標(biāo)準(zhǔn)化工時(shí)研究在發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè)的應(yīng)用

蔡元君

（上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力學(xué)院，上海 200240）

工時(shí)研究是以設(shè)計(jì)最精益的工作方法為目的對(duì)每項(xiàng)作業(yè)動(dòng)作的分解和操作時(shí)間進(jìn)行的研究和測(cè)量。工時(shí)研究理論的創(chuàng)始人是弗雷德里克·溫斯洛·泰勒。其測(cè)定了各項(xiàng)手工作業(yè)所需要的時(shí)間，并訓(xùn)練操作工按照規(guī)定的操作速度工作；同時(shí)進(jìn)行分項(xiàng)動(dòng)作研究，確定每個(gè)動(dòng)作的操作規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)方法，評(píng)估并形成了科學(xué)的操作方法，確定了標(biāo)準(zhǔn)勞動(dòng)時(shí)間，最終提高工作效率。泰勒開創(chuàng)了科學(xué)管理的先河，其理論和方法對(duì)提高生產(chǎn)效率、促進(jìn)管理科學(xué)化和標(biāo)準(zhǔn)化起到了極大的推動(dòng)作用。

1 工時(shí)研究的作用

工時(shí)研究在企業(yè)內(nèi)具有廣泛的應(yīng)用，主要有以下兩個(gè)作用：

1.1 作業(yè)的改善：通過對(duì)某項(xiàng)作業(yè)的工作時(shí)間進(jìn)行詳細(xì)的分析，研究改進(jìn)點(diǎn)及改進(jìn)方法；分析人員通過對(duì)作業(yè)進(jìn)行工序分解、工序時(shí)間確定、工序改進(jìn)分析、效果驗(yàn)證等步驟，以達(dá)到作業(yè)改善的目的，從而減少作業(yè)時(shí)間、提高人或機(jī)器的效率及利用率，提高生產(chǎn)線平衡率。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的制定：標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的制定：對(duì)于已經(jīng)較完善的作業(yè)，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的制定。在工時(shí)研究中，研究人員用秒表觀察和測(cè)量一個(gè)訓(xùn)練有素的人員，在正常發(fā)揮的條件下各個(gè)工作單元所花費(fèi)的時(shí)間，這通常需要對(duì)一個(gè)動(dòng)作觀察多次，然后取其平均值或進(jìn)一步補(bǔ)充觀察和測(cè)量。最后，再考慮到正常發(fā)揮的程度和允許變動(dòng)的幅度，以決定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。

2 常用工時(shí)研究技術(shù)簡(jiǎn)介

現(xiàn)在行業(yè)中較流行的工時(shí)研究技術(shù)主要有：秒表計(jì)時(shí)研究、間接時(shí)間研究、預(yù)定時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)等。本文主要研究的方向?yàn)轭A(yù)定時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)。

2.1 秒表時(shí)間研究

秒表計(jì)時(shí)研究是作業(yè)測(cè)定技術(shù)中最原始也最常見的一種方法。一般使用秒表對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作人員或錄像中的各項(xiàng)動(dòng)作進(jìn)行觀測(cè)，同時(shí)把測(cè)得的工作時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)間比較，分析動(dòng)作的執(zhí)行情況及評(píng)價(jià)等數(shù)據(jù)記錄下來，結(jié)合企業(yè)所制定的相關(guān)政策，最后用于確定操作人員完成某項(xiàng)工作所必須需的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的方法。

2.2 間接時(shí)間研究

間接時(shí)間研究是指通過細(xì)分作業(yè)單元，通過經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)合成總時(shí)間的方法，該方法需要大量的數(shù)據(jù)樣本和統(tǒng)計(jì)。

2.3 預(yù)定時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)

又稱時(shí)間預(yù)置法（Predetermined Time System），簡(jiǎn)稱PTS，是目前國(guó)際上公認(rèn)的制定標(biāo)準(zhǔn)操作的先進(jìn)手段。其基本原理就是利用預(yù)先制定的各項(xiàng)動(dòng)作時(shí)間并標(biāo)準(zhǔn)化，從而用于計(jì)算進(jìn)行各種操作所需要的時(shí)間。它不需要使用秒表去現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行直接測(cè)時(shí)，同時(shí)也避免了因操作人員不同、動(dòng)作不熟練而產(chǎn)生的測(cè)量誤差。通過計(jì)算后，加上適當(dāng)?shù)臅r(shí)間余量后就得到該作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)操作時(shí)間。

時(shí)間預(yù)置法目前常用的方法有模特法以及MOST， 都是基于行為理論的分析工具，它們將人在工作中的動(dòng)作分解成若干基本單元，基于長(zhǎng)期的動(dòng)作研究以及經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的積累，確定了在不同的具體工作狀況下，各基本單元的標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)間。對(duì)于實(shí)際工作中的各類動(dòng)作，通過這些基本單元的標(biāo)準(zhǔn)化組合，得到標(biāo)準(zhǔn)化工時(shí)。

2.3.1 模特法

模特法的基本原理是基于大量的人機(jī)工程實(shí)驗(yàn)，歸納如下：

①所有人工操作的動(dòng)作，均可以分解為一些基本動(dòng)作。

②經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，在條件相同時(shí)，不同的人員做同一動(dòng)作所需的時(shí)間值基本相等。

③經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析所得，身體常用動(dòng)作部位，完成一項(xiàng)動(dòng)作所花費(fèi)的時(shí)間互成比例，如手的動(dòng)作是手指動(dòng)作的2倍，前臂的動(dòng)作是手指動(dòng)作的3倍，因此根據(jù)這樣的關(guān)系，可以直接計(jì)算其他身體部位完成一項(xiàng)動(dòng)作的時(shí)間值。

模特法以一個(gè)正常人的一次手指動(dòng)作的時(shí)間，作為它的時(shí)間單位，即1 MOD=0.129si，模特法的21種動(dòng)作都以手指動(dòng)一次的時(shí)間為基準(zhǔn)來計(jì)算一項(xiàng)動(dòng)作經(jīng)拆解后的時(shí)間總值。

2.3.2 MOST（ Maynard Operation Sequence Technique ）

MOST是一般汽車制造企業(yè)運(yùn)用過的工時(shí)研究技術(shù)，其主要有以下特點(diǎn)：適用范圍廣、方法敏感、不需要速度輔正作業(yè)、生產(chǎn)前可設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間、適用速度快、正確性高、容易掌握。另外，MOST是 100%的成效的作業(yè)時(shí)間，不含有余裕時(shí)間 ；相對(duì)于上文提到的MOD法更為精確。MOST的時(shí)間單位為1TMU=0.036s。

根據(jù)移動(dòng)物體的方式不同，MOST法可以分為以下3 類步驟模式構(gòu)成。

①普通移動(dòng)時(shí)序

（General Move Sequence）

②受限移動(dòng)時(shí)序

（Controlled Move Sequence）。

③工具使用時(shí)序

（Tool Use Sequence）

首先，普通移動(dòng)時(shí)序是指在移動(dòng)某零件時(shí)，通過身體某一部位的控制，使該物體沿著不受限制的路線移動(dòng)。通常是指空間上的移動(dòng)，即物體在空中移動(dòng)，如果對(duì)象物接觸到其它物品或在移動(dòng)過程中其動(dòng)作受到其它對(duì)象物的制約的場(chǎng)合，則不適用普通移動(dòng)時(shí)序。根據(jù)它的描述特點(diǎn)，普通移動(dòng)時(shí)序可以連續(xù)分解為如下幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)分解動(dòng)作。

a.將手伸到一定距離外的一個(gè)或幾個(gè)需要移動(dòng)的物體；

b.用身體的某個(gè)部位，通常是操作者的手，用于控制對(duì)象物。

c.將欲被控制的對(duì)象物體移動(dòng)至新的位置并且具有一段距離。

d.將對(duì)象物最終或臨時(shí)放置在某個(gè)地點(diǎn)。

e.回到開始作業(yè)的啟動(dòng)區(qū)域。

為了在普通移動(dòng)時(shí)序的分解中辯識(shí)清楚，將整個(gè)時(shí)序分為3 個(gè)部分，見表1。

所謂受限是指用手使物體沿著受到制約的路徑進(jìn)行移動(dòng)。并且該物體的移動(dòng)至少要受1 個(gè)方面的限制或是在其它物體上進(jìn)行移動(dòng)。

表1

表2

表3

需要注意的是，受限移動(dòng)區(qū)別于普通移動(dòng)時(shí)序點(diǎn)在于其移動(dòng)物體的路徑?jīng)]有發(fā)生任何空中的移動(dòng)，一切動(dòng)作均是受到一定的限制。例如以下2 種情況，

a.轉(zhuǎn)動(dòng)可轉(zhuǎn)動(dòng)桿件、門或其他可旋轉(zhuǎn)部件的裝置。

b.在桌子上推動(dòng)對(duì)象物體至其它位置的動(dòng)作。

表4

如果以上兩種條件都沒有滿足的話，則該動(dòng)作就需要被考慮為普通移動(dòng)時(shí)序。受限移動(dòng)時(shí)序的分解也可以分為以下3 個(gè)部分。它的基本原理模型見表2。

工具使用時(shí)序，顧名思義，就是在操作過程中使用到了外部的工具，如使用螺絲刀或擰緊槍在執(zhí)行一項(xiàng)裝配作業(yè)中的動(dòng)作，這也是在汽車制造行業(yè)，特別是發(fā)動(dòng)機(jī)裝配行業(yè)中大量存在的一項(xiàng)動(dòng)作分解。在大多數(shù)情況下，該項(xiàng)作業(yè)動(dòng)作都是由連續(xù)的幾個(gè)作業(yè)單位組成，而且可以分解為由幾個(gè)受限移動(dòng)時(shí)序或由普通移動(dòng)時(shí)序和受限移動(dòng)時(shí)序的組合動(dòng)作。比如一項(xiàng)普通的使用工具動(dòng)作，伸手拿取擰緊槍（ABG），并使用擰緊槍（ABGM）對(duì)螺栓進(jìn)行固定則可理解為一項(xiàng)普通移動(dòng)時(shí)序以及受限移動(dòng)時(shí)序的組合。但如果這樣分析，就會(huì)造成大量的分析時(shí)間浪費(fèi)，因此，直接開發(fā)一套常用的使用工具時(shí)間測(cè)定方法，則可大大縮短分析的時(shí)間，同時(shí)分析結(jié)果也相比之前提到的兩種方式更為精確。一般常用的工具有：螺絲刀，扳手，筆，測(cè)量?jī)x器等。

根據(jù)上述工具使用時(shí)序的特性，可以連續(xù)分解為如下5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)分解動(dòng)作

a.拿取對(duì)象物或工具；

b.在作業(yè)場(chǎng)所，給對(duì)象物或工具進(jìn)行定位；

c.使用手動(dòng)工具進(jìn)行操作；

d.放置對(duì)象物或工具；

e.返回作業(yè)區(qū)域。

它的基本使用原理見表3。

以上介紹的幾種MOST時(shí)間分析方法，需要在實(shí)際使用情況中融會(huì)貫通，更需要分析人員對(duì)其定義的熟悉理解，因?yàn)橥鶎?duì)于一項(xiàng)動(dòng)作的理解可以從很多角度入手，但是雖然分析的角度不同，但是最終的結(jié)果也基本趨向一致。下表應(yīng)用MOST對(duì)某發(fā)動(dòng)機(jī)裝配生產(chǎn)線的一手動(dòng)操作工位進(jìn)行的工時(shí)分析。總的時(shí)間為592.14TMU，即21.32s。見表4。

結(jié)語

在當(dāng)今制造行業(yè)，特別是需要大量手工作業(yè)的企業(yè)對(duì)于時(shí)間研究的需求非常迫切，由于操作人員往往是重復(fù)性工作，因此動(dòng)作的標(biāo)準(zhǔn)化以及分析動(dòng)作的效率至關(guān)重要。良好的時(shí)間研究將會(huì)大大幫助生產(chǎn)過程減少浪費(fèi)，提高人員操作水平，消除瓶頸。

目前世界上流行的工時(shí)研究技術(shù)主要為預(yù)定時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)，如MOST，MOD法等；在其基礎(chǔ)上發(fā)展起來的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)系統(tǒng)也在發(fā)展當(dāng)中。隨著發(fā)展的需要，對(duì)于工時(shí)研究的分析效率也提出了更高的要求，因此，標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)系統(tǒng)將是未來工時(shí)研究的主流發(fā)展方向，也非常值得在廣大企業(yè)得到推廣。

[1]關(guān)于當(dāng)代企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化工時(shí)的思考[Z].