黃鴻星，鄭益征

(西安西電開關(guān)電氣有限公司，陜西 西安 710077)

1 勞動定額作用

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]。

2 高壓開關(guān)產(chǎn)品勞動定額研究方法

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。

3 高壓開關(guān)產(chǎn)品工時定額方法確定

3.1 高壓開關(guān)產(chǎn)品裝配工時定額方法分析[2]

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。

3.2 高壓電氣產(chǎn)品裝配工時定額方法確定[3]

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]。

4 裝配工時定額算法研究[5]

4.1 清洗、清理工時定額算法

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。

4.2 裝配工序定額計算[7]

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。

4.3 抹膠工時定額

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。

4.4 對中工時定額確定

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

4.5 緊固工時定額計算[9]

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。

4.6 配線時間定額標準[10]

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)。

5 元件、產(chǎn)品工時定額計算[11]

5.1 元件裝配

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。

5.2 總裝工時

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。

6 應(yīng)用效果

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%。

7 結(jié)語

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。