badanie pracochłonności montażu kokpitu do samochodu

3/2009
TECHNOLOGIA I AUTOMATYZACJA MONTAŻU
BADANIE PRACOCHŁONNOŚCI MONTAŻU
KOKPITU DO SAMOCHODU WIELOZADANIOWEGO
Jan ŻUREK, Olaf CISZAK, Robert CIEŚLAK
Proces technologiczny montażu jest końcowym etapem procesu produkcyjnego, w którym łączenie elementów przebiega według szeregu logicznie zaplanowanych
czynności tak, aby jednostki montażowe oraz wyrób finalny spełniały określone warunki techniczne zaproponowane przez konstruktora.
Jednym z głównych zadań projektowania procesu
technologicznego montażu jest ustalenie właściwej kolejności przebiegu operacji, w tym czasu ich trwania. Współczesne przedsiębiorstwo montażowe, w warunkach silnej
konkurencji rynkowej, przy rosnącej liczbie typów, wariantów oraz coraz większej złożoności wyrobów, wymaga
ciągłej poprawy organizacji i technologicznej elastyczności systemów, szczególnie systemów zautomatyzowanych, zrobotyzowanych i hybrydowych [4].
Pomiary czasu pracy człowieka w procesach montażowych służą do:
 ustalania rzeczywistego jej przebiegu i sposobu
wykonania,
 ujawniania strat wynikających ze stosowanej metody
(określenie rezerw produkcyjnych),
 ustalania racjonalnych sposobów i metod oraz niezbędnego czasu jej wykonania [2].
Stanowią także jeden z elementów ekonomicznego zarządzania przedsiębiorstwem. Do planowania, kierowania
i kontroli przebiegu pracy, potrzebnych do realizacji danego programu produkcyjnego, niezbędne jest precyzyjne
ustalenie jej czasu. Ustalenie to jest potrzebne szczególnie wówczas, gdy kształtowany jest on świadomie. W trosce o pracownika dba się o to, aby wykonujący pracę na
wydziałach montażu byli w stanie zrobić to bez znaczącego wysiłku. Celowość badań czasu pracy wynika także
z faktu, że ekonomiczne funkcjonowanie przedsiębiorstwa
(minimalizacja kosztów wytwarzania) jest możliwe, kiedy
na poszczególnych stanowiskach przebieg pracy zorganizowany będzie w sposób racjonalny.

Rys. 1. Widok kokpitu do samochodu wielozadaniowego


METODYKA I WYNIKI BADAŃ
PRACOCHŁONNOŚCI MONTAŻU
Podczas badań w wytypowanym przedsiębiorstwie wykonano pomiary czasu pracy przy montażu kokpitu do
samochodu wielozadaniowego, stosując metody: 1) chronometrażową (tab. 2), 2) fotografii dnia roboczego
(tab. 3), 3) MTM (tab. 4), 4) MOST (tab. 5), 5) Work-Factor (tab. 6). Przeprowadzenie badań pracochłonności wiązało się z następującymi pracami [2]:
 zgromadzeniem danych dotyczących przebiegu procesu technologicznego montażu końcowego kokpitu
do samochodu wielozadaniowego (podział kokpitu na
19
zespoły, podzespoły i części niezależne, liczbę i rodzaj operacji, system transportu, liczbę pracowników,
kolejność montażu wydzielonych jednostek montażowych itd.);
zapoznaniem się z pracownikami wykonującymi badane operacje technologiczne oraz organizacją, wyposażeniem techniczno-technologicznym i zasadami
obsługi stanowisk montażowych; pomiar czasu pracy
przy montażu kokpitu do samochodu wielozadaniowego (rys. 1) obejmował grupę 3 pracowników; praca
wykonywana była w zamkniętej hali produkcyjnej, na
wydzielonym organizacyjnie stanowisku montażu
końcowego kokpitu do samochodu wielozadaniowego, 7 dni w tygodniu przez 3 zmiany;


podziałem badanych operacji na elementy składowe
(tab. 2);
ustaleniem metody oraz zakresu badanej czynności;
wraz z kierownikiem produkcji ustalono, że do pomiaru powtarzalnych, wyróżnionych elementów procesów montażu kokpitu będą stosowane metody:
chronometraż, fotografia dnia roboczego, MTM,
MOST i Work-Factor;
ustaleniem punktów granicznych (przez punkty graniczne rozumie się możliwe do wyodrębnienia i łatwo
dostrzegalne momenty rozpoczęcia lub zakończenia
poszczególnych elementów zabiegu); z reguły ten
sam punkt jest jednocześnie momentem zakończenia
elementu poprzedniego i momentem rozpoczęcia następnego;
wyznaczeniem czasu i terminu przeprowadzenia pomiarów; czas trwania pomiarów obejmował jedną
TECHNOLOGIA I AUTOMATYZACJA MONTAŻU


3/2009
00
00
zmianę roboczą w godzinach 6  14 , od 24.06 do
25.06.2008 r.
obliczeniem niezbędnej liczby pomiarów (tab. 1);
przeprowadzeniem
pomiarów
poszczególnych
czynności; czasy czynności mierzono za pomocą stoperów (z dokładnością do jednej sekundy) i wyniki
pomiarów nanoszono na wcześniej przygotowane
i zatwierdzone formularze;
 opracowaniem wyników obserwacji i ich analizą.
Średnie wyniki badań, z 6 przeprowadzonych obserwacji, przedstawiono w tab. 2.
Tabela 1. Wzory do ustalania liczby niezbędnych pomiarów chronometrażowych i fotografii dnia roboczego
Chronometraż
 
Fotografia dnia roboczego
e  mR 10  3,18

 0,318
100
100
 
gdzie:
δ – błąd bezwzględny pomiaru,
e – dokładność (e = 10%),
mR – wartość środkowa rozstępu
gdzie:
δ – błąd bezwzględny,
e – dokładność (e = 10%),
x – wartość przeciętna = 435,45
2
2
e  x 10  435,45

 43,54
100
100
2
2
 1,38  0,54 
t R
n   4
  6 pomiarów
 
  
 0,318 
 2,16  17 
t R
n   2
  1 fotografię
 
  
 43,54 
gdzie:
n – niezbędna liczba pomiarów,
t4α – wartość krytyczna statystyki t4 (t4α = 1,38),
δ – dopuszczalny błąd bezwzględny pomiaru,
R – rozstęp w próbce, obliczany jako różnica
skrajnych wartości: maksymalnej
i minimalnej: R = 3,45 – 2,91 = 0,54.
gdzie:
n – niezbędna liczba pomiarów,
t2α – wartość krytyczna statystyki t2 (t2α = 2,16),
δ – dopuszczalny błąd względny pomiaru,
R – rozstęp w próbce, obliczany jako różnica
skrajnych wartości: maksymalnej
i minimalnej: R = 442,5 – 425,5 = 17
Źródło: opracowanie na podstawie [3]
Tabela 2. Wyniki pomiaru chronometrażowego montażu kokpitu dla samochodu wielozadaniowego (wartości średnie)
KARTA BADANIA CZASU PRACY METODĄ CHRONOMETRAŻOWĄ
Nr
Nr
operacji zabiegu
1
2
Pracochłonność
wartości średnie [min]
Opis (nazwa) operacji
1.1
Przygotowanie i pobranie karty
0,55
1.2
Wpięcie karty do dokumentacji pojazdu
0,23
1.3
Pobranie kokpitu
0,72
2.1
Skanowanie dokumentacji z kartą nadwozia
0,14
2.2
Wprowadzenie kokpitu do nadwozia
0,41
2.3
Potwierdzenie wprowadzenia kokpitu
0,51
2.4
Skręcanie kokpitu za pomocą manipulatora
0,24
2.5
Wyprowadzenie manipulatora
0,20
2.6
Wklejenie wydruku WBK (do karty pojazdu)
0,15
Suma:
3,14
Źródło: opracowanie własne na podstawie wykonanych pomiarów chronometrażowych
20
3/2009
TECHNOLOGIA I AUTOMATYZACJA MONTAŻU
Tabela 3. Przykładowe wyniki pomiaru metodą fotografii dnia pracy dla pracownika X1 wykonującego montaż kokpitu dla samochodu
wielozadaniowego (z 4 przeprowadzonych obserwacji)
Imię i nazwisko pracownika:
Pracownik X1
ARKUSZ REJESTRACYJNY
INDYWIDUALNEJ OBSERWACJI
CZASU PRACY
Nr karty opisowej: 1
Zadanie pracownika: Montaż kokpitu
6:00  6:15
Przygotowanie
Montaż kokpitu
Czas
trwania
3,00
12,00
6:15  6:30
6:30  6:45
Montaż kokpitu
Montaż kokpitu
15,00
15,00
6:45  7:00
Montaż kokpitu
7:00  7:15
Godziny
Elementy zużycia czasu
Uwagi obserwatora
432,00
MH
90,00%
15,00
Magazyn:
3,0
Przygotowanie:
3,0
Przerwa
na
stanowisku
do montażu silnika:
9,0
MZ
MN
MS
0,63%
0,63%
1,88%
Montaż kokpitu
15,00
Suma:
Suma:
3,13%
7:15  7:30
Montaż kokpitu
15,00
7:30  7:45
Montaż kokpitu
15,00
Śniadanie:
15,00
ML
3,13%
7:45  8:00
Montaż kokpitu
15,00
Toaleta:
15,00
MP
3,13%
8:00  8:15
12,00
3,00
15,00
Sprzątanie:
3,0
MZ
0,63%
8:15  8:30
Montaż kokpitu
Toaleta
Montaż kokpitu
Suma:
6,88%
8:30  8:45
Montaż kokpitu
15,00
8:45  9:00
Montaż kokpitu
15,00
Ogółem:
447,00 + 33,00 = 480
9:00  9:15
Śniadanie
15,00
Suma:
MH + MN + MA = 90,68%
9:15  9:30
Magazyn
Montaż kokpitu
Montaż kokpitu
3,00
12,00
15,00
15,00
5,00
10:15  10:30
Montaż kokpitu
Przerwa (na stanowisku
do montażu silnika)
Montaż kokpitu
Montaż kokpitu
10:30  10:45
Montaż kokpitu
15,00
10:45  11:00
Montaż kokpitu
15,00
11:00  11:15
Montaż kokpitu
15,00
11:15  11:30
Montaż kokpitu
15,00
11:30  11:45
12:00  12:15
Montaż kokpitu
Montaż kokpitu
Toaleta
Montaż kokpitu
15,00
3,00
12,00
15,00
12:15  12:30
Montaż kokpitu
15,00
12:30  12:45
Montaż kokpitu
15,00
9:30  9:45
9:45  10:00
10:00  10:15
11:45  12:00
…
Źródło: opracowanie własne
21
10,00
15,00
Montaż kokpitu:
Rodzaj czasu
Suma:
447,00
33,00
Ogółem:
91,25 + 8,75 = 100%
Uwagi:
Czas liczony jest w [min]:
MH – czynność podstawowa
MN – czynność pomocnicza
MZ – czynność dodatkowa
MA – przerwa uwarunkowana przebiegiem
MS – przerwa uwarunkowana zakłóceniami
ME – przerwa na odpoczynek
MP – przerwa na potrzeby osobiste
ML – niedyspozycja
MR – postój przedsiębiorstwa
MX – nierozpoznane
TECHNOLOGIA I AUTOMATYZACJA MONTAŻU
3/2009
Tabela 4. Przykładowe, ustalone metodą MTM, wyniki pracochłonności montażu kokpitu dla samochodu wielozadaniowego dla zabiegu 1.1
Lp.
Operacje
Czynności
Ruchy elementarne
Kod
1
2
3
4
Wstać
5
STD
LM
TS90
R10C
G4B
M10A
G3
TS90
LM
R10C
G4B
M10A
G3
P3NSD
R10D
G1C2
M50C
G3
R10D
G1C2
M50C
G3
TL180
LM
Przejście do karty
Sięgnięcie do karty i przeniesienie do drugiej ręki
Przejście do manipulatora
Sięgnięcie do nakrętek i przeniesienie do drugiej
ręki
Przygotowanie i pobranie karty
1
Ustawienie manipulatora
Wkręcenie nakrętki
Sięgnięcie po manipulator
Zdjęcie pokrowca z kokpitu
Przejście do karty
Wartość
[TMU]
6
43,4
89
5,4
8,4
9,1
6
5,6
5,4
89
8,4
9,1
6
5,6
394
8,4
8,7
21,8
5,6
8,4
8,7
21,8
5,6
28,2
29,4
…
Suma TMU 4 782,40
Suma min
2,87
Suma godz.
0,05
Źródło: opracowanie własne na podstawie wykonanych obserwacji z wykorzystaniem metodyki MTM [2]
Tabela 5. Przykładowe, ustalone metodą MOST, wyniki pracochłonności montażu kokpitu dla samochodu wielozadaniowego dla zabiegu 1.1
MOST
Czynności
Sekwencje ruchów
Kod
1
2
3
4
5
Wartość
[TMU]
6
Sięgnięcie po kartę
A1B3G1A1B3P1A1
126,5
Sięgnięcie po nakrętki i ich
wkręcenie
A1B3G1A3B3P1F10A0B0P0A1
264,5
Sięgnięcie po manipulator
A3B3G3A6B3P1A1
230
Zdjęcie pokrowca z kokpitu
A1B3G1A1B3P1A1
126,5
1
Ustawienie manipulatora
Operacje
Przygotowanie i pobranie
karty
Lp.
…
Suma TMU
Suma min
4 430,50
2,6583
Suma godz.
0,044305
Źródło: opracowanie własne na podstawie wykonanych obserwacji z wykorzystaniem metodyki MOST [5,6]
22
3/2009
TECHNOLOGIA I AUTOMATYZACJA MONTAŻU
Tabela 6. Przykładowe, ustalone metodą Work-Factor, wyniki pracochłonności montażu kokpitu dla samochodu wielozadaniowego dla
zabiegu 1.1
Lp.
1
1
Operacje
2
Przygotowanie
i pobranie karty
Czynności
3
Ustawienie
manipulatora
Ruchy elementarne
4
Wstać
Przejście do karty
Kod
5
T50D
L100D
Work-Factor
6
209
1126
Sięgnięcie do karty i przeniesienie do drugiej ręki
A10D
38
Przejście do manipulatora
L100D
1126
Sięgnięcie do nakrętek i przeniesienie do
drugiej ręki
A30D
65
20A50SD
2040
A10PUD
A10D
L50D
58
38
592
Wkręcić nakrętkę
Sięgnięcie po manipulator
Zdjęcie pokrowca z kokpitu
Przejście do kasty
…
Suma
Suma min
Suma godz.
29 276,00
2,93
0,05
Źródło: opracowanie własne na podstawie wykonanych obserwacji z wykorzystaniem metodyki Work-Factor [3]
3,50
a)
b)
c)
d)
e)
3,00
2,50
Zdaniem autorów (wykazały to badania i analiza wyników) najkorzystniejsze czasy montażu kokpitu do samochodu wielozadaniowego uzyskano za pomocą metody
MTM.
2,00
3,19
3,13
2,87
2,65
2,93
1,50
PODSUMOWANIE
1,00
0,50
0,00
Chronometraż
Fotografia
dnia pracy
MTM
MOST
Work-Factor
Metody
Rys. 2. Wartości czasów montażu kokpitu dla samochodu wielozadaniowego określanych za pomocą: a) chronometrażu,
b) fotografii dnia pracy, c) MTM, d) MOST, e) Work-Factor
Z wykonanych badań wynika, że najkrótszy czas montażu kokpitu do samochodu wielozadaniowego wyniósł 2,65
minut  określony metodą MOST. Czas ten jest najkorzystniejszy dla pracodawcy. Według autorów czas ten wystarcza na wykonanie przewidzianych w procesie czynności,
ale jest on mniej dokładny niż określony metodą MTM (2,87
min). Różnica wynika stąd, że w metodzie MTM dzieli się
czynności montażowe na proste ruchy elementarne,
a przypadku metody MOST czynności te dzieli się tylko na
sekwencje, co skutkuje mniejszą o 5  10% dokładnością
wyników.
Najdłuższe czasy montażu kokpitu do samochodu wielozadaniowego określono za pomocą metody chronometrażowej i fotografii dnia roboczego (odpowiednio 3,19 i 3,13
min). Na uzyskane wyniki, w przypadku metod chronometrażowej i fotografii dnia roboczego, wpłynął fakt, że pracownicy celowo wydłużali czas na swoją korzyść.
23
Celem opisanych badań było uzyskanie wzrostu intensywności procesów technologicznych montażu, wynikających z istniejących rezerw w ich organizacji.
Zaobserwowano, że w praktyce przemysłowej rzeczywisty czas czynności montażowych ustala się za pomocą
chronometrażu i fotografii dnia roboczego (czasy mierzy
się za pomocą stopera).
Zgodnie z metodami MTM i Work-Factor operacje
montażowe podzielono na czynności i ruchy elementarne
(a w przypadku metody MOST na sekwencje). Za pomocą
kodów ustalono czasy operacji montażowych. Normatywne czasy trwania określano za pomocą tablic (kart
wartości czasów normatywnych). Kodowanie poszczególnych elementów ruchów prowadzi do identycznych na
całym świecie i odtwarzalnych opisów przebiegu pracy, co
jest bardzo istotne dla konstrukcji normatywów czasu.
LITERATURA
1.
2.
3.
Mreła H.: Technika organizowania pracy. WWP, Warszawa 1975.
REFA, Metody badania prac cz. 1 i cz. 2. Cieszyńska
Drukarnia Wydawnicza, 1984.
Wołk R.: Podstawy normowania pracy w przemyśle
maszynowym. WNT, Warszawa 1966.
TECHNOLOGIA I AUTOMATYZACJA MONTAŻU
4.
5.
6.
Ciszak O., Żurek J.: Badanie wydajności gniazda
montażu wrzeciennika głównego centrum tokarskiego.
Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji, vol. 28,
nr 4, kwartalnik, KBM PAN o. Poznań, Poznań 2008,
s. 99  105, ISSN 1233-9709.
Podobiński A.: Zarządzanie przedsiębiorstwem
w warunkach integracji europejskiej. Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, Kraków 2004.
Peszko
A.:
Współczesne
czynniki
rozwoju
przedsiębiorstwa. Uczelniane Wydawnictwa NaukowoDydaktyczne, Kraków 2005.
3/2009
________________________
Prof. dr hab. inż. J. Żurek jest dziekanem Wydziału Budowy Maszyn i Zarządzania, dr inż. O. Ciszak jest
adiunktem w Instytucie Technologii Mechanicznej, mgr
inż. R. Cieślak jest doktorantem pracującym pod kierunkiem Pana prof. dr. hab. inż. J. Żurka na Politechnice
Poznańskiej.
NOWE KSIĄŻKI
W Oficynie Wydawniczej Politechniki Rzeszowskiej
ukazał się podręcznik akademicki opracowany przez prof.
Jerzego Łunarskiego pt. „ZARZĄDZANIE TECHNOLOGIAMI. OCENA I DOSKONALENIE”.
Podręcznik przeznaczony jest dla studentów studiów
stacjonarnych i niestacjonarnych o kierunkach technicznych, zwłaszcza dotyczących zarządzania technologią,
zarządzania produkcją, zarządzania parkiem maszyn
technologicznych itp. Podręcznik można również polecić
pracownikom i kadrze przedsiębiorstw produkcyjnych zainteresowanych oceną i doskonaleniem potencjału technologicznego, działalności technologicznej, poziomu stosowanej technologii i jej cech specyficznych (np. ekologiczności, elastyczności i in.).
Książka o objętości 237 stron B5 zawiera następujące
rozdziały:
Indeks skrótów i oznaczeń.
Wprowadzenie.
1. Technologia i jej uwarunkowania.
2. Strategia rozwoju technologii.
3. Efektywność technologii.
4. Technologia a produkt.
5. Pozyskiwanie i transfery technologii.
6. Samoocena stanu i poziomu technologii.
7. Wspomaganie rozwoju technologii.
8. Systemowe zarządzanie technologią.
Literatura.
W ostatnim rozdziale zaproponowano system zarządzania technologią podobny do systemu zarządzania jakością wg ISO 9001. Podano kluczowe procesy, wymagania, dokumentację, zasady projektowania, wdrożenia
i utrzymywania systemu.
Opracowała: Dorota Stadnicka
ciąg dalszy ze str. 7
ASSEMBLY AUTOMATION 3/2008
VOLUME 28 ISSUE 3
Wydanie specjalne: Inteligentne metody montażu
Wybrane artykuły
Evolvability and the intangibles
Rozwojowe systemy montażowe.
Celem niniejszej pracy było spojrzenie na produkcję
i montaż linii produkcyjnych oraz odpowiedź na pytanie,
jak zmniejszyć inwestycje związane z projektowaniem
i wdrażaniem w celu wykorzystania do ponownego wytwarzania nowych wyrobów. W artykule przedstawiono niektóre współzależności technologiczne. Stwierdzono, że
know-how, doświadczenie i kreatywność czynią czynnik
ludzki bardzo ważnym atutem w kategoriach ekonomicznych funkcjonowania fabryki. Rozwojowe systemy produkcyjne mogą w niedalekiej przyszłości okazać się pomostem pomiędzy tym, co można by nazwać „zmniejszaniem kosztów siły roboczej”, a odpowiedzią, jak funkcjonowanie fabryki może być utrzymywane ze względów
społecznych i jednocześnie być wysoce rentowne.
Stwierdzono, że rozwojowe systemy montażowe stanowią
zadanie technologiczne wymagające obszernych badań
teoretycznych i konkretnych rozwiązań. W artykule sformułowano wymagania dla takich systemów.
ciąg dalszy na str. 40
24