龐 敏，王戰(zhàn)中

(石家莊鐵道大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，河北 石家莊 050043)

近年來，隨著制造裝配行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)加劇，精益生產(chǎn)已經(jīng)成為中國制造裝配業(yè)未來發(fā)展的必經(jīng)之路［1］。引進(jìn)精益生產(chǎn)管理模式，充分利用企業(yè)現(xiàn)有的人力、物力和財(cái)力，提高生產(chǎn)效率，減少生產(chǎn)浪費(fèi)，是企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得生存優(yōu)勢(shì)的有效方法之一。工作研究，起源于泰勒提倡的“時(shí)間研究”與吉爾布雷斯夫婦提出的“動(dòng)作研究”，是一種提高生產(chǎn)效率，增加企業(yè)收益，排除工作中不合理、不經(jīng)濟(jì)、不科學(xué)因素的技術(shù)［2］。

工作研究是工業(yè)工程體系中基礎(chǔ)技術(shù)［3］。工作研究運(yùn)用方法研究和作業(yè)測(cè)定技術(shù)對(duì)整個(gè)作業(yè)系統(tǒng)中人、機(jī)、料、法、環(huán)進(jìn)行分析，尋求更經(jīng)濟(jì)的工作方法和最合理的人機(jī)布局，從而提高生產(chǎn)系統(tǒng)效率，增加企業(yè)收益的同時(shí)，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度［4］。作業(yè)時(shí)間測(cè)定［5］，簡稱作業(yè)測(cè)定，是運(yùn)用各種技術(shù)來確定合格工人按照作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)完成某項(xiàng)工作所需時(shí)間的過程。作業(yè)測(cè)定包括直接法和合成法，合成法又包括預(yù)定時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)法(PTS)和標(biāo)準(zhǔn)資料法。本文采用PTS法進(jìn)行作業(yè)測(cè)定，PTS法是制定時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)技術(shù)方法，根據(jù)作業(yè)中各種動(dòng)作的預(yù)定時(shí)間值計(jì)算該作業(yè)的正常時(shí)間，再加上適當(dāng)?shù)膶挿艜r(shí)間后就得到標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)時(shí)間［6］。應(yīng)用廣泛的PTS法有模特計(jì)時(shí)法(MOD法)、方法時(shí)間測(cè)定法(MTM法)、工作因素法(WF法)、WF簡易法等等，本文采用的是模特法。通過與石家莊一家生產(chǎn)電梯安全部件的民營企業(yè)進(jìn)行合作，對(duì)電梯限速器的裝配線進(jìn)行細(xì)致周密的研究，限速器是電梯安全的重要部件，限速器裝配主要包括擺裝配、輪子裝配和架子裝配。本文主要研究的是限速器裝配線中的輪子裝配，并將工作研究中的模特法引入到限速器輪子裝配過程中進(jìn)行分析研究。

1 模特法原理

模特法在人體工程學(xué)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)人的動(dòng)作級(jí)次，選擇一個(gè)正常人的級(jí)次最低、速度最快、能量消耗最小的手指一次動(dòng)作的時(shí)間消耗值作為時(shí)間單位，定為1MOD［7］。相當(dāng)于手指移動(dòng)2．5 cm的距離，平均動(dòng)作所需的時(shí)間為0．129 s，即1MOD=0．129 s［8］。

模特法將人的動(dòng)作歸納為21種，21種動(dòng)作都以手指動(dòng)作一次的時(shí)間消耗值為基準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)、比較，來確定各動(dòng)作時(shí)間值，其中上肢基本動(dòng)作11種，下肢和腰的基本動(dòng)作4種，附加動(dòng)作6種。各種動(dòng)作的具體劃分見圖1［9］:前面的英語字母代表的是各種動(dòng)作的符號(hào)，后面的數(shù)字代表的是MOD值。其中M1表示的是手指動(dòng)作的MOD值是1MOD，以此類推。

圖1 模特法的動(dòng)作分類

圖2 輪子裝配

2 基于模特法的輪子裝配的作業(yè)測(cè)定

根據(jù)輪子裝配圖，制定輪子裝配的工位作業(yè)要求，輪子裝配圖如圖2所示。

輪子裝配的工位作業(yè)要求:

(1)把2個(gè)6203軸承分別用正確的方法安裝進(jìn)內(nèi)繩輪內(nèi)孔去;

(2)把繩輪軸安裝進(jìn)內(nèi)繩輪里(不能損傷軸及軸承)如圖2所示;

(3)把四星輪裝到內(nèi)繩輪上，四星輪上的2個(gè)小孔分別對(duì)準(zhǔn)內(nèi)繩輪的4個(gè)卡爪(注意:四星輪上的小孔接近外繩輪);

(4)把外繩輪裝到內(nèi)繩輪上(注意:外繩輪A、B面相平的一面與四星輪連接);

(5)用M8*40的內(nèi)六角螺栓將外繩輪、四星輪、內(nèi)繩輪連接到一起。

根據(jù)輪子裝配的作業(yè)要求，將操作人員的動(dòng)作進(jìn)行分解［10］，并按照左手動(dòng)作與右手動(dòng)作，分解為各個(gè)動(dòng)作因素。然后根據(jù)左右手的動(dòng)作敘述，以及模特法的動(dòng)作分類表，列出分析式，并計(jì)算出各動(dòng)作因素所需要的時(shí)間值。例如:輪子裝配的第一步，首先右手取內(nèi)繩輪至操作臺(tái)并檢查，要步行兩步去取內(nèi)繩輪，根據(jù)模特法的動(dòng)作分類，步行動(dòng)作用W5表示，說明步行一步所消耗的時(shí)間值為5MOD，則步行兩步的分析式為W5*2;到達(dá)地點(diǎn)后，需要彎腰去取內(nèi)繩輪，分析式為B17，表示彎腰再到站立的動(dòng)作需要消耗的時(shí)間值為17MOD;取內(nèi)繩輪的時(shí)候需要的是小臂動(dòng)作，用M3表示，說明所消耗的時(shí)間值為3MOD，抓取內(nèi)繩輪的動(dòng)作用G1表示，時(shí)間值為1MOD，在抓取的時(shí)候進(jìn)行簡單的觀看和檢查，用E2表示，時(shí)間值為2MOD，因此取內(nèi)繩輪過程的分析式為M3G1E2;取完內(nèi)繩輪之后，返回至操作臺(tái)，分析式為W5*2，表示消耗的時(shí)間值為10MOD;到達(dá)操作臺(tái)后將內(nèi)繩輪放置，需要小臂動(dòng)作以及大致位置上放置動(dòng)作，分析式為M3P2，表示所消耗的時(shí)間值為5MOD。將所有的時(shí)間值加起來就是第一步右手動(dòng)作所消耗的時(shí)間值。左手處于等待狀態(tài)，用BD表示，當(dāng)一只手什么都沒做時(shí)，另一只手進(jìn)行動(dòng)作操作時(shí)，綜合分析以操作手動(dòng)作為準(zhǔn)。因此第一步動(dòng)所消耗的時(shí)間值為10+17+6+10+5=48MOD。其它的動(dòng)作分析詳細(xì)見圖3。

圖3 輪子裝配動(dòng)作因素分析圖

通過對(duì)目前輪子裝配工位進(jìn)行作業(yè)測(cè)定，可以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有裝配線上輪子裝配工位分析模特?cái)?shù):598MOD，手持工具進(jìn)行操作(UT)的時(shí)間為8 s。通過動(dòng)作分析發(fā)現(xiàn)，原有的輪子裝配的操作過程存在不合理的動(dòng)作，存在不必要的動(dòng)作，這樣增加了消耗的時(shí)間，降低了裝配效率，有改進(jìn)的必要性。

3 改善后的輪子裝配的作業(yè)測(cè)定

將物料架設(shè)計(jì)為高度可調(diào)試型，使升高范圍在1．6～1．9 m之間。根據(jù)操作人員的身高適當(dāng)升高物料架，使操作人員不用彎腰就可以取內(nèi)繩輪、四星輪、外繩輪;例如:第一步的取內(nèi)繩輪至操作臺(tái)并檢查，原分析式為W5*2，B17，M3G1E2，W5*2，M3P2，消耗的時(shí)間值為48MOD;進(jìn)行改善后，省略了原來的彎腰動(dòng)作，分析式變?yōu)閃5*2，M3G1E2，W5*2，M3P2，消耗的時(shí)間值為31MOD，減少了17MOD;經(jīng)過測(cè)量，工具盒距離操作人員右手邊30 cm，但是將工具盒靠近操作臺(tái)右手邊的地方，距離右手15 cm處，這樣也不影響員工的操作，而且距離由原來的30 cm縮短為15 cm，使M4變?yōu)榱薓3，因此時(shí)間值由4MOD縮短為3MOD;例如:取工具敲擊軸承3次時(shí)，原來的分析式為M4G1，M3*3，M4P2，因?yàn)橛?個(gè)軸承，所以消耗的時(shí)間值為40MOD，改善后，分析式為M3G1，M3*3，M3P2，消耗的總的時(shí)間值為36MOD，減少了4MOD;其次六角螺栓、墊片、螺母等物料盒放在工位旁，減少搬運(yùn)時(shí)間;將物料區(qū)進(jìn)行規(guī)整，將內(nèi)繩輪與軸承放在一起，外繩輪與四星輪放在一起，從而取物料時(shí)分為左右手同時(shí)進(jìn)行，減少移動(dòng)次數(shù)，縮減移動(dòng)距離;縮短料架與操作區(qū)的距離。具體改善后的動(dòng)作分析以及MOD值的變化詳見圖4。

圖4改善后輪子裝配動(dòng)作因素分析圖

通過合并、簡化、刪除動(dòng)作要素，對(duì)操作人員的動(dòng)作進(jìn)行改善。然后對(duì)改善后的輪子裝配工位進(jìn)行作業(yè)測(cè)定，可以發(fā)現(xiàn)輪子裝配工位分析模特?cái)?shù)為496MOD，手持工具進(jìn)行操作(UT)的時(shí)間為8 s。時(shí)間值比原來減少了102MOD。

4 結(jié)論

通過對(duì)輪子裝配線的各個(gè)工位進(jìn)行分析，從中發(fā)現(xiàn)了作業(yè)不規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)定額不合理的問題。進(jìn)而采用模特法對(duì)裝配線進(jìn)行改進(jìn):合并可以同時(shí)進(jìn)行的動(dòng)作、改善作業(yè)流程，實(shí)行作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化等。改善前輪子裝配工位分析模特?cái)?shù)為598MOD;改善后通過對(duì)輪子裝配工位進(jìn)行作業(yè)測(cè)定，可以發(fā)現(xiàn)輪子裝配工位分析模特?cái)?shù)為496MOD。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，改善后的時(shí)間值比改善前減少了102MOD，裝配效率提高了17%。并進(jìn)一步與企業(yè)進(jìn)行合作，將此方法應(yīng)用于電梯輪子裝配線中，改善前輪子裝配需要的時(shí)間為78 s，通過分析記錄得出改善后的輪子裝配需要的時(shí)間為67 s，實(shí)際的裝配效率提高了13%，驗(yàn)證了此方法的可行性。