嚴 駿

（上海大眾汽車有限公司，上海 201805）

1 應用勞動生產(chǎn)率控制方法的目的

近年來，隨著汽車行業(yè)的迅猛發(fā)展和愈來愈激烈的市場競爭，汽車市場的競爭常演變?yōu)楫a(chǎn)品成本的競爭，使汽車產(chǎn)品的設計也越來越多地演變?yōu)槌杀镜脑O計。作為汽車行業(yè)中的工業(yè)工程部門，其職責是從勞動生產(chǎn)率角度來控制產(chǎn)品的人工成本。在工作實踐中，為了確保產(chǎn)品在制造環(huán)節(jié)具有較高的勞動生產(chǎn)率，即以合理的、盡可能低的生產(chǎn)工時來裝配車輛，就必須在產(chǎn)品設計階段進行勞動生產(chǎn)率控制。以往在投產(chǎn)以后再去為提高勞動生產(chǎn)率而更改產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝和操作方法，通常很難實現(xiàn)，而且成本高昂，從圖 1可清楚地看出這樣的關(guān)系。

據(jù)統(tǒng)計，一個產(chǎn)品約 80%的成本是在產(chǎn)品設計階段決定的，因此在產(chǎn)品的研發(fā)和設計階段就對其進行優(yōu)化和改進，對后續(xù)規(guī)劃、生產(chǎn)等環(huán)節(jié)決定的成本有著至關(guān)重要的影響，這就要求必須在產(chǎn)品設計階段就對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)在生產(chǎn)工時方面的合理性和經(jīng)濟性進行評估，并根據(jù)評估結(jié)果對設計改進的可能性提出定量說明。具體來說，就是工業(yè)工程部門應做好以下兩方面的工作：

1）把裝配一個產(chǎn)品所遇到的所有困難度加以匯總，從而來描述產(chǎn)品在裝配適宜性方面的設計質(zhì)量。

2）與不同的設計方案進行比較，與競爭企業(yè)的產(chǎn)品進行比較，并且促進設計部門有針對性地優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。

這樣做的目的是幫助設計部門了解和評定設計中會使裝配遇到困難的薄弱環(huán)節(jié)，促進其有針對性地優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，最終設計出能以最少的生產(chǎn)工時來裝配的產(chǎn)品，使產(chǎn)品在隨后的制造和裝配階段達到較高的勞動生產(chǎn)率。

2 設計階段產(chǎn)品的生產(chǎn)工時評價方法

在長期的工業(yè)工程實踐中，發(fā)現(xiàn)影響產(chǎn)品裝配生產(chǎn)工時的主要因素有：零件數(shù)量、零件的通用性、零件裝配的困難程度等。其中影響零件裝配困難程度的主要因素有：1）零件自身特征：質(zhì)量、主要尺寸、連接點的數(shù)量等；2）零件的安放或與其他部件的連接特征：可接近性、視野障礙、連接輔助等。據(jù)此，使用表 1來評估零件的裝配困難程度。

表1 零件裝配困難程度評估表

使用表1進行評估的步驟是：

1）將一個裝配操作分解成若干個裝配工步；

2）從質(zhì)量、主要尺寸、連接點數(shù)量、有無障礙、有無定位輔助、是否需調(diào)整和使用工具的數(shù)量這 7項指標，對每一工步的操作困難現(xiàn)象進行計數(shù)；

3）將每一項指標的計數(shù)累加得到該項的次數(shù)；

4）將每一項指標的次數(shù)與對應的權(quán)重相乘，得到該項的合計值；

5）將各項的合計相加得到整個裝配操作的評估值。

評估值是一種確定裝配困難程度的設計參數(shù)，該數(shù)值越大，表示裝配操作越困難。反之，表示裝配操作越容易。此外，評估值還清晰地、量化地展示了優(yōu)化的潛力。

3 應用實例

以車輛裝配車間中最常見的、用于線束固定的夾緊圈的設計方案評估為例，具體說明評估表的用法和其在設計方案優(yōu)化中的作用。

圖2所示的方案1是夾緊圈的初始設計結(jié)構(gòu)，由夾緊圈、自攻螺釘和膨脹管 3個零件組成。運用評估表評估其裝配困難程度的過程如下。

1）將裝配操作分為5個工步

（1）將膨脹管插入固定孔；

（2）用錘子將膨脹管敲入固定孔；

（3）放置夾緊圈至膨脹管；

（4）將自攻螺釘放至膨脹管；

（5）用電動槍旋緊自攻螺釘。

2）對每一工步的操作困難現(xiàn)象進行計數(shù)

（1）對膨脹管質(zhì)量（＜2 kg）計數(shù)1次，無其他裝配困難現(xiàn)象出現(xiàn)；

（2）對使用工具（錘子）數(shù)量計數(shù)1次；

（3）對夾緊圈質(zhì)量（＜2 kg）計數(shù)1次，對無定位輔助計數(shù)1次；

（4）對自攻螺釘質(zhì)量（＜2 kg）計數(shù)1次；

（5）對使用工具（電動槍）數(shù)量計數(shù)1次。

3）將每一項指標的計數(shù)累加得到該項的次數(shù)

依次得到“質(zhì)量（＜2 kg）”項的次數(shù)3次，“無定位輔助”項的次數(shù) 1次，“使用工具數(shù)量”項的次數(shù)2次。

4）將每一項指標的次數(shù)與對應的權(quán)重相乘，得到該項的合計值

依次得到“質(zhì)量（＜2 kg）”項的合計值120，“無定位輔助”項的合計值 60，“使用工具數(shù)量”項的合計值200。

5）將各項的合計值相加得到整個裝配操作的評估值380

具體評估結(jié)果見表2。

表2 方案1的裝配困難程度評估表

續(xù)表2

工程師得到對方案 1的評估結(jié)果后，與競爭對手的夾緊圈結(jié)構(gòu)進行對比分析，取消了螺釘和膨脹管這 2個固定部分零件，采用固定部分與夾緊圈一體式的結(jié)構(gòu)，見圖3所示的方案2。運用評估表評估了方案 2的裝配困難程度，評估過程同方案1，不再贅述，評估結(jié)果見表3。

表3 方案2的裝配困難程度評估表

顯而易見，經(jīng)過設計結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，零件數(shù)由原來的3個降至1個，需使用的工具數(shù)由原來的2個降至 1個，這些設計更改使夾緊圈的裝配困難程度降低，下降程度高達47%。

4 結(jié) 論

實踐證明，在產(chǎn)品設計階段采用面向生產(chǎn)工時控制的設計方法，有助于快速對設計方案進行評價和選擇，提高了產(chǎn)品的裝配友好性，從而最大程度上避免產(chǎn)品投產(chǎn)之后的設計更改帶來的費用，把成本高昂的事后更改轉(zhuǎn)換為成本極低的事前更改；其次，這是一種評價速度快、簡單、易學的評價工具。此外，這種評價工具還為設計方案的對標提供了一個理想的工具和方法，通過與不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品進行比較，使零部件設計方案的對標變得快速和簡單，開拓了設計人員的設計思路和創(chuàng)造性。

在大量的實際應用中，可以將提高零件裝配友好性的方法大致歸納為以下幾種：

1）零件和功能的集成化，減少零件數(shù)量；

2）簡化零件的連接方式和減少連接軸；

3）增加輔助定位和導向；

4）緊固件和扭矩的統(tǒng)一化。

總之，在采用這一方法后，可以在產(chǎn)品設計方案確定之前，從生產(chǎn)工時角度對產(chǎn)品設計方案進行量化評估和控制，從而在源頭上確保了產(chǎn)品在制造過程中的勞動生產(chǎn)率，也在產(chǎn)品設計人員和工業(yè)工程師之間建起一座有效合作的橋梁。

[1]德國MTM協(xié)會．面向制造的產(chǎn)品設計[M]．2010.