黃鴻星,鄭益征
(西安西電開關(guān)電氣有限公司,陜西 西安 710077)
勞動定額是生產(chǎn)計劃安排、工作量計算、成本核算及考核的重要依據(jù),是工作量衡量的尺度。在企業(yè)的生產(chǎn)、勞動、成本等計劃的編制、任務(wù)量核算、工序能力平衡、資源等方面應(yīng)用,為企業(yè)科學管理提供基礎(chǔ)和支撐。近年來,勞動定額在國內(nèi)應(yīng)用快速發(fā)展,航天、船舶工業(yè)以及眾多制造業(yè)都已建立企業(yè)勞動定額企業(yè)標準和定額數(shù)據(jù)庫,通過與企業(yè)的生產(chǎn)、財務(wù)聯(lián)網(wǎng),在企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營中廣泛應(yīng)用,收到了良好管理和經(jīng)濟效益。提升勞動定額科學性、準確性,是新形勢下企業(yè)管理的重要環(huán)節(jié),也是現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展、管理提升的迫切要求。
在生產(chǎn)計劃制定方面,企業(yè)根據(jù)勞動定額計算總?cè)蝿?wù)量、設(shè)備需求、生產(chǎn)定員等工作,并對工序進行平衡和優(yōu)化,制定科學合理的生產(chǎn)安排和計劃。
在經(jīng)濟核算方面,應(yīng)以勞動定額為依據(jù),用價值的形式,計算、分析各種費用和成本,比較經(jīng)濟活動中的財力消耗及占用,進行經(jīng)濟核算、成本分析管理,評估經(jīng)濟效益。
在資源配置方面,根據(jù)勞動定額及工作量,合理配置生產(chǎn)過程需要的設(shè)備、人力、財力,保證勞動分工與協(xié)作,高效利用資源,實現(xiàn)節(jié)拍化均衡生產(chǎn),提升經(jīng)濟效益[1]。
隨著西安西電開關(guān)電氣有限公司高壓開關(guān)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略的實施及企業(yè)管理提升,對生產(chǎn)、經(jīng)營管理提出更高目標和要求,迫切需要根據(jù)精確的勞動定額,為提升產(chǎn)能、提高管理效益提供依據(jù)支持。本文結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)情況,研究高壓開關(guān)裝配工時定額方法,通過先進的定額技術(shù)和工具,建立勞動定額計算方法和模型,制定工時定額算法及標準,推動勞動定額科學、精準化。
高壓開關(guān)產(chǎn)品屬于成批生產(chǎn)類型,多數(shù)工序應(yīng)用經(jīng)驗估工法進行裝配工時定額估計,定額方法適應(yīng)性差,即同一個產(chǎn)品(或組件),不同裝配過程估計工時定額分散性很大,裝配作業(yè)過程中,手工作業(yè)內(nèi)容較多,估算法工時定額誤差較大,難以準確反映真正的工作量,導(dǎo)致排產(chǎn)不準,計劃實現(xiàn)率低,資源浪費,成本及利潤核算數(shù)據(jù)失真。為此,應(yīng)對裝配工程進行分析,確定定量化定額方法,精確計算工時定額,提高工時定額準確性和管理效果。
高壓開關(guān)產(chǎn)品裝配包括清理、組裝、對中、密封、緊固、試驗等工序,作業(yè)采用從基準件開始由下至上、由內(nèi)到外的依次裝配,除部分工序用設(shè)備或機械外,其余多數(shù)工序為手工作業(yè)。但不論分裝、總裝,都包含有清理、裝配、對中、密封、緊固、調(diào)試試驗等工序。目前勞動定額方法有經(jīng)驗估工法、統(tǒng)計分析法、類推比較法、技術(shù)定額法等方法,通過工序過程分析、數(shù)據(jù)分析,對于有規(guī)律的工序,通過幾何圖解法、回歸分析法、復(fù)合函數(shù)法,建立數(shù)學模型,求解。對于手工及無規(guī)律的工序,采用統(tǒng)計分析法,形成工時定額,工序及定額方法見表1[4]。
高壓電氣產(chǎn)品在裝配前要求去除零件表面的灰
塵、油污和雜屑,清理通常采用超聲波清洗工藝,部分特殊零件采用手工擦拭。
4.1.1 超聲波自動清洗工時定額方法
零件清洗采用超聲波自動清洗機進行,其清洗作業(yè)時間由清洗工藝時間、設(shè)備運行節(jié)拍確定,零件工時定額計算方法如下:
(1)
式中,Ti是零件清洗時間,單位為min;TB是清洗節(jié)拍時間,單位為h;NB是每框清洗零件數(shù);Vi是零件占清洗框體積,單位為mm3;V是清洗框體積,單位為mm3。
4.1.2 手工清潔工時定額數(shù)學計算建模
對于尺寸大、難清理的零部件,應(yīng)采用清潔棉、清潔紙手工清理,其工時定額與零件成型工藝、復(fù)雜程度、清潔面積等因素有關(guān)。下述對高壓電氣手工清理工時定額算法進行探討。
1)清理作業(yè)測時。對高壓電氣產(chǎn)品手工清理作業(yè)過程進行測時,得到零部件測時數(shù)據(jù)表(見表2)。
2)數(shù)據(jù)分析整理。對測時統(tǒng)計值進行處理,整理出各類零件工時與影響因子,整理成T-S數(shù)據(jù)表(見表3)。
表3 T-S數(shù)據(jù)表
3)作時間-因素圖[6]。在坐標系中作殼體清理時間-面積曲線(T-S曲線)(見圖1)。
圖1 殼體清理時間-面積曲線
4)確定殼體清理數(shù)學模型。從圖1可以看出,清理工時與面積呈連續(xù)曲線關(guān)系,同時,其清理時間與面積及法蘭數(shù)兩種因子有關(guān),其曲線數(shù)學模型通式為;
Tp=aSnNm+b
(2)
式中,S是清理件面積,單位為mm2;N是法蘭數(shù);m、n是指數(shù);a、b是常數(shù)。
求解曲線方程
Tp=0.000 002 1S1.06N0.058+8.35
(3)
5)其他時間確定。其他時間包括生理需要時間Tr、布置工作地時間Ts,分別取作業(yè)時間3%和2%,準備-終結(jié)時間。按照每批制定工時定額,生產(chǎn)一批零件準備-結(jié)束的時間Te,批量為n,則單件準結(jié)時間為Te/n(min)。
成批生產(chǎn)單件定額標準計算式如下:
(4)
6)其他類別零件清理數(shù)學模型。
鑄件殼體清理數(shù)學模型為:
T=0.007 5S0.62-21.7
(5)
鑄件導(dǎo)體清理數(shù)學模型為:
T=0.000 000 35S1.375+2
(6)
機械加工件清理數(shù)學模型為:
T=0.000 62S+53
(7)
4.1.3 測試驗證
本文僅對焊接殼體清理進行驗證并論述,其他類型數(shù)學模型驗證不再贅述。焊接殼體清理驗證過程如下。
將表1的5KA.001.0001相關(guān)數(shù)據(jù)輸入計算模型,計算時間:
T=0.000 002 1×6 299 7191.06×60.058+8.35=45.9 (min)
單件準結(jié)時間為2 min,單件總定額為47.9 min,與實測值45 min比較,誤差度為+6.4%,工時定額計算模型比較合理。
裝配由于手工作業(yè),其裝配時間與大小、體積、質(zhì)量有關(guān)系,按產(chǎn)品裝配形態(tài)、裝配過程的時間寫實數(shù)據(jù),用均方根法計算先進合理的工時定額,步驟如下。
4.2.1 求平均數(shù)
(8)
式中,μ是均值;Xi是抽樣各數(shù)值;n是項數(shù)。
4.2.2 求標準差
(9)
式中,σ是標準差。
4.2.3 求一定百分比W人完成先進定額值
T=Wσ+μ
(10)
式中,T是工時定額;W是標準正態(tài)概率系數(shù),可在參考資料(見表4)中查閱。
表4 標準正態(tài)概率表
4.2.4 裝配工時驗證
以產(chǎn)品元件隔離開關(guān)總裝為例,對計算的時間進行驗證,結(jié)果見表5。
表5 隔離開關(guān)裝配工時定額驗證表
該工況是90%人能夠完成(即W=1.28)條件下得出的,工時定額誤差約為±10%,從批量生產(chǎn)類型工時定額角度,準確度高,合理可行。
密封抹膠是用工具將密封膠沿密封槽均勻涂抹,清理去除密封槽外的膠,達到裝配后設(shè)備密封目標。對于抹膠工序,其作業(yè)時間與密封槽直徑或周長有關(guān),通過實測數(shù)據(jù)推導(dǎo)工時定額計算模型為:
T=0.62φ0.2+0.56
(11)
式中,φ是零件直徑,單位為mm。
根據(jù)式8計算高壓電氣元件總裝對中時間標準(見表6)。
表6 元件抹膠工時定額標準表
4.3.2 效果驗證
以252-9A隔離開關(guān)抹膠為例,進行驗證。密封槽規(guī)格及數(shù)量為φ455,共2條,則其抹膠工時=(0.62×4550.2+0.56)×2=5.3 (min)。與表值5 min進行對比,誤差為6.6%,因此計算模型合理。
對中工時主要受裝配件的質(zhì)量、大小及對中方法影響,相同對中方法,對中時間受質(zhì)量及大小因素的影響,采用測時法確定定額標準,對中定額標準表見表7和表8[8]。
表7 分裝標準時間表
表8 總裝對中時間標準表
采集多批螺桿緊固時間樣本,相同規(guī)格求平均值,單個螺桿緊固時間用曲線回歸法確定。
4.5.1 螺桿緊固數(shù)學模型
陳至立在致辭中指出,《辭海》要緊跟數(shù)字網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅猛發(fā)展的步伐,推出豐富多樣的知識產(chǎn)品,提供個性化、公益性的知識服務(wù),到2019年第七版面世時,同步推出紙質(zhì)版、網(wǎng)絡(luò)版,并努力建成“面向知識服務(wù)的《辭?!窋?shù)字出版云平臺”,完成從編纂、管理到發(fā)布、運營全流程的網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化,以更好地滿足廣大讀者和用戶需求,為中國特色社會主義文化大發(fā)展、大繁榮作出新貢獻。
T=(0.000 2d3.94+20)×N×(1+10%)
(12)
式中,d是螺桿直徑,單位為mm;N是螺桿數(shù)量。
4.5.2 效果驗證
針對隔離開關(guān)與動側(cè)盆子緊固工序,驗證計算模型。隔離開關(guān)與動側(cè)盆子緊固螺桿為16個M12螺桿,緊固。
計算時間T=(0.000 2×123.94+20)×16×(1+10%)+準結(jié)=9 (min),實際工時為10 min,誤差為-10%,合適。
產(chǎn)品每間隔配有控制柜,需要與產(chǎn)品連接,目前最先進時間為8 h/間隔,最落后時間為20 h/間隔,最理想時間是12 h/間隔,則根據(jù)非肯定時間法計算配線時間。
(13)
按照90%(即W=1.28)完成率計算工時,則配線時間計算工時為:
T=Wσ+μ
(14)
式中,W是標準概率(查表可取W=1.28)。則T=1.28×2+12.6=15.16 (h)。
按元件指定工時定額標準,裝配工序包含組件裝配、元件總裝兩部分。工序工時定額=單件工時定額×定員,即
(15)
式中,Te是準備-結(jié)束的時間;n是批量;生理需要時間及布置工作地時間Ts包含在Ti中。
按產(chǎn)品形態(tài)及元件數(shù)量、定員人數(shù)計算總裝工序定額,它包含總裝時各工序分裝時間、總成裝配工時定額,計算式如下:
總工時=∑工序分裝定額×配套數(shù)量×
定員+∑工序總裝定額×配套數(shù)量×定員
即:
(16)
式中,T是總裝臺工時,單位為min;TFi是分裝工序單件定額,單位為min;mi是單臺分裝件數(shù)量;DFi是分裝工序定員;TZi是總裝工序單件定額,單位為min;Pi是元件數(shù)量;Dzi是總裝工序定員。
目前,高壓開關(guān)產(chǎn)品工時定額通過生產(chǎn)驗證,開始在本公司應(yīng)用,應(yīng)用前后主要數(shù)據(jù)見表9。
表9 開關(guān)產(chǎn)品裝配勞動定額效果對比表
經(jīng)過本公司管理評價,勞動定額準確率≥90%,勞動定額完成率≥95%。
本文探討了高壓開關(guān)手工裝配下,基于數(shù)據(jù)的工時定額方法及數(shù)學建模,針對不同工序和工藝過程,分析其影響工時定額的因素,采用數(shù)學建模計算方法,給出了高壓開關(guān)裝配定額方法,并通過在實際中應(yīng)用驗證,準確性為90%以上,目前已在生產(chǎn)中應(yīng)用,效果良好。