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。傳統的工時數據制定采用經驗估值法、歷史記錄法、秒表實測法，得到的數據主觀、受環境影響大、不適用于多人作業，制定的工時數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。區別于傳統的工時數據制定方法，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

在當今制造業越來越集成化的趨勢下，制造過程中的各種數據資源都是相互關聯和共享的，如果失去了彼此之間的關聯，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、數量等選擇相應的參數。在參數選擇界面，不同的操作內容在參數選擇上有差異：安裝飾板需要選擇的參數是飾板的表面積和推緊的次數，定位物體需要選擇的參數是零部件的放置距離、調整次數，打緊緊固件需要選擇的參數是工具空轉轉速、緊固件的螺距、緊固長度、工具類型等，如圖2 所示為緊固螺釘的參數選擇操作界面。

圖2 緊固螺釘參數選擇操作界面

1.4 計算BEC

完成語句編號以及語句編號對應的參數選擇之后，系統計算出結果（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，保存數據，便于使用傳統的辦公軟件閱讀、編輯，也方便沒有此系統的工程人員交流、追溯數據。

1.6 數據審核

數據審核，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，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，后續新開發的車型亦是如此。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、緊固點進行優化，減少了2 個卡扣安裝點，經計算節約工時2.88s。

圖5 新車型尾門線束優化

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，節約工時約79.19s。

其二，對產品制造，標準工時在工藝優化上也有著重要作用。工藝優化包含工藝流程優化和更換工藝設備，工藝變更體現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在兩個方面：一是參考基礎車型工藝工時優化新車型工藝，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、制造及管理環節中，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，本文將繼續加強工時業務和其他業務、其他部門的聯系研究，建設完整的工時體系業務鏈（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，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，助力實現精準虛擬制造，打造數字化工廠；（3）標準工時對接產品數據庫，建立產品數據與工時數據可視化平臺，實現產品數據、工時數據同時快速調用。期望通過這些研究，加強標準工時與其他業務的聯系，充分發揮標準工時的價值，為制造數字化智能工廠助力。