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在搬运生铁实验中，泰罗发现了一个重要的现象，就是工人干活时的疲劳程度与他完成的工作量不成正比。人们一般会想当然地认为，干活越多，疲劳程度越高。但泰罗却在实地测量中发现，并不是干活越多就越累，有的工人可能只搬了10吨生铁就精疲力竭，而有的工人可能搬了20吨也若无其事。为了弄清其中的奥妙，泰罗的助手巴思把工作中的所有可能导致疲劳的影响因素都汇出曲线图，用数学方法寻找答案。最后的结论是：工人的疲劳程度与负载的间歇频率相关，而不是与负荷重量相关。由此，泰罗发现了一个合理安排工人负载的新思路，可以在不增加疲劳程度的前提下大大提高工作量。
泰罗强调，工时研究和工作分析绝对不是让工人拼命，而是要找出一个工人“正常”工作时的标准定额。他告诉大家，“在这些实验中，我们并不想去探索一个人在一次短促突击或三两天中最多能干多少活，我们所研究的是在一个整劳动日里，一个头等工人活计的实际构成是什么;一个工人能年复一年地正常地完成一个劳动日的最佳工作量，下班后仍然精神旺盛。”泰罗在搬运生铁实验中的成功做法是，应当尽量避免使工人突击干活，必须按照工人的生理疲劳规律安排工作。他说：“如果施密特为想挣高工资而被允许去冲击那堆47吨生铁，但却未经懂得搬运生铁艺术或科学的人的指导，那么，兴许在一天中他只干到十一二点钟，就累倒了。他不得不持续不断地干活，这使他的肌肉得不到适当的休息时间，而这明明是为复原所绝对必需的。这样，还没干到这一天的早半晌，他就会完全精疲力尽了。但是如果有一个懂得这个规律的人每天监督和指导他干活，直到使他养成一种习惯，能利用适当的间隙休息，他就能在一整天中以平均的速度干活，而不至于使他自己感到过度的劳累。”
泰罗的工时研究取得了成功，但他使用施密特的做法，遭到了社会上各种各样的批评。比如，一位名叫厄普顿·辛克莱的年轻人，写信给《美国杂志》主编，对泰罗提出抗议，说：泰罗“把工资提高了61%，而工作量却增加了362%”。辛克莱认为，这就是剥削，解决问题的根本办法，在于使工人“占有生产工具和生产资料”，这样才能使工人获得他们所做出的劳动的全部价值。泰罗在回答这一批评时，认为辛克莱的批评不是地方，他指出，在他的管理办法下，施密特挣到了更多的钱，但是力气花得并不比过去大。这里面的关键在于：施密特被教会了如何干活，这个方法提高了劳动生产率，使工人省去了无用的劳动。在这个方法下，施密特所增加的收入不是用更艰苦的劳动换来的，因此，这里面不存在剥削。
工时研究为钢铁厂的管理提供了基本依据，它是科学确定定额必不可少的前提，也极大降低了生产成本。同时，这种用秒表研究工时和动作的方式，为工业生产实现标准化、对工人进行科学方法的培训创造了条件。后代的运筹学，追根溯源，就是从工时研究发展而来的。
职业培训和标准化
有了科学的定额，能否完成还需要其他因素。这些条件包括两个方面，一是掌握了科学方法的工人，二是能够实施科学方法的工作条件。
泰罗认为，要使工人能够发挥出其最大能力，必须对工人进行恰当的选择，造就“第一流”的工人队伍。“第一流”工人也被称为“头等”工人，泰罗对这一概念说明道：每个工人只要他愿意努力工作，并选择出适合于他的工作领域，他就能够在其岗位上成为“头等”工人。只有两类人属于“二等”工人：一类是在身体条件上能够工作但却拒绝工作的人;另一类是所选择的工作领域不当，在体力上和精神上都不适宜于做那种工作的人。因而，选择工人是极为重要的。