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吉尔布雷思夫妇的动作研究是研究和确定完成一个特定任务的最佳动作的个数及其组合，弗兰克·吉尔布雷思（Frank B. Gilbreth，1868-1924）被公认为动作研究之父。
弗兰克·吉尔布雷思的主要著作有《动作研究》（1911）, 《应用动作研究》(1917)；莉莲的著作有《管理心理学》（1916）；两人合著有《疲劳研究》（1919）和《时间研究》（1920）等。
弗兰克·吉尔布雷思对动作的研究始于早年对建筑工人砌砖的研究。1885年弗兰克通过了麻省理工学院的入学考试，却因家庭困难没有入学，而是进入建筑行业，并以一个砌砖学徒工的身份开始了职业生涯。后来，他成为建筑工程师，被晋升为承包公司总管，不久又成为独立经营的建筑承包商。在工作中，弗兰克发现工人们砌砖的动作各不相同，速度也有快有慢。由此，他对砌砖动作和速度的关系产生了兴趣。他仔细观察砌砖工在工作中作用的各种动作模式，探索究竟哪种动作模式是最好而效率最高的。在此基础上，他联系工人所做的工作和使用的工具对工人的动作进行了进一步研究，并制定了一种经过改进的工作方法。例如，在砌外层砖时，他把砌每块砖的动作从18个减少到4.5个；在砌内层砖时，把动作从18个减少到2个，使每个工人一小时的砌砖数从120块增加到350块。他还想出了一种堆放砖的方法，使工人不用像往常那样检查砖的哪一面最好。他设计出一种可调整的支架，使得工人不必象往常那样弯腰取砖。他还调制了一种有精确浓度的灰浆，使得砌砖时不必多余地用泥刀涂抹，弗兰克通过对工人的动作进行科学地研究和分析，制定出更有效而省时间的砌砖方法，并不知不觉地开始以研究进行任何工作的最好方法作为终身事业。
弗兰克于1904年同莉莲·莫勒（Lillian M. Gilbreth，1878～1972）结婚。莉莲毕业于加州大学，是美国第一个获得心理学博士学位的妇女，被称为“管理学的第一夫人”。从此，吉尔布雷思夫妇共同开始了改进工作方法的探索。
吉尔布雷思夫妇在动作研究中主要采用观察、记录并分析的方法。为了分析和改进工人完成一项任务所进行的动作和顺序，他们率先将摄影技术用于记录和分析工人所用的各种动作。由于当时的摄影技术无法确定一个动作所花费的时间，他们还发明了一种瞬时计，可以记录1／2000分钟的时间。用这种瞬时计进行现场摄影，就可以根据影片分析每一个动作并确定完成每一个动作所需要的时间。为了在影片中更清楚地描述出一组动作的顺序，他们在工人的手上绑上一个小电灯泡，并显示出时间。这样，所拍摄的电影的灯光轨迹就表示完成某一工作所用的动作模式。但是，这种没有变化的灯光轨迹却不能确定动作的速度和方向。因此，他们又在电路中增加了一个间断开关，使得灯泡可以时亮时暗，这样,可以利用这种装置从影片拍摄灯泡痕迹的长度和方向来确定动作的加速、减速和方向。
吉尔布雷思夫妇通过对手动作的分解研究发现，一般所用的动作分类，如“移动手”，对于细致分析来说是过过于粗略了。因此，吉尔布雷思把手的动作分为17种基本动作，他把这些叫做分解动作（therbligs,除了t和h，以及增加的s，是Gilbreth的倒写）。
吉尔布雷思夫妇为了记录各种生产程序和流程模式，制定了生产程序图和流程图。这两种图至今还都还被广泛应用。吉尔布雷思夫妇除了从事动作研究以外，还制定了人事工作中的卡片制度��这是现时工作成绩评价制度的先驱。他们竭力主张，管理和动作分析的原则可以有效地应用在自我管理这一尚未开发的领域。他们开创了对疲劳这一领域的研究，该研究对工人健康和生产率的影响一直持续到现在。
虽然吉尔布雷思被人们称为动作研究之父，但他的研究领域远远超出了动作研究的范围。他致力于通过有效的训练，采用合理的工作方法、改善环境和工具，使工人的潜力得到充分的发挥，并保持健全的心理状态。总之，他致力于改善人及其环境。他把新的管理科学应用到实践中，从而使它更容易被人们所接受并取得成功。人们可以根据他的工作成果制定出更好的动作模式，提高生产率，并以此建立健全激励报酬制度。吉尔布雷思的思想对后来行为科学的发展有一定的影响。
吉尔布雷斯夫妇认为，要取得作业的高效率，以实现高工资与低劳动成本相结合的目的，就必须做到：
上述内容是指要科学地规定作业标准和作业条件，实行刺激性的工资制度。其中，作业标准和作业条件必须通过时间研究和动作研究才能确定下来，而这种刺激性的工资制度，也就是差别计件工资制。
时间研究就是研究各项作业所需的合理时间，亦即在一定时间内所应达到的或合理的作业量。进行时间研究的目的，是为了制定作业的基本定额。吉尔布雷斯夫妇指出，收益分享制和奖金制存在的一个通病，就是它们在完成作业所需的时间规定上都缺乏科学的依据，因而对作业过程就无法给以合理的指导和控制。而这一点，对雇主和工人双方来说都是极为重要的。
动作研究是把作业动作分解为最小的分析单位，然后通过定性分析，找出最合理的动作，以使作业达到高效、省力和标准化的方法。
动作研究是研究和确定完成一个特定任务的最佳动作的个数及其组合。弗兰克·吉尔布雷斯被公认为“动作研究之父”。
吉尔布雷斯夫妇通过对于动作的分解研究发现，一般所用的动作分类，对于细致分析来说是过于粗略了。因此，吉尔布雷斯把手的动作分为17种基本动作，如拿工具这一动作可以分解成17个基本动素：寻找、选择、抓取、移动、定位、装备、使用、拆卸、检验、预对、放手、运空、延迟(不可避免)、故延(可避免)、休息、计划、夹持等。吉尔布雷斯把这些基本动作定义为动素，而动素是不可再分的。这是一个比较精确分析动作的方法。
吉尔布雷斯夫妇为了记录各种生产程序和流程模式，制定了生产程序图和流程图。这两种图至今都还被广泛应用。吉尔布雷斯夫妇除了从事动作研究以外，还制定了人事工作中的卡片制度——这是现行工作成绩评价制度的先驱。他们竭力主张，管理和动作分析的原则可以有效地应用在自我管理这一尚未开发的领域。他还把动作研究扩展到疲劳研究领域，并从建筑业扩大到一般制造业。他们开创了对疲劳这一领域的研究，该研究对工人健康和生产率的影响一直持续到现在。
所谓差别计件工资制，就是“对同一种工作设有两个不同的工资率。对那些用最短的时间完成工作、质量高的工人，就按一个较高的工资率计算；对那些用时长、质量差的工人，则按一个较低的工资率计算”。
实行这种工资制度，要求按日及时计算工作成果，即要求对每个工人的生产成果及时检验和快速地统计、公布，使他们每天都能了解他前一日的工作情况，这样，就会刺激每个工人都必须尽最大的努力去工作。
差别计件工资制是同科学管理的其他制度密切联系着的。因此，实行这种工资制度必须具备相应的条件，这就是：
第一，要制定科学的定额。如果定额是不合理的、不科学的，则实行差别计件工资制就失去了依据。因此，首先必须进行动作研究和时间研究，这是实行差别计件工资制的最基本的前提条件。
第二，要设立制定定额的机构。吉尔布雷斯夫妇认为，这个机构应当具备与工程部门和管理部门同等的威信与权力，并用同样科学的与实际的方式组成和管理。
第三，要改进生产管理，保证生产条件的规范化和正常化，以使工人每天都能达到最高产量，并使每个工人都能够得到一致的、公道的和平等的机会。
实行差别计件工资制的结果，虽然工厂要对工人付出较高的平均日工资，但却能因此而取得更高的经济效益。然而，对于工人来说，实行差别计件工资制却意味着资本家对他们剥削的加深。
动作的经济原则即用于分析和改进操作动作的原则，应该说这是吉尔布雷斯夫妇做出的最大成绩的领域，他们将动作经济原则分为三大类：
(1)关于人体的运用。双手应同时开始并完成动作；除规定休息时间外，双手不应同时空闲；双臂的动作应对称；手的动作应以最低等级而能得到满意的结果者为妥；物体的运动量应尽可能利用，但如需用体力制止时，则应将其减至最小限度；连续的曲线运动比含有方向突变的直线运动好；弹道式运动比受限制或受控制的运动轻快；动作应尽可能带有轻松自然的节奏。
(2)关于操作场所的布置。工具物料应放置在固定场所；工具物料等装置应布置在工作者的前面就近处；零件物料的供给应利用其重量附至工作者手边；“坠送”方法应尽可能利用；工具物料应依照最佳的工作顺序排列；应有适当的照明设备，使视觉满意舒适；工作台及坐椅的高度应使工作者坐立适宜；工作椅的式样及高度应能使工作者保持良好的姿势。
(3)关于工具设备。尽量解除手的工作，而以夹具或脚踏工具代替，可能时，应将两种工具合并为一；工具物料要尽可能预先放置在工作位置上；设计手柄时，应尽可能使手柄与手的接触面增大；机器上的杠杆、十字杆及手轮的位置，应能使工作者的姿势变动最小，并能最大限度地利用机械力。
上述3类原则可归纳为4项要求：
——两手应尽量同时使用，并取对称反向路线。
——动作单元要尽量减少。办法是：删除不必要的动作；设法将两种或两种以上动作结合起来，将两种以上工具合并起来；将材料、工具及零件按操作顺序排列在适当位置；将装配用的材料与零件装在特殊设计的容器里。
——动作距离要尽量缩短。工作时的人体动作可以分为五级，即：手指动作，手指及手腕动作，手指、手腕、及前臂动作，手指、手腕前臂及上臂动作，手指、手腕、前臂、上臂及身体动作。级次越高，所费的时间和体力越大。因此要尽量使用较低级次的动作，以缩短动作距离。同时，应注意两手的作业范围和两眼的有效视野。
——尽量使工作舒适化。
吉尔布雷斯夫妇对科学管理进行了验证。他们创造了一种衡量方法，通过它，有助于进一步打破衡量和管理的界限。在《疲劳研究》(1916)一书中，吉尔布雷斯写道：“生活的目标就是幸福，不管我们对于幸福的理解有多么的不同。以一种发自内心保护人类生活的情感去消除疲劳和杜绝浪费。无论他都做了什么或是没有达到根本目的，我们必须增加‘让人感到幸福的时间’。”
吉尔布雷斯研究问题的角度被他们称做“动作分析”。最为著名的是，弗兰克·吉尔布雷斯仔细审视了砖瓦匠的工作。其实他本人就多才多艺，自己也是一位砖瓦匠和建筑学家。这些砖瓦匠的工作是低效的。对此，吉尔布雷斯设计了一种能大大减少捆绑，提高效率1倍的脚手架，并为此申请了专利。吉尔布雷斯还发明了一整套动作流程图，并且与打字机的生产者雷明顿(Remington)合作，协助研发出一种更为有效的德沃夏克键盘布局。
他们在照相机的帮助下，对砖瓦匠的活动进行了分析，使得吉尔布雷斯能够认定整个活动由16个单个动作组成。这些单个动作被他们称为：“基本分解动作”。
尽管他们的许多努力引人发笑，他们的盲目热情也将他们引入一些歧途，但吉尔布雷斯夫妇对管理思想仍有着深远的影响。他们将衡量方法提高到一个适用广泛的高度，并使之成为管理的一个核心任务。