柳佳琛,呂方奎,汪俊,呂小磊,艾昕桐
(1.東風(fēng)汽車公司技術(shù)中心,湖北 武漢 430058;2.華中科技大學(xué),湖北 武漢 430058)
削減人工工時、減少浪費一直是車間管理中的核心工作。為開展此項工作,工程師首先需要調(diào)查“哪里有浪費”、“浪費有多少”、“需優(yōu)先削減哪種浪費”等問題,然后才會考慮采用何種技術(shù)手段來削減浪費。
大多數(shù)工廠采用現(xiàn)地現(xiàn)物調(diào)研等經(jīng)驗式方式來識別上述問題,同時車間管理者在制定人員配給與生產(chǎn)線改善等相關(guān)事業(yè)計劃時也無數(shù)據(jù)支撐。因此本文提出一種工時數(shù)據(jù)分析方法來系統(tǒng)地指導(dǎo)工時管理與現(xiàn)場改善工作。
圖1 MTM-UAS內(nèi)容結(jié)構(gòu)圖
MTM 是今日世界上應(yīng)用最為廣泛的預(yù)定時間方法,它是一種描述操作過程的方法,以編碼的組合反映工作過程,并可以得出唯一的時間值。MTM-UAS則為其中一種應(yīng)用規(guī)則,本文使用此種算法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)工時計算。它將動作分為 8種,并輔以5種影響因素,形成79種標(biāo)準(zhǔn)模塊動作,內(nèi)容結(jié)構(gòu)見圖1,代碼見圖2。
圖2 MTM-UAS代碼圖
《豐田模式》中提及8大浪費,并認(rèn)定生產(chǎn)流程中大多數(shù)為浪費;《精益思想》中則將生產(chǎn)流程分為增值與非增值(非增值即為浪費)。其他體系中還更進(jìn)一步分類出必要非增值或非必要增值,因他們意義相同,本文記為半增值。最終標(biāo)準(zhǔn)工時按如下公式分類:
式中:ST為標(biāo)準(zhǔn)工時;VA為增值工時;SVA為半增值工時;NVA為非增值工時。為了更方便識別浪費,工時進(jìn)一步分成11類(見表1):
表1 標(biāo)準(zhǔn)工時按價值分類
3.1.1 純增值動作VA-T
指直接改變工件狀態(tài)所需的最短工時的安裝動作。此動作不考慮距離、重量、體積、拿取困難程度等因素,只與完成制造(使工件形變)最短的動作有關(guān)。動作分類要點如下:
a)純增值動作VA-T的多少只與開發(fā)設(shè)計相關(guān),與生產(chǎn)線設(shè)計、布局無關(guān);
b)5類動作(拿取與放置、放置、周期動作、視力控制、其他作業(yè))可以是純增值VA-T;
c)2類動作(拿取與放置、放置)為純增值VA-T時,受空間布局影響,此類增值動作并非最短工時的安裝動作,僅代碼中的基礎(chǔ)代碼為增值 VA,剩余為半增值 SVA(釋義見章節(jié)3.2),數(shù)據(jù)見表2。
表2 拿取與放置、放置代碼中的半增值工時
3.1.2 質(zhì)量增值VA-Q
指法規(guī)要求、工藝卡要求的檢查檢測工時,例如整車淋雨試驗、發(fā)動機熱試、產(chǎn)品打刻等。
半增值又稱為必要非增值、非必要增值,其指在執(zhí)行增值動作VA之前的一個動作。此動作并不直接改變工件形態(tài),但為了觸發(fā)增值動作VA必須得立即去執(zhí)行一個半增值SVA動作。常見的半增值SVA動作舉例:零件安裝之前的拿取動作、夾具的定位動作、安裝時手動扶住零件等等。動作分類規(guī)則如下:
a)半增值動作SVA與零件設(shè)計無關(guān),通常與生產(chǎn)線布局等因素相關(guān);
b)半增值SVA的價值爭議:此類動作不改變工件形態(tài),但其是必須存在的工時;
c)增值VA有部分工時屬于半增值SVA工時(釋義見章節(jié)3.1.1,數(shù)據(jù)見表2);
d)使用輔助工具動作當(dāng)選擇為非增值NVA-T時,有部分工時屬于半增值SVA工時(釋義見章節(jié)3.3.1,數(shù)據(jù)見表3)。
3.3.1 浪費1—工具拿取放回NVA-T
工具的整個使用過程分為 4個步驟(拿取+定位+操作+放回),本分類只含拿取與放回。動作分類要點如下:
a)本分類僅有代碼HA/HB/HC;
b)HA/HB/HC= 拿取 + 定位 + 放回,而工具定位屬于半增值,因此代碼中含有部分半增值SVA工時(見表3);
表3 使用輔助工具代碼中的半增值工時
c)本分類造成的身體動作也記為NVA-T。
3.3.2 浪費2—零件拿取放置NVA-C
指零件拿取后臨時放置(放置工作臺或拿在手上)的動作,通常拿取零件后的下一個動作不為增值 VA。動作分類要點如下:
a)此類動作不為半增值SVA的意義在于可發(fā)現(xiàn)因貨架布局不良造成的浪費;
b)多零件拿取放置,且下個動作直接安裝零件,此情況下的多次拿取動作記為半增值SVA;
c)本分類造成的身體動作也記為NVA-C。
3.3.3 浪費3—零件物流NVA-L
指零件上料架、零件拆包裝、工件打包、零件料盒下線,零件臺車上下線等等,以及此類動作帶來的身體動作。此分類的意義在于生產(chǎn)線物流方向的改善識別。
3.3.4 浪費4—設(shè)備工具操作NVA-M
指啟動設(shè)備、安裝拆卸夾具、操作設(shè)備裝置(不改變工件狀態(tài))等動作。動作分類要點如下:
a)本分類僅有代碼BA/BB;
b)操作工具并使工件狀態(tài)改變的動作是增值VA。例如電動擰緊槍的操作,錘子壓裝定位銷等均為VA。
3.3.5 浪費5—設(shè)計與難作業(yè)NVA-D
指工時不穩(wěn)定的作業(yè),通常是由設(shè)計造成,也有少部分是因為作業(yè)空間不足造成。例如密封圈壓入槽內(nèi)困難,定位銷定位困難等等。此分類可現(xiàn)場觀察到明顯多余的重復(fù)安裝動作,作業(yè)員被迫增加重復(fù)的安裝動作或檢查動作;同時也可根據(jù)多次測定作業(yè)工時的數(shù)據(jù)離散程度來判斷。
3.3.6 浪費6—非必要檢查NVA-I
指非工藝卡規(guī)定的檢查項目。此類檢查項目可能在作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)書或者品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)書中存在,也可能僅為臨時應(yīng)對品質(zhì)異常。常見動作有:點漆確認(rèn)、專崗檢查、指差確認(rèn)等。動作分類要點如下:
a)困難作業(yè)NVA-D造成的檢查不屬于本分類;
b)本分類造成的身體動作也記為NVA-I。
3.3.7 浪費7—身體動作NVA-W
不含以上浪費中的身體動作,通常是產(chǎn)品外形、工藝設(shè)計、環(huán)境布局因素造成的身體動作。例如,進(jìn)入車身內(nèi)作業(yè)、作業(yè)完成后的步行返回、彎腰進(jìn)行安裝零件等等。
3.3.8 浪費8—等待NVA-P
指需要等待設(shè)備完成作業(yè),或者等待其他操作員完成作業(yè)后才能進(jìn)行下一步工作(注:若人工工時小于額定節(jié)拍,此等待不計入工時)。
本文以某工廠的車門分裝線作為案例,展示標(biāo)準(zhǔn)工時價值分類在各項分析中的應(yīng)用。
表4舉例了上述分類中部分動作的標(biāo)準(zhǔn)工時計算結(jié)果與價值分類結(jié)果。
表4 標(biāo)準(zhǔn)工時計算與分類舉例
基于工時分類的線平衡圖見圖3。通過基本的增值VA、半增值SVA、非增值NVA分類,可以在線平衡圖上明確地發(fā)現(xiàn)各崗位的工時價值分布,可間接地為瓶頸改善、閑余優(yōu)化、人員削減等工作提供數(shù)據(jù)支撐。
圖3 某主機廠車門線線平衡圖
基于工時分類的總工時分析圖見圖 4。此車門分裝線非增值工時824.5s,其中浪費最多的問題是“工具拿取與放回”,達(dá)到321.1s,可通過工具放置的布局進(jìn)行優(yōu)先改善。其次“零件拿取放置”、“零件物流”、“設(shè)備工具操作”也是重點改善方向。
圖4 某主機廠車門線總工時分布圖(單位:秒)
表5 某主機廠車門線非增值NVA/浪費問題點Top10
通過MTM-UAS的工時核算以及工時價值分類的數(shù)據(jù)結(jié)合,可篩選生產(chǎn)線的浪費(見表5)。
通過工時的價值分類與MTM-UAS標(biāo)準(zhǔn)工時算法結(jié)合,能為生產(chǎn)線與車間管理者提供詳盡的工時分析數(shù)據(jù),解決了“哪里有浪費”、“浪費有多少”、“需優(yōu)先改善哪種浪費”等問題。這種數(shù)據(jù)化的成果將大幅度提高車間管理改善的效率與針對性。