基于MTM的標(biāo)準(zhǔn)工時分類與浪費識別

柳佳琛，呂方奎，汪俊，呂小磊，艾昕桐

（1.東風(fēng)汽車公司技術(shù)中心，湖北 武漢 430058；2.華中科技大學(xué)，湖北 武漢 430058）

前言

削減人工工時、減少浪費一直是車間管理中的核心工作。為開展此項工作，工程師首先需要調(diào)查“哪里有浪費”、“浪費有多少”、“需優(yōu)先削減哪種浪費”等問題，然后才會考慮采用何種技術(shù)手段來削減浪費。

大多數(shù)工廠采用現(xiàn)地現(xiàn)物調(diào)研等經(jīng)驗式方式來識別上述問題，同時車間管理者在制定人員配給與生產(chǎn)線改善等相關(guān)事業(yè)計劃時也無數(shù)據(jù)支撐。因此本文提出一種工時數(shù)據(jù)分析方法來系統(tǒng)地指導(dǎo)工時管理與現(xiàn)場改善工作。

1 標(biāo)準(zhǔn)工時MTM-UAS

圖1 MTM-UAS內(nèi)容結(jié)構(gòu)圖

MTM 是今日世界上應(yīng)用最為廣泛的預(yù)定時間方法，它是一種描述操作過程的方法，以編碼的組合反映工作過程，并可以得出唯一的時間值。MTM-UAS則為其中一種應(yīng)用規(guī)則，本文使用此種算法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)工時計算。它將動作分為 8種，并輔以5種影響因素，形成79種標(biāo)準(zhǔn)模塊動作，內(nèi)容結(jié)構(gòu)見圖1，代碼見圖2。

圖2 MTM-UAS代碼圖

2 標(biāo)準(zhǔn)工時的價值分類

《豐田模式》中提及8大浪費，并認(rèn)定生產(chǎn)流程中大多數(shù)為浪費；《精益思想》中則將生產(chǎn)流程分為增值與非增值（非增值即為浪費）。其他體系中還更進(jìn)一步分類出必要非增值或非必要增值，因他們意義相同，本文記為半增值。最終標(biāo)準(zhǔn)工時按如下公式分類：

式中：ST為標(biāo)準(zhǔn)工時；VA為增值工時；SVA為半增值工時；NVA為非增值工時。為了更方便識別浪費，工時進(jìn)一步分成11類（見表1）：

表1 標(biāo)準(zhǔn)工時按價值分類

3 標(biāo)準(zhǔn)工時價值分類的應(yīng)用

3.1 增值工時VA的應(yīng)用

3.1.1 純增值動作VA-T

指直接改變工件狀態(tài)所需的最短工時的安裝動作。此動作不考慮距離、重量、體積、拿取困難程度等因素，只與完成制造（使工件形變）最短的動作有關(guān)。動作分類要點如下：

a）純增值動作VA-T的多少只與開發(fā)設(shè)計相關(guān)，與生產(chǎn)線設(shè)計、布局無關(guān)；

b）5類動作（拿取與放置、放置、周期動作、視力控制、其他作業(yè)）可以是純增值VA-T；

c）2類動作（拿取與放置、放置）為純增值VA-T時，受空間布局影響，此類增值動作并非最短工時的安裝動作，僅代碼中的基礎(chǔ)代碼為增值 VA，剩余為半增值 SVA（釋義見章節(jié)3.2），數(shù)據(jù)見表2。

表2 拿取與放置、放置代碼中的半增值工時

3.1.2 質(zhì)量增值VA-Q

指法規(guī)要求、工藝卡要求的檢查檢測工時，例如整車淋雨試驗、發(fā)動機(jī)熱試、產(chǎn)品打刻等。

3.2 半增值工時SVA的應(yīng)用

半增值又稱為必要非增值、非必要增值，其指在執(zhí)行增值動作VA之前的一個動作。此動作并不直接改變工件形態(tài)，但為了觸發(fā)增值動作VA必須得立即去執(zhí)行一個半增值SVA動作。常見的半增值SVA動作舉例：零件安裝之前的拿取動作、夾具的定位動作、安裝時手動扶住零件等等。動作分類規(guī)則如下：

a）半增值動作SVA與零件設(shè)計無關(guān)，通常與生產(chǎn)線布局等因素相關(guān)；

b）半增值SVA的價值爭議：此類動作不改變工件形態(tài)，但其是必須存在的工時；

c）增值VA有部分工時屬于半增值SVA工時（釋義見章節(jié)3.1.1，數(shù)據(jù)見表2）；

d）使用輔助工具動作當(dāng)選擇為非增值NVA-T時，有部分工時屬于半增值SVA工時（釋義見章節(jié)3.3.1，數(shù)據(jù)見表3）。

3.3 非增值工時NVA的應(yīng)用

3.3.1 浪費1—工具拿取放回NVA-T

工具的整個使用過程分為 4個步驟（拿取+定位+操作+放回），本分類只含拿取與放回。動作分類要點如下：

a）本分類僅有代碼HA/HB/HC；

b）HA/HB/HC= 拿取 + 定位 + 放回，而工具定位屬于半增值，因此代碼中含有部分半增值SVA工時（見表3）；

表3 使用輔助工具代碼中的半增值工時

c）本分類造成的身體動作也記為NVA-T。

3.3.2 浪費2—零件拿取放置NVA-C

指零件拿取后臨時放置（放置工作臺或拿在手上）的動作，通常拿取零件后的下一個動作不為增值 VA。動作分類要點如下：

a）此類動作不為半增值SVA的意義在于可發(fā)現(xiàn)因貨架布局不良造成的浪費；

b）多零件拿取放置，且下個動作直接安裝零件，此情況下的多次拿取動作記為半增值SVA；

c）本分類造成的身體動作也記為NVA-C。

3.3.3 浪費3—零件物流NVA-L

指零件上料架、零件拆包裝、工件打包、零件料盒下線，零件臺車上下線等等，以及此類動作帶來的身體動作。此分類的意義在于生產(chǎn)線物流方向的改善識別。

3.3.4 浪費4—設(shè)備工具操作NVA-M

指啟動設(shè)備、安裝拆卸夾具、操作設(shè)備裝置（不改變工件狀態(tài)）等動作。動作分類要點如下：

a）本分類僅有代碼BA/BB；

b）操作工具并使工件狀態(tài)改變的動作是增值VA。例如電動擰緊槍的操作，錘子壓裝定位銷等均為VA。

3.3.5 浪費5—設(shè)計與難作業(yè)NVA-D

指工時不穩(wěn)定的作業(yè)，通常是由設(shè)計造成，也有少部分是因為作業(yè)空間不足造成。例如密封圈壓入槽內(nèi)困難，定位銷定位困難等等。此分類可現(xiàn)場觀察到明顯多余的重復(fù)安裝動作，作業(yè)員被迫增加重復(fù)的安裝動作或檢查動作；同時也可根據(jù)多次測定作業(yè)工時的數(shù)據(jù)離散程度來判斷。

3.3.6 浪費6—非必要檢查NVA-I

指非工藝卡規(guī)定的檢查項目。此類檢查項目可能在作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)書或者品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)書中存在，也可能僅為臨時應(yīng)對品質(zhì)異常。常見動作有：點漆確認(rèn)、專崗檢查、指差確認(rèn)等。動作分類要點如下：

a）困難作業(yè)NVA-D造成的檢查不屬于本分類；

b）本分類造成的身體動作也記為NVA-I。

3.3.7 浪費7—身體動作NVA-W

不含以上浪費中的身體動作，通常是產(chǎn)品外形、工藝設(shè)計、環(huán)境布局因素造成的身體動作。例如，進(jìn)入車身內(nèi)作業(yè)、作業(yè)完成后的步行返回、彎腰進(jìn)行安裝零件等等。

3.3.8 浪費8—等待NVA-P

指需要等待設(shè)備完成作業(yè)，或者等待其他操作員完成作業(yè)后才能進(jìn)行下一步工作（注：若人工工時小于額定節(jié)拍，此等待不計入工時）。

4 價值分類的應(yīng)用及其案例效果

本文以某工廠的車門分裝線作為案例，展示標(biāo)準(zhǔn)工時價值分類在各項分析中的應(yīng)用。

4.1 標(biāo)準(zhǔn)工時計算與分類舉例

表4舉例了上述分類中部分動作的標(biāo)準(zhǔn)工時計算結(jié)果與價值分類結(jié)果。

表4 標(biāo)準(zhǔn)工時計算與分類舉例

4.2 線平衡圖分析

基于工時分類的線平衡圖見圖3。通過基本的增值VA、半增值SVA、非增值NVA分類，可以在線平衡圖上明確地發(fā)現(xiàn)各崗位的工時價值分布，可間接地為瓶頸改善、閑余優(yōu)化、人員削減等工作提供數(shù)據(jù)支撐。

圖3 某主機(jī)廠車門線線平衡圖

4.3 總工時分布圖分析

基于工時分類的總工時分析圖見圖 4。此車門分裝線非增值工時824.5s，其中浪費最多的問題是“工具拿取與放回”，達(dá)到321.1s，可通過工具放置的布局進(jìn)行優(yōu)先改善。其次“零件拿取放置”、“零件物流”、“設(shè)備工具操作”也是重點改善方向。

圖4 某主機(jī)廠車門線總工時分布圖（單位：秒）

4.4 非增值/浪費問題點篩選

表5 某主機(jī)廠車門線非增值NVA/浪費問題點Top10

通過MTM-UAS的工時核算以及工時價值分類的數(shù)據(jù)結(jié)合，可篩選生產(chǎn)線的浪費（見表5）。

5 結(jié)論

通過工時的價值分類與MTM-UAS標(biāo)準(zhǔn)工時算法結(jié)合，能為生產(chǎn)線與車間管理者提供詳盡的工時分析數(shù)據(jù)，解決了“哪里有浪費”、“浪費有多少”、“需優(yōu)先改善哪種浪費”等問題。這種數(shù)據(jù)化的成果將大幅度提高車間管理改善的效率與針對性。