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1、中文译文基于 IE 技术的工时定额确定摘要工时定额是核算企业运营成本与工人收入的基础， 直接关系着企业的生产效率与工人的生产积极性。 针对中小型企业的工时定额建立方法缺乏标准性与科学性，并严重依赖技术人员的经验。本文提供了一种基于 IE 技术的综合性工时定额确定方法。工时定额由辅助时间、人机操作时间、工作时间等组成。辅助时间可以通过基于基本工作分解的模特排时法来确定，工作时间由工时定额标准时间来确定。此外，学习曲线被应用于优化计算结果。文章的最后用一个实例来验证该方法的有效性。关键词：工时定额；工时定额标准数据；模特排时法；学习曲线引言工时定额是工厂制定生产计划与进行经济核算所依据的一种主要指
2、标， 它的确定方法对于工厂的成本计算是非常重要的。 大部分中小型企业采用多品种、 小批量的生产方式， 产品的规格经常改变， 因此工时定额的确定是非常困难的。 现阶段的企业通常采用经验估工法、 标准数据法以及既定时间标准设定法来计算工时定额，这需要经验丰富的技术人员与管理人员经过长期的修正才能确定。 无疑，这需要一个比较长的工作周期以及比较高的工作量， 而且，工时定额的最终结果很容易被主观因素所影响， 从而很难保证准确性与科学性。 所有的这些因素都会为生产计划制定与成本控制造成不利影响。近年来，学者对这一课题进行了广泛的研究并取得了比较大的进展。 一些研究表明，标准时间可以基于典型操作来进行计算
3、， 并阐述了选择典型操作方法的规则。另外一些学者提出了一种包含基于范例推理与基于知识推理的混合推理模型。这个模型已经成功应用于装配复杂且影响因素众多的一个框架。参考文献3 针对提高私营企业生产效率这一目标建立了一种对所有动作进行分类的工时定额基础数据。 另外，使用神经网络来进行工时定额计算是一种新的思路。 我们可以发现，工时定额的建立没有统一的规范与标准，所以，寻找出一种更科学，更有效的工时定额确定方法是十分有意义的。本文应用基础的 IE 知识以及基本元素分解法与模特排时法来详细说明各项基本操作，接下来用更加更合理与人性化的方法来计算工时定额。 考虑到本文中的具体实例， 我们采用过程分析、 人
4、机分析、动作分析以及模特排时法来进行辅助时间的确定， 参照工时定额标准数据来确定加工时间， 然后采用学习曲线来对计算结果进行数据优化。 对于中小型企业的工时定额确定， 这种方法更科学、 更准确、更适合。工时定额计算的实现加工时间的确定主要基于生产过程分析， 生产流程操作与加工流程的相互影响。通过人机分析来寻找一种有理运算， 根据基本元素分解将操作进行分步。 使用 ECRS （取消、合并、调整顺序、简化）准则对每一步操作进行优化处理，最终得到标准操作方法。 结合模特排时法以及工时定额标准数据， 就可以计算每个工件的标准定额时间。通过使用这种更加准确的方法，工时定额的确定过程将更加科学与人性化。
5、最终，通过使用学习曲线以及经验与知识的累积，进一步的优化工作将被完成。步骤一：工艺流程分析工艺流程分析是由生产部门来完成的。工艺流程分析的开展需要获取产品的形状、尺寸以及其它精度信息以及企业现有的生产设备等信息，然后需要对详细的工序信息进行分析并形成工序卡片，然后安排工人进行加工。工艺流程分析是加工的基础，所以这一步骤可以用来改善不合理的工艺过程。步骤二：人机操作分析人机操作分析适用于单人单机操作。这一步骤主要通过观察工人的实地操作并同时记录机器型号和工人的实际操作条件。分析这些信息以得到合理的操作步骤，这样就可以提高工人以及机器的效率，缩短整个工艺周期。 部分工序工时定额的减少对于缩短整个加
6、工时间的作用是相当大的。步骤三：基本元素分析基本元素分析由吉尔布雷斯提出。他对作业进行细微的运作分解与观察，对每一个连续动作进行分解，通过手、足动作、和眼、头活动，把动作的顺序和方 法与双手、眼的活动联系起来进行详尽的分析，用动素记号记录和分类， 找出动作顺序和方法存在的问题，如单手等待、不合理动作及浪费动作等问题并加以改善。他提出了 3大类的18种动作要素。第一类是有效动作，也叫做必须动作，共包括九 种：伸手、提取、移物、定位、装配、拆卸、使用、放手、检查。第二 类是需要取消或改善的辅助动作，包括五种：寻找、发现、选择、计划、预定位。第三类是宽放动作，与工作没有直接关系，但有些时候需要延长。
7、包括持住、延迟、 故延、休息。通过分解工人们的这些特定动作， 可以精确到固定元素， 并使用ECRS准则 来提高这个最终结果。力争实现采用最少的动作要素来完成该项工作， 然后这将成 为更加人性化与标准化的操作流程。步骤四：模特排时法分析技术人员、管理人员与操作工人均可以使用模特排时法来制定标准时间。它基于身体的不同部位、 产品的重量、移动距离与所需时间的关系来预测所需的总时间。 它采用手指的动作时间为动作时间单位 MOD,其它部位的动作时间是以手指动作时 间的整数倍来表示的。该方法包括21种人体基本动作， 其中11种是上肢的基本动作，4种是下肢和腰部的基本动作，其余的为辅助动作。其中，一动作时间
8、单位(MOD )为0.129秒。然后这些动作就可以被折算成时间，最终得到总的基本工作 时间单位数，总的辅助时间也就很容易被计算。操作被改进后就可以被当做标准操作。因此，采用基于模特排时法的动作研究结果来计算辅助时间是非常合理可行的。步骤五：工时定额标准数据的确定对于加工时间， 只要我们知道工件的尺寸参数以及机器的进给速度、加工速度，工序工时就可以很容易地被获取。工时定额标准数据由经验富的技术人员制定，是一项非常优秀的参考标准。因此，机床上的工序加工时间可以通过查阅工时定额标准表格来确定。步骤六：学习曲线的应用随着总产量的增加， 操作者的经验与能力也会随着响应增加。换句话说，经过一段时间的学习，
9、 单个工件的加工时间将会被缩短，揭示它们之间一定比例关系的学习曲线将可以被生成。操作时间可以通过结合该曲线来预测。一些学术研究表明：机器的自动化程度越高，对工人来说学习效率也就越高，反之则学习效率越低学习效率在75%至95%之间波动。如果把特定产品的生产能力设置为n,总共的加工时间是Tn,那么学习曲线就可以定义如下：nTn住 Z K 1 芝 a( + 一+3 F+ n-a )( 1)i生当产品的批量足够大时， 假如Tn是一个连续型函数， 如下式所示，平均加 工时间如式(3)所示 nTn q /KX-a dxn K / 1 a nR a - 1 )( 2)iT 可n / n( 3)其中：n为零件
10、批量，Tn为总加工时间，K为生产出第一件产品所需要的工时，a为学习效率,T-为平均工时。因此，辅助时间由基本动作分析法和模特排时法来确定，加工时间由工时定额标准数据来确定。结合以上两者，总的加工时间就可以被确定。最后，学习曲线 的应用可以进一步对加工时间进行优化，从而缩短总的加工时间。实例验证本文从一家小企业中选取一个特定的零件来验证此方法。研究对象是一个推爪，它的二维零件图如下所示图1零件二维图由上图，我们可以清楚地获得零件形状、尺寸信息与加工精度，我们选择了普通的立式铳床来制定加工工艺过程。相应的工序信息如表一所示。经过分析。零 件的加工工艺过程比较合理，不需要再进行任何的完善。因为工时定
11、额的确定仅仅考虑钳工以及铳削等切削工序，故淬火等热处理工序在本文中并未纳入考虑。由同一个工人在一台机床上所进行的零件加工适合用于人机分析。因为被加工零件的所有表面都经过了反复铳削加工，因此这里只挑选一个表面进行分析。 结果如表7所示。根据加工工艺路线的顺序，并考虑到是否所有操作可以同时进行，经过改善的操作如表8所示。比较表7和表8中的操作，因为工件在磨削过程中可同时进行锂毛刺操作所以 机床与操作者可以同时分别进行操作，最多可以减少 1.2分钟的加工时间，同时， 机器的使用率也增加了 8.9% （如表9所示）。通过使用基本工作分析对准备与终结时间进行分解，辅助时间可以准确地被计算出来。基于ECR
12、S准则的基本操作优化如表2所示，优化结果如表3所示。比较 以上两个表， 不同之处如表5所示。我们可以从中发现，对第一个基本动作进行优化可以减少39个基本时间单位；通过对第二个基本辅助元素进行不必要 操作的简化，我们可以减少23个时间单位；虽然第三项增加了工人们的休息时间， 但减轻了他们的工作强度，最终极大地减少了总的基本工作数量。从而极大地提高了学习使用模特排时法的时间。完成基本工作分析之后，辅助时间就可以通过模特排时法估计出来（如表 4所从表四中，我们可以计算出总的动作时间单位数：1406+946=2352 （动作时问单位）；转换成时间就是：2352 X 0.129=303.408秒=5.0
13、568分钟。由于工人需要22%的宽放时间，故总的辅助时间为：5.5068 X ( 1+22%) =6.17分钟。根据机加工与铸造的标准工时定额，结合实际的产品分析，工序工时定额可以通过查阅工时定额标准数据来确定。1 .铳削时间定额通过查阅铳削工序的标准时间定额，这一操作的工时计算步骤如下所示：Tm = L / Sm( 4)1/ Sm = Ti( 5)其中：Tm为铳削时间，L为加工长度，T1为平均切削极限工序时间，即平均切削余量除以工件的平均切削轨迹长度。基于以上公式，铳削时间就可以计算出来(如表 6所示)。2 .钻孔时间定额钻孔基本时间定额公式：T1 二 L0 / G 力)(6)其中，Lo是加
14、工长度 力。=L t1 +L2), L是加工深度，L1, L2是切削余量。s是每转走刀量，单位是毫米；n是每分钟转速。结果如表6所示。3 .钳工时间定额钳工时间定额与孔、槽划线定位以及锂圆角的时间有关，详细时间可由工时定额标准数据来获得(如表 6所示)。通过模特排时法计算出的辅助时间加上加工时间，就可以计算出总的工时定额时间：23.73+6.17=29.9分钟。这样，工时定额计算就结束了。将与人工时间和机器加工时间相关的学习比率设置为78%,学习效率a=0.358.假设制造100个工件，总的加工时间可以用式2来计算。T100 一 - K / 1 a n 1 a 1 - 29.9 / 1 0.3
15、581001 0358)1 849.07 min ( 7)单件加工时间可以使用式(3)计算：T =Tn / n= 849.07 / 100=8.49 min( 8)从计算出我们可以看出，单件工时定额为 29.9分钟。通过使用学习曲线，这 一过程仅需要8.49分钟；工时定额的减少达到252.18% ,比大规模生产缩短的时 间更多。结论本文选择了 一个中小型企业的特定零件作为研究对象，应用基础的工业工程技术(工作测定、方法研究)来进行工件加工时间与辅助时间的确定，然后就可 以确定工件的总工时定额。该方法具有理论上与实践上的可行性。加工时间是确定的，我们通过查阅工时定额标准数据来计算。但辅助时间是可
16、变的且可以被压缩的，我们使用模特排时法来确定该项时间。分析准备与加工时间之后，可以简化与改善这一操作，并通过模特排时法来建立标准操作，再结合宽放时间，工件工时定额的计算就完成了。通过使用学习曲线理论，工人们的经验在实际加工操作过程中可以积累，工人们的熟练程度也显著增加。通过实例验证，我们发现工件的工时定额数据从29.9分钟减少到8.49分钟，工时压缩比例达到了 252.18%。我们可以发现， 人工操作时间所占的比例越大，工时数据可供压缩的空间也就越大,这也是传统的中小型企业改善管理体制的一种方法。中国大部分中小型企业缺乏完善的管理体制，工时定额应用广泛但不标准。通过使用包括模特排时法、 学习曲
17、线、工时定额标准数据等的完整工时定额确定方法，可以提高工时定额计算的准确性、科学性与可操作性。表1加工工艺工序工步1.切断1.取厚度25mm的钢板，长与宽各留2.5到3mm的余量，画线2.按照所画的线气切割2.热处理调质处理至 HB210-2403.铳削1.铳削长度为40mm的表面2.以长度为40mm的表面为基准平面，铳削长度为60mm的表面，保证与基准面的垂直度3.以长度为40mm的表面为基准平面，铳削右侧面至每一个要求的特征尺寸4.以长度为60mm的表面为基准平面，铳削上表面，使厚度至128mm5.以长度为60mm的表面为基准平面，铳削45 斜面6.以长度为60mm的表面为基准平面，铳削其
18、余斜面7.铳削厚度为 20mm的表面全要求的特征尺寸，保证平行度|8.以长度为40mm的表为基准平面，铳槽9.倒角4.钳工1.绘制孔位线2.按图纸要求打孔3.磨R5圆角5.热处理17 M5区域进行淬火：HRC30 - 35表2基本动作分析（改善前）在乒 厅P操作步骤左手符号右手改善左眼睛右手EC :R S1夹紧可以避免的停顿故延寻找、发现、选择伸手伸向原材料可2提取抓住原材料可3伸向原材料伸手移物移动原材料可4抓住原材料握取放手放手可5曲野皮材包空位寻我、妗即、粒怪他丰伸占螺钉6放手放手提取拿起螺钉可7伸向螺钉伸手移物移动螺钉可8握住螺钉握取放手MS?表3基本动作分析（改善后）在舁 厅P操作步
19、骤左手符号符号左手眼睛右手1夹紧伸向原材料伸手寻找、发现、选择伸手伸向原材料2抓住原材料握取握取抓住原材料3移动原材料移物移物移动原材料4放置原材料定位放手放手5放手放手寻找、发现、选择伸手伸向扳手6伸向螺钉伸手握取握取扳手7握住螺钉握取移物移动螺钉8持住螺钉持住装配拧紧螺钉?表4 模特排时法时间分析编号操作步骤左手右手-动作描述时间(MOD )分析分析时间(MOD )动作描述1夹紧伸向原材料3M3M3(3)伸向原材料2抓住原材料2L1G1L1G1(2)抓住原材料3移动原材料8M3W5P0M3W5P0(8)移动原材料4放置原材料4M2P2放手5放手W5M38伸向扳手6伸向螺钉9W5M5G1(1
20、)抓住扳手1 7抓住螺钉(1)G1M2W5P07移动扳手8持住0HM8P0A816拧紧螺钉?合计1406946表5 基本动作比较分析表基本动作分组符号改番前改善后变化值第一组伸手132111-21移物75750握取110100-10装配1720+3使用4847-1拆卸159-6放手9591-4检查550总计497458-39第二组寻找2931+2选择2931 +2十位2227+5预定位85-3持住6031-29计划000总计148125-23休息315+12迟延2322-1故延1810-8发现2931+2总计7378+5总计718661-57表6加工时间工艺过程时间（分钟）铳削铳削长度为40m
21、m的表面1.58铳削长度为60mm的表面1.58铳削各表面的右侧面2.3铳削高度为128mm的表面1.53铳肖U 45 斜面一1.79铳削其余斜面1.53铳削两个大表面4.6铳杷1.79钻孔钻20孔2.1钳工绘制孔线1.6绘制槽线0.45磨倒角2.88合计23.73表7人机分析（改善前）操作者（分钟）累计时间（分钟）机器（分钟）r使用毛刷清理碎屑0. 70.7等待卸下工件0. 51.2等待清理角落碎屑 1. 02.2等待调节弁清洁操作台0. 52.7等待装夹下一个工件1. 03.7等待开启机床，调整位置0. 23.9等待等待6.2铳削平面2.3表7人机分析（改善后）操作者（分钟）累计时间（分钟）机器（分钟）卸下工件0. 50.5等待调整弁清洁工作台11.5等待装夹下一个工件12.5等待I 开启机床，调节位置0. 22.7等待等待5.0铳削平面2.3表8 人机分析与比较总结（每个零件）项目现有方法改番方法节约时间加工（分钟）操作者3.93.70.2机床2.32.30等待（分钟）操作者2.31.31.0机床3.92.71.2时间周期6.25.01.2利用率操作者62.974.011.1机床37.1468.9