基于MTM法的报废汽车拆卸时间评估研究

王磊， 张秀芬

（内蒙古工业大学机械学院，呼和浩特010051）

基于MTM法的报废汽车拆卸时间评估研究

王磊， 张秀芬

（内蒙古工业大学机械学院，呼和浩特010051）

拆卸时间是产品可拆卸性评价的关键指标，拆卸时间的确定对于产品的可拆卸设计和回收决策具有重要意义。为了高效评估产品拆卸时间，提出了基于方法时间衡量（MTM）法的拆卸时间评估方法。以报废汽车前盘式制动器部件为例，分析了该部件的拆卸过程，对每个拆卸过程进行了基本动作分解，通过MTM方法对每个动作的拆卸时间进行映射估算，累积求和获得整个部件的拆卸时间。

拆卸；拆卸时间；MTM法

0 引言

随着我国国民经济的快速发展，汽车市场潜在的需求开始凸显，我国已成为汽车消费大国。目前我国汽车保有量已突破1亿辆，预计2015年汽车报废量将达到600多万辆［1］。报废汽车量的激增造成资源浪费和环境污染等问题日益严峻。拆卸是实现报废汽车回收利用的关键技术。报废汽车回收等级从高到底分别为零部件重用、再制造、材料回收、焚烧掩埋等，可拆卸性是影响其回收策略的关键，可拆卸性越好，回收等级越高。拆卸时间是可拆卸性评价的关键指标，因此，拆卸时间的确定具有重要意义［2-4］。

对拆卸时间计算评估的方法主要包括直接法和间接法，其中，多数企业应用直接测量法，该方法测时方便，但受观测者技术、拆卸人员业务水平、拆卸环境等的影响会产生测量误差。间接法方面以Kondo Y等［2］的研究为代表，主要通过现场实验获得典型联接方式的拆卸时间，产品的拆卸时间则通过累积联接方式的拆卸时间获得。该方法可以快速估算大部分产品的拆卸时间，但必须通过实验预先测量联接方式的拆卸时间，随着产品联接方式的增多，该方法的应用受到了限制。基于方法时间衡量（MTM）法是普遍采用的一种时间测量技术，不但能获得可靠而准确的时间标准，而且可以改进工作方法，建立时间标准，达到降低人工成本提高生产力的目的，适用于短周期高度反复操作。该方法已广泛应用于装配线时间测定、软件操作时间确定等方面［4-9］。为此，本文提出基于MTM方法的报废汽车拆卸时间确定方法，以克服已有方法需要实际实验的不足。

1 方法时间衡量（MTM）方法简介

方法时间衡量（Method Time Measurement，MTM）法于1946年由美国西屋电气公司的梅纳德、斯坦门丁、斯克互布首创，并于1948年公开。1956年在美国总工商会的支持下，在密歇根大学成立了国际MTM协会，从事MTM技术推广工作。

MTM方法是按基本动作单元（足动、腿动、转身、俯屈、跪、站、行、手握）和执行因素（伸手、搬运、旋转、抓取、对准、拆卸、放手）设定作业时间标准及查定正常作业时间，制定作业标准时间。80%～85%的操作由5个基本动作组成，分别为伸手（R）、抓握（G）、递送（M）、连接（P）、松开（RL）。此分析方法较为复杂，但精度较高。MTM通过代码对动作进行描述，一个代码表明了该动作的种类与操作方法，例如，伸手到40 cm处够取物体，等级为简单，代码为R40A。MTM法适用范围广泛，大多数工作均可通过MTM法所设定的作业时间标准，查找、计算出作业时间标准。

MTM动作的时间单位称为TMU（Time Measurement Unit），其与普通时间单位的换算关系如下：

因此，拆卸时间T的计算公式为

2 基于MTM方法的拆卸时间评估

2.1 结构特征

本文以汽车的前盘式制动器为例，该部件包括5个主要零部件：上下固定螺栓、制动壳体、制动摩擦片、制动活塞钳、制动盘，图1为该部件的分解图。

图1 盘式制动系统分解图

汽车的前盘式制动器拆卸时涉及的部件有：1）制动卡钳固定螺栓；2）制动壳体；3）制动摩擦片；4）制动钳活塞。

2.2 前盘式制动器拆卸动作分解

前盘式制动器的拆卸主要包括4步：1）拧松并拆卸上、下固定螺栓；2）去除制动壳体；3）拆下制动摩擦片；4）从制动壳体内取出制动钳活塞。

在拆解步骤1）中涉及的动作：（1）伸手去拿扳手；（2）用手抓住扳手；（3）把扳手拿过来；（4）拧松上下两个螺栓；（5）将拆下的零件放下。

在拆解步骤2）中涉及的动作：（1）伸手去抓制动壳体；（2）用手制动抓住壳体；（3）把制动壳体拿下来。

在拆解步骤3）中涉及的动作：（1）拆下制动摩擦片；（2）用手抓住一侧的摩擦片；（3）将其拿下来；（4）伸手去抓另一侧摩擦片；（5）用手抓住另一侧的摩擦片；（6）将其拿下来。

在拆解步骤4）中涉及的动作：（1）伸手去抓制动活塞钳；（2）用手抓住制动活塞钳；（3）将其取出。

拆卸动作分解图具体如图2所示。

图2 拆卸动作分解图

2.4 拆卸动作的MTM分析

针对图2中的每一个操作单元进行MTM分析，获得每个拆卸动作的MTM时间，详细结果如表1所示。

由表1所获得的主要拆卸动作的MTM时间，代入式（1）即可获得每个拆卸步骤的拆卸时间（单位为s）。

表1 拆卸动作MTM分析结果

步骤1）的拆卸时间为：

步骤2）的拆卸时间为：

步骤3）拆卸时间为：

步骤4）的拆卸时间为：

将4个步骤所用的时间求和：5.724s+1.368s+2.736s+ 0.5868s≈10.41s。由此，得出汽车前盘式制动器的拆卸所用的时间约为10.41s。由于这里忽略了辅助操作时间，所以略小于实际拆卸时间。

3 结论

为了快速高效地确定报废汽车零部件拆卸时间，本文提出了基于MTM方法的报废汽车拆卸时间确定方法，通过将产品拆卸过程进行基本拆卸动作分解，获得了每个动作的标准MTM时间，省去了实际试验中的占地、劳动力等成本，以及其他计时方法人为因素的影响，且MTM方法数据量少，工作研究人员容易学习掌握，企业中依据MTM方法评估出的拆卸时间可以规定同一时间标准，克服了实验法中拆卸人员及周围环境对结果的影响，从而大大地提高了工作效率。

［1］ 贝绍轶.汽车报废拆解与材料回收利用［M］.北京：化学工业出版社，2012：127-129.

［2］ Kondo Y，Deguchi K，Hayashi Y，et al.Reversibility and disassembly time of part connection［J］.Resources，Conservation and Recycling，2003，38:175-184.

［3］ 于随然，陶晶，陈泓，等.基于拆卸时间的产品拆卸性评价及改进设计［J］.上海交通大学学报，2007，41（9）：1475-1483.

［4］ 陈黎，夏小均，刘生刚，等.汽车制动器制动间隙自调模式分析［J］.机械工程师，2010（8）：14-16.

［5］ KuoChienfu，WangMaojiun.MotiongenerationfromMTMsemantics［J］.Computers in Industry，2009，60（5）：339-348.

［6］ Fernández-Sanz L，Escribano J J，Hilera J R.Software operation time evaluation based on MTM［J］.Advances in Engineering Software，2009（40）：583-592.

［7］ 宋青璐.MTM方法及其在装配线上的应用［J］.价值工程，2011，30（33）：19-20.

［8］ 张明．MTM在汽车总装车间生产线布线中的应用［J］．汽车维修，2008（12）：22-23.

［9］ 严骏.基于MTM-UAS的规划预定时间系统［J］.汽车实用技术，2013（7）：5-9.

（编辑启 迪）

Study on Disassembly Time Evaluation of End-of-Life Vehicle’s parts based on MTM Method

WANG Lei，ZHANG Xiu-fen
（The College of Mechanical Engineer,Inner Mongolia University of Technology,Hohhot 010051,China）

Disassembly time is one key indicator for product disassembliability evaluation.Determination of disassembly time is important for product design for disassembly （DFD）and recycling decisions.In order to efficiently assess product’s disassembly time,a novel disassembly time evaluation method is proposed based on Method Time Measurement（MTM）.Take a front disc brake of end-of-life vehicle as an example,its disassembly process is analyzed and broken down into the disassembly operations.And the disassembly operation time can be estimated based on MTM ,thus the entire part's disassembly time is deduced by adding all of the disassembly operation time.

disassembly;disassembly time;method time measurement（MTM）

TH 122

A

1002－2333（2014）05－0040－02

王磊（1988—），男，硕士研究生，主要研究汽车拆卸与报废；张秀芬（1981—），女，博士，副教授，硕士生导师，主要从事产品绿色设计技术、计算机辅助设计等研究。

2014-03-04

国家青年科学基金项目（51205181）；内蒙古自然科学基金项目（2012MS0707）；内蒙古工业大学科学研究资助项目（ZD201110）