ZASTOSOWANIE METOD NORMOWANIA CZASU PRACY W PROCESIE MONTAŻU WRZECIONA FREZARKI STEROWANEJ NUMERYCZNIE

Transkrypt

1 3/2013 Technologia i Automatyzacja Montażu ZASTOSOWANIE METOD NORMOWANIA CZASU PRACY W PROCESIE MONTAŻU WRZECIONA FREZARKI STEROWANEJ NUMERYCZNIE Edward PAJĄK, Robert CIEŚLAK Streszczenie W artykule przedstawiono wybrane aspekty normowania czasu pracy: analizę z użyciem chronometru i dziennego czasu pracy. Autorzy zaprezentowali opracowaną przez siebie metodę zwaną ChronFoto_RC. Wykorzystane źródła i przeprowadzone badania przedstawiają porównanie wyżej wymienionych metod w procesie montażu wrzeciona frezarki sterowanej numerycznie. Obydwie metody sprawdzają się w zastosowaniu przemysłowym. Słowa kluczowe normowanie czasu pracy 1. Badanie czasu pracy 1.1. Ogólne zagadnienia dotyczące czasu pracy Pracę można zdefiniować jako zajęcia wymagające wysiłku umysłowego i fizycznego, których celem jest wytworzenie dóbr i świadczenie usług służących zaspokojeniu ludzkich potrzeb. W życiu codziennym ważną rolę pełni czas przeznaczony na pracę zarobkową, który dla każdego człowieka jest czynnikiem wyznaczającym jego indywidualny, codzienny rytm życia. Z ekonomicznego punktu widzenia czas pracy jest, obok uzyskanych efektów, miernikiem ilości pracy. Czas pracy określa także niezbędną jej część społeczną, jaką każdy powinien wnieść w produkcję środków, które są konieczne do życia oraz rozwoju jego samego i społeczeństwa. Kodeks Pracy ustala, że przez czas pracy należy rozumieć czas, w którym pracownik pozostaje w dyspozycji pracodawcy w zakładzie pracy lub w innym miejscu wyznaczonym do wykonywania pracy [4]. Mówiąc o czasie pracy, należy określić normy, które zakreślają jego górną granicę. Wymiar czasu pracownika może być więc krótszy lub równy normie, nie może jednak być dłuższy. W przemyśle maszynowym norma czasu pracy jest to technicznie uzasadniona ilość czasu niezbędnego dla wykonania określonego zakresu pracy w danych warunkach techniczno-organizacyjnych zakładu, przez określoną liczbę wykonawców o określonych kwalifikacjach [2]. Problematyka pracy jest ważna i wiąże się ze spodziewanym w praktyce przemysłowej znaczącym skróceniem całkowitego czasu montażu wyrobów lub ich podzespołów (np. w przypadku linii montażowych) w rzeczywistych, reprezentatywnych systemach wytwórczych. Konsekwencją proponowanych aplikacji odpowiednio dobranych metod badania czasu pracy ma być wprowadzenie racjonalnych zmian organizacyjno-technicznych (np. wyrównoważenie czasowe procesów montażu) usprawniających wykonywanie przez człowieka czynności montażowych. Mają one skutkować znaczącym zmniejszeniem pracochłonności kosztów montażu, czyli zwiększeniem wydajności produkcji i tym samym poprawą konkurencyjności polskich firm Badanie pracy Badanie czasu pracy polega na zastosowaniu metod oraz doświadczeń w analizowaniu i kształtowaniu systemów pracy w celu jej usprawnienia, przy uwzględnieniu wydajności i potrzeb człowieka oraz ekonomiczności przedsiębiorstwa. Badania i pomiary służą m.in. do ustalenia rzeczywistego przebiegu i sposobu wykonania pracy, ujawnienia strat czasu wynikających ze stosowanej metody pracy (określenie rezerw produkcyjnych), ustalenia racjonalnych sposobów i metod pracy oraz niezbędnego czasu ich wykonania [8]. 2. Metody badania czasu pracy W praktyce przemysłowej, w zależności od celu, stosuje się różne metody badania czasu pracy. Do najczęściej stosowanych technik normowania pracy można zaliczyć: chronometraż i fotografię dnia roboczego. W pracy zastosowano również opracowaną przez autorów metodę o nazwie ChronFoto_RC [3]. Wyniki badania czasu pracy stanowią materiał do: opracowania normatywów na typowe czynności lub ruchy robocze, które będą stanowiły późniejsze źródło danych liczbowych do ustalenia norm czasu pracy, ich racjonalizowania, tj. wyszukiwania lepszych pod względem wydajności sposobów wykonywania poszczególnych zabiegów i czynności oraz właściwej ich kolejności, identyfikacji warunków pracy wielomaszynowej jako jednego ze sposobów lepszego wykorzystania czasu pracy pracowników, analizowania pracy linii potokowych w celu lepszej ich synchronizacji, 24

2 Technologia i Automatyzacja Montażu 3/2013 opracowywania technicznych norm czasu na wykonanie poszczególnych operacji w przypadku ich braku (analityczno-pomiarowa metoda określania norm), zestawienia osiągniętej sprawności przez poszczególnych pracowników albo wykrywania przyczyn niemożności uzyskiwania przez nich 100% wyrobienia normy [9] Chronometraż Jest to metoda pomiaru powtarzalnych operacji lub ich elementów (zabieg, czynność, ruch roboczy) w celu ustalenia, na podstawie określonej liczby pomiarów, właściwego czasu ich trwania i racjonalnego wykonania w normalnym tempie pracy. Obserwacje chronometrażowe można prowadzić w sposób ciągły lub cykliczny [7]. Do wykonywania pracochłonnych pomiarów chronometrażowych konieczne jest wyposażenie specjalnie przygotowanych (przeszkolonych) pracowników w odpowiednie oprzyrządowanie. Do najczęściej stosowanego oprzyrządowania należą: zegary i sekundomierze, samopiszące przyrządy pomiarowe, foto- i kinoaparatura, automatyczne aparaty do badania czasu pracy oraz automatyczne aparaty kontrolne. Zależnie od liczby pracowników, których praca jest przedmiotem obserwacji, chronometraż może być: indywidualny lub grupowy. W praktyce stosuje się także specjalne rodzaje chronometrażu: kroczący, fotograficzny lub selekcyjny [3] Fotografia dnia roboczego Fotografia dnia roboczego polega na ciągłej obserwacji i wykonywaniu pomiarów czasu zużywanego na stanowisku, uwzględniając przy tym czasy pracy i przerw. Okres czasu potrzebny na przeprowadzenie jednej fotografii pokrywa się zwykle z okresem jednej zmiany roboczej lub jej części. Celem fotografii jest określenie stopnia wykorzystania czasu pracy oraz wielkości rzeczywistego jego zużycia do opracowania normatywu [6]. Wyniki fotografii dnia roboczego służą do usprawnienia organizacji produkcji (organizacji pracy i stanowisk roboczych), poprawy materiałowego, technicznego i organizacyjnego zabezpieczenia produkcji oraz są punktem wyjścia do tworzenia normatywów czasu i norm obsługi [5]. Do sporządzenia fotografii dnia roboczego stosuje się dwa podstawowe systemy rejestracji czasu bieżącego: tabelaryczny i skalowy. Obiektem obserwacji najczęściej jest pracownik, maszyna, pracownik i maszyna równocześnie, a także zespół pracowników lub zespół pracowników i maszyn równocześnie. W zależności od zadań i rodzaju obiektów obserwacji, wyróżniać można następujące odmiany fotografii czasu roboczego: indywidualną, grupową, zespołową, fotografię obsługi większej liczby maszyn przez jednego pracownika oraz samofotografię [3] ChronFoto_RC Studia literaturowe oraz przeprowadzone badania w praktyce przemysłowej skłoniły autora do podjęcia próby opracowania metody badania czasu montażu, bazującej na połączeniu modułów chronometrażu i fotografii dnia roboczego. Z połączenia tych dwóch modułów powstał program ChronFoto_RC o prostym menu obsługi z możliwością instalacji na prawie każdym komputerze. Założono, że proponowana metoda badania czasów procesów technologicznych montażu powinna: 1) dokładnie rejestrować czasy pracy i przerw, czyli tempa wykonywania operacji technologicznej oraz 2) przyporządkowywać różne rodzaje czasów do poszczególnych elementów operacji (moduł chronometrażu). Powinna także uwzględniać możliwość obliczania współczynnika (tzw. narzutu procentowego czasu uzupełniającego) w normie czasu operacji montażu (moduł fotografii dnia roboczego). Kryteriami świadczącymi o efektywności tej metody, pozwalającej szybko i łatwo uzyskiwać zadowalające wyniki, jest: dokładność pomiarów czasu pracy, krótki czas (koszty) wykonywania pomiarów, możliwość analizowania pomiarów czasów złożonych czynności (operacji). Ważniejsze etapy postępowania podczas stosowania metody ChronFoto_RC to: określenie celu i przedmiotu badań, ustalenie niezbędnej liczby pomiarów; podział badanej czynności na elementy składowe; przeprowadzenie pomiarów; badanie szeregu chronometrażowego polegające na odrzuceniu wartości znacząco różnych od średnich za pomocą tzw. współczynnika jego zwartości; przyporządkowanie rodzajów czasu do odcinków przebiegu operacji (procesu); selekcja i sumowanie czasów według rodzajów; zestawienie sum rodzajów czasów; ocena wydajności pracownika oraz zestawienie sum rodzajów czasów w postaci wykresu [1]. 3. Wyniki badań pracochłonności montażu Podczas badań w wybranym przedsiębiorstwie wykonano pomiary czasu pracy przy montażu wrzeciona frezarki sterowanej numerycznie w firmie JAFO Jarocińska Fabryka Obrabiarek S.A. (rys. 3.1), stosując metody: chronometrażową (tab. 3.1), fotografii dnia roboczego (tab. 3.2) i ChronFoto_RC (rys ). Rys Widok wrzeciona frezarki sterowanej numerycznie Fig The view of CNC milling spindle 25

3 3/2013 Technologia i Automatyzacja Montażu Tabela 3.1. Wyniki pomiarów czasu pracy operacji montażu wrzeciona frezarki sterowanej numerycznie (wartości średnie) metodą chronometrażu Table 3.1. The measurement results of time assembly operations that numerically control the milling spindle (average) by timing Nr zabiegu Opis (nazwa) operacji Pracochłonność wartości średnie [min] 1. Przygotowanie wrzeciona do montażu 5,82 2. Montaż łożysk głównych 17,22 3. Montaż pinoli 11,35 4. Montaż wrzeciona w obudowie i sprawdzanie bicia 20,25 5. Składanie pierścienia dystansowego 25,41 6. Montaż pierścienia na wrzecionie 36,17 7. Badania zakresu prędkości na hamowni 23,06 SUMA 139,28 Źródło: opracowanie własne na podstawie wykonanych pomiarów chronometrażowych Tabela 3.2. Wyniki pomiarów czasu operacji montażu wrzeciona frezarki sterowanej numerycznie metodą fotografii dnia roboczego Table 3.2. The results of time measurement of milling spindle assembly operations using a method of CNC working day photo Imię i nazwisko pracownika: Pracownik X1 ARKUSZ REJESTRACYJNY INDYWIDUALNEJ OBSERWACJI CZASU PRACY Zadanie pracownika: Montaż wrzeciona do frezarki sterowanej numerycznie Godziny Czynności montażowe Czas trwania [min] 3,12 11,88 Zestawienie rodzajów czynności montażowych Nr karty opisowej: 1 Procentowe udziały rodzajów czasów 6:00 6:15 Przygotowanie MN Montaż wrzeciona 430,88 MH 89,98% 6:15 6:30 15,00 Magazyn 2,89 MZ 0,60% 6:30 6:45 15,00 Przygotowanie 3,12 MN 0,65% 6:45 7:00 15,00 Przerwa na stanowisku MS 1,65% do montażu wrzeciona 8,93 7:00 7:15 15,00 Suma: 445,82 Suma: 92,88% 7:15 7:30 15,00 7:30 7:45 15,00 Śniadanie: 15,00 ML 3,13% 7:45 8:00 15,00 Toaleta: 13,80 MP 2,88% 8:00 8:15 10,78 MZ 1,12% Sprzątanie: 5,38 Przerwa na potrzeby fizjologiczne MP 4,22 8:15 8:30 15,00 Suma: 34,18 Suma: 7,12% 8:30 8:45 15,00 8:45 9:00 15,00 Wydajność 9:00 9:15 Przerwa na potrzeby naturalne MH + MN + MA/zmiana robocza 15,00 (śniadanie) ML = 90,62% 9:15 9:30 Magazyn MZ 2,89 12,11 MH + MN + MA = 434,00 9:30 9:45 15,00 9:45 10:00 15,00 10:00 10:15 Przerwa na stanowisku do montażu silnika MS 4,98 10,02 10:15 10:30 15,00 10:30 10:45 15,00 10:45 11:00 15,00 11:00 11:15 15,00 11:15 11:30 15,00 11:30 11:45 15,00 11:45 12:00 Przerwa na potrzeby fizjologiczne MP 5,42 9,58 12:00 12:15 15,00 12:15-12:30 15,00 Źródło: Opracowanie własne Rodzaje badanych czynności: 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 26

4 Technologia i Automatyzacja Montażu 3/2013 Rys Widok arkusza pomiarowego ZE2 dla montażu wrzeciona frezarki sterowanej numerycznie Fig The view of measuring sheet ZE2 for mounting Spindle CNC milling machines Rys Widok arkusza dodatek dla montażu wrzeciona frezarki sterowanej numerycznie Fig The view of spreadsheet add-on for the CNC milling spindle assembly 27

5 3/2013 Technologia i Automatyzacja Montażu Rys Widok arkusza wykres dla montażu wrzeciona frezarki sterowanej numerycznie Fig The view of graph sheet for the CNC milling spindle assembly Rys 3.5. Widok arkusza Z2 dla montażu wrzeciona frezarki sterowanej numerycznie Fig The view of Z2 sheet for the CNC milling spindle assembly 28

6 Technologia i Automatyzacja Montażu 3/2013 Wyniki uzyskane za pomocą programu ChronFoto_RC porównano z czasami otrzymanymi z zastosowaniem metod chronometrażu i fotografii dnia roboczego. Czasy procesu montażu ustalone metodami chronometrażu, fotografii dnia roboczego (tab. 3.1; 139,28 minuty; tabela 3.2; 144,67 minuty) i ChronFoto_RC (rys. 3.2; 142,14 minuty) są porównywalne. Także w przypadku wydajności pracownika wyniki uzyskane metodami chronometrażu, fotografii dnia roboczego (tab. 3.1; 83,47%; tab. 3.2; 90,62%) i ChronFoto_RC (rys. 3.4; 88,11%) są zbliżone. Różnica czasów procesu technologicznego montażu wrzeciona frezarki sterowanej numerycznie ustalona metodami chronometrażu, fotografii dnia roboczego oraz ChronFoto_RC wynosi około 2 3% i zdaniem autorów można ją zaakceptować. 4. Podsumowanie Warunki techniczne, organizacyjne i ekonomiczne oraz zwiększająca się ciągle konkurencyjność produkcji wymagają racjonalnego ustalania czasów i wynagrodzeń za wykonane przez pracowników czynności. Normy czasowe jako uzasadnione powinny wynikać z analizy i oceny realizowanych operacji lub całych procesów technologicznych. Na przykładzie procesu technologicznego montażu wrzeciona frezarki sterowanej numerycznie dokonano weryfikacji zaproponowanej przez autora metody Chron- Foto_RC badania czasów montażu. Uzyskano wyniki pozwalające stwierdzić, że pozwala ona dokładnie rejestrować czas pracy i przerw, czyli tempo wykonywania przez człowieka poszczególnych elementów operacji technologicznych montażu. Proponowana metoda umożliwia także, co ważne, przyporządkowywać do nich różne wartości czasów oraz obliczać współczynniki czasu uzupełniającego operacji montażu, czyli tzw. narzutu procentowego w normie czasu. Weryfikacja proponowanej przez autora metody wykazała, że pozwala uzyskiwać wiarygodne wyniki, jest skuteczna i szybka w stosowaniu, czasy badanego procesu technologicznego montażu ustalone metodami chronometrażu, fotografii dnia roboczego i ChronFoto_RC różnią się bowiem tylko o 2 3%. LITERATURA 1. Cieślak R.: Ocena metod badania czasu pracy w procesach technologicznych montażu. Praca doktorska, Poznań 2011, s Feld M.: Podstawy projektowania procesów technologicznych typowych części maszyn. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2000, s Jasiński Z.: Zarządzanie pracą organizowanie, planowanie, motywowanie, kontrola. Agencja Wydawnicza Placet, Warszawa 1999, s. 92, 99, Kodeks Pracy, art Libal V. i zespół (tłumaczył Jeleń W.): Organizacja i zarządzanie produkcją. Państwowe Wydawnictwo Ekonomiczne, Warszawa 1976, s Mreła H.: Metody badania pracy metody i techniki organizatorskie. PWE, Warszawa 1979, s Mreła H.: Technika organizowania pracy. Wyd. Wiedza Powszechna, Warszawa 1975, s REFA. Metody badania prac cz. 1 i cz. 2. Cieszyńska Drukarnia Wydawnicza, 1984, s Wołk R.: Podstawy normowania pracy w przemyśle maszynowym. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, s. 202, 452, 475. Prof. ndzw. dr hab. inż. Edward Pająk Dyrektor Instytutu Technicznego w Państwowej Wyższej Szkole Technicznej, Konin, ul. Wyszyńskiego 3C, instytut.techniczny@konin.edu.pl Dr inż. Robert Cieślak starszy wykładowca w Instytucie Technicznym w Państwowej Wyższej Szkole Technicznej, Konin, ul. Wyszyńskiego 3C, instytut. techniczny@konin.edu.pl. THE USAGE OF TIME STUDY METHODS IN THE ASSEMBLY PROCESS OF A CNC MILLING MACHINE SPINDLE Abstract This paper contains overview of a two chosen methods of time study: a chronometric analysis and a working-day activity study. It also presents the method created by the authors and called ChronFoto_RC. Literature sources and the authors research provided the basis for the comparison of the aforementioned methods used in the assembly process of a CNC milling machine spindle. The summary evaluates that these methods are created and fit for the industrial use. Keywords time study methods 29