Пошаговое руководство по проведению исследования времени в автомобильном производстве

В современном автомобилестроении разница между прибыльной производственной линией и дорогостоящей часто сводится к секундам. Систематическое исследование времени позволяет производителям измерять, анализировать и оптимизировать время, необходимое для завершения каждого этапа процесса сборки. Это руководство обеспечивает тщательный переход к проведению исследования времени в автомобильной производственной среде - от планирования и наблюдения до анализа данных и постоянного улучшения. Независимо от того, работаете ли вы на сборочной линии двигателя, лакокрасочном цехе или на конечной станции отделки автомобиля, принципы здесь помогут вам сократить отходы, сбалансировать рабочие нагрузки и установить надежные стандартные времена.

Что такое исследование времени в автомобильном производстве?

Исследование времени — это метод измерения работы, используемый для определения времени, необходимого квалифицированному работнику для выполнения конкретной задачи на определенном уровне производительности. В автомобильном контексте это означает измерение операций, таких как установка дверной панели, затягивание болтов на компоненте подвески или проверка готовых сварных швов. Цель состоит в том, чтобы получить стандартное время , которое включает в себя надбавки к усталости, личные потребности и неизбежные задержки. Это стандартное время становится эталоном для планирования производства, затрат на рабочую силу и балансировки линии.

Исследования времени являются основным компонентом бережливого производства и производственной системы Toyota. Они помогают выявлять muda (отходы) и поддерживают инициативы по постоянному улучшению (Kaizen). Без точных данных о времени невозможно узнать, эффективен ли процесс или где находятся самые большие возможности для улучшения.

Фаза подготовки: этап точного измерения

Вовлечение в исследование времени без надлежащей подготовки приводит к ненадежным данным и потраченным впустую усилиям. На этапе подготовки вы определяете область применения, выбираете правильные задачи, собираете инструменты и обучаете наблюдателей. Эти первоначальные инвестиции приносят дивиденды в отношении качества данных и доверия.

Определите масштаб и цели

Начните с вопроса: какую проблему вы пытаетесь решить? Общие цели включают:

Установление стандартных времен для нового варианта модели.

Выявление узких мест на линии большого объема.

Проверка экономии времени после изменения процесса.

Установление трудовых стандартов для оценки затрат.

После того, как цель будет ясна, определите границы исследования. Будет ли оно охватывать одну станцию, целую рабочую ячейку или всю сборочную линию? Привлеките производственных руководителей и представителей профсоюзов (если применимо) для получения поддержки и обеспечения того, чтобы исследование рассматривалось как конструктивное, а не карательное.

Выбор представительских задач для анализа

Выберите задачи, которые являются критическими для производства и представляют собой нормальную работу. Избегайте выбора оператора, который значительно быстрее или медленнее, чем в среднем. В идеале, выберите несколько операторов с различным уровнем опыта для захвата естественной изменчивости. Общие задачи в автомобильном производстве включают:

Часть выберите и место (например, вытаскивая бампер из корзины).

Совмещение компонентов (например, установка приборной панели).

Операции крепления (например, крутящие колеса болты).

Инспекция или тестирование (например, проверка выравнивания через систему зрения).

Обработка материалов (например, перемещение подсоборок между станциями).

Для каждой задачи создайте разбивку задач — подробный список задействованных элементарных движений.Это поможет вам захватить согласованные данные и позже определить, какой элемент добавляет больше времени.

Соберите инструменты и подготовьте информационные листы

Классические инструменты включают секундомер (или цифровой таймер), буфер обмена и бумажные формы. Однако современные автомобильные заводы часто используют программное обеспечение на основе планшетов или специализированные приложения для изучения времени. Независимо от среды, ваш лист данных должен захватывать:

Описание задачи/станции.

Идентификатор оператора (анонимный при необходимости).

Дата и время наблюдения.

Время начала и остановки для каждого элемента (или общей задачи).

Количество наблюдаемых циклов.

Любые перебои или аномалии (например, частичное заторможение, оператор остановился, чтобы задать вопрос).

Рейтинговый фактор (рейтинг производительности) при использовании метода исследования с рейтингом времени.

Совет по программе: Используйте стандартизированный шаблон, который соответствует структуре непрерывного совершенствования вашей компании. Многие поставщики автомобилей используют формы, основанные на руководящих принципах Международной организации труда для изучения работы.

Поезд наблюдателей

Все наблюдатели должны использовать один и тот же метод времени (например, непрерывное время против времени возврата) и применять одни и те же правила для того, когда начинать и останавливать часы. Они также должны быть обучены оценивать производительность - субъективный, но необходимый навык. Общие системы оценки включают систему Westinghouse (навык, усилия, условия, согласованность) или рейтинг скорости / скорости по сравнению со 100% эталоном. Хорошо обученный наблюдатель может значительно уменьшить смещения измерения.

Также важно проинформировать наблюдаемых операторов. Объясните цель исследования - что это не оценка эффективности, а инструмент улучшения процесса - и попросите их о сотрудничестве. Прозрачность снижает беспокойство и приводит к более естественным шаблонам работы.

Исследование времени: пошаговый сбор данных

При завершении подготовки вы готовы собирать фактические данные о времени.Следуйте этим шагам в течение периода наблюдения, чтобы обеспечить максимальную точность.

Наблюдайте и записывайте с минимальным сбоем

Поставьте себя там, где вы можете видеть оператора четко, не мешая. Используйте стационарное положение или следуйте на уважительном расстоянии, если оператор перемещается между станциями. Начните синхронизацию, когда оператор запускает определенный элемент задачи, и остановитесь, когда элемент заканчивается. Если использовать непрерывное синхронизацию, запустите секундомер без сброса между элементами; обратите внимание на кумулятивное время в каждой конечной точке. Этот метод предпочтителен, потому что он автоматически фиксирует время простоя и небольшие задержки.

Записывайте, по меньшей мере, от 10 до 20 циклов для каждой задачи в зависимости от длины цикла. Для очень длинных циклов (например, > 30 минут) может быть приемлемо меньше наблюдений, но всегда отмечайте уровень достоверности. Больше циклов дают лучшее статистическое среднее и помогают отфильтровать случайные вариации.

В течение каждого цикла следите за действиями, не имеющими добавленной стоимости: ходьба с пустыми руками, ожидание деталей, регулировка инструмента или чрезмерный осмотр. Это цели для устранения. Документируйте любые нарушения в листе данных с краткой запиской.

Систематически обрабатывать переменные и прерывания

Автоматические сборочные линии динамичны - операторы могут быть прерваны дефектной частью, отказом инструмента или остановкой конвейера. У вас есть два варианта: отбросить нарушенный цикл и наблюдать дополнительный, или пометить прерывание и позже проанализировать его отдельно. Для разработки стандартного времени обычно исключают ненормальные задержки (например, 10-минутная остановка линии), но включают нормальные задержки, такие как ожидание детали в пределах стандартной длины (например, 10-30 секунд). Используйте свое суждение и документируйте рассуждения.

Также обратите внимание, использует ли оператор стандартизированный метод работы (т.е. следует текущей стандартной процедуре эксплуатации). Если оператор отклоняется от предписанного метода, это может указывать на то, что SOP нуждается в обновлении, или что оператор нашел лучший способ.

Анализ данных исследования времени для получения информации

Сырые данные — это просто цифры — анализ превращает их в действенные знания.Цель — вычислить точные стандартные времена и определить, где существуют наибольшие возможности для улучшения.

Вычислить среднее и стандартное отклонение

Для каждого элемента задачи вычислите среднее время и стандартное отклонение. Высокое стандартное отклонение сигнализирует о высокой изменчивости, которая может быть вызвана непоследовательными методами, разницей в навыках оператора или неизмеренными сбоями. Используйте наблюдаемое время для вычисления основного времени — времени, которое средний опытный оператор будет принимать без надбавок. Если вы использовали рейтинг производительности, отрегулируйте наблюдаемое время по рейтинговому фактору: .

Затем добавьте надбавки: обычно 10-15% для личных нужд, усталости и неизбежных задержек. Результатом является стандартное время для задачи. Стандартное время часто выражается в сотых долях минуты (0,01 мин) для точности.

Определите бутылочные шеи и дисбаланс

В многостанционной сборочной линии суммируйте стандартное время всех операций на каждой станции. Станция с наибольшим общим временем является узким местом - она устанавливает общую скорость линии (время такта). Если время узкого места станции превышает необходимое время такта, вы должны найти способы сократить его время или перераспределить задачи. Общая техника заключается в создании диаграммы yamazumi (сложенная диаграмма бара), которая визуально показывает рабочую нагрузку на станциях. Данные исследования времени поступают непосредственно в эту диаграмму.

Ищите задачи, где фактическое время значительно выше, чем стандартное - это кандидаты на улучшение. Также ищите задачи, которые последовательно выполняются медленнее, чем ожидалось; это может быть связано с проблемами проектирования (например, с деталями, которые трудно обрабатывать), проблемами с инструментами или эргономическими ограничениями, которые замедляют оператора.

Используйте статистические инструменты для проверки

Не полагайтесь только на простые средние значения. Используйте контрольные диаграммы (например, диаграммы X-bar и R), чтобы проверить, стабилен ли процесс с течением времени. Если вы видите точки вне пределов контроля, исследуйте причину. Вы также можете выполнить исследование по выборке работы , чтобы проверить долю времени с добавленной стоимостью по сравнению с отходами. Например, если ваше исследование времени показывает, что 70% времени оператора тратится на задачу, но образец работы показывает только 50%, вы, возможно, пропустили задержки.

Для углубленного анализа многие производители автомобилей используют программное обеспечение для моделирования (например, Siemens PLM, Tecnomatix), которое включает данные исследования времени для моделирования целых производственных линий. Однако даже электронная таблица может обрабатывать основные расчеты. Ключ заключается в проверке ваших чисел с помощью реальных проверок перед внедрением изменений.

Реализация улучшений на основе результатов исследования времени

Истинная ценность исследования времени - это улучшение, которое оно позволяет. С помощью надежных данных вы можете принимать обоснованные решения о сокращении времени цикла, улучшении качества и снижении стоимости. Ниже приведены общие стратегии улучшения в автомобильном производстве, которые исследования времени поддерживают непосредственно.

Уменьшение времени выполнения задач за счет улучшения методов

Если конкретный элемент занимает слишком много времени, используйте данные исследования времени, чтобы точно определить первопричину. Например, если высокий процент цикла тратится на ходьбу к узлу деталей, рассмотрите возможность перепозиционирования узла ближе к точке сборки. Если оператор должен неоднократно согнуть, чтобы забрать небольшие части, кормушка для деталей с гравитационным питанием может уменьшить движение. Чистые инструменты , такие как 5S, всплески кайдзен и визуальные элементы управления могут быть применены непосредственно к элементу с наибольшим временем.

Другой мощный метод — экономия движения — перепроектирование макета рабочей станции так, чтобы оператор мог выполнять действия с минимальным движением. Данные исследования времени обеспечивают измерение до и после, чтобы доказать эффективность изменения.

Балансировка рабочей нагрузки через станции

Дисбаланс линий часто приводит к ожиданию (непродолжительное время) на некоторых станциях, в то время как другие перегружены. Перераспределяя элементы задачи от станций узкого места до менее загруженных, можно увеличить общую пропускную способность. Данные исследования времени делают это перераспределение точным. Например, если станция А занимает 1,2 минуты, а станция В занимает 0,9 минуты, вы можете переместить элемент 0,2 минуты от А до В (после проверки того, что B может безопасно и эргономично с ним обращаться).

Стандартизация лучших практик

Если вы заметили, что один оператор стабильно быстрее других при сохранении качества, изучите их метод подробно. С их разрешения задокументируйте превосходную технику и включите ее в стандартную рабочую инструкцию. Данные исследования времени затем становятся базовым для всех операторов.

Проверка улучшений с последующими исследованиями времени

После внесения изменений провести повторное исследование для измерения фактического улучшения. Сравнить новые циклы с старыми стандартными временами. Проверить, что улучшение устойчиво в течение нескольких смен и дней. Если улучшение не соответствует ожиданиям, повторно проанализировать данные и повторить.

Отчетность, документация и постоянный мониторинг

Исследование времени не является разовым событием - оно является частью жизненного цикла непрерывного улучшения.Надлежащая документация гарантирует, что данные остаются полезными для будущих ссылок, а регулярный мониторинг улавливает дрейф, прежде чем он станет проблемой.

Создайте четкий отчет

Ваш отчет должен включать:

Цель и объем исследования.

Таблицы данных с наблюдаемым временем, средними значениями, стандартными отклонениями и стандартным временем.

Используемые коэффициенты и надбавки к показателям эффективности.

Выявление узких мест и задач с высокой вариативностью.

Рекомендуемые улучшения и их ожидаемое воздействие.

План осуществления и сроки его осуществления.

Используйте визуальные средства, такие как диаграммы баров, диаграммы ямазуми и графики временных рядов, чтобы сообщать результаты различным аудиториям (линейным руководителям, руководителям предприятий, инженерам).

Обновление стандартных операционных процедур (SOP)

После осуществления мер по совершенствованию необходимо обновить соответствующие СОП, с тем чтобы отразить новый метод и новое стандартное время. Обеспечить подготовку всех работников по обновленному процессу. СОП становятся исходным уровнем для будущих исследований времени.

Интеграция данных исследования времени в цифровую платформу

В сегодняшней производственной среде, основанной на данных, ручное хранение бумажных записей является обязательством. Многие автомобильные заводы используют цифровые системы измерения работы, которые поступают в центральную базу данных. Например, платформа, такая как Directus , может использоваться для управления данными исследования времени, матрицами навыков оператора и стандартными операционными процедурами структурированным образом. Directus обеспечивает гибкую безголовую CMS, которая может быть адаптирована для сбора, хранения и визуализации наблюдений исследования времени по нескольким линиям и сдвигам. Это позволяет в режиме реального времени получать доступ к историческим данным и легко генерировать отчеты для событий Kaizen.

Другие варианты программного обеспечения включают специализированные приложения для исследования работы, такие как Quetech или MOST . Ключом является выбор инструмента, который интегрируется с существующей системой выполнения производства (MES) и поддерживает анализ данных.

Регулярные повторные исследования

Процессы меняются со временем из-за износа, инженерных изменений, новых моделей деталей или оборота оператора. Наилучшая практика заключается в том, чтобы проводить обзор исследования времени по крайней мере один раз в год для линий большого объема, и всякий раз, когда происходит значительное изменение (новый инструмент, новая деталь, новая компоновка). Это гарантирует, что ваше стандартное время остается точным и что вы не недооцениваете требования к труду.

Конкурентный край точного измерения работы

Проведение исследования времени в автомобильной промышленности - это не просто академическое упражнение - это практическая деятельность с высокой рентабельностью инвестиций, которая напрямую влияет на прибыльность. Следуя пошаговому процессу, описанному выше - от определения объема и подготовки инструментов, путем тщательного наблюдения и анализа, до внедрения и мониторинга улучшений - вы можете сократить отходы, балансовые линии и повысить производительность. Лучшие производители рассматривают исследование времени как непрерывную дисциплину, а не одноразовый проект. В сочетании с надежной цифровой инфраструктурой (например, Directus для управления данными) и культурой уважения к людям, исследование времени помогает построить действительно бережливое предприятие.

Будь вы инженером-промышленником, руководителем производства или специалистом по непрерывному совершенствованию, навыки проведения действительного исследования времени незаменимы. Начните с малого, итерируйте и создайте базу данных точного времени, которая послужит основой для десятилетий улучшения. Времена, которые вы получаете сегодня, завтра станут миллионами сбережений.

Для получения дополнительных ресурсов по методам измерения бережливого производства обратитесь к руководству Института бережливого предпринимательства по исследованиям времени и руководству по исследованию работы МОТ .