基于MTM法的報廢汽車拆卸時間評估研究

王磊， 張秀芬

（內(nèi)蒙古工業(yè)大學機械學院，呼和浩特010051）

基于MTM法的報廢汽車拆卸時間評估研究

王磊， 張秀芬

（內(nèi)蒙古工業(yè)大學機械學院，呼和浩特010051）

拆卸時間是產(chǎn)品可拆卸性評價的關鍵指標，拆卸時間的確定對于產(chǎn)品的可拆卸設計和回收決策具有重要意義。為了高效評估產(chǎn)品拆卸時間，提出了基于方法時間衡量（MTM）法的拆卸時間評估方法。以報廢汽車前盤式制動器部件為例，分析了該部件的拆卸過程，對每個拆卸過程進行了基本動作分解，通過MTM方法對每個動作的拆卸時間進行映射估算，累積求和獲得整個部件的拆卸時間。

拆卸；拆卸時間；MTM法

0 引言

隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，汽車市場潛在的需求開始凸顯，我國已成為汽車消費大國。目前我國汽車保有量已突破1億輛，預計2015年汽車報廢量將達到600多萬輛［1］。報廢汽車量的激增造成資源浪費和環(huán)境污染等問題日益嚴峻。拆卸是實現(xiàn)報廢汽車回收利用的關鍵技術。報廢汽車回收等級從高到底分別為零部件重用、再制造、材料回收、焚燒掩埋等，可拆卸性是影響其回收策略的關鍵，可拆卸性越好，回收等級越高。拆卸時間是可拆卸性評價的關鍵指標，因此，拆卸時間的確定具有重要意義［2-4］。

對拆卸時間計算評估的方法主要包括直接法和間接法，其中，多數(shù)企業(yè)應用直接測量法，該方法測時方便，但受觀測者技術、拆卸人員業(yè)務水平、拆卸環(huán)境等的影響會產(chǎn)生測量誤差。間接法方面以Kondo Y等［2］的研究為代表，主要通過現(xiàn)場實驗獲得典型聯(lián)接方式的拆卸時間，產(chǎn)品的拆卸時間則通過累積聯(lián)接方式的拆卸時間獲得。該方法可以快速估算大部分產(chǎn)品的拆卸時間，但必須通過實驗預先測量聯(lián)接方式的拆卸時間，隨著產(chǎn)品聯(lián)接方式的增多，該方法的應用受到了限制。基于方法時間衡量（MTM）法是普遍采用的一種時間測量技術，不但能獲得可靠而準確的時間標準，而且可以改進工作方法，建立時間標準，達到降低人工成本提高生產(chǎn)力的目的，適用于短周期高度反復操作。該方法已廣泛應用于裝配線時間測定、軟件操作時間確定等方面［4-9］。為此，本文提出基于MTM方法的報廢汽車拆卸時間確定方法，以克服已有方法需要實際實驗的不足。

1 方法時間衡量（MTM）方法簡介

方法時間衡量（Method Time Measurement，MTM）法于1946年由美國西屋電氣公司的梅納德、斯坦門丁、斯克互布首創(chuàng)，并于1948年公開。1956年在美國總工商會的支持下，在密歇根大學成立了國際MTM協(xié)會，從事MTM技術推廣工作。

MTM方法是按基本動作單元（足動、腿動、轉(zhuǎn)身、俯屈、跪、站、行、手握）和執(zhí)行因素（伸手、搬運、旋轉(zhuǎn)、抓取、對準、拆卸、放手）設定作業(yè)時間標準及查定正常作業(yè)時間，制定作業(yè)標準時間。80%～85%的操作由5個基本動作組成，分別為伸手（R）、抓握（G）、遞送（M）、連接（P）、松開（RL）。此分析方法較為復雜，但精度較高。MTM通過代碼對動作進行描述，一個代碼表明了該動作的種類與操作方法，例如，伸手到40 cm處夠取物體，等級為簡單，代碼為R40A。MTM法適用范圍廣泛，大多數(shù)工作均可通過MTM法所設定的作業(yè)時間標準，查找、計算出作業(yè)時間標準。

MTM動作的時間單位稱為TMU（Time Measurement Unit），其與普通時間單位的換算關系如下：

因此，拆卸時間T的計算公式為

2 基于MTM方法的拆卸時間評估

2.1 結(jié)構(gòu)特征

本文以汽車的前盤式制動器為例，該部件包括5個主要零部件：上下固定螺栓、制動殼體、制動摩擦片、制動活塞鉗、制動盤，圖1為該部件的分解圖。

圖1 盤式制動系統(tǒng)分解圖

汽車的前盤式制動器拆卸時涉及的部件有：1）制動卡鉗固定螺栓；2）制動殼體；3）制動摩擦片；4）制動鉗活塞。

2.2 前盤式制動器拆卸動作分解

前盤式制動器的拆卸主要包括4步：1）擰松并拆卸上、下固定螺栓；2）去除制動殼體；3）拆下制動摩擦片；4）從制動殼體內(nèi)取出制動鉗活塞。

在拆解步驟1）中涉及的動作：（1）伸手去拿扳手；（2）用手抓住扳手；（3）把扳手拿過來；（4）擰松上下兩個螺栓；（5）將拆下的零件放下。

在拆解步驟2）中涉及的動作：（1）伸手去抓制動殼體；（2）用手制動抓住殼體；（3）把制動殼體拿下來。

在拆解步驟3）中涉及的動作：（1）拆下制動摩擦片；（2）用手抓住一側(cè)的摩擦片；（3）將其拿下來；（4）伸手去抓另一側(cè)摩擦片；（5）用手抓住另一側(cè)的摩擦片；（6）將其拿下來。

在拆解步驟4）中涉及的動作：（1）伸手去抓制動活塞鉗；（2）用手抓住制動活塞鉗；（3）將其取出。

拆卸動作分解圖具體如圖2所示。

圖2 拆卸動作分解圖

2.4 拆卸動作的MTM分析

針對圖2中的每一個操作單元進行MTM分析，獲得每個拆卸動作的MTM時間，詳細結(jié)果如表1所示。

由表1所獲得的主要拆卸動作的MTM時間，代入式（1）即可獲得每個拆卸步驟的拆卸時間（單位為s）。

表1 拆卸動作MTM分析結(jié)果

步驟1）的拆卸時間為：

步驟2）的拆卸時間為：

步驟3）拆卸時間為：

步驟4）的拆卸時間為：

將4個步驟所用的時間求和：5.724s+1.368s+2.736s+ 0.5868s≈10.41s。由此，得出汽車前盤式制動器的拆卸所用的時間約為10.41s。由于這里忽略了輔助操作時間，所以略小于實際拆卸時間。

3 結(jié)論

為了快速高效地確定報廢汽車零部件拆卸時間，本文提出了基于MTM方法的報廢汽車拆卸時間確定方法，通過將產(chǎn)品拆卸過程進行基本拆卸動作分解，獲得了每個動作的標準MTM時間，省去了實際試驗中的占地、勞動力等成本，以及其他計時方法人為因素的影響，且MTM方法數(shù)據(jù)量少，工作研究人員容易學習掌握，企業(yè)中依據(jù)MTM方法評估出的拆卸時間可以規(guī)定同一時間標準，克服了實驗法中拆卸人員及周圍環(huán)境對結(jié)果的影響，從而大大地提高了工作效率。

［1］ 貝紹軼.汽車報廢拆解與材料回收利用［M］.北京：化學工業(yè)出版社，2012：127-129.

［2］ Kondo Y，Deguchi K，Hayashi Y，et al.Reversibility and disassembly time of part connection［J］.Resources，Conservation and Recycling，2003，38:175-184.

［3］ 于隨然，陶晶，陳泓，等.基于拆卸時間的產(chǎn)品拆卸性評價及改進設計［J］.上海交通大學學報，2007，41（9）：1475-1483.

［4］ 陳黎，夏小均，劉生剛，等.汽車制動器制動間隙自調(diào)模式分析［J］.機械工程師，2010（8）：14-16.

［5］ KuoChienfu，WangMaojiun.MotiongenerationfromMTMsemantics［J］.Computers in Industry，2009，60（5）：339-348.

［6］ Fernández-Sanz L，Escribano J J，Hilera J R.Software operation time evaluation based on MTM［J］.Advances in Engineering Software，2009（40）：583-592.

［7］ 宋青璐.MTM方法及其在裝配線上的應用［J］.價值工程，2011，30（33）：19-20.

［8］ 張明．MTM在汽車總裝車間生產(chǎn)線布線中的應用［J］．汽車維修，2008（12）：22-23.

［9］ 嚴駿.基于MTM-UAS的規(guī)劃預定時間系統(tǒng)［J］.汽車實用技術，2013（7）：5-9.

（編輯啟 迪）

Study on Disassembly Time Evaluation of End-of-Life Vehicle’s parts based on MTM Method

WANG Lei，ZHANG Xiu-fen
（The College of Mechanical Engineer,Inner Mongolia University of Technology,Hohhot 010051,China）

Disassembly time is one key indicator for product disassembliability evaluation.Determination of disassembly time is important for product design for disassembly （DFD）and recycling decisions.In order to efficiently assess product’s disassembly time,a novel disassembly time evaluation method is proposed based on Method Time Measurement（MTM）.Take a front disc brake of end-of-life vehicle as an example,its disassembly process is analyzed and broken down into the disassembly operations.And the disassembly operation time can be estimated based on MTM ,thus the entire part's disassembly time is deduced by adding all of the disassembly operation time.

disassembly;disassembly time;method time measurement（MTM）

TH 122

A

1002－2333（2014）05－0040－02

王磊（1988—），男，碩士研究生，主要研究汽車拆卸與報廢；張秀芬（1981—），女，博士，副教授，碩士生導師，主要從事產(chǎn)品綠色設計技術、計算機輔助設計等研究。

2014-03-04

國家青年科學基金項目（51205181）；內(nèi)蒙古自然科學基金項目（2012MS0707）；內(nèi)蒙古工業(yè)大學科學研究資助項目（ZD201110）