汽车装配工时速算方法的探索应用

张博，熊凯，徐俊，顾金龙

汽车装配工时速算方法的探索应用

张博，熊凯，徐俊，顾金龙

（吉利汽车集团有限公司，浙江 宁波 315336）

在竞争日益加剧的市场环境下，为降低成本，提升市场需求满足能力，每个汽车及零部件制造企业都不断致力于提高生产效率，提高生产线的生产能力，着重点在于消除瓶颈工位，实现生产线的线平衡。为最大限度地实现线平衡，在项目开发阶段就要通过工时分析充分确认工艺流程布置的合理性。该项工作的核心内容就是生产线各工位的作业工时核算。文章主要介绍提升工时核算效率、实现工时核算标准化及自动化应用的方法。通过该方法的探索应用，明确分析要素，简化分析步骤，可实现工时核算效率提升50%以上。

工时分析；速算方法；效率提升；工时估算

前言

随着生活水平的提升，顾客对汽车产品的需求量激增，在日益加剧的市场竞争环境下，各个汽车及零部件制造企业致力于不断提高生产效率，提高生产线的生产能力，着重消除瓶颈工位，实现生产线的线平衡。为最大限度地实现线平衡，在项目开发阶段就要通过工时分析充分确认工艺流程布置的合理性，该项工作的核心内容就是生产线各工位的作业工时核算，目前运用较广的有MTM-UAS（方法与时间测定法）、MODAPTS（模特排时法）等PTS（预定动作时间标准法）计算方法。

运用PTS（预定动作时间标准法）计算方法开展工时分析工作的步骤如下（图示见图1）：

图1 PTS（预定动作时间标准法）计算方法工作步骤图

（1）确定作业对象。

（2）分析作业对象的作业方法。

（3）将作业方法根据规则细分成人体基本动作要素（如：MTM-UAS法把动作分解为“伸手、移动、抓取、定位、放下、行走”等动作要素；MODAPTS法根据人体作业时的运动部位（手指、手腕、前臂等）将作业动作分解为21种人体基本动作要素）[1]。

（4）从《标准动作时间表》中查询获得各动作要素对应的时间（如表1，表中1模数=0.129 秒）[1]。

（5）统计该作业的各个动作要素对应时间，累计换算为时间值，得到标准作业时间。

表1 MODAPTS法标准动作时间表

动 作代码模数动 作代码模数 手臂的移动手指M11其它动作观察E22 手腕M22校正R22 小臂M33判断D33 大臂M44蹬踏F33 肩部M55按压A44 抓取接触G00回转C44 简单G11步行W55 复杂G33弯腰B1717 定位不要目视P00坐下S3030 需要目视P22重量附加L11 非对称P55

运用PTS 计算法开展工时分析工作时，薄弱项如下：

（1）各项工作必须分解成基本动作。这就需要分析人员具备丰富的实操经验及工序工步优化能力[2]。在分析基本动作的同时要考虑到调节因素及动作顺序，否则将会分解出冗余的肢体动作或丢失动作，增大分析工时与实操工时差异，丧失分析工作的意义；且该项工作细微繁琐，需要消耗工时分析人员大量的时间去完成分析工作。

（2）由于这种方法表面上看起来使用方便，但实际需要结合实际作业环境进行分析，分解基本动作和确定调节因素需要工程师具备较高的专业技能及经验，对于经验不足者来说，容易出现不合时宜的使用。

整车工艺开发前期VBE（VBE是按照工艺装配顺序根据发布的3D数据进行虚拟装配的确认活动）阶段BOP（工艺流程图）参考在产车型流程搭建，但共线车型产品结构及零件数量存在差异，如果各工序操作使用PTS方法分析工时，消耗时长将严重影响同步工程整体工作进度，从而影响项目整体开发周期；如果凭借经验评估各工序操作工时，易出现评估准确性低问题，导致工位作业量规划不合理，后期线平衡调整工作量大，VBE准确率低，工序调整后导致其与同步工程阶段分析工艺差异客观存在，易增加由于工艺调整产生的新问题，此时问题解决成本上升，带来不必要的费用支出。为提升工序工时分析工作效率，降低分析人员能力需求，缩小分析工时与实操工时间的差异，提升VBE准确率，控制开发成本，在现有标准基础上探索新的应用方法势在必行。

1 工时速算方法探索研究

1.1 工时速算方法基础选择

就汽车总装行业而言，生产线上的主要作业内容可简述为将整车各个零部件组合装配到车身上，工序主要针对装配作业开展，作业工时分析一般按工序工步开展，工步向下再拆分，根据装配作业的性质主要可拆分为取件、拆包、装件、返回等，再进一步分解到人体基本动作[3]，如汽车总装作业取件为线边料架取件或SPS料车取件，取件可分解为人体基本动作“行走（步行至零件料架位置）、伸手、抓取、行走（步行至零件装配位置）”；拆包可分解为“伸手、抓取、移动”，其与MTM-UAS方法匹配度较高，从适用性方面考虑定义MTM-UAS方法为探索新方法应用的基础较为合理。

1.2 工时速算目标确定

应用改善基于MTM-UAS方法及工作步骤，借助计算机辅助系统，简化分析流程，通过往期数据库对比核查以往工时数据及车型结构数据锁定速算作业模型，开发工时速算工具，实现数据自动统计及运算，从而实现便捷运算及超负荷统计异常显示，工序问题前置，根据优化步骤制定效率目标可提升工作效率50%以上。

1.3 工时速算逻辑建立

逻辑的建立是工时分析方法改善执行的基础，根据汽车总装装配行业特性结合MTM-UAS方法基本动作要素及改善目标建立优化工时速算逻辑，最终确立工时速算逻辑如图2所示。

通过关系树的创建及标准工时库的建立，使用时无需再进行作业基本动作的细化分解判定，简化分析步骤，从而降低分析人员对专业方法的强相关需求，无需考虑分析人员实操经验、工序工步优化能力差异造成的动作分解偏差，保证工时分析差异最小化及准确性。

图2 方案主逻辑图

通过开发工具的应用，无需分析人员开展现有PTS法分析时的作业分解、查表、符合条件确认、工时累加、工时统计工作，这类工作均通过软件工具提取计算，简化分析人员的分析步骤，从而大幅提升工作效率。

1.4 工时速算方法确立

根据主逻辑图逻辑关系，确定工时速算方法步骤：

（1）根据汽车总装行业特点，梳理装配作业类型。梳理装配类型前先了解装配的定义：每个产品均由若干个零件组成，将若干合格的零件按规定的技术要求组装，并经调整、测试，成为合格产品的过程称为装配。

汽车行业总装装配作业类型根据零件间的组合方式可分为螺纹连接（利用螺纹紧固件将不同的零件组合）、粘贴（利用胶粘剂将不同的零件组合）、卡接（利用卡扣将不同的零件组合）等，装配作业类型按照零件组合方式，作业手法等梳理分类，形成逻辑树基础根基。

（2）根据梳理出的装配作业类型向下拆分约束条件。根据逻辑树基础关联的零件状态属性（如刚性零件、弱刚性零件等）、供货属性（如主体零件和标准件整体供货等）、作业需求（如调整、按压等）等衍生出逻辑树枝干，创建父子级逻辑关系树。

（3）根据逻辑关系树末梢（带作业工况条件的螺接、卡接、粘贴、插接等工步操作），运用MTM-UAS方法分析底层装配动作要素，完成逻辑关系树末梢作业的动作分析。

（4）根据分析出的动作要素定义要素参数并制定参数规则。

（5）组合各装配作业类型对应的动作要素，建立对应装配作业类型的工时分析标准条目。

（6）依照逻辑关系树分支依次分析各装配作业类型约束条件及动作要素，制作各对应装配类型的工时分析标准条目，梳理建立标准工时库。

（7）根据创建的逻辑关系树及标准工时库，开发软件工具，将逻辑关系树以简洁的方式体现在工具窗口界面上，同时通过程序编译桥接工具界面与标准工时库及工序工时分析文件。

逻辑关系树末梢对应编译多段程序调取标准工时库条目，软件工具通过调取逻辑关系树末梢程序桥接标准工时库及工序工时分析文件，桥接关系逻辑图见图3。

图3 软件工具桥接关系逻辑图

（8）利用软件工具开展工时分析，分析时在工具分析界面（如图4）根据装配类型选择关系树分支，即可将对应标准工时条目调出添加至工序工时分析文件中。

图4 分析工具界面

（9）分析人员在工序工时分析文件中填入要素参数（如：标准件数量、卡点数量等），即生成该工序工时，完成该工序工时分析。

通过以上方法步骤，降低工时分析实际人工需求及专业技能需求，借助计算机辅助系统开发的软件工具实现工时分析自动化、简便化、快速化及标准化。

1.5 VBE阶段工时估算

为进一步提速增效，适应整车工艺前期VBE阶段BOP搭建的需求，进一步缩短工时核算周期对同步工程工作周期的影响，在上述工时分析方法的基础上进行进一步的探索研究，简化提炼标准工时模型，探索开发速算估算工具，用于支撑开展工序粗排工作，具体方法如下。

根据总装常用作业类型梳理上述标准工时库中的工时代码组合，结合往期工时数据库及现场实际生产情况，筛选通用/常用工况代码组合作为估算标准工时，借助计算机辅助系统开发速算工具，估算标准工时筛选规则以线束插接作业为例如下。

线束插接作业：经对比以往数据库工时分析数据及现场作业工况考察，常用工况为不带锁止销插接件单手插接或双手对插（此两种插接方式常用且代码组合相同），据此将以上组合代码作为估算标准中线束插接操作的标准工时，工时计算时，仅需判定作业内容为线束插接，然后在下拉选项中选择线束插接，填入插件数量，工位属性等信息根据工位工作内容实现下拉菜单选择，即可实现增值工时、总工时自动计算及工位工时统计，作为VBE阶段工位工作量调整判断依据。

由于汽车总装装配作业生产线主要依靠人工实现作业，作业工位辅助工装/机械手配置情况、物流上线形式条件，都将影响人工作业效率[4]，故工时估算速算工具中添加逻辑条件，考量其对整体作业工时的影响，提升工时估算准确性。

由于精简了标准条目数量，同时缩小了分析文件容量，分析效率得以进一步提升。

2 工时速算方法应用验证

2.1 工时速算方法应用验证

任何工作方法的推行都要经过实践应用的检验，本文所述方法亦不例外。借助汽车集团的项目开发资源优势及项目开发计划，在某新工厂某新型新能源汽车项目上实施应用。经验证，使用工时速算方法，整车工时核算周期为12天·人，相对以往项目平均周期40天·人，工作效率提升70%。

使用工时速算估算方法，VBE阶段的工时估算周期可缩减至5天·人，工位工作量评估通过速算估算方法实现从以往的凭经验判定调整为简便的量化评估，并通过计算机辅助程序实现工位工时智能统计及超负荷工位异常显示，实现工作量直观判断，指导调整工艺流程，工艺排布准确率得以提升，实现工艺流程问题前置，后期线平衡调整工作量降低，提升同步工程分析工作问题发掘率，分析效率提升80%。

2.2 工时速算方法应用阶段及流程梳理

以上工时分析方法（1.4章节工时速算方法；1.5章节工时速算估算方法）探索改善后，可满足两种需求：

（1）使用工时速算估算方法开展工程数据前期（V0/V1阶段）的工时估算，用于指导工序粗排，保证同步工程分析准确性及问题发掘率，降低后期工艺流程调整导致的工艺风险；

（2）数据冻结后，使用工时速算方法开展工艺流程开发阶段的工时核算，指导生产线布局及人员配备。

通过两种工时速算方法的探索研究，结合项目开发计划及阶段性目标，经实践表明有针对性的应用可有效提升工作效率，削减冗余论证调整工作量，将有限的时间更多的投入有效工作，保证项目周期及质量[5]。

3 结论

随着市场需求的变化，各主机厂的新车型开发周期不断压缩，推动着各项工作的加速变化革新，工作效率的提升势在必行，在这种情况下要不断的探索创新，革新工作方式方法，适应市场需求，顺势而生，工时速算方法的探索应用实现了项目开发阶段工作效率的大幅提升，才能够在保证项目周期的基础上，助推项目质量的快速攀升。

[1] 范中志.工业工程基础[M].广州:华南理工大学出版社,2005,210- 230.

[2] 何善平,奚立峰.发动机装配线平衡方法研究[J].工业工程,2005,18 (3):83-86.

[3] 赵岩,王树娟,孟新.浅谈标准工时在制造业的建立与应用[J].信息周刊,2019,(14):79-80.

[4] 韩宇,王耀,崔国星.基于多工种､多品种生产模式建立工时定额标准的探索与实践[J].航天工业管理,2019,(12):40-42.

[5] 方礼霞.浅谈工时定额管理的意义与困惑[J].中国石油和化工标准与质量,2018,38(1):66-67.

Exploration and Application of Quick Calculation Method of Man-hours for Automobile Assembly

ZHANG Bo, XIONG Kai, XU Jun, GU Jinlong

（Geely Auto Group Co., Ltd., Zhejiang Ningbo 315336）

In the increasingly competitive market environment, in order to reduce costs and improve the ability to meet market demand, every automobile and parts manufacturing company has been committed to continuously improving production efficiency and increasing production line production capacity, focusing on eliminating bottlenecks. Realize the line balance of the production line. In order to achieve line balance to the greatest extent, during the project development stage, the rationality of the process layout must be fully confirmed through man-hour analysis. The core content of this work is the man-hour accounting of each station of the production line. This article mainly introduces the improvement of man-hour accounting efficiency, a method to realize the standardization and automatic application of working hours accounting. Through the exploration and application of this method, the analysis elements are clarified and the analysis steps are simplified, and the efficiency of man-hour accounting can be increased by more than 50%.

Man-hour analysis; Rapid calculation method; Efficiency improvement; Man-hour Estimate

U466

A

1671-7988(2021)23-124-04

U466

A

1671-7988(2021)23-124-04

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.023.035

张博，就职于吉利汽车集团有限公司，研究方向：汽车制造工艺。