使他们获得完成规定工作量地技能. 第四，按科学地方法去干活会节省体力，事半功倍. 泰勒对管理学最大地贡献就是把科学引入了管理.“从方法地角度看，科学管理地实质恰恰在于它在方法上地变革”.在科学地发展史上，现代意义上地科学起始于自加利略以来地对实验方法地确定，但是科学地巨大影响则始自牛顿等建立地经典力学体系.首先，牛顿力学对世界万物进行了统一，无论是天上地还是地下地，都臣服于这一定律之下;其次，经典力学有着极高地确定性，它以精准地数字结果对物体地运动做出预测;再次，科学技术是西
泰罗科学管理的三个实验
泰勒（1856）出生于美国费城一个富裕的律师家庭。19岁时考上了哈佛大学，但因眼睛不好而被迫辍学。于是就进入了一家小机械厂当徒工。22岁时进入费城米德维尔钢铁公司，开始当技工，后来迅速被提升为工长、总技师，28岁时任钢铁公司的总工程师。泰罗迷恋科学调查研究和实验，强烈希望遵照事实改进和改革事物。 搬运铁块实验 1898年，泰勒在伯利恒钢铁公司开展动作研究中进行了一项搬运铁块实验。 他在从事管理研究时看到公司搬铁块工作量非常大，有75名搬运工人负责这项工作，把铁块搬上火车运走。每个铁块重80多斤，搬运距离为30米，尽管每个工人都十分努力，但工作效率并不高，每人每天平均只能搬运12.5吨的铁块。 泰勒经过认真的观察分析，最后测算出，一个好的搬运工每天应该能够搬运47吨，而且不会危害健康。泰罗首先是科学地挑选工人，并进行了培训。经反复挑选，他找到的这个人是个大块头、强壮的荷兰移民，叫施米特。泰罗用金钱来激励施米特，使他按规定的方法装运生铁。泰勒的一位助手按照泰勒事先设计好的时间表和动作对这位工人发出指令，如搬起铁块、开步走、放下铁块、坐下休息等等。泰罗试着转换各种工作因素，以便观察它们对施米特的日生产率的影响。例如，在一些天里工人可能弯下膝盖搬生铁块；而在另一些天，可能直膝盖去搬。在随后的日子里，泰罗还试验了行走的速度、持握的位置和其他变量。通过长时间的试验，这名工人平均每天工作量从原来的12-13吨猛增至每天装运48吨，工资也增加了70%，于是其他人也渐渐要求泰罗指导他们掌握新的工作方法。 从这以后，搬运工作的定额就提高到了47.5吨。最后归结为四点核心内容：（1）精心挑选工人。（2）诱导工人使之了解这样做对他们没有损害，还可以得到利益。（3）对他们进行训练和帮助，使之获得完成既定工作量的技能。（4）按科学的方法去做可节省体力。 泰勒的这项研究把工作定额一下提高了将近三倍，工人的工资也有所提高。期间泰勒几乎完成了每一项重要工作的动作研究，为制定合理的工作定额打下了良好的基础。 铁砂和煤炭的铲掘实验 早先铲掘工人是自备铲子到料厂去干活的，用铲子去铲铁砂，每铲的重量太大容易疲劳；而用同一个铲子去铲煤则每铲的重量又不足。泰罗研究发现，当一个工人在操作中的平均负荷量大致是每铲21磅时，他就能干出最大的工作量。因此他在进行实验时就不让工人自己带铲子，而是准备了8—10把不同的铲子，每种铲子只适合于铲特定的物料，这不仅是为了使工人能平均铲掘达到21磅，也是为了使这些铁铲能适应若干的条件。为此他建立了一间大型工具房，里面存放着精心设计的各种工具。同时他还设计了两张有标号的纸卡，一张说明工人在工具房所领的工具和该在什么地方干活，另一张说明一天工作的情况，也就是一份工人干活的说明书，上面还记载着前一天的收入。在工人们取得白色纸卡的时候，工人就会明白一切正常，而当取得黄色纸卡的时候就意味着要加油干了，否则的话就要调离工作。 泰罗这项实验主要是要表明“每一项简单的动作都隐含一种科学的成分”。泰罗这项实验主要是要表明“每一项简单的动作都隐含一种科学的成分”。通过这个实验，他提出了新的管理思想：（1）将实验的手段引入到经营管理领域。（2）计划和执行相分离。（3）标准化管理概念的形成。（4）挖掘人和物的资源潜力，人尽其才，物尽其用是提高效率的最好办法。 金属切削实验 在米德维尔公司时，泰罗为了解决工人怠工问题，对金属切削进行了研究。 这时他已具备了相当的金属切削的作业知识，于是他对车床的效率问题进行了实验，预定从事6个月的金属切削实验开始了。在使用车床、钻床、刨床等机床切削金属时，无论何时都必须决定适用什么样的刀具、用多大的切削速度，以便获得最佳的金属加工效率。然而要确定这些要素多达12种变量，如金属的成分、T件的直径、切削的深度、进刀量等。 这项实验非常复杂和困难，原来预计的6个月实际上用了26个年头，并花费了巨额的
泰勒柱实验
物理海洋实验讲义 海洋环境学院 2008年3月
目录 物理海洋实验的概述 物理海洋实验的基本设备 实验1 风浪水槽平均风速测量 实验2 水槽风浪波面位移的测量和分析实验3 海-气边界层的测量和分析 实验4 水下压力波动的测量与分析 实验5 科氏力实验 实验6 泰勒柱实验 实验7 Rossby波的实验模拟
物理海洋实验的概述 一．引言 众所周知，物理海洋学是流体力学的一个重要分支，是研究海洋流体和地球流体动力过程的一门学科。物理海洋学本身又是以应用和实践为主的学科，其研究方法可分为理论研究、数值模拟、实验研究和海洋调查。各者互为补充，又不可代替。其中实验研究是物理海洋学的不可忽略的重要组成部分。它的研究范围遍及物理海洋学的各个领域，对物理海洋学地发展起着关键性的作用。 二．物理海洋实验和海洋调查 从广义上讲，现场海洋调查也属于实验研究的范畴，所不同是，海洋调查直接探测的对象是真实的海洋，而实验研究大多在实验室模拟环境下进行。 海洋现场调查是研究海洋的重要方法，是直接获取海洋资料的主要途径。但是海洋调查有局限性： 1）属于被动观测，无法控制环境条件，无法重复现象和过程。 2）对于有些非静态的变化过程或者大尺度现象，仅靠有限的海上单点时间序列的现场观测是无法全面了解的。 3）近代海洋卫星遥感技术虽然可以大范围观测海洋，但是对于海洋内部的过程仍然无法直接观测到。 4）海上条件复杂和恶劣，且观测费用昂贵，不易采用系统的和精密的、重复的观测手段。 相比之下，实验室物理模拟研究的优点是： 1）可以控制实验条件，如背景风和背景流。 2）可以重复再现海洋现象和过程； 3）可以运用各种先进技术手段，精细的、全面的观测； 4）可以观察到现象的内部规律，比如内波、毛细波、Rossby波、海洋湍流、贴水面边界层、水下水质点运动等等。
泰勒科学管理试验
a.搬运铁块实验 泰勒为了证明在最原始、最初级的劳动中也存在着科学，于是进行了搬运铁块实验。1989年，泰勒从米德维尔钢铁公司转到伯利恒钢铁厂工作。在该厂泰勒请来一些助手，如在一起共过事的亨利.甘特等人，共同进行了这项搬运铁块实验。”伯利恒钢铁厂有一个生铁搬运小组负责该项工作，他们共有75人，由一位工长带领着，每位都是熟练的、具有一般水平的生铁搬运工。他们每天的工作就是“每名工人从生铁堆上搬起一块重约92磅的生铁，走上木板，把生铁撂在车厢里。”一般每天每位工人搬运大概12.5长吨生铁，赚1.巧美元。通过研究，泰勒的研究小组发现头等工人一天应该能搬运47”48长吨生铁，而不是12.5长吨。“他们的具体研究方法是首先确定以下几个数据: (1)从车上或地上，把生铁搬起来所需要的时间。 (2)带着所搬的铁块在平地上走每英尺所需时间。 (3)带着所搬的铁块放置目的地所需时间。 (4)空手回到原来的地方每走一英尺所需时间。” 在得到这个结论的过程中，泰勒还应用了他在米德维尔钢铁公司所做的疲劳实验所得出的结果:泰勒的研究小组在几年的研究中，发现了支配疲劳反应的规律，在做重体力活时，有必要要频繁的解除工人的负荷，让工人以平均的速度搬运，这样才能让工人在不损耗健康的情况下，达到最高的搬运水平。 首先，泰勒的研究小组对75名工人进行了三四天的观察，从中选出了四位表现突出的工人，通过分析每个人的性格、习惯和志向后，选择了一名叫施密特的工人。他是一位身材矮小的宾西法尼亚的荷兰籍人，他精力充沛，节约到有点小气，爱财如命。接着，通过和施密特的一系列的谈话，他们命令施密特每天都要按照他们的指示去工作，这样他每天都可以得到1.85美元。于是，施密特每天工作的时候，都有一位科研人员在旁边指导，告诉他什么时候搬起，什么时候移动，什么时候坐下休息。就这样经过长期的训练，三年来，他都能按照这一速度完成规定的任务，每天赚得1.85美元。就这样，一个接一个的工人都被挑选出来，加以训练，都能完成任务。 b.铁铲实验 这是泰勒的研究小组在伯利恒钢铁厂做的另外一个实验，为的是研究铲运类工作里蕴藏的科学规律。 首先要解决的问题是:对于一个头等铲运工，应该设定多少铲运量，才能够使他每天可以完成最大的铲运量。首先要选择几个干活信得过的铲运工人，支付给他们额外的工资。然
泰勒科学管理
科学管理理论，由科学管理之父——弗雷德里克?温斯洛?泰勒在他的主要著作《科学管理原理》（1911年）中提出。《科学管理原理》使人们认识到了管理 是一门建立在明确的法规、条文和原则之上的科学。泰勒的科学管理主要有两大贡献：一是管理要走向科学；二是劳资双方的精神革命。 弗雷德里克?温斯洛?泰勒（Frederick W. Taylor，1856～1915），美国古典管理学家，科学管理的创始人，被管理界誉为科学管理之父。在米德维尔工厂，他从一名学徒工开始，先后被提拔为车间管理员，技师，小组长，工长，设计室主任和总工程师。泰勒重点研究是企业内部具体工作的效率，他不断在工厂实地进行试验，系统地研究和分析工人的操作方法和动作所花费的时间，逐渐形成其管理体系——科学管理。 泰勒对科学管理作了这样的定义，他说：“诸种要素——不是个别要素的结合，构成了科学管理，它可以概括为：科学，不是单凭经验的方法。协调，不是不和别人合作，不是个人主义。最高的产量，取代有限的产量。发挥每个人最高的效率，实现最大的富裕。”这个定义，既阐明了科学管理的真正内涵，又综合反映 了泰勒的科学管理思想。 1、工作定额原理 泰勒认为管理的中心问题是提高劳动生产率。为了改善工作表现，他提出：（1）企业要设立一个专门制定定额的部门或机构，这样的机构不但在管理上是必要的，而且在经济上也是合算的。（2）要制定出有科学依据的工人的“合理日工作量”，就必须通过各种试验和测量，进行劳动动作研究和工作研究。（3）根据定额完成情况，实行差别计件工资制，使工人的贡献大小与工资高低紧密挂钩。 2、标准化原理 泰勒认为，科学管理是过去曾存在的多种要素的结合。工人提高劳动生产率的潜力是非常大的，人的潜力不会自动跑出来，怎样才能最大限度地挖掘这种潜力呢？方法就是把工人多年积累的经验知识和传统的技巧归纳整理并结合起来，然后进行分析比较，从中找出其具有共性和规律性的东西，然后利用上述原理将其标准化。泰勒认为，在科学管理的情况下，要想用科学知识代替个人经验，一个很重要的措施就是实行工具标准化、操作标准化、劳动动作标准化、劳动环境标准化等标准化管理。 3、劳资双方的密切合作 泰勒指出：“资方和工人的紧密、亲切和个人之间的合作，是现代科学或责任 管理的精髓。”他认为，没有劳资双方的密切合作，任何科学管理的制度和方法 都难以实施，难以发挥作用。泰勒进一步宣称，“在科学管理中，劳资双方在思 想上要发生的大革命就是：双方不再把注意力放在盈余分配上，不再把盈余分配看作最重要的事情。他们将会明白，当他们停止互相对抗，转为向一个方面并肩前进时，他们的共同努力所创造出来的盈利会大得惊人。” 4、例外原则 所谓例外原则，就是指企业的高级管理人员把一般日常事务授权给下属管理人员，而自己保留对例外的事项一般也是重要事项的决策权和控制权。泰勒认为，规模较大的企业不能只依据职能原则来组织和管理，而必须应用例外原则。泰勒在《工厂管理》一书中曾指出：“经理只接受有关超常规或标准的所有例外情况
科学管理之父泰勒思想及对现代管理的影响
科学管理之父泰勒思想及其对现代管理的影响 摘要：通过对在管理思想发展过程中一位对现代管理科学有突破贡献的现代管理学之父弗雷德里克·泰勒的学习，以时间为线索。主要从他本人的生活环境，人生经历；在管理工作中所面临的问题，以及后来他对科学管理的积极探索，这其中包括他的三个最著名的实验。对科学管理的贡献和理论中存在的缺点等方面进行深入研究。加深对管理的认识，了解科学管理观形成和发展的过程，思考他的科学管理思想对今天中国的企业管理的影响和启示。 关键词：泰勒科学管理科学实验现代管理 1、人生经历简介 弗雷德里克·泰勒（1856—1915）生于宾夕法尼亚的杰曼顿的一个富裕的律师家庭。他的父亲是一名律师，他的母亲生于清教徒世系家庭。泰勒在这样的家庭中受到了不同寻常的教育，为他今后的工作做了素质上的准备。在他的早期教育中，他就已经显现出对于科学调查研究和实验的迷恋。泰勒的父母都希望他能继承父业成为一名律师，因此泰勒学习十分刻苦，时常开夜车，使他的健康和视力受损，因而不得不辍学去费城的恩特普利斯液压机场做学徒在那儿过了三年犹如苦行僧般的生活。在那里泰勒受到了非常重要的锻炼，使他在自我管理、自我控制方面获得深切的体会，对他今后的生活打下了较为坚实的基础。后来22岁的他来到了大钢铁公司的米德维尔工厂，在那里工作的12年，他不断地从事关于管理和技术的试验，系统地研究和分析了工人的操作方法和劳动所花费的时间。这些试验将他的科学管理思想理论深深扎根在科学试验的基础上，使之成为一门真正的科学。由此所总结出的理论也对当时社会起到了巨大的推动作用。他于1915年病逝，终年59岁。在他的墓碑上刻着“科学管理之父：弗雷德里克·温斯洛·泰勒”。他的著作较多，其中最著名的是于1895年发表的《计件工资》和于1903年发表的《工厂管理》以及1912年发表的《科学管理原理》。 当泰勒在米德维尔工厂工作的时候，他就发现了在工人中很普遍存在的磨洋工，工作效率低下的现象，因为他也是从工人做起的，知道里面的原因。他认为这主要是由两个问题引起的:一是因为如果工人拼命干活产量当然会提高，工人的收入也相应的增加。经营者看到这一现象，就会降低单位产量的工资率，致使工人们即使非常努力的工作也达不到原来的工资水平，这样工人们的工作积极性必定受到了极大的挫败。磨洋工自然就是很自然的事了。另一方面也是因为工人们的观念上存在着误解。他们认为过分的努力工作，那么同伴们的就业机会就会减少。以前他在做工人的时候也是这样遵守着同伴之间的这种潜规则，但是当他后来成为一名管理者之后，他的责任感就驱使他下决心来解决这个问题。在这期间他与工人们之间发生了很多的矛盾。是一场艰苦而又持久的战争。虽然最终还是以他的胜利而结束，但是难免在其晚年背负了暴君的名声。这对他来说，是十分不公平的。这个结果其实是与他一直以来的价值观有关系的，他认为工人不尽力工作，是一种令人可憎的道德问题，是品德败坏的表现。他甚至认为这是一种罪恶，这种罪恶比机器或工人闲置不用还要可恨。这也是历时3年泰勒和工人斗争并坚持到底的内在原因。然而他解决问题的方法和许多科学研究一样，都是从实验开始的。他的探索主要反映在他的三个最有名的实验中。 2、泰勒对科学管理的探索 1、搬运铁块实验 第一步就是科学的挑选工人，他们从75名工人中仔细研究了他们的历史、性格、理想、抱负，最后挑选了一个身材矮小的荷兰人施密特。要求他按新的方法干活，可以得到1.85
泰勒搬生铁实验
这是何等高的评价啊！ 这个人是弗雷德里克·温斯洛·泰勒。 1856年，泰勒出生于美国宾夕法尼亚的杰曼顿，他的父亲是位律师。 泰勒从小就勤奋学习，希望他继承父业的双亲让他进人哈佛大学。但由于刻苦学习损害了健康和视力，他被迫从法律学院转到费城的一个叫恩特普里斯的液压机厂做模型工和机工学徒，一干就是3年。 1878年，泰勒学徒期满，他一周的收人为3美元。这一年，他又来到了费城米德维尔钢铁厂当起了机械工人。他在这个工厂一做就做了12年。由于刻苦学习技术，他只用了6年的时间，就从普通工人成为总技师。之后，厂长让他担任管理工作，开始进人管理实践。 1898年，泰勒到了伯利恒钢厂工作。不久，生铁的价格急剧上涨，工厂的生意很好。不过，这种好景象也使不少工人累倒在工厂里。这促使泰勒思考如何既保证经营，又能减轻工人疲劳。这时，他开始了著名的搬运生铁的试验。 当时，生铁是由一组计日工搬运的。每个工人每天可以挣到1．15美元。工人们可能得到奖励，也可能受到惩罚，做得好的人第二天就可以到公司车间里做等级工，工资也要高一些，做不好的当然就得继续干这种重体力活。泰勒从统计资料中看到，当时平均每个工人一天搬运铁块的重量在12吨－13吨之间。 泰勒的第一步工作是找到合适的工人。 他们用4天时间，观察和研究了75个人，从里面又挑选出4个人，然后又从4个人中选定了来自宾夕法尼亚的荷兰人施米特。 施米特是一个十分自信的工人。泰勒用金钱激励他，每天给他美元，条件是必须按他要求的那样去搬运生铁。
泰勒与他的助手们在研究中，试着转换各种工作因素，以观察它们对施米特的日生产率的影响。他们还试验了行走速度、持握的位置和其他变量，从中获取数据，比如：从车上或是地上把生铁搬起来需要多长时间；带着所搬的铁块在平地上走，每英尺需要多长时间；带着所搬的铁块沿着跳板走向车厢，每步需要多长时间；把生铁扔下或者堆放起来需几秒钟；空手回到原地，每走一英尺需要多长时间等。 试验结果让泰勒万分振奋：如果对工人进行训练，把劳动时间和休息的时间很好地搭配起来，工人每天搬运生铁的重量，可以从原来的12吨－13吨，提高到48吨！而且，负重时间只有42％，其余时间是不负重的，工人也不容易疲劳。 当然，工人工作效率提高的同时，工资也提高了70％，达到每天美元。工人的积极性大大提高，实现了工厂和工人的双赢！ 泰勒把他的这项实验归结成为四个核心内容： 第一，精心挑选工人。 第二，诱导工人，使之了解这样做对他们没有丝毫的损害，反而可以从中得到利益。 第三，对他们进行训练和帮助，使他们获得完成规定工作量的技能。 第四，按科学的方法去干活会节省体力，事半功倍。 泰勒对管理学最大的贡献就是把科学引入了管理。“从方法的角度看，科学管理的实质恰恰在于它在方法上的变革”。在科学的发展史上，现代意义上的科学起始于自加利略以来的对实验方法的确定，但是科学的巨大影响则始自牛顿等建立的经典力学体系。首先，牛顿力学对世界万物进行了统一，无论是天上的还是地下的，都臣服于这一定律之下;其次，经典力学有着极高的确定性，它以精准的数字结果对物体的运动做出预测;再次，科学技术是西方社会物质文明的强有力的推动力，无论是蒸汽革命还是电力革命，都大大推动了生产力的
泰勒科学管理的三大实验
在一次调查中，泰勒发现搬运工一次可铲起磅（约千克）的煤粉，而铁矿石则可铲起３８磅（约１７千克）。为了获得一天最大的搬运量，泰勒开始着手研究每一锹最合理的铲取量。 泰勒找了两名优秀的搬运工用不同大小的铁锹做实验，每次都使用秒表记录时间。最后发现：一锹铲取量为镑（约１０千克）时，一天的材料搬运量为最大。同时也得出一个结论，在搬运铁矿石和煤粉时，最好使用不同的铁锹。此外，还展开生产计划，以改善基层管理干部的管理范围。进一步地，还设定了一天的标准工作量，对超过标准的员工，给予薪资以外的补贴，达不到标准的员工，则要进行作业分析，指导他们的作业方式，使他们也能达到标准。 结果，在三年以后，原本要五六百名员工进行的作业，只要１４０名就可以完成，材料浪费也大大降低。 二、搬运实验 1898年，泰勒从伯利恒钢铁厂开始他的实验。这个工厂的原材料是由一组计日工搬运的，工人每天挣美元，这在当时是标准工资，每天搬运的铁块重量有１２～１３吨，对工人的奖励和惩罚的方法就是找工人谈话或者开除，有时也可以选拔一些较好的工人到车间里做等级工，并且可得到略高的工资。后来泰勒观察研究了７５名工人，从中挑出了４个，又对这４个人进行了研究，调查了他们的背景习惯和抱负，最后挑了一个叫施密特的人，这个人非常爱财并且很小气。泰勒要求这个人按照新的要求工作，每天给他１．８５美元的报酬。通过仔细地研究，使其转换各种工作因素，来观察它们对生产效率的影响。例如，有时工人弯腰搬运，有时他们又直腰搬运，后来他又观察了行走的速度、持握的位置和其他的变量。通过长时间的观察实验，并把劳动时间和休息时间很好地搭配起来，工人每天的工作量可以提高到４７吨，同时并不会感到太疲劳。他也采用了计件工资制，工人每天搬运量达到４７吨后，工资也升到１．８５美元。这样施密特开始工作后，第一天很早就搬完了４７．５吨，拿到了１．８５美元的工资。于是其他工人也渐渐按照这种方法来搬运了，劳动生产率提高了很多。 三、金属切削实验在米德维尔公司时，为了解决工人的怠工问题，泰勒进行了金属切削实验。他自己具备一些金属切削的作业知识，于是他对车床的效率问题进行了研究，开始了预期６个月的实验。在用车床、钻床、刨床等工作时，要决定用什么样的刀具、多大的速度等来获得最佳的加工效率。这项实验非常复杂和困难，原来预定为６个月实际却用了２６个年头，花费了巨额资金，耗费了８０多万吨钢材。最后在巴斯和怀特等十几名专家的帮助下，取得了重大的进展。这项实验还获得了一个重要的副产品———高速钢的发明，并取得了专利。 1906 年，他向美国机械师协会递交了题为《金属切割艺术》的论文，这是他进行了 26 年实验的结果。他的实验用工具将重达 80 万磅的钢和生铁切割成片，实验纪录大约为 3~5 万次，写出报告 300 多份，费用高达15~25 万美元。同时，他还积极参加“工程教育促进会”的活动，强烈支持钢铁大王卡内基所倡议的大学教育应当包括一年的工业实践的观点。 泰勒的这三个实验可以说都取得了很大的成功。正是这些科学试验为他的科学管理思想奠定了坚实的基础，使管理成了一门真正的科学，这对以后管理学理论的成熟和发展起到了非常大的推动作用。泰勒相信，即使是用铁锹铲煤粉、搬运铁块这样的工作也是一门科学，可以用科学的方法来管理。
泰勒搬生铁实验
经济学家迈克尔·D·波顿在他的著作中写道：如果没有他的诞生，也许我们这一代人要做的唯一工作就是建立标准的“科学管理”思想体系。他的贡献在于他将企业经营带人了管理世界，没有他，就不会有现代管理，正如现代物理学是基于爱因斯坦的相对论而建立的一样。 这是何等高的评价啊！ 这个人是弗雷德里克·温斯洛·泰勒。 1856年，泰勒出生于美国宾夕法尼亚的杰曼顿，他的父亲是位律师。 泰勒从小就勤奋学习，希望他继承父业的双亲让他进人哈佛大学。但由于刻苦学习损害了健康和视力，他被迫从法律学院转到费城的一个叫恩特普里斯的液压机厂做模型工和机工学徒，一干就是3年。 1878年，泰勒学徒期满，他一周的收人为3美元。这一年，他又来到了费城米德维尔钢铁厂当起了机械工人。他在这个工厂一做就做了12年。由于刻苦学习技术，他只用了6年的时间，就从普通工人成为总技师。之后，厂长让他担任管理工作，开始进人管理实践。 1898年，泰勒到了伯利恒钢厂工作。不久，生铁的价格急剧上涨，工厂的生意很好。不过，这种好景象也使不少工人累倒在工厂里。这促使泰勒思考如何既保证经营，又能减轻工人疲劳。这时，他开始了著名的搬运生铁的试验。 当时，生铁是由一组计日工搬运的。每个工人每天可以挣到1．15美元。工人们可能得到奖励，也可能受到惩罚，做得好的人第二天就可以到公司车间里做等级工，工资也要高一些，做不好的当然就得继续干这种重体力活。泰勒从统计资料中看到，当时平均每个工人一天搬运铁块的重量在12吨－13吨之间。 泰勒的第一步工作是找到合适的工人。 他们用4天时间，观察和研究了75个人，从里面又挑选出4个人，然后又从4个人中选定了来自宾夕法尼亚的荷兰人施米特。 施米特是一个十分自信的工人。泰勒用金钱激励他，每天给他1.85美元，条件是必须按他要求的那样去搬运生铁。 泰勒与他的助手们在研究中，试着转换各种工作因素，以观察它们对施米特的日生产率的影响。他们还试验了行走速度、持握的位置和其他变量，从中获取数据，比如：从车上或是地上把生铁搬起来需要多长时间；带着所搬的铁块在平地上走，每英尺需要多长时间；带着所搬的铁块沿着跳板走向车厢，每步需要多长时间；把生铁扔下或者堆放起来需几秒钟；空手回到原地，每走一英尺需要多长时间等。 试验结果让泰勒万分振奋：如果对工人进行训练，把劳动时间和休息的时间很好地搭配起来，工人每天搬运生铁的重量，可以从原来的12吨－13吨，提高到48吨！而且，负重时间只有42％，其余时间是不负重的，工人也不容易疲劳。
泰勒搬生铁实验精选版
泰勒搬生铁实验 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】
经济学家迈克尔·D·波顿在他的着作中写道：如果没有他的诞生，也许我们这一代人要做的唯一工作就是建立标准的“科学管理”思想体系。他的贡献在于他将企业经营带人了管理世界，没有他，就不会有现代管理，正如现代物理学是基于爱因斯坦的相对论而建立的一样。 这是何等高的评价啊！ 这个人是弗雷德里克·温斯洛·泰勒。 1856年，泰勒出生于美国宾夕法尼亚的杰曼顿，他的父亲是位律师。 泰勒从小就勤奋学习，希望他继承父业的双亲让他进人哈佛大学。但由于刻苦学习损害了健康和视力，他被迫从法律学院转到费城的一个叫恩特普里斯的液压机厂做模型工和机工学徒，一干就是3年。 1878年，泰勒学徒期满，他一周的收人为3美元。这一年，他又来到了费城米德维尔钢铁厂当起了机械工人。他在这个工厂一做就做了12年。由于刻苦学习技术，他只用了6年的时间，就从普通工人成为总技师。之后，厂长让他担任管理工作，开始进人管理实践。 1898年，泰勒到了伯利恒钢厂工作。不久，生铁的价格急剧上涨，工厂的生意很好。不过，这种好景象也使不少工人累倒在工厂里。这促使泰勒思考如何既保证经营，又能减轻工人疲劳。这时，他开始了着名的搬运生铁的试验。 当时，生铁是由一组计日工搬运的。每个工人每天可以挣到1．15美元。工人们可能得到奖励，也可能受到惩罚，做得好的人第二天就可以到公司车间里做等级工，工资也要高一些，做不好的当然就得继续干这种重体力活。泰勒从统计资料中看到，当时平均每个工人一天搬运铁块的重量在12吨－13吨之间。 泰勒的第一步工作是找到合适的工人。 他们用4天时间，观察和研究了75个人，从里面又挑选出4个人，然后又从4个人中选定了来自宾夕法尼亚的荷兰人施米特。 施米特是一个十分自信的工人。泰勒用金钱激励他，每天给他1.85美元，条件是必须按他要求的那样去搬运生铁。 泰勒与他的助手们在研究中，试着转换各种工作因素，以观察它们对施米特的日生产率的影响。他们还试验了行走速度、持握的位置和其他变量，从中获取数据，比如：从车上或是地上把生铁搬起来需要多长时间；带着所搬的铁块在平地上走，每英尺需要多长时间；带着所搬的铁块沿着跳板走向车厢，每步需要多长时间；把生铁扔下或者堆放起来需几秒钟；空手回到原地，每走一英尺需要多长时间等。 试验结果让泰勒万分振奋：如果对工人进行训练，把劳动时间和休息的时间很好地搭配起来，工人每天搬运生铁的重量，可以从原来的12吨－13吨，提高到48吨！而且，负重时间只有42％，其余时间是不负重的，工人也不容易疲劳。 当然，工人工作效率提高的同时，工资也提高了70％，达到每天1.85美元。工人的积极性大大提高，实现了工厂和工人的双赢！ 泰勒把他的这项实验归结成为四个核心内容：
泰勒科学管理的三大实验
泰勒科学管理的三大实验-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
一、铁锹实验 1898年，泰勒在匹斯连钢铁公司发现以下现象。（1）不管铲取铁石还是搬运煤炭，都使用铁锹进行人工搬运，雇佣的搬运工动不动达五六百名。优秀的搬运工一般不愿使用公司发放的铁锹，宁愿使用个人拥有的铁锹。（2）一个是基层干部要管理五六十名搬运工，且所涉及的作业范围又相当广泛。 在一次调查中，泰勒发现搬运工一次可铲起3.5磅（约1.6千克）的煤粉，而铁矿石则可铲起３８磅（约１７千克）。为了获得一天最大的搬运量，泰勒开始着手研究每一锹最合理的铲取量。 泰勒找了两名优秀的搬运工用不同大小的铁锹做实验，每次都使用秒表记录时间。最后发现：一锹铲取量为21.5镑（约１０千克）时，一天的材料搬运量为最大。同时也得出一个结论，在搬运铁矿石和煤粉时，最好使用不同的铁锹。此外，还展开生产计划，以改善基层管理干部的管理范围。进一步地，还设定了一天的标准工作量，对超过标准的员工，给予薪资以外的补贴，达不到标准的员工，则要进行作业分析，指导他们的作业方式，使他们也能达到标准。 结果，在三年以后，原本要五六百名员工进行的作业，只要１４０名就可以完成，材料浪费也大大降低。 二、搬运实验 1898年，泰勒从伯利恒钢铁厂开始他的实验。这个工厂的原材料是由一组计日工搬运的，工人每天挣1.15美元，这在当时是标准工资，每天搬运的铁块重量有１２～１３吨，对工人的奖励和惩罚的方法就是找工人谈话或者开除，有时也可以选拔一些较好的工人到车间里做等级工，并且可得到略高的工资。后来泰勒观察研究了７５名工人，从中挑出了４个，又对这４个人进行了研究，调查了他们的背景习惯和抱负，最后挑了一个叫施密特的人，这个人非常爱财并且很小气。泰勒要求这个人按照新的要求工作，每天给他１．８５美元的报酬。通过仔细地研究，使其转换各种工作因素，来观察它们对生产效率的影响。例如，有时工人弯腰搬运，有时他们又直腰搬运，后来他又观察了行走的速度、持握的位置和其他的变量。通过长时间的观察实验，并把劳动时间和休息时间很好地搭配起来，工人每天的工作量可以提高到４７吨，同时并不会感到太疲劳。他也采用了计件工资制，工人每天搬运量达到４７吨后，工资也升到１．８５美元。这样施密特开始工作后，第一天很早就搬完了４７．５吨，拿到了１．８５美元的工资。于是其他工人也渐渐按照这种方法来搬运了，劳动生产率提高了很多。 三、金属切削实验在米德维尔公司时，为了解决工人的怠工问题，泰勒进行了金属切削实验。他自己具备一些金属切削的作业知识，于是他对车床的效率问题进行了研究，开始了预期６个月的实验。在用车床、钻床、刨床等工作时，要决定用什么样的刀具、多大的速度等来获得最佳的加工效率。这项实验非常复杂和困难，原来预定为６个月实际却用了２６个年头，花费了巨额资金，耗费了８０多万吨钢材。最后在巴斯和怀特等十几名专家的帮助下，取得了重大的进展。这项实验还获得了一个重要的副产品———高速钢的发明，并取得了专利。 1906 年，他向美国机械师协会递交了题为《金属切割艺术》的论文，这是他进行了 26 年实验的结果。他的实验用工具将重达 80 万磅的钢和生铁切割成片，实验纪录大约为 3~5 万次，写出报告 300 多份，费用高达15~25 万美
泰勒搬生铁实验
经济学家迈克尔?D ?波顿在他的著作中写道：如果没有他的诞生，也许我们这一代人要做的唯一工作就是建立标准的“科学管理” 思想体系。他的贡献在于他将企业经营带人了管理世界，没有他，就不会有现代管理，正如现代物理学是基于爱因斯坦的相对论而建立的一样。 这是何等高的评价啊！ 这个人是弗雷德里克?温斯洛?泰勒。 1856 年，泰勒出生于美国宾夕法尼亚的杰曼顿，他的父亲是位律师。 泰勒从小就勤奋学习，希望他继承父业的双亲让他进人哈佛大学。但由于刻苦学习损害了健康和视力，他被迫从法律学院转到费城的一个叫恩特普里斯的液压机厂做模型工和机工学徒，一干就是3 年。 1878 年，泰勒学徒期满，他一周的收人为 3 美元。这一年，他又来到了费城米德维尔钢铁厂当起了机械工人。他在这个工厂一做就做了12 年。由于刻苦学习技术，他只用了6 年的时间，就从普通工人成为总技师。之后，厂长让他担任管理工作，开始进人管理实践。 1898 年，泰勒到了伯利恒钢厂工作。不久，生铁的价格急剧上涨，工厂的生意很好。不过，这种好景象也使不少工人累倒在工厂里。这促使泰勒思考如何既保证经营，又能减轻工人疲劳。这时，他开始了著名的搬运生铁的试验。 当时，生铁是由一组计日工搬运的。每个工人每天可以挣到1．15 美元。工人们可能得到奖励，也可能受到惩罚，做得好的人第二天就可以到公司车间里做等级工，工资也要高一些，做不好的当然就得继续干这种重体力活。泰勒从统计资料中看到，当时平均每个工人一天搬运铁块的重量在12 吨－13 吨之间。 泰勒的第一步工作是找到合适的工人。 他们用4天时间，观察和研究了75 个人，从里面又挑选出4 个人，然后又从4个人中选定了来自宾夕法尼亚的荷兰人施米特。 施米特是一个十分自信的工人。泰勒用金钱激励他，每天给他 1.85 美元，条件是必须 按他要求的那样去搬运生铁。 泰勒与他的助手们在研究中，试着转换各种工作因素，以观察它们对施米特的日生产率的影响。他们还试验了行走速度、持握的位置和其他变量，从中获取数据，比如：从车上或是地上把生铁搬起来需要多长时间；带着所搬的铁块在平地上走，每英尺需要多长时间；带着所搬的铁块沿着跳板走向车厢，每步需要多长时间；把生铁扔下或者堆放起来需几秒钟；空手回到原地，每走一英尺需要多长时间等。 试验结果让泰勒万分振奋：如果对工人进行训练，把劳动时间和休息的时间很好地搭配起来，工人每天搬运生铁的重量，可以从原来的12 吨－13 吨，提高到48 吨！而且，负重时间只有42％，其余时间是不负重的，工人也不容易疲劳。 当然，工人工作效率提高的同时，工资也提高了70％，达到每天1.85 美元。工人的积 极性大大提高，实现了工厂和工人的双赢！
泰勒及三大试验
弗雷德里克·温斯洛·泰勒（Frederick Winslow Taylor,1856—1915） 三大试验 一个在死后被尊称为“科学管理之父”的人；一个影响了流水线生产方式产生的人；一个被社会主义伟大导师列宁推崇备至的人；一个影响了人类工业化进程的人。一个由于视力被迫辍学的人；一个被工人称为野兽般残忍的人；一个与工会水火不容，被迫在国会上作证的人；一个被现代管理学者不断批判的人。 这个人就是泰勒，管理思想发展史中最重要，同时也是最富有争议的人。 生平简历 1856年，3月20日,弗雷德里克·温斯洛·泰勒(Frederick Winslow Taylor)出生于美国费城杰曼顿一个富有的律师家庭。在接受中学教育后，进入埃克塞特市菲利普斯??埃克塞特专科学校学习。 1874年，考入哈佛大学法律系，不久，因眼疾辍学。 1875年，进入费城恩特普里斯水压工厂当模具工和机工学徒。 1878年，转入费城米德维尔钢铁公司(Midvale steel Works)工作。从机械工人做起，历任车间管理员、小组长、工长、技师等职，他在该厂一直干到1897年。 1881年，泰勒开始在米德维尔钢铁厂进行劳动时间和工作方法的研究，为以后创建科学管理奠定了基础。同年，在米德瓦尔开始进行著名的“金属切削试验”，经过两年初步试验之后，给工人制定了一套工作量标准，米德瓦尔 的试验是工时研究的开端。 1883年，通过业余学习，获得新泽西州霍肯博的史蒂文斯技术学院机械工程学位。 1884年，担任米德维尔钢铁公司的总工程师。同年结婚。 1886年，加入美国机械工程师协会(The American Society of Mechanical Engineers) 1890年，离开米德维尔，到费城一家造纸业投资公司任总经理。 1893年，辞去投资公司职务，独立从事工厂管理咨询工作。此后，他在多家公司进行科学管理的实验。在斯蒂尔公司，泰罗创立成本会计法。在西蒙德滚轧机公司，泰罗改革了滚珠轴承的检验程序。 1895年，在美国机械工程师协会发表《计件工资制》。 1898年，在伯利恒钢铁公司大股东沃顿(Joseph Wharton)的鼓动下，以顾问身份进入伯利恒钢铁公司(Bethlehem Steel Company)，此后在伯利恒进行了著名 的“搬运生铁块试验”和“铁锹试验”，搬运生铁块试验，是在这家公司的 五座高炉的产品搬运班组大约75名工人中进行的。这一研究改进了操作方法，训练了工人，结果使生铁块的搬运量提高3倍。铁锹试验是系统地研究铲上负载后，研究各种材料能够达到标准负载的锹的形状、规格，以及各种原料装锹的最好方法的问题。此外泰罗还对每一套动作的精确时间作了研究，从而得出了一个“一流工人”每天应该完成的工作量。这一研究的结果是非常杰出的，堆料场的劳动力从400－600人减少为140人，平均每人每天的操作量从16吨提高到59吨，