学习曲线的计算过程

学习曲线将学习效果画在坐标图上,横轴表示学习次数,纵轴表示学习效果。在生产实践中,学习次数通常用累计产品产量来表示,学习效果用累计平均工时表示,因此,学习曲线表示了产品制造工时与累计产量之间的变化规律。

表1-10 工时累计表

图1-15 学习曲线

图1-15中是某飞机厂的飞机构架加工制造的学习曲线。表1-10中所列的就是和图1-15对应的相关数据。表中第1列表示产品的累计产量数,第2列表示与这个累计台数相应的单台产品直接人工工时。由于表中取得累计产量的关系都是增加一倍(翻一番),即累计产量为2n。这样单台(件)产品直接人工工时按20%递减的规律就清楚地显示出来。

就是说加工制造第2架飞机构架的工时只有第1 架的80%,加工制造第4架飞机构架的工时只有第2架的80%,第8架只用了第4架工时的80%,第16架只用了第8架工时的80%等。

第3列为累计直接人工工时,将第3列累计直接人工工时除以第1列产品累计数,就得到第4列的累计平均直接人工工时。

从图中可知,随着累计产品产量的增加,产品累计平均工时在递减,但其递减速度却随累计产量增加而逐渐变小,直到趋于稳定。

为了利用学习曲线进行定量化分析,需要将它表达为数学解析式。按上述学习曲线现象所反映的规律,它的变化呈指数函数关系,可用以下关系式来表示:

式中,Y为生产第X台(件)产品的工时;K为生产第1台(件)产品的工时;C为工时递减率或学习 率;X为累计生产的台(件)数;n为累计产量翻 番指数。

对上面两式取对数,可得:lgY = lgK + nlgC

lgX=nlg2

设式中,a称为学习系数。由此可得:

lgY= lgK-algX

从而得出Y=KX

它表示了学习效果即累计平均工时Y随累计产量X(即学习次数)而变化的情况。

利用莱特公式,能更为精确地得到计算结果。例如,要想求得生产第32台飞机构架时的直接人工工时,则将已知数值K=100000,C=0.80,X=32代入即得

Y32=100000×32-a

得出

在莱特公式Y=KX 中,由于,所以当学习率为一定时,学习系数也是一个定值,如表1-11所示。

表1-11为学习率与学习系数对照表

表1-11 学习率与学习系数对照表

由莱特公式可知,要想求生产第X台(件)产品所需工时,必须已知学习系数a,然而a与学习率C存在一定的关系,即。因此若能确定学习率C,就可求得学习系数a。确定学习率方法常有直接测定法、历史资料法、经验估计法、合成法、MTM法(方法时间测定)。

这里介绍直接测定法如下:

由莱特公式可知,K为生产第1件产品的工时,可通过实际观测得到,a为学习系数,是一个参数。如果对生产情况进行现场观测,求得参数a的估计值,再根据 ,从而求得学习率C。

例:已知某机械厂生产某种机器,第10台的成本为3000元,生产第30台的成本为2000元,求该产品的学习率。

解:由已知条件可得:

故该产品的学习率为78%。

国外专家学者研究表明,学习率的范围在50%~100%之间。当人工作业时间与机器加工时间比例为1:1时,学习率约为85%;当人工作业时间与机器加工时间比例为3:1时,学习率约为80%;当人工作业时间与机器加工时间比例为1:3时,学习率约为90%;当机器完全处于高度自动化状态加工零件时,无需人工作业配合,则学习率为100%,它意味着加工一批零件的第1件产品与加工最后1件产品的工时相同。

由此可见,人工作业时间所占比例越大,学习率就越低,学习系数就越大,反之则学习率越高,学习系数就越小。工程实际应用中,通常学习率大约在75%~95%之间变动。