基于標準時間數據系統STDS的發動機裝配線平衡

葉范波 寧龍

摘要：針對汽車發動機裝配線手動工位裝配的不平衡損失率較高的問題，提出了基于標準時間數據系統的裝配線平衡方法，運用標準動作分析法建立標準動作模型，開發了發動機裝配的標準工時分析軟件STDS，采用該軟件分析出手動工位標準工時節拍，然后對工位進行線平衡，減少了工位和操作人員，降低了不平衡損失率，提升了效率。

關鍵詞：標準工時分析;發動機車間;線平衡

1引言

汽車發動機裝配線由手動工位與自動工位組成，采用輥道連接成為流水線，由于手動工位的節拍不同，存在不平衡性，影響了裝配線的人員利用率。要提高裝配線人員利用率，降低成本，需要進行生產線平衡分析，重新合理分配各工位工序，制定各工序的標準工時是線平衡的基礎。

標準工時是衡量生產制造科學管理的基礎，其重要性主要體現在：工時標準化，數據更客觀，評估產能，規劃生產，發現現狀問題，改善作業，調整線平衡，對各種研究提供優劣評估比較基準，提供人工成本核算的基礎。

汽車發動機制造企業常見的標準工時分析方法見表1，根據各標準工時方法對比分析，預定時間標準法以各種動作的標準時間值為基礎，根據各種操作需要的動作計算得出標準工時，該方法精度好，費時少，且消除了人為因素，優勢明顯。標準時間數據系統STDS（Standard Time Data Sys-tem）是基于預定時間標準法的開發的汽車發動機專用的分析標準工時軟件工具。

本文運用STDS預定時間數據系統，對發動機X裝配線進行標準工時分析，根據標準工時進行線平衡分析，減少了工位和操作人員，降低了裝配線不平衡損失率，提升了效率。

2STDS分析

STDS預定時間數據系統對發動機裝配中的動作進行合理定義，對各個動作進行建模，根據大量的秒表法測量的工作經驗統計分析，確定合理的動作時間值。該系統的特點：根據標準動作時間測量，剔除了個人主觀因素;工時標準公平合理，數據客觀且可復驗;考慮了疲勞、人為延遲不可避免的延遲，在1000次以上的動作秒表測量數據研究基礎上建立的標準工時;可幫助設計正確的工作方式和工作流以消除浪費。因此該工具可以對比、證實和潛在的提高工作、工序、工位操作的效率。

動作的標準工時Mi=fi（V1，V2，……Vn）

每種動作的標準工時Mi由n個決策Decision變量Vi的值決定，fi是根據每個動作Mi根據變量變化的關系函數。

STDS軟件總結了汽車發動機裝配中所有常用動作時間的影響Deci-sion因素和受Decision因素影響的變化規律，形成了標準動作模型。

工位的STDS標準工時CT=

工位的標準工時為一系列動作的STDS標準工時之和。

如圖1，動作“Get Object”的工時由Frequency（頻率）、Type of Ge（t伸手方式）、Reach Distance（伸手的距離）、Withdraw distance（收縮距離）、Weight

per hand（單手抓取的重量）、Automatic Reach（是否自動到達）這6 個Deci-sion變量決定（Description為Get Object的具體描述，不影響動作時間）?！叭?電動 槍” 的6 個Decision因素 的參 數為（1，simple，36cm，0.23kg，33cm，yes），在這6 個decision參數決定下標準工時為0.9s，如圖2 所示。

將每個工位分解為一系列動作，每個動作都有不同的的Decision因素，圖3 為“電動擰緊”的動作Decision參數輸入（Frequency，），依次輸入每一個動作Decision因素的參數，得到每個動作標準工時，標準工時之和即為工位的標準工時如圖2，某工位的所有動作連起來，標準工時為63.7s。

3發動機裝配線平衡

裝配線平衡率MPU=∑各工序時間STDS/（工位數*ATT）;ATT為整線實際節拍;

裝配線平衡損失率LPU=∑各工序損失時間/ （工位數*ATT）=1—MPU;

X發動機車車間裝配線各工位布局如圖4 所示，通過對主線上40個手動工位STDS標準工時分析，得到表2 所示的節拍數據。working pace=STDS/CT，working pace越小，說明秒表測量偏差越大或操作越不熟練，working pace大于1，說明操作完全熟練。MPU=STDS/ATT，MPU越低，說明利用率越低，線平衡前，working pace為98.2%，平均MPU為87.1%，存在改善的空間。

如圖5 所示，通過STDS分析的各工位工時進行線平衡，取消工位EA1390，對EA1140等 11各工位的工序內容重新分配，得到平衡后的新工位數據情況。如表3 所示。經過線平衡分析改善，平均人員利用率MPU從87.1%提高到89.2%，working pace從98.2%提高到100.2%，平均操作時間達到標準，減少一個工位人員。

4結束語

在X發動機車間采用STDS標準時間數據系統，分析裝配線手工工位工時精確，費時少，改善線平衡，減少人，降本增效具有顯著作用，可在汽車發動機行業推廣。

參考文獻：

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作者簡介：

葉范波，出生于1979年出生于湖北武漢，男，上海交通大學機械電子專業學士，浙江大學機械制造及其自動化博士，現任上汽通用汽車有限公司武漢分公司動力總成制造工程部工程師，主要研究智能制造、工業大數據分析、精益生產管理。