鋼軌焊接作業(yè)工序時(shí)間測(cè)定的研究

黎 偉，鄭 濤，鄭建輝

(武漢鐵路局武漢工務(wù)大修段，武漢 430050)

隨著高速鐵路的發(fā)展，鋼軌焊接工藝日趨完善。對(duì)工藝成熟的鋼軌焊接流水線進(jìn)行工序測(cè)定，得出標(biāo)準(zhǔn)的工時(shí)定額是企業(yè)的一項(xiàng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，是企業(yè)高效、科學(xué)管理的基礎(chǔ)。標(biāo)準(zhǔn)的工時(shí)定額更是對(duì)合理生產(chǎn)組織、科學(xué)定員、按勞分配、提高生產(chǎn)率起到重要作用，也可作為工廠布置與生產(chǎn)線平衡分析和增購(gòu)新設(shè)備分析的依據(jù)［1-3］。

1 工時(shí)測(cè)定

1.1 工時(shí)測(cè)定的程序

工時(shí)測(cè)定是一種能較真實(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)間的方法，被廣泛用于企業(yè)工時(shí)定額研究中。工時(shí)測(cè)定的程序如下:(1)選擇合適的操作對(duì)象;(2)理解測(cè)定的工序;(3)分解程序動(dòng)作;(4)確定觀測(cè)次數(shù);(5)進(jìn)行工時(shí)測(cè)定;(6)正常時(shí)間的確定;(7)數(shù)據(jù)處理和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的確定。在分析單個(gè)工序工時(shí)測(cè)定的基礎(chǔ)上，進(jìn)行同一流水線上的多工序時(shí)間的測(cè)定和分析，進(jìn)而擴(kuò)展到整個(gè)生產(chǎn)流水線。分解的動(dòng)作要素分為操作、移動(dòng)、檢測(cè)、儲(chǔ)存、等待5類，分別用特定符號(hào)表示，方便統(tǒng)計(jì)分析。考慮到工具、零件及材料等放置位置的不同，所取用的時(shí)間不同，以及讀取s表的誤差，對(duì)每項(xiàng)工作有效測(cè)定次數(shù)設(shè)為 10 ～40 次［2，4，5］。

1.2 工時(shí)測(cè)定中需要注意的問(wèn)題

工時(shí)測(cè)定中需注意如下問(wèn)題。

(1)要選擇合適的測(cè)時(shí)對(duì)象。測(cè)時(shí)對(duì)象的選擇一定要有代表性，要選擇熟練程度中等偏上的操作者，同時(shí)了解操作者的技能等級(jí)、工作經(jīng)驗(yàn)等情況，確保得到的測(cè)時(shí)數(shù)據(jù)具有典型性。

(2)要按照標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)程序開(kāi)展測(cè)時(shí)工作，分解程序動(dòng)作要以現(xiàn)場(chǎng)使用的標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)程序?yàn)闇?zhǔn)。

(3)至少要安排2人同時(shí)進(jìn)行工時(shí)測(cè)定，交替記錄時(shí)間，確保測(cè)時(shí)的連續(xù)性。測(cè)時(shí)過(guò)程中要注意觀察、記錄操作者的操作過(guò)程與動(dòng)作，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)程序以外的動(dòng)作要留心記錄。

(4)測(cè)時(shí)過(guò)程中要記錄周圍工作環(huán)境，操作者的作業(yè)態(tài)度、勞動(dòng)效率等。這些因素涉及到標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)時(shí)間的確定［4，6，7］。

2 正常時(shí)間和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的確定

2.1 正常時(shí)間

正常時(shí)間是以一種不快不慢的正常速度完成工作所需要的時(shí)間。研究人員將所觀測(cè)到的操作者的操作速度，與自己理想中的理想速度(正常速度)作一想象的比較，得出操作所需正常時(shí)間。正常時(shí)間Ts的計(jì)算方法如下［1］

式中，Tc為觀察時(shí)間;K為工序的工時(shí)評(píng)定系數(shù)。

2.2 工時(shí)評(píng)定系數(shù)

工時(shí)評(píng)定系數(shù)主要考慮影響操作者正常工作的因素，對(duì)其工作速度和效率進(jìn)行評(píng)比，評(píng)定時(shí)考慮的因素主要有操作者的工作速度、注意力等。按照操作者操作速度，把工時(shí)評(píng)定分為5個(gè)等級(jí)，每一等級(jí)對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的評(píng)定系數(shù)，具體見(jiàn)表1［2］。

表1 工時(shí)評(píng)定等級(jí)

2.3 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間

標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)是具有平均熟練程度的操作者，在標(biāo)準(zhǔn)的作業(yè)條件下，以正常的作業(yè)速度和標(biāo)準(zhǔn)的程序方法，完成某一作業(yè)所需要的總時(shí)間，它等于正常作業(yè)時(shí)間與各類寬放時(shí)間的總和。寬放時(shí)間從大類上說(shuō)主要包括:生理寬放、休息寬放、程序性寬放、技術(shù)性寬放、政策性寬放等 5 大類。寬放類別和項(xiàng)目見(jiàn)表 2［3，4，6］。在測(cè)定時(shí)間過(guò)程中，觀測(cè)者要根據(jù)具體情況進(jìn)行寬放處理。標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的計(jì)算公式為

式中，Tbz為標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)時(shí)間;Tc為測(cè)得的時(shí)間;Tkf為寬放時(shí)間;μ為寬放系數(shù)。

不同的寬放項(xiàng)目對(duì)應(yīng)于不同的寬放系數(shù)，而且由于性別引起的生理方面的差異，寬放系數(shù)也不相同。綜合考慮寬放項(xiàng)目、作業(yè)人員性別、作業(yè)的姿勢(shì)后，目前一般常見(jiàn)的寬放系數(shù)見(jiàn)表3［1-3］。

表2 寬放類別和寬放項(xiàng)目

表3 常用寬放系數(shù)

3 廠焊工序時(shí)間測(cè)定

鋼軌焊接從最初的百米鋼軌配對(duì)到最后的500 m成品軌裝車出廠，要經(jīng)過(guò)16道工序，每相鄰兩道工序相互關(guān)聯(lián)［8］。為了使測(cè)定的工序及結(jié)果具有代表性，因焊前矯直機(jī)械化程度高，人為因素較少，選擇焊前矯直工序進(jìn)行工時(shí)測(cè)定。然后對(duì)焊前矯直、鏡面檢查和焊前除銹3個(gè)相鄰工序進(jìn)行聯(lián)合作業(yè)分析。

3.1 焊前矯直工序時(shí)間測(cè)定

3.1.1 焊前矯直動(dòng)作分解

焊前矯直是操作矯直機(jī)糾正鋼軌端部彎曲［8］，其程序動(dòng)作可分為:(1)操作鋼軌走行系統(tǒng);(2)等待鋼軌到達(dá);(3)拿檢測(cè)工具;(4)檢測(cè);(5)放回檢測(cè)工具;(6)操作機(jī)器矯直;(7)拿檢測(cè)工具;(8)檢測(cè);(9)放回檢測(cè)工具;(10)操作走行系統(tǒng);(11)填寫(xiě)記錄;(12)等待下一根鋼軌。

3.1.2 工時(shí)測(cè)定結(jié)果

選擇熟練的操作者，采用直接的s表測(cè)時(shí)法進(jìn)行焊前矯直工時(shí)測(cè)定。所用s表的精度為1/100 s，具體的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表4。從表4可以看出各個(gè)動(dòng)素的測(cè)定時(shí)間結(jié)果波動(dòng)都比較小，標(biāo)準(zhǔn)偏差最大的不到3，所以以10次測(cè)得的平均值作為實(shí)測(cè)結(jié)果是完全合理的。將測(cè)得的結(jié)果代入式(2)、(3)中得到焊前矯直工序標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)時(shí)間

以現(xiàn)有生產(chǎn)線一天8 h的工作日單線能生產(chǎn)3 km長(zhǎng)軌計(jì)算。在標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間內(nèi)，焊前矯直3 km鋼軌即30根百米軌所需時(shí)間為30×2×491.3 s=8.18 h，與實(shí)際8 h的情況相符，誤差率為2.25%。說(shuō)明標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間結(jié)果是合理的，能用于指導(dǎo)生產(chǎn)。

表4 焊前矯直工序工時(shí)測(cè)定s

3.2 多工序聯(lián)合作業(yè)分析

3.2.1 聯(lián)合作業(yè)分析

聯(lián)合作業(yè)分析［2，9，10］是指當(dāng)幾個(gè)作業(yè)人員共同作業(yè)于一項(xiàng)工作時(shí)，對(duì)作業(yè)人員時(shí)間上的關(guān)系的分析，以及排除作業(yè)人員作業(yè)過(guò)程中存在的不經(jīng)濟(jì)、不均衡、不合理和浪費(fèi)等現(xiàn)象的一種分析方法。聯(lián)合作業(yè)分析的目的如下。

(1)發(fā)現(xiàn)空閑與等待的作業(yè)時(shí)間。利用聯(lián)合作業(yè)分析圖，可將那些不明顯的空閑與等待時(shí)間完全顯現(xiàn)出來(lái)。

(2)使工作平衡。利用作業(yè)分析圖，可使共同工作中的每一個(gè)作業(yè)人員的工作負(fù)荷趨于平衡，以獲得更好的較低的人工成本。

(3)減少周期(程)時(shí)間。改善最耗費(fèi)時(shí)間的作業(yè)，縮短作業(yè)總時(shí)間量，降低(減少)周期時(shí)間，提高作業(yè)效率及效益。

(4)獲得最大的機(jī)器利用率。

(5)合適指派人員和機(jī)器。利用聯(lián)合作業(yè)分析圖，充分研究人與機(jī)器的動(dòng)作，予以合適的調(diào)配，謀求配置人員、設(shè)備(機(jī)器)合理化，以達(dá)到最有效地運(yùn)用人力與機(jī)器的目的。

(6)決定最合適的方法。完成任何一項(xiàng)工作都有許多種方法，但其中一定有一種比較好的方法。利用“聯(lián)合作業(yè)分析圖”表示人與機(jī)器的相互關(guān)系，找出浪費(fèi)的時(shí)間并予以取消。最后以其周期時(shí)間的長(zhǎng)短作為衡量方法好壞的依據(jù)。

3.2.2 鋼軌焊接流水線聯(lián)合作業(yè)分析

同單項(xiàng)工序工時(shí)測(cè)定方法一樣，對(duì)焊前矯直、鏡面檢查和焊前除銹3個(gè)工序進(jìn)行聯(lián)合作業(yè)分析。這3個(gè)工序相距均為2 m左右，很方便測(cè)時(shí)人員進(jìn)行觀察和記錄。除鏡面檢查是2個(gè)人員同時(shí)作業(yè)以外，其他2個(gè)工序均為單人作業(yè)。在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)利用s表直接測(cè)時(shí)的方法，對(duì)3個(gè)工序進(jìn)行聯(lián)合作業(yè)分析，對(duì)10次觀測(cè)的結(jié)果求平均值，其結(jié)果見(jiàn)表5。為了統(tǒng)計(jì)作業(yè)過(guò)程中等待(空閑)時(shí)間，對(duì)同一工序中相鄰幾個(gè)動(dòng)作要素進(jìn)行合并。

從表5中可以看出，現(xiàn)有流水線的這3個(gè)工序工時(shí)利用率都很低，最大的是 55.15%，最低的是21.12%。導(dǎo)致工時(shí)利用率低下的主要原因是作業(yè)人員空閑等待時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，作業(yè)人員分配不夠合理。焊前矯直和鏡面檢查A工序兩者的作業(yè)內(nèi)容是能夠合并的，因?yàn)楹盖俺C直作業(yè)人員工作的時(shí)候，鏡面檢查A的作業(yè)人員是空閑的，而當(dāng)鏡面檢查A的作業(yè)人員工作的時(shí)候，焊前矯直的作業(yè)人員又同樣處于空閑狀態(tài)，所以只安排1個(gè)人同時(shí)進(jìn)行焊前矯直和鏡面檢查A的工作是完全可行的。合并之后的各項(xiàng)動(dòng)作要素、耗費(fèi)的時(shí)間和工時(shí)利用率見(jiàn)表6。

表5 聯(lián)合作業(yè)分析結(jié)果s

表6 焊前矯直與鏡面檢查A合并結(jié)果 s

從表6顯示的結(jié)果可以看出，在不增加工序周程的前提下，對(duì)相應(yīng)工序進(jìn)行合并，減少了空閑和等待時(shí)間，工時(shí)利用率大幅度提升。同時(shí)也減少了1個(gè)作業(yè)人員，降低了人工成本費(fèi)。

同樣的道理將鏡面檢查B和焊前除銹這2個(gè)工序的作業(yè)內(nèi)容合并，只安排1個(gè)作業(yè)人員同時(shí)進(jìn)行鏡面檢查B和焊前除銹作業(yè)也是完全可行的。

4 結(jié)論

影響鋼軌焊接工序工時(shí)測(cè)定的因素很多，如設(shè)備性能、工人的熟練程度、工人的配合程度等。在設(shè)備狀態(tài)正常的情況下，工時(shí)測(cè)定的準(zhǔn)確性主要取決于操作者的業(yè)務(wù)熟練程度、工機(jī)具擺放的位置以及操作者之間的協(xié)調(diào)配合。所以為了使測(cè)定的結(jié)果具有代表性，應(yīng)該選擇訓(xùn)練有素的操作者，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境要盡量規(guī)范，物品、工機(jī)具的擺放盡量滿足“5S”的要求。同時(shí)，觀察者也要進(jìn)行相應(yīng)的培訓(xùn)。

從標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)程序著手，對(duì)鋼軌焊接工序進(jìn)行了動(dòng)作要素分析、工序工時(shí)測(cè)定。測(cè)定得出觀測(cè)時(shí)間，進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算得到該工序的標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)時(shí)間，可作為企業(yè)的一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，用于指導(dǎo)生產(chǎn)。同時(shí)對(duì)同一條流水線上的相鄰幾個(gè)工序進(jìn)行聯(lián)合作業(yè)分析，對(duì)測(cè)定的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提出了一種崗位合并方案，經(jīng)驗(yàn)證比較，合并后的工序作業(yè)效率大幅度提高，人工成本也有所降低，該工時(shí)研究方法對(duì)其他企業(yè)或行業(yè)有借鑒意義。

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