高壓開(kāi)關(guān)產(chǎn)品裝配工時(shí)定額研究

黃鴻星，鄭益征

(西安西電開(kāi)關(guān)電氣有限公司，陜西 西安 710077)

1 勞動(dòng)定額作用

勞動(dòng)定額是生產(chǎn)計(jì)劃安排、工作量計(jì)算、成本核算及考核的重要依據(jù)，是工作量衡量的尺度。在企業(yè)的生產(chǎn)、勞動(dòng)、成本等計(jì)劃的編制、任務(wù)量核算、工序能力平衡、資源等方面應(yīng)用，為企業(yè)科學(xué)管理提供基礎(chǔ)和支撐。近年來(lái)，勞動(dòng)定額在國(guó)內(nèi)應(yīng)用快速發(fā)展，航天、船舶工業(yè)以及眾多制造業(yè)都已建立企業(yè)勞動(dòng)定額企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和定額數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)與企業(yè)的生產(chǎn)、財(cái)務(wù)聯(lián)網(wǎng)，在企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中廣泛應(yīng)用，收到了良好管理和經(jīng)濟(jì)效益。提升勞動(dòng)定額科學(xué)性、準(zhǔn)確性，是新形勢(shì)下企業(yè)管理的重要環(huán)節(jié)，也是現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展、管理提升的迫切要求。

在生產(chǎn)計(jì)劃制定方面，企業(yè)根據(jù)勞動(dòng)定額計(jì)算總?cè)蝿?wù)量、設(shè)備需求、生產(chǎn)定員等工作，并對(duì)工序進(jìn)行平衡和優(yōu)化，制定科學(xué)合理的生產(chǎn)安排和計(jì)劃。

在經(jīng)濟(jì)核算方面，應(yīng)以勞動(dòng)定額為依據(jù)，用價(jià)值的形式，計(jì)算、分析各種費(fèi)用和成本，比較經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中的財(cái)力消耗及占用，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算、成本分析管理，評(píng)估經(jīng)濟(jì)效益。

在資源配置方面，根據(jù)勞動(dòng)定額及工作量，合理配置生產(chǎn)過(guò)程需要的設(shè)備、人力、財(cái)力，保證勞動(dòng)分工與協(xié)作，高效利用資源，實(shí)現(xiàn)節(jié)拍化均衡生產(chǎn)，提升經(jīng)濟(jì)效益[1]。

2 高壓開(kāi)關(guān)產(chǎn)品勞動(dòng)定額研究方法

隨著西安西電開(kāi)關(guān)電氣有限公司高壓開(kāi)關(guān)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施及企業(yè)管理提升，對(duì)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)管理提出更高目標(biāo)和要求，迫切需要根據(jù)精確的勞動(dòng)定額，為提升產(chǎn)能、提高管理效益提供依據(jù)支持。本文結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)情況，研究高壓開(kāi)關(guān)裝配工時(shí)定額方法，通過(guò)先進(jìn)的定額技術(shù)和工具，建立勞動(dòng)定額計(jì)算方法和模型，制定工時(shí)定額算法及標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)勞動(dòng)定額科學(xué)、精準(zhǔn)化。

3 高壓開(kāi)關(guān)產(chǎn)品工時(shí)定額方法確定

3.1 高壓開(kāi)關(guān)產(chǎn)品裝配工時(shí)定額方法分析[2]

高壓開(kāi)關(guān)產(chǎn)品屬于成批生產(chǎn)類(lèi)型，多數(shù)工序應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)估工法進(jìn)行裝配工時(shí)定額估計(jì)，定額方法適應(yīng)性差，即同一個(gè)產(chǎn)品(或組件)，不同裝配過(guò)程估計(jì)工時(shí)定額分散性很大，裝配作業(yè)過(guò)程中，手工作業(yè)內(nèi)容較多，估算法工時(shí)定額誤差較大，難以準(zhǔn)確反映真正的工作量，導(dǎo)致排產(chǎn)不準(zhǔn)，計(jì)劃實(shí)現(xiàn)率低，資源浪費(fèi)，成本及利潤(rùn)核算數(shù)據(jù)失真。為此，應(yīng)對(duì)裝配工程進(jìn)行分析，確定定量化定額方法，精確計(jì)算工時(shí)定額，提高工時(shí)定額準(zhǔn)確性和管理效果。

3.2 高壓電氣產(chǎn)品裝配工時(shí)定額方法確定[3]

高壓開(kāi)關(guān)產(chǎn)品裝配包括清理、組裝、對(duì)中、密封、緊固、試驗(yàn)等工序，作業(yè)采用從基準(zhǔn)件開(kāi)始由下至上、由內(nèi)到外的依次裝配，除部分工序用設(shè)備或機(jī)械外，其余多數(shù)工序?yàn)槭止ぷ鳂I(yè)。但不論分裝、總裝，都包含有清理、裝配、對(duì)中、密封、緊固、調(diào)試試驗(yàn)等工序。目前勞動(dòng)定額方法有經(jīng)驗(yàn)估工法、統(tǒng)計(jì)分析法、類(lèi)推比較法、技術(shù)定額法等方法，通過(guò)工序過(guò)程分析、數(shù)據(jù)分析，對(duì)于有規(guī)律的工序，通過(guò)幾何圖解法、回歸分析法、復(fù)合函數(shù)法，建立數(shù)學(xué)模型，求解。對(duì)于手工及無(wú)規(guī)律的工序，采用統(tǒng)計(jì)分析法，形成工時(shí)定額，工序及定額方法見(jiàn)表1[4]。

4 裝配工時(shí)定額算法研究[5]

4.1 清洗、清理工時(shí)定額算法

高壓電氣產(chǎn)品在裝配前要求去除零件表面的灰

塵、油污和雜屑，清理通常采用超聲波清洗工藝，部分特殊零件采用手工擦拭。

4.1.1 超聲波自動(dòng)清洗工時(shí)定額方法

零件清洗采用超聲波自動(dòng)清洗機(jī)進(jìn)行，其清洗作業(yè)時(shí)間由清洗工藝時(shí)間、設(shè)備運(yùn)行節(jié)拍確定，零件工時(shí)定額計(jì)算方法如下：

(1)

式中，Ti是零件清洗時(shí)間，單位為min；TB是清洗節(jié)拍時(shí)間，單位為h；NB是每框清洗零件數(shù)；Vi是零件占清洗框體積，單位為mm3；V是清洗框體積，單位為mm3。

4.1.2 手工清潔工時(shí)定額數(shù)學(xué)計(jì)算建模

對(duì)于尺寸大、難清理的零部件，應(yīng)采用清潔棉、清潔紙手工清理，其工時(shí)定額與零件成型工藝、復(fù)雜程度、清潔面積等因素有關(guān)。下述對(duì)高壓電氣手工清理工時(shí)定額算法進(jìn)行探討。

1)清理作業(yè)測(cè)時(shí)。對(duì)高壓電氣產(chǎn)品手工清理作業(yè)過(guò)程進(jìn)行測(cè)時(shí)，得到零部件測(cè)時(shí)數(shù)據(jù)表(見(jiàn)表2)。

2)數(shù)據(jù)分析整理。對(duì)測(cè)時(shí)統(tǒng)計(jì)值進(jìn)行處理，整理出各類(lèi)零件工時(shí)與影響因子，整理成T-S數(shù)據(jù)表(見(jiàn)表3)。

表3 T-S數(shù)據(jù)表

3)作時(shí)間-因素圖[6]。在坐標(biāo)系中作殼體清理時(shí)間-面積曲線(xiàn)(T-S曲線(xiàn))(見(jiàn)圖1)。

圖1 殼體清理時(shí)間-面積曲線(xiàn)

4)確定殼體清理數(shù)學(xué)模型。從圖1可以看出，清理工時(shí)與面積呈連續(xù)曲線(xiàn)關(guān)系，同時(shí)，其清理時(shí)間與面積及法蘭數(shù)兩種因子有關(guān)，其曲線(xiàn)數(shù)學(xué)模型通式為；

Tp=aSnNm+b

(2)

式中，S是清理件面積，單位為mm2；N是法蘭數(shù)；m、n是指數(shù)；a、b是常數(shù)。

求解曲線(xiàn)方程

Tp=0.000 002 1S1.06N0.058+8.35

(3)

5)其他時(shí)間確定。其他時(shí)間包括生理需要時(shí)間Tr、布置工作地時(shí)間Ts，分別取作業(yè)時(shí)間3%和2%，準(zhǔn)備-終結(jié)時(shí)間。按照每批制定工時(shí)定額，生產(chǎn)一批零件準(zhǔn)備-結(jié)束的時(shí)間Te，批量為n，則單件準(zhǔn)結(jié)時(shí)間為T(mén)e/n(min)。

成批生產(chǎn)單件定額標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算式如下：

(4)

6)其他類(lèi)別零件清理數(shù)學(xué)模型。

鑄件殼體清理數(shù)學(xué)模型為：

T=0.007 5S0.62-21.7

(5)

鑄件導(dǎo)體清理數(shù)學(xué)模型為：

T=0.000 000 35S1.375+2

(6)

機(jī)械加工件清理數(shù)學(xué)模型為：

T=0.000 62S+53

(7)

4.1.3 測(cè)試驗(yàn)證

本文僅對(duì)焊接殼體清理進(jìn)行驗(yàn)證并論述，其他類(lèi)型數(shù)學(xué)模型驗(yàn)證不再贅述。焊接殼體清理驗(yàn)證過(guò)程如下。

將表1的5KA.001.0001相關(guān)數(shù)據(jù)輸入計(jì)算模型，計(jì)算時(shí)間：

T=0.000 002 1×6 299 7191.06×60.058+8.35=45.9 (min)

單件準(zhǔn)結(jié)時(shí)間為2 min，單件總定額為47.9 min，與實(shí)測(cè)值45 min比較，誤差度為+6.4%，工時(shí)定額計(jì)算模型比較合理。

4.2 裝配工序定額計(jì)算[7]

裝配由于手工作業(yè)，其裝配時(shí)間與大小、體積、質(zhì)量有關(guān)系，按產(chǎn)品裝配形態(tài)、裝配過(guò)程的時(shí)間寫(xiě)實(shí)數(shù)據(jù)，用均方根法計(jì)算先進(jìn)合理的工時(shí)定額，步驟如下。

4.2.1 求平均數(shù)

(8)

式中，μ是均值；Xi是抽樣各數(shù)值；n是項(xiàng)數(shù)。

4.2.2 求標(biāo)準(zhǔn)差

(9)

式中，σ是標(biāo)準(zhǔn)差。

4.2.3 求一定百分比W人完成先進(jìn)定額值

T=Wσ+μ

(10)

式中，T是工時(shí)定額；W是標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)概率系數(shù)，可在參考資料(見(jiàn)表4)中查閱。

表4 標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)概率表

4.2.4 裝配工時(shí)驗(yàn)證

以產(chǎn)品元件隔離開(kāi)關(guān)總裝為例，對(duì)計(jì)算的時(shí)間進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 隔離開(kāi)關(guān)裝配工時(shí)定額驗(yàn)證表

該工況是90%人能夠完成(即W=1.28)條件下得出的，工時(shí)定額誤差約為±10%，從批量生產(chǎn)類(lèi)型工時(shí)定額角度，準(zhǔn)確度高，合理可行。

4.3 抹膠工時(shí)定額

密封抹膠是用工具將密封膠沿密封槽均勻涂抹，清理去除密封槽外的膠，達(dá)到裝配后設(shè)備密封目標(biāo)。對(duì)于抹膠工序，其作業(yè)時(shí)間與密封槽直徑或周長(zhǎng)有關(guān)，通過(guò)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)推導(dǎo)工時(shí)定額計(jì)算模型為：

T=0.62φ0.2+0.56

(11)

式中，φ是零件直徑，單位為mm。

根據(jù)式8計(jì)算高壓電氣元件總裝對(duì)中時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)(見(jiàn)表6)。

表6 元件抹膠工時(shí)定額標(biāo)準(zhǔn)表

4.3.2 效果驗(yàn)證

以252-9A隔離開(kāi)關(guān)抹膠為例，進(jìn)行驗(yàn)證。密封槽規(guī)格及數(shù)量為φ455，共2條，則其抹膠工時(shí)=(0.62×4550.2+0.56)×2=5.3 (min)。與表值5 min進(jìn)行對(duì)比，誤差為6.6%，因此計(jì)算模型合理。

4.4 對(duì)中工時(shí)定額確定

對(duì)中工時(shí)主要受裝配件的質(zhì)量、大小及對(duì)中方法影響，相同對(duì)中方法，對(duì)中時(shí)間受質(zhì)量及大小因素的影響，采用測(cè)時(shí)法確定定額標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)中定額標(biāo)準(zhǔn)表見(jiàn)表7和表8[8]。

表7 分裝標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間表

表8 總裝對(duì)中時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)表

4.5 緊固工時(shí)定額計(jì)算[9]

采集多批螺桿緊固時(shí)間樣本，相同規(guī)格求平均值，單個(gè)螺桿緊固時(shí)間用曲線(xiàn)回歸法確定。

4.5.1 螺桿緊固數(shù)學(xué)模型

陳至立在致辭中指出，《辭海》要緊跟數(shù)字網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅猛發(fā)展的步伐，推出豐富多樣的知識(shí)產(chǎn)品，提供個(gè)性化、公益性的知識(shí)服務(wù)，到2019年第七版面世時(shí)，同步推出紙質(zhì)版、網(wǎng)絡(luò)版，并努力建成“面向知識(shí)服務(wù)的《辭?！窋?shù)字出版云平臺(tái)”，完成從編纂、管理到發(fā)布、運(yùn)營(yíng)全流程的網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化，以更好地滿(mǎn)足廣大讀者和用戶(hù)需求，為中國(guó)特色社會(huì)主義文化大發(fā)展、大繁榮作出新貢獻(xiàn)。

T=(0.000 2d3.94+20)×N×(1+10%)

(12)

式中，d是螺桿直徑，單位為mm；N是螺桿數(shù)量。

4.5.2 效果驗(yàn)證

針對(duì)隔離開(kāi)關(guān)與動(dòng)側(cè)盆子緊固工序，驗(yàn)證計(jì)算模型。隔離開(kāi)關(guān)與動(dòng)側(cè)盆子緊固螺桿為16個(gè)M12螺桿，緊固。

計(jì)算時(shí)間T=(0.000 2×123.94+20)×16×(1+10%)+準(zhǔn)結(jié)=9 (min)，實(shí)際工時(shí)為10 min，誤差為-10%，合適。

4.6 配線(xiàn)時(shí)間定額標(biāo)準(zhǔn)[10]

產(chǎn)品每間隔配有控制柜，需要與產(chǎn)品連接，目前最先進(jìn)時(shí)間為8 h/間隔，最落后時(shí)間為20 h/間隔，最理想時(shí)間是12 h/間隔，則根據(jù)非肯定時(shí)間法計(jì)算配線(xiàn)時(shí)間。

(13)

按照90%(即W=1.28)完成率計(jì)算工時(shí)，則配線(xiàn)時(shí)間計(jì)算工時(shí)為：

T=Wσ+μ

(14)

式中，W是標(biāo)準(zhǔn)概率(查表可取W=1.28)。則T=1.28×2+12.6=15.16 (h)。

5 元件、產(chǎn)品工時(shí)定額計(jì)算[11]

5.1 元件裝配

按元件指定工時(shí)定額標(biāo)準(zhǔn)，裝配工序包含組件裝配、元件總裝兩部分。工序工時(shí)定額=單件工時(shí)定額×定員，即

(15)

式中，Te是準(zhǔn)備-結(jié)束的時(shí)間；n是批量；生理需要時(shí)間及布置工作地時(shí)間Ts包含在Ti中。

5.2 總裝工時(shí)

按產(chǎn)品形態(tài)及元件數(shù)量、定員人數(shù)計(jì)算總裝工序定額，它包含總裝時(shí)各工序分裝時(shí)間、總成裝配工時(shí)定額，計(jì)算式如下：

總工時(shí)=∑工序分裝定額×配套數(shù)量×

定員+∑工序總裝定額×配套數(shù)量×定員

即：

(16)

式中，T是總裝臺(tái)工時(shí)，單位為min；TFi是分裝工序單件定額，單位為min；mi是單臺(tái)分裝件數(shù)量；DFi是分裝工序定員；TZi是總裝工序單件定額，單位為min；Pi是元件數(shù)量；Dzi是總裝工序定員。

6 應(yīng)用效果

目前，高壓開(kāi)關(guān)產(chǎn)品工時(shí)定額通過(guò)生產(chǎn)驗(yàn)證，開(kāi)始在本公司應(yīng)用，應(yīng)用前后主要數(shù)據(jù)見(jiàn)表9。

表9 開(kāi)關(guān)產(chǎn)品裝配勞動(dòng)定額效果對(duì)比表

經(jīng)過(guò)本公司管理評(píng)價(jià)，勞動(dòng)定額準(zhǔn)確率≥90%，勞動(dòng)定額完成率≥95%。

7 結(jié)語(yǔ)

本文探討了高壓開(kāi)關(guān)手工裝配下，基于數(shù)據(jù)的工時(shí)定額方法及數(shù)學(xué)建模，針對(duì)不同工序和工藝過(guò)程，分析其影響工時(shí)定額的因素，采用數(shù)學(xué)建模計(jì)算方法，給出了高壓開(kāi)關(guān)裝配定額方法，并通過(guò)在實(shí)際中應(yīng)用驗(yàn)證，準(zhǔn)確性為90%以上，目前已在生產(chǎn)中應(yīng)用，效果良好。