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生產線平衡IE學院宋成忠生產線平衡即是對生產的全部工序進行平均化,調整作業負荷,以使各作業時間儘可能相近的技術手段與方法.是生產流程設計及作業標準化中最重要的方法.定義意義生產線平衡的意義:物流加速，縮短生產周期；減少或消除物料或半成品周轉場所；消除工序瓶頸，提高作業效率；改善作業秩序，穩定產品質量；提高員工士氣。相關概念設定產能設定產能(H)=3600(S)/瓶頸時間(S)設定產能(班)=投入時間/瓶頸時間(S)實際產量實際產量是可供時間內所產出的良品數1)人均產能(UPPH)=實際產量/投入時間/人數2)單機台產能=實際產量/投入時間/機台數平衡率﹕用於衡量流程中各工站節拍符合度的一個綜合比值﹔單件標準時間平衡率=100%瓶頸時間人數（工站）相關概念相關概念平衡損失平衡損失=(總工時-單件標準時間)*設定產能總工時=瓶頸時間*人數T1T2T3T4T5時間工站S1S2S3S4S5等待時間單個產品平衡損失=等待時間之和(單件標准時間=流程中各工站所有動作標准時間之和=T1+T2+T3+T4+T5)瓶頸﹕生產線作業工時最長的工站的標准工時稱之為瓶頸。T1T2T3T4T5時間工站S1S2S3S4S5瓶頸時間相關概念[例]設產品A線:作業人數36人,早上10:30換線生產B產品,換線時間10分鍾,B產品瓶頸工時10秒,單件標準時間340秒,中間出現異常開出停線通知單,判停20分鍾,生產到下午17:30下班(中間1小時午飯時間),產出合格品1782台.求產線平衡率和總損失工時.例題－－平衡率及損失計算例題－－平衡率及損失計算解﹕產線平衡率=瓶頸工站*工站數單件標準時間=34036*10=94.4%（瓶頸工站*工站數--單件標準時間）*產能總損失工時==35640S=（36*10-340）*1782相關概念節拍指生产线上连续出产两件相同制品的时间间隔。它决定了生产线的生产能力、生产速度和效率。計算公式：]件/秒[計划期內計划產量計划期內有效工作時間节拍=r例題－－節拍計算[例]某制品流水線計划年銷售量為500000件，另需生產備件10000件，良率98%，兩班制工作，每周工作6天﹐每班8小時，時間有效利用系數95%，求流水線的節拍。T有效=365/7682600.95=285325分鍾Q=(500000+10000)/0.98=520408件r=T/Q=285325/520408=0.55分鍾/件=33秒/件相關概念可用工時可用工時=可用時間*人數-借出工時可用時間:上班時間內,為某產品生產而投入的所有時間例:A線有20個直接作業人員,某天13:00開始換線生產B產品,到17:00生產結束,那麼,投入到B產品的可用時間為:20人*4H=80H相關概念投入工時投入工時=可供工時-計劃停線工時稼動率=投入工時/可供工時*100%計劃停線工時=計劃停線時間*人數計劃停線時間=無計劃時間+換線時間+判停時間上例中,若換線時間是15分鍾,則計劃停線工時為20人*15min=300min=5H,則投入工時和稼動率為80H-5H=75H稼動率=75H/80H=93.75%相關概念平衡率100%代表﹕1.工站之間無等待,前后產能一致﹔2.工站節拍相同﹐動作量相同(動作量是指工站中各種必要動素的時間總量)3.平衡損失時間為零4.設計效率最大化5.前后流程的設計可以更完善(如下圖)相關概念高效率1.通常認為高效率就是:快速,簡單&大規模2.我們認為沒有浪費的時候才是高效率的操作效率=實際產量/設定產能*100%整體工廠效率(OPE)=平衡率*稼動率*操作效率改善I.同樣的投入更大的輸出;II.不增值(無效)增值(有效)平衡常用手法工時測量山積表程序改善損失分析作業條件改善打破平衡運籌建模仿真技朮工時測量(秒表)工具:秒表觀測板、鉛筆時間記錄表、計算器山積表方式:一般測時法連續測時法工時測量(秒表)一般步驟:流程認知確認工序作業內容測量及記錄數據匯總發掘問題點建立改善案效果確認跟蹤選定測試工站時間測試拆解動作時間測量流程選定工站,閱讀SOP和觀察作業員操作,了解該工站的全部操作內容;並詢問作業員加以確認將工站動作拆解成若幹個單一的操作內容,並填入時間記錄表分解動作時間量測,一般每個動作測量5次為宜;量測人員應站在作業員斜后面1米以外,以能看清楚全部操作動作為准則;測試中不能打擾作業員的正常操作,和引起作業員的緊張;作業內容工時測量(秒表)時間測量流程作業內容工時測量(秒表)數據與信息記錄數據整理和計算資料分析與處理測試中判斷作業員的速度水平,並作如實記錄,不可修改量測數據;若有其他特殊情況,也應加以實錄;測試完畢,對數據進行整理和計算,補充測量有懷疑或錯漏的數據;計算可信度95%所需的樣本數量,補測差異樣本數量對量測記錄之所有資料進行分析,對比ST的差異程度,解決發現的問題;若分析發現標準時間制定不當,應及時修改,必要時調整制程.工時測量(秒表)工時測量的作用﹕獲取各工站的實際操作時間﹐為山積表制作﹐時間平衡作准備﹔通過時間觀測﹐分析作業價值﹐發現問題和改善空間﹔形成標准﹐比較實際差異﹐找出問題﹔……山積表山積表的使用:山積表:將各分解動作時間,以疊加式直方圖表現的一種研究作業時間結構的手法.樣式:使用工站時間制作山積表產品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M5M4M3M2M1例3山積表在生產線平衡中的應用產品xxx工時山積表263.50.523.51.8150.51122.56.5141.51131.522221.5421.5240.51.5231234130.5212021.501201.31002.51121010001.500.50001.55000.500012345678910S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11S12S13S14S15S16工站秒M5M4M3M2M1平均時間:8s山積表程序改善程序分析使用的圖表:工藝程序圖/流程程序圖/路線圖程序分析符號1.--表示操作2.--表示搬運/運輸3.--表示檢驗4.--表示暫存或等待5.--表示受控的貯存6.--派生符號,表示同一時間或同一工作場所由同一人執行著操作與檢驗的工作程序改善程序分析技巧1.通過5W1H系統地分析程序的組成是否合理和必要(5W1H﹕why,who,where,when,what,how)2.“ECRS”四大原則:取消(Eliminate):“完成了什么?是否必要?為什么?”合並(Combine):“誰完成?何時完成?哪里?如何?”重排(Rearrange):取消合並重排簡化(Simplify):確認必要簡單方法/設備生產.程序改善程序分析技巧3.五大內容:工藝流程分析:取消/合並/重排工序,減少浪費搬運分析:考量重量、距離、方法、工具、路線檢驗分析:按產品要求設計合理站點和方法貯存分析:使物料及時供應等待分析:減少和消除引起等待的因素程序改善程序分析技巧4.六大步驟:選擇:確定研究對象記錄:用程序圖/路線圖等記錄工作分析:用5W1H、ECRS分析改進建立:建立新方法的模擬圖實施:按模擬圖實施新方法維持:將有效的方法標準化損失分析目的:計算分析生產中的所發生的損失,並加以停止損失的種類:平衡損失(流程排位所造成的損失)操作損失(生產中異常及不良造成的損失)稼動損失(計劃停線損失)總損失=稼動損失+平衡損失+操作損失損失分析平衡損失=(瓶頸作業人數-單件標准時間)設定產能操作損失=(設定產能-實際產量)單件標准時間-額外產出工時=不良品損失+計划外停線(機)工時(下例:產品A線時間損失分析)例4產品A線時間損失分析1.基本數據:實際產量3017台單件標准時間340秒投入時間9小時實測時間377秒瓶頸時間10秒工人數40人設定產量3240台損失分析2.平衡損失計算:平衡損失=(瓶頸時間人數-ST)設定產能=(10*40-340)/3600*3240=54人.時3.操作損失計算:操作損失=(設定產能-實際產量)*ST=(9*3600/10-3017)*ST=21人.時損失分析作業條件改善治具加工說明:在產線上完成一個動作裝入治具完成另一個動作治具加工說明:在治具上完成兩個動作治工具改善打破平衡平衡率﹕98%動作分析﹐減少不增值動作平衡率﹕70%打破平衡﹐打開了可平衡局面平衡的步驟Steps1:改善工作準備Steps2:消除生產浪費Steps3:方法研究改善Steps4:山積表平衡Steps5:建立新的模擬流程Steps6:實施新的模擬流程Steps7:改善總結報告Steps8:標準化平衡的步驟Steps1:改善工作準備選擇產品﹐了解流程時間測量﹕時間記錄表,測時工具掌握現況﹕設定產能實際產能人均產能(單機台產能)操作效率OPE損失分析品質分析改善前山積表平衡的步驟Steps2:消除生產浪費八大浪費消除[不良修正浪費/動作浪費/制造過多浪費/加工過剩浪費/庫存浪費/搬運浪費/等待浪費/管理浪費]制作浪費改善前/后比較圖,報告中經驗分享平衡的步驟Steps3:方法研究改善程序分析[四大原則]操作分析[人機操作/聯合操作/雙手操作]動作分析[動素分析/動作經濟原則]平衡的步驟Steps4:山積表平衡算出需求產出周期時間[CT=可供時間*OPE/需求量]若T≥CT:將CT設為上限,重排時間工站S1S2S3S4S5平均時間TCT還有什么方法增加可供時間平衡的步驟Steps4:山積表平衡若T略小於CT:將CT設為上限,消除瓶頸時間工站S1S2S3S4S5平均時間TCT平衡的步驟Steps4:山積表平衡若T嚴重小於CT:將CT設為上限,重排錯誤的做法是:消除瓶頸時間工站S1S2S3S4S5平均時間TCT平衡的步驟Steps4:山積表平衡若有動作作了改善,應更新后再平衡時間工站S1S1’S2S2’平衡的步驟Steps4:山積表平衡聯合操作的工站時間(S1-1≦S1-2)時間工站S1-1S1-2t4t1S1-2t2t3S1-1S1-2S1-1S1標准時間為﹕t2+t3;S1工站時間為﹕t4當S1-1不需等S1-2就能開始,S1工站時間為﹕S1-2的時間平衡的步驟Steps4:山積表平衡聯合操作的工站時間(S1-1S1-2)時間工站S1-1S1-2t4t1S1-2t2t3S1-1S1標准時間為﹕t2+t3;S1工站時間為﹕t4平衡的步驟Steps4:山積表平衡聯合操作的工站時間(S1-1S1-2)時間工站S1-1S1-2t4t1S1-2t2t3S1-1當S1-1不需等S1-2就能開始,S1工站時間為﹕t3+S1-1提前開始的時間(t4-t3)S1工站時間=??平衡的步驟Steps5:建立新的模擬流程新的FLOWCHART/SOPSteps6:實施新的模擬流程改善后時間測量改善后山積表制作平衡的步驟Steps7:改善總結報告:平衡率設定產能﹑實際產能﹑人均產能(單機產能)損失分析品質分析成本改善率Steps8:標準化流程化作業1.平衡率目標:與大設備相連≧85%其他≧95%2.平衡改善小組的職責:生產單位:協助生產單位擬定及推動改善方案.制工單位:改善前/后之工時測量,山積表制作﹑分析及改善方案之實施,跟蹤方案效果評估及各種相關文件修訂及系統表單發行﹔品管單位:負責改善前/后產品品質評估﹔工務單位:主導及其它改善事項協助﹐設備改善﹔IE﹑經管﹑企划:改善前后產線效益評估及跟進.標準工時測量目錄標準工時概論與應用秒表測時