泰勒與科學化管理
✎【國立成功大學製造資訊與系統研究所】 楊大和 教授 | 2022-05-10
科學化管理
泰勒是有系統的推廣與實驗「科學化管理」(Scientific Management)的第一人，所以也被尊稱為「科學化管理之父」，或是「工業工程之父」(Emerson & Naehring, 1988)。泰勒出身賓州費城(Philadelphia, Pennsylvania)富裕的律師家庭，原先也想繼承父業從事律師的工作，並於1874年獲得哈佛大學入學許可。後來，他選擇當機械工學徒，據稱是因為他視力不好的關係而有這樣的轉變。於1878至1884年間，他在彌德偉鋼鐵公司(Midvale Steel Company)，迅速由基層員工升為主任工程師。平行於忙碌的工作之間，他以函授的方式於1883年完成史蒂文學院(Stevens Institute)機械工程的學位，那時他已經擁有多項專利發明。
1890到1893之間泰勒從事顧問的工作，1898年他加入貝氏鋼鐵公司(Bethlehem Steel)試著解決昂貴機器的產能問題，他和同事發展出高速鋼(High-speed steel)材料，高速鋼的發明就是一項對產業非常有貢獻的發明，特殊點在於當鋼材高溫紅熱的時候仍然能夠保持它的硬度，使得高速生產往前邁進一大步。另一個很有名的一個例子是鏟鐵砂的鏟子設計，泰勒在1885年首度研究鏟沙工作時，留意到所有的工人都以同樣的小鏟子來鏟鐵砂，他發現很多問題，例如：鏟子大小與形狀不適合、柄的長度不正確、工人每次鏟起的沙量也不正確，所以工人容易感到疲倦。此外，裝沙的容器形狀、大小、放置位置也不正確。透過研究他決定最有效的鏟子負荷是21.5磅，他針對不同的物料設計不同大小的鏟子，使得每次鏟起來的重量會接近21.5磅。雖然這個想法並沒有真正在貝氏鋼鐵實現，這個觀念，把工作做分解，然後找出比較好的工作方法，還是為大家所接受。後來他的學生甘特(Henry Gantt, 1861-1919)逐步地把他的想法付諸實現。他於1901年離開貝斯鋼鐵公司。之後泰勒就專注於演講、寫作和顧問等工作，以宣揚他的管理思惟與生產加工技術。1911年他發表了科學化管理原理的文章，讓科學化管理成為顯學(Taylor, 1911)。
泰勒認為透過工作分析就可以找到最佳實務(One best way)的作法，他使用碼錶來進行工作的時間研究(Time study)，他和吉爾博(Frank Gilbreth, 1868-1924)的動作研究(motion study)，後來成為動作研究的一個科學領域—動作與時間研究(Motion and Time Study)。具體的作法是將一個工作細分成多個組成工作，每個組成工作使用百分之一分鐘為單位來量測。最佳實務就成為標準，不僅應用在人的動作也應用在機器的動作。在人的方面，仔細觀察每一個分解動作，把慢的、不必要的、錯誤的都移除。機器方面為了加快速度需要設計治具，夾具，還有其他裝置，其中很多都由泰勒親自發展出來，所以標準也代表最好的人員操作最好的設備。一旦標準訂定出來，下一個步驟就是鼓勵現場的工人追求這一個標準。當中最有名的措施就是分級薪資制度(Piece rate system)。分級薪資制度的精神就是以高額獎金獎勵能夠達成標準的工人，以區別出無法達到標準的工人。這些無法達到標準的人會被調整工作，若不配合就會被解聘。他認為管理者和工人有相同的目的—獲利，管理者設計出好的作業標準，工人則專注於達成這個標準，如此就能有和諧的勞資關係也就不需要有工會的存在。不過，當這個制度之下的工資漸漸過高時，顧主就會減少薪資或提高標準，所以這個制度並未真正成功過。再者，標準也並非都能客觀量化，還取決於諸多環境因素。
泰勒的觀點視計畫與執行為分別的工作，分別屬於經理幹部及現場工人的工作。但是計畫與執行應是工作本身的一體兩面。現場工人若只是接受執行指令而不思考如何把工作做好是行不通的，甚至連最簡單的工作都會做不好(Drucker, 1954)。品質大師裘蘭(Joseph M. Juran, 1904-2008)也認為作業員不思考工作規劃與設計，對於生產品質有負面的影響，這也說明為何生產線需要依賴檢驗來確保生產品質(Juran, 1992)。相對於日本的生產線，提倡品管圈(Quality circle)、提案改善制度(Suggestion programs)等活動，鼓勵作業員改善工作方法和發覺現場作業問題，必要時甚至可以停下生產線請幹部支援來即刻解決生產線上的問題，可謂涇渭分明。再者，日本的生產線上的管理階層也多半從基層員工開始做起，所以幹部與基層員工之間沒有隔閡。所以日本人比美國人更早能夠接受品質大師像裘蘭、戴明(William Edwards Deming, 1900-1993)的品質觀點。
泰勒將工作分解成工作的基本作業元素，如此可以大幅提升效率，但過度延伸這種簡化的思惟也產生了負面的影響，首先，對作業員的工作滿足感有負面的影響，再者，作業員的思惟也會變得很沒有彈性，當生產線變成少量多樣，生產作業也變得比較複雜，常常須要快速反應變化時，作業員的反應速度與彈性就變成是一種生產力提升的限制。相對日本的方式他們在平常包括基層和幹部，已經有一起解決問題的經驗，所以會比較擅長團隊合作共同解決問題(Hopp & Spearman, 2008)。後者的強處在1980年代很清楚可以看得出來。
泰勒使得作業員強調他的動作而非重視他的工作。換句話說，作業員只要依簡化的動作來提升效率即可，不必思考如何把他的工作做好。簡化動作可以提高效率，並不代表簡化執行過程也是有效的作法。工作過於單調會使員工失去工作的動機，再者員工也會變得沒有應變能力。數十年來科學家們追求最佳化，但都無法避免系統內具隨機變異這樣的一個事實。舉例而言(Dudek, Panwalkar, & Smith, 1992)說明超過30年的排程文獻對於管理實務並沒有具體的貢獻。但也是因為把規劃的責任歸在管理者身上，並且強調量化管理，才會延伸後來的工業工程、作業研究、管理科學等學科領域。這種泰勒式簡化哲學就說明傳統工業工程以平衡生產線和提升設備利用率為主要生產績效指標有它的限制，例如高德拉特(Goldratt,1947-2011)強調追求平衡市場需求的流量，而非平衡生產設備的產能，承認系統中統計波動及依存關係存在的事實，如此才能滿足市場需求，趨動持續改善，達到企業獲利及滿足顧客需求的目標(Goldratt & Cox, 1984)。後來的豐田生產方式也強調減少浪費，但是它是強調系統的整體浪費，而不是局部的動作浪費，例如他強調生產過剩就是一種最大的浪費(Ohno, 1988)。回過來看科學化管理的分析手法不一定有誤，但是缺乏系統性目標應該是最大的問題(Hopp & Spearman, 2008)。
泰勒的跟隨者
泰勒科學化管理的影響，除了泰勒本身的貢獻，他跟隨者的後續發展也扮演了重要的角色。例如他的學生甘特(Henry Gantt, 1861-1919)，發展出很有名的專案管理甘特圖，使用倒推法把獲致工作成果所需要的步驟從最終成果一步一步倒推回去，以得出其行動、時間、順序等。甘特也熱中於追求生產效率，也擔任管理顧問。他並不完全遵循泰勒的方法，例如他並沒有採用泰勒的分級薪資制度，而改採基本所得加上績效獎金(Bonus)的方式。
另外一個是法蘭克吉爾博(Frank Gilbreth, 1868-1924)，他只有高中的正式教育，從事砌磚的工作，後來成為營建商、發明家、顧問等，頗為精彩的人生故事。當他還是一位年輕的營造商的時候，他就會去思考如何讓砌磚這個過程能夠做的更快更容易。當時有另外一位工程師莉莉安吉爾博(Lillian Gilbreth, 1878-1972)，她專門在研究如何改善作業效率，以提升生產力。因為這個機緣，法蘭克和莉莉安兩個人就開始工作上的合作，後來結為連理，也共同創立了一家管理顧問公司提供作業改善的顧問。
法蘭克在砌磚作業時，工人必須彎腰取磚塊然後再打直身體，這樣的重複動作非常的累。於是他想到用一種會上下移動的平台讓磚塊維持在相同的高度位置，如此就可以減輕工人重複工作的勞累度，也大幅提升工作效率。他是首位應用攝影機來分析動作的工程師，他把人的作業動作分為18類的基本動作，包含抓取、移動、握住等等，取名為therbligs (Gilbreth 倒著拼）。動作研究的成功使得他的營造廠成為最獲利的公司之一。他的這些先鋒研究從二十世紀末的角度來看就更清楚知道這些重複作業的動作會引起職業傷害(George, 1968)。
莉莉安是心理學家及工業工程師。她是率先研究工業及組織心理學，在工業工程的動作研究及人因工程研究就是由莉莉安和法蘭克開始。她於1900年從加州大學柏克萊分校取得英語文學的學士學位，在1915年從布朗大學拿到博士學位，這是首見的工業心理學博士論文。也成為首位擁有博士學位的女性工程師。莉莉安和法蘭克生了十二個小孩，他們的家庭生活也應用了很多動作研究和效率提升的手法。吉爾博於55歲，1924年過世，莉莉安則活到高齡93歲，1972年過世
結語
泰勒為工業科學化管理之父，開啟了工業工程的研究，杜拉克(Drucker, 1909-2005)認為泰勒的「科學化管理」促成生產力大幅提升，泰勒是對工作進行有系統觀察研究的第一人，使得已開發國家的勞工所得大幅度增加，進而使得勞動參與人口大增，加上市場規模變大，同時間大規模生產工廠也如雨後春筍應運而生。杜拉克指出，從工作本身而言，泰勒忽略了對工作者的研究，使工作有生產力和使工作者有成就感所需的條件非常不同。如何使工作最有成就感，這是泰勒的研究所缺乏(Drucker, 1974)。
他的追隨者吉爾博及莉莉安在泰勒的基礎上，將科學化管理實用化，並把工作動機納入工作研究的範圍，讓科學化管理促使已開發國家的生產力大幅提升，平民的經濟獲得改善並成為一門科學，對世界經濟發展做出具體貢獻。
參考文獻
Drucker, P. F. (1954). The Practice of Management. New York: Harper & Row.
Drucker, P. F. (1974). Management : Tasks, Responsibilities, Practices. New York: Harper & Row.
Dudek, R. A., Panwalkar, S. S., & Smith, M. L. (1992). The lessons of flow shop scheduling research. Operations Research, 40(1), 7-13.
Emerson, H. P., & Naehring, D. C. E. (1988). Origins of Industrial Engineering. Norcross, GA: Institute of Industial Engineers.
George, C. S. J. (1968). The History of Management Thought. New Jerssey: Prentice Hall.
Goldratt, E., & Cox, J. (1984). The Goal (Second Edition ed.). Great Barrington, MA: The North River Press.
Hopp, W. J., & Spearman, M. L. (2008). Factory Physics (3rd Revised ed.). New York, NY: McGraw-Hill.
Juran, J. M. (1992). Juran on Quality by Design: The New Steps for Planning Quality into Goods and Services. New York: Free Press.
Ohno, T. (1988). Toyota Production System : Beyond Large-Scale Production. Cambridge, Mass.: Productivity Press.
Taylor, F. W. (1911). The Principles of Scientific Management. New York: Harper & Brothers.