基于MTM法的電氣產品裝配標準時間資料庫設計與實現

申王祺菲 樂錦陽 熊福粉 王璇 夏樂冉

摘 要：【目的】針對T電氣企業缺少產品裝配標準時間資料庫、科學管理不完善的問題，設計了基于MTM法的標準時間資料庫，并利用Excel軟件編碼實現。【方法】首先，根據企業主要產品的生產特征，運用成組技術、Pareto分析等將車間產品類型化，確定了5類8個代表產品；其次，運用MTM法和標準資料法建立了代表產品的標準時間資料庫；最后，利用Excel軟件進行編碼，建立了標準時間數據系統。【結果】基于標準時間數據系統，企業可以快速查詢、調用產品裝配標準時間。【結論】結果表明，基于MTM法建立的標準時間資料庫有利于生產線平衡設計和人員績效管理，同時為新產品裝配標準時間的測定提供借鑒和參考。

關鍵詞：標準時間；成組技術；MTM法；標準資料法；電氣產品

中圖分類號：F273；F203? ? ?文獻標志碼：A? ?文章編號：1003-5168（2024）07-0014-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2024.07.003

Design and Implementation of Electrical Product Assembly Standard Time Database Based on MTM Method

SHEN Wangqifei LE Jinyang XIONG Fufen WANG Xuan XIA Leran

（Wenzhou University， Wenzhou 325035， China）

Abstract： [Purposes] Aiming at the issue that T electric enterprise lacks product assembly standard time database and scientific management is not perfect， a scheme of standard time database based on MTM method is designed and implemented by Excel software coding. [Methods] Firstly， according to the production characteristics of the main products of the enterprise， the workshop products are classified by group technology and Pareto analysis， and 8 representative products of 5 categories are identified. Secondly， the standard time database of representative products is established by using MTM method and Standardized Date Method. Finally， the standard time data base system is established by coding with Excel software. [Findings] Based on the standard time database system， enterprises can quickly query and invoke the product assembly standard time. [Conclusions] The results reveal that the standard time database established based on MTM method is beneficial to the balanced design of production line and personnel performance management， and also sheds light on the determination of standard time for new product assembly.

Keywords： standard time; group technique; MTM method; standard data method; electrical products

0 引言

產品裝配標準時間是指在一定的生產技術條件和生產組織條件下，在充分利用生產工具、合理組織勞動、運用先進經驗的基礎上制定出來的，通常以工序為計算單位。標準時間是企業管理的一項基礎性工作，是企業進行科學化、標準化管理的必要手段，是現代企業管理制度的重要組成部分。在當前追求快速制造、精益生產的背景下，企業對標準時間的時效性和準確性要求越來越高，因此標準時間的制定方法引起了人們的廣泛關注［1］。

標準時間制定的方法主要包括秒表法、MOD法、MTM法，其中MTM法在各類企業標準時間制定中具有廣泛的適用性。周振綱［2］制定了噴油器裝配線瓶頸工序的時值分析表，并根據分析結果對該工序進行了改善；郭晨等［3］對應用MTM法制定標準時間與提高生產效率進行了歸納，提出了一種運用MTM方法進行裝配線改善的方法；李華等［4］借助MTM法對汽車制造廠各工位的工時進行分析，從而實現優化；孫凌宇［5］根據MTM方法和錄像法建立了長春一汽國際物流有限公司的標準資料，來降低成本提高利潤；趙國林與胡珊珊［6］利用攝像技術錄制現場作業視頻，與標準工時經典IE手法MOD法進行對比，引入作業評比方法，建立標準工時測定流程，可以快速實現不同目標下標準工時的測定。

本研究針對T電氣企業缺少產品裝配標準時間資料庫的問題開展研究，運用成組技術、Pareto分析等將車間產品類型化，通過MTM和標準資料法采集生產線相關數據，利用 Excel 軟件進行編碼，建立了電氣產品裝配標準時間數據系統。

1 T企業電氣現狀和問題分析

T企業主要產品為西門子、交流接觸器、接線盒等較為復雜的電氣產品。

存在的問題如下：①相關產品標準時間數據的采集沒有具體的方法和制度，使得標準時間的數據存在較大的誤差，不利于車間的科學管理。②對于標準時間已測定完成的產品，沒有及時整理分析，無法為新產品標準時間的測定提供借鑒和參考。

2 T企業電氣產品裝配標準時間資料庫設計方法

制定標準時間是企業提高生產效率的關鍵，同時也是企業合理安排工序、實現流水線平衡、提高生產效率的重要工具。MTM是“Methods—Time Measurement”的縮寫，譯為“方法—時間—測量”，是借助定義好的過程模塊來描述、設計、規劃工作系統的方法。標準資料法就是將秒表測時法、工作抽樣法等方法測得的數據按不同的工作單元分類、整理成為時間標準儲存在數據資料庫中，以便在之后類似的工作中調用相應數據制定標準時間

對于T企業來說，具體的過程是將車間產品類型化，采用MTM法將產品生產過程分解成基本的動作，可以對工位動作進行優化改善后，再利用標準資料法，即由秒表測時、預定時間標準等方式獲得產品測定值，從而進行分析整理，組成有關作業標準時間的基本數據，實現制定企業標準時間資料庫。

2.1 T企業產品的分類

成組技術是一種以相似理論為指導，研究如何判別和發掘科研生產活動中有關事物的相似性，并把相似問題歸類成組，尋求解決這組問題相對統一的最優方案，以取得所期望經濟效益的技術［7］。

根據上述定義，將車間內的全部產品劃分為若干個基本模塊［8］。根據T企業產品的特點，利用成組技術［9-10］對其進行分類，將裝配零部件或加工工藝相似的產品劃分為一類。根據車間產品分類依據，T企業一共存在10種類型的產品。

2.2 T企業代表產品的選擇

帕累托分析法（Pareto analysis）是制定決策的統計方法，用于從眾多任務中選擇有限數量的任務以取得顯著的整體效果。累積百分數在0～80%之間那些稱為A類因素，是主要因素。

根據各種類型產品的日產量，利用 Minitab 軟件作出產品的 Pareto圖，采用二八定律［11］來選出主要產品。A、B、C、D、F五種型號的產品為T企業車間的主要類型產品，再選定五種類型中的代表產品，以A型產品為例的日產量Pareto圖如圖1所示，因為樂星產電熱元件和摩洛哥熱元件兩種產品的日產量接近于80%，故可將這兩種型號的產品定為A型產品中的代表產品。最終確定的T企業代表產品分類結果，見表1。

2.3 代表產品標準時間的測定

T企業車間的產品多為簡單的電氣產品，通過選取MTM法、錄像法、標準資料法來完善車間的標準時間體系［12］。

如表1所示，選擇的T企業的代表產品有8種，將具有相似信息的產品歸并成組，并根據MTM法和錄像法的特點，選擇最為合適的方法測定產品的標準時間。例如摩洛哥熱元件產品工序簡單、工位時間短，應選用MTM法來測定該產品的標準時間；交流繼電器產品工序復雜、工位時間較長，應選用錄像法來測定其標準時間。本研究僅對利用MTM法進行電氣產品裝配的標準時間進行詳細描述。

2.3.1 摩洛哥熱元件產品標準時間測定。將 MTM 標準時間資料卡導入至 Excel 表格，建立 MTM 測定標準時間的代碼，制定出完善的 MTM 模板。根據摩洛哥熱元件產品各工位的動作順序，將工位的每一步動作代碼輸入至 MTM 模板，從而在MTM 模板的左下方得出工位的標準時間，所得出的TMU時間需要乘以0.036轉化為秒。

2.3.2 標準時間計算。以MLB47-6產品為例，產品型號為16A。對應工位為焊線圈，位于點焊二車間。焊線圈工位的動作分析如圖2所示，共有11個MTM動作。

通過對該工位進行分析，可知 DT時間為 3.8 s，故摩洛哥 16A 的產品焊線圈工位的標準時間為3.8 s。按照相同的方法，進行其他工位的MTM動作方法，再根據式（1）、式（2）、式（3），可以得出整個摩洛哥熱元件 C1P16A 產品的裝配標準時間為19 s，具體工位信息，見表 2 。

[OT=T增值+T非增值+T浪費V100×n]? ? ? ? ? ?（1）

[DT=T增值+T非增值V100×n]? ? ? ? ? ? （2）

[UT=T增值V100×n]? ? ? ? ? ? ? ? ?（3）

式中：T增值為創造價值活動的時間，例如組裝零件；T非增值為必要但非增值的活動的時間，例如移動、非規范性檢查；T浪費為不必要的非增值活動的時間，例如不合格品返工；OT為生產線員工在生產線上操作的時間；DT為根據工藝設計預定的時間；UT所有增值操作所需要的時間。（單位/s）

2.4 標準時間資料庫的建立

標準資料法是根據專家經驗制定的標準，運用標準資料法制定標準時間庫體系［13］。摩洛哥熱元件產品一共有CP16A、C2P16A、C3P16A、C4P64A 四種型號的產品，每種產品又分為經過自動機加工和不經過自動機加工兩種類型。利用上述 MTM 法依次測得各種類型產品的標準時間，并根據產品的不同的型號和是否經過自動機加工，建立出摩洛哥熱元件產品的標準時間資料庫。交流繼電器（KNM）產品共有 1 060、2 510、3 210、4 520 四種型號的產品，而 1 060、2 510、3 210 這三種類型產品的質量也各自不同，利用不同的產品型號和質量，可建立交流繼電器（KNM）產品的標準時間資料庫。

注：表中S代表該工位單件產品的標準時間，單位/s

3 標準時間資料庫系統的開發

對于已制定完成的標準時間資料庫，需建立標準時間信息系統進行查詢使用。開發的系統有兩個基本功能，一是查詢待測試的產品在標準時間資料庫中是否存在；二是調用標準時間資料庫中的數據，快速測定產品的標準時間。

3.1 代表產品信息的錄入

在 Excel 的工作表內依次錄入核心產品的標準時間和其他基本信息，包括產品的名稱、型號、測定時間、所在車間、生產線位置、標準時間、工位信息等。

3.2 產品標準時間的系統查詢

第一步，將查詢系統與標準時間資料庫建立連接。第二步，制作標準時間信息查詢界面。界面中顯示產品的基本信息，包括產品名稱、型號、質量及是否經過自動機，單元格設置滾動條，通過下拉的方式快速輸入各種產品的信息。第三步，制作查詢結果的顯示界面。管理者進入查詢系統，在左界面輸入產品的基本信息，右界面會自動生成該產品所對應的信息。

3.3 產品標準時間的調用

第一步，制作標準時間信息調用界面。信息調用時，需要輸入產品名稱等基本信息。第二步，制作數據庫查詢結果界面。將界面分為工位序號、標準時間、功能按鈕，“部分導出”按鈕可以根據管理者的需要，選擇所需要的工位，將信息進行導出。第三步，制作新產品標準時間信息顯示界面。將調用出的信息組合成新產品的標準時間。

4 結語

本研究運用成組技術、Pareto分析、MTM法、錄像法，設計了針對電氣產品裝配的標準時間資料庫，解決了T電氣企業產品裝配標準時間資料庫不完善、缺乏科學管理等問題，能夠幫助企業降低生產成本，提高產品標準時間測量的精度。

本研究利用 Excel 軟件在錄入和編寫代碼時難度較大。在今后的研究中，可以嘗試借助Python等軟件建立標準時間資料庫，使系統更加便捷、精確。

參考文獻：

［1］易樹平，郭伏.基礎工業工程［M］.北京：機械工業出版社，2007，3.

［2］周振綱.噴油器裝配線生產效率提升分析［J］.江蘇科技信息，2016（27）：74-77.

［3］郭晨，魯玉軍，賈江鳴.面向大批量定制的MTM在裝配線上的應用研究［J］.機電工程，2018，35（2）：128-132.

［4］李華，王龍，楊世紀.集成ECRS法與MTM法在汽車制造廠的應用［J］.汽車實用技術，2022，47（17）：146-150.

［5］孫凌宇.基于MTM方法和錄像法在物流企業中制定標準資料的研究［J］.全國流通經濟，2019（14）：14-15.

［6］趙國林，胡珊珊.基于影像分析法的標準工時測定研究［J］.現代制造工程，2018（12）：137-140，10.

［7］ 孫剛，殷國富.成組技術在現代制造業中的應用研究［J］.機械研究與應用，2006，19（6）：4-5，7.

［8］ 徐昭暉，喬虎，安嘉祥，等.考慮變更傳播影響的產品模塊分類方法［J］.華僑大學學報（自然科學版），2020，41（5）：61-567.

［9］ 熊先青，岳心怡，馬瑩.基于成組技術的家具制造車間整廠物流規劃［J］.木材科學與技術，2022，36（1）：29-35.

［10］ ALHOURANI F，ESSILA J，FARKAS B.Preventive maintenance planning considering machines'reliability using group technology［J］.Journal of Quality in Maintenance Engineering，2023，29（1）：136-154.

［11］SERRADELL-LOPEZ E，LARA-NAVARRA P，MARTINEZ-MARTINEZ S.The pareto principle in virtual communities of learning［J］.Computers in Human Behavior，2023，138.

［12］ 鄒樹梁，余瀟韌，向虹，等.制造業標準工時制定方法研究現狀及展望［J］.南華大學學報（社會科學版），2014，15（4）：61-65.

［13］ 晁海濤，徐鋒，許晨輝，等.復雜機電產品裝配工時定額計算方法研究［J］.機械制造與自動化，2019，48（5）：22-24，33.

收稿日期：2023-09-18

作者簡介：申王祺菲（2001—），女，本科生，研究方向：工業工程、精益生產。