基于模塊化標(biāo)準(zhǔn)工時的內(nèi)物流運(yùn)作工時定額核定方法研究

宋 政 （上海汽車集團(tuán)股份有限公司 乘用車公司，上海201804）

0 引 言

工時定額是制造業(yè)生產(chǎn)管理工作的基礎(chǔ)，是企業(yè)制定計劃、平衡作業(yè)、人員配置的重要依據(jù)之一[1]，建立合理準(zhǔn)確的工時定額是企業(yè)進(jìn)行精細(xì)化管理的前提，也是提升企業(yè)競爭力的有效保障。目前，工時定額方法已廣泛應(yīng)用于整車廠生產(chǎn)線作業(yè)人員的工時核定，但受制于整車制造現(xiàn)場內(nèi)物流運(yùn)作的作業(yè)環(huán)節(jié)多，操作內(nèi)容復(fù)雜，作業(yè)周期不完全固定、涉及的變動因素眾多等影響，故很難用傳統(tǒng)的工時定額核定方法核算內(nèi)物流運(yùn)作人工工時定額。當(dāng)前針對內(nèi)物流人員作業(yè)的工時定額核定的方法研究很少，大部分都是采用工時測定方法直接對人員作業(yè)進(jìn)行工時定額核定，或者設(shè)定人員作業(yè)單元模型并進(jìn)行累計方式進(jìn)行工時定額核定，其實(shí)用性、高效性及準(zhǔn)確性都存在一定的不足[2-4]。

基于此，本文提出一種以車型零件為基礎(chǔ)單元，結(jié)合零部件所經(jīng)各業(yè)務(wù)流程節(jié)點(diǎn)及模塊化工時核定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行內(nèi)物流運(yùn)作工時定額核定的新方法并已應(yīng)用于筆者所在公司現(xiàn)場物流運(yùn)作的工時定額核定和人員優(yōu)化。

1 單一零件單工序工時核算

1.1 單一零件單工序單循環(huán)作業(yè)量設(shè)定。一線生產(chǎn)作業(yè)人員工時定額核定的研究對象是以人員完成“單臺”產(chǎn)品作業(yè)所消耗的工時，但現(xiàn)場內(nèi)物流作業(yè)不同于生產(chǎn)線，主要以零部件的搬運(yùn)、分揀和運(yùn)輸為主，故其研究對象為零部件，衡量的是零部件從入廠卸貨節(jié)點(diǎn)經(jīng)各種形式轉(zhuǎn)運(yùn)至生產(chǎn)線線邊的整個過程中在各業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)循環(huán)一次所消耗的人工工時總時間。零部件在每個節(jié)點(diǎn)內(nèi)及到下一個節(jié)點(diǎn)間所消耗的工時是相對固定的，以在道口節(jié)點(diǎn)叉車卸貨作業(yè)（假定卸貨作業(yè)時間為CX1） 為例，對于單一零件，評估其每次鏟運(yùn)貨物到固定地點(diǎn)（來回距離100 米） 的消耗工時為CX1=0.6 分鐘/鏟次 （固定時間T ）+0.012 分鐘/米*100米/鏟次 （變動時間N ），即可知叉車卸貨的單次循環(huán)作業(yè)為0.72 分鐘/鏟次。其中叉車卸貨的固定值直接采用自行構(gòu)建的基于模塊化設(shè)計制定的“內(nèi)物流標(biāo)準(zhǔn)工時”進(jìn)行核定，變動值是由零件從貨車上鏟運(yùn)至下一個作業(yè)節(jié)點(diǎn)的來回距離決定。

叉車卸貨的單循環(huán)作業(yè)量受零件的包裝形式，即單箱包裝可容納的零件個數(shù)（SN P ）、每次叉車鏟運(yùn)的零件托數(shù)（PL ）和每托盤可容納的零件箱數(shù)（BO X ）共同決定，把每次循環(huán)作業(yè)的零件個數(shù)定義為單循環(huán)作業(yè)量，則PL*BOX*SNP 即為叉車卸貨的單循環(huán)作業(yè)量。

1.2 單一零件單工序單循環(huán)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)工時?；诿看窝h(huán)作業(yè)的單循環(huán)作業(yè)量及單次循環(huán)作業(yè)時間，即可核算出單一零件單循環(huán)標(biāo)準(zhǔn)工時ST= （T+ N ）/ （PL*BOX*SNP ）*P/C* （1+Q% ）。整車廠內(nèi)物流作業(yè)主要是及時滿足生產(chǎn)線零部件需求的供給，零件的配送數(shù)量是基于生產(chǎn)車型拉動的需求量，因此結(jié)合生產(chǎn)一臺車所需單個零件的個數(shù)，即單車型零件用量（P/C），即可得出如下的單一零件在物流的某一業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)上單臺車所消耗的工時（ST）：

式（1） 中Q為該項(xiàng)作業(yè)的寬放系數(shù)，對于不同作業(yè)區(qū)域的作業(yè)內(nèi)容寬放系數(shù)會存在一定的差異，需要結(jié)合實(shí)際運(yùn)作情況加以確定，以筆者所在工廠卸貨作業(yè)和SPS 配料作業(yè)為例，人員作業(yè)工時寬放系數(shù)分別為20%和13%。

2 單車型內(nèi)物流工時定額計算方法

由于零件包裝形式、供應(yīng)商及外部供貨方式差異，零件入廠后上線方式的差異等因素，從而導(dǎo)致零部件在廠內(nèi)的運(yùn)轉(zhuǎn)方式也不同，即零部件所經(jīng)過的業(yè)務(wù)流程節(jié)點(diǎn)存在差異。以某車型A、B 兩個零件上線方式為例，其中A 零件為場外排序件，不經(jīng)過入庫節(jié)點(diǎn)，直接由道口對接機(jī)運(yùn)線直接以機(jī)運(yùn)形式上線，B 零件則經(jīng)過卸貨、點(diǎn)檢、入庫、分揀等節(jié)點(diǎn)后由拖車轉(zhuǎn)運(yùn)至線邊上線。

圖1 單車型內(nèi)物流工時核定方法示意圖

如圖1 所示的單車型內(nèi)物流工時核定方法，基于上述分析得出的單一零件單工序循環(huán)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)工時，結(jié)合單一零件入廠后所經(jīng)過的業(yè)務(wù)流程節(jié)點(diǎn)，則可以基于以下公式核算出單車型場內(nèi)物流運(yùn)作的單臺工時定額：

其中，Nij=Lij*Vij，Tij為i零件j作業(yè)的固定作業(yè)模塊標(biāo)準(zhǔn)工時，Lij為i零件j節(jié)點(diǎn)作業(yè)的往返搬運(yùn)距離，Vij為i零件j節(jié)點(diǎn)作業(yè)的轉(zhuǎn)運(yùn)速度，當(dāng)某一節(jié)點(diǎn)在完成固定作業(yè)后如果是采用自動設(shè)備（AGV 或機(jī)運(yùn)線） 直接上線形式，則Nij為零；SNPij為i零件j作業(yè)時的單容器存放零件的數(shù)量；BOXij為i零件j作業(yè)時的單托/節(jié)容納箱數(shù)；PLij為i零件j作業(yè)時單次作業(yè)托/節(jié)數(shù)，Qj為j作業(yè)時的寬放系數(shù)。

由于整車廠內(nèi)物流運(yùn)作作業(yè)環(huán)節(jié)多，操作內(nèi)容復(fù)雜，涉及的變動因素眾多等特點(diǎn)，所以為了便捷、高效、準(zhǔn)確地核定零件在每一個節(jié)點(diǎn)內(nèi)所需的作業(yè)工時（固定值Ti）j和由本節(jié)點(diǎn)至下一個節(jié)點(diǎn)往返的轉(zhuǎn)運(yùn)工時（變動值Ni）j，筆者基于MTM-UAS 和MTM-LOGISTICS 構(gòu)建了模塊化設(shè)計的內(nèi)物流標(biāo)準(zhǔn)工時，以叉車卸貨并轉(zhuǎn)運(yùn)至下一節(jié)點(diǎn)（臨時存儲區(qū)） 為例，表1 為叉車卸貨模塊工時核定模塊，其中叉車卸貨作業(yè)的固定值T為表中作業(yè)屬性固定值的求和，N值為作業(yè)屬性為變動值的叉車鏟運(yùn)的往返距離與運(yùn)行速度的乘積。

表1 叉車卸貨模塊化工時標(biāo)準(zhǔn)

基于內(nèi)物流運(yùn)作有多種作業(yè)屬性，筆者基于所在公司工廠實(shí)際運(yùn)作特點(diǎn)，共開發(fā)出4 個分類53 個標(biāo)準(zhǔn)工時模塊用于內(nèi)物流運(yùn)作工時分析核定，具體如表2 所示。

需要說明的是在核算使用叉車或牽引車作業(yè)的單一零件單工序標(biāo)準(zhǔn)工時，其單次循環(huán)作業(yè)時間是固定不變的，在設(shè)定單次循環(huán)裝載能力一定的情況下（叉車一次叉取零件的裝載量或牽引車一次性牽引零件的總裝載量），其單循環(huán)作業(yè)量PL*BOX*SNP中PL是固定不變的值，SNP是單箱零件的包裝數(shù)，為固定值，BOX值是受零件尺寸大小影響，基于此在核定時BOX值是基于實(shí)際假定裝載量與零部件總數(shù)對應(yīng)的包裝尺寸的比值，所以在實(shí)際過程中無論裝載的零部件是如何進(jìn)行混裝的，在核算單品種單一零件單工序標(biāo)準(zhǔn)工時都是基于體積占比的核定值，因此不受過程中裝載方式影響。

表2 內(nèi)物流標(biāo)準(zhǔn)工時模塊

3 單車型內(nèi)物流工時定額核定信息需求

單車型內(nèi)物流工時定額核定信息需求如圖2 所示。

圖2 工時定額核定需求信息

需要說明的是單一零件單工序單循環(huán)作業(yè)量PL*BOX*SNP，其中SNP 值是單箱零件的包裝數(shù)量，是跟零件的包裝形態(tài)有關(guān)，相關(guān)的信息體現(xiàn)在零件基礎(chǔ)信息清單中，是物流在規(guī)劃時已完成設(shè)定。BOX 是每托盤可容納箱數(shù)，其數(shù)值是由每單個托盤尺寸與零件單箱包裝尺寸有關(guān)，假定零件的包裝尺寸長、寬、高為l1、l2、l3，托盤長、寬、高（限高）尺寸為L1、L2、L3故其BOX 值=ROUND其中托盤尺寸在實(shí)際計算過程中需基于自身工廠實(shí)際托盤大小情況而定。PL 值是單次作業(yè)托盤數(shù)，主要取決于零件配送過程中使用的相關(guān)運(yùn)輸設(shè)備，若采用叉車，其每次的鏟運(yùn)能力受叉車鏟運(yùn)作業(yè)的限高尺寸、叉車叉齒的長度及托盤尺寸等因素所決定，若采用牽引車，其一次性能夠牽引的托盤數(shù)量主要受物流規(guī)劃線路的寬度及轉(zhuǎn)彎半徑等因素影響，行業(yè)內(nèi)一般牽引車牽引托盤數(shù)為4～6 個?；谏鲜鲈?，在核算前需對相關(guān)前提條件做如表3 所示的設(shè)定。

4 單車型內(nèi)物流工時定額核定方法的應(yīng)用

選取筆者所在工廠的“行李架總成”與“外后視鏡”零件作為單車型內(nèi)物流工時核定方法的典型應(yīng)用示例，兩個零件的業(yè)務(wù)流程節(jié)點(diǎn)如表4 所示，其中外后視鏡零件為廠外排序件，無在倉庫內(nèi)的作業(yè)流程。

表4 零件業(yè)務(wù)流程節(jié)點(diǎn)

基于以上兩個零件涉及的業(yè)務(wù)流程節(jié)點(diǎn)，對兩個零件對應(yīng)的各項(xiàng)作業(yè)內(nèi)容進(jìn)行工時核算，分別得出各自作業(yè)的單臺工時如表5 所示。

表5 零件單臺作業(yè)工時

其中以下信息需要做以說明：（1） 兩個零件停靠道口不同，基于包裝形式和轉(zhuǎn)運(yùn)工時效率最大化的需求，行李架總成零件使用是長叉齒的叉車，外后視鏡零件使用是短叉齒的叉車，故單次鏟運(yùn)零部件的托盤數(shù)量是不同的，即單次鏟運(yùn)托運(yùn)數(shù)量是不同的。（2） 單托BOX 值是根據(jù)零部件尺寸與假定的每托盤可裝載量的尺寸計算得出，例如上述的“外后視鏡零件”為例，其包裝料箱尺寸為（L*W*H=1500*860*1200 ），標(biāo)準(zhǔn)托盤長、寬、高分別為1200 毫米、1000 毫米、1150 毫米，故利用向下取整公式可算出其BOX 值為0，即BOX=ROUNDDOWN （1200*1000/1500/860,0 ）*ROUNDDOWN （1150/1200,0 ）=0，即零件包裝單箱尺寸大于叉車規(guī)定尺寸，故叉車一次只能鏟運(yùn)一箱。

基于上述的核算方法，核算出零件單個業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)的人工消耗時間，以行李架總成為例，按其所經(jīng)過的業(yè)務(wù)流程節(jié)點(diǎn)核算各個節(jié)點(diǎn)工時。

（1） 卸貨節(jié)點(diǎn)作業(yè)工時固定值為0.600 分鐘/鏟次，變動值為0.012 分鐘/米與叉車來回距離為20 米的乘積，故其單臺行李箱總成卸貨工時為：

（2） 收貨節(jié)點(diǎn)作業(yè)工時的固定時間為0.073 分鐘/箱，故其單臺行李箱總成收貨工時為：固定值ST=0.73/BOX*P/C* （1+Q% ）=0.073/24*1* （1+25% ）= 0.0145 分鐘/臺。

通過上述方式可核算出“行李架總成”和“外后視鏡”零件所有物流作業(yè)的車型單臺工時分別為0.2257 分鐘/臺與0.2657分/臺。同樣基于單車型零件需求種類與數(shù)量可以結(jié)合各零件流經(jīng)的業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)核算出整車單臺物流作業(yè)工時定額。該車型所有零件涉及到卸貨的單臺物流運(yùn)作固定工時為：單位為min/臺。

5 基于單車型單臺物流工時定額的綜合人員評估與優(yōu)化

實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)作時，由于主機(jī)廠基本均為多車型混線生產(chǎn)，故在應(yīng)用上述內(nèi)物流運(yùn)作工時定額方法核算人力需求時，需要考慮多車型共線生產(chǎn)對作業(yè)人員需求的影響。在JPH 一定的情況下，不同車型的某時段內(nèi)（周/月） 排產(chǎn)比例不同，需要物流運(yùn)作的零件種類和作業(yè)量就不相同，此時需要核定出各車型某項(xiàng)（或所有） 作業(yè)的單車物流工時ST1、ST2、ST3、ST4、…、STx然后根據(jù)該段時間內(nèi)車型排產(chǎn)比例，計算加權(quán)單車ST 值后核算需求人員數(shù)量。以月度人員需求核算為例：

其中：STx為第x 車型的單車物流工時，單位為小時/臺，Px為x 車型的月排產(chǎn)量。單班需求人員數(shù)量為：

其中：JPH 為生產(chǎn)線速度，單位為輛/小時。

在生產(chǎn)過程中，不同基地之間，因?yàn)閺S房規(guī)劃布局，生產(chǎn)車型等不同，往往無法直接用使用人員的多少來評價不同基地實(shí)際作業(yè)效率的高低。筆者在計算出各車型單車物流工時ST 值的基礎(chǔ)上，計算某時間段內(nèi)實(shí)際出勤人員總工時與該時段生產(chǎn)各車型理論需求時間的比值，作為一個系數(shù)，來衡量基地（或基地某項(xiàng)作業(yè)） 實(shí)際作業(yè)效率的高低，筆者將此系數(shù)值定義為R值。以月度為例，其核算公式如下：

式（5） 中R 值越小，說明實(shí)際運(yùn)作過程中等待和浪費(fèi)越小，其運(yùn)作效率越高。各基地R 值的差異，也體現(xiàn)了基地實(shí)際運(yùn)作效率的高低。對于R 值高的基地，通過與優(yōu)秀基地對比各作業(yè)環(huán)節(jié)的R 值的不同，尋找相對應(yīng)的改善方向。例如，零件卸貨道口分配不合理，進(jìn)而入庫駁運(yùn)距離過長，導(dǎo)致變動值ST 過大，影響作業(yè)效率，零件的入庫R 值就會偏大，需要調(diào)整道口分配以提升效率；使用高位存儲，流利揀貨的倉庫作業(yè)模式，因?yàn)轭l繁的從高位向流利料架補(bǔ)貨，增加物流作業(yè)節(jié)點(diǎn)，導(dǎo)致倉庫作業(yè)R 值偏大，可以調(diào)整倉儲模式，減少作業(yè)節(jié)點(diǎn)來提升作業(yè)效率。

6 結(jié)束語

本文提出的以車型零件為基礎(chǔ)單元，結(jié)合零部件所經(jīng)各業(yè)務(wù)流程節(jié)點(diǎn)及模塊化工時核定標(biāo)準(zhǔn)核定內(nèi)物流運(yùn)作工時定額的方法，結(jié)合實(shí)際的應(yīng)用與驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)內(nèi)部內(nèi)物流運(yùn)作工時定額核定方法的統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化，高效化。同時該方法為現(xiàn)場內(nèi)物流作業(yè)人員需求編制、評估第三方物流外包人員預(yù)算、內(nèi)物流運(yùn)作人員效率評價、多基地橫向?qū)?biāo)及人員效率優(yōu)化提供了較好的方法支撐與保障，并具有較好地應(yīng)用推廣性。