王磊， 張秀芬

（內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)機(jī)械學(xué)院，呼和浩特010051）

基于MTM法的報(bào)廢汽車拆卸時(shí)間評(píng)估研究

王磊， 張秀芬

（內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)機(jī)械學(xué)院，呼和浩特010051）

拆卸時(shí)間是產(chǎn)品可拆卸性評(píng)價(jià)的關(guān)鍵指標(biāo)，拆卸時(shí)間的確定對(duì)于產(chǎn)品的可拆卸設(shè)計(jì)和回收決策具有重要意義。為了高效評(píng)估產(chǎn)品拆卸時(shí)間，提出了基于方法時(shí)間衡量（MTM）法的拆卸時(shí)間評(píng)估方法。以報(bào)廢汽車前盤(pán)式制動(dòng)器部件為例，分析了該部件的拆卸過(guò)程，對(duì)每個(gè)拆卸過(guò)程進(jìn)行了基本動(dòng)作分解，通過(guò)MTM方法對(duì)每個(gè)動(dòng)作的拆卸時(shí)間進(jìn)行映射估算，累積求和獲得整個(gè)部件的拆卸時(shí)間。

拆卸；拆卸時(shí)間；MTM法

0 引言

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，汽車市場(chǎng)潛在的需求開(kāi)始凸顯，我國(guó)已成為汽車消費(fèi)大國(guó)。目前我國(guó)汽車保有量已突破1億輛，預(yù)計(jì)2015年汽車報(bào)廢量將達(dá)到600多萬(wàn)輛［1］。報(bào)廢汽車量的激增造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染等問(wèn)題日益嚴(yán)峻。拆卸是實(shí)現(xiàn)報(bào)廢汽車回收利用的關(guān)鍵技術(shù)。報(bào)廢汽車回收等級(jí)從高到底分別為零部件重用、再制造、材料回收、焚燒掩埋等，可拆卸性是影響其回收策略的關(guān)鍵，可拆卸性越好，回收等級(jí)越高。拆卸時(shí)間是可拆卸性評(píng)價(jià)的關(guān)鍵指標(biāo)，因此，拆卸時(shí)間的確定具有重要意義［2-4］。

對(duì)拆卸時(shí)間計(jì)算評(píng)估的方法主要包括直接法和間接法，其中，多數(shù)企業(yè)應(yīng)用直接測(cè)量法，該方法測(cè)時(shí)方便，但受觀測(cè)者技術(shù)、拆卸人員業(yè)務(wù)水平、拆卸環(huán)境等的影響會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差。間接法方面以Kondo Y等［2］的研究為代表，主要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)獲得典型聯(lián)接方式的拆卸時(shí)間，產(chǎn)品的拆卸時(shí)間則通過(guò)累積聯(lián)接方式的拆卸時(shí)間獲得。該方法可以快速估算大部分產(chǎn)品的拆卸時(shí)間，但必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)預(yù)先測(cè)量聯(lián)接方式的拆卸時(shí)間，隨著產(chǎn)品聯(lián)接方式的增多，該方法的應(yīng)用受到了限制?；诜椒〞r(shí)間衡量（MTM）法是普遍采用的一種時(shí)間測(cè)量技術(shù)，不但能獲得可靠而準(zhǔn)確的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，而且可以改進(jìn)工作方法，建立時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到降低人工成本提高生產(chǎn)力的目的，適用于短周期高度反復(fù)操作。該方法已廣泛應(yīng)用于裝配線時(shí)間測(cè)定、軟件操作時(shí)間確定等方面［4-9］。為此，本文提出基于MTM方法的報(bào)廢汽車拆卸時(shí)間確定方法，以克服已有方法需要實(shí)際實(shí)驗(yàn)的不足。

1 方法時(shí)間衡量（MTM）方法簡(jiǎn)介

方法時(shí)間衡量（Method Time Measurement，MTM）法于1946年由美國(guó)西屋電氣公司的梅納德、斯坦門(mén)丁、斯克互布首創(chuàng)，并于1948年公開(kāi)。1956年在美國(guó)總工商會(huì)的支持下，在密歇根大學(xué)成立了國(guó)際MTM協(xié)會(huì)，從事MTM技術(shù)推廣工作。

MTM方法是按基本動(dòng)作單元（足動(dòng)、腿動(dòng)、轉(zhuǎn)身、俯屈、跪、站、行、手握）和執(zhí)行因素（伸手、搬運(yùn)、旋轉(zhuǎn)、抓取、對(duì)準(zhǔn)、拆卸、放手）設(shè)定作業(yè)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)及查定正常作業(yè)時(shí)間，制定作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。80%～85%的操作由5個(gè)基本動(dòng)作組成，分別為伸手（R）、抓握（G）、遞送（M）、連接（P）、松開(kāi)（RL）。此分析方法較為復(fù)雜，但精度較高。MTM通過(guò)代碼對(duì)動(dòng)作進(jìn)行描述，一個(gè)代碼表明了該動(dòng)作的種類與操作方法，例如，伸手到40 cm處夠取物體，等級(jí)為簡(jiǎn)單，代碼為R40A。MTM法適用范圍廣泛，大多數(shù)工作均可通過(guò)MTM法所設(shè)定的作業(yè)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，查找、計(jì)算出作業(yè)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。

MTM動(dòng)作的時(shí)間單位稱為T(mén)MU（Time Measurement Unit），其與普通時(shí)間單位的換算關(guān)系如下：

因此，拆卸時(shí)間T的計(jì)算公式為

2 基于MTM方法的拆卸時(shí)間評(píng)估

2.1 結(jié)構(gòu)特征

本文以汽車的前盤(pán)式制動(dòng)器為例，該部件包括5個(gè)主要零部件：上下固定螺栓、制動(dòng)殼體、制動(dòng)摩擦片、制動(dòng)活塞鉗、制動(dòng)盤(pán)，圖1為該部件的分解圖。

圖1 盤(pán)式制動(dòng)系統(tǒng)分解圖

汽車的前盤(pán)式制動(dòng)器拆卸時(shí)涉及的部件有：1）制動(dòng)卡鉗固定螺栓；2）制動(dòng)殼體；3）制動(dòng)摩擦片；4）制動(dòng)鉗活塞。

2.2 前盤(pán)式制動(dòng)器拆卸動(dòng)作分解

前盤(pán)式制動(dòng)器的拆卸主要包括4步：1）擰松并拆卸上、下固定螺栓；2）去除制動(dòng)殼體；3）拆下制動(dòng)摩擦片；4）從制動(dòng)殼體內(nèi)取出制動(dòng)鉗活塞。

在拆解步驟1）中涉及的動(dòng)作：（1）伸手去拿扳手；（2）用手抓住扳手；（3）把扳手拿過(guò)來(lái)；（4）擰松上下兩個(gè)螺栓；（5）將拆下的零件放下。

在拆解步驟2）中涉及的動(dòng)作：（1）伸手去抓制動(dòng)殼體；（2）用手制動(dòng)抓住殼體；（3）把制動(dòng)殼體拿下來(lái)。

在拆解步驟3）中涉及的動(dòng)作：（1）拆下制動(dòng)摩擦片；（2）用手抓住一側(cè)的摩擦片；（3）將其拿下來(lái)；（4）伸手去抓另一側(cè)摩擦片；（5）用手抓住另一側(cè)的摩擦片；（6）將其拿下來(lái)。

在拆解步驟4）中涉及的動(dòng)作：（1）伸手去抓制動(dòng)活塞鉗；（2）用手抓住制動(dòng)活塞鉗；（3）將其取出。

拆卸動(dòng)作分解圖具體如圖2所示。

圖2 拆卸動(dòng)作分解圖

2.4 拆卸動(dòng)作的MTM分析

針對(duì)圖2中的每一個(gè)操作單元進(jìn)行MTM分析，獲得每個(gè)拆卸動(dòng)作的MTM時(shí)間，詳細(xì)結(jié)果如表1所示。

由表1所獲得的主要拆卸動(dòng)作的MTM時(shí)間，代入式（1）即可獲得每個(gè)拆卸步驟的拆卸時(shí)間（單位為s）。

表1 拆卸動(dòng)作MTM分析結(jié)果

步驟1）的拆卸時(shí)間為：

步驟2）的拆卸時(shí)間為：

步驟3）拆卸時(shí)間為：

步驟4）的拆卸時(shí)間為：

將4個(gè)步驟所用的時(shí)間求和：5.724s+1.368s+2.736s+ 0.5868s≈10.41s。由此，得出汽車前盤(pán)式制動(dòng)器的拆卸所用的時(shí)間約為10.41s。由于這里忽略了輔助操作時(shí)間，所以略小于實(shí)際拆卸時(shí)間。

3 結(jié)論

為了快速高效地確定報(bào)廢汽車零部件拆卸時(shí)間，本文提出了基于MTM方法的報(bào)廢汽車拆卸時(shí)間確定方法，通過(guò)將產(chǎn)品拆卸過(guò)程進(jìn)行基本拆卸動(dòng)作分解，獲得了每個(gè)動(dòng)作的標(biāo)準(zhǔn)MTM時(shí)間，省去了實(shí)際試驗(yàn)中的占地、勞動(dòng)力等成本，以及其他計(jì)時(shí)方法人為因素的影響，且MTM方法數(shù)據(jù)量少，工作研究人員容易學(xué)習(xí)掌握，企業(yè)中依據(jù)MTM方法評(píng)估出的拆卸時(shí)間可以規(guī)定同一時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，克服了實(shí)驗(yàn)法中拆卸人員及周圍環(huán)境對(duì)結(jié)果的影響，從而大大地提高了工作效率。

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［3］ 于隨然，陶晶，陳泓，等.基于拆卸時(shí)間的產(chǎn)品拆卸性評(píng)價(jià)及改進(jìn)設(shè)計(jì)［J］.上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，41（9）：1475-1483.

［4］ 陳黎，夏小均，劉生剛，等.汽車制動(dòng)器制動(dòng)間隙自調(diào)模式分析［J］.機(jī)械工程師，2010（8）：14-16.

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（編輯啟 迪）

Study on Disassembly Time Evaluation of End-of-Life Vehicle’s parts based on MTM Method

WANG Lei，ZHANG Xiu-fen
（The College of Mechanical Engineer,Inner Mongolia University of Technology,Hohhot 010051,China）

Disassembly time is one key indicator for product disassembliability evaluation.Determination of disassembly time is important for product design for disassembly （DFD）and recycling decisions.In order to efficiently assess product’s disassembly time,a novel disassembly time evaluation method is proposed based on Method Time Measurement（MTM）.Take a front disc brake of end-of-life vehicle as an example,its disassembly process is analyzed and broken down into the disassembly operations.And the disassembly operation time can be estimated based on MTM ,thus the entire part's disassembly time is deduced by adding all of the disassembly operation time.

disassembly;disassembly time;method time measurement（MTM）

TH 122

A

1002－2333（2014）05－0040－02

王磊（1988—），男，碩士研究生，主要研究汽車拆卸與報(bào)廢；張秀芬（1981—），女，博士，副教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等研究。

2014-03-04

國(guó)家青年科學(xué)基金項(xiàng)目（51205181）；內(nèi)蒙古自然科學(xué)基金項(xiàng)目（2012MS0707）；內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)科學(xué)研究資助項(xiàng)目（ZD201110）