Нормирование труда на многостаночном обслуживании: расчет загрузки

Почему расчеты по смене часто не сходятся

На бумаге смена часто выглядит ровной. В реальности оператор живет не по среднему числу, а по моменту, когда сразу два станка требуют его участия. Один еще режет деталь сам, а другой уже стоит и ждет загрузку, съем детали или замер.

Из-за этого расчеты при многостаночном обслуживании легко увести в слишком красивые цифры. Если взять усредненный такт по участку, получится приемлемая загрузка. Но оператор не может делиться на части. Пока он работает у одного станка, второй теряет минуты.

Разный такт быстро ломает простой средний расчет. Допустим, первый станок требует вмешательства каждые 4 минуты, второй - каждые 7 минут. В таблице все выглядит спокойно. На деле их циклы регулярно накладываются, и ожидание появляется рывками. Поэтому в отчете норма есть, а в смене люди все время догоняют график.

Часто из расчета выпадают короткие, но обязательные действия: подналадка после ухода размера, контрольные замеры, запись результатов по партии, уборка стружки, смена инструмента по мере износа. Каждое действие занимает немного, но за смену собирается заметный кусок времени.

Есть и другая ошибка: считают только чистое машинное время. Но смена состоит не только из резания. В металлообработке, особенно на станках с ЧПУ, оператор тратит время на подход к станку, проверку, реакцию на сигнал, мелкие сбои. По отдельности это секунды. Вместе они меняют всю картину.

Поэтому расчет "сходится" только в таблице. Если норма выглядит лучше, чем живая смена, почти всегда часть работы просто не попала в расчет.

Какие данные собрать перед расчетом

Проблема обычно не в формуле, а в исходных цифрах. Перед расчетом нужно собрать не "среднее по смене", а точные данные по каждому станку и каждому действию оператора.

Сначала запишите машинное время. По каждому станку отдельно фиксируют, сколько длится автоматический цикл обработки одной детали или одной операции. Если один токарный станок работает 95 секунд, а второй 140, сводить их в одну цифру нельзя. Разный такт сразу меняет загрузку.

Потом разберите ручную работу по шагам. Вместо строки "обслуживание станка" лучше записать реальные действия: подойти, снять деталь, поставить заготовку, закрыть дверь, нажать пуск, убрать стружку, сделать быстрый контроль. Тогда видно, где оператор тратит 8 секунд, а где 25.

Полезно сразу отмечать и место действия. На многостаночном участке переходы съедают заметное время. Если между станками три шага, это одна ситуация. Если оператор идет через проход, обходит тележку с заготовками и подходит к посту измерения, цифры уже другие.

Обычно в карту наблюдения включают машинный цикл по каждому станку, ручные действия при загрузке и выгрузке, переходы между станками и местом контроля, проверку детали и запись результатов, а также наладку, смену инструмента и другие работы вне обычного цикла.

Последний блок часто теряют. Подвод инструмента, коррекция размера, замена пластины, уборка зоны резания не должны смешиваться с обычным ритмом обслуживания. Их лучше учитывать отдельно. Иначе норма получится слишком оптимистичной.

Еще один момент: фиксируйте не один замер, а несколько повторов. В цехе один цикл проходит гладко, а следующий затягивается из-за продувки патрона или повторного измерения детали. Чем точнее наблюдение, тем меньше потом споров по норме.

Когда данные собраны в таком виде, дальше уже можно считать загрузку без догадок и поправок "на глаз".

Как разложить смену по видам времени

Смену нельзя считать одним общим куском. Сначала ее нужно разложить на отдельные виды времени. Иначе в расчете смешаются действия оператора, работа станка и простои, а итог выйдет неверным.

Начните с простого деления: что станок делает сам, а где оператор занят лично. Машинное время - это часть цикла, когда идет обработка и человек может подойти к другому станку. Ручное время - это установка детали, зажим, снятие, обмер, смена инструмента, ввод коррекции, удаление стружки, запуск цикла.

Операции лучше записывать не по памяти, а по шагам. Даже короткое действие в 6-8 секунд, если оно повторяется сотни раз за смену, заметно меняет расчет.

Что заносить в таблицу

Для каждого повторяющегося шага обычно достаточно четырех позиций:

• название действия;
• длительность одного выполнения;
• кто занят в этот момент - оператор или станок;
• сколько раз действие повторяется за смену.

После этого складывают только те действия, где оператор реально тратит свое время. Если цикл станка длится 90 секунд, а человек нужен у него только 25 секунд, в загрузку оператора идут именно эти 25 секунд.

Потери и ожидание лучше держать отдельно. Не стоит прятать их внутри ручного времени. Ожидание кран-балки, поиск резца, лишний проход к стеллажу, задержка из-за первой детали после наладки - это отдельные строки. Так сразу видно, где норма честная, а где смена теряет время из-за организации рабочего места.

Еще одна частая ошибка связана с частотой повторения. Если оператор меряет деталь не каждую штуку, а каждую пятую, это так и надо записывать. Если смена инструмента нужна один раз на 40 деталей, ее переводят во время на смену через число повторов.

На токарных станках с ЧПУ, которые часто ставят в пары или тройки, такая раскладка быстро показывает реальную картину. Становится ясно, где оператор перегружен руками, а где станки просто ждут загрузки.

Как считать загрузку оператора шаг за шагом

Для расчета не берут всю смену сразу. Сначала выбирают общий цикл, внутри которого видно, что делает каждый станок и сколько времени оператор занят вручную. Если такт у станков разный, удобнее взять за базу самый короткий цикл. Тогда короткие подходы к станку не теряются.

Ошибки здесь обычно простые: часть действий считают в минутах, часть в секундах, а часть вообще оставляют "на глаз". Такой расчет быстро уходит в сторону. Поэтому все операции лучше сразу перевести в одну единицу времени.

1. Запишите такт каждого станка и все действия оператора в секундах или минутах. Например: снять деталь, поставить заготовку, нажать пуск, сделать замер, убрать стружку, поднести тару.
2. Возьмите самый короткий машинный цикл за общий цикл расчета. Если один станок работает 90 секунд, а второй 150, базой будут 90 секунд.
3. Внутри этого цикла сложите только занятость оператора. Машинное время, когда станок режет без участия человека, в загрузку не входит.
4. Разделите суммарную занятость оператора на длительность общего цикла. Если за 90 секунд цикла оператор реально занят 54 секунды, загрузка равна 54/90 = 0,6, то есть 60%.
5. После этого проверьте маршрут по времени: успевает ли оператор подойти к следующему станку до конца его автоматической работы. Если два действия накладываются, расчет на бумаге еще не значит, что смена пойдет ровно.

Одна формула дает только общий уровень загрузки. Для реальной работы этого мало. Нужно посмотреть, где появляются узкие места: замер детали, смена инструмента, подача новой партии, ожидание крана, отвод готовых деталей. Именно такие короткие эпизоды часто и создают опоздание к следующему станку.

Если загрузка вышла 100% или выше, оператор уже не успевает без срывов. Даже 85-90% лучше проверять отдельно по минутам, особенно когда станки работают с разным тактом. На производстве всегда есть мелкие потери времени, и они быстро съедают запас.

Такой порядок расчета быстро показывает, можно ли давать оператору второй или третий станок, или норма обслуживания уже завышена.

Пример смены с двумя станками

Возьмем простую смену, где один оператор ведет два станка. На первом точат втулку, и полный цикл идет 4 минуты, или 240 секунд. На втором делают фланец, там цикл длиннее - 6 минут, или 360 секунд. На обслуживание оператор тратит 50 секунд у первого станка и 70 секунд у второго. В это время он загружает деталь, снимает готовую и делает быстрый контроль.

Сначала считаем среднюю занятость. У первого станка оператор нужен 50/240 = 0,208, у второго 70/360 = 0,194. Складываем и получаем 0,402. Иначе говоря, загрузка оператора составляет около 40%. По среднему значению один человек оба станка ведет спокойно.

Но средняя цифра не показывает, где появится очередь. Лучше разложить работу по времени хотя бы на 12-15 минут. Здесь удобно взять 12 минут, потому что за это время циклы 4 и 6 минут уже дают понятную картину.

• 0:00-0:50 - оператор работает у станка 1;
• 0:50-2:00 - оператор работает у станка 2;
• 4:50-5:40 - снова станок 1;
• 8:00-9:10 - станок 2;
• 9:40-10:30 - снова станок 1.

На этом отрезке видно, что большую часть времени оператор не бегает без паузы. После запуска двух станков у него остаются окна ожидания: 2 минуты 50 секунд, потом 2 минуты 20 секунд, потом еще короткая пауза. Это хороший знак: норма обслуживания не завышена.

Очередь все же появляется, но не сразу. Если продолжить шкалу времени, то около 14:30 первый станок снова потребует 50 секунд работы, а второй закончит цикл в 15:10. Значит, второй станок подождет 10 секунд, пока оператор не освободится. Это не авария и не перегрузка, а обычное локальное наложение тактов.

Вывод здесь простой. При такой паре станков оператор загружен примерно на 40%, а повторяющаяся очередь небольшая. Если на участке хотят убрать даже эти 10 секунд, обычно меняют порядок старта смены или немного сдвигают запуск одного из станков.

Что меняется при трех станках с разным тактом

Когда один оператор ведет три станка, проблема обычно прячется не в общей сумме времени за смену, а в коротких перегрузках. Два станка могут почти одновременно закончить цикл, и тогда разгрузка, загрузка и повторный пуск собираются в один плотный отрезок. По среднему расчет выглядит терпимо, а в реальной смене оператор уже опаздывает.

При трех станках самый короткий цикл начинает задавать ритм всей работе. Если один станок требует подхода каждые 90 секунд, а два других работают 140 и 210 секунд, оператор подстраивает маршрут под этот короткий такт. Из-за этого более длинные циклы уже не дают такого запаса, как кажется в таблице.

Среднее значение здесь почти всегда слишком грубое. Оно не показывает, что происходит в момент совпадения разгрузки. А именно в этот момент и становится понятно, реальна ли норма обслуживания.

На участке с токарными станками с ЧПУ это видно особенно быстро. Допустим, на первом станке оператор тратит 18 секунд на обслуживание, на втором 24, на третьем 30. Формально сумма ручного времени может укладываться. Но стоит добавить один лишний замер, повторный пуск или короткую задержку на удаление стружки, и небольшой запас пропадает.

Поэтому для трех станков лучше строить шкалу времени, а не брать усредненный такт по смене. На такой шкале отмечают окончание автоматического цикла по каждому станку, переходы оператора, ручные действия, контрольные операции и те задержки, которые действительно повторяются в смене.

После этого видно, где нагрузка ровная, а где появляется пик. Если два станка регулярно ждут оператора, норма завышена. Если перегрузка возникает только после замера или подналадки, расчету нужен отдельный резерв, а не красивое среднее число.

При двух станках такие места еще можно сгладить порядком обхода. При трех это работает хуже. Один короткий цикл начинает сбивать весь график, и даже разница в 10-15 секунд между фактом и расчетом быстро превращается в очередь у станков.

Где чаще всего ошибаются

Чаще всего расчет ломается не на формуле, а на исходных данных. В таблицу берут только машинное время, потому что его легко снять со станка, а действия оператора записывают слишком грубо. В итоге цикл выглядит короче, чем он есть на деле.

Самый частый промах - забывают ручные операции внутри каждого повтора. Оператор не просто ждет окончания обработки. Он подходит к станку, открывает рабочую зону, снимает деталь, ставит заготовку, очищает посадку, закрывает, запускает цикл, иногда вводит коррекцию или отмечает размер. Если на это уходит 25-35 секунд, а в расчете стоит 10, ошибка быстро растет на всей смене.

Вторая проблема кажется мелочью, но сильно портит норму. Это путь между станками. Когда станки стоят рядом, переход может занимать 3-4 секунды. Если между ними нужно обойти тумбу, поддон или тележку, уже выходит 7-10 секунд. За смену это дает заметную потерю времени.

Еще часто путают наладку и повторяющийся цикл. Например, наладка заняла 20 минут на партию из 100 деталей, а в расчет подставили эти 20 минут так, будто они есть в каждом цикле. Так делать нельзя. Наладку распределяют по частоте повторения: на партию, на смену или на запуск серии. Иначе норма обслуживания получится тяжелее реальной работы.

То же самое с контролем. Первую деталь почти всегда проверяют отдельно, а потом делают выборочные замеры через заданный интервал. Если этот контроль пропустить, загрузка оператора выглядит красивой только на бумаге. На практике человек уходит к измерению в самый неудобный момент, и соседний станок уже ждет.

Есть и еще одна ошибка: смотрят на среднюю загрузку за час и успокаиваются. Но сбой возникает не "в среднем", а в конкретную минуту, когда два станка почти одновременно требуют участия оператора.

Хороший пример - смена с двумя станками, где один заканчивает цикл через 2 минуты 40 секунд, а второй через 3 минуты 10 секунд. По среднему часу загрузка может выглядеть приемлемой. Но если в один и тот же момент нужно снять деталь на первом станке и сделать замер на втором, оператор не успевает в обоих местах сразу. Именно в такие узкие места и упирается расчет.

Перед утверждением нормы полезно проверить не только сумму минут за смену, но и самый плотный отрезок работы. Если в моменты совпадения циклов у оператора не остается хотя бы 5-10 секунд запаса, расчет уже на грани. Такой режим долго не держится.

Быстрая проверка перед утверждением нормы

Перед утверждением нормы не стоит смотреть только на общий процент загрузки. Оператор может быть занят на приемлемые 80-85% времени и все равно не успевать к одному из станков в самые неудобные моменты смены.

Последняя проверка должна идти по реальному циклу, а не по красивой таблице. Возьмите схему смены и пройдите ее по минутам: подход к станку, снятие детали, установка заготовки, пуск, контроль, запись, переход ко второму станку.

Если хотя бы в одной точке действия накладываются, норма уже слишком плотная. На бумаге это часто видно плохо, зато в цехе такая мелочь быстро превращается в простой одного станка или в спешку оператора.

Сначала проверьте маршрут между станками. Оператор должен подходить к каждому станку до окончания автоматического цикла, а не после сигнала остановки. Даже лишние 20-30 секунд, если они повторяются десятки раз за смену, заметно режут выпуск.

Потом оставьте запас на короткий сбой. В обычной смене почти всегда есть мелкие потери: стружка мешает снять деталь, измерение занимает на полминуты дольше, инструмент требует внимания, оператор отвлекся на тару или маркировку. Если расчет держится только при идеальном ритме без таких пауз, утверждать его рано.

Для быстрой проверки достаточно четырех вопросов:

• бывают ли моменты, когда два станка одновременно требуют оператора;
• остается ли в цикле хотя бы небольшой резерв времени;
• входят ли замер и запись в рабочий ритм без срыва остальных действий;
• совпадает ли расчет с тем, что видно в живой смене.

С замером и записью ошибаются особенно часто. Их считают отдельно, будто оператор сделает это "между делом". На практике контроль и отметки занимают место в цикле. Если оператор после каждой детали записывает результат или делает частый замер, это нужно закладывать прямо в норму.

В конце сверьте расчет не с одной удачной сменой, а хотя бы с несколькими наблюдениями. Посмотрите начало смены, середину и последний час. Если норма выполняется только тогда, когда все идет без задержек, это не рабочая норма. Если оператор успевает без спешки и в цикле остается небольшой запас, расчет можно принимать.

Что делать с результатом расчета

Сама по себе цифра загрузки мало что решает. Она нужна, чтобы понять, где оператор теряет время и можно ли собрать смену без спешки и пустых простоев. Если расчет показал перегрузку, не стоит сразу менять норму. Сначала лучше поправить схему работы.

Часто помогает другая очередность подходов к станкам. Оператору не обязательно идти по привычному кругу. Если один станок работает с коротким тактом, а второй дает более длинное окно, логично сначала закрывать короткий цикл, а длинный использовать для съема детали, контроля и подготовки следующей операции. Даже такая перестановка иногда убирает лишние переходы и ожидание.

Полезно посмотреть, какие действия можно сдвинуть в менее плотный участок цикла. Замеры, запись параметров, поднос заготовки или легкую подготовку инструмента лучше делать там, где у оператора есть свободные 20-40 секунд. Тогда смена идет ровнее, а расчет ближе к тому, что действительно происходит на участке каждый день.

Если по расчету один человек уверенно ведет два станка, это еще не значит, что он так же спокойно справится с тремя. Сравнивать нужно обе схемы отдельно. Важно смотреть не только на среднюю загрузку, но и на запас по времени. Если при трех станках оператор почти не имеет пауз, любая мелочь ломает ритм: замер затянулся, деталь пошла туже, станок потребовал вмешательства. Формально норма может сходиться, а участок будет работать рывками.

Обычно после расчета остается один из нескольких выводов: оставить схему как есть, поменять порядок обхода станков, перенести часть ручных действий в другое окно цикла, отказаться от третьего станка или пересчитать норму после пробной смены.

Так и работает нормирование на многостаночном обслуживании: не ради красивой цифры в таблице, а ради понятной и устойчивой смены.

Если вы еще подбираете станки под такую ячейку, полезно заранее смотреть не только на паспортный такт, но и на будущую схему обслуживания. Это можно обсудить с EAST CNC: компания поставляет токарные станки с ЧПУ и обрабатывающие центры, а также помогает с подбором, пуско-наладкой и сервисом. Тогда расчет опирается не на усредненные цифры, а на реальную компоновку участка.