黎 偉,鄭 濤,鄭建輝
(武漢鐵路局武漢工務(wù)大修段,武漢 430050)
隨著高速鐵路的發(fā)展,鋼軌焊接工藝日趨完善。對工藝成熟的鋼軌焊接流水線進(jìn)行工序測定,得出標(biāo)準(zhǔn)的工時定額是企業(yè)的一項基礎(chǔ)數(shù)據(jù),是企業(yè)高效、科學(xué)管理的基礎(chǔ)。標(biāo)準(zhǔn)的工時定額更是對合理生產(chǎn)組織、科學(xué)定員、按勞分配、提高生產(chǎn)率起到重要作用,也可作為工廠布置與生產(chǎn)線平衡分析和增購新設(shè)備分析的依據(jù)[1-3]。
工時測定是一種能較真實掌握現(xiàn)場作業(yè)時間的方法,被廣泛用于企業(yè)工時定額研究中。工時測定的程序如下:(1)選擇合適的操作對象;(2)理解測定的工序;(3)分解程序動作;(4)確定觀測次數(shù);(5)進(jìn)行工時測定;(6)正常時間的確定;(7)數(shù)據(jù)處理和標(biāo)準(zhǔn)時間的確定。在分析單個工序工時測定的基礎(chǔ)上,進(jìn)行同一流水線上的多工序時間的測定和分析,進(jìn)而擴(kuò)展到整個生產(chǎn)流水線。分解的動作要素分為操作、移動、檢測、儲存、等待5類,分別用特定符號表示,方便統(tǒng)計分析??紤]到工具、零件及材料等放置位置的不同,所取用的時間不同,以及讀取s表的誤差,對每項工作有效測定次數(shù)設(shè)為 10 ~40 次[2,4,5]。
工時測定中需注意如下問題。
(1)要選擇合適的測時對象。測時對象的選擇一定要有代表性,要選擇熟練程度中等偏上的操作者,同時了解操作者的技能等級、工作經(jīng)驗等情況,確保得到的測時數(shù)據(jù)具有典型性。
(2)要按照標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)程序開展測時工作,分解程序動作要以現(xiàn)場使用的標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)程序為準(zhǔn)。
(3)至少要安排2人同時進(jìn)行工時測定,交替記錄時間,確保測時的連續(xù)性。測時過程中要注意觀察、記錄操作者的操作過程與動作,對標(biāo)準(zhǔn)程序以外的動作要留心記錄。
(4)測時過程中要記錄周圍工作環(huán)境,操作者的作業(yè)態(tài)度、勞動效率等。這些因素涉及到標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)時間的確定[4,6,7]。
正常時間是以一種不快不慢的正常速度完成工作所需要的時間。研究人員將所觀測到的操作者的操作速度,與自己理想中的理想速度(正常速度)作一想象的比較,得出操作所需正常時間。正常時間Ts的計算方法如下[1]
式中,Tc為觀察時間;K為工序的工時評定系數(shù)。
工時評定系數(shù)主要考慮影響操作者正常工作的因素,對其工作速度和效率進(jìn)行評比,評定時考慮的因素主要有操作者的工作速度、注意力等。按照操作者操作速度,把工時評定分為5個等級,每一等級對應(yīng)于相應(yīng)的評定系數(shù),具體見表1[2]。
表1 工時評定等級
標(biāo)準(zhǔn)工時是具有平均熟練程度的操作者,在標(biāo)準(zhǔn)的作業(yè)條件下,以正常的作業(yè)速度和標(biāo)準(zhǔn)的程序方法,完成某一作業(yè)所需要的總時間,它等于正常作業(yè)時間與各類寬放時間的總和。寬放時間從大類上說主要包括:生理寬放、休息寬放、程序性寬放、技術(shù)性寬放、政策性寬放等 5 大類。寬放類別和項目見表 2[3,4,6]。在測定時間過程中,觀測者要根據(jù)具體情況進(jìn)行寬放處理。標(biāo)準(zhǔn)時間的計算公式為
式中,Tbz為標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)時間;Tc為測得的時間;Tkf為寬放時間;μ為寬放系數(shù)。
不同的寬放項目對應(yīng)于不同的寬放系數(shù),而且由于性別引起的生理方面的差異,寬放系數(shù)也不相同。綜合考慮寬放項目、作業(yè)人員性別、作業(yè)的姿勢后,目前一般常見的寬放系數(shù)見表3[1-3]。
表2 寬放類別和寬放項目
表3 常用寬放系數(shù)
鋼軌焊接從最初的百米鋼軌配對到最后的500 m成品軌裝車出廠,要經(jīng)過16道工序,每相鄰兩道工序相互關(guān)聯(lián)[8]。為了使測定的工序及結(jié)果具有代表性,因焊前矯直機(jī)械化程度高,人為因素較少,選擇焊前矯直工序進(jìn)行工時測定。然后對焊前矯直、鏡面檢查和焊前除銹3個相鄰工序進(jìn)行聯(lián)合作業(yè)分析。
3.1.1 焊前矯直動作分解
焊前矯直是操作矯直機(jī)糾正鋼軌端部彎曲[8],其程序動作可分為:(1)操作鋼軌走行系統(tǒng);(2)等待鋼軌到達(dá);(3)拿檢測工具;(4)檢測;(5)放回檢測工具;(6)操作機(jī)器矯直;(7)拿檢測工具;(8)檢測;(9)放回檢測工具;(10)操作走行系統(tǒng);(11)填寫記錄;(12)等待下一根鋼軌。
3.1.2 工時測定結(jié)果
選擇熟練的操作者,采用直接的s表測時法進(jìn)行焊前矯直工時測定。所用s表的精度為1/100 s,具體的測定結(jié)果見表4。從表4可以看出各個動素的測定時間結(jié)果波動都比較小,標(biāo)準(zhǔn)偏差最大的不到3,所以以10次測得的平均值作為實測結(jié)果是完全合理的。將測得的結(jié)果代入式(2)、(3)中得到焊前矯直工序標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)時間
以現(xiàn)有生產(chǎn)線一天8 h的工作日單線能生產(chǎn)3 km長軌計算。在標(biāo)準(zhǔn)時間內(nèi),焊前矯直3 km鋼軌即30根百米軌所需時間為30×2×491.3 s=8.18 h,與實際8 h的情況相符,誤差率為2.25%。說明標(biāo)準(zhǔn)時間結(jié)果是合理的,能用于指導(dǎo)生產(chǎn)。
表4 焊前矯直工序工時測定s
3.2.1 聯(lián)合作業(yè)分析
聯(lián)合作業(yè)分析[2,9,10]是指當(dāng)幾個作業(yè)人員共同作業(yè)于一項工作時,對作業(yè)人員時間上的關(guān)系的分析,以及排除作業(yè)人員作業(yè)過程中存在的不經(jīng)濟(jì)、不均衡、不合理和浪費等現(xiàn)象的一種分析方法。聯(lián)合作業(yè)分析的目的如下。
(1)發(fā)現(xiàn)空閑與等待的作業(yè)時間。利用聯(lián)合作業(yè)分析圖,可將那些不明顯的空閑與等待時間完全顯現(xiàn)出來。
(2)使工作平衡。利用作業(yè)分析圖,可使共同工作中的每一個作業(yè)人員的工作負(fù)荷趨于平衡,以獲得更好的較低的人工成本。
(3)減少周期(程)時間。改善最耗費時間的作業(yè),縮短作業(yè)總時間量,降低(減少)周期時間,提高作業(yè)效率及效益。
(4)獲得最大的機(jī)器利用率。
(5)合適指派人員和機(jī)器。利用聯(lián)合作業(yè)分析圖,充分研究人與機(jī)器的動作,予以合適的調(diào)配,謀求配置人員、設(shè)備(機(jī)器)合理化,以達(dá)到最有效地運用人力與機(jī)器的目的。
(6)決定最合適的方法。完成任何一項工作都有許多種方法,但其中一定有一種比較好的方法。利用“聯(lián)合作業(yè)分析圖”表示人與機(jī)器的相互關(guān)系,找出浪費的時間并予以取消。最后以其周期時間的長短作為衡量方法好壞的依據(jù)。
3.2.2 鋼軌焊接流水線聯(lián)合作業(yè)分析
同單項工序工時測定方法一樣,對焊前矯直、鏡面檢查和焊前除銹3個工序進(jìn)行聯(lián)合作業(yè)分析。這3個工序相距均為2 m左右,很方便測時人員進(jìn)行觀察和記錄。除鏡面檢查是2個人員同時作業(yè)以外,其他2個工序均為單人作業(yè)。在作業(yè)現(xiàn)場利用s表直接測時的方法,對3個工序進(jìn)行聯(lián)合作業(yè)分析,對10次觀測的結(jié)果求平均值,其結(jié)果見表5。為了統(tǒng)計作業(yè)過程中等待(空閑)時間,對同一工序中相鄰幾個動作要素進(jìn)行合并。
從表5中可以看出,現(xiàn)有流水線的這3個工序工時利用率都很低,最大的是 55.15%,最低的是21.12%。導(dǎo)致工時利用率低下的主要原因是作業(yè)人員空閑等待時間過長,作業(yè)人員分配不夠合理。焊前矯直和鏡面檢查A工序兩者的作業(yè)內(nèi)容是能夠合并的,因為焊前矯直作業(yè)人員工作的時候,鏡面檢查A的作業(yè)人員是空閑的,而當(dāng)鏡面檢查A的作業(yè)人員工作的時候,焊前矯直的作業(yè)人員又同樣處于空閑狀態(tài),所以只安排1個人同時進(jìn)行焊前矯直和鏡面檢查A的工作是完全可行的。合并之后的各項動作要素、耗費的時間和工時利用率見表6。
表5 聯(lián)合作業(yè)分析結(jié)果s
表6 焊前矯直與鏡面檢查A合并結(jié)果 s
從表6顯示的結(jié)果可以看出,在不增加工序周程的前提下,對相應(yīng)工序進(jìn)行合并,減少了空閑和等待時間,工時利用率大幅度提升。同時也減少了1個作業(yè)人員,降低了人工成本費。
同樣的道理將鏡面檢查B和焊前除銹這2個工序的作業(yè)內(nèi)容合并,只安排1個作業(yè)人員同時進(jìn)行鏡面檢查B和焊前除銹作業(yè)也是完全可行的。
影響鋼軌焊接工序工時測定的因素很多,如設(shè)備性能、工人的熟練程度、工人的配合程度等。在設(shè)備狀態(tài)正常的情況下,工時測定的準(zhǔn)確性主要取決于操作者的業(yè)務(wù)熟練程度、工機(jī)具擺放的位置以及操作者之間的協(xié)調(diào)配合。所以為了使測定的結(jié)果具有代表性,應(yīng)該選擇訓(xùn)練有素的操作者,現(xiàn)場環(huán)境要盡量規(guī)范,物品、工機(jī)具的擺放盡量滿足“5S”的要求。同時,觀察者也要進(jìn)行相應(yīng)的培訓(xùn)。
從標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)程序著手,對鋼軌焊接工序進(jìn)行了動作要素分析、工序工時測定。測定得出觀測時間,進(jìn)行相應(yīng)的計算得到該工序的標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)時間,可作為企業(yè)的一項重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),用于指導(dǎo)生產(chǎn)。同時對同一條流水線上的相鄰幾個工序進(jìn)行聯(lián)合作業(yè)分析,對測定的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,提出了一種崗位合并方案,經(jīng)驗證比較,合并后的工序作業(yè)效率大幅度提高,人工成本也有所降低,該工時研究方法對其他企業(yè)或行業(yè)有借鑒意義。
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