預(yù)定時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)橫向?qū)Ρ燃皯?yīng)用性分析

摘要：為使制造企業(yè)和個(gè)人能選定合適的預(yù)定時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)方法，提高預(yù)定時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)方法在應(yīng)用過(guò)程中的適用性和實(shí)用性，對(duì)模特法（MOD）、方法時(shí)間測(cè)量-模塊1（MTM-1）、方法時(shí)間測(cè)量-通用分析系統(tǒng)（MTM-UAS）3種預(yù)定時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)方法展開(kāi)分析，系統(tǒng)性對(duì)比3種方法在時(shí)間準(zhǔn)確性、分析效率、改善支撐效果、使用門(mén)檻、應(yīng)用規(guī)范性等方面的優(yōu)劣性，并對(duì)方法的選擇和應(yīng)用提供參考建議。

關(guān)鍵詞：預(yù)定時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)法 MOD MTM-1 MTM-UAS

中圖分類號(hào)：F273?? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B?? DOI： 10.19710/J.cnki.1003-8817.20230101

Predetermined Time Standard Parallel Comparison and Application Analysis

Lu Tong

（Li Auto Inc.， Shanghai 200000）

Abstract： To enable manufacturing enterprises and individuals to choose appropriate Predetermined Time Standards methods， increase the applicability and practicality of Predetermined Time Standards methods application process， this paper analyzed the methods of Modular Arrangement of Predetermined Time Standard （MOD）， Methods-Time Measurement-1 （MTM-1）， Methods-Time Measurement - Universal Analysis System （MTM-UAS） in terms of time accuracy， analysis efficiency， improvement supportability effect， application threshold and application standardization， the paper also provided reference suggestions for method selection and application.

Key words： Predetermined time standard， MOD， MTM-1， MTM-UAS， Technology comparison

作者簡(jiǎn)介：盧彤（1981—），男，經(jīng)濟(jì)師，碩士學(xué)位，研究方向?yàn)楣I(yè)工程及精益生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)引用格式：

盧彤. 預(yù)定時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)橫向?qū)Ρ燃皯?yīng)用性分析[J]. 汽車工藝與材料， 2024（4）： 32-39.

LU T. Predetermined Time Standard Parallel Comparison and Application Analysis[J]. Automobile Technology & Material， 2024（4）： 32-39.

1 前言

預(yù)定時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)（Predetermined Time Standards，PTS）法是一種工作衡量方法， 通過(guò)將人體動(dòng)作分解為基本動(dòng)作要素，依據(jù)動(dòng)作的性質(zhì)和條件，代入預(yù)先規(guī)定的時(shí)間值，從而得出整體動(dòng)作的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間值[1-2]。

利用PTS方法可以建立標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間并設(shè)計(jì)工作方法，打造高效穩(wěn)定的生產(chǎn)模式[3-4]。一方面，通過(guò)制定標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)時(shí)間（即熟練員工在正常條件下完成作業(yè)所需要的時(shí)間）實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化管理，包括作業(yè)工位排布、生產(chǎn)資源需求規(guī)劃、產(chǎn)能核算和成本報(bào)價(jià)以及效率考核評(píng)價(jià)；另一方面，可以在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)搭建之前，通過(guò)對(duì)作業(yè)方法的規(guī)劃和評(píng)價(jià)在規(guī)劃階段一次性完成工作方法設(shè)計(jì)，包括規(guī)劃和改善作業(yè)方法，并為產(chǎn)品和夾具設(shè)計(jì)優(yōu)化提供決策依據(jù)。

當(dāng)前汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，越來(lái)越多的主機(jī)廠希望借助PTS方法提升效率、降低成本，提高產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。但當(dāng)前PTS方法眾多，不同方法之間差異較大，本文對(duì)比了當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的3種PTS方法，分析方法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用性，為PTS方法選用提供參考依據(jù)。

2 PTS原理簡(jiǎn)述

目前開(kāi)發(fā)的PTS方法已有40多種，其中，方法時(shí)間測(cè)量（Methods-Time Measurement，MTM）和模特法（Modular Arrangement of Predetermined Time Standard，MOD）在國(guó)內(nèi)應(yīng)用最為廣泛[5]。MTM方法中的方法時(shí)間測(cè)量-模塊1（Methods-Time Measurement-1，MTM-1）和方法時(shí)間測(cè)量-通用分析系統(tǒng)（Methods-Time Measurement - Universal Analysis System，MTM-UAS）最為常用。

MTM通過(guò)對(duì)大量細(xì)微動(dòng)作進(jìn)行研究，將作業(yè)、動(dòng)作的標(biāo)準(zhǔn)要素及其時(shí)間總結(jié)為PTS方法，形成MTM基本方法，后續(xù)被定義為MTM-1，應(yīng)用廣泛[6]。MTM-1將人體動(dòng)作分為8種手部基本動(dòng)作、2種視線動(dòng)作和15種身體動(dòng)作，根據(jù)動(dòng)作的特征和條件共包含406種動(dòng)作編碼組合，并為每個(gè)動(dòng)作編碼賦予時(shí)間值，從而形成時(shí)值表，時(shí)值單位為T(mén)MU（Time Measurement Unit），1 TMU=0.036 s。

1970年，MTM協(xié)會(huì)針對(duì)系列生產(chǎn)方式，開(kāi)發(fā)了MTM-UAS。UAS整合了MTM-1的基本動(dòng)作，精簡(jiǎn)了分析條件，形成7個(gè)基本動(dòng)作和29個(gè)動(dòng)作編碼組合，提升了時(shí)間分析效率[7]，因此，UAS成為當(dāng)前使用最多的MTM分析模塊[8]。

MOD即模塊化預(yù)定時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，由澳大利亞的G.C.Heyde博士在1966年創(chuàng)立[9]。MOD把實(shí)際生產(chǎn)的人工動(dòng)作歸納為21種，以最簡(jiǎn)單的手指動(dòng)作為單位時(shí)間，定義1 MOD=0.129 s，其他動(dòng)作都以手指動(dòng)作的整數(shù)倍表示。因此，MOD將動(dòng)作編碼和時(shí)間值一體化，在確定動(dòng)作后不需要查詢時(shí)值表就可以算出標(biāo)準(zhǔn)時(shí)值，更為簡(jiǎn)單，且精度不低于傳統(tǒng)PTS[10]，自1985年引入國(guó)內(nèi)以來(lái)，應(yīng)用廣泛，相關(guān)研究眾多[11]。3種方法對(duì)比如表1所示。

3 PTS分析實(shí)例

MTM-1、MOD、UAS的分析過(guò)程基本相同，均需定義和描述作業(yè)場(chǎng)景，細(xì)分基本動(dòng)作，明確動(dòng)作要求及條件，再賦予動(dòng)作編碼和時(shí)值[12-13]。但3種方法在動(dòng)作要素細(xì)分中顆粒度差異較大（表2），導(dǎo)致對(duì)相同作業(yè)內(nèi)容細(xì)分成基本動(dòng)作的粗細(xì)程度有明顯差異。

以取放動(dòng)作循環(huán)為例，3種方法動(dòng)作分解如圖1所示。MTM-1將取放動(dòng)作拆解為伸手、抓握、遞送、連接、松開(kāi)5個(gè)基本動(dòng)作，分解顆粒度最細(xì)；UAS將MTM-1基本動(dòng)作整合為1個(gè)“夠取和放置”基本工序，分析最為便捷；MOD介于MTM-1和UAS之間，包含夠取、放置2個(gè)動(dòng)作序列。

結(jié)合某實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)場(chǎng)景，分別使用3種方法制定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間展示方法的差異性。作業(yè)場(chǎng)景為典型的手工組裝作業(yè)，作業(yè)內(nèi)容為在產(chǎn)品外殼中安裝2個(gè)器件，檢查后再投入下一工位。3種方法制定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間如表3～表5所示。

4 PTS橫向?qū)Ρ?/p>

PTS不同方法差異較大，PTS方法的選用需要對(duì)比各方法的準(zhǔn)確性、效率性以及改善支撐性，衡量各方法的使用門(mén)檻和應(yīng)用規(guī)范性。因此，對(duì)MTM-1、UAS、MOD 3種方法的特點(diǎn)進(jìn)行分析對(duì)比。

4.1 時(shí)間準(zhǔn)確性對(duì)比

MTM-1、UAS、MOD的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間值均通過(guò)大量場(chǎng)景的測(cè)量數(shù)據(jù)評(píng)定得出，其標(biāo)準(zhǔn)核算在國(guó)內(nèi)外不同場(chǎng)景均得到充分驗(yàn)證。結(jié)合第3節(jié)中PTS的分析實(shí)例，雖然3種方法的分析過(guò)程存在差異，但總標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間偏差較小，3種方法制定時(shí)間與平均值差異均低于5%（表6），與相關(guān)研究分析結(jié)論吻合[14]。

PTS方法標(biāo)準(zhǔn)時(shí)值的開(kāi)發(fā)綜合考慮了各種影響動(dòng)作的因素，最終計(jì)算出固定的分析時(shí)間，但分析時(shí)間不可避免地與實(shí)際所需時(shí)間存在一定的偏差，即系統(tǒng)偏差。如MOD移動(dòng)動(dòng)作M4作業(yè)范圍為（30，45] cm，該范圍內(nèi)手部移動(dòng)的分析時(shí)間為4 MOD（0.516 s），而在實(shí)際作業(yè)中，手在該距離范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)所需要的時(shí)間會(huì)有一定的變化，變化的需求時(shí)間與不變的分析時(shí)間之間的差異為M4動(dòng)作的系統(tǒng)偏差。MOD和UAS在基本動(dòng)作分解上比MTM-1顆粒度更大，因此，針對(duì)單一的基本動(dòng)作，MOD和UAS出現(xiàn)系統(tǒng)偏差的可能性比MTM-1更大。但系統(tǒng)偏差僅對(duì)單個(gè)動(dòng)作或短周期動(dòng)作組合有影響，隨著分析時(shí)間的增加，出現(xiàn)的正偏差值和負(fù)偏差值可以相互抵消[15]。

另外，以上時(shí)間準(zhǔn)確性分析主要通過(guò)3種方法的橫向比較，沒(méi)有對(duì)比實(shí)測(cè)人員作業(yè)時(shí)間。由于實(shí)測(cè)時(shí)間受人員熟練度、技能水平、努力程度等因素影響，而PTS方法制定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間反映的是熟練作業(yè)人員完成指定工作要求所需要的必要時(shí)間[8]，所以實(shí)測(cè)時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的差異只能反映當(dāng)前人員作業(yè)水平的高低，實(shí)測(cè)時(shí)間比標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間低則表示當(dāng)前人員效率比標(biāo)準(zhǔn)水平高，反之則表示人員效率比平均水平低，實(shí)測(cè)時(shí)間對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的差異不能作為PTS時(shí)間準(zhǔn)確性的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 分析效率性對(duì)比

結(jié)合第3節(jié)中PTS的分析實(shí)例，MTM-1需要對(duì)作業(yè)分解至基本動(dòng)作要素，左、右手同時(shí)分析，實(shí)例中作業(yè)場(chǎng)景共分析動(dòng)作編碼57個(gè)，平均單個(gè)編碼時(shí)長(zhǎng)為0.17 s。MOD同樣需要分析雙手，而分析過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)便，共需分析動(dòng)作編碼18個(gè)，平均單個(gè)編碼時(shí)長(zhǎng)為0.55 s。UAS作為MTM-1的簡(jiǎn)化分析模塊，整合了MTM-1的動(dòng)作和編碼，在3種方法中分析最精簡(jiǎn)，共有7個(gè)動(dòng)作編碼，平均單個(gè)編碼時(shí)長(zhǎng)為1.41 s，如表7所示。

PTS方法的單個(gè)編碼平均時(shí)間越長(zhǎng)，則分析過(guò)程需要分解的動(dòng)作編碼越少，分析人員制定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的時(shí)間越短，分析效率越高[8]。由此可見(jiàn)，在3種方法中，由于UAS分析顆粒度最大，因此分析效率最高，其次是MOD，最后是MTM-1。按本例數(shù)據(jù)推導(dǎo)，MOD分析效率約為MTM-1的3倍，UAS分析效率約為MTM-1的8倍。

4.3 改善支撐性對(duì)比

PTS分析過(guò)程可以識(shí)別動(dòng)作改善點(diǎn)，以及對(duì)改善效果進(jìn)行量化評(píng)估。一是可以識(shí)別并消除作業(yè)過(guò)程的動(dòng)作浪費(fèi)，或通過(guò)對(duì)產(chǎn)品、夾具設(shè)計(jì)優(yōu)化縮短動(dòng)作時(shí)間[16]；二是通過(guò)對(duì)比改善前和改善后的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，量化改善的效果[17]。由后文中改善示例可知，MTM-1因動(dòng)作分析顆粒度更細(xì)化，在改善支撐方面更有優(yōu)勢(shì)，更適合分析動(dòng)作的浪費(fèi)點(diǎn)，評(píng)估改善效果。

4.3.1 降低動(dòng)作等級(jí)改善

降低動(dòng)作控制等級(jí)可以降低動(dòng)作難度，從而縮短動(dòng)作時(shí)間。如MTM-1放置間隙分為M-A、M-B、M-C、P1、P2、P3共6個(gè)等級(jí)，通過(guò)放寬放置過(guò)程間隙等級(jí)，可以縮短所需的放置時(shí)間。而UAS和MOD的放置等級(jí)區(qū)分更粗放，UAS放置等級(jí)分為大約、松弛、緊密3個(gè)等級(jí)，MOD放置等級(jí)分為P0、P2、P5 3個(gè)等級(jí)。收納桶邊緣間隙改善對(duì)放置動(dòng)作的優(yōu)化如圖2所示，可通過(guò)MTM-1識(shí)別并評(píng)估改善效果，但使用UAS或MOD方法無(wú)法衡量。

4.3.2 縮短動(dòng)作長(zhǎng)度改善

MTM-1方法將手部移動(dòng)距離分為25個(gè)等級(jí)（每2～5 cm為1級(jí)），相對(duì)MOD的5個(gè)等級(jí)和UAS的3個(gè)等級(jí)，MTM-1能更好地識(shí)別該類型改善機(jī)會(huì)點(diǎn)以及衡量該類型改善的效果，如圖3所示。

4.3.3 雙手配合作業(yè)改善

只在雙手難以同時(shí)作業(yè)時(shí)UAS方法才需要分析雙手的動(dòng)作，而MTM-1和MOD的分析過(guò)程均需要對(duì)左、右手動(dòng)作進(jìn)行分解。因此，MTM-1和MOD更便于識(shí)別雙手配合的改善點(diǎn)，如圖4所示，通過(guò)MTM-1進(jìn)行雙手同時(shí)裝配的改善分析，縮短整體裝配時(shí)間。