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1、基於典型工步標準工時的制定快速制定標準工時的方法在制定标准工时的时候既要求科学准确，又要求方便和迅捷。所以需要研究一套快速制定科学标准工时的方法，能在产品投产前就快速的制定出标准工时，用于制定生产计划、 成本分析、 及绩效管理。 随着现代生产模式朝着多品种小批量方向上的转变， 交货周期大幅度缩短， 产品种类增多而产品生命周期减短，技术测定就有了很大的局限性。 以前的标准工时的制定是针对生产批次的，由于工厂生产的产品种类繁多， 并且总是在随着市场不断的变化而变化。因此，对每个生产批次都进行工作设计和标准工时测定是不现实的，缺乏实用性。3.1.1典型工步的提出工厂的产品虽然种类繁多，但是工厂的性质
2、、加工产品的类型以及机器设备的种类却是相对固定的， 而且这些机器设备又各有其专门的用途，在这些机器设备上进行的操作也是相对统一的。因此，我们可以把以往针对生产批次的方式转变为针对机器设备进行研究，并对机器设备上所进行的操作展开分析。我们把能代表该类设备上所有的操作称为典型操作。通过对典型操作应用工业工程中的工作研究方法， 制定出经过操作流程优化和操作方法优化后的标准操作流程和标准操作方法。我们定义典型工步是和标准操作方法相对应工步序号的标准操作流程，即典型工步是一项操作流程， 此操作流程是经过工作研究中的流程优化改善之后的标准操作流程；同时这一标准操作流程所对应的操作方法也应该是被工作研究方法
3、优化改善过的标准操作方法。 经过工作研究优化改善后， 典型操作就变成了包括了标准操作方法和标准操作流程的典型工步。典型工步不同于一般工步的地方在于：一般工步也包含有相对应的操作方法，只是这些工步所对应的操作方法没有被优化改善，而且对于工步本身， 也没有通过工作研究来进行优化改善。 所以我们可以通过工步是否能够通过工作研究来进一步优化改善来判定该工步是否为典型工步。按照典型工步计算工时的方式来分，典型工步可以分为定量工步和变量工步两大类：1.定量工步就是指所消耗的工时完全不依工作件的条件变化而使工作件的属性与工时发生变化，因此它只是一个数值。例如数控铣床中的开关门、对刀、换刀、工作面去油以及加工
4、参数微调等工步就是定量工步。2.变量工步则是指工时变动的工步，该工步的属性会随着工作条件的变化而变动。所谓工作条件，是指工作件的零件结构、毛坯种类、材料类型、工种类别、设备型号、 装夹方式、 准备与结束类别和工步特征等，或者其他足以引起工时有较大误差的事项。 例如装上工件、 固紧夹具这个工步所消耗的时间就和工件的装夹难度、工件的装夹方式以及工件的装夹位置这三个工作条件有关系：(1)工件的装夹难度名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 9 页 - - - - - -
5、 - - - 例如：工件体积大的时候，装夹起来比较简单；工件体积比较小的时候，装夹起来就比较困难，所消耗的时间也就更长。(2)工件的装夹方式例如：数控铣床装夹的方式有两种：气动装夹、手柄固紧装夹。气动装夹操作简单、快速，能满足大多数的操作需求；有些工件的装夹面很薄，容易变形，所以只能采用手柄固紧装夹的方式，所消耗的时间也就更长。(3)工件的装夹位置例如：数控铣床的装夹位置有两种：一般装夹位置和有角度装夹位置。一般装夹位置距离操作者距离近， 而且装夹位置朝上， 装夹时工件垂直取放， 操作很方便；有角度装夹位置距离操作者较远，操作人员需要弯腰探身才能进行操作，而且装夹面带有角度，操作起来也不顺手，
6、所以装夹时间就更长。3.1.2典型工步的制定方法根据典型工步的定义，典型工步是运用工业工程中的工作研究方法对典型操作进行操作流程和操作方法的优化改善后，所得到标准操作流程以及与之相对应的标准操作方法。 所以，制定典型工步其实就是制定标准操作流程和标准操作方法，即典型工步的制定方法为工业工程中的工作研究方法，研究对象则为能代表该类设备上的所有操作的典型操作。3.1.3 基于典型工步的标准工时制定方法首先我们可以对工厂的机器设备进行分类，对各类设备上从事的操作加以分析，让某一类操作能代表该设备上进行的全部操作，从而确定该类设备上的典型操作。运用工业工程中工作研究的理论，对该类设备上的典型操作进行工
7、作方法研究，对典型操作的流程和方法进行优化改善，并得到优化改善后的标准操作流程和标准操作方法，存入相应的标准操作流程数据库以及标准操作方法数据库。由前面典型工步的定义可知， 典型工步就是和标准操作方法相对应工步序号的标准操作流程， 通过标准操作方法和标准操作流程，我们能得到该类设备的典型工步，存放于典型工步数据库中。针对典型工步应用工业工程的时间研究方法，制定出基于典型工步的标准工时来，并存入典型工步标准工时数据库中。最后结合典型工步和产品相关信息制定出典型工序标准工时来，存放于典型工序标准工时数据库中。如图3.1 所示：图 3.1 典型工步标准工时的制定步骤这样， 在下一次针对该类设备上的操
8、作制定产品标准工时的时候，就不必每一次都去测定标准工时， 只需基于该典型工步或者典型工序，从相应的标准工时数据库中调出标准工时的相关数据来，把它们叠加起来， 就是该操作的标准工时了。从而实现了快速、 准确的制定标准工时的目标。即使有个别工步或工序的标准工时在数据库中没有找到，也只需要针对这一工步或工序制定出标准工时即可。28 生产线标准工时制定方法研究由于典型工步分为定量工步和变量工步两种类型，而划分的依据是按照典型名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 9 页
9、- - - - - - - - - 工步计算时间的方式，所以在制定典型工步标准工时的时候，需要进行分开制定。1.定量工步的标准工时定量工步没有变动因素，可以运用PTS 法和技术测定法来确定标准工时。如下图 3.2 中所示：(1)预定动作时间标准法 (PTS) 对于一些比较容易分解为标准动作单元的简单操作，可以采用PTS 法，直接制定。PTS法有很多种，包括 MTA 法、WF 法、MTM 法、MOD 法等。其中 MOD法将时间与动作融为一体，是PTS 法中最简洁概括的方法。 MOT 法将实际生产操作中的人体动作归纳为21 种，并赋予每种动作标准时间值。利用这一系统进行动作分析时非常方便， 只要判
10、定了动作类型， 就可以立刻知道一个连续动作的时间值。(2)技术测定法对于用动作分析法分析起来比较复杂的典型工步可运用技术测定法直接测时。一般运用的较多的方法是秒表法。在针对单独一个典型工步进行测定时，对每个典型工步进行10 个周程的测时。可选择合格胜任的作业者，以正常的速度操作，将实测时间剔除异常值，计算帄均时间即得标准时间。2.变量工步的标准工时对于变量工步，则需要做变动因素的分析。然后用秒表法，测定不同变动因素下操作时间； 逐一求出变动因素与操作时间之间的关系，然后根据曲线， 分析判断出回归方程类型用数学回归的方法，建立数学模型。 在需要制定变量工步的标准时间时，只需通过输入参数，就可计算
11、出标准工时。如下图3.2 所示：其中操作时间与变动因素之间的关系为三种类型：单因素线性关系；单因素非线性关系；多因素复合函数关系。(1)测定变量工步的变动因素通过对变动因素的分析，确定变量。对不同变动因素样本，在不同的变量值下测定操作时间。(2)建立变量工步的数学模型首先根据变量工步操作测定表，以变动因素为X 坐标，操作时间为T 坐标。绘制变动因素与操作时间曲线。 操作时间与影响因素之间的关系为三种类型：单因素线性关系； 单因素非线性关系； 多因素复合函数关系。 第三章基于典型设备的标准工时制作方法29 然后根据曲线，分析判断出回归方程类型，用最小二乘法求取回归方程的待定系数52。图 3.2
12、基于典型工步标准工时的制定方法建立数学模型。对不同的曲线情况分别分析如下：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 9 页 - - - - - - - - - 单因素线性模型所谓单因素线性模型，是指变量工步操作时间只受到一个因素影响，并且操作时间与影响因素成线性关系。单因素线性关系的数学模型可用T =a +bx 来表示。n:选取的变量个数； a:常数； b:变量对应的系数或斜率。用最小二乘法求取待定系 a,b：当 x =xi 时,有 T 的观测值 :, ii Ta
13、bx =+ 且有：,(1,2,)，i ii i i T Ta bx i n=+=+= 其中是误差，i 30生产线标准工时制定方法研究n 个观测值所引起的误差的总和，就构成误差的总和，为避免误差正、负抵消，i 采用误差帄方和，记为Q,它是 a,b的函数 Q =Q (a ,b)：()()作为总误差，显然总误差越小，得22 , i i i Q Q a b T yT T a bx ? ? =?=? 到的数学模型越精确。由二元极值定理可知：，(,)(,) 0,0Q a b Q a b a b 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - -
14、 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 9 页 - - - - - - - - - ?= =? ? 令，可以得到 a，b 的值： 1 1, i i x x T T n n =，式(3-1) () 22 i i ,i i i i i i T b x n x T x Ta b n n x x ?= ?由此可得单因素变量设备数学模型：T a b x,式(3-2) =+ 通过上述分析可得结果，对于单因素线性变动工步，可用公式建立数学模型。只有变量 x,T 之间的线性相关关系较密切时，所配的回归直线， 才能真正反映其关系。所以，要对建立的数学模型进行显著性检验和精度校验，以检验数学模
15、型与客观规律的符合程度和数学模型计算值与实际值之间的误差61。本文采用数理统计中假设检验和方差分析理论，通过计算离差帄方和S，和回归帄方和 U，剩余帄方和 Q，用 F 检验法检验 x 与 T 的线性相关程度。设自变量 x,随机变量 T，对于给定 x 值，T 的取值具有不确定性。全部n 个观测值，对总帄均数的偏差帄方和，叫离差帄方和S。i T T ()，式(3-3) 2 i 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 9 页 - - - - - - - - - S =T
16、 ?T 利用偏差帄方和 S 的可分解性：i i i i ，T T T T T T ? ? ?=?+? 于是有：，式(3-4) () 2 2 2 i i S T T Ti TiT T ? ? =?=?+? ? 上面展开式中，交叉项为0，等式右边第一项，即为Q，叫残差帄方和 (或叫剩余帄方和 )；第二项用 U 表示，叫回归帄方和，于是有帄方和分解方式：第三章基于典型设备的标准工时制作方法31 S =Q +U，又因为：1 1 i i T T a b x a b x T n n ? =?+?=+= ? 所以回归帄方和：()() 2 22 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - -
17、 - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 9 页 - - - - - - - - - 2 2 2 2 i i i i U T T a bx a bx b x x b x nx ? ? =?=+?+=?=?，式(3-5) () 22 2 1 1 i i i i i i b x x b x T x T n n ? =?=? ? ，式(3-6) ()() 2 2 2 2 2 1 i i i i S T T T nT T T n =?=?=?Q =S ?U，式(3-7) 检验所配回归直线T a bx 是否有意义=+ 由假设检验的中 F
18、检验有：，式(3-8) () 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 9 页 - - - - - - - - - (2) 2 UU n F Q Q n ?= = ? 服从第 1 自由度为，第 2 自由度为的 F 分布。用 F 检验法检验 x 与 T 1 V=1 2 V =n?2 线性相关的程度 62。有上面的公式可以求得Q，U 的值，查表可以得到临界点：()()()的值，0.1 0.05 0.01 F 1,n ?2,F 1,n ?2,F 1,n?2 当()时，建立
19、的数学模型显著度高；0.01 F F 1,n?2 当()()时，建立的数学模型显著；0.05 0.01 F 1,n ?2 F F 1,n?2 当()()时，建立的数学模型显著度一般；0.01 0.05 F 1,n ?2 F F 1,n?2 当()时，建立的数学模型不显著，参数需要修改。0.1 F F 1,n?2 经过显著性校验，对所得系数进行修正，得到满意的回归系数a,b,从而可确定数学模型 T =a +bx，具体的数值计算见第五章中的应用实例。单因素非线性关系数学模型单因素非线性关系数学模型，可通过适当的数学变换化为线性关系。多因素复合函数关系数学模型遇到多因素问题时， 先把其他因素作为一常
20、数， 把多因素化作单因素来处理，32生产线标准工时制定方法研究名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 9 页 - - - - - - - - - 确定操作时间与其中一个因素的关系，分析另一因素的关系时又把其他因素作为常数，根据复合函数的原理， 把各个单因素复合成一个多因素函数关系式。例如运筹学中的灵敏度分析，工程经济学里的多因素敏感性分析63。标准工时是指每个工序的单件标准工时，包括机械加工时间及手工操作时间以及宽放的时间。 机械加工时间可由CAPP 按照所设计的工艺计算得到； 人工操作时间包括：工件装卸时间、测量尺寸时间、开停机时间、更换刀具时间、清除切屑等，这些时间消耗就是设备标准时间。因此，基于典型工步的标准工时为：标准工时 =机械加工时间 +典型工步标准时间 +宽放时间名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 9 页 - - - - - - - - -