CN111985890B - 卫星装配定额工时估算方法、系统及工时管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种卫星装配定额工时估算方法、系统及工时管理系统，用于解决当前卫星装配过程普遍存在的工时制定效率低、工时管理不规范的问题。本发明包括：卫星装配定额工时库构建，按多层组织的形式进行工时条目录入、结构化存储、分类查询展示等；定额工时估算方法，基于工时定额库，通过工序特征匹配法快速完成工时制定；工时管理系统，将工时管理过程与卫星装配整体流程相结合，在装配工艺设计、任务排产、车间管理、过程监控等各个环节加入工时管理模块，实现流程化的卫星装配工时管理。本发明提高了卫星装配定额工时制定的准确性、工时管理的系统性和科学性，为解决卫星装配工时管理问题提供了有效工具。
Description
技术领域
本发明涉及工时定额及工时管理领域，具体地，涉及一种卫星装配定额工时估算方法、系统及工时管理系统。
背景技术
工时定额作为一种科学管理制度，对企业组织生产、成本核算、产能分析等工作起着至关重要的作用。卫星的装配过程是典型的离散型作业流程，生产批量小、物流、信息流复杂，对工时管理提出了更高的要求。然而，当前卫星装配的主要环节仍然使用传统的经验估算法制定工时，工时定额知识得不到传承与积累，在工时管理方面也缺少科学、系统的方法。
当前工时定额估算的研究以加工工时为主，通常针对某一具体生产环节进行分析和建模，多用于通用性、规范性较强的生产过程。对工时管理系统的研究多针对于机械加工车间。目前国内航天生产企业在卫星装配过程的工时管理中，普遍存在以下问题：
(1)时定额方法主要以经验类比法为主，缺乏科学、准确的工时制定方法，工时定额过程依赖人工经验，准确性和时效性低；
(2)工时管理过程不规范，依据工时定额的派工过程缺乏科学指导，工时分配不合理。实做工时的统计主要由工人自行填报，虚报工时现象频繁，实做工时统计不够准确，不利于成本控制；
(3)工时管理过程的信息化程度较低。
目前尚缺乏适用于卫星装配过程的定额工时制定方法以及相应的的工时制定、分配和管理系统。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种卫星装配定额工时估算方法、系统及工时管理系统。
根据本发明的一个方面，提出了一种卫星装配定额工时估算方法，包括以下步骤：
工时定额库构建步骤：基于历史工时数据和生产人员经验制定工时定额库，作为工时制定的依据；
工序特征编码表构建步骤：根据企业自身生产特点选取工序特征，将工序特征编码，得到工序特征编码表；
初始工时估算步骤：获取当前的工序特征，利用工时定额库和工序特征编码表，使用工序特征匹配法进行当前工序的定额工时估算；
工时定额数值确定步骤：在工序特征匹配算法自动估算初始工时的基础上，进行人工修正，最终确定当前工序的工时定额数值。
优选地，在所述工时定额库构建步骤中，工时定额库按专业、类目和工时条目三个层级进行构建，以工时条目作为最小工时单元，对定额工时数据进行结构化存储；
所述工时条目信息包括：所属专业、类目、工作项目、额定工时和封顶工时。
优选地，其特征在于，在工序特征编码表构建步骤中，工序特征编码表的构建包括工序特征筛选与工序特征编码；
所述工序特征筛选是根据企业自身生产特点选取工序特征，需具有区分度，代表工序的生产内容和工艺特点，包括：产品名称、代号、零部件数量、工种、所需工装、是否为检验点和风险点；
所述工序特征编码根据工序特征的数据类型进行编码选择，包括：产品编号使用字符串形式的编码，零部件数量使用数字编码，工种使用数字枚举。
优选地，所述初始工时估算步骤中，使用工序特征匹配法进行当前工序的定额工时估算，是指通过工序特征编码表，使用工序特征匹配法对历史工时数据进行包络分析，得出工时定额库中每个工时条目的特征选择范围，通过如下公式对当前工序进行工时条目选择：
式中，pi表示工时条目i被当前工序选中的合理度，aj表示当前工序的特征j的编码值，m表示工序特征的总数量，Aij表工时条目i对于工序特征j的历史取值集合，例如，若A25＝{2，3}，则表示工时定额库的第2个工时条目曾被工序特征表中第5个工序特征取值为“2”或“3”的工序选用，通过设置阈值，将超过阈值的pi值对应工时条目自动关联到当前工序，并将相应的工时累加求和，设为当前工序的初始工时；
所述工时定额数值确定步骤中，在当前工序的初始工时估算的基础上，进行人工修正，工时的增减通过勾选或取消勾选若干工时条目来实现，允许工艺师添加工时定额库以外的工时条目。
根据本发明的另一方面，提供一种卫星装配定额工时估算系统，其特征在于，包括如下模块：
工时定额库构建模块：基于历史工时数据和生产人员经验制定工时定额库，作为工时制定的依据；
工序特征编码表构建模块：根据企业自身生产特点选取工序特征，将工序特征编码，得到工序特征编码表；
初始工时估算模块：获取当前的工序特征，利用工时定额库和工序特征编码表，使用工序特征匹配法进行当前工序的定额工时估算；
工时定额数值确定模块：在工序特征匹配算法自动估算初始工时的基础上，进行人工修正，最终确定当前工序的工时定额数值。
优选地，在所述工时定额库构建模块中，工时定额库按专业、类目和工时条目三个层级进行构建，以工时条目作为最小工时单元，对定额工时数据进行结构化存储；
所述工时条目信息包括：所属专业、类目、工作项目、额定工时和封顶工时。
优选地，在工序特征编码表构建模块中，工序特征编码表的构建包括工序特征筛选与工序特征编码；
所述工序特征筛选是根据企业自身生产特点选取工序特征，需具有区分度，代表工序的生产内容和工艺特点，包括：产品名称、代号、零部件数量、工种、所需工装、是否为检验点和风险点；
所述工序特征编码根据工序特征的数据类型进行编码选择，包括：产品编号使用字符串形式的编码，零部件数量使用数字编码，工种使用数字枚举。
优选地，所述初始工时估算模块中，使用工序特征匹配法进行当前工序的定额工时估算，是指通过工序特征编码表，使用工序特征匹配法对历史工时数据进行包络分析，得出工时定额库中每个工时条目的特征选择范围，通过如下公式对当前工序进行工时条目选择：
式中，pi表示工时条目i被当前工序选中的合理度，aj表示当前工序的特征j的编码值，m表示工序特征的总数量，Aij表工时条目i对于工序特征j的历史取值集合，例如，若A25＝{2,3}，则表示工时定额库的第2个工时条目曾被工序特征表中第5个工序特征取值为“2”或“3”的工序选用，通过设置阈值，将超过阈值的pi值对应工时条目自动关联到当前工序，并将相应的工时累加求和，设为当前工序的初始工时；所述工时定额数值确定模块中，在当前工序的初始工时估算的基础上，进行人工修正，工时的增减通过勾选或取消勾选若干工时条目来实现，允许工艺师添加工时定额库以外的工时条目。
根据本发明的第三个方面，提出一种卫星装配工时管理系统，包括所述的卫星装配定额工时估算系统。
优选地，还包括：基础信息管理模块、工时定额制定模块、工时分配模块和实做工时采集模块；
所述的基础信息管理模块，包括用户权限控制模块和工时数据统计分析模块，为工时定额制定模块提供基础数据支持；所述用户权限控制模块，是指实现对参与工时管理的人员角色和权限的控制，将工时管理责任细化；所述工时数据统计分析模块，是指实现工时数据的分类查询，按车间、任务和工人等粒度进行工时信息的查询与展示，并支持报表输出。
所述的工时分配模块，是指以工时定额制定的结果为依据，用于在车间生产中，对每道工序的操作人员、检验员等进行工时分配，通过工作流进行工时分配进度的管控，实现工时按时按量分配，工时分配模块的定额工时分配结果是实做工时采集模块的参照依据；
所述的实做工时采集模块，是指对实做工时进行采集，用于对比分析定额工时分配的真实性和科学性，包括手动填报工时和设备数据集成两种方式；所述的设备数据集成，包括刷卡器和数控设备的集成，例如：可通过工序开完工的刷卡签署时间进行工时计算；对进入特殊厂房的操作，可通过刷卡时间进行工时计算；对使用数控加工、喷涂、检测和实验设备的工序，可通过设备自身记录的工作时间进行工时计算。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1.基于历史信息和生产人员经验构建了卫星装配工时定额知识库，为非标准化的卫星装配操作过程提供了通用性的工时定额条目；
2.通过工序特征匹配法实现工序定额工时自动生成，充分运用了历史工时定额知识；
3.将工时管理过程与航天生产整体流程相结合，提供了面向卫星柔性装配车间的卫星装配工时管理系统，提高了卫星装配定额工时制定的准确性、工时管理的系统性和科学性。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明提供的卫星装配工时估算步骤流程图；
图2为本发明提供的卫星装配工时信息管理系统功能结构图；
图3为本发明提供的卫星装配工时管理流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
图1所示是卫星装配工时估算步骤流程图，包括以下步骤：
工时定额库构建步骤：基于历史工时数据和生产人员经验制定工时定额库，作为工时制定的依据。工时定额库按专业、类目、工时条目3个层次，将工时制定的历史经验转化成工时定额知识进行存储，作为定额工时制定的依据。工时条目如表1所示。
表1工时定额条目示例
工序特征编码表构建步骤：根据企业自身生产特点选取工序特征，将工序特征编码，得到工序特征编码表，工序特征是根据企业自身生产特点选取的，需具有区分度，可以代表工序的生产内容和工艺特点，例如：产品名称、代号、零部件数量、工种、所需工装、是否为检验点、风险点等。工序特征如表2所示。
表2工序特征属性示例
初始工时估算步骤：获取当前的工序特征，利用工时定额库和工序特征编码表，使用工序特征匹配法进行当前工序的定额工时估算，使用特征匹配法基于工序特征编码对历史工时数据进行包络分析，从而得出工时定额库中每个工时条目的特征选择范围。通过如下公式对当前工序进行工时条目选择：
式中：pi表示工时条目i被当前工序选中的合理度，aj表示当前工序的特征j的编码值，m表示工序特征的总数量。Aij表工时条目i对于工序特征j的历史取值集合，例如，若A25＝{2,3}，则表示工时定额库的第2个工时条目曾关联到一般检验点工序(第5个特征取值为2)和关键检验点(第5个特征取值为3)工序。
通过设置阈值，将超过阈值的pi值对应工时条目自动关联到当前工序，并将相应的工时累加求和，设为当前工序的初始工时。
工时定额数值确定步骤：在各工序的初始工时估算的基础上，由工艺师通过增加或取消关联工时条目的方式进行工时修改，最终确定当前工序的工时定额数值。
图2所示是本发明提供的卫星装配工时信息管理系统功能结构图，包括：
基础信息管理模块：实现对参与工时管理的人员角色、权限的控制，将工时管理责任细化。对历史工时信息进行管理，基于历史信息和生产人员经验制定工时定额知识库，按专业、类目、工时条目三个层级进行构建，作为工时制定的依据。
工时定额制定模块：首先自动提取结构化工序的基础属性，并与工序特征编码表对照，得到工序特征编码。
然后判断工序特征编码是否属于工时定额库中特定工时条目的特征选择范围，将符合条件的工时条目推送出来，并将工时条目对应的工时累计求和，得到初始工时。
最后，工艺师可以通过增加或取消关联工时条目的方式修改工时。
工时分配模块：用于在车间生产中，对每道工序的操作人员、检验员等进行工时分配。通过工作流进行工时分配进度的管控，实现工时按时、按量分配。
实做工时采集模块：包括手动填报工时和设备数据集成两种方式。设备集成包括刷卡器、数控设备等的集成。例如：可通过工序开完工的刷卡签署时间进行工时计算；对进入特殊厂房的操作，可通过刷卡时间进行工时计算；对使用数控加工、喷涂、检测、实验设备的工序，可通过设备自身记录的工作时间进行工时计算。
图3所示是本发明提供的卫星装配工时管理流程图，工时流程化管理就是将工时管理过程与卫星装配工作流相结合，在装配工艺设计、任务排产、车间管理、过程监控等各个环节加入工时管理模块。
工艺设计环节：工艺师编制工艺文件，同时制定工序的定额工时。工艺文件提交PDM系统进行审批，车间调度员接受工艺文件时对定额工时进行审核，将不合理的地方反馈给工艺师进行修改。
任务排产环节：在MSE系统中对生产计划进行分解，依据工艺文件制定装配任务，生成用于指导车间作业的实做工序，定额工时与实做工序绑定。
车间管理环节：工人按照工序流程依次进行作业，每日作业完成后，由装配组长进行定额工时分配，分配规则如下：
1)实际分配定额工时之和不允许超出定额总工时；
2)若工序已完成且全部已分配工时少于定额总工时，则剩余工时系统自动增加给主岗；
3)若工序未完成，则当天实际分配工时以主岗所填工时为准，且不允许超出总工时；支持后续继续分配该工序的剩余定额工时。
过程管控环节：工序完工签署时由工人手动填报实做工时或通过设备进行实做工时数据采集。当实做工时与定额工时相差较大时，可在车间进行定额工时修改补充，并将结果反馈到定额工时库，对工时基础数据进行优化，实现工时定额的闭环控制。
初始系统使用时，绩效要综合考虑定额和实做工时，经过一段时间的使用后，定额工时的准确度提高，以定额工时作为绩效考核依据，允许以较短的实做工时获得较长的定额工时分配，由此提高员工的工作积极性和工作效率。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (4)
1.一种卫星装配定额工时估算方法，其特征在于，包括：
工时定额库构建步骤：基于历史工时数据和生产人员经验制定工时定额库，作为工时制定的依据；
工序特征编码表构建步骤：根据企业自身生产特点选取工序特征，将工序特征编码，得到工序特征编码表；
初始工时估算步骤：获取当前的工序特征，利用工时定额库和工序特征编码表，使用工序特征匹配法进行当前工序的定额工时估算；
工时定额数值确定步骤：在工序特征匹配算法自动估算初始工时的基础上，进行人工修正，最终确定当前工序的工时定额数值；
在所述工时定额库构建步骤中，工时定额库按专业、类目和工时条目三个层级进行构建，以工时条目作为最小工时单元，对定额工时数据进行结构化存储；
所述工时条目信息包括：所属专业、类目、工作项目、额定工时和封顶工时；
在工序特征编码表构建步骤中，工序特征编码表的构建包括工序特征筛选与工序特征编码；
所述工序特征筛选是根据企业自身生产特点选取工序特征，需具有区分度，代表工序的生产内容和工艺特点，包括：产品名称、代号、零部件数量、工种、所需工装、是否为检验点和风险点；
所述工序特征编码根据工序特征的数据类型进行编码选择，包括：产品编号使用字符串形式的编码，零部件数量使用数字编码，工种使用数字枚举；
所述初始工时估算步骤中，使用工序特征匹配法进行当前工序的定额工时估算，是指通过工序特征编码表，使用工序特征匹配法对历史工时数据进行包络分析，得出工时定额库中每个工时条目的特征选择范围，通过如下公式对当前工序进行工时条目选择：
式中，pi表示工时条目i被当前工序选中的合理度，aj表示当前工序的特征j的编码值，m表示工序特征的总数量，Aij表示工时条目i对于工序特征j的历史取值集合，通过设置阈值，将超过阈值的pi值对应工时条目自动关联到当前工序，并将相应的工时累加求和，设为当前工序的初始工时；
所述工时定额数值确定步骤中，在当前工序的初始工时估算的基础上，进行人工修正，工时的增减通过勾选或取消勾选若干工时条目来实现，允许工艺师添加工时定额库以外的工时条目。
2.一种卫星装配定额工时估算系统，其特征在于，包括：
工时定额库构建模块：基于历史工时数据和生产人员经验制定工时定额库，作为工时制定的依据；
工序特征编码表构建模块：根据企业自身生产特点选取工序特征，将工序特征编码，得到工序特征编码表；
初始工时估算模块：获取当前的工序特征，利用工时定额库和工序特征编码表，使用工序特征匹配法进行当前工序的定额工时估算；
工时定额数值确定模块：在工序特征匹配算法自动估算初始工时的基础上，进行人工修正，最终确定当前工序的工时定额数值；
在所述工时定额库构建模块中，工时定额库按专业、类目和工时条目三个层级进行构建，以工时条目作为最小工时单元，对定额工时数据进行结构化存储；
所述工时条目信息包括：所属专业、类目、工作项目、额定工时和封顶工时；
在工序特征编码表构建模块中，工序特征编码表的构建包括工序特征筛选与工序特征编码；
所述工序特征筛选是根据企业自身生产特点选取工序特征，需具有区分度，代表工序的生产内容和工艺特点，包括：产品名称、代号、零部件数量、工种、所需工装、是否为检验点和风险点；
所述工序特征编码根据工序特征的数据类型进行编码选择，包括：产品编号使用字符串形式的编码，零部件数量使用数字编码，工种使用数字枚举；
所述初始工时估算模块中，使用工序特征匹配法进行当前工序的定额工时估算，是指通过工序特征编码表，使用工序特征匹配法对历史工时数据进行包络分析，得出工时定额库中每个工时条目的特征选择范围，通过如下公式对当前工序进行工时条目选择：
式中，pi表示工时条目i被当前工序选中的合理度，aj表示当前工序的特征j的编码值，m表示工序特征的总数量，Aij表示工时条目i对于工序特征j的历史取值集合，通过设置阈值，将超过阈值的pi值对应工时条目自动关联到当前工序，并将相应的工时累加求和，设为当前工序的初始工时；
所述工时定额数值确定模块中，在当前工序的初始工时估算的基础上，进行人工修正，工时的增减通过勾选或取消勾选若干工时条目来实现，允许工艺师添加工时定额库以外的工时条目。
3.一种卫星装配工时管理系统，其特征在于，包括权利要求2所述的卫星装配定额工时估算系统。
4.根据权利要求3所述的卫星装配工时管理系统，其特征在于，还包括：基础信息管理模块、工时定额制定模块、工时分配模块和实做工时采集模块；
所述的基础信息管理模块，包括用户权限控制模块和工时数据统计分析模块，为工时定额制定模块提供基础数据支持；
所述用户权限控制模块，是指实现对参与工时管理的人员角色和权限的控制，将工时管理责任细化；
所述工时数据统计分析模块，是指实现工时数据的分类查询，按车间、任务和工人进行工时信息的查询与展示，并支持报表输出；
所述的工时分配模块，是指以工时定额制定的结果为依据，用于在车间生产中，对每道工序的操作人员、检验员进行工时分配，通过工作流进行工时分配进度的管控，实现工时按时按量分配，工时分配模块的定额工时分配结果是实做工时采集模块的参照依据；
所述的实做工时采集模块，是指对实做工时进行采集，用于对比分析定额工时分配的真实性和科学性，包括手动填报工时和设备数据集成两种方式；
所述的设备数据集成，包括刷卡器和数控设备的集成。
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