引言
工时定额是企业信息化管理的一项基础性工作，是企业进行科学化、标准化管理的必要手段，是现代企业管理制度的重要组成部分。同时，在模具生产过程中，工时定额的制定关系到模具的成本核算、模具的制造周期及制造工人的经济效益。随着制造业信息化的发展，工时定额计算的计算机化已经成为其中的重要组成部分，并引起人们的高度重视。本文介绍了工时定额的概念及意义，并根据注塑模具零件结构特点，建立了注塑模具零件工时编码系统，标准工时定额库以及公式库，采用混合法来开发一个基于capp系统的注塑模具计算机辅助工时定额系统。
工时定额的概念与意义
1.1 工时定额的定义
工时定额(time quota)，是在一定的生产技术和组织条件下制定出来的充分利用生产设备和工具，合理的组织生产和有效地运用先进经验，完成单件产品生产或单项工序作业的必要时间消耗，工时定额以时间为度量尺度，并且通常以工序为计算单位而制定工序工时。在国外，有时也将工时定额称作“标准时间”，即standard time。
工时定额一般分为两种：工序工时定额和批量工时定额。工序工时定额是指在一定生产条件下完成单个零件一道工序所消耗的时间，在工艺上又称为单件时间定额(单件定额)；批量工时定额是指一批零件完成一道工序所消耗的时间，又称批量时间定额(批量定额)。工时定额主要由基本加工时间、辅助时间、布置工作地时间、休息和生理需要时间等组成。辅助时间包括装卸工件、开停机床、测量工件、手动进给和退刀等时间组成。基本加工时间和辅助时间构成了工时定额的作业时间；布置工作地时间、休息和生理需要时间构成了工时定额的放宽时间，如图1所示。
工时定额，一方面是以时间为单位的劳动定额的基本形式之一;另一方面它又属于企业管理范畴，是一种以工业生产的作业系统为对象的工业工程学应用技术，主要研究作业时间的利用与消耗的规律。工时定额研究要涉及心理学、生理学、工效学、行为科学、经济学、管理学、统计学、系统工程和工程技术等知识和技术。工时定额的研究对象包括:工艺(流程)、自然过程、劳动过程、工序、生产工人(操作和动作)等。工时定额管理的基本研究内容有以下两点：
1)研究在各种不同生产组织和技术条件下，工时消耗变化的规律，有科学依据地制定生产对象的时间定额。
2)与方法研究紧密联系，不断地分析由于各种原因引起的工时损失，努力消除无效工时，或者将无效工时变为有效工时。
1.2 工时定额的意义
工时定额是企业信息化管理的一项基础性工作，是企业进行科学化、标准化管理的必要手段，是现代企业管理制度的重要组成部分。同时，在模具生产过程中，工时定额的制定关系到模具的成本核算、模具的制造周期及制造工人的经济效益。其作用主要表现在以下四个方面。
1、工时定额是编制企业计划、合理组织生产的基础
企业内的各项计划，如长远计划、产品年度计划、生产作业计划、生产准备计划、工具制造计划、设备维修计划、成本计划等，均以工时定额作为一项重要依据。制定各项计划都要求先作系统的调查研究，再经过科学地分析和计算。
工时定额规定了生产单位产品或完成某项作业任务的时间消耗量，它是组织各种相互关联的工作在时间上配合和衔接的依据。只有依据正确的工时定额，企业才能合理的分配设备与劳动力，才能保证企业生产连续地、协调地进行。
此外，评估生产能力，计算生产周期，分析产品的成套性、流水线生产的节奏性和自动生产线的可能性，进行网络图的设计和时差计算时，也都需要根据时定额进行具体计算。
2、工时定额是改进生产技术，挖掘劳动潜力，提高生产效率的重要手段
从本质讲，工时定额管理也是效率管理，其主要作用是通过分析影响劳动效率的各种因素，研究提高劳动效率的途径和措施，制定节约劳动消耗的政策、办法和标准，为企业编制计划、组织生产、进行成本核算、搞活劳动分配提供科学依据，最终达到提高经济效益的目的。
此外，工时定额管理是组织劳动竞赛，充分发挥职工的生产积极性和主动性，不断进行技术革新，节约劳动消耗，不断提高生产效率的重要途径。
3、工时定额是企业内部进行成本核算，评价经济效益的重要依据
工时定额是成本控制中劳动消耗的标准量，是生产成本的重要尺度，是成本控制的重要手段之一，同时还是制定产品价格的客观标准。没有科学合理的工时定额，就无法组织核算，成本的盈亏也无法衡量，企业的经济效益也就无法度量。
4、工时定额是衡量职工贡献大小、正确贯彻按劳分配原则的必要尺度
工时定额是衡量生产工人劳动效益的客观标准。通过定额统计分析，可以直接反映出一定时期内，生产工人的劳动消耗量和劳动成果的大小，同时能反映出生产工人的劳动技能和劳动状况。因此，依据工时定额完成情况支付工资奖金，是贯彻按劳分配原则的最佳尺度。
工时定额技术现状的分析
国外在工时定额计算方面的研究起步较早，并且随着制造业向智能化、集成化和信息化的发展，相应出现了计算机辅助工时定额计算系统。国内在工时定额计算和管理方面也作了许多探索性的工作。但是到目前为止，还没有一个令人满意的解决方案。特别是模具企业，由于生产对象比较繁杂，而且多数是单件、小批量，因此，给工时定额的制定带来一定的困难。当前，在模具生产中，主要采用以下几种方法计算工时定额。
1、经验评估法
模具制造一般以单件、小批量生产为主。由于模具制造车间的生产对象多变，这给工时定额的制定和管理带来一定的难度。目前，大多数模具工厂和车间都采用经验评估的方法来制定。
2、统计分析法
根据以往的生产实际及记录提供的统计资料，参考实际的生产条件，并对其进行认真的分析、整理的基础上制定工时定额。这种方法只适应于模具的标准件的批量生产。
3、比较类推法
是以相同类型产品中的典型定额为基础，通过分析、比较后制定定额。这种方法主要适应于多品种、规格杂的单件小批量生产。
4、技术测定法
是按照工时定额的各个组成部分，分别确定时间，以技术规格和科学计算为手段得到的定额。这种方法可以适应于一般的生产零件。
本系统采用混合法（即查表法和数学模型法的结合）来开发一个基于capp系统的注塑模具计算机辅助工时定额系统。首先，利用统计分析法或技术测定法，根据工厂的实际生产情况，建立基于数据库的标准工时定额库和公式库。依据注塑模具零件结构特点，根据模具零件的生产条件和生产类型，制定注塑模具零件的工时编码。根据编码检索标准工时定额库和公式库，对所求的工时定额进行计算或估算。
注塑模具零件的工时编码
工时定额的计算是一项繁杂的任务，工时定额员必须考虑企业生产的实际情况、本车间设备的类型、精度和效率等，还要了解所加工零件的几何形状、复杂程度和尺寸大小，零件的精度、公差大小等，并且掌握加工时所需的工艺装备及刀具情况等等，所以定额的制定是一项涉及面广、计算难度大的综合性技术工作。为了实现计算机辅助工时定额的制定，就需要根据模具零件结构特点以及加工特点制定模具零件工时编码，简化工时复杂的计算过程。
该零件工时编码系统用9位代码描述：前三位根据注塑模具零件结构特点用以表示零件的几何形状，成为形状代码，后六位分别表示零件的主要尺寸、加工零件的设备类型、加工类型、以及加工精度，成为辅助代码。这套编码系统中，可以比较完整地描述零件的结构以及主要的尺寸；又包含零件的加工信息。对于一个结构和尺寸相似、在相同的设备上进行相同的加工，并且加工的精度也相近，那么加工该零件所用的工时定额应该相似的，这样就可以对工时定额进行计算或估算。例如车削一带头导柱外圆面，导柱长度为150mm，直径为30mm，在卧式车床上加工，加工的精度为it7 ，对应的零件工时编码为：caaaababd。该工时编码系统如图2所示。
系统数据库的建立
根据企业本身实际的生产条件和技术条件，通过实验或对实际生产记录的收集和总结，制定出符合本企业的标准工时定额，建立标准工时定额库。对各种加工类型进行总结，整理出相应的基本加工时间的计算公式，建立公式库。本系统建立了标准工时定额数据表time_data和公式表formular。在表time_data表中包括辅助时间、基本加工时间、布置工作地时间以及休息和生理需要时间，另外还给出一些主要的参数，如机床主轴转速、主轴每转刀具进给量、走刀次数，这些参数是根据工厂的实际情况，总结的不同加工条件下的经验数据，作为用户计算基本加工时间的一个参考。表的基本形式如下。
本系统数据库是根据不同企业的实际情况建立的，用户可以根据自己的实际情况对数据库进行修改和添加。同时，在零件加工过程中，材料类型、刀具类型都对工时定额有较大的影响，但是这些因素不可能都在编码系统中表现出来，那样会使编码系统过于复杂。这种情况下就需要建立修正系数表，例如材料修正系数表、刀具修正系数表，修正系数可以根据工厂的实际情况，由专门人员制定。系统有专一的数据库管理模块，供用户对数据库进行管理。
工时定额的制定
对于机加工，每道工序的工时定额由基本加工时间tb、辅助时间ta、布置工作地时间ts、休息和生理需要时间tr、准备与终结时间te等组成，其单件工序计算公式为：
式中 n为每批件数，因为te是每批进行准备和结束工作的时间，所以分摊到每件零件上的准终时间为 。
在计算的过程中，用户首先编写零件的工时定额，根据定额编码系统查询标准定额表，检索出相应的ta、tb、ts、tr、te。同时，用户根据实际情况决定是否重新计算基本加工时间，如需重新计算基本加工时间，用户选择相应数学模型y（x1，x2，…xn）、修正参数，计算基本加工时间，其制定过程可用下式表示：
上式中，sm表示材料修正系数，sc表示刀具修正系数，用户可以根据自己的经验或查询系数表得到；x1，x2，…xn表示工时定额的切削参数，y表示相应的数学模型，从公式表中查询得到。重新计算基本加工时间以后，用户可以利用公式（1）计算得到所求的工时定额。工时定额制定的程序流程如图3所示。
结束语
本文将成组技术和注塑模具零件的结构特点相结合，应用于工时定额的计算中，大大简化了繁琐的模具零件工时定额的计算过程。并且采用查表法和数学模型法相结合的混合法来计算工时定额，既简化了计算过程和计算难度，又提高了计算的准确性，并且通用性强。随着越来越多的企业引入计算机辅助工时定额系统，实现工时定额由经验计算转向科学、智能计算，本文的提出具有很好的实际应用价值。