船舶建造中的工時(shí)物量定額應(yīng)用方法研究

朱韓鋼，馬曉平

(1.江蘇新時(shí)代造船技術(shù)有限公司，江蘇 靖江 214500；2.江蘇科技大學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212003)

船舶建造中的工時(shí)物量定額應(yīng)用方法研究

朱韓鋼1，馬曉平2

(1.江蘇新時(shí)代造船技術(shù)有限公司，江蘇 靖江 214500；2.江蘇科技大學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212003)

分析了目前船廠(chǎng)工時(shí)物量定額管理中普遍存在的問(wèn)題，在此基礎(chǔ)上結(jié)合在工時(shí)定額使用中取得的一些經(jīng)驗(yàn)，借助現(xiàn)代造船解決方案，提出了以工程分解中的標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)包為核心建立工時(shí)物量定額的基本方法，并通過(guò)在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施應(yīng)用和數(shù)據(jù)采集，以回歸統(tǒng)計(jì)分析的方法完成對(duì)工時(shí)定額的修正。

船舶建造；工時(shí)物量定額；生產(chǎn)管理

0 引言

在船舶建造過(guò)程中，為了量化生產(chǎn)中的工作量，制定有效的生產(chǎn)計(jì)劃，合理的配置勞動(dòng)力資源，縮短無(wú)效勞動(dòng)工時(shí)，降低生產(chǎn)過(guò)程中的勞務(wù)成本，越來(lái)越多的船廠(chǎng)開(kāi)始使用工時(shí)定額的方式進(jìn)行作業(yè)任務(wù)包管理。日本船廠(chǎng)從20世紀(jì)60年代就開(kāi)始通過(guò)手工單據(jù)的方式積累物量和工時(shí)之間的關(guān)系，信息系統(tǒng)出現(xiàn)后，在原有手工數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，借助系統(tǒng)進(jìn)行工時(shí)和物量定額數(shù)據(jù)的積累，目前已經(jīng)形成完善的工時(shí)物量定額體系，并較好地使用工時(shí)物量定額管理生產(chǎn)中的工時(shí)和負(fù)荷。我國(guó)船廠(chǎng)在工時(shí)物量定額管理方面起步比較晚，雖然借助了日韓船廠(chǎng)的一些經(jīng)驗(yàn)，但經(jīng)過(guò)多年的推廣應(yīng)用，在很多造船企業(yè)(尤其是民營(yíng)企業(yè))收效甚微。本文分析了目前部分船廠(chǎng)工時(shí)物量定額使用的現(xiàn)狀，找出制約工時(shí)物量定額應(yīng)用的主要因素，并提出了相對(duì)完整的解決方法，希望對(duì)船廠(chǎng)建立工時(shí)物量定額體系具有參考價(jià)值。

1 船廠(chǎng)工時(shí)定額使用現(xiàn)狀分析

1.1標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)包分解體系建立存在的問(wèn)題

要實(shí)現(xiàn)工時(shí)定額管理，首先要建立標(biāo)準(zhǔn)的任務(wù)包分解體系，在此基礎(chǔ)上完成對(duì)某個(gè)項(xiàng)目的工程分解。然而標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)包的分解沒(méi)有普遍適用的方法，不同的管理者采用不同的角度對(duì)于同一項(xiàng)目可以有多種分解的方法，再加上船廠(chǎng)承接船型品種的多樣，難以制定統(tǒng)一的劃分標(biāo)準(zhǔn)。

1.2制定工時(shí)物量體系存在的問(wèn)題

(1)評(píng)價(jià)工時(shí)的物量體系難以建立。由于同一類(lèi)型任務(wù)包涉及到的評(píng)價(jià)物量有很多種，特定類(lèi)型的任務(wù)包選擇什么樣的物量才能合理的評(píng)價(jià)工時(shí)，需要考慮的因素較多，難度較大。如鐵舾件安裝的任務(wù)包，不能單純的使用舾裝件的件數(shù)或者重量來(lái)計(jì)算工時(shí)，而是需要對(duì)舾裝件進(jìn)行分類(lèi)后，針對(duì)不同的分類(lèi)使用不同的物量類(lèi)型來(lái)表達(dá)各自安裝需要的工時(shí)定額。

(2)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)所要求的定額物量往往比較深入，以力求將來(lái)能夠公平的結(jié)算。而在當(dāng)前的設(shè)計(jì)狀態(tài)下，現(xiàn)場(chǎng)所要求的大部分物量難以直接提供，需要在設(shè)計(jì)部門(mén)所能提供的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)挖掘。而且，在未形成相對(duì)完善穩(wěn)定的工時(shí)物量體系之前，這些物量體系在運(yùn)行過(guò)程中容易被修改，也就難以通過(guò)二次開(kāi)發(fā)來(lái)高效的提供特定的物量數(shù)據(jù)，這部分物量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)挖掘在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)只能依靠人工去完成。

(3)部分船廠(chǎng)缺少歷史數(shù)據(jù)的積累，工時(shí)物量之間的關(guān)系建立只能依靠經(jīng)驗(yàn)，或者現(xiàn)場(chǎng)測(cè)算，起初的工時(shí)物量之間的關(guān)系變更頻繁。

(4)即使完成了工時(shí)物量體系的建立，還要考慮影響任務(wù)包工時(shí)定額其他的因素，其中可分為內(nèi)在因素和外在因素。內(nèi)在因素包括船型、設(shè)備設(shè)施、工藝水平、施工區(qū)域、施工階段、施工難度、設(shè)計(jì)修改等，外部因素包括船東要求、施工班組的熟練程度、天氣等，這些因素共同制約著工時(shí)物量之間的關(guān)系。

1.3應(yīng)用工時(shí)管理體系存在的問(wèn)題

(1)缺少數(shù)據(jù)記錄積累的工具，數(shù)據(jù)采集困難。一般以手工的方式進(jìn)行記錄，存在著記錄數(shù)據(jù)錯(cuò)誤、不及時(shí)、不規(guī)范等缺點(diǎn)。

(2)部分船廠(chǎng)將工時(shí)和工人收入掛鉤，因此在工時(shí)體系的實(shí)際運(yùn)行中，存在著虛報(bào)工時(shí)現(xiàn)象，從而導(dǎo)致工時(shí)嚴(yán)重虛增，無(wú)法獲得真實(shí)有效的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

(3)運(yùn)行一段時(shí)間之后收集到的工時(shí)，由于缺少科學(xué)的統(tǒng)計(jì)方式，船廠(chǎng)僅做到為了收集工時(shí)而收集工時(shí)，沒(méi)有進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，不能為工時(shí)物量定額的修正起到促進(jìn)作用。

2 產(chǎn)品導(dǎo)向型的工程分解方式

標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)包是制定工時(shí)物量定額的基本操作單位，我廠(chǎng)依據(jù)現(xiàn)代造船模式的成組技術(shù)原理以及常規(guī)的生產(chǎn)組織方式，在產(chǎn)品分解結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，劃定標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)包，并按標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)包對(duì)所有的船舶建立工程分解。

一般的船舶建造工程分解方式如下：從橫向上分為先行作業(yè)、船塢(臺(tái))搭載作業(yè)和后行作業(yè)；再?gòu)目v向上看，首先以產(chǎn)品分解結(jié)構(gòu)中的對(duì)象(分段、總段、區(qū)域、系統(tǒng))為基礎(chǔ)，分解為“生產(chǎn)活動(dòng)”→“任務(wù)包(WOP)”→“任務(wù)(Task)”3層結(jié)構(gòu)。

其中任務(wù)包(WOP)是生產(chǎn)部門(mén)指揮施工班組作業(yè)的依據(jù)，是連接中日程和小日程的紐帶，同時(shí)也是圖紙發(fā)放、物資領(lǐng)用、工時(shí)物量定額、生產(chǎn)資源分配、工程預(yù)算和進(jìn)度評(píng)定以及質(zhì)量檢驗(yàn)的基礎(chǔ)。任務(wù)(Task)是對(duì)WOP的進(jìn)一步細(xì)分，是施工班組指揮個(gè)人作業(yè)的依據(jù)。Task是現(xiàn)場(chǎng)操作執(zhí)行反饋的最小單位，是現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際物量工時(shí)定額采集的來(lái)源。

比如：船體的分段作業(yè)可分為“裝配”、“焊接”標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)包，分段舾裝作業(yè)可分為“鐵舾件安裝”、“管子安裝”、“電裝件安裝”等標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)包。

3 工時(shí)定額評(píng)價(jià)體系

以上述標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)包為基礎(chǔ)，制定各種類(lèi)型任務(wù)包工時(shí)定額的表達(dá)方式。

WOP和工時(shí)定額關(guān)系如圖1所示。

3.1工時(shí)定額體系初步建立

首先，船廠(chǎng)生產(chǎn)各部門(mén)、設(shè)計(jì)部門(mén)以及成本部門(mén)需要共同確定各種類(lèi)型任務(wù)包工時(shí)的評(píng)價(jià)物量。其次，再由生產(chǎn)部門(mén)和成本部門(mén)根據(jù)自身的生產(chǎn)能力，確立不同物量對(duì)應(yīng)的工時(shí)定額。通過(guò)任務(wù)包的物量計(jì)算完成工作包所需消耗的工時(shí)稱(chēng)之為“標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)”。但在工時(shí)定額體系建立之初，標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)和物量之間存在的關(guān)系采用單位物量所消耗的工時(shí)直接表達(dá)。

比如：分段制作階段的“裝配”和“焊接”任務(wù)包都可以使用此階段的焊接長(zhǎng)度來(lái)計(jì)算工時(shí)。但此處的焊接長(zhǎng)度并不是簡(jiǎn)單的將所有焊縫的長(zhǎng)度相加，而是需要根據(jù)焊接難度的不同，分別確立完成單位長(zhǎng)度不同難度的焊縫所需的工時(shí)定額，或?qū)⒉煌y度的焊縫通過(guò)系數(shù)折算成名義焊接長(zhǎng)度，再通過(guò)名義焊長(zhǎng)制定工時(shí)定額。通過(guò)測(cè)算，分段階段焊接任務(wù)包的標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)見(jiàn)表1。由此方法可以延伸至各種類(lèi)型任務(wù)包物量的確定，并依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的經(jīng)驗(yàn)和測(cè)算，給出初步的標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)。

表1 分段階段任務(wù)包的標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)

實(shí)際應(yīng)用中，由各個(gè)生產(chǎn)部門(mén)下發(fā)給施工班組執(zhí)行的工時(shí)，需要考慮由于各種因素對(duì)工時(shí)的影響，可將下發(fā)給施工班組的工時(shí)稱(chēng)為“目標(biāo)工時(shí)”。目標(biāo)工時(shí)和標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)之間的修正關(guān)系如下式：

T.Mhr=αβS.T-R.MHr+A.MHr

式中：T.Mhr為目標(biāo)工時(shí)，下發(fā)給施工班組的執(zhí)行工時(shí)；S.T為標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)，依據(jù)物量按照定額計(jì)算出來(lái)的工時(shí)；α為生產(chǎn)效率系數(shù)，用于區(qū)別同船型系列船之間的效率差異；β為季節(jié)效率系數(shù)，用于區(qū)別不同季節(jié)之間的效率差異；R.MHr為減少的工時(shí)，因技術(shù)進(jìn)步或工裝改善等因素而臨時(shí)減少的工時(shí)；A.MHr增加的工時(shí)，因船東要求或施工技能等影響而臨時(shí)增加的工時(shí)。

3.2工時(shí)物量定額統(tǒng)計(jì)分析及修正

在建立工時(shí)物量定額之后，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)一段時(shí)間的使用和工時(shí)收集，可以采用數(shù)學(xué)的方式對(duì)工時(shí)定額和物量之間的關(guān)系進(jìn)行回歸分析，用來(lái)修正工時(shí)定額?；诮y(tǒng)計(jì)分析與數(shù)學(xué)模型法的工時(shí)定額研究為工時(shí)定額的制定提出了一種更為準(zhǔn)確化的表達(dá)形式，通過(guò)隨機(jī)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)分析得到的模型往往能夠反映出大量樣本數(shù)據(jù)共性，并能忽略那些在樣本中所存在的變異值[1]。

本文采用最小二乘法，按偏差平方和最小的原則選取擬合曲線(xiàn)，并且采取二項(xiàng)式方程為擬合曲線(xiàn)的方法。

給定已經(jīng)采集到的若干工時(shí)數(shù)據(jù)點(diǎn)Pi(xi，yi)，i=1,2,…,m，其中：x代表物量；y代表對(duì)應(yīng)物量所消耗的實(shí)際工時(shí)。

求得工時(shí)定額與物量之間的近似曲線(xiàn)y=φ(x)，使得近似曲線(xiàn)與y=f(x)的偏差δ的平方和最小，即滿(mǎn)足下式：

求解過(guò)程可查詢(xún)相關(guān)數(shù)學(xué)文獻(xiàn)。

針對(duì)不同類(lèi)型的任務(wù)包以及工時(shí)定額和物量關(guān)系，依據(jù)收集到的數(shù)據(jù)分別回歸擬合各自的曲線(xiàn)，再次依據(jù)物量計(jì)算工時(shí)時(shí)，可參照擬合的曲線(xiàn)所計(jì)算出的工時(shí)。另一方面，可以依據(jù)收集到的工時(shí)對(duì)造船中不同階段、工種所對(duì)應(yīng)的主要物量進(jìn)行回歸，得出的擬合曲線(xiàn)可以用于新船型建造工時(shí)的預(yù)估。

4 基于MES的工時(shí)采集方式

制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)位于業(yè)務(wù)管理層和過(guò)程控制層之間，面向車(chē)間層的生產(chǎn)管理技術(shù)與實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)。一方面，MES將業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)的命令進(jìn)一步細(xì)化后，向生產(chǎn)過(guò)程發(fā)出制造指令；另一方面，MES將過(guò)程控制層收集到的實(shí)時(shí)信息，反饋回業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)，作為生產(chǎn)計(jì)劃和統(tǒng)計(jì)分析的依據(jù)[2]。本文中同樣采用MES的方式，通過(guò)系統(tǒng)下發(fā)給現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)任務(wù)包，并基于手機(jī)端進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)派工和工時(shí)收集管理?；玖鞒倘鐖D2所示。

圖2 基于MES的的現(xiàn)場(chǎng)派工和工時(shí)管理

在實(shí)際工時(shí)的反饋中，包含了實(shí)動(dòng)工時(shí)和誤工工時(shí)兩大部分，其中船廠(chǎng)需要根據(jù)各自的特點(diǎn)對(duì)誤工工時(shí)產(chǎn)生的范圍有明確的界定，如缺料、報(bào)驗(yàn)延誤、設(shè)備損壞、天氣等，以便對(duì)誤工工時(shí)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，才能逐步消除作業(yè)中無(wú)效和等待的時(shí)間。

5 結(jié)語(yǔ)

本文以現(xiàn)代造船解決方案為基本手段，生產(chǎn)部門(mén)在系統(tǒng)中將任務(wù)包派發(fā)給施工班組，班組長(zhǎng)使用手機(jī)終端進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)派工和工時(shí)采集，有效解決了實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中工時(shí)信息管理方面存在諸多難點(diǎn)。

由于實(shí)動(dòng)工時(shí)的采集主要依靠現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)班組，為了獲得較為準(zhǔn)確的實(shí)動(dòng)工時(shí)反饋，在實(shí)施初期，工時(shí)定額主要用來(lái)預(yù)估工作量和安排生產(chǎn)計(jì)劃。此時(shí)應(yīng)避免將工時(shí)用于結(jié)算，否則會(huì)導(dǎo)致反饋工時(shí)虛高，而無(wú)法獲得真實(shí)有效的反饋數(shù)據(jù)。

建議在工時(shí)物量定額運(yùn)行一段時(shí)間之后，有了大量有效工時(shí)數(shù)據(jù)積累，并且以回歸統(tǒng)計(jì)分析方式對(duì)工時(shí)定額進(jìn)行修正，在此基礎(chǔ)上再進(jìn)一步考慮將工時(shí)管理和結(jié)算管理相結(jié)合。另一方面，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)較長(zhǎng)一段時(shí)間的運(yùn)行，可以基本固化表達(dá)工時(shí)定額的物量構(gòu)成方式，此時(shí)可制定物量數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)格式，以便技術(shù)部門(mén)能夠快速的提供。

[1]熊偉.面向非標(biāo)準(zhǔn)化制造的工時(shí)定額研究[D].上海：東華大學(xué)，2012.

[2]丁伯慧，齊二石，楊作剛.離散型制造企業(yè)MES系統(tǒng)架構(gòu)的研究[J]. 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，2006，(10):104-106.

2014-06-13

朱韓鋼(1979-)，男，工程師，從事企業(yè)信息化管理、船舶先進(jìn)制造技術(shù)研究推進(jìn)工作；馬曉平(1964-)，男，研究員級(jí)高工，從事船舶先進(jìn)制造理論和解決方案的研究、開(kāi)發(fā)、教學(xué)工作。

U673.2

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