朱韓鋼，馬曉平

(1.江蘇新時代造船技術(shù)有限公司，江蘇 靖江 214500；2.江蘇科技大學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212003)

船舶建造中的工時物量定額應(yīng)用方法研究

朱韓鋼1，馬曉平2

(1.江蘇新時代造船技術(shù)有限公司，江蘇 靖江 214500；2.江蘇科技大學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212003)

分析了目前船廠工時物量定額管理中普遍存在的問題，在此基礎(chǔ)上結(jié)合在工時定額使用中取得的一些經(jīng)驗，借助現(xiàn)代造船解決方案，提出了以工程分解中的標準任務(wù)包為核心建立工時物量定額的基本方法，并通過在現(xiàn)場實施應(yīng)用和數(shù)據(jù)采集，以回歸統(tǒng)計分析的方法完成對工時定額的修正。

船舶建造；工時物量定額；生產(chǎn)管理

0 引言

在船舶建造過程中，為了量化生產(chǎn)中的工作量，制定有效的生產(chǎn)計劃，合理的配置勞動力資源，縮短無效勞動工時，降低生產(chǎn)過程中的勞務(wù)成本，越來越多的船廠開始使用工時定額的方式進行作業(yè)任務(wù)包管理。日本船廠從20世紀60年代就開始通過手工單據(jù)的方式積累物量和工時之間的關(guān)系，信息系統(tǒng)出現(xiàn)后，在原有手工數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，借助系統(tǒng)進行工時和物量定額數(shù)據(jù)的積累，目前已經(jīng)形成完善的工時物量定額體系，并較好地使用工時物量定額管理生產(chǎn)中的工時和負荷。我國船廠在工時物量定額管理方面起步比較晚，雖然借助了日韓船廠的一些經(jīng)驗，但經(jīng)過多年的推廣應(yīng)用，在很多造船企業(yè)(尤其是民營企業(yè))收效甚微。本文分析了目前部分船廠工時物量定額使用的現(xiàn)狀，找出制約工時物量定額應(yīng)用的主要因素，并提出了相對完整的解決方法，希望對船廠建立工時物量定額體系具有參考價值。

1 船廠工時定額使用現(xiàn)狀分析

1.1標準任務(wù)包分解體系建立存在的問題

要實現(xiàn)工時定額管理，首先要建立標準的任務(wù)包分解體系，在此基礎(chǔ)上完成對某個項目的工程分解。然而標準任務(wù)包的分解沒有普遍適用的方法，不同的管理者采用不同的角度對于同一項目可以有多種分解的方法，再加上船廠承接船型品種的多樣，難以制定統(tǒng)一的劃分標準。

1.2制定工時物量體系存在的問題

(1)評價工時的物量體系難以建立。由于同一類型任務(wù)包涉及到的評價物量有很多種，特定類型的任務(wù)包選擇什么樣的物量才能合理的評價工時，需要考慮的因素較多，難度較大。如鐵舾件安裝的任務(wù)包，不能單純的使用舾裝件的件數(shù)或者重量來計算工時，而是需要對舾裝件進行分類后，針對不同的分類使用不同的物量類型來表達各自安裝需要的工時定額。

(2)生產(chǎn)現(xiàn)場所要求的定額物量往往比較深入，以力求將來能夠公平的結(jié)算。而在當前的設(shè)計狀態(tài)下，現(xiàn)場所要求的大部分物量難以直接提供，需要在設(shè)計部門所能提供的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進一步統(tǒng)計挖掘。而且，在未形成相對完善穩(wěn)定的工時物量體系之前，這些物量體系在運行過程中容易被修改，也就難以通過二次開發(fā)來高效的提供特定的物量數(shù)據(jù)，這部分物量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計挖掘在很長一段時間內(nèi)只能依靠人工去完成。

(3)部分船廠缺少歷史數(shù)據(jù)的積累，工時物量之間的關(guān)系建立只能依靠經(jīng)驗，或者現(xiàn)場測算，起初的工時物量之間的關(guān)系變更頻繁。

(4)即使完成了工時物量體系的建立，還要考慮影響任務(wù)包工時定額其他的因素，其中可分為內(nèi)在因素和外在因素。內(nèi)在因素包括船型、設(shè)備設(shè)施、工藝水平、施工區(qū)域、施工階段、施工難度、設(shè)計修改等，外部因素包括船東要求、施工班組的熟練程度、天氣等，這些因素共同制約著工時物量之間的關(guān)系。

1.3應(yīng)用工時管理體系存在的問題

(1)缺少數(shù)據(jù)記錄積累的工具，數(shù)據(jù)采集困難。一般以手工的方式進行記錄，存在著記錄數(shù)據(jù)錯誤、不及時、不規(guī)范等缺點。

(2)部分船廠將工時和工人收入掛鉤，因此在工時體系的實際運行中，存在著虛報工時現(xiàn)象，從而導(dǎo)致工時嚴重虛增，無法獲得真實有效的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

(3)運行一段時間之后收集到的工時，由于缺少科學(xué)的統(tǒng)計方式，船廠僅做到為了收集工時而收集工時，沒有進行有效的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，不能為工時物量定額的修正起到促進作用。

2 產(chǎn)品導(dǎo)向型的工程分解方式

標準任務(wù)包是制定工時物量定額的基本操作單位，我廠依據(jù)現(xiàn)代造船模式的成組技術(shù)原理以及常規(guī)的生產(chǎn)組織方式，在產(chǎn)品分解結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，劃定標準任務(wù)包，并按標準任務(wù)包對所有的船舶建立工程分解。

一般的船舶建造工程分解方式如下：從橫向上分為先行作業(yè)、船塢(臺)搭載作業(yè)和后行作業(yè)；再從縱向上看，首先以產(chǎn)品分解結(jié)構(gòu)中的對象(分段、總段、區(qū)域、系統(tǒng))為基礎(chǔ)，分解為“生產(chǎn)活動”→“任務(wù)包(WOP)”→“任務(wù)(Task)”3層結(jié)構(gòu)。

其中任務(wù)包(WOP)是生產(chǎn)部門指揮施工班組作業(yè)的依據(jù)，是連接中日程和小日程的紐帶，同時也是圖紙發(fā)放、物資領(lǐng)用、工時物量定額、生產(chǎn)資源分配、工程預(yù)算和進度評定以及質(zhì)量檢驗的基礎(chǔ)。任務(wù)(Task)是對WOP的進一步細分，是施工班組指揮個人作業(yè)的依據(jù)。Task是現(xiàn)場操作執(zhí)行反饋的最小單位，是現(xiàn)場實際物量工時定額采集的來源。

比如：船體的分段作業(yè)可分為“裝配”、“焊接”標準任務(wù)包，分段舾裝作業(yè)可分為“鐵舾件安裝”、“管子安裝”、“電裝件安裝”等標準任務(wù)包。

3 工時定額評價體系

以上述標準任務(wù)包為基礎(chǔ)，制定各種類型任務(wù)包工時定額的表達方式。

WOP和工時定額關(guān)系如圖1所示。

3.1工時定額體系初步建立

首先，船廠生產(chǎn)各部門、設(shè)計部門以及成本部門需要共同確定各種類型任務(wù)包工時的評價物量。其次，再由生產(chǎn)部門和成本部門根據(jù)自身的生產(chǎn)能力，確立不同物量對應(yīng)的工時定額。通過任務(wù)包的物量計算完成工作包所需消耗的工時稱之為“標準工時”。但在工時定額體系建立之初，標準工時和物量之間存在的關(guān)系采用單位物量所消耗的工時直接表達。

比如：分段制作階段的“裝配”和“焊接”任務(wù)包都可以使用此階段的焊接長度來計算工時。但此處的焊接長度并不是簡單的將所有焊縫的長度相加，而是需要根據(jù)焊接難度的不同，分別確立完成單位長度不同難度的焊縫所需的工時定額，或?qū)⒉煌y度的焊縫通過系數(shù)折算成名義焊接長度，再通過名義焊長制定工時定額。通過測算，分段階段焊接任務(wù)包的標準工時見表1。由此方法可以延伸至各種類型任務(wù)包物量的確定，并依據(jù)現(xiàn)場的經(jīng)驗和測算，給出初步的標準工時。

表1 分段階段任務(wù)包的標準工時

實際應(yīng)用中，由各個生產(chǎn)部門下發(fā)給施工班組執(zhí)行的工時，需要考慮由于各種因素對工時的影響，可將下發(fā)給施工班組的工時稱為“目標工時”。目標工時和標準工時之間的修正關(guān)系如下式：

T.Mhr=αβS.T-R.MHr+A.MHr

式中：T.Mhr為目標工時，下發(fā)給施工班組的執(zhí)行工時；S.T為標準工時，依據(jù)物量按照定額計算出來的工時；α為生產(chǎn)效率系數(shù)，用于區(qū)別同船型系列船之間的效率差異；β為季節(jié)效率系數(shù)，用于區(qū)別不同季節(jié)之間的效率差異；R.MHr為減少的工時，因技術(shù)進步或工裝改善等因素而臨時減少的工時；A.MHr增加的工時，因船東要求或施工技能等影響而臨時增加的工時。

3.2工時物量定額統(tǒng)計分析及修正

在建立工時物量定額之后，經(jīng)過現(xiàn)場一段時間的使用和工時收集，可以采用數(shù)學(xué)的方式對工時定額和物量之間的關(guān)系進行回歸分析，用來修正工時定額?；诮y(tǒng)計分析與數(shù)學(xué)模型法的工時定額研究為工時定額的制定提出了一種更為準確化的表達形式，通過隨機的統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行數(shù)學(xué)分析得到的模型往往能夠反映出大量樣本數(shù)據(jù)共性，并能忽略那些在樣本中所存在的變異值[1]。

本文采用最小二乘法，按偏差平方和最小的原則選取擬合曲線，并且采取二項式方程為擬合曲線的方法。

給定已經(jīng)采集到的若干工時數(shù)據(jù)點Pi(xi，yi)，i=1,2,…,m，其中：x代表物量；y代表對應(yīng)物量所消耗的實際工時。

求得工時定額與物量之間的近似曲線y=φ(x)，使得近似曲線與y=f(x)的偏差δ的平方和最小，即滿足下式：

求解過程可查詢相關(guān)數(shù)學(xué)文獻。

針對不同類型的任務(wù)包以及工時定額和物量關(guān)系，依據(jù)收集到的數(shù)據(jù)分別回歸擬合各自的曲線，再次依據(jù)物量計算工時時，可參照擬合的曲線所計算出的工時。另一方面，可以依據(jù)收集到的工時對造船中不同階段、工種所對應(yīng)的主要物量進行回歸，得出的擬合曲線可以用于新船型建造工時的預(yù)估。

4 基于MES的工時采集方式

制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)位于業(yè)務(wù)管理層和過程控制層之間，面向車間層的生產(chǎn)管理技術(shù)與實時信息系統(tǒng)。一方面，MES將業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)的命令進一步細化后，向生產(chǎn)過程發(fā)出制造指令；另一方面，MES將過程控制層收集到的實時信息，反饋回業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)，作為生產(chǎn)計劃和統(tǒng)計分析的依據(jù)[2]。本文中同樣采用MES的方式，通過系統(tǒng)下發(fā)給現(xiàn)場的生產(chǎn)任務(wù)包，并基于手機端進行現(xiàn)場派工和工時收集管理?；玖鞒倘鐖D2所示。

圖2 基于MES的的現(xiàn)場派工和工時管理

在實際工時的反饋中，包含了實動工時和誤工工時兩大部分，其中船廠需要根據(jù)各自的特點對誤工工時產(chǎn)生的范圍有明確的界定，如缺料、報驗延誤、設(shè)備損壞、天氣等，以便對誤工工時進行統(tǒng)計分析，才能逐步消除作業(yè)中無效和等待的時間。

5 結(jié)語

本文以現(xiàn)代造船解決方案為基本手段，生產(chǎn)部門在系統(tǒng)中將任務(wù)包派發(fā)給施工班組，班組長使用手機終端進行現(xiàn)場派工和工時采集，有效解決了實際生產(chǎn)過程中工時信息管理方面存在諸多難點。

由于實動工時的采集主要依靠現(xiàn)場的作業(yè)班組，為了獲得較為準確的實動工時反饋，在實施初期，工時定額主要用來預(yù)估工作量和安排生產(chǎn)計劃。此時應(yīng)避免將工時用于結(jié)算，否則會導(dǎo)致反饋工時虛高，而無法獲得真實有效的反饋數(shù)據(jù)。

建議在工時物量定額運行一段時間之后，有了大量有效工時數(shù)據(jù)積累，并且以回歸統(tǒng)計分析方式對工時定額進行修正，在此基礎(chǔ)上再進一步考慮將工時管理和結(jié)算管理相結(jié)合。另一方面，經(jīng)過現(xiàn)場較長一段時間的運行，可以基本固化表達工時定額的物量構(gòu)成方式，此時可制定物量數(shù)據(jù)的標準格式，以便技術(shù)部門能夠快速的提供。

[1]熊偉.面向非標準化制造的工時定額研究[D].上海：東華大學(xué)，2012.

[2]丁伯慧，齊二石，楊作剛.離散型制造企業(yè)MES系統(tǒng)架構(gòu)的研究[J]. 組合機床與自動化加工技術(shù)，2006，(10):104-106.

2014-06-13

朱韓鋼(1979-)，男，工程師，從事企業(yè)信息化管理、船舶先進制造技術(shù)研究推進工作；馬曉平(1964-)，男，研究員級高工，從事船舶先進制造理論和解決方案的研究、開發(fā)、教學(xué)工作。

U673.2

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