趙凱莉 (山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院,山西 太原 030009)
隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,制造業(yè)競爭日益激烈。而標(biāo)準(zhǔn)工時則是衡量企業(yè)生產(chǎn)能力的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。工時研究能夠?qū)ψ鳂I(yè)進(jìn)行改善,提高人機(jī)利用率和生產(chǎn)線平衡率[1]。預(yù)定時間標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)(Predetermined Time System,PTS)是目前國際上公認(rèn)的制定標(biāo)準(zhǔn)操作的先進(jìn)手段[2]。削減人工工時、減少浪費(fèi)一直是車間管理中的核心工作[3]。如何運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)方法來確定標(biāo)準(zhǔn)工時,借此發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)線中存在的問題,并進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn),使生產(chǎn)線平衡率顯著提高為本文研究的關(guān)鍵。
標(biāo)準(zhǔn)工時是在標(biāo)準(zhǔn)工作環(huán)境下,進(jìn)行一道加工工序所需的人工時間。它來源于精益生產(chǎn)理論,精益生產(chǎn)的思想最早是由美國泰勒提出的,他被稱為“科學(xué)管理之父”,最先提出了精細(xì)化管理思想。后續(xù)吉爾布雷斯夫婦、魁克等也為此作出了巨大的貢獻(xiàn)。其共同點(diǎn)都是通過分析各種作業(yè)動作,以及考慮動作距離、難易程度、負(fù)荷大小,制定相應(yīng)時間標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)工時的確定對于改進(jìn)效果,提高生產(chǎn)率,降低浪費(fèi),為企業(yè)提供決策的數(shù)據(jù)依據(jù)。
標(biāo)準(zhǔn)工時的制定方法常用的有秒表測量法、模特法、簡明工作因素法,還有預(yù)定動作時間標(biāo)準(zhǔn)法(MTM)、工作因素法(WF)等,除了這幾種以外,在實(shí)際中制定方法可以靈活應(yīng)用。主要運(yùn)用于效率管理、設(shè)備能力、人員及負(fù)荷計算、標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)能計算的依據(jù)、生產(chǎn)線平衡計算、工作方法的改善以及人工成本的計算等方面。
本文采用秒表測時法,大致步驟為:獲取資料,劃分操作單元,確定觀測次數(shù),觀測,刪除異常值,計算正常時間,確定寬放時間,確定標(biāo)準(zhǔn)時間[4]。需要事先與被觀察者做好溝通,有針對性地解決問題[5],以保證結(jié)果精準(zhǔn)。在觀測的同時,對操作者的工作效率和工作態(tài)度進(jìn)行詳細(xì)的評定[6]。
本文以某汽車半軸生產(chǎn)線為例,半軸也叫驅(qū)動橋,半軸是差速器與驅(qū)動輪之間傳遞扭矩的實(shí)心軸,其內(nèi)端一般通過花鍵與半軸齒輪連接,外端與輪轂連接,如圖1。
通過現(xiàn)場觀測,半軸生產(chǎn)線的標(biāo)準(zhǔn)工時現(xiàn)狀見表1。
半軸生產(chǎn)線有五個工位組成,現(xiàn)場生產(chǎn)線分布狀況如圖2。工位一工人進(jìn)行半軸上線段部鉆孔,工位二工人進(jìn)行人工校直,工位三工人操作3臺車床進(jìn)行車削,工位四工人進(jìn)行端面鉆孔,工位五工人進(jìn)行滾齒檢驗(yàn)。各工位工人操作的具體內(nèi)容見表2。
圖1 汽車半軸
表1 半軸生產(chǎn)線標(biāo)準(zhǔn)工時現(xiàn)狀
圖2 半軸生產(chǎn)線分布圖
表2 各工位操作內(nèi)容統(tǒng)計表
通過現(xiàn)場觀察和與工人溝通,將五個工位的操作分解為動作單元,并通過秒表計時法得到各動作單元操作時間表3。
表3 各工位動作單元現(xiàn)場秒表計時記錄表
表4是對安裝工作平臺的操作測時,首先應(yīng)計算各個單元的平均值,但在求平均值之前,需要檢查分析并剔除觀測值內(nèi)的異常值。以工位一為例,五個測量值為24.6、24.9、25.6、23.9、24.6,單位(s),可求其平均值:
標(biāo)準(zhǔn)差為:σ=0.61
上限為:x+3σ=24.7+3×0.61=26.53
下限為:x-3σ=24.7-3×0.61=22.87
確定測量數(shù)值在區(qū)間 {22.87,26.53}的范圍內(nèi)均為正常值。如果有異常,需要剔除異常值,重新計算平均值。工位一數(shù)據(jù)無異常值。用同樣的辦法判斷其他四個工位,都無異常值。
表4 各工位操作時間記錄表
通過前期現(xiàn)場考察,確定出該生產(chǎn)線的熟練程度為比較熟練A2(熟練系數(shù)=0.13)、努力程度為B1(努力系數(shù)=0.1)、環(huán)境為良好C(環(huán)境系數(shù)=0.02)、一致性為平均D(一致性系數(shù)=0)。
根據(jù)公式可以計算出:評比系數(shù)=0.13+0.10+0.02+0=0.25。
正常工時計算方法為:正常工時=觀測時間×(1+評比系數(shù))。
通過計算,可以獲得四個工位的正常工時,如表5所示:
表5 各工位正常工時統(tǒng)計表
在制定標(biāo)準(zhǔn)工時的過程中除了需要加入評定系數(shù),同時還要考慮到寬放時間的影響。本生產(chǎn)線的1、2、4、5四個工位,耗費(fèi)大量的人力和時間,人工較為繁重。根據(jù)現(xiàn)場觀察以及查取資料,得出了以下的評定系數(shù)以及工位所占權(quán)重。
根據(jù)表6,計算得到整體寬放率為27%。
表6 各工位評定系數(shù)表 單位:%
標(biāo)準(zhǔn)工時為正常工時與寬放時間之和,由此得到半軸上產(chǎn)線目前的標(biāo)準(zhǔn)工時,見表7。
表7 各工位標(biāo)準(zhǔn)時間表
裝配線平衡是衡量生產(chǎn)線工序水平的重要指標(biāo)之一,裝配生產(chǎn)線平衡率越高,則生產(chǎn)線發(fā)揮的效能越大[7]。
根據(jù)表7,通過標(biāo)準(zhǔn)時間進(jìn)行平衡率計算,計算公式為:
其中:Si為工位個數(shù);CT指瓶頸工序的時間;Ti指每個工位的時間;m為工位次序。
通過現(xiàn)場觀測,第三道工序是3臺機(jī)床同時工作,第5道工序是6臺機(jī)床同時工作,最終得到第四道工序?yàn)槠款i工序耗時103.38秒。
根據(jù)公式計算:平衡率=(39.24+29.21+210.19/3+103.38+249.30/6)/5×103.38=54.84%
同樣也可以計算出該生產(chǎn)線的損失率=1-平衡率=1-54.85%=45.16%
該生產(chǎn)線的平衡率為54.84%,處在50%~70%之間,平衡率較低,改進(jìn)的空間較大。
(1) 初步改善
采用ECRS四大原則對半軸生產(chǎn)線進(jìn)行分析。ECRS分析即取消(Eliminate)、合并(Combine)、重排(Rearrange) 和簡化(Simplify)分析,它常用于生產(chǎn)工序優(yōu)化,以減少不必要的工序、達(dá)到更高的生產(chǎn)效率。
取消(Eliminate)——必要性原則,考慮作業(yè)要素能完成什么,完成的有否價值?是否必要動作或作業(yè)?為什么要完成它?該作業(yè)取消對其它作業(yè)或動作有否影響。
合并(Combine)——可能性原則,如果工作或動作不能取消,則考慮能否可與其他工作合并,或部分動作或工作合并到其它可合并的動作或作業(yè)中。
重排(Rearrange)——重新排列原則,對工作的順序進(jìn)行重新排列。
簡化(Simplify)——簡化原則,指工作內(nèi)容和步驟的簡化,亦指動作的簡化,能量的節(jié)省。
根據(jù)上述表格發(fā)現(xiàn)工位四為整條生產(chǎn)線的瓶頸工位,需要對其進(jìn)行改善,通過計算處理后得到第四道工位應(yīng)該增加一臺機(jī)床,計算得新標(biāo)準(zhǔn)工時為51.67秒。結(jié)合ECRS四項(xiàng)原則分析后發(fā)現(xiàn),改進(jìn)后生產(chǎn)線的平衡率=66.15%仍然很低,需進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。
(2) 進(jìn)一步改善
進(jìn)一步分析,對工位五進(jìn)行改善研究,通過對工位五的機(jī)床數(shù)目由原先的6臺依次往下減一臺,得出表8。
表8 工位五改善研究數(shù)據(jù)變化統(tǒng)計表
最后發(fā)現(xiàn)當(dāng)工位五的機(jī)床數(shù)目穩(wěn)定在4臺的時候平衡率最高為72.09%,由54.84%提高至72.09%,提高了17.25%。
(3) 改善結(jié)果分析
對改善的結(jié)果進(jìn)行分析得到表9。
表9 改善結(jié)果表
隨著各種先進(jìn)技術(shù)的出現(xiàn),傳統(tǒng)制造業(yè)正面臨著越來越大的挑戰(zhàn)。削減浪費(fèi),降低成本,提高生產(chǎn)率稱為企業(yè)最為關(guān)注的問題。本文通過對某汽車半軸生產(chǎn)線現(xiàn)場觀測,制定標(biāo)準(zhǔn)工時,從而發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)線中的問題,并進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn),為其他企業(yè)的優(yōu)化提供了參考。而對于生產(chǎn)線的改善是無止境的,下一步應(yīng)從其他方面入手更深一步進(jìn)行優(yōu)化,特別是各道工序之間如何縮短物料搬運(yùn)時間值得很好的研究,使企業(yè)的利潤得到最大化。