基于MTM法的電氣產(chǎn)品裝配標(biāo)準(zhǔn)時間資料庫設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

申王祺菲 樂錦陽 熊福粉 王璇 夏樂冉

摘 要：【目的】針對T電氣企業(yè)缺少產(chǎn)品裝配標(biāo)準(zhǔn)時間資料庫、科學(xué)管理不完善的問題，設(shè)計了基于MTM法的標(biāo)準(zhǔn)時間資料庫，并利用Excel軟件編碼實(shí)現(xiàn)。【方法】首先，根據(jù)企業(yè)主要產(chǎn)品的生產(chǎn)特征，運(yùn)用成組技術(shù)、Pareto分析等將車間產(chǎn)品類型化，確定了5類8個代表產(chǎn)品；其次，運(yùn)用MTM法和標(biāo)準(zhǔn)資料法建立了代表產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)時間資料庫；最后，利用Excel軟件進(jìn)行編碼，建立了標(biāo)準(zhǔn)時間數(shù)據(jù)系統(tǒng)。【結(jié)果】基于標(biāo)準(zhǔn)時間數(shù)據(jù)系統(tǒng)，企業(yè)可以快速查詢、調(diào)用產(chǎn)品裝配標(biāo)準(zhǔn)時間。【結(jié)論】結(jié)果表明，基于MTM法建立的標(biāo)準(zhǔn)時間資料庫有利于生產(chǎn)線平衡設(shè)計和人員績效管理，同時為新產(chǎn)品裝配標(biāo)準(zhǔn)時間的測定提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：標(biāo)準(zhǔn)時間；成組技術(shù)；MTM法；標(biāo)準(zhǔn)資料法；電氣產(chǎn)品

中圖分類號：F273；F203? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ?文章編號：1003-5168（2024）07-0014-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2024.07.003

Design and Implementation of Electrical Product Assembly Standard Time Database Based on MTM Method

SHEN Wangqifei LE Jinyang XIONG Fufen WANG Xuan XIA Leran

（Wenzhou University， Wenzhou 325035， China）

Abstract： [Purposes] Aiming at the issue that T electric enterprise lacks product assembly standard time database and scientific management is not perfect， a scheme of standard time database based on MTM method is designed and implemented by Excel software coding. [Methods] Firstly， according to the production characteristics of the main products of the enterprise， the workshop products are classified by group technology and Pareto analysis， and 8 representative products of 5 categories are identified. Secondly， the standard time database of representative products is established by using MTM method and Standardized Date Method. Finally， the standard time data base system is established by coding with Excel software. [Findings] Based on the standard time database system， enterprises can quickly query and invoke the product assembly standard time. [Conclusions] The results reveal that the standard time database established based on MTM method is beneficial to the balanced design of production line and personnel performance management， and also sheds light on the determination of standard time for new product assembly.

Keywords： standard time; group technique; MTM method; standard data method; electrical products

0 引言

產(chǎn)品裝配標(biāo)準(zhǔn)時間是指在一定的生產(chǎn)技術(shù)條件和生產(chǎn)組織條件下，在充分利用生產(chǎn)工具、合理組織勞動、運(yùn)用先進(jìn)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上制定出來的，通常以工序為計算單位。標(biāo)準(zhǔn)時間是企業(yè)管理的一項基礎(chǔ)性工作，是企業(yè)進(jìn)行科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化管理的必要手段，是現(xiàn)代企業(yè)管理制度的重要組成部分。在當(dāng)前追求快速制造、精益生產(chǎn)的背景下，企業(yè)對標(biāo)準(zhǔn)時間的時效性和準(zhǔn)確性要求越來越高，因此標(biāo)準(zhǔn)時間的制定方法引起了人們的廣泛關(guān)注［1］。

標(biāo)準(zhǔn)時間制定的方法主要包括秒表法、MOD法、MTM法，其中MTM法在各類企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)時間制定中具有廣泛的適用性。周振綱［2］制定了噴油器裝配線瓶頸工序的時值分析表，并根據(jù)分析結(jié)果對該工序進(jìn)行了改善；郭晨等［3］對應(yīng)用MTM法制定標(biāo)準(zhǔn)時間與提高生產(chǎn)效率進(jìn)行了歸納，提出了一種運(yùn)用MTM方法進(jìn)行裝配線改善的方法；李華等［4］借助MTM法對汽車制造廠各工位的工時進(jìn)行分析，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化；孫凌宇［5］根據(jù)MTM方法和錄像法建立了長春一汽國際物流有限公司的標(biāo)準(zhǔn)資料，來降低成本提高利潤；趙國林與胡珊珊［6］利用攝像技術(shù)錄制現(xiàn)場作業(yè)視頻，與標(biāo)準(zhǔn)工時經(jīng)典IE手法MOD法進(jìn)行對比，引入作業(yè)評比方法，建立標(biāo)準(zhǔn)工時測定流程，可以快速實(shí)現(xiàn)不同目標(biāo)下標(biāo)準(zhǔn)工時的測定。

本研究針對T電氣企業(yè)缺少產(chǎn)品裝配標(biāo)準(zhǔn)時間資料庫的問題開展研究，運(yùn)用成組技術(shù)、Pareto分析等將車間產(chǎn)品類型化，通過MTM和標(biāo)準(zhǔn)資料法采集生產(chǎn)線相關(guān)數(shù)據(jù)，利用 Excel 軟件進(jìn)行編碼，建立了電氣產(chǎn)品裝配標(biāo)準(zhǔn)時間數(shù)據(jù)系統(tǒng)。

1 T企業(yè)電氣現(xiàn)狀和問題分析

T企業(yè)主要產(chǎn)品為西門子、交流接觸器、接線盒等較為復(fù)雜的電氣產(chǎn)品。

存在的問題如下：①相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)時間數(shù)據(jù)的采集沒有具體的方法和制度，使得標(biāo)準(zhǔn)時間的數(shù)據(jù)存在較大的誤差，不利于車間的科學(xué)管理。②對于標(biāo)準(zhǔn)時間已測定完成的產(chǎn)品，沒有及時整理分析，無法為新產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)時間的測定提供借鑒和參考。

2 T企業(yè)電氣產(chǎn)品裝配標(biāo)準(zhǔn)時間資料庫設(shè)計方法

制定標(biāo)準(zhǔn)時間是企業(yè)提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵，同時也是企業(yè)合理安排工序、實(shí)現(xiàn)流水線平衡、提高生產(chǎn)效率的重要工具。MTM是“Methods—Time Measurement”的縮寫，譯為“方法—時間—測量”，是借助定義好的過程模塊來描述、設(shè)計、規(guī)劃工作系統(tǒng)的方法。標(biāo)準(zhǔn)資料法就是將秒表測時法、工作抽樣法等方法測得的數(shù)據(jù)按不同的工作單元分類、整理成為時間標(biāo)準(zhǔn)儲存在數(shù)據(jù)資料庫中，以便在之后類似的工作中調(diào)用相應(yīng)數(shù)據(jù)制定標(biāo)準(zhǔn)時間

對于T企業(yè)來說，具體的過程是將車間產(chǎn)品類型化，采用MTM法將產(chǎn)品生產(chǎn)過程分解成基本的動作，可以對工位動作進(jìn)行優(yōu)化改善后，再利用標(biāo)準(zhǔn)資料法，即由秒表測時、預(yù)定時間標(biāo)準(zhǔn)等方式獲得產(chǎn)品測定值，從而進(jìn)行分析整理，組成有關(guān)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)時間的基本數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)制定企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)時間資料庫。

2.1 T企業(yè)產(chǎn)品的分類

成組技術(shù)是一種以相似理論為指導(dǎo)，研究如何判別和發(fā)掘科研生產(chǎn)活動中有關(guān)事物的相似性，并把相似問題歸類成組，尋求解決這組問題相對統(tǒng)一的最優(yōu)方案，以取得所期望經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)［7］。

根據(jù)上述定義，將車間內(nèi)的全部產(chǎn)品劃分為若干個基本模塊［8］。根據(jù)T企業(yè)產(chǎn)品的特點(diǎn)，利用成組技術(shù)［9-10］對其進(jìn)行分類，將裝配零部件或加工工藝相似的產(chǎn)品劃分為一類。根據(jù)車間產(chǎn)品分類依據(jù)，T企業(yè)一共存在10種類型的產(chǎn)品。

2.2 T企業(yè)代表產(chǎn)品的選擇

帕累托分析法（Pareto analysis）是制定決策的統(tǒng)計方法，用于從眾多任務(wù)中選擇有限數(shù)量的任務(wù)以取得顯著的整體效果。累積百分?jǐn)?shù)在0～80%之間那些稱為A類因素，是主要因素。

根據(jù)各種類型產(chǎn)品的日產(chǎn)量，利用 Minitab 軟件作出產(chǎn)品的 Pareto圖，采用二八定律［11］來選出主要產(chǎn)品。A、B、C、D、F五種型號的產(chǎn)品為T企業(yè)車間的主要類型產(chǎn)品，再選定五種類型中的代表產(chǎn)品，以A型產(chǎn)品為例的日產(chǎn)量Pareto圖如圖1所示，因為樂星產(chǎn)電熱元件和摩洛哥熱元件兩種產(chǎn)品的日產(chǎn)量接近于80%，故可將這兩種型號的產(chǎn)品定為A型產(chǎn)品中的代表產(chǎn)品。最終確定的T企業(yè)代表產(chǎn)品分類結(jié)果，見表1。

2.3 代表產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)時間的測定

T企業(yè)車間的產(chǎn)品多為簡單的電氣產(chǎn)品，通過選取MTM法、錄像法、標(biāo)準(zhǔn)資料法來完善車間的標(biāo)準(zhǔn)時間體系［12］。

如表1所示，選擇的T企業(yè)的代表產(chǎn)品有8種，將具有相似信息的產(chǎn)品歸并成組，并根據(jù)MTM法和錄像法的特點(diǎn)，選擇最為合適的方法測定產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)時間。例如摩洛哥熱元件產(chǎn)品工序簡單、工位時間短，應(yīng)選用MTM法來測定該產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)時間；交流繼電器產(chǎn)品工序復(fù)雜、工位時間較長，應(yīng)選用錄像法來測定其標(biāo)準(zhǔn)時間。本研究僅對利用MTM法進(jìn)行電氣產(chǎn)品裝配的標(biāo)準(zhǔn)時間進(jìn)行詳細(xì)描述。

2.3.1 摩洛哥熱元件產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)時間測定。將 MTM 標(biāo)準(zhǔn)時間資料卡導(dǎo)入至 Excel 表格，建立 MTM 測定標(biāo)準(zhǔn)時間的代碼，制定出完善的 MTM 模板。根據(jù)摩洛哥熱元件產(chǎn)品各工位的動作順序，將工位的每一步動作代碼輸入至 MTM 模板，從而在MTM 模板的左下方得出工位的標(biāo)準(zhǔn)時間，所得出的TMU時間需要乘以0.036轉(zhuǎn)化為秒。

2.3.2 標(biāo)準(zhǔn)時間計算。以MLB47-6產(chǎn)品為例，產(chǎn)品型號為16A。對應(yīng)工位為焊線圈，位于點(diǎn)焊二車間。焊線圈工位的動作分析如圖2所示，共有11個MTM動作。

通過對該工位進(jìn)行分析，可知 DT時間為 3.8 s，故摩洛哥 16A 的產(chǎn)品焊線圈工位的標(biāo)準(zhǔn)時間為3.8 s。按照相同的方法，進(jìn)行其他工位的MTM動作方法，再根據(jù)式（1）、式（2）、式（3），可以得出整個摩洛哥熱元件 C1P16A 產(chǎn)品的裝配標(biāo)準(zhǔn)時間為19 s，具體工位信息，見表 2 。

[OT=T增值+T非增值+T浪費(fèi)V100×n]? ? ? ? ? ?（1）

[DT=T增值+T非增值V100×n]? ? ? ? ? ? （2）

[UT=T增值V100×n]? ? ? ? ? ? ? ? ?（3）

式中：T增值為創(chuàng)造價值活動的時間，例如組裝零件；T非增值為必要但非增值的活動的時間，例如移動、非規(guī)范性檢查；T浪費(fèi)為不必要的非增值活動的時間，例如不合格品返工；OT為生產(chǎn)線員工在生產(chǎn)線上操作的時間；DT為根據(jù)工藝設(shè)計預(yù)定的時間；UT所有增值操作所需要的時間。（單位/s）

2.4 標(biāo)準(zhǔn)時間資料庫的建立

標(biāo)準(zhǔn)資料法是根據(jù)專家經(jīng)驗制定的標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)資料法制定標(biāo)準(zhǔn)時間庫體系［13］。摩洛哥熱元件產(chǎn)品一共有CP16A、C2P16A、C3P16A、C4P64A 四種型號的產(chǎn)品，每種產(chǎn)品又分為經(jīng)過自動機(jī)加工和不經(jīng)過自動機(jī)加工兩種類型。利用上述 MTM 法依次測得各種類型產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)時間，并根據(jù)產(chǎn)品的不同的型號和是否經(jīng)過自動機(jī)加工，建立出摩洛哥熱元件產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)時間資料庫。交流繼電器（KNM）產(chǎn)品共有 1 060、2 510、3 210、4 520 四種型號的產(chǎn)品，而 1 060、2 510、3 210 這三種類型產(chǎn)品的質(zhì)量也各自不同，利用不同的產(chǎn)品型號和質(zhì)量，可建立交流繼電器（KNM）產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)時間資料庫。

注：表中S代表該工位單件產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)時間，單位/s

3 標(biāo)準(zhǔn)時間資料庫系統(tǒng)的開發(fā)

對于已制定完成的標(biāo)準(zhǔn)時間資料庫，需建立標(biāo)準(zhǔn)時間信息系統(tǒng)進(jìn)行查詢使用。開發(fā)的系統(tǒng)有兩個基本功能，一是查詢待測試的產(chǎn)品在標(biāo)準(zhǔn)時間資料庫中是否存在；二是調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)時間資料庫中的數(shù)據(jù)，快速測定產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)時間。

3.1 代表產(chǎn)品信息的錄入

在 Excel 的工作表內(nèi)依次錄入核心產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)時間和其他基本信息，包括產(chǎn)品的名稱、型號、測定時間、所在車間、生產(chǎn)線位置、標(biāo)準(zhǔn)時間、工位信息等。

3.2 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)時間的系統(tǒng)查詢

第一步，將查詢系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)時間資料庫建立連接。第二步，制作標(biāo)準(zhǔn)時間信息查詢界面。界面中顯示產(chǎn)品的基本信息，包括產(chǎn)品名稱、型號、質(zhì)量及是否經(jīng)過自動機(jī)，單元格設(shè)置滾動條，通過下拉的方式快速輸入各種產(chǎn)品的信息。第三步，制作查詢結(jié)果的顯示界面。管理者進(jìn)入查詢系統(tǒng)，在左界面輸入產(chǎn)品的基本信息，右界面會自動生成該產(chǎn)品所對應(yīng)的信息。

3.3 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)時間的調(diào)用

第一步，制作標(biāo)準(zhǔn)時間信息調(diào)用界面。信息調(diào)用時，需要輸入產(chǎn)品名稱等基本信息。第二步，制作數(shù)據(jù)庫查詢結(jié)果界面。將界面分為工位序號、標(biāo)準(zhǔn)時間、功能按鈕，“部分導(dǎo)出”按鈕可以根據(jù)管理者的需要，選擇所需要的工位，將信息進(jìn)行導(dǎo)出。第三步，制作新產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)時間信息顯示界面。將調(diào)用出的信息組合成新產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)時間。

4 結(jié)語

本研究運(yùn)用成組技術(shù)、Pareto分析、MTM法、錄像法，設(shè)計了針對電氣產(chǎn)品裝配的標(biāo)準(zhǔn)時間資料庫，解決了T電氣企業(yè)產(chǎn)品裝配標(biāo)準(zhǔn)時間資料庫不完善、缺乏科學(xué)管理等問題，能夠幫助企業(yè)降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)時間測量的精度。

本研究利用 Excel 軟件在錄入和編寫代碼時難度較大。在今后的研究中，可以嘗試借助Python等軟件建立標(biāo)準(zhǔn)時間資料庫，使系統(tǒng)更加便捷、精確。

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收稿日期：2023-09-18

作者簡介：申王祺菲（2001—），女，本科生，研究方向：工業(yè)工程、精益生產(chǎn)。