葉范波 寧龍

摘要：針對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線手動(dòng)工位裝配的不平衡損失率較高的問題，提出了基于標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間數(shù)據(jù)系統(tǒng)的裝配線平衡方法，運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作分析法建立標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作模型，開發(fā)了發(fā)動(dòng)機(jī)裝配的標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)分析軟件STDS，采用該軟件分析出手動(dòng)工位標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)節(jié)拍，然后對(duì)工位進(jìn)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(guān)鍵詞：標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)分析;發(fā)動(dòng)機(jī)車間;線平衡

1引言

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線由手動(dòng)工位與自動(dòng)工位組成，采用輥道連接成為流水線，由于手動(dòng)工位的節(jié)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(jìn)行生產(chǎn)線平衡分析，重新合理分配各工位工序，制定各工序的標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)是線平衡的基礎(chǔ)。

標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)是衡量生產(chǎn)制造科學(xué)管理的基礎(chǔ)，其重要性主要體現(xiàn)在：工時(shí)標(biāo)準(zhǔn)化，數(shù)據(jù)更客觀，評(píng)估產(chǎn)能，規(guī)劃生產(chǎn)，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)狀問題，改善作業(yè)，調(diào)整線平衡，對(duì)各種研究提供優(yōu)劣評(píng)估比較基準(zhǔn)，提供人工成本核算的基礎(chǔ)。

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè)常見的標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)分析方法見表1，根據(jù)各標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)方法對(duì)比分析，預(yù)定時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)法以各種動(dòng)作的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間值為基礎(chǔ)，根據(jù)各種操作需要的動(dòng)作計(jì)算得出標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)，該方法精度好，費(fèi)時(shí)少，且消除了人為因素，優(yōu)勢(shì)明顯。標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間數(shù)據(jù)系統(tǒng)STDS（Standard Time Data Sys-tem）是基于預(yù)定時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)法的開發(fā)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)專用的分析標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)軟件工具。

本文運(yùn)用STDS預(yù)定時(shí)間數(shù)據(jù)系統(tǒng)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)X裝配線進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)分析，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)進(jìn)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(yù)定時(shí)間數(shù)據(jù)系統(tǒng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)裝配中的動(dòng)作進(jìn)行合理定義，對(duì)各個(gè)動(dòng)作進(jìn)行建模，根據(jù)大量的秒表法測(cè)量的工作經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析，確定合理的動(dòng)作時(shí)間值。該系統(tǒng)的特點(diǎn)：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作時(shí)間測(cè)量，剔除了個(gè)人主觀因素;工時(shí)標(biāo)準(zhǔn)公平合理，數(shù)據(jù)客觀且可復(fù)驗(yàn);考慮了疲勞、人為延遲不可避免的延遲，在1000次以上的動(dòng)作秒表測(cè)量數(shù)據(jù)研究基礎(chǔ)上建立的標(biāo)準(zhǔn)工時(shí);可幫助設(shè)計(jì)正確的工作方式和工作流以消除浪費(fèi)。因此該工具可以對(duì)比、證實(shí)和潛在的提高工作、工序、工位操作的效率。

動(dòng)作的標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)Mi=fi（V1，V2，……Vn）

每種動(dòng)作的標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)Mi由n個(gè)決策Decision變量Vi的值決定，fi是根據(jù)每個(gè)動(dòng)作Mi根據(jù)變量變化的關(guān)系函數(shù)。

STDS軟件總結(jié)了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)裝配中所有常用動(dòng)作時(shí)間的影響Deci-sion因素和受Decision因素影響的變化規(guī)律，形成了標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作模型。

工位的STDS標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)CT=

工位的標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)為一系列動(dòng)作的STDS標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)之和。

如圖1，動(dòng)作“Get Object”的工時(shí)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(dòng)到達(dá)）這6 個(gè)Deci-sion變量決定（Description為Get Object的具體描述，不影響動(dòng)作時(shí)間）。“取 電動(dòng) 槍” 的6 個(gè)Decision因素 的參 數(shù)為（1，simple，36cm，0.23kg，33cm，yes），在這6 個(gè)decision參數(shù)決定下標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)為0.9s，如圖2 所示。

將每個(gè)工位分解為一系列動(dòng)作，每個(gè)動(dòng)作都有不同的的Decision因素，圖3 為“電動(dòng)擰緊”的動(dòng)作Decision參數(shù)輸入（Frequency，），依次輸入每一個(gè)動(dòng)作Decision因素的參數(shù)，得到每個(gè)動(dòng)作標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)之和即為工位的標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)如圖2，某工位的所有動(dòng)作連起來，標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)為63.7s。

3發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線平衡

裝配線平衡率MPU=∑各工序時(shí)間STDS/（工位數(shù)*ATT）;ATT為整線實(shí)際節(jié)拍;

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

X發(fā)動(dòng)機(jī)車車間裝配線各工位布局如圖4 所示，通過對(duì)主線上40個(gè)手動(dòng)工位STDS標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)分析，得到表2 所示的節(jié)拍數(shù)據(jù)。working pace=STDS/CT，working pace越小，說明秒表測(cè)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(shí)進(jìn)行線平衡，取消工位EA1390，對(duì)EA1140等 11各工位的工序內(nèi)容重新分配，得到平衡后的新工位數(shù)據(jù)情況。如表3 所示。經(jīng)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(shí)間達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，減少一個(gè)工位人員。

4結(jié)束語

在X發(fā)動(dòng)機(jī)車間采用STDS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間數(shù)據(jù)系統(tǒng)，分析裝配線手工工位工時(shí)精確，費(fèi)時(shí)少，改善線平衡，減少人，降本增效具有顯著作用，可在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)推廣。

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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(xué)機(jī)械電子專業(yè)學(xué)士，浙江大學(xué)機(jī)械制造及其自動(dòng)化博士，現(xiàn)任上汽通用汽車有限公司武漢分公司動(dòng)力總成制造工程部工程師，主要研究智能制造、工業(yè)大數(shù)據(jù)分析、精益生產(chǎn)管理。