4生产线平衡原理和学习曲线

生产线平衡原理与学习曲线生产线平衡原理平衡的目的生产线平衡是指工序或工位间的负荷差距最小，流动顺畅，减少因作业时间所造成的等待或滞留现象。生产线工序或工位平衡可以达到以下目的:物流加速,缩短生产周期；减少或消除物料或半成品周转场所；消除工序瓶颈,提高作业效率；改善作业秩序，稳定产品质量；提高员工士气。平衡方法1.减少瓶颈工序作业时间作业分割利用或改良工艺装备提高机器效率提高作业者技能调换作业者技能增加作业者改善材料（包括设计方法的改善）2.作业方法改善•5W1H提问技术•ECRSI五大原则•十大动作经济原则•动作研究(动作分析、动素分析)工位的概念：——直线型生产线布置101287591164131415图2-1装配作业结构示意图（未画出检验工位）对侧同步工位上蜗壳垫片紧固蜗壳同侧同步工位（翻转外箱，紧固左右侧板于背板上）线下装配工位紧固换气电风机于底盘上普通装配工位1．紧固左侧板于底盘组件上2．紧固右侧板于底盘组件上辅助工位拆箱、折箱某工位作业观测记录工位号作业内容和作业范围工具或装置零部件及件数1①洗抹布；②取抹布；③擦工装板；④放回抹布；⑤操作码垛机⑥推出、推进工装板小推车；⑦开码垛机；⑧推空小车到包装地；码垛机工装板小车工装板抹布某生产线现场观测记录(记录时间:记录人:生产计划节拍=32秒,作业瓶颈时间=Tm=32.4秒)一楼前段测时取样平均值Ti空闲时间(节拍-Ti)Tm-Ti(Tm-Ti)2作业负荷率（Ti/节拍）工位号1234567113.917.512.513.312.813.21313.7418.2618.66348.143%2191716.815.516.217.217.3171515.4237.253%328.629.126.527.12326.324.726.475.5295.92935.1583%422.5202525.723.326.520.623.378.639.0381.5473%图3-1某生产线工位时间显示图05101520253035123456789101112131415161718192021222324工位号时间(秒)图3-5某生产线工位作业负荷显示图0%20%40%60%80%100%120%1357911131517192123工位号负荷率（%）生产线平衡方法各工位观测7次，观测值为T1,T2,T3,………T7则：平均值：Ti=（T1+T2+…………+T7）/7；生产线总人数统计；N;各工位作业时间总计=ΣTi；生产线总时间：Tm×N，其中Tm为生产线最大工位作业时间，即生产线瓶颈工位作业时间装配生产线平衡指标有：绝对指标：不平衡损失=Tm×N-ΣTi相对指标：生产线平衡率（%）=(ΣTi/(Tm×N))一般地，生产线平衡率在90%~100%之间，为理想；生产线平衡率在80%~90%，为良好；生产线平衡率在70%~80%，需改善；生产线不平衡损失率率（%）=1-生产线平衡率（%）平滑指数：作业负荷评价指标：工位人工作业负荷率=生产计划节拍工位人工作业时间NiNimTT121)(平滑指数某生产线工序平衡分析50W/KΣT空闲时间NTm*N平衡率（%）损失率（%）平滑指数负荷率（%）一楼前段521.8246.224777.667.132.92.5568二楼前段659.9460.135113458.241.82.5359二楼后段396.3211.819615.664.435.62.8565一楼后段132.891.27226.858.541.55.1659总计1710.81009.385275462.137.91.4862.75与生产节拍的比较通常生产计划的节拍要大于作业工序的最长时间，这样就不会存在节拍时间问题。另外，生产线速度要与生产节拍速度协调、一致。1.生产线内的“一个流”的生产组织形式。所谓“一个流”生产是指生产线内部相邻上下道工序之间流动的在制品在数量上，任何时候都不超过紧前工序的装夹数量，在运动状态上不间断的、不超越的、不落地的运动过程。工序间采用滑道运输丰田生产方式的生产线平衡2.加工生产线布置——U型布置1234567816234556781234产品A产品B产品C标准时间：1.5分钟作业人员：5人12345(b)U型生产线联合布置学习曲线规模经济传统的成本预测：Y=a+bxabxa+bx产量bx可变成本成本产量学习曲线的发现1936年、美国康乃尔大学赖特(T1P1Wright)博士、在二次世界大战时的飞机制造业中发现：生产每架飞机所需的直接劳动时间随着飞机累积数量的增加很有规律地减少,,这些结果可绘制成一系列的学习曲线.一项对各主要飞机制造厂所作的调查都表明了类似的结果,无论所制造的飞机是战斗机、轰炸机还是其他。表1学习率=80%的边际时间Y值(单位:小时)批(件)数边际时间累积时间累积平均时间1100100100280(100×80%)18090464(80×80%)244851.2(64×80%)409.61640.96(51.2×80%)655.363232.768(40.96×80%)1048.576批次成本AC1AC2学习曲线模型：Y：第X批(件)产品的边际工时（成本）;a：第1批(件)产品的工时（成本）;X：批数或件数,如第1批(件),第2批(件)或产品累计产量；b；学习指数,0b1；c：学习率,如80%，2lglgcbaXaXY学习指数学习率c的估计⑴由专业技术人员凭经验估定;⑵根据历史数据分析得出。学习现象的停止“稳定状态”，原因:⑴人的能力有极限;⑵机器性能的制约;⑶外加的限制。尚需注意,在稳定状态下,边际时间已达稳定,而累积平均时间仍在下降,但下降幅度已减缓;若累积平均时间也稳定不变,则已过了稳定状态,进入“反学习”状态,即边际时间呈上升趋势,生产效率在下降。批次成本如何确定学习曲线例：1998年上海柴油机股份有限公司，开发新产品C6135.根据统计：x1=20,Y1=29.7；x2=40,Y2=2601;代入公式：得：a=52.01,b=-0.187学习曲线为：ba207.29ba401.26187.001.52xY3.学习曲线的用途制定：人工作业标准时间制定：生产能力=工作时间/标准时间制定：生产计划≤生产能力批次成本AC1AC2例：一机床制造厂生产某型号的数控机床，第一台机床的加工劳动量为20000小时，当知道该类产品的学习率为80%时，请估算生产第30台产品时其加工的劳动量应降为多少？并问这30台机床的平均单台机床工时为多少？（提示：学习率为80%，30件的单位产品的劳动系数为0.3346,积累的劳动量系数为14.02）解：第30台机床的加工劳动量应为：)(66923346.02000030200002lg8.0lghaXYb前30台机床的平均单台加工工作量为：∑Y=Y1（1+2b+3b+┅┅+Y30）=20000╳14.02=9347(h)303030⒉制定成本计划，确定标准成本。标准直接人工成本=标准时间*标准工资率。例如:某公司计划生产一种电子产品,每单位产品所需直接人工颇多,管理者相信制造此种电子产品时,具有85%的学习因素存在,生产以每8单位产品为一批次,预计生产至第四批次后,生产时间再无重大改进,生产进入稳定阶段。试制定该公司每单位生产批次电子产品的标准直接人工成本。两批电子产品实际生产会计资料如下:第一批次8单位需直接人工小时3200小时,第二批次8单位需直接人工小时2240小时,每直接人工小时工资为10。利用上面会计资料,建立学习曲线模型3010.085.0lg651135xY预测结果整理如下表:累计产量累计直接人工小时边际批次边际直接人工小时际直接人工成本批次产量批次单位产品平均小时1832004001320032000216544034012240224003247416309119761976043292482891183218320制定:每生产批次电子产品标准直接人工成本为:18.320。产品的成本=曲线成本+非曲线成本。例如,某公司为船运系统制造零件,以前曾制造这种零件10000件,完全符合新型号潜水艇的规定。其实际的会计资料如下表:⒊估算成本。学习曲线模型直接材料直接人工:800000小时，8/小时固定成本变动制造费用:4/直接人工小时固定制造费用:按1/直接人工小时10000006400000600003200000800000总成本11460000订货量：10000项,预计80%的学习因素。固定成本在第二次生产时不再发生,每小时直接人工成本不改变,每追加生产10000件零件的直接材料可按以前10000件10%的折扣买进。估计公司接受这份订单的追加成本。成本=曲线成本+非曲线成本直接人工变动制造费用固定制造费用64000003200000800000合计104000000直接材料固定成本100000060000合计1060000则可建立学习曲线模型：3010.085.0lg2017717xY预测结果整理如下表:累计产量累计单位平均曲线成本累计曲线成本边际批次曲线成本1000020000104083191040000016639620104000006239620应追加的曲线成本:6239620应追加的非曲线成本:1000000×(1-10%)=900000则公司接受这份订单时估计应追加成本:7139620利润=销售收入-成本降低成本的新方法——学习西方经济理论的研究表明,随着生产产量扩大,工人积累的经验更丰富,更有技术,成本会大幅下降。产量or批次成本AC1AC2AB规模经济学习曲线价格策略=变动成本+固定成本+利润例如:某工厂接到邀请,为一飞机精密零件800单位生产项目投标。这项合同的竞争是激烈的,为了中标工厂想为此800单位零件开出最低标价。厂方的计划部门估计生产第一批100单位零件的成本资料如下表:直接人工:400小时,5/小时直接材料:100单位,20/每单位变动制造费用:4/每直接人工小时固定制造费用固定成本20002000160040005000假定:固定成本不随生产单位从100增加到800而变动。固定制造费用随每追加100单位产量按第一批100单位的10%记入成本。但欲保证6%的最低利润率。厂方确信90%的学习因素应用到每单位精密零件的平均直接人工。那么,该厂方为每单位精密零件可能提出的最低价格是多少呢?根据估计生产第一批100单位零件的成本资料，建立学习曲线模型x7215=y0.3010lg0.9预测结果整理如下表:累计累计曲线成本边际(批次)曲线成本批次产量批次每单位零件平均123410020040080036006479191166317320994153632142911626124360028791951831839330177则每单位精密零件生产成本:具有学习因素之成本26124,不具有学习因素之成本34175,合计60199。利润:(生产成本的6%)3166则每单位精密零件的最低投标价格为64165。选人用人和人力资源开发产量成本AB“学习曲线”应用—企业生命周期管理时间成长企业生命周期创业阶段降低“入门费”，跨过高成本区,走向利润区。加强学习。规范化阶段交流经验,引进人才,激励制度。成熟阶段管理阶层；创新交流学习,延长生命周期,维持高利润。衰退阶段学习新技术,适应新兴产业，降低转换成本企业在不同生命周期阶段的成长影响因素员工素质的提升技术周期的提升产品生命周期的提升需求生命周期的提升国内外实践证明——学习型组织的寿命明显长于非学习型组织。企业类型我国中小企业我国大企业集团欧美日企业平均寿命寿命（年）3～47～812～15关于学习率c1）不同的企业，不同的学习率，“产业平均学习率”；“道格拉斯飞机制造公司被麦克唐纳兼并。”2）影响学习率的主要因素：以人的速