生產(chǎn)線平衡分析與改善

1、生產(chǎn)線平衡分析與改善作者：汽運0903班 羅武林 410100【摘 要】：自1994 年汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策發(fā)布并執(zhí)行以來，中國汽車工業(yè)有了長足發(fā)展，企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模、汽車產(chǎn)銷量、產(chǎn)品品種、技術水平、市場集中度均有顯著進步。進入21世紀，國內(nèi)外環(huán)境發(fā)生了深刻變化，中國汽車工業(yè)既有良好的發(fā)展機遇，又面臨著嚴峻挑戰(zhàn)，同時一些深層次的矛盾和問題也逐漸暴露出來。在產(chǎn)品對象專業(yè)化的布置下，生產(chǎn)線設備或工位之間的相對位置幾乎沒有其他選擇，均按產(chǎn)品的加工順序或裝配順序排列，產(chǎn)品順次從一個工位流向另一個，直至生產(chǎn)線的最后一個，即被完成。通常在每個工位至少有一個工人，重復地完成若干種作業(yè)，不同的工位之間很少有庫存產(chǎn)品一

2、件件地流向下一個工位。在這種布置之下生產(chǎn)線的產(chǎn)出速度等于作業(yè)速度最慢的工作地的產(chǎn)出速度。因此，每個制造工廠都希望生產(chǎn)線的每個工位的工作任務都大致相等，減少或消除忙閑不均的現(xiàn)象，達到以低成本、高節(jié)拍生產(chǎn)出優(yōu)良品質(zhì)產(chǎn)品的目的。但對于生產(chǎn)線而言要想達到以上目標，就必須優(yōu)先解決生產(chǎn)線不平衡問題?！娟P鍵詞】： 生產(chǎn)線、平衡、瓶頸、分析、改善 緒論：生產(chǎn)線平衡是實現(xiàn)精益生產(chǎn)的一個重要方面。 生產(chǎn)平衡注重系統(tǒng)的整體效率而非系統(tǒng)個別環(huán)節(jié)的效率。 生產(chǎn)的不平衡只能造成浪費。對于制造企業(yè)而言，生產(chǎn)線平衡是高效生產(chǎn)的核心。制造工廠想要解決生產(chǎn)線不平衡問題，首先，需要對生產(chǎn)線生產(chǎn)工時進行測定，計算出生產(chǎn)節(jié)拍，最少工位

3、數(shù)，根據(jù)可靠數(shù)據(jù)繪制出作業(yè)順序圖，找出瓶頸工序位置，得出平衡率來判斷生產(chǎn)線的平衡程度。然后，在生產(chǎn)線平衡排程規(guī)則中，從5M入手對制造過程的作業(yè)工序進行調(diào)整，作業(yè)方法進行改善，以達到分到各工位的作業(yè)時間大致相等，使得生產(chǎn)線上的閑置時間最少，提高工人和設備的利用率，生產(chǎn)線上各活動同步進行從而實現(xiàn)工人和設備的最大利用，工作流十分流暢的目標。本論:1 生產(chǎn)線平衡的概述1.1 生產(chǎn)線平衡定義生產(chǎn)線平衡是對生產(chǎn)的全部工序進行平均化、均衡化，調(diào)整各工序或工位的作業(yè)負荷或工作量，使各工序的作業(yè)時間盡可能相近或相等，最終消除各種等待浪費現(xiàn)象，達到生產(chǎn)效率最大化。它是生產(chǎn)流程設計與作業(yè)標準化中最重要的方法。1.2

4、 木桶定律與生產(chǎn)線平衡1.2.1木桶定律一個木桶盛水多少，并不取決于桶壁上最高的那塊木板，而恰恰取決于桶壁上最短的那塊木板，這一規(guī)律我們稱之為“木桶定律”。圖1(木桶定律圖)1.2.2 木桶定律的三個推論A.只有桶壁上所有木板都足夠高,木桶才能盛滿水B.所有木板高出最低木板的部分是沒有意義的,而且高出越多,浪費就越大C.提高木桶容量最有效的辦法就是設法加高最低木板的高度 生產(chǎn)線平衡與木桶定律的關系“生產(chǎn)線平衡”與“木桶定律”非常相似：生產(chǎn)線的最大產(chǎn)能不是取決于作業(yè)速度最快的工位，而恰恰取決于作業(yè)速度最慢的工位，最快與最慢的差距越大，產(chǎn)能損失就越大。制造現(xiàn)場，各個車間或小組之間，彼此的管理水平、

5、產(chǎn)能等往往是不等的，企業(yè)現(xiàn)場管理的整體水平并不取決于最優(yōu)秀的車間單位而是取決于最差的車間單位，同理，對一條生產(chǎn)線來言，其產(chǎn)量、效率高低也是如此。1.3 生產(chǎn)線不平衡的影響與瓶頸工序 生產(chǎn)線不平衡造成中間在庫，降低整體效率圖1.1項目工位1工位2工位3工位4能力100件/H125件/H80件/H100件/H達成率100%125%80%80%效率個別效率合格個別效率高個別效率低個別效率低表1 瓶頸工序瓶頸的定義： 阻礙企業(yè)流程更大程度增加有效產(chǎn)出或減少庫存和費用的環(huán)節(jié)謂之瓶頸，瓶頸可能是有形的,也可能是無形的。1.3.2.2瓶頸效應： 是指瓶子頸部流量的大小限制了倒水時的水流圖1.2生產(chǎn)系統(tǒng)的目標

6、是平衡生產(chǎn)能力同時平衡物流,非瓶頸”資源的充分利用不僅不能提高有效產(chǎn)出,而且還會使庫存和搬運增加；瓶頸環(huán)節(jié)損失1小時,相當于整個系統(tǒng)損失1小時,而且是無法補救的 ；非瓶頸環(huán)節(jié)上節(jié)約1小時,毫無實際意義；瓶頸制約了生產(chǎn)系統(tǒng)的有效產(chǎn)出和庫存。圖1.31.3 瓶頸的不良影響工序的先后關系,會影響后續(xù)工序進度：一些工序的半成品堆積過多（如B）,而另一些則很少(如D、E)； 整體進度緩慢，生產(chǎn)效率下降(瓶頸工序C未完成作業(yè)影響D、E的進度)圖1.4工序間的平行關系，則會影響產(chǎn)品配套：出現(xiàn)產(chǎn)品零部件不能配套的現(xiàn)象；一些工序加班趕貨,而另一些則很輕松；個別工序在等材料、設備,其他工序進展正常；個別生產(chǎn)線流動

7、停止,出現(xiàn)在制品滯留時間過長情況。圖1.51.4 提高生產(chǎn)線平衡效率的意義提高生產(chǎn)線平衡效率的意義在于縮短每一制品裝配時間,增加單位時間的生產(chǎn)量；降低生產(chǎn)成本減少工序間的在制品； 減少現(xiàn)場場地的占用減少工程之間的預備時間,縮短生產(chǎn)周期；消除人員等待現(xiàn)象,提升員工士氣；改變傳統(tǒng)小批量作業(yè)模式，使其達到一個流生產(chǎn)；可以穩(wěn)定和提升產(chǎn)品品質(zhì)；提升整體生產(chǎn)線效率和降低生產(chǎn)現(xiàn)場的各種浪費。2 生產(chǎn)線平衡的分析2.1 平衡分析用語節(jié)拍：節(jié)拍是指在規(guī)定時間內(nèi)完成預定產(chǎn)量，各工序完成單位成品所需的作業(yè)時間。其計算公式：節(jié)拍有效出勤時間生產(chǎn)計劃量X（+不良率） (式1)例：每月的工作天數(shù)為20天，正常工作時間每班

8、次為480分鐘，該企業(yè)實行每天2班制，如果該企業(yè)的月生產(chǎn)計劃量為19200個，不良率為0%，請問該企業(yè)的生產(chǎn)節(jié)拍是多少？答：節(jié)拍時間=有效出勤時間/生產(chǎn)計劃量X（1+不良率）=480X2X20/19200X（1+0%）=60秒/個2.瓶頸工時:指生產(chǎn)線所有工序中所用人均工時最長的工序，通常指一道工序，有時也指幾道工序。3.平衡率:計算公式=生產(chǎn)線各工序時間總和/(瓶頸工時*人員數(shù)) ，一般制造生產(chǎn)線的效率不應低于0.75，以手工為主裝配線應在0.85 0.9 以上。2.2生產(chǎn)線平衡分析原則與步驟2.2.1分析原則（1）5W1H原則項目問題為什么？改善方向Why目的是什么？為什么？去除不必要及目

9、的不明確的工作。Where在什么地方？為什么？有無其他更合適的位置和布局?When什么時候做此事？為什么？有無其他更合適的的時間與順序?Who有誰來做？為什么？有無其他更合適的人?What做什么？為什么？可否簡化作業(yè)內(nèi)容？How如何做？為什么？有無其他更好的方法？表2.12.3分析的步驟2.3.1秒表法工時分析步驟： 明確分析目的，確定觀測工序； 選定合適的操作者（被觀測者）； 觀測準備（秒表、板、表格、用具等）； 記錄必要事項； 把作業(yè)分解成單元作業(yè)并記錄在表格上； 確定觀測次數(shù)；循環(huán)周期（分）0.10（6s）0.10（6s）0.5（30s）0.7（45s）1.0（60s）2.0（120s）

10、觀察次（次）1006040202010表2.2 實施觀測； 站在易觀察作業(yè)內(nèi)容的位置上不打擾作業(yè)者；合適的觀察方向和距離；一般在作業(yè)者斜后方或前方2m左右最適宜眼、秒表和作業(yè)位置在一條直線上交替觀察秒表和操作觀測完畢即時整理觀測結果算出每次測量的單元作業(yè)的純工時（純作業(yè)時間）；算出單元作業(yè)純工時的平均值；算出每次測量的一個循環(huán)需要的時間異常值判斷基準：一般把偏離相鄰值、小于25%或大于30%以上的純工時值判定為異常值（紅色字體為異常值）。5 8 9 9 9 10 11 12 12 19 研究觀測結果，制定改進方案。 計算裝配線上需要的理論上的最小工序數(shù) 最小工序數(shù)ti/CT(ti=各作業(yè)時間之

11、和)假設節(jié)拍是1.0分鐘，各作業(yè)時間之和是2.5分鐘，那么為最少所需要的工序數(shù)為：Nmin=2.5/1.0=3（個）結合工時測定表繪制作業(yè)順序圖找出瓶頸作業(yè)工序作業(yè)時間（分）前項作業(yè)工序A10B11AC5BD4BE12AF3C,DG7FH11EI3G,H總時間66 瓶頸 瓶頸 圖2.1 表2.32.3.4通過平衡率判斷生產(chǎn)線平衡情況結合表2.3和圖2.1計算出該生產(chǎn)線平衡率=生產(chǎn)線各工序時間總和/(瓶頸工時*人員數(shù))= 66/(11+12)*9=0.32；根據(jù)平衡法則：一般制造生產(chǎn)線的效率不應低于0.75，以手工為主裝配線應在0.85 0.9 以上，可得出該生產(chǎn)線不平衡。3 生產(chǎn)線平衡改善的方

12、法與原則3.1平衡改善的排程規(guī)則主規(guī)則: 以其后跟隨任務數(shù)目最多的秩序安排工位。附加規(guī)則: 最長作業(yè)時間的任務先排3.2 作業(yè)工位內(nèi)容分配條件作業(yè)工位內(nèi)容分配條件：保證各工序之間的先后順序；每個工作地分配到的基本作業(yè)時間之和，不能大于節(jié)拍；各工位的作業(yè)時間之和應盡量相等或接近節(jié)拍；應使工位數(shù)目盡量少。3.3 啟發(fā)式分配作業(yè)的排程規(guī)則排程規(guī)則：作業(yè)分配按作業(yè)先后順序圖由左到右進行 確定當前有資格被分配的作業(yè) (約束)(a) 該作業(yè)的所有先行作業(yè)都已被分配(b) 該作業(yè)時間不超過該工位的剩余時間 （剩余時間：等于節(jié)拍減去工位上總的作業(yè)時間） 如果沒有有資格被分配的作業(yè)，轉(zhuǎn)向下個工作地的分配如果出現(xiàn)

13、兩個或兩個以上有資格被分配的作業(yè)，可采用不同的規(guī)則加以選擇，如：（a）先分配后續(xù)作業(yè)最多的作業(yè)（b）先分配加工時間最長的作業(yè)（c）先分配位置權數(shù)最大的作業(yè)（d）任意選擇其中的一個作業(yè)先分配3.4 消除瓶頸1）作業(yè)分割將此作業(yè)的一部分分割出來移至工時較短的作業(yè)工序。2）利用或改良工具機器將手工改為工具；或半自動或全自動機器；或在原有工具；夾具做改善；自可提升產(chǎn)量縮短作業(yè)工時。3）提高作業(yè)者的技能運用工作教導，提升作業(yè)者的技能4）調(diào)換作業(yè)者調(diào)換效率較高或熟練作業(yè)人5）增加作業(yè)者上面幾項都做了還未達到理想可能就得考慮增加工序人手了。 3.5 5M方法減少耗時最長工序作業(yè)時間5M：人員，機器設備，物料

14、，作業(yè)方法，環(huán)境人員(Man):調(diào)換作業(yè)者;增加作業(yè)者;多能工訓練；新手避免工作負荷過重，利用作業(yè)員熟練程度的差異性，平衡作業(yè)流程. 機器設備(Machine):利用或改良工具、機器;人機比合理配置;人機同步作業(yè);提高自動半自動化水平;人機工程分析，提高機械效率.物料(Material):確保物料供應及時準確;物料擺放合理取用;物料包裝合理減少拆卸作業(yè). 作業(yè)方法(Method):避免在同一工站使用太多工具;動作要合理化，盡量減少輔助動作:尋找.發(fā)現(xiàn).選擇.思考.預定位,取消無效動作:保持.延遲.放置.休息;遵循動作經(jīng)濟四原則:減少動作數(shù)量.雙手同時作業(yè).縮短動作的距離.輕松作業(yè). 作業(yè)環(huán)境(

15、Mother Nature):保持整潔、清潔的作業(yè)環(huán)境;有適當?shù)牟僮靼踩胧?適當?shù)恼彰?、空調(diào)和通風設備;桌椅和靜電設備有適當?shù)囊?guī)格3.6 作業(yè)方法的改善ECRS原則：取消不必要的動作; 合并微小的動作; 重排作業(yè)工序或動作;簡化復雜的動作取消（Eliminate）a) 是否必要b) 為什么無滿意答復重排(Rearrange)a) 何人、何處、何時最佳順序去除重復更加有序簡化(Simplify)a) 必要工作最簡單方法最簡單設備節(jié)省MTC合并(Combine)a) 無法取消b) 有必要省時簡化圖3.13.7 平衡改善方法圖解 圖3.2作業(yè)改善壓縮 圖3.3作業(yè)分割轉(zhuǎn)移 圖3.4并行作業(yè)，增加人

16、員 圖3.5拆解去除 圖3.6作業(yè)改善后合并 圖3.7 重排 結論： 生產(chǎn)線平衡的核心就是-克服瓶頸!解除瓶頸生產(chǎn)工序：這是生產(chǎn)線平衡改善最簡單的一招，但也是最厲害的一招，在汽車制造行業(yè)有句“名言”是“把簡單的招式練到極至就是絕招”。有一句格言：“瓶頸工序決定最大產(chǎn)能”。眾所周知，均衡是生產(chǎn)進度的重要保證，在100個環(huán)節(jié)中，只要存在一個環(huán)節(jié)效率低下，那么99個環(huán)節(jié)的努力都可能解決不了進度落后的問題。因此，抓住瓶頸工序的生產(chǎn)節(jié)拍,不斷予以改善，是提升效率最重要的法寶。生產(chǎn)線平衡改善是多方面的，但在生產(chǎn)線平衡過程中應注意：A.需要同樣工具和機器的作業(yè)要素可分配在同一專用設備工序內(nèi)B.作業(yè)要素相同或前后相近的應盡量分配在同一工序C.不相容的作業(yè)盡量不分在同一工序D.必要時可對關鍵作業(yè),增加操作人數(shù)或改用更有效的工具/設備以縮短其作業(yè)時間,提高平衡率E.生產(chǎn)線補進新手時,因新手對工作不熟悉,在配置上需特別注意,否則會造成嚴F.采用ECRS法則進行改善時的優(yōu)先順序為:“取消”不必要的動作或工序（第一選擇）；“合并”微小動作（次選）；“重排”作業(yè)工序或動作（第三選擇）；“簡化”復雜動作或工序（最后選擇）參考文獻1 徐學軍：現(xiàn)代工業(yè)工程，廣州：華南理工大學出版社，20002 無：精益生產(chǎn)之線平衡模式，百度文庫3 無：IE管理之作業(yè)測定與效率管理，百度文庫4 無