数控加工要素时间分析及其定额标准制定方法研究200706

数控加工要素时间分析及其定额标准制定方法研究胡建民内容提要本文从数控加工时间定额标准制定的方法研究出发,提出了要素时间研究技术这一全新理论,并就如何运用这一全新的技术理论制定数控加工时间定额标准进行了深入浅出的论述。文章在对数控加工要素时间的概念、特征、构成、分类以及测定手段和计算方法等都进行了较祥尽的介绍。同时按照劳动定额标准化工作导则及标准时间构成规则，对要素时间研究技术在数控加工时间定额标准制定中的应用进行颇有实用价值的创新设计，并在此基础上结合工作实践，对工步、工序及典型零部件等数控加工时间定额标准的制定方法和实例以及其有关方面应做好的几项工作等都做了较为祥尽的阐述。关键词数控加工要素时间定额标准数控加工要素时间分析及其定额标准制定方法研究胡建民要素作为构成事物的必要因素，决定了事物内在的本质特征，而数控加工中的各种要素时间作为影响时间消耗的必要因素，同样是我们研究数控加工时间消耗规律的出发点和归宿，正如我国劳动定额标准专业领域著名专家、学者孙义教授在讲述时间定额标准编制原理中的一句经典论断：“将质的影响因素作为加工条件相对固定，逐一研究量的影响因素和工时消耗的变化规律。”这句名言言简意赅的将时间定额标准编制的思路和方法清晰的展示在我们面前。因此本着这一理念，本文拟从数控加工过程中影响时间消耗诸要素的特征和归集出发，研究数控加工时间消耗规律，从而在理论和实践上对数控加工时间定额标准（以下简称“数加时间”）的制定方法进行进一步的研究和探讨，旨在能为企业数加时间的制定提供一个可资借鉴的视角和做法。一、数控加工要素时间的概念，特征及其分类。、数控加工要素时间（以下简称“数加要素时间”）的概念数加要素时间是指数控加工过程中构成数控加工时间消耗的各个影响要素以时间形式所表达的劳动量总称。它包括：准备与结束要素时间Tzj(sk)。装卸操作要素时间Tzx(sk)、手动辅助操作要素时间Tsd(sk)，程序调整操作要素时间Tcd(sk)，系统功能界面操作要素时间Txg(sk)，机动作业（程序自动加工）要素时间Tjd(sk)，技术性宽放要素时间Tjk(sk)，组织性宽放要素时间Tzzk(sk)以及生理需要与休息宽放要素时间Tgxk(sk)等共九大数加要素时间。上述九大要素按照作业性质和特征分为：定量作业要素时间，变量作业要素时间，重复作业要素时间和间断作业要素时间等。其中与加工对象的尺寸、重量等物理形状直接有关的称为基本作业要素时间，与加工对象尺寸、重量等间接有关（或无关）的称为辅助作业要素时间，它们共同构成零部件数控加工工步（或工序）时间消耗的总和。（参见图表）图表数控加工要素时间构成（概念）示意图数控加工要素时间手动辅助操作生理与休息宽放组织性宽放技术性宽放机动作业系统功能界面操作程序调整操作装卸工件操作准备结束操作复业素间重作要时量业素间变作要时量业素间定作要时断业素间间作要时基本作业要素时间辅助作业要素时间数控加工步要素时间数控加工工序要素时间零部件数控加工要素时间、数控加工要素时间的特征分解数加要素时间具有时空化、模块化、标准化等三个基本特征。首先，数加要素时间具有时空化特征，这是由它的时间和空间位置所决定的。我们知道，任何影响数控加工时间消耗要素都是有它的时间长度和具体的工作内容的，这就是它的时间和空间位置，并且这种要素时间的时空位置又决定了它具有一定的点线运动规律。例如数控加工刀具在数控坐标系上点线运动轨迹时间以及数控加工程序调整操作时间等。其次，数加要素时间还具有模块化的特征，我们可以运用系统论的观点将数控加工中一个个具有相同或相似属性的要素时间进行归集和分类，形成一个个规则有序的“时间模块”。例如，“数控加工系统功能界面操作时间模块”，“机动作业（自动加工）时间模块”等等，就像“时间集装箱”一样，将各种分散的“时间个体”分门别类的集装在一起，然后贴上“标签”，码堆起来以便“集散运输”。这种对时间概念上的分类操作，似乎更加符合“由细到粗、细做粗用”的定额标准制定原则。再次，数加要素时间更具有标准化的特征，这是由数控加工时间标准的本质特性要求所决定的。这种本质特性要求在于：第一，数加要素时间应当是在标准数加状态下具有重复性时间消耗因素的综合反映；第二、这种要素时间必须是在一定条件下要素工作量在活劳动量上所表达出的一个时间量标准。第三，数加要素时间的确定必须是在科学、规范的基础上进行并符合劳动定额标准化工作的要求。、数控加工子要素及其时间分类根据写测，我们将数控加工的全部操作归集为30个基本子要素，这些基本子要素按其时间影响要素的性质可分为质的影响要素时间T(z)和量的影响要素时间T(c)两大类；按其数加工艺的操作内容可分为：准备与结束操作要素时间Tzj(sk)。装卸操作要素时间Tzx(sk)，手动辅助操作要素时间Tsd(sk)，程序调整操作要素时间Tcd(sk)，系统界面操作要素时间Txg(sk)，机动（自动加工）操作要素时间Tjd(sk)，技术宽放操作要素时间Tjk(sk)，组织性宽放操作要素时间Tzzk(sk)，个人需要休息宽放要素时间Tgxk(sk)等共九大类；按定额时间T构成规则可分为：准备与结束时间Tzj，辅助作业时间Tf，基本作业时间Tj，技术性宽放时间Tjk，组织性宽放时间Tzzk，个人需要与休息宽放时间Tgxk等共六大类。（参见图表）。数加子要素的归集及其时间分类，为下一步我们进行时间值的测算和标准时间的计算提供了方便，一般情况下我们先将子要素按工艺或工步操作内容进行分类并在此基础上再按定额时间构成规则进行归类。这样我们就可以做到与标准时间结构的一一对应，使数加要素时间的制定更加符合标准化规则。图表2：数控加工子要素及其要素时间分类一览表序号子要素数据来源要素时间分类按性质分按工艺操作内容分按定额时间构成分1熟悉图纸和工艺路线零部件图纸、数控加工工序卡、数控刀具卡、零部件加工程序单等质变影响要素时间准备与结束操作要素时间准备与结束时间2熟悉数控加工程序单3领取原材料（或毛坯）4工件的首件及成批交检5数控设备调整数控机床调整单量变影响要素时间6准备专用工装数控加工工件安装和零点设定卡7安装调整工夹具8数控刀具调整与更换数控刀具调整单9工件在数控机床上的定位和装卸工件安装和零点设定资料卡量变影响要素时间装卸操作要素时间辅助作业时间10机床电源开关与急停机床回零与主轴操作数控机床调整单手动辅助操作要素时间11机床手动进给数加工序卡及程序单12刀具测量及安装数加刀具调整单13工件加工间歇测量零部件图纸及工序卡14数加程序调整手动数据输入（NDI）加工程序单和数据表、对刀和换刀点、刀补及加工顺序程序调整操作要素时间15面板功能操作功能按钮的选择与操作量变影响要素时间系统界面功能操作要素时间16系统功能操作操作方式、程序编辑方式以及参数17参数设置操作，刀补位置补偿以及自动换刀（ATC）R参数值、刀补零点等数据设置资料18试切对刀操作刀补、对零、试切等数据反馈19系统功能诊断操作机床报警内容修改参数等信息20切削用量的选择与操作数控加工工序卡量变影响要素时间机动操作要素时间基本作业时间21刀具的选择与操作数控加工刀具卡22进给路线的选择与操作主（子）程序单，加工路线，相关指令地址字及数值字23自动及机手并动加工24刀具的调整与更换数加中必要的刀、量、夹、模具的调整与更换，数加设备功能诊断与调整，技术性宽放时间与基本作业时间的比率质变影响要素时间技术性宽放操作要素时间技术性宽放时间25工、模、量、夹具的调整与更换26数加设备的调整27数控设备的润滑与清洁数加设备操作保养规章及工作班交接记录，组织性宽放时间与作业时间的比率质变影响要素时间组织性宽放操作要素时间组织性宽放时间28数加工工作记录及交接29数加工作班中必要的喝水、上洗手间等个人生理需要与休息时间与数加作业时间的比率质变影响要素时间数加作业中生理需要及其短暂休息要素时间个人需要与休息宽放时间30数加工作班中必要的短暂休息二、数控加工要素时间的构成、测算及其定额标准的制定、数控加工要素时间的构成与定额时间的关系数加要素时间是按照数加过程中各子要素的属性特征以单元要素的时间形式来表达的，并非直接以标准时间定额的形式来表达。因此，必须使数加要素时间向标准时间定额形式转换，最终要以定额时间的形式来计算各要素时间，而这种转换的关键在于数加要素时间与标准定额时间的一一对应，为了便于明确这种一一对应的关系。我们用图示法将它们的关系表达出来（参见图表）。图表3：数控加工要素时间构成与定额时间构成关系示意图准备与结束要素时间Tzj准备与结束要素时间Tzj(sk)装卸操作要素时间Tzx(sk)手动辅助操作要素时间Tzx(sk)辅助时间Tf程序调整操作要素时间Tcd(sk)作业时间Tz数控加工要素时间系统功能界面操作要素时间Txg(sk)定额时间T基本时间Tj机动作业要素时间Tzx(sk)技术性宽放时间Tjk技术性宽放要素时间Tjk(sk)作业宽放时间Tzk组织性宽放时间Tzzk组织性宽放要素时间Tzzk(sk)个人需要休息宽放时间Tgxk生理与休息宽放要素时间Tgxk(sk)、数控加工要素时间的测定方法和表达式如前所述，数加要素时间的最大特征就是以要素为单元的时间归集，因此我们在测定其时间定额值的时候也必须是围绕数加过程中各个子要素所形成的要素单元时间消耗来进行。由于组成数控加工过程各个要素时间的属性不同，所以我们在测定其时间消耗量的方式方法上也是不同的，例如，对于质的影响要素时间的测算，我们一般采用写实和测时或直接用标准资料数据和预定时间标准的方法以相对固定的形式表达出来；对于量的影响要素我们一般采用测时或直接计算（包括利用数控人机互动时间显示方式）用时间定额数学模型的形式来表达。各类数加要素时间的测定方法和表达形式如下（参见图表）图表4：数控加工各要素时间测定方法及其表达形式一览表序号要素时间测定方法表达形式1准备与结束要素时间写测及预定时间标准表格结构式Tzj(sk)=Tzjc+Tzjg2装卸操作要素时间测时及作图分析数学模型式Tzx(sk)=kGn+b或=k(Fl)n+b3手动辅助操作要素时间测时或预定时间标准结构或数模式Tsd(sk)=Tsd1+Tsd2+.+Tsdn4程序调整操作要素时间测时或预定时间标准结构或数模式Tcd(sk)=(Tcd1+Tcd2+.+Tcdn)×(1-)5系统功能界面操作要素时间测时或预定时间标准结构或数模式Txg(sk)=(Txg1+Txg2+.+Txg