基于模塊化標準工時的內物流運作工時定額核定方法研究

宋 政 （上海汽車集團股份有限公司 乘用車公司，上海201804）

0 引 言

工時定額是制造業生產管理工作的基礎，是企業制定計劃、平衡作業、人員配置的重要依據之一[1]，建立合理準確的工時定額是企業進行精細化管理的前提，也是提升企業競爭力的有效保障。目前，工時定額方法已廣泛應用于整車廠生產線作業人員的工時核定，但受制于整車制造現場內物流運作的作業環節多，操作內容復雜，作業周期不完全固定、涉及的變動因素眾多等影響，故很難用傳統的工時定額核定方法核算內物流運作人工工時定額。當前針對內物流人員作業的工時定額核定的方法研究很少，大部分都是采用工時測定方法直接對人員作業進行工時定額核定，或者設定人員作業單元模型并進行累計方式進行工時定額核定，其實用性、高效性及準確性都存在一定的不足[2-4]。

基于此，本文提出一種以車型零件為基礎單元，結合零部件所經各業務流程節點及模塊化工時核定標準進行內物流運作工時定額核定的新方法并已應用于筆者所在公司現場物流運作的工時定額核定和人員優化。

1 單一零件單工序工時核算

1.1 單一零件單工序單循環作業量設定。一線生產作業人員工時定額核定的研究對象是以人員完成“單臺”產品作業所消耗的工時，但現場內物流作業不同于生產線，主要以零部件的搬運、分揀和運輸為主，故其研究對象為零部件，衡量的是零部件從入廠卸貨節點經各種形式轉運至生產線線邊的整個過程中在各業務節點循環一次所消耗的人工工時總時間。零部件在每個節點內及到下一個節點間所消耗的工時是相對固定的，以在道口節點叉車卸貨作業（假定卸貨作業時間為CX1） 為例，對于單一零件，評估其每次鏟運貨物到固定地點（來回距離100 米） 的消耗工時為CX1=0.6 分鐘/鏟次 （固定時間T ）+0.012 分鐘/米*100米/鏟次 （變動時間N ），即可知叉車卸貨的單次循環作業為0.72 分鐘/鏟次。其中叉車卸貨的固定值直接采用自行構建的基于模塊化設計制定的“內物流標準工時”進行核定，變動值是由零件從貨車上鏟運至下一個作業節點的來回距離決定。

叉車卸貨的單循環作業量受零件的包裝形式，即單箱包裝可容納的零件個數（SN P ）、每次叉車鏟運的零件托數（PL ）和每托盤可容納的零件箱數（BO X ）共同決定，把每次循環作業的零件個數定義為單循環作業量，則PL*BOX*SNP 即為叉車卸貨的單循環作業量。

1.2 單一零件單工序單循環作業標準工時。基于每次循環作業的單循環作業量及單次循環作業時間，即可核算出單一零件單循環標準工時ST= （T+ N ）/ （PL*BOX*SNP ）*P/C* （1+Q% ）。整車廠內物流作業主要是及時滿足生產線零部件需求的供給，零件的配送數量是基于生產車型拉動的需求量，因此結合生產一臺車所需單個零件的個數，即單車型零件用量（P/C），即可得出如下的單一零件在物流的某一業務節點上單臺車所消耗的工時（ST）：

式（1） 中Q為該項作業的寬放系數，對于不同作業區域的作業內容寬放系數會存在一定的差異，需要結合實際運作情況加以確定，以筆者所在工廠卸貨作業和SPS 配料作業為例，人員作業工時寬放系數分別為20%和13%。

2 單車型內物流工時定額計算方法

由于零件包裝形式、供應商及外部供貨方式差異，零件入廠后上線方式的差異等因素，從而導致零部件在廠內的運轉方式也不同，即零部件所經過的業務流程節點存在差異。以某車型A、B 兩個零件上線方式為例，其中A 零件為場外排序件，不經過入庫節點，直接由道口對接機運線直接以機運形式上線，B 零件則經過卸貨、點檢、入庫、分揀等節點后由拖車轉運至線邊上線。

圖1 單車型內物流工時核定方法示意圖

如圖1 所示的單車型內物流工時核定方法，基于上述分析得出的單一零件單工序循環作業標準工時，結合單一零件入廠后所經過的業務流程節點，則可以基于以下公式核算出單車型場內物流運作的單臺工時定額：

其中，Nij=Lij*Vij，Tij為i零件j作業的固定作業模塊標準工時，Lij為i零件j節點作業的往返搬運距離，Vij為i零件j節點作業的轉運速度，當某一節點在完成固定作業后如果是采用自動設備（AGV 或機運線） 直接上線形式，則Nij為零；SNPij為i零件j作業時的單容器存放零件的數量；BOXij為i零件j作業時的單托/節容納箱數；PLij為i零件j作業時單次作業托/節數，Qj為j作業時的寬放系數。

由于整車廠內物流運作作業環節多，操作內容復雜，涉及的變動因素眾多等特點，所以為了便捷、高效、準確地核定零件在每一個節點內所需的作業工時（固定值Ti）j和由本節點至下一個節點往返的轉運工時（變動值Ni）j，筆者基于MTM-UAS 和MTM-LOGISTICS 構建了模塊化設計的內物流標準工時，以叉車卸貨并轉運至下一節點（臨時存儲區） 為例，表1 為叉車卸貨模塊工時核定模塊，其中叉車卸貨作業的固定值T為表中作業屬性固定值的求和，N值為作業屬性為變動值的叉車鏟運的往返距離與運行速度的乘積。

表1 叉車卸貨模塊化工時標準

基于內物流運作有多種作業屬性，筆者基于所在公司工廠實際運作特點，共開發出4 個分類53 個標準工時模塊用于內物流運作工時分析核定，具體如表2 所示。

需要說明的是在核算使用叉車或牽引車作業的單一零件單工序標準工時，其單次循環作業時間是固定不變的，在設定單次循環裝載能力一定的情況下（叉車一次叉取零件的裝載量或牽引車一次性牽引零件的總裝載量），其單循環作業量PL*BOX*SNP中PL是固定不變的值，SNP是單箱零件的包裝數，為固定值，BOX值是受零件尺寸大小影響，基于此在核定時BOX值是基于實際假定裝載量與零部件總數對應的包裝尺寸的比值，所以在實際過程中無論裝載的零部件是如何進行混裝的，在核算單品種單一零件單工序標準工時都是基于體積占比的核定值，因此不受過程中裝載方式影響。

表2 內物流標準工時模塊

3 單車型內物流工時定額核定信息需求

單車型內物流工時定額核定信息需求如圖2 所示。

圖2 工時定額核定需求信息

需要說明的是單一零件單工序單循環作業量PL*BOX*SNP，其中SNP 值是單箱零件的包裝數量，是跟零件的包裝形態有關，相關的信息體現在零件基礎信息清單中，是物流在規劃時已完成設定。BOX 是每托盤可容納箱數，其數值是由每單個托盤尺寸與零件單箱包裝尺寸有關，假定零件的包裝尺寸長、寬、高為l1、l2、l3，托盤長、寬、高（限高）尺寸為L1、L2、L3故其BOX 值=ROUND其中托盤尺寸在實際計算過程中需基于自身工廠實際托盤大小情況而定。PL 值是單次作業托盤數，主要取決于零件配送過程中使用的相關運輸設備，若采用叉車，其每次的鏟運能力受叉車鏟運作業的限高尺寸、叉車叉齒的長度及托盤尺寸等因素所決定，若采用牽引車，其一次性能夠牽引的托盤數量主要受物流規劃線路的寬度及轉彎半徑等因素影響，行業內一般牽引車牽引托盤數為4～6 個。基于上述原因，在核算前需對相關前提條件做如表3 所示的設定。

4 單車型內物流工時定額核定方法的應用

選取筆者所在工廠的“行李架總成”與“外后視鏡”零件作為單車型內物流工時核定方法的典型應用示例，兩個零件的業務流程節點如表4 所示，其中外后視鏡零件為廠外排序件，無在倉庫內的作業流程。

表4 零件業務流程節點

基于以上兩個零件涉及的業務流程節點，對兩個零件對應的各項作業內容進行工時核算，分別得出各自作業的單臺工時如表5 所示。

表5 零件單臺作業工時

其中以下信息需要做以說明：（1） 兩個零件停靠道口不同，基于包裝形式和轉運工時效率最大化的需求，行李架總成零件使用是長叉齒的叉車，外后視鏡零件使用是短叉齒的叉車，故單次鏟運零部件的托盤數量是不同的，即單次鏟運托運數量是不同的。（2） 單托BOX 值是根據零部件尺寸與假定的每托盤可裝載量的尺寸計算得出，例如上述的“外后視鏡零件”為例，其包裝料箱尺寸為（L*W*H=1500*860*1200 ），標準托盤長、寬、高分別為1200 毫米、1000 毫米、1150 毫米，故利用向下取整公式可算出其BOX 值為0，即BOX=ROUNDDOWN （1200*1000/1500/860,0 ）*ROUNDDOWN （1150/1200,0 ）=0，即零件包裝單箱尺寸大于叉車規定尺寸，故叉車一次只能鏟運一箱。

基于上述的核算方法，核算出零件單個業務節點的人工消耗時間，以行李架總成為例，按其所經過的業務流程節點核算各個節點工時。

（1） 卸貨節點作業工時固定值為0.600 分鐘/鏟次，變動值為0.012 分鐘/米與叉車來回距離為20 米的乘積，故其單臺行李箱總成卸貨工時為：

（2） 收貨節點作業工時的固定時間為0.073 分鐘/箱，故其單臺行李箱總成收貨工時為：固定值ST=0.73/BOX*P/C* （1+Q% ）=0.073/24*1* （1+25% ）= 0.0145 分鐘/臺。

通過上述方式可核算出“行李架總成”和“外后視鏡”零件所有物流作業的車型單臺工時分別為0.2257 分鐘/臺與0.2657分/臺。同樣基于單車型零件需求種類與數量可以結合各零件流經的業務節點核算出整車單臺物流作業工時定額。該車型所有零件涉及到卸貨的單臺物流運作固定工時為：單位為min/臺。

5 基于單車型單臺物流工時定額的綜合人員評估與優化

實際生產運作時，由于主機廠基本均為多車型混線生產，故在應用上述內物流運作工時定額方法核算人力需求時，需要考慮多車型共線生產對作業人員需求的影響。在JPH 一定的情況下，不同車型的某時段內（周/月） 排產比例不同，需要物流運作的零件種類和作業量就不相同，此時需要核定出各車型某項（或所有） 作業的單車物流工時ST1、ST2、ST3、ST4、…、STx然后根據該段時間內車型排產比例，計算加權單車ST 值后核算需求人員數量。以月度人員需求核算為例：

其中：STx為第x 車型的單車物流工時，單位為小時/臺，Px為x 車型的月排產量。單班需求人員數量為：

其中：JPH 為生產線速度，單位為輛/小時。

在生產過程中，不同基地之間，因為廠房規劃布局，生產車型等不同，往往無法直接用使用人員的多少來評價不同基地實際作業效率的高低。筆者在計算出各車型單車物流工時ST 值的基礎上，計算某時間段內實際出勤人員總工時與該時段生產各車型理論需求時間的比值，作為一個系數，來衡量基地（或基地某項作業） 實際作業效率的高低，筆者將此系數值定義為R值。以月度為例，其核算公式如下：

式（5） 中R 值越小，說明實際運作過程中等待和浪費越小，其運作效率越高。各基地R 值的差異，也體現了基地實際運作效率的高低。對于R 值高的基地，通過與優秀基地對比各作業環節的R 值的不同，尋找相對應的改善方向。例如，零件卸貨道口分配不合理，進而入庫駁運距離過長，導致變動值ST 過大，影響作業效率，零件的入庫R 值就會偏大，需要調整道口分配以提升效率；使用高位存儲，流利揀貨的倉庫作業模式，因為頻繁的從高位向流利料架補貨，增加物流作業節點，導致倉庫作業R 值偏大，可以調整倉儲模式，減少作業節點來提升作業效率。

6 結束語

本文提出的以車型零件為基礎單元，結合零部件所經各業務流程節點及模塊化工時核定標準核定內物流運作工時定額的方法，結合實際的應用與驗證，實現了企業內部內物流運作工時定額核定方法的統一化、標準化，高效化。同時該方法為現場內物流作業人員需求編制、評估第三方物流外包人員預算、內物流運作人員效率評價、多基地橫向對標及人員效率優化提供了較好的方法支撐與保障，并具有較好地應用推廣性。