生產(chǎn)線平衡原理

1、講 解：許俊鋒 日 期：2006.5.16生產(chǎn)線平衡原理 生產(chǎn)線平衡基礎知識 生產(chǎn)線平衡的方法 生產(chǎn)線平衡的原則 生產(chǎn)線平衡的案例 IE手法之應用目 錄 1 裝配流水線生產(chǎn)平衡問題 2 一般生產(chǎn)線平衡問題 3 一般流程平衡問題總 述一 生產(chǎn)線平衡定義： 生產(chǎn)線平衡，又稱為工序同期化，是對某裝配流水線，在給定流水線的節(jié)拍后，求出裝配線所需的工作地數(shù)量和用工人數(shù)最少的方案。生產(chǎn)線平衡解釋： 對于特定的產(chǎn)品，給定工作地數(shù)量，求出使流水線節(jié)拍最小的配置方案，是個工地的單件作業(yè)時間盡可能接近節(jié)拍或節(jié)拍的整數(shù)倍。生產(chǎn)線平衡基礎知識流水線的節(jié)拍 是指流水線上連續(xù)出產(chǎn)兩件相同制品的時間間隔，設r為節(jié)拍 節(jié)拍的

2、計算生產(chǎn)線平衡基礎知識 計劃期有效工作時間FN舉例：某流水線計劃日產(chǎn)量為150件，采用兩班制生產(chǎn)，每班規(guī)定有21分鐘停歇時間，計劃不合格率為2%，則r = = =6(分/件)計劃期內(nèi)計劃產(chǎn)量150 x(1+0.02)8x2x60-(21x2)計劃期有效工作時間計劃期內(nèi)計劃產(chǎn)量r = 流程的“節(jié)拍”（Cycle time）是指連續(xù)完成相同的兩個產(chǎn)品（或兩次服務，或兩批產(chǎn)品）之間的間隔時間。換句話說，即指完成一個產(chǎn)品所需的平均時間。節(jié)拍通常只是用于定義一個流程中某一具體工序或環(huán)節(jié)的單位產(chǎn)出時間。如果產(chǎn)品必須是成批制作的，則節(jié)拍指兩批產(chǎn)品之間的間隔時間。在流程設計中，如果預先給定了一個流程每天（或其

3、它單位時間段）必須的產(chǎn)出，首先需要考慮的是流程的節(jié)拍。節(jié) 拍 的 理 解 而通常把一個流程中生產(chǎn)節(jié)拍最慢的環(huán)節(jié)叫做“瓶頸“（Bottleneck）。流程中存在的瓶頸不僅限制了一個流程的產(chǎn)出速度，而且影響了其它環(huán)節(jié)生產(chǎn)能力的發(fā)揮。更廣義地講，所謂瓶頸是指整個流程中制約產(chǎn)出的各種因素。例如，在有些情況下，可能利用的人力不足、原材料不能及時到位、某環(huán)節(jié)設備發(fā)生故障、信息流阻滯等，都有可能成為瓶頸。 正如“瓶頸”的字面含義，一個瓶子瓶口大小決定著液體從中流出的速度，生產(chǎn)運作流程中的瓶頸則制約著整個流程的產(chǎn)出速度。瓶頸還有可能“漂移”，取決于在特定時間段內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品或使用的人力和設備。因此在流程設計中和

4、日后的日常生產(chǎn)運作中都需要引起足夠的重視。 與節(jié)拍和瓶頸相關聯(lián)的另一個概念是流程中的“空閑時間”（idle time）。空閑時間是指工作時間內(nèi)沒有執(zhí)行有效工作任務的那段時間，可以指設備或人的時間。當一個流程中各個工序的節(jié)拍不一致時，瓶頸工序以外的其它工序就會產(chǎn)生空閑時間。 這種現(xiàn)象將會導致：浪費時間資源，忙閑不均，引起矛盾；浪費人力資源 。 一 舉例參看下圖，某裝配線間有6道工序，其作業(yè)順序和工序作業(yè)時間如圖所示。假定節(jié)拍為5分鐘/件，計算一下工序負荷率。結(jié)果如下: ？1246532.8231.531工 序 1 2 3 4 5 6負荷率0.40.560.60.60.30.2為什么要進行生產(chǎn)線間

5、平衡 這就需要對生產(chǎn)工藝進行平衡。制造業(yè)的生產(chǎn)線多半是在進行了細分之后的多工序流水化連續(xù)作業(yè)生產(chǎn)線，此時由于分工作業(yè)，簡化了作業(yè)難度，使作業(yè)熟練度容易提高，從而提高了作業(yè)效率。 然而經(jīng)過了這樣的作業(yè)細分化之后，各工序的作業(yè)時間在理論上，現(xiàn)實上都不能完全相同，這就勢必存在工序間節(jié)拍不一致出現(xiàn)瓶頸的現(xiàn)象。除了造成的無謂的工時損失外，還造成大量的工序堆積即存滯品發(fā)生，嚴重的還會造成生產(chǎn)的中止。為了解決以上問題就必須對各工序的作業(yè)時間平均化，同時對作業(yè)進行標準化，以使生產(chǎn)線能順暢活動。 “生產(chǎn)線工藝平衡”即是對生產(chǎn)的全部工序進行平均化，調(diào)整各作業(yè)負荷，以使各作業(yè)時間盡可能相近。是生產(chǎn)流程設計與作業(yè)標準

6、化必須考慮的最重要的問題。生產(chǎn)線平衡的目的 生產(chǎn)線工藝平衡的目的是通過平衡生產(chǎn)線使用現(xiàn)場更加容易理解“一個流”的必要性及“小單元生產(chǎn)”（Cell production）的編制方法，它是一切新理論新方法的基礎。生產(chǎn)線平衡的方法 以適當?shù)姆绞綄⑸a(chǎn)線上若干個相鄰工序合并成一個大工序（又稱工作地），并使這些大的工序的作業(yè)時間接近或等于流水線的節(jié)拍。具體步驟如下： 1.確定流水線節(jié)拍； 2.計算流水線上需要的最少工作地數(shù) S ,設 t 為工序 的工作時間 S = trminminii三. 組織工作地。按以下條件向工作地分配小工序： 1.保證各工序之間的先后順序； 2.每個工作地分配到的小工序作業(yè)時間之

7、和T 不能大于節(jié)拍 ； 3.各工作地的作業(yè)時間應盡量接近或等于節(jié)拍， T r 4.應使工作地數(shù)目 S 盡量少生產(chǎn)線平衡的方法iii時間損失率：S 工作地數(shù)目r 節(jié)拍ti 工序i的作業(yè)時間生產(chǎn)線節(jié)拍平衡的技術組織措施1.對關鍵工序，通過改裝設備、增加附件、同時加工多 個零件等辦法以提高生產(chǎn)速度；2.采用高效專用的工藝裝備，減少輔助操作時間；3.改進工作地布置和操作方法，減少輔助作業(yè)時間；4.改變切削用量以減少機器作業(yè)時間；5.提高工人的操作熟練水平和工作效率。 假設某裝配流水線的節(jié)拍為8分鐘，由13道小工序組成， 單位產(chǎn)品的總裝配時間為44分鐘，各工序之間的裝配順序112410911853137

8、6225 82 3 2 7243123流水線平衡案例 試對該裝配線進行工作地布置以實現(xiàn)工序同期化。和每道工序的單件作業(yè)時間如下圖。求最小工作地數(shù)目：Smin= T/r = 44/8=5.5=6工作地順序號工序號工序單件作業(yè)時間工作地單件作 業(yè) 時 間工作地空閑時間1122578 7 = 123888 8 = 0345822488 8 = 0410778 7 = 1567932388 8 = 0611121312368 6 = 2求 解組織工作地：試算法1124109118531376225 82 3 2 7243123S1(7min)S2(8min)S3(8min)S4(7min)S5(8mi

9、n)S6(6min)最終結(jié)果時間利用率= 1-8.3% = 91.7%通過平衡生產(chǎn)線可以達到以下幾個目的： 1、提高作業(yè)員及設備工裝的工作效率； 2、減少單件產(chǎn)品工時消耗，降低成本（等于提高人均產(chǎn)量）； 3、減少工序的在制品，真正實現(xiàn)“一個流”； 4、在平衡的生產(chǎn)線基礎上實現(xiàn)單元生產(chǎn)，提高生產(chǎn)應變能力， 對應市場變化，實現(xiàn)柔性生產(chǎn)系統(tǒng)； 5、通過平衡生產(chǎn)線可以綜合應用到程序分析、動作分析、規(guī)劃 （Layout）分析、搬運分析、時間分析等全部IE手法，提高 全員綜合素質(zhì)。平衡生產(chǎn)線的意義 平衡率改善的基本原則是通過調(diào)整工序的作業(yè)內(nèi)容來使各工序作業(yè)時間接近或減少這一偏差。實施時可遵循以下方法： 1

10、、首先應考慮對瓶頸工序進行作業(yè)改善，作業(yè)改善的方法， 可參照程序分析的改善方法及動作分析、工裝自動化等IE 方法與手段； 2、將瓶頸工序的作業(yè)內(nèi)容分擔給其它工序； 生產(chǎn)線平衡改善原則3、增加各作業(yè)員，只要平衡率提高了，人均產(chǎn)量就等于提高 了，單位產(chǎn)品成本也隨之下降； 4、合并相關工序，重新排布生產(chǎn)工序，相對來講在作業(yè)內(nèi)容 較多的情況下容易拉平衡； 5、分解作業(yè)時間較短的工序，把該工序安排到其它工序當中 去。生產(chǎn)線平衡中IE手法應用一，微觀上：以單個工站為改善對象 動作改善法二，宏觀上：一整個流為改善對象 流程程序法一動作改善法概念1.手法名稱 動作改善法,簡稱為“動改法”是：省力動作原則,省時

11、動作原則,動作舒適原則,動作簡化原則。2.目的 學習有關動作經(jīng)濟的22個基本原則。應用這些原則來進行個人、家庭及公司內(nèi)的工作改善，以達到舒適，省力、省時，有效率的境界。級別一二三四五運 動 樞 軸指節(jié)手腕肘肩身軀人體運動部份手指+手掌+前臂+上臂+肩動 作 範 圍手指節(jié)之長度手掌之張度前臂之長度上臂之長度上臂+身軀彎曲速 度12345體 力 消 耗最少少中多最多動 作 力 量最弱弱中強最強疲 勞 度最小小中大最大時 間(以25mm為主)0. 0016分鐘0. 0017分鐘0. 0018分鐘0. 0026分鐘人體各部分動作等級分類二.流 程 程 序 法流程程序分析的范圍作業(yè)類型例 子記錄技術整個

12、製造過程原材料產(chǎn)品發(fā)運工藝程序圖流程程式圖線路圖工廠平面佈置零件在工序間的移動工藝程序圖流程程序圖線路圖物料搬運物料進出倉流程程序圖線路圖工人在工作時的動作短迴圈重複工作動作分析人機程式圖程序分析常用記號序號 記號 含義意 義 1 加工改變物件的物理、化學狀態(tài)的過程，或進行裝配與分解的過程 2 檢驗對物件的特性與數(shù)量進行測量，並與標準比較 3 移動工人、物料或設備從一處向另一處移動 4D 等待等待或暫存：事情進行中的等待 5 儲存受控制的貯存。與暫存的區(qū)別：從貯存處取出物品時一般憑證。 6同一時間或同一工作場所由同一人執(zhí)行的加工與檢驗工作，一般很少使用。 流程程序分析技巧1個不忘：動作經(jīng)濟原則

13、4大原則：ECRS5個方面：操作、運輸、儲存、檢驗、等待5W1H技術：What/ Where/ When/ Who/ How/ Why6大步驟選擇記錄分析 建立實施維持。并行工程中的流程分析 并行工程(concurrent Engineering,CE)是對產(chǎn)品及其相關過程(包括制造過程與支持過程)進行并行的,綜合設計的系統(tǒng)工作方法。 這種工作方法力圖使開發(fā)者從一開始就考慮到產(chǎn)品壽命周期(從概念形成到產(chǎn)品報廢)中的所有因素,包括質(zhì)量,費用與用戶需求。特點1.將傳統(tǒng)的序列化作業(yè)過程(即串行)轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿械?相互 間不斷有信息交流的交互作用的作業(yè)過程.2.強調(diào)協(xié)作精神。3.強調(diào)人在產(chǎn)品作業(yè)中的主動精

14、神。一.背景描述新快高 A產(chǎn)品 8月導入裝配生產(chǎn). 訂單急速增長. 產(chǎn)能目標: 1臺/20秒.產(chǎn)線流程平衡圖產(chǎn)線平衡率僅為- 70.8%最大瓶頸時間27S產(chǎn)能低!物料架高不易拿取作業(yè)熟練度不高缺乏管理法料包裝不合理人治具易壞機治工具擺放不合理缺乏治具保護作業(yè)不良SOP規(guī)定手法不合理作業(yè)方式易致疲勞工站排配不合理提升產(chǎn)能人機料法改善包裝方式增加保護治具加強新員工教育訓練作業(yè)手法改善重新拆分工站四.改善歷程人工程人員現(xiàn)場指導作業(yè)員熟悉 SOP組織線組長等優(yōu)秀員工對新人一帶一訓練四.改善歷程-機增加治具後四.改善歷程-機針對作業(yè)不良中心支架工站增加治具起到防呆作用使用治具前使用治具後不良平均降低29

15、00ppm四.改善歷程-料整箱包裝內(nèi)部包裝不用材質(zhì)較硬的真空盤包裝增加一個保護袋降低上蓋贓污劃傷等不良開口箱密封箱四.改善歷程-料包裝方式改善前後對比圖達到目標不良率8000PPM四.改善歷程-法改 善 手 法 - ECRS 原則R裝揚聲器工站-理線動作轉(zhuǎn)移至裝主板工站R貼防水標簽轉(zhuǎn)移前加工做R插UMD排線-開路動作轉(zhuǎn)移至電調(diào)工站RLCD兩顆鎖螺絲動作分別轉(zhuǎn)移至中心支架工站和插UMD排線S裝揚聲器工站夾導電膠布一次夾一片.分三次改為一次 夾三片RID燒錄工站拆分分為ID燒錄和貼機銘板工站四.改善歷程-法(1)分解出裝揚聲器工站理線動作交由裝主板工站做四.改善歷程-法(1)改善後改善後改善前改善前IEShow1.exe四.改善歷程-法(2)改善後改善前降低中心支架工站和LCD工站的工作疲勞IE_Show四.改善歷程-法(3)電調(diào)工站人機操作分析人的利用率36%人的利用率60%四.改善歷程-法(3)裝揚聲器並理線工站作業(yè)手法改善四.改善歷程-法(4)實際節(jié)省3S四.改善歷程-法(5)消除瓶頸，改善ID燒錄工站消除瓶頸,同時改善其不斷轉(zhuǎn)身動作,降低疲勞flow1貼機銘板ID燒錄改善ID燒錄工站之不斷轉(zhuǎn)身動作,降低作業(yè)疲勞四.改善歷程-法(5) 外觀檢查FlowEnhanced1四.改善歷程-法(5)燒ID工站由固定式燒錄改為轉(zhuǎn)盤式燒錄,同時分解出貼機銘板工站五.績效