第四讲 生产线平衡

培训内容第一讲工业工程概述第二讲方法研究第三讲作业测定第四讲生产线平衡第五讲价值流分析第四讲生产线平衡一、生产线平衡概述二、生产线平衡的计算三、生产线平衡改善方法四、生产线布局五、生产线切换效率改善六、时间优化一、生产线平衡概述1.生产线平衡的意义生产线平衡—是对生产线的全部工序进行负荷分析，通过调整工序间的负荷分配使之达到能力平衡，最终提高生产线的整体效率。这种改善工序间能力平衡的方法又称为瓶颈改善。目的：☆提高人员及设备的生产效率☆减少产品的工时消耗，降低成本☆减少在制品，降低在库☆实现单元化生产，提高生产系统的弹性2.生产线平衡杜绝3M丰田生产线系统中提出必须杜绝3M：日语中Muda（浪费）、Muri（负荷过重）、Mura（不均衡）浪费（非增值浪费）：指未能创造价值的八大浪费，包括过量生产、库存、等候、搬运浪费、加工浪费、不良浪费、动作浪费、缺货损失。负荷过重：指员工或设备的负荷过重。不均衡：是非增值浪费和负荷过重的结果。工厂常见的等待浪费搬运浪费不良浪费动作浪费加工浪费库存浪费制造过多（过早）浪费8大浪费缺货损失企业每生产一件产品就在制造一份浪费。伴随企业运营中各业务环节不被察觉或不被重视的浪费，日本企业管理界将之形象地比喻为“地下工厂”。地下工厂3.八大浪费等浪费待等待不创造价值常见的等待现象：☆物料供应或前工序能力不足造成待料☆监视设备作业造成员工作业停顿☆设备故障造成生产停滞☆质量问题造成停工☆型号切换造成生产停顿造成等待的常见原因：☆线能力不平衡☆计划不合理☆设备维护不到位☆物料供应不及时搬浪移动费时费力搬运过程中的放置、堆积、移动、整理等都造成浪费。费运空间、时间、人力和工具浪费浪费不良造成额外成本常见现象：☆材料损失☆设备折旧☆人工损失☆能源损失☆价格损失☆订单损失☆信誉损失浪费多余动作增加强度降低效率常见的12种浪费动作：①两手空闲②单手空闲③作业动作停止④动作幅度过大⑤左右手交换⑥步行多动作⑦转身角度大⑧移动中变换动作⑨未掌握作业技巧⑩伸背动作⑾弯腰动作⑿重复/不必要动作过剩的加工造成浪费常见的加工浪费：☆加工余量☆过高的精度☆不必要的加工过剩加工造成的浪费：☆设备折旧☆人工损失☆辅助材料损失☆能源消耗浪费加工浪费库存造成额外成本常见的库存：☆原材料、零部件☆半成品☆成品☆在制品☆辅助材料☆在途品库存库存的危害：☆额外的搬运储存成本☆造成空间浪费☆资金占用（利息及回报损失）☆物料价值衰减☆造成呆料废料☆造成先进先出作业困难☆掩盖问题，造成假象浪费违背JIT原则制造过多/过早制造过多/过早造成浪费：☆造成在库☆计划外/提早消耗☆有变成滞留在库的风险☆降低应对变化的能力损失缺货造成机会损失由于各种浪费消耗了企业资源，降低了经营效率，反过来制约企业的订单履行，造成缺货损失：☆紧急订单造成额外成本☆延迟订单造成额外成本☆订单取消造成利润损失☆客户流失造成市场机会损失货缺二、生产线平衡的计算1.生产线平衡率与平衡损失率衡量生产线平衡状态的好坏。生产线平衡率=CT=瓶颈工序单位产品产出时间各工序(工位)时间总和作业周期×作业资源数作业周期(CT—CycleTime)：生产线工序(工位)时间最长的工序(工位)时间(瓶颈工序时间)。生产线平衡损失率=1-生产线平衡率2.平衡图与山积表(山积图)(1)平衡图：以目视方式对单一产品的各工序所需时间进行的图示。平衡图分析：对产品的各工序加工所需时间进行分析，识别瓶颈工序。例如：某一产品经四道工序A、B、C、D，其加工所需时间(实测)如下：A—20.0;B—15.0;C—30.0;D—12.0单位：min/个生产线平衡率==64.17%302520151050ABCD1020151530181220+15+30+1230×4生产线损失率=1-64.17%=35.83%平衡图线不平衡造成中间在库，降低整体效率项目工序1工序2工序3工序4能力100件/H125件/H80件/H70件/H达成率100%125%80%70%奖金标准产量奖金125%奖金00效率个别效率合格个别效率高个别效率低个别效率低能力需求：100件/H例(2)山积表：将某条生产线的每个工序的标准工时分别测试出来，并在一张图表上画成柱状图，其中每个工序都应该按照作业内容分称若干个作业单元，并分别测试出每个作业单元的工时，单个工序的工时都是由多个作业单元的时间叠加而成的。產品xxx工時山積表263.50.523.51.8150.51122.56.5141.51131.522221.5421.5240.51.5231234130.5212021.501201.31002.51121010001.500.50001.55000.5000246810S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11S12S13S14S15S16工站秒M5M4M3M2M11.生产线平衡改善的原则与方法(1)原则对瓶颈工序进行作业改善，如：良率、效率、设备开动率；增加瓶颈工序的作业资源数；分解瓶颈工序的作业内容；减少非瓶颈工序作业资源数；合并相关工序，重新排布生产工序；分解作业时间较短的工序，把该工序安排到其他工序中；平衡损失率在5%以内是可以接受的，否则就要进行改善。三、生产线平衡改善方法(2)生产线平衡改善的方法分担转移作业改善增加人员1人→2人拆解去除重新分配改善合并2.瓶颈工序改善的方法作业方法改善作业拆解分割改进工具夹具提高设备效率提高作业技能调整作业人员增加作业人员瓶颈改善合并微小动作取消不必要动作重排作业工序简化复杂动作3.平衡手法工时测量山积表程序改善损失分析作业条件改善打破平衡(1)损失分析目的:计算分析生产中的所发生的损失,并加以停止.损失的种类:平衡损失：流程排位所造成的损失操作损失：生产中异常及不良造成的损失稼动损失：计划停线损失总损失=稼动损失+平衡损失+操作损失平衡损失=(瓶颈作业人数-单件标准时间)设定产能操作损失=(设定产能-实际产量)单件标准时间-额外产出工时=不良品损失+计划外停线(机)工时(下例:产品A线时间损失分析)例：产品A线时间损失分析实际产量3017台单件标准时间340秒投入时间9小时实测时间377秒瓶颈时间10秒工人数40人设定产量3240台平衡损失計算:平衡损失=(瓶颈时间人数-ST)设定产能=(1040-340)/36003240=54人.时操作损失計算:操作损失=(设定产能-实际产量)ST=(3240-3017)340/3600=21人.时治具加工说明:在产在线完成一个动作装入治具完成另一个动作治具加工说明:在治具上完成两个动作(2)作业条件改善治工具改善(3)打破平衡平衡率﹕98%動作分析﹐減少不增值動作平衡率﹕70%打破平衡﹐打開了可平衡局面4.生产线平衡改善要点(1)测试标准工时最简单的就是用秒表测试，但是秒表测试的结果不精确，建议用影像分析法测。(2)分析生产线平衡制作平衡图和山积表，找到瓶颈工序。(3)产线整体分析分析工时构成一般一个工序的操作过程中，原材料、产品、工具等取放的辅助作业时间不应该超过30％，在秒表测试过程中，应该关注工序设计的节拍是否合适，过短则容易造成辅助作业时间过长，不合适。分析生产流畅性生产线上产品分布不均的原因：生产节拍过长，熟练员工不能对一般员工的作业速度产生拉动作用，可以通过缩短生产节拍、将熟练员工和良品率较高的工序放在产线前几个工序来改善；生产异常过多，造成某些工序返工时间（包括修补时间）过长，这个原因需要深入分析，人、机、料、法、环都需要全面稽核。分析后勤保障物料配送：取料制—物料固定放在某个位置，作业员自己取物料，然后加工。生产节拍无法很好控制，物料在产线暂存方式没有标准化，易造成生产节拍失去节拍，生产过程混乱，而且给产线的物料管理造成很大的麻烦。配送制—生产线的管理人员（一般是线长或副线长）按照生产节拍和物料良品率（一般默认100％）按时将物料从产线物料暂存区送到工序的物料暂存区。工具管理：所谓磨刀不误砍柴工，对于消耗品，譬如烙铁咀，需要在产品固定人员存放固定数量。方便作业员随时更换。(4)分析瓶颈工序瓶颈工序工时过长的原因：工作量不合理（过大）、作业员熟练度太低、生产异常过多（工艺设计不合理、原材料质量一致性不高）、车间布置不合理。优化生产工艺均衡工作量根据山积表，看到各个工序的工作内容和工时构成，根据生产线平衡原则和客观情况，将工序部分的工作量，移动到其他工序或线外完成。动作分析和工人训练对于工人作业过程的所有动作进行分析和优化。制作辅助治具一个简单的辅助治具能够给作业员很大的帮助，IE人员的重要工作内容就是要帮助工人制作治具，方便他们对产品（尺寸等）测量，产品或物料定位等。5.生产线平衡案例NEV继电器厂专业生产继电器，为增加产出、提高效率成立改善小组进行生产线平衡分析。流水线布置图改善前平衡图工序作业改善方案对策表改善后平衡图改善后各项产能指标比较合理的生产布局能够保证物料顺畅流动，减少无价值的搬运动作，提高现场的管理透明度和生产效率。1.无价值的搬运动作搬运倒退让路排除路障堆码、清点、整理、寻找停顿与返回四、生产线布局2.有弹性的生产线布置2345InputOutput162345InputOutput16需求1000件/天时3人作业需求600件/天时2人作业考虑弹性生产线布置时追求的目标：（1）及时发现浪费（2）灵活调整生产量（3）考虑相关部门的浪费品质方面优先使用不会产生次品，或者有异常时能自动停止的设备，并设置质控环节产量方面使用弹性高、易增减产量的设备，优先采用单线流动小型设备成本方面按照产距时间配置人员，非定员制生产，使用最少空间生产3.流水线生产的布置要点保证标准作业避免物流浪费考虑信息流动少人化生产确保全数检查便于设备维护确保作业安全整体布置协调标准作业保证标准作业——避免：制造过多的浪费步行距离的浪费手动作业的浪费☆作业顺序一致化☆逆时针方向操作☆进行适当的作业组合☆明确作业循环时间☆明确在制品数量①.物流顺畅☆一头一尾存货，中间均衡快速流动☆考虑线与线之间的库存放置、搬运方法和搬运路径☆前后生产线尽量靠拢②.避免物流浪费——先进先出，快速流动物流物留顺畅流动没有停滞中间停滞隐藏问题信息流畅考虑信息流动——生产指示明确便于信息传递☆后补式/前后式生产指示☆生产实绩显现化☆便于批量区分☆警示灯及线体控制③.少人化☆U形布置方式☆逆时针摆放☆设备间无阻隔☆人与设备分工：人—装料、卸料设备—加工☆启动按钮安装方式适当④.少人化生产——人多人少都能生产质量保证确保全数检查——防止不良发生杜绝不良流出☆作业人员自主检查☆避免生产与检查相分离☆设备防错功能☆良好的照明☆现场5S⑤.便于维护☆足够的维护空间☆优先保证常维护点空间☆不常动部分移开维护⑥.便于设备维护——先进先出，快速流动安全性确保作业安全——避免：制造过多的浪费，步行距离的浪费，手动作业的浪费☆加工点远离双手可达区域☆作业时容易步行☆去除踏台、突出物☆启动按钮的保护盖、距离、位置防止误启动☆蒸气、油污、粉屑防护☆现场照明、换气、温湿度⑦.整体协调☆整体物流☆动力供应☆线间仓库间搬运☆预备扩充空间⑧.整体布置协调——整体效率最高整体上呈一笔画布置将长屋型改为大通铺式采用U字型生产线由水平布置改为垂直布置Step1Step2Step3Step44.工厂整体布置——一笔画Step1由水平布置改为垂直布置ABCABCABCABCABCAAAAABBCCC水平布置（离岛式、鸟笼式“粗流而慢”）垂直布置（“细流而快”，满足多样少量）Step2采用U字型生产线1413121110712348569材料成品（1）以U字型，依逆时针方向按工艺流程排列生产。（2）入口和出口由同一作业者负责，能够以产距时间按标准数量进行生产及管理，也便于补充生产。（3）便于作业者相互协作，异常时能停线，及时暴露问题并改善之。（4）步行最短，可单件流动，人员可增可减。Step3将长屋型改为大通铺式大通铺式布