典型零部件標準工期在科研生產管理中的應用

◎長治清華機械廠 叢子榮 路毅 朱淼 仇小紅 劉民東

典型零部件標準工期在科研生產管理中的應用

◎長治清華機械廠 叢子榮 路毅 朱淼 仇小紅 劉民東

遵循準時化生產的精益理念，根據產品結構選取典型零部件，經過分析影響產品完工的各種因素來確定在特定環境下典型零部件的實際加工工期，實現標準量化，為生產計劃編制的準確性和可執行性提供堅實的理論支撐，為其它產品零部件的標準工期制定、實際工期確定打下了基礎。

生產計劃是指導企業生產以及安排其它活動的依據;是聯系產、供、銷、運等各個環節的紐帶;是組織企業生產活動有序均衡進行的手段。隨著企業承攬型號產品品種的增多，生產任務量的增大，先進加工設備以及先進制造技術的引進，傳統的生產計劃編制方法已不能適應企業內外部環境的變化。由于生產計劃不合理因素造成的物料庫存浪費、中間工序搬運和堆積的浪費、資金積壓的浪費甚多，尤其是生產計劃節點按時完成率、生產成品按時完成率較低，導致出現產品延期交付的現象。長此以往，必將給企業的經濟效益與聲譽帶來嚴重的負面影響。

一、工作與實踐

1.總體思路

遵循準時化生產的精益生產理念，依據被確定的每種(類)典型零部件產品在特定環境下的生產工期，編制生產計劃。

2.項目實施方案

首先根據產品結構，選取具有共性特點的零部件作為典型零部件;其次，測算各典型零部件組成各工序實際加工時間，即正常生產情況下的標準工期;隨后，繪制網絡計劃圖;最后，依據產品生產時的各種情況對標準工期予以修訂，形成典型零部件的生產計劃。

(1)典型零部件的選取

零部件的選取要涵蓋目前企業承制的主要型號產品并兼顧企業內部關鍵設備資源，在具有代表性的型號產品中再選取具有共性結構且具代表性的典型部件。

(2)典型零部件標準工期確定

一是網絡計劃繪制。對選取的典型零部件利用網絡計劃技術編制計劃，不僅能反映典型產品的工藝流程，還能反映產品的配套關系，并通過對產品各工序生產周期計算出典型產品的總生產周期，確定產品關鍵路線(生產短線)，為生產組織、指揮、協調提供依據。典型零部件網絡計劃由項目、工序、流程3種要素組成，部件1的網絡計劃如圖1所示。

二是工序實做工時與準結工時的確定。網絡計劃中的生產周期是正常生產條件、平均的勞動熟練程度下需要的生產周期。為了便于典型計劃的編制及后續分析，將典型計劃的標準工時(T)為分2個部分:一部分是實作工時(TS)，即生產時間或作業時間，含基本作業時間和輔助作業時間;另一部分是準結工時(TZ)，即非生產或非作業時間，為完成作業而必須發生的時間，含準備與結束時間、等待時間、組織性或技術性寬放時間等。公式為T= TS+ TZ。

三是典型零部件標準工期的確定。1個典型部件有多個零件組成，每一個零件都由一定的生產周期。通過網絡計劃圖找出該典型部件加工工期最長的路線，確定為該典型零部件的關鍵加工路徑，這一關鍵路徑的工期即視為該典型部件的標準工期。

以部件1的網絡計劃圖為例，其各條路線的標準工期計算如下:

零件1 T1=496小時=480小時+16小時

零件2 T2=444小時=428小時+16小時

零件3 T3=152小時=136小時+16小時

零件4 T4=160小時=144小時+16小時

從而得到，路線1為部件1的關鍵路線，T=496小時。

單件產品的標準工期，即為零件所有工序的實做工時與所有工序的準結時間之和。

公式為TD= ∑TS+ ∑TZ。

(3)典型零部件標準工期的修正

根據實際生產條件的變化，如生產批量、技術狀態、任務量、作業班次、設備調劑、關鍵設備使用等影響生產的主要因素，研究探索各修正系數在特定環境下的具體值。

一是生產批量修正系數ka。隨著產品一次性投入數量的增加，產品復雜程度的增加，對總工期來說會有增加，但增加的幅度會呈現遞減的趨勢。但是，當批量超出一定的量時，不分批投入，又會導致比較大的庫存積壓，所以生產批量對工期的影響不是一個線性關系。

通過對筆者所在企業近幾年生產的型號產品做了大量的數據統計分析，建立數學模型，不斷擬合產品生產周期與批量的函數關系，基本找出了生產批量與單件生產周期存在的對應關系。

當單件產品生產周期為2個月時，隨著生產批量n的增加，調整系數ka2=〔60+(n-1)×4〕/(20n+40);當單件產品生產周期為4個月時，隨著生產批量n的增加，調整系數ka4=〔120+(n-1)×5.6〕/(48n+72);當單件產品生產周期為6個月時，隨著生產批量n的增加，調整系數ka6=〔180+(n-1)×7.2〕/(76n+106);當單件產品生產周期為8個月時，隨著生產批量n的增加，調整系數ka8=〔240+(n-1)×8.8〕/(104n+136);當單件產品生產周期為10個月時，隨著生產批量n的增加，調整系數ka10=〔300+(n-1)×10.4〕/(132n+168);當單件產品生產周期為12個月時，隨著生產批量n的增加，調整系數ka12=〔360+(n-1)×12〕/(160n+200)。

二是技術狀態修正系數kb。一般來說，研制階段設計還不成熟，工藝還不盡完善，會有比較大的反復，甚至會出現部分零部件的報廢等，導致其實際生產周期延長。隨著初樣、試樣、批生產等階段的進展，產品設計成熟度增加，工藝日臻完善，操作者的操作熟練程度越來越高，修正系數應逐漸下降。產品技術狀態對應的kb值分別為方案階段1.3、初樣階段1.22、試樣階段1.1、第一批1、第二批0.97、第三批0.95。

三是任務量修正系數kc。生產任務量與生產能力的比值，反映了生產資源的負荷度，直接影響產品任務的工期的變化，致使生產基本時間發生變化的比值。針對單位任務能力比、車間任務能力比以及生產班組或某道工序、某臺設備上。積累任務的總和與生產能力之間的比值。當任務超過能力范圍時，需要采取必要的措施，對生產任務工期進行修正。任務量即任務工時與能力工時比值的修正系數kc(見表1)。

四是設備班次修正系數kd。標準工期的計算是以一班制(8h)為基礎的，當涉及到班次調整時，則修正系數為:

考慮到夜班生產效率，二班制總工作時間設定為15h，三班制總工作時間設定為20h。設備班次對應的修正數分別為:一班制1、二班制0.53、三班制0.4。

五是設備調劑修正系數ke。由于使用設備與標準所選的典型設備不同，引起效率差異而要修正定額的比例數值。特別是關重設備加工時工序環節，因此它修正的是工序標準工時，而不是整個部件的標準工時;由于企業的設備限制或生產任務平衡的需要，出現小機床干大活或大設備干小活的情況。小機床干大活由于機床功率限制不能吃大刀，需要增加走刀的次數，加大工時的消耗，而大設備干小活，由于機床最高轉速限制和手工操作的不靈便，效率也會降低。該系數直接修正單件加工時間，修正系數ke(見表2)。

表2 設備調劑修正系數ke

六是關重設備使用修正系數kf。對于工序需在關鍵、重要、大型設備上加工的，因工序加工的特殊性，以及設備選擇上的不可替代性，在實際修訂過程中，因作業時間基本固定，但在準結時間上仍還存在較大的壓縮彈性，故其修訂系數主要圍繞其準結工時進行，則公式為:DS=DZ+kf·DZJ。其中，DS為某關重設備加工工序生產周期;DZJ為某關重設備加工工序準結標準工時;kf為某關重設備加工工序準結修正系數;DZ為關重設備加工工序標準作業時間。

按照標準作業時間，以及生產進度要求，準結工時修正系數的浮動范圍主要在0.5～1。如果是多種產品需要同時在某關重設備上加工，其加工能力只能是各件加工工時的總和加上適當的生產準備時間。特殊強調的是設備調劑修正系數ke、關重設備適用修正系數kf兩個修正系數修正對象都是工序工時，而不是整個典型零部件的加工工時，在使用時計算比較繁瑣，需要據實處理。

(4)典型零部件實際加工周期計算

典型零部件在特定環境下的生產工期T=D·k，這里修正系數k受一系列因素影響，并且這些影響因素互相疊加。因此:T=D·k=D·ka·kb·kc·kd。其中，

T為特定環境下的生產工期，D為特定環境下的標準工期，k為多種因素影響的總修正系數。

當產品加工需要用到關重設備時，還要通過關重設備修正系數對標準工期D進行修正，此時:

二、實施效果

從整體應用情況看，改變了計劃節點設置“憑感覺”、“靠經驗”、“拍腦門”簡單粗放的工作方式，簡化了生產計劃的編制工作，另一方面提高了計劃的準確性與可執行性，同時也為計劃部門產品承攬時確定交付周期提供了一定參考。典型零部件標準工期數據收集與驗證是個可持續的過程，為企業科研生產管理打開了一條新的思路與方法，后續企業將根據生產實際及具體型號的投入情況，不斷拓展、完善補充典型零部件標準工期數據庫，為科研生產管理相關人員提供工作參考，有效提高計劃編制科學合理性和科研生產管理相關人員的工作效率。