Исследование времени для технического обслуживания и ремонта в промышленной технике

Исследование времени является основополагающей техникой в промышленной инженерии, обеспечивающей систематический метод анализа и улучшения операций по техническому обслуживанию и ремонту. На протяжении десятилетий организации использовали исследования времени для измерения продолжительности задач, выявления неэффективности, сокращения простоев машин и оптимизации распределения ресурсов. В контексте технического обслуживания и ремонта исследование времени заключается не только в скорости; оно заключается в установлении надежных эталонов, балансировании рабочих нагрузок и поддержке инициатив по постоянному улучшению. В этой статье рассматриваются принципы, методы и приложения исследования времени специально для операций по техническому обслуживанию и ремонту, предлагая подробную дорожную карту для промышленных инженеров и менеджеров по техническому обслуживанию, стремящихся повысить производительность и надежность.

Основы исследования времени

Исследование времени, первоначально разработанное Фредериком Уинслоу Тейлором в конце 19 века, представляет собой метод измерения работы, который включает в себя наблюдение, запись и анализ времени, необходимого для выполнения конкретной задачи. Основная цель состоит в том, чтобы установить стандартное время для работы в определенных условиях с учетом производительности оператора, метода и надбавок для отдыха и задержек. В современной промышленной технике исследование времени остается краеугольным камнем проектирования работы и анализа производительности. Он часто сочетается с методами проектирования, исследования движения и эргономики для создания эффективных и безопасных рабочих процессов.

Исторический контекст и эволюция

Первоначальные исследования времени секундомера Тейлора были усовершенствованы Фрэнком и Лилиан Гилбрет посредством исследования движения, что привело к понятию «therbligs» (основные элементы движения). Более поздние разработки включали предопределенные системы времени движения (PMTS), такие как Методы измерения времени (MTM) и Методика последовательности операций Мейнарда (MOST), которые позволяют инженерам оценивать стандартное время без прямого наблюдения. Сегодня цифровые инструменты, видеоанализ и автоматизированный сбор данных еще больше продвинули практику, но фундаментальные принципы разбиения задач, измерения и анализа остаются неизменными.

Исследование времени vs. Другие методы измерения работы

Изучение времени является одним из нескольких подходов к измерению работы. Другие включают в себя выборку работы (для оценки доли времени, затрачиваемого на деятельность), стандартные данные (с использованием предварительно установленного времени для общих элементов) и компьютеризированные системы изучения времени. Для операций по техническому обслуживанию и ремонту, которые часто включают неповторяющиеся, переменные задачи, комбинация прямого изучения времени и выборки работы часто является наиболее практичным подходом. Предопределенные системы времени движения, такие как MTM и MOST, могут быть полезны для повторяющихся задач технического обслуживания (например, изменение фильтра или калибровка датчика), но они требуют подробного разложения задачи и могут не фиксировать изменчивость, присущую сложным ремонтам.

Роль изучения времени в обслуживании и ремонте

Обслуживание и ремонтные работы значительно отличаются от производства большого объема. Задачи часто нечастые, непредсказуемые и различаются по сложности в зависимости от состояния машины, доступности деталей и технических навыков. Исследование времени при правильном применении помогает менеджерам по техническому обслуживанию понимать фактическую продолжительность ремонта, сравнивать производительность в смены или команды и более точно планировать профилактические и корректирующие работы. Конкретные приложения включают:

• Оценка потребностей в рабочей силе для запланированных остановок технического обслуживания, избегая как избыточного, так и недостаточного персонала.
• Выявление узких мест в процессах ремонта, таких как длительные диагностические фазы или ожидание запасных частей.
• Улучшение графика , предоставляя реалистичные прогнозы времени для рабочих заказов.
• Уменьшение простоев машины, выделяя задачи, которые можно упростить или распараллеливать.
• Установление контрольных показателей эффективности для непрерывного совершенствования и обучения техников.
• Поддержка бережливого обслуживания и общего производственного обслуживания (TPM) инициативы по количественной оценке отходов и изменчивости.

Во многих промышленных условиях на деятельность по техническому обслуживанию приходится значительная часть эксплуатационных расходов. Хорошо проведенное исследование времени может выявить возможности сокращения времени ремонта на 10-30%, что непосредственно влияет на доступность оборудования и общую эффективность оборудования (ОЭЭ).

Методологии и методы

К техническому обслуживанию и ремонту применимы несколько методик исследования времени. Выбор зависит от характера задачи, имеющихся ресурсов и требуемого уровня детализации.

Время работы Stopwatch Time

Это классический метод: наблюдатель использует секундомер (или цифровое устройство синхронизации) для измерения времени, затраченного на каждый элемент задачи. Для работы по техническому обслуживанию наблюдатель должен быть осторожным, чтобы учесть задержки, вызванные отсутствующими инструментами, неожиданными условиями или движениями техника. Задача разбивается на логические элементы — например, «удалить болты», «подъемная крышка», «ремень осмотра», «заменить ремень», «настроить напряжение» и «прогон испытаний». Записывается несколько наблюдений, и среднее время корректируется с использованием рейтинга производительности для получения нормального времени. Для получения стандартного времени добавляется коэффициент допустимости (обычно 15-20% для личного времени, усталости и неизбежных задержек).

Отбор проб работы

Выборка работы включает в себя проведение большого количества мгновенных наблюдений за техниками в течение периода, запись того, что они делают в каждый момент. Этот метод особенно полезен для оценки доли времени, затрачиваемого на различные виды деятельности по техническому обслуживанию (например, диагностика, ремонт, ожидание, ходьба). Он не обеспечивает подробного времени выполнения задач, но ценен для понимания общих моделей работы и определения того, где время теряется. Выборка работы менее разрушительна, чем исследования секундомера, и может выполняться руководителями или автоматизирована с помощью систем отслеживания местоположения.

Системы времени движения (PMTS)

Такие системы, как MTM-1, MTM-2 и MOST, присваивают заданные временные значения основным движениям (достижение, захват, перемещение, положение и т. д.) Для задач технического обслуживания, которые включают стандартные действия, такие как сборка компонентов, работа ручных инструментов или движущихся частей, PMTS может производить согласованные оценки времени без необходимости в синхронизации. Однако PMTS лучше всего работает, когда метод задачи четко определен и повторяем. Для непредсказуемого ремонта PMTS может потребовать значительного разложения и все еще не захватывать когнитивные или диагностические элементы. Тем не менее, он может быть полезным дополнением для непосредственного изучения ручных частей ремонта.

Видеоанализ и цифровое время

Современные исследования времени все чаще используют видеозапись для захвата всего процесса ремонта. Аналитики могут просматривать кадры кадр за кадром, точно измерять время и делиться результатами с командами для обучения. Цифровые инструменты, такие как программное обеспечение для изучения времени на основе видео (например, iObserve, Quetech или решения от Siemens), позволяют автоматически собирать данные, аннотировать и статистический анализ. Видеоанализ особенно полезен для сложных или нечастых задач технического обслуживания, поскольку он позволяет нескольким рецензентам изучать процесс, не мешая технику. Этот метод также поддерживает эргономичный и анализ безопасности.

Проведение исследования времени: поэтапный подход

Для обеспечения надежных и действенных результатов следует провести исследование времени для технического обслуживания и ремонта в соответствии со структурированным процессом. Ниже приводится подробное пошаговое руководство.

Шаг 1: Определите цель и масштабы

Четко сформулируйте цель исследования. Пытаетесь установить стандартное время для рутинной замены? Выявить задержки в устранении неполадок? Сравнить различные методы ремонта? Цель будет влиять на уровень детализации, количество наблюдений и зафиксированные точки данных. Также определите сферу: конкретное оборудование, уровень квалификации техников, инструменты и условия окружающей среды.

Шаг 2: Выберите задачу и получите сотрудничество

Выберите репрезентативную операцию по техническому обслуживанию или ремонту, которая имеет разумную частоту возникновения. Получите бай-ин у техников и руководителей; объясните, что цель состоит в том, чтобы улучшить процесс, а не тщательно изучить индивидуальную производительность. Хорошее сотрудничество приводит к более естественному поведению и точным данным.

Шаг 3: разбейте задачу на элементы

Разделить задачу на более мелкие, легко наблюдаемые элементы. Элементы должны быть:

• Отличительные и четко определенные (начальные и конечные точки)
• Измеримые (обычно от 0,1 до 10 минут)
• Однородный (один тип активности, например, «удалить болты», а не «удалить болты и крышку лифта»)
• Отдельно для постоянных элементов (всегда присутствует) и переменных элементов (в зависимости от условий).

Например, простая замена ремня может иметь элементы: 1) Сбор инструментов и запасной ремень, 2) Запирание/выключатель машины, 3) Снятие предохранителя, 4) Снятие натяжителя, 5) Снятие старого ремня, 6) Установка нового ремня, 7) Настройка натяжения, 8) Снятие предохранителя, 9) Снятие блокировки и пробный запуск. Каждый элемент приурочен индивидуально.

Шаг 4: Наблюдать и записывать

Используйте секундомер или цифровое устройство синхронизации для записи времени для каждого элемента в течение нескольких циклов (обычно 10-20 наблюдений для повторяющихся задач; меньше для более длительных или менее частых операций). Запишите любые необычные события, такие как отсутствие инструментов или неожиданные условия машины. Обратите внимание на уровень производительности техника (например, используя шкалу оценки производительности: 100% = нормальный темп, 120% = быстрый и т. Д. Наблюдатель должен быть обучен, чтобы избежать влияния на ритм техника).

Шаг 5: Анализ и расчет нормального времени

Для каждого элемента вычислите среднее наблюдаемое время. Затем примените рейтинг производительности, чтобы приспособиться к «нормальному» темпу. Нормальное время = среднее наблюдаемое время × (рейтинг производительности / 100). Если техник работает на 110% от нормального для 2-минутного наблюдаемого элемента, нормальное время составляет 2,2 минуты. Суммарно нормальное время для всех элементов, чтобы получить нормальное время для всей задачи.

Шаг 6: Определите нормы и стандартное время

Надбавки учитывают личное время (обед, туалет), усталость (физическая и умственная) и неизбежные задержки (например, ожидание инструкций, неисправность инструмента). В техническом обслуживании надбавки могут быть выше, чем в производстве из-за физических требований и неопределенных условий. Общий подход заключается в добавлении процента нормального времени (например, 15-20%). Стандартное время = нормальное время × (1 + процент надбавок). Документируйте предположения четко.

Шаг 7: Проверка и реализация

Проверить стандартное время с помощью отдельного набора наблюдений или с помощью экспериментальной реализации. Если время постоянно слишком ограничено или слишком свободно, просмотреть данные и предположения. После проверки использовать стандартное время для планирования, расчета стоимости и оценки эффективности. Расписание периодических обзоров для обновления времени по мере изменения методов, инструментов или условий.

Инструменты и технологии для современных исследований времени

Хотя секундомеры и буферы обмена остаются распространенными, ряд современных инструментов может повысить точность и эффективность. Некоторые известные варианты включают:

• Программное обеспечение для исследования времени, предназначенное для изучения времени, такое как Quetech, iWork или LeanStats, которое работает на планшетах или смартфонах и позволяет записывать в режиме реального времени, автоматически оценивать производительность и статистический анализ.
• Системы анализа на основе видео (например, Siemens Tecnomatix, Noldus), которые позволяют проводить обзор по кадрам и автоматическую отметку времени.
• Носимые и основанные на IoT датчики, которые отслеживают движения техников и использование инструментов, подавая данные в модели исследования времени. Например, напольные коврики с поддержкой Bluetooth или RFID-метки на запасных частях могут входить в систему, когда техник входит в зону или подбирает компонент.
• Интеграция с CMMS (система управления компьютерным обслуживанием): Некоторые современные платформы CMMS включают данные исследования времени для автоматического обновления продолжительности рабочего времени, запуска графиков профилактического обслуживания и обеспечения приборных панелей времени ремонта в режиме реального времени.

Полное руководство по инструментам измерения работы можно найти в рабочей измерительной коробке ASME , которая предлагает практические советы по выбору соответствующих методов.

Институт Lean Enterprise предоставляет полезный обзор исследования времени в рамках бережливого производства , подчеркивая его роль в стандартной работе и мероприятиях по кайдзен. Для более глубокого погружения в TPM и автономное обслуживание обратитесь к ресурсам, таким как TPM Online .

Реальные приложения

Чтобы проиллюстрировать практическое влияние исследования времени на техническое обслуживание, рассмотрим следующие примеры:

Случай 1: сокращение времени замены печати насоса

Химический завод провел временное исследование процесса замены механического уплотнения на центробежном насосе. Исследование показало, что 40% общего времени ремонта было потрачено на ожидание специализированных инструментов и запасных частей. Реорганизовав инструментальную кроватку и внедрив систему предварительной комплектации, завод сократил время замены уплотнения с 4,5 часов до 2,8 часов - улучшение на 38%. Исследование также привело к пересмотренному стандартному времени, которое улучшило точность планирования.

Случай 2: Стандартизация профилактического обслуживания грузоотправителей

Оператор склада использовал видео-исследование времени для анализа профилактического обслуживания на парке конвейеров. Анализ показал, что технические методы широко варьировались, при этом одни выполняли задачи в нескольких поездках, а другие эффективно планировали свой маршрут. Установив стандартный метод и время (с учетом смазки и натяжения ремня), компания сократила среднюю продолжительность ТЧ на 22% и увеличила техническую мощность на 15%.

Будущее изучения времени в поддержании

По мере того, как промышленные операции становятся более оцифрованными, развивается исследование времени. Новые технологии, такие как компьютерное зрение, ИИ и цифровые двойники, обещают автоматизировать большую часть наблюдения и анализа. Например, камеры могут отслеживать движения техников и автоматически сегментировать задачи, в то время как модели машинного обучения могут прогнозировать изменения во времени ремонта на основе данных о состоянии оборудования. Рост Индустрии 4.0 и интеллектуального обслуживания, вероятно, сменит время изучения с периодических ручных упражнений на непрерывный процесс в режиме реального времени. Однако фундаментальные принципы разрушения работы, измерения и установления стандартов останутся актуальными.

Для получения дополнительной информации о том, как цифровые технологии формируют техническое обслуживание и измерение работы, статья McKinsey о интеллектуальном обслуживании обеспечивает отличную перспективу.

Заключение

Исследование времени является мощным инструментом для промышленных инженеров и менеджеров по техническому обслуживанию, стремящихся повысить эффективность, надежность и экономическую эффективность в операциях по техническому обслуживанию и ремонту. Систематично наблюдая, записывая и анализируя продолжительность выполнения задач, организации могут устанавливать реалистичные стандарты, выявлять отходы и добиваться постоянного улучшения. В то время как метод требует тщательного планирования и выполнения, преимущества - сокращение простоев, лучшее планирование, точная оценка затрат и повышение производительности - намного перевешивают усилия. По мере продвижения цифровых технологий исследование времени станет еще более интегрированным в ткань интеллектуального обслуживания. На данный момент хорошо проведенное исследование времени остается одним из наиболее эффективных способов понять и оптимизировать работу, которая успокаивает работу промышленных систем.