汽車制造標準工時的建設方法及應用

曹銳鋒，韋 軍，劉軍艦

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西 柳州 545007）

汽車的制造過程由眾多工序組成，各工序工程內容的飽和度、負荷度，體現(xiàn)了車間的管理水平，而標準化管理每個崗位的負荷度，則需引進標準工時。傳統(tǒng)的工時數(shù)據制定采用經驗估值法、歷史記錄法、秒表實測法，得到的數(shù)據主觀、受環(huán)境影響大、不適用于多人作業(yè)，制定的工時數(shù)據不能客觀反映實際的生產情況。本文結合某公司總裝車間的實際情況，引入STDS（Standard Time Data System）來建立標準工時庫。區(qū)別于傳統(tǒng)的工時數(shù)據制定方法，STDS 采用國際勞工組織認可的ILO100 的標準操作速度來分解計算每一個SOS/JIS 的標準工作時間，得出的數(shù)據更加客觀，也更具參考價值。

本文使用STDS 建設總裝車間的標準工時庫，計算產品的BEC（Base Engineering Content，基本工程內容，也被稱為增值操作工時），參考北美通用的產品，其車型的BEC 逐年降低，降低了BEC，即降低了單車的人工成本。另外，在評價產品的設計、制造及車間的管理水平上，BEC 為這些研究提供了一個評估比較的基準。所以本文在建設標準工時庫時，更注重于對BEC 的研究。

1 標準工時庫的建立

在當今制造業(yè)越來越集成化的趨勢下，制造過程中的各種數(shù)據資源都是相互關聯(lián)和共享的，如果失去了彼此之間的關聯(lián)，各部分相互獨立，則其價值會大打折扣[1]，標準工時庫的建設也是如此。標準工時庫的建立，需要多方資源的支持與輸入，輸入信息的準確性、真實性決定了建立工時庫的可靠性，在資料收集、梳理以及對計算結果的審核過程中，不能脫離基礎數(shù)據，要以制造的實際情況為依據。接下來以某車型尾門裝飾板組件介紹整個建設過程。

1.1 資料（輸入信息）收集

需要收集的輸入信息包含：產品數(shù)模、工程零件清單、工藝文件和車間的工藝設備、工裝工具等的參數(shù)信息。

1.2 整理收集的信息

將輸入信息參照工藝文件梳理出裝配順序和裝配內容，標識出零部件信息及數(shù)量。如圖1 所示為尾門飾板信息梳理結果。

圖1 尾門飾板信息梳理

1.3 將整理好的信息輸入到STDS 中

在這個過程中，信息輸入對應到STDS 中的操作分為兩個步驟：一是根據操作內容選擇對應的語句編號；二是根據零部件信息、數(shù)量等選擇相應的參數(shù)。在參數(shù)選擇界面，不同的操作內容在參數(shù)選擇上有差異：安裝飾板需要選擇的參數(shù)是飾板的表面積和推緊的次數(shù)，定位物體需要選擇的參數(shù)是零部件的放置距離、調整次數(shù)，打緊緊固件需要選擇的參數(shù)是工具空轉轉速、緊固件的螺距、緊固長度、工具類型等，如圖2 所示為緊固螺釘?shù)膮?shù)選擇操作界面。

圖2 緊固螺釘參數(shù)選擇操作界面

1.4 計算BEC

完成語句編號以及語句編號對應的參數(shù)選擇之后，系統(tǒng)計算出結果（見圖3）。

圖3 尾門裝飾板組件計算結果

1.5 計算結果導出

完成一個組件的計算后，將計算結果選中，導出到指定的Excel 表中，再與第3 步梳理的信息進行合并，保存數(shù)據，便于使用傳統(tǒng)的辦公軟件閱讀、編輯，也方便沒有此系統(tǒng)的工程人員交流、追溯數(shù)據。

1.6 數(shù)據審核

數(shù)據審核，需要結合車間的實際情況，如車間工裝工具更新、設備更新、物料放置距離變化等都會導致實際的工時變化，此時就需要重新選擇有變更的參數(shù)，及時更新計算值，確保計算值和車間的實際值貼近，以保證標準工時庫的真實性、可靠性。另外，考慮到因各操作員工的效率不同而導致的計算值和實際值的差異，本文采取現(xiàn)場實測和ILO100 速率標準相結合的方法，將計算值進行一定比例的微調[2]。

1.7 數(shù)據整合、匯總成標準工時庫

參照以上步驟，將整車的其他零部件工時計算出來，進行匯總，就能得到整車標準工時，以此類推，就能得到全車型的標準工時。本文在標準工時庫的建設過程中選擇優(yōu)先建立總裝車間在產的基礎車型的標準工時庫，改款車型只需計算新增加的零部件和結構有變更的零部件，其他變化不大的零部件直接參考基礎車型的值，后續(xù)新開發(fā)的車型亦是如此。如圖4 所示為總裝車間車型工時匯總。

圖4 總裝車間車型工時匯總

2 標準工時庫的應用

標準工時庫的建立，對實際的生產制造具有一定的指導意義，比如進行工時數(shù)據（產品工時、整車工時、工廠工時）對標、人員操作效率計算等，來優(yōu)化產品、改善管理水平，為進一步提高設計、制造及管理水平助力。結合某公司的實際生產過程，本文研究出的工時應用為以下幾個方面。

其一，對產品設計，引進標準工時來指導設計、優(yōu)化產品結構。標準工時庫的建立，為產品結構的評估引入了一個新的評價維度：以增值操作工時的高低來評價產品結構的優(yōu)劣，未來產品的設計方向應向著降低工時的方向進行。在開發(fā)新產品的過程中，用工時來約束產品、對標零部件等，從而對產品結構進行優(yōu)化，如圖5 所示，左側為老車型的尾門線束布線安裝方式，右側為新車型尾門線束設計圖，對標老車型的尾門線束，對新車型的布線方式、緊固點進行優(yōu)化，減少了2 個卡扣安裝點，經計算節(jié)約工時2.88s。

圖5 新車型尾門線束優(yōu)化

在產品約束方面，通過對標老車型的基礎工時，用模塊化、集成化的思想指導設計。如：設計能夠自定位的零件來減少定位時間；將零件合并減少安裝時間；將頂燈、頂燈線束、天線后饋線集成至頂襯，能有效減少工時，節(jié)約工時約79.19s。

其二，對產品制造，標準工時在工藝優(yōu)化上也有著重要作用。工藝優(yōu)化包含工藝流程優(yōu)化和更換工藝設備，工藝變更體現(xiàn)在時間上的差異就是工時的變化。標準工時在制造階段的應用主要體現(xiàn)在兩個方面：一是參考基礎車型工藝工時優(yōu)化新車型工藝，如進行工藝的重新編排，將門板內側的貼片安裝布置到車身車間，節(jié)約工時約2.4s；二是引入自動化設備提高車間自動化率，如將天窗、座椅、輪胎等大、重物料采用機器人進行裝配，既提高了安裝精度也提高了安裝的效率，有效消除員工操作熟練度、疲勞度對工藝工時造成的影響。

其三，在管理方面，怎么衡量車間管理水平、如何節(jié)約成本等也需要標準工時的支持。本文在管理方面研究出的標準工時體系建設方法為：（1）參考產品BEC 優(yōu)化人員配置：目前在總裝車間生產的車型中，一款車型有多種配置，不同配置產品的工時有差異，通過借助BEC 來調整工時有較大變化工位的人員配置，有效節(jié)約成本；（2）參考整車BEC，將工時接近的車型安排在同一產線上，提高產線利用率：如將PL200、PL201、PL202 安排在A 線生產，將PL100、PL210、PL310 安排在B 線生產，有效消除等待浪費；（3）工廠管理水平評估：計算BEC 占工廠統(tǒng)計工時（包含BEC 和非增值操作時間）占比，以此指導車間提高管理水平，如可以通過改善物料放置點來減少員工移動距離、統(tǒng)一工具減少設備切換的時間、采用便攜式工具減少員工拿取工具的時間等措施來壓縮非增值時間，提高BEC 占比。

標準工時不單單只能應用于設計、制造及管理環(huán)節(jié)中，還貫穿于產品全生命周期。標準工時體系在產品全生命周期中的建設在設計、量產階段體現(xiàn)的是：工時約束產品設計和標準工時管理，這兩部分在前文已有闡述，接下來主要介紹標準工時體系在小批量造車驗證階段的建設。在小批量驗證造車之初，參考產品標準工時部署工藝流程；在造車過程中，聯(lián)合設計、制造、管理等人員評估方案并驗證完善，以及進行潛在降低工時的方案探討工作。這些流程及標準在小批量驗證造車階段成熟后，即可移植到量產階段，支持量產造車。

上述的應用，只是標準工時的一部分，本文將繼續(xù)加強工時業(yè)務和其他業(yè)務、其他部門的聯(lián)系研究，建設完整的工時體系業(yè)務鏈（見圖6）并推廣，最大化挖掘標準工時的價值。

圖6 標準工時業(yè)務鏈

3 結束語

本文結合某公司總裝車間實際情況，建立標準工時庫，從建設過程和標準工時庫的應用等展開研究。本文所提出的標準工時庫建設及應用方法，同樣適用于其他車間、其他制造業(yè)，有較強的推廣性，且方法簡單，參考價值大。為了充分挖掘標準工時的價值，結合實際的生產需求，作者將來會從以下幾個方面繼續(xù)研究：（1）將標準工時庫與工段信息結合，為工藝編制搭建新平臺；（2）標準工時與三維工廠結合，助力實現(xiàn)精準虛擬制造，打造數(shù)字化工廠；（3）標準工時對接產品數(shù)據庫，建立產品數(shù)據與工時數(shù)據可視化平臺，實現(xiàn)產品數(shù)據、工時數(shù)據同時快速調用。期望通過這些研究，加強標準工時與其他業(yè)務的聯(lián)系，充分發(fā)揮標準工時的價值，為制造數(shù)字化智能工廠助力。