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(yùn)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(lái)，中國(guó)汽車工業(yè)有了長(zhǎng)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(shù)水平、市場(chǎng)集中度均有顯著進(jìn)步。進(jìn)入21世紀(jì)，國(guó)內(nèi)外環(huán)境發(fā)生了深刻變化，中國(guó)汽車工業(yè)既有良好的發(fā)展機(jī)遇，又面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，同時(shí)一些深層次的矛盾和問(wèn)題也逐漸暴露出來(lái)。在產(chǎn)品對(duì)象專業(yè)化的布置下，生產(chǎn)線設(shè)備或工位之間的相對(duì)位置幾乎沒(méi)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(gè)工位流向另一個(gè)，直至生產(chǎn)線的最后一個(gè)，即被完成。通常在每個(gè)工位至少有一個(gè)工人，重復(fù)地完成若干種作業(yè)，不同的工位之間很少有庫(kù)存產(chǎn)品一

2、件件地流向下一個(gè)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(gè)制造工廠都希望生產(chǎn)線的每個(gè)工位的工作任務(wù)都大致相等，減少或消除忙閑不均的現(xiàn)象，達(dá)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(duì)于生產(chǎn)線而言要想達(dá)到以上目標(biāo)，就必須優(yōu)先解決生產(chǎn)線不平衡問(wèn)題。【關(guān)鍵詞】： 生產(chǎn)線、平衡、瓶頸、分析、改善 緒論：生產(chǎn)線平衡是實(shí)現(xiàn)精益生產(chǎn)的一個(gè)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(gè)別環(huán)節(jié)的效率。 生產(chǎn)的不平衡只能造成浪費(fèi)。對(duì)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(wèn)題，首先，需要對(duì)生產(chǎn)線生產(chǎn)工時(shí)進(jìn)行測(cè)定，計(jì)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(lái)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(duì)制造過(guò)程的作業(yè)工序進(jìn)行調(diào)整，作業(yè)方法進(jìn)行改善，以達(dá)到分到各工位的作業(yè)時(shí)間大致相等，使得生產(chǎn)線上的閑置時(shí)間最少，提高工人和設(shè)備的利用率，生產(chǎn)線上各活動(dòng)同步進(jìn)行從而實(shí)現(xiàn)工人和設(shè)備的最大利用，工作流十分流暢的目標(biāo)。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(duì)生產(chǎn)的全部工序進(jìn)行平均化、均衡化，調(diào)整各工序或工位的作業(yè)負(fù)荷或工作量，使各工序的作業(yè)時(shí)間盡可能相近或相等，最終消除各種等待浪費(fèi)現(xiàn)象，達(dá)到生產(chǎn)效率最大化。它是生產(chǎn)流程設(shè)計(jì)與作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)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(gè)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(gè)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(méi)有意義的,而且高出越多,浪費(fèi)就越大C.提高木桶容量最有效的辦法就是設(shè)法加高最低木板的高度 生產(chǎn)線平衡與木桶定律的關(guān)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(chǎng)，各個(gè)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(chǎng)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(duì)一條生產(chǎn)線來(lái)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(kù)，降低整體效率圖1.1項(xiàng)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(dá)成率100%125%80%80%效率個(gè)別效率合格個(gè)別效率高個(gè)別效率低個(gè)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(kù)存和費(fèi)用的環(huán)節(jié)謂之瓶頸，瓶頸可能是有形的,也可能是無(wú)形的。1.3.2.2瓶頸效應(yīng)： 是指瓶子頸部流量的大小限制了倒水時(shí)的水流圖1.2生產(chǎn)系統(tǒng)的目標(biāo)

6、是平衡生產(chǎn)能力同時(shí)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(huì)使庫(kù)存和搬運(yùn)增加；瓶頸環(huán)節(jié)損失1小時(shí),相當(dāng)于整個(gè)系統(tǒng)損失1小時(shí),而且是無(wú)法補(bǔ)救的 ；非瓶頸環(huán)節(jié)上節(jié)約1小時(shí),毫無(wú)實(shí)際意義；瓶頸制約了生產(chǎn)系統(tǒng)的有效產(chǎn)出和庫(kù)存。圖1.31.3 瓶頸的不良影響工序的先后關(guān)系,會(huì)影響后續(xù)工序進(jìn)度：一些工序的半成品堆積過(guò)多（如B）,而另一些則很少(如D、E)； 整體進(jìn)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(jìn)度)圖1.4工序間的平行關(guān)系，則會(huì)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(gè)別工序在等材料、設(shè)備,其他工序進(jìn)展正常；個(gè)別生產(chǎn)線流動(dòng)

7、停止,出現(xiàn)在制品滯留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)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(shí)間,增加單位時(shí)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(chǎng)場(chǎng)地的占用減少工程之間的預(yù)備時(shí)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(dá)到一個(gè)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(chǎng)的各種浪費(fèi)。2 生產(chǎn)線平衡的分析2.1 平衡分析用語(yǔ)節(jié)拍：節(jié)拍是指在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成預(yù)定產(chǎn)量，各工序完成單位成品所需的作業(yè)時(shí)間。其計(jì)算公式：節(jié)拍有效出勤時(shí)間生產(chǎn)計(jì)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(shí)間每班

8、次為480分鐘，該企業(yè)實(shí)行每天2班制，如果該企業(yè)的月生產(chǎn)計(jì)劃量為19200個(gè)，不良率為0%，請(qǐng)問(wèn)該企業(yè)的生產(chǎn)節(jié)拍是多少？答：節(jié)拍時(shí)間=有效出勤時(shí)間/生產(chǎn)計(jì)劃量X（1+不良率）=480X2X20/19200X（1+0%）=60秒/個(gè)2.瓶頸工時(shí):指生產(chǎn)線所有工序中所用人均工時(shí)最長(zhǎng)的工序，通常指一道工序，有時(shí)也指幾道工序。3.平衡率:計(jì)算公式=生產(chǎn)線各工序時(shí)間總和/(瓶頸工時(shí)*人員數(shù)) ，一般制造生產(chǎn)線的效率不應(yīng)低于0.75，以手工為主裝配線應(yīng)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(xiàng)目問(wèn)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(wú)其他更合適的位置和布局?When什么時(shí)候做此事？為什么？有無(wú)其他更合適的的時(shí)間與順序?Who有誰(shuí)來(lái)做？為什么？有無(wú)其他更合適的人?What做什么？為什么？可否簡(jiǎn)化作業(yè)內(nèi)容？How如何做？為什么？有無(wú)其他更好的方法？表2.12.3分析的步驟2.3.1秒表法工時(shí)分析步驟： 明確分析目的，確定觀測(cè)工序； 選定合適的操作者（被觀測(cè)者）； 觀測(cè)準(zhǔn)備（秒表、板、表格、用具等）； 記錄必要事項(xiàng)； 把作業(yè)分解成單元作業(yè)并記錄在表格上； 確定觀測(cè)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(shí)施觀測(cè)； 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(cè)完畢即時(shí)整理觀測(cè)結(jié)果算出每次測(cè)量的單元作業(yè)的純工時(shí)（純作業(yè)時(shí)間）；算出單元作業(yè)純工時(shí)的平均值；算出每次測(cè)量的一個(gè)循環(huán)需要的時(shí)間異常值判斷基準(zhǔn)：一般把偏離相鄰值、小于25%或大于30%以上的純工時(shí)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(cè)結(jié)果，制定改進(jìn)方案。 計(jì)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(shí)間之

11、和)假設(shè)節(jié)拍是1.0分鐘，各作業(yè)時(shí)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(gè)）結(jié)合工時(shí)測(cè)定表繪制作業(yè)順序圖找出瓶頸作業(yè)工序作業(yè)時(shí)間（分）前項(xiàng)作業(yè)工序A10B11AC5BD4BE12AF3C,DG7FH11EI3G,H總時(shí)間66 瓶頸 瓶頸 圖2.1 表2.32.3.4通過(guò)平衡率判斷生產(chǎn)線平衡情況結(jié)合表2.3和圖2.1計(jì)算出該生產(chǎn)線平衡率=生產(chǎn)線各工序時(shí)間總和/(瓶頸工時(shí)*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(yīng)低于0.75，以手工為主裝配線應(yīng)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(wù)數(shù)目最多的秩序安排工位。附加規(guī)則: 最長(zhǎng)作業(yè)時(shí)間的任務(wù)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(gè)工作地分配到的基本作業(yè)時(shí)間之和，不能大于節(jié)拍；各工位的作業(yè)時(shí)間之和應(yīng)盡量相等或接近節(jié)拍；應(yīng)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(jìn)行 確定當(dāng)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(shí)間不超過(guò)該工位的剩余時(shí)間 （剩余時(shí)間：等于節(jié)拍減去工位上總的作業(yè)時(shí)間） 如果沒(méi)有有資格被分配的作業(yè)，轉(zhuǎn)向下個(gè)工作地的分配如果出現(xiàn)

13、兩個(gè)或兩個(gè)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(shí)間最長(zhǎng)的作業(yè)（c）先分配位置權(quán)數(shù)最大的作業(yè)（d）任意選擇其中的一個(gè)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(lái)移至工時(shí)較短的作業(yè)工序。2）利用或改良工具機(jī)器將手工改為工具；或半自動(dòng)或全自動(dòng)機(jī)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(shí)。3）提高作業(yè)者的技能運(yùn)用工作教導(dǎo)，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(xiàng)都做了還未達(dá)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(shí)最長(zhǎng)工序作業(yè)時(shí)間5M：人員，機(jī)器設(shè)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(xùn)練；新手避免工作負(fù)荷過(guò)重，利用作業(yè)員熟練程度的差異性，平衡作業(yè)流程. 機(jī)器設(shè)備(Machine):利用或改良工具、機(jī)器;人機(jī)比合理配置;人機(jī)同步作業(yè);提高自動(dòng)半自動(dòng)化水平;人機(jī)工程分析，提高機(jī)械效率.物料(Material):確保物料供應(yīng)及時(shí)準(zhǔn)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(dòng)作要合理化，盡量減少輔助動(dòng)作:尋找.發(fā)現(xiàn).選擇.思考.預(yù)定位,取消無(wú)效動(dòng)作:保持.延遲.放置.休息;遵循動(dòng)作經(jīng)濟(jì)四原則:減少動(dòng)作數(shù)量.雙手同時(shí)作業(yè).縮短動(dòng)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(dāng)?shù)牟僮靼踩胧?適當(dāng)?shù)恼彰?、空調(diào)和通風(fēng)設(shè)備;桌椅和靜電設(shè)備有適當(dāng)?shù)囊?guī)格3.6 作業(yè)方法的改善ECRS原則：取消不必要的動(dòng)作; 合并微小的動(dòng)作; 重排作業(yè)工序或動(dòng)作;簡(jiǎn)化復(fù)雜的動(dòng)作取消（Eliminate）a) 是否必要b) 為什么無(wú)滿意答復(fù)重排(Rearrange)a) 何人、何處、何時(shí)最佳順序去除重復(fù)更加有序簡(jiǎn)化(Simplify)a) 必要工作最簡(jiǎn)單方法最簡(jiǎn)單設(shè)備節(jié)省MTC合并(Combine)a) 無(wú)法取消b) 有必要省時(shí)簡(jiǎn)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(jié)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(jiǎn)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(jiǎn)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(jìn)度的重要保證，在100個(gè)環(huán)節(jié)中，只要存在一個(gè)環(huán)節(jié)效率低下，那么99個(gè)環(huán)節(jié)的努力都可能解決不了進(jìn)度落后的問(wèn)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(guò)程中應(yīng)注意：A.需要同樣工具和機(jī)器的作業(yè)要素可分配在同一專用設(shè)備工序內(nèi)B.作業(yè)要素相同或前后相近的應(yīng)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(shí)可對(duì)關(guān)鍵作業(yè),增加操作人數(shù)或改用更有效的工具/設(shè)備以縮短其作業(yè)時(shí)間,提高平衡率E.生產(chǎn)線補(bǔ)進(jìn)新手時(shí),因新手對(duì)工作不熟悉,在配置上需特別注意,否則會(huì)造成嚴(yán)F.采用ECRS法則進(jìn)行改善時(shí)的優(yōu)先順序?yàn)?“取消”不必要的動(dòng)作或工序（第一選擇）；“合并”微小動(dòng)作（次選）；“重排”作業(yè)工序或動(dòng)作（第三選擇）；“簡(jiǎn)化”復(fù)雜動(dòng)作或工序（最后選擇）參考文獻(xiàn)1 徐學(xué)軍：現(xiàn)代工業(yè)工程，廣州：華南理工大學(xué)出版社，20002 無(wú)：精益生產(chǎn)之線平衡模式，百度文庫(kù)3 無(wú)：IE管理之作業(yè)測(cè)定與效率管理，百度文庫(kù)4 無(wú)