铁锹试验，也称铁砂和煤炭的挖掘实验
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铁锹试验是被称为科学管理之父的弗雷德里克·温斯洛·泰勒所进行研究的三大试验之一，1898年，泰勒受雇于伯利恒钢铁公司期间，进行了著名的“铁锹试验”。他系统地研究各种不同的铲的负载后，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，对工人的工作进行了改进。
泰勒因这项试验提出了新的构想：将实验的手段引进到经营管理领域。将工作的计划和执行分离，用标准化管理的方式实现人尽其才，物尽其用，这是提高效率的最好方法。
“铁锹试验”是工具标准化的典型事例。伯利恒公司有一项铲掘煤粉和铁砂的工作，早先工厂里工人干活是自己带铲子。铲子的大小也就各不相同，堆料场中有铁矿石、煤粉、焦炭等，铲这些不同的原料时用的却都是相同的工具，这样导致在铲煤沙时重量如果合适的话，在铲铁砂时就过重了。
当时,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。每个工人的日工作量为16吨。他们铲掘铁砂时，平均每一铲子的重量远远高于铲掘较轻的煤粉时每一铲子的重量。
在一次调查中，泰勒发现搬运工一次可铲起了3.5磅(约1 .6千克)的煤粉，而铁矿石则可铲起38磅(约1 7千克)。为了获得-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。
泰勒经过观察发现，由于物料的密度不一样，每铁锹的重量也不一样。如果是铁矿石，一铁锹有38磅；如果是煤粉，一铁锹只有3.5磅。那么，一铁锹到底负载多少才合适呢？经过反复试验，最后确定一铁锹21磅对工人是最适合的。根据试验的结果，泰勒针对不同的物料设计不同形状和规格的铁锹。泰勒意识到这一点后对铁锹进行了系统研究，并重新进行了设计，使每种铁锹的载荷都能达到21磅左右，这时铲掘的工作效率最高。
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。
后来泰勒就不让工人自己带工具了，而是根据物料情况从公司领取特制的标准铁锹，工作效率大大提高。而是准备了一些不同的铲子，每种铲子只适合铲特定的物料，这不仅使工人的每铲负荷都达到了21磅，也是为了让不同的铲子适合不同的情况。
通过训练使用新的操作方法，工人每天的平均搬运量从16英吨提高到50英吨，劳动生产率成倍增长。[1]根据试验的结果，泰罗针对不同的物料设计出12种不同形状和规格的铁锹。为此他还建立了一间大库房，里面存放各种工具，每个的负重都是21磅。同时他还设计了一种有两种标号的卡片，一张说明工人在工具房所领到的工具和该在什么地方干活，另一张说明他前一天的工作情况，上面记载着干活的收入。工人取得白色纸卡片时，说明工作良好，取得黄色纸卡片时就意味着要加油了，否则的话就要被调离。将不同的工具分给不同的工人，就要进行事先的计划，要有人对这项工作专门负责，需要增加管理人员，但是尽管这样，工厂也是受益很大的，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。堆料场的工人从400~600名降至140名，平均每人每天的操作量从16吨提高到了59吨，工人的日工资从1.15美元提高到1.88美元。据说这一项变革可为工厂每年节约8万美元。
实验前：
实验中：
实验后：
弗雷德里克·温斯洛·泰勒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。金属切削试验延续了26年，进行的各项试验超过了3万次，80万磅的钢铁被试验用的工具削成切屑，总共耗费约15万美元。试验结果发现了能大大提高金属切削机工产量的高速工具钢，并取得了各种机床适当的转速和进刀量以及切削用量标准等资料。
铁锹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。