預定時間標準橫向對比及應用性分析

摘要：為使制造企業和個人能選定合適的預定時間標準方法，提高預定時間標準方法在應用過程中的適用性和實用性，對模特法（MOD）、方法時間測量-模塊1（MTM-1）、方法時間測量-通用分析系統（MTM-UAS）3種預定時間標準方法展開分析，系統性對比3種方法在時間準確性、分析效率、改善支撐效果、使用門檻、應用規范性等方面的優劣性，并對方法的選擇和應用提供參考建議。

關鍵詞：預定時間標準法 MOD MTM-1 MTM-UAS

中圖分類號：F273?? 文獻標志碼：B?? DOI： 10.19710/J.cnki.1003-8817.20230101

Predetermined Time Standard Parallel Comparison and Application Analysis

Lu Tong

（Li Auto Inc.， Shanghai 200000）

Abstract： To enable manufacturing enterprises and individuals to choose appropriate Predetermined Time Standards methods， increase the applicability and practicality of Predetermined Time Standards methods application process， this paper analyzed the methods of Modular Arrangement of Predetermined Time Standard （MOD）， Methods-Time Measurement-1 （MTM-1）， Methods-Time Measurement - Universal Analysis System （MTM-UAS） in terms of time accuracy， analysis efficiency， improvement supportability effect， application threshold and application standardization， the paper also provided reference suggestions for method selection and application.

Key words： Predetermined time standard， MOD， MTM-1， MTM-UAS， Technology comparison

作者簡介：盧彤（1981—），男，經濟師，碩士學位，研究方向為工業工程及精益生產。

參考文獻引用格式：

盧彤. 預定時間標準橫向對比及應用性分析[J]. 汽車工藝與材料， 2024（4）： 32-39.

LU T. Predetermined Time Standard Parallel Comparison and Application Analysis[J]. Automobile Technology & Material， 2024（4）： 32-39.

1 前言

預定時間標準（Predetermined Time Standards，PTS）法是一種工作衡量方法， 通過將人體動作分解為基本動作要素，依據動作的性質和條件，代入預先規定的時間值，從而得出整體動作的標準時間值[1-2]。

利用PTS方法可以建立標準時間并設計工作方法，打造高效穩定的生產模式[3-4]。一方面，通過制定標準作業時間（即熟練員工在正常條件下完成作業所需要的時間）實現標準化管理，包括作業工位排布、生產資源需求規劃、產能核算和成本報價以及效率考核評價；另一方面，可以在生產現場搭建之前，通過對作業方法的規劃和評價在規劃階段一次性完成工作方法設計，包括規劃和改善作業方法，并為產品和夾具設計優化提供決策依據。

當前汽車市場競爭激烈，越來越多的主機廠希望借助PTS方法提升效率、降低成本，提高產品市場競爭力。但當前PTS方法眾多，不同方法之間差異較大，本文對比了當前應用最為廣泛的3種PTS方法，分析方法的優缺點及適用性，為PTS方法選用提供參考依據。

2 PTS原理簡述

目前開發的PTS方法已有40多種，其中，方法時間測量（Methods-Time Measurement，MTM）和模特法（Modular Arrangement of Predetermined Time Standard，MOD）在國內應用最為廣泛[5]。MTM方法中的方法時間測量-模塊1（Methods-Time Measurement-1，MTM-1）和方法時間測量-通用分析系統（Methods-Time Measurement - Universal Analysis System，MTM-UAS）最為常用。

MTM通過對大量細微動作進行研究，將作業、動作的標準要素及其時間總結為PTS方法，形成MTM基本方法，后續被定義為MTM-1，應用廣泛[6]。MTM-1將人體動作分為8種手部基本動作、2種視線動作和15種身體動作，根據動作的特征和條件共包含406種動作編碼組合，并為每個動作編碼賦予時間值，從而形成時值表，時值單位為TMU（Time Measurement Unit），1 TMU=0.036 s。

1970年，MTM協會針對系列生產方式，開發了MTM-UAS。UAS整合了MTM-1的基本動作，精簡了分析條件，形成7個基本動作和29個動作編碼組合，提升了時間分析效率[7]，因此，UAS成為當前使用最多的MTM分析模塊[8]。

MOD即模塊化預定時間標準，由澳大利亞的G.C.Heyde博士在1966年創立[9]。MOD把實際生產的人工動作歸納為21種，以最簡單的手指動作為單位時間，定義1 MOD=0.129 s，其他動作都以手指動作的整數倍表示。因此，MOD將動作編碼和時間值一體化，在確定動作后不需要查詢時值表就可以算出標準時值，更為簡單，且精度不低于傳統PTS[10]，自1985年引入國內以來，應用廣泛，相關研究眾多[11]。3種方法對比如表1所示。

3 PTS分析實例

MTM-1、MOD、UAS的分析過程基本相同，均需定義和描述作業場景，細分基本動作，明確動作要求及條件，再賦予動作編碼和時值[12-13]。但3種方法在動作要素細分中顆粒度差異較大（表2），導致對相同作業內容細分成基本動作的粗細程度有明顯差異。

以取放動作循環為例，3種方法動作分解如圖1所示。MTM-1將取放動作拆解為伸手、抓握、遞送、連接、松開5個基本動作，分解顆粒度最細；UAS將MTM-1基本動作整合為1個“夠取和放置”基本工序，分析最為便捷；MOD介于MTM-1和UAS之間，包含夠取、放置2個動作序列。

結合某實際生產作業場景，分別使用3種方法制定標準時間展示方法的差異性。作業場景為典型的手工組裝作業，作業內容為在產品外殼中安裝2個器件，檢查后再投入下一工位。3種方法制定的標準時間如表3～表5所示。

4 PTS橫向對比

PTS不同方法差異較大，PTS方法的選用需要對比各方法的準確性、效率性以及改善支撐性，衡量各方法的使用門檻和應用規范性。因此，對MTM-1、UAS、MOD 3種方法的特點進行分析對比。

4.1 時間準確性對比

MTM-1、UAS、MOD的標準時間值均通過大量場景的測量數據評定得出，其標準核算在國內外不同場景均得到充分驗證。結合第3節中PTS的分析實例，雖然3種方法的分析過程存在差異，但總標準時間偏差較小，3種方法制定時間與平均值差異均低于5%（表6），與相關研究分析結論吻合[14]。

PTS方法標準時值的開發綜合考慮了各種影響動作的因素，最終計算出固定的分析時間，但分析時間不可避免地與實際所需時間存在一定的偏差，即系統偏差。如MOD移動動作M4作業范圍為（30，45] cm，該范圍內手部移動的分析時間為4 MOD（0.516 s），而在實際作業中，手在該距離范圍內運動所需要的時間會有一定的變化，變化的需求時間與不變的分析時間之間的差異為M4動作的系統偏差。MOD和UAS在基本動作分解上比MTM-1顆粒度更大，因此，針對單一的基本動作，MOD和UAS出現系統偏差的可能性比MTM-1更大。但系統偏差僅對單個動作或短周期動作組合有影響，隨著分析時間的增加，出現的正偏差值和負偏差值可以相互抵消[15]。

另外，以上時間準確性分析主要通過3種方法的橫向比較，沒有對比實測人員作業時間。由于實測時間受人員熟練度、技能水平、努力程度等因素影響，而PTS方法制定的標準時間反映的是熟練作業人員完成指定工作要求所需要的必要時間[8]，所以實測時間與標準時間的差異只能反映當前人員作業水平的高低，實測時間比標準時間低則表示當前人員效率比標準水平高，反之則表示人員效率比平均水平低，實測時間對比標準時間的差異不能作為PTS時間準確性的評價標準。

4.2 分析效率性對比

結合第3節中PTS的分析實例，MTM-1需要對作業分解至基本動作要素，左、右手同時分析，實例中作業場景共分析動作編碼57個，平均單個編碼時長為0.17 s。MOD同樣需要分析雙手，而分析過程相對簡便，共需分析動作編碼18個，平均單個編碼時長為0.55 s。UAS作為MTM-1的簡化分析模塊，整合了MTM-1的動作和編碼，在3種方法中分析最精簡，共有7個動作編碼，平均單個編碼時長為1.41 s，如表7所示。

PTS方法的單個編碼平均時間越長，則分析過程需要分解的動作編碼越少，分析人員制定標準時間的時間越短，分析效率越高[8]。由此可見，在3種方法中，由于UAS分析顆粒度最大，因此分析效率最高，其次是MOD，最后是MTM-1。按本例數據推導，MOD分析效率約為MTM-1的3倍，UAS分析效率約為MTM-1的8倍。

4.3 改善支撐性對比

PTS分析過程可以識別動作改善點，以及對改善效果進行量化評估。一是可以識別并消除作業過程的動作浪費，或通過對產品、夾具設計優化縮短動作時間[16]；二是通過對比改善前和改善后的標準時間，量化改善的效果[17]。由后文中改善示例可知，MTM-1因動作分析顆粒度更細化，在改善支撐方面更有優勢，更適合分析動作的浪費點，評估改善效果。

4.3.1 降低動作等級改善

降低動作控制等級可以降低動作難度，從而縮短動作時間。如MTM-1放置間隙分為M-A、M-B、M-C、P1、P2、P3共6個等級，通過放寬放置過程間隙等級，可以縮短所需的放置時間。而UAS和MOD的放置等級區分更粗放，UAS放置等級分為大約、松弛、緊密3個等級，MOD放置等級分為P0、P2、P5 3個等級。收納桶邊緣間隙改善對放置動作的優化如圖2所示，可通過MTM-1識別并評估改善效果，但使用UAS或MOD方法無法衡量。

4.3.2 縮短動作長度改善

MTM-1方法將手部移動距離分為25個等級（每2～5 cm為1級），相對MOD的5個等級和UAS的3個等級，MTM-1能更好地識別該類型改善機會點以及衡量該類型改善的效果，如圖3所示。

4.3.3 雙手配合作業改善

只在雙手難以同時作業時UAS方法才需要分析雙手的動作，而MTM-1和MOD的分析過程均需要對左、右手動作進行分解。因此，MTM-1和MOD更便于識別雙手配合的改善點，如圖4所示，通過MTM-1進行雙手同時裝配的改善分析，縮短整體裝配時間。