工業工程之標準時間

何益仙

菲尼克斯亞太電氣（南京）有限公司，江蘇南京 211100

1 工業工程簡介

1.1 工業工程定義與目標

工業工程（IE——Industrial Engineering）是對人員、物料、設備、能源和信息所組成的集成系統進行設計、改善的一門學科。它綜合運用數學、物理學和社會科學方面的專門知識和技術以及工程分析和設計的方法，對該系統所取得的成果進行確定、預測和評價。IE形成于19世紀末、20世紀初的美國泰勒等人的科學管理運動，它是一門綜合交叉性的邊緣學科，是技術與管理相結合的一門工程學，其綜旨是提高工作效率，降低成本，提高質量，追求系統的整體優化。它是精益生產系統的基礎工程技術，它又是科學、客觀、量化的管理技術。

IE的研究目標就是要使生產系統投入要素得到有效利用，降低成本，保證質量和安全，提高生產率，獲得最佳效益。具體的講，就是通過研究、分析和評估，對制造系統的每個組成部分進行設計（包括再設計，即改善），再將各個組成部分恰當地綜合起來，設計出系統整體，以實現生產要素合理配置，優化運行，保證低成本、低消耗、安全、優質、準時、高效地完成生產任務。它追求的是系統整體的優化與提高。

1.2 工業工程的特點

IE是實踐性很強的應用學科?，F代IE有以下幾個方面的基本特點：

1）以人為本

生產系統的要素，人、機、料、法、環，人是其中最活躍和最不確定性的因素，所以在進行系統設計、實施、控制和改善的過程中，必須充分考慮人和其他要素之間的關系和相互作用，以人為中心進行設計才能更好的達到目標。

2）核心TQC

T（Time）即提高生產生產效率，Q（Quality）即提高產品質量，C（Cost）即降低成本，此為任何一個生產系統的設計和改善所追求的永恒目標。

3）IE的重點是面向微觀管理（注重三化）

三化是指簡單化、專業化和標準化，是IE的重要原則。三化對降低成本，提高效率起到重要作用。

4）IE是系統優化技術

IE所強調的優化是系統整體的優化，不單是某個生產要素或某個局部的優化，最終追求的目標是系統整體效益最佳。

1.3 工業工程在制造業的作用

盡管現代IE應用極其廣泛，但制造業仍然是最主要和有代表性的一個領域，制造業包括技術和管理兩個方面：一是對材料進行加工工藝與設備的研究，這是硬件部分；二對由人、機、料、法、環等組成系統進行控制和管理，這是軟件部分。IE正是將兩者有機結合起來的原理和技術。所以作業研究的應用可以直接促使生產效率提高，作業研究是以生產系統為研究對象，對產品的設計、

IE手法是以人的活動為中心，以事實為依據，用科學的分析方法對生產系統進行觀察、記錄、分析、改善，最后對結果進行標準化的方法。它包括方法研究、作業測定、布局研究、生產線平衡等方法手段。本文下面主要介紹一下作業測定中的標準時間的設定。

2 標準時間

2.1 標準時間的定義

標準時間是在正常的工作條件下，以標準的作業方法及合理的勞動強度和速度符合質量要求的工作所需的作業時間。它具有以下主要因素：

1）正常的工作條件：工裝、工具、設備、工作臺、工作椅、溫度等環境條件都符合作業內容；

2）作業方法：標準作業指導書規定的方法；

3）勞動強度與速度：適合大多數普通作業者的強度與速度，并且不易疲勞；

4）質量標準：符合標準檢驗指導書要求。

因此標準時間是衡量一切工作的標準，具有相當高的客觀性與公平性。

但是標準時間不是一成不變的，如圖1所示通過不斷的持續改善，標準時間可以不斷刷新，從而提高生產效率，降低生產成本。

圖1 標準時間的設定

2.2 標準時間的設定

從現場觀測的時間轉成標準時間步驟如下：

1）對觀測時間進行評比求得正常作業時間；

2）對正常作業時間進行寬放，求得標準時間。

公式如下：時間評比目的在于把實際作業時間修正到合理的作業速度下的時間，消除因被測量個人的工作態度、熟練度及環境因素對實測時間的影響。

平均化法是一種常用的時間評比方法。平均化法從熟練、努力、作業條件和一致性四個方面評價作業速度。

通過現場的觀察，努力度及熟練度對作業時間影響是很大的。特別是當有新產品投產時，員工開始時一般是無法做到標準時間的作業速度的，經過一段時間后，普遍會提高30%～40%左右，此時已達到或超過標準時間的速度了。因此現場評比時如無特殊情況可忽略環境因素及一致性的影響，只評價努力度與熟練度即可。

作業時間中減除凈作業時間外，由于“作業者的生理需要”、“作業方法的問題”、“管理需要”等原因，經常會造成作業中斷產生作業時間以外的時間，這種不可避免的必要的時間增加，即時間寬放。寬放多以與凈時間的比率即寬放率來表述，寬放率要定義的是在一定的作業時間內允許的寬放比例，通常以百分率表示。

時間寬放的內涵與標準：

私事寬放：是指除疲勞以外作業者在生理上的需要，如喝水、上廁所等。

設定此寬放時特別要注意的是要認真聽取現場員工的意見，因為強制且主觀的判斷會造成廣大員工的不滿與反抗。解決造成疲勞的問題才是關鍵，確定標準時間只是現場改善的第一步，接下來需群策群力解決問題才是重點。

作業寬放主要是由于材料、零件、工具等生產相關物品造成的非周期性、不規則的準備或是清掃等類似的作業，一般在15分鐘內完成。

管理寬放是企業管理制度所規定的管理時間。如交接班、日常工裝、設備點檢等。

特殊寬放，根據產品的工藝特點或生產計劃周期的長短，不同的產品、不同的生產線根據具體情況可以設定特殊寬放，無特別原因不可以亂加特殊寬放。

設定寬放時間方法不只一種，最重要的原則是實事求是，盡量客觀公正。

寬放時間=正常時間X（1+寬放率）

標準時間設定是在分析現場觀測時間的基礎上經過修正得到正常時間，然后考慮寬放因素，加上寬放時間后得到標準時間，其構成如下圖：

標準時間構成

因為標準時間最重要的目的是用來評價改善及革新的成績，如果現有作業方法未經過認真檢討的話，標準化就成了一個錯誤的方法，充其量是對一個較差的方法進行了標準化，并強制員工執行。因此標準時間設定時的注意事項：

1）作業內容及方法尚未標準化的產品及工序，沒有制定標準時間的必要；

2）制定人必須有專業水平，如同法官是不可以隨便都可做的一樣；

3）制定態度要端正，認真負責；

4）有一套進行標準時間定期更新管理程序，以保證現場取得改善成績及時變成標準并實現經濟效益，評價改善績效。

3 舉例說明

裝配車間一條生產線測得的凈作業時間及寬放比率：

工步凈操作時間( s )熟練系數努力系數生理寬放作業寬放管理寬放其它寬放1 6.2 +0.06 +0.00 0.1 +0.02 +0.01 +0.00

2 6.4 +0.03 +0.02 0.1 +0.02 +0.01 +0.00 3 7.0 +0.08 +0.05 0.1 +0.02 +0.02 +0.00 4 5.4 +0.0 +0.02 0.08 +0.02 +0.01 +0.00 5 0.8 +0.0 +0.02 0.08 +0.02 +0.01 +0.00

各工步標準時間：

工步1、2、3各由1人完成，合并工步4及工步5由1人完成。

通過分析發現工步3時間最長，為整條生產線的瓶頸。所以這條生產線的cycle time為9.1s，每小時的產量為：3600/9.1=395 pcs。

由于瓶頸時間決定了整條生產線的生產速度，為了提高我們整條生產線的效率，我們必須盡可能的對工步3進行改善，把工步3的標準時間降下來，經過觀察，工步3是由操作員操作手動壓機并通過工裝將外殼的兩半合上，每次只能壓一片，而且工裝在設計的時候考慮到與其它產品的通用性（其它產品的殼體的高度約為此殼體的3倍），由此造成了在做此產品的時候非常的不合適，在將殼體裝入及拿出工裝的時候花費的時間較長（0.9s）?？紤]到此產品的年產量有必要做一專用工裝來生產此產品，通過與工裝設計人員溝通后設計制作了一專用工裝后且一次性可以壓10pcs，此道工序每pcs的凈操作時間降至5.0s，改善后的標準時間為：5.0X(1+0.08+0.05)+(1+0.1+0.02+0.02+0.00)=6.50s；

現在此工步已由瓶頸變為非瓶頸，而工步2變為瓶頸，這條生產線的cycle time為7.59s，每小時的產量為：3600/7.59=474pcs.

改善后每班次（按8h）的產量可提高：（474-395）*8=632 pcs，并將新的標準錄入我們的系統，產生新的標準時間，我們的生產計劃員可由此安排新的生產計劃，生產管理可以按此制定新的人員需求及設備工裝需求，并且據此考核人員效率。

4 結論

本文介紹了工業工程的基本含義及其作用，重點介紹了工業工程手法之一的標準時間構成與設定。概括起來：

工業工程（IE——Industrial Engineering）是對人員、物料、設備、能源和信息所組成的集成系統進行設計、改善的一門學科。它綜合運用數學、物理學和社會科學方面的專門知識和技術以及工程分析和設計的方法，對該系統所取得的成果進行確定、預測和評價。

標準時間是在正常的操作條件下，以標準的作業方法及合理的勞動強度和速度符合質量要求的工作所需的作業時間。IE的全部方法與手段都是為了保證所制定的標準時間公平合理，因為它是衡量效率的基準，同時也是進行科學的效率管理的基礎，并最終被應用到銷售、設計、制造、采購、成本管理等相關領域。確定現行方法及標準時間只是現場改善革新的第一步，接下來需群策群力解決問題才是重點。

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