生产线的平衡

讲解：许俊锋日期：2006.5.16生产线平衡原理一生产线平衡基础知识二生产线平衡的方法三生产线平衡的原则四生产线平衡的案例五IE手法之应用目录1装配流水线生产平衡问题2一般生产线平衡问题3一般流程平衡问题总述一生产线平衡定义：生产线平衡，又称为工序同期化，是对某装配流水线，在给定流水线的节拍后，求出装配线所需的工作地数量和用工人数最少的方案。二生产线平衡解释：对于特定的产品，给定工作地数量，求出使流水线节拍最小的配置方案，是个工地的单件作业时间尽可能接近节拍或节拍的整数倍。生产线平衡基础知识三流水线的节拍是指流水线上连续出产两件相同制品的时间间隔，设r为节拍四节拍的计算生产线平衡基础知识计划期有效工作时间FN举例：某流水线计划日产量为150件，采用两班制生产，每班规定有21分钟停歇时间，计划不合格率为2%，则r===6(分/件)计划期内计划产量150x(1+0.02)8x2x60-(21x2)计划期有效工作时间计划期内计划产量r==流程的“节拍”（Cycletime）是指连续完成相同的两个产品（或两次服务，或两批产品）之间的间隔时间。换句话说，即指完成一个产品所需的平均时间。节拍通常只是用于定义一个流程中某一具体工序或环节的单位产出时间。如果产品必须是成批制作的，则节拍指两批产品之间的间隔时间。在流程设计中，如果预先给定了一个流程每天（或其它单位时间段）必须的产出，首先需要考虑的是流程的节拍。节拍的理解而通常把一个流程中生产节拍最慢的环节叫做“瓶颈“（Bottleneck）。流程中存在的瓶颈不仅限制了一个流程的产出速度，而且影响了其它环节生产能力的发挥。更广义地讲，所谓瓶颈是指整个流程中制约产出的各种因素。例如，在有些情况下，可能利用的人力不足、原材料不能及时到位、某环节设备发生故障、信息流阻滞等，都有可能成为瓶颈。正如“瓶颈”的字面含义，一个瓶子瓶口大小决定着液体从中流出的速度，生产运作流程中的瓶颈则制约着整个流程的产出速度。瓶颈还有可能“漂移”，取决于在特定时间段内生产的产品或使用的人力和设备。因此在流程设计中和日后的日常生产运作中都需要引起足够的重视。与节拍和瓶颈相关联的另一个概念是流程中的“空闲时间”（idletime）。空闲时间是指工作时间内没有执行有效工作任务的那段时间，可以指设备或人的时间。当一个流程中各个工序的节拍不一致时，瓶颈工序以外的其它工序就会产生空闲时间。这种现象将会导致：浪费时间资源，忙闲不均，引起矛盾；浪费人力资源。一举例参看下图，某装配线间有6道工序，其作业顺序和工序作业时间如图所示。假定节拍为5分钟/件，计算一下工序负荷率。结果如下:？1246532.8231.531工序123456负荷率0.40.560.60.60.30.2为什么要进行生产线间平衡这就需要对生产工艺进行平衡。制造业的生产线多半是在进行了细分之后的多工序流水化连续作业生产线，此时由于分工作业，简化了作业难度，使作业熟练度容易提高，从而提高了作业效率。然而经过了这样的作业细分化之后，各工序的作业时间在理论上，现实上都不能完全相同，这就势必存在工序间节拍不一致出现瓶颈的现象。除了造成的无谓的工时损失外，还造成大量的工序堆积即存滞品发生，严重的还会造成生产的中止。为了解决以上问题就必须对各工序的作业时间平均化，同时对作业进行标准化，以使生产线能顺畅活动。“生产线工艺平衡”即是对生产的全部工序进行平均化，调整各作业负荷，以使各作业时间尽可能相近。是生产流程设计与作业标准化必须考虑的最重要的问题。生产线平衡的目的生产线工艺平衡的目的是通过平衡生产线使用现场更加容易理解“一个流”的必要性及“小单元生产”（Cellproduction）的编制方法，它是一切新理论新方法的基础。生产线平衡的方法以适当的方式将生产线上若干个相邻工序合并成一个大工序（又称工作地），并使这些大的工序的作业时间接近或等于流水线的节拍。具体步骤如下：1.确定流水线节拍；2.计算流水线上需要的最少工作地数S,设t为工序的工作时间S=[]∑trminminii三.组织工作地。按以下条件向工作地分配小工序：1.保证各工序之间的先后顺序；2.每个工作地分配到的小工序作业时间之和T不能大于节拍；3.各工作地的作业时间应尽量接近或等于节拍，Tr4.应使工作地数目S尽量少生产线平衡的方法iii时间损失率：S—工作地数目r—节拍ti—工序i的作业时间%100rStrSi生产线节拍平衡的技术组织措施1.对关键工序，通过改装设备、增加附件、同时加工多个零件等办法以提高生产速度；2.采用高效专用的工艺装备，减少辅助操作时间；3.改进工作地布置和操作方法，减少辅助作业时间；4.改变切削用量以减少机器作业时间；5.提高工人的操作熟练水平和工作效率。假设某装配流水线的节拍为8分钟，由13道小工序组成，单位产品的总装配时间为44分钟，各工序之间的装配顺序112410911853137622582327243123流水线平衡案例试对该装配线进行工作地布置以实现工序同期化。和每道工序的单件作业时间如下图。求最小工作地数目：Smin=[T/r]=[44/8]=[5.5]=6工作地顺序号工序号工序单件作业时间工作地单件作业时间工作地空闲时间1122578–7=123888–8=0345822488–8=0410778–7=1567932388–8=0611121312368–6=2求解组织工作地：试算法112410911853137622582327243123S1(7min)S2(8min)S3(8min)S4(7min)S5(8min)S6(6min)最终结果.3%8864486rStrSi时间损失率时间利用率=1-8.3%=91.7%通过平衡生产线可以达到以下几个目的：1、提高作业员及设备工装的工作效率；2、减少单件产品工时消耗，降低成本（等于提高人均产量）；3、减少工序的在制品，真正实现“一个流”；4、在平衡的生产线基础上实现单元生产，提高生产应变能力，对应市场变化，实现柔性生产系统；5、通过平衡生产线可以综合应用到程序分析、动作分析、规划（Layout）分析、搬运分析、时间分析等全部IE手法，提高全员综合素质。平衡生产线的意义平衡率改善的基本原则是通过调整工序的作业内容来使各工序作业时间接近或减少这一偏差。实施时可遵循以下方法：1、首先应考虑对瓶颈工序进行作业改善，作业改善的方法，可参照程序分析的改善方法及动作分析、工装自动化等IE方法与手段；2、将瓶颈工序的作业内容分担给其它工序；生产线平衡改善原则3、增加各作业员，只要平衡率提高了，人均产量就等于提高了，单位产品成本也随之下降；4、合并相关工序，重新排布生产工序，相对来讲在作业内容较多的情况下容易拉平衡；5、分解作业时间较短的工序，把该工序安排到其它工序当中去。生产线平衡中IE手法应用一，微观上：以单个工站为改善对象動作改善法二，宏观上：一整个流为改善对象流程程序法一﹑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類型例子記錄技術整個製造過程原材料→產品發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记号序號記號含義意義1〇加工改變物件的物理、化學狀態的過程，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：動作經濟原則•4大原則：ECRS•5個方面：操作、運輸、儲存、檢驗、等待•5W1H技术：What/Where/When/Who/How/Why•6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(concurrentEngineering,CE)是對產品及其相關過程(包括制造過程與支持過程)進行并行的,綜合設計的系統工作方法。這種工作方法力圖使開發者從一開始就考慮到產品壽命周期(從概念形成到產品報廢)中的所有因素,包括質量,費用與用戶需求。特點﹕1.將傳統的序列化作業過程(即串行)轉變為并行的,相互間不斷有信息交流的交互作用的作業過程.2.強調協作精神。3.強調人在產品作業中的主動精神。一.背景描述新快高A產品8月導入裝配生產.訂單急速增長.產能目標:1台/20秒.產線流程平衡圖產線平衡率僅為------70.8%最大瓶頸時間27S051015202530裝MS板方向鍵底座組定裝UMD裝LCD上蓋組立二OS2寫入人工檢查包裝一A產品不良分佈柏拉圖30235159827568605254112417238235931410805000100001500020000250003000035000按鍵類不良上蓋組不良鎖螺絲不良下蓋組不良間隙超規UMD段差超規漏裝部件部件變形其他0.0%20.0%40.0%60.0%80.0%100.0%120.0%不良數目累計不良率產能低!物料架高不易拿取作業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不良SOP規定手法不合理作業方式易致疲勞工站排配不合理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手法改善重新拆分工站四.改善歷程—人工程人員現場指導作業員熟悉SOP組織線組長等優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2900ppm四.改善歷程----料整箱包裝內部包裝不用材質較硬的真空盤包裝增加一個保護袋降低上蓋贓污划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0500010000150002000025000不良率(PPM)10/110/810/1510/2210/29脏污劃傷/撞傷/擦傷達到目標不良率8000PPM四.改善歷程-法改善手法---ECRS原則R裝揚聲器工站-理線動作轉移至裝主板工站R貼防水標簽轉移前加工做R插UMD排線-開路動作轉移至電調工站RLCD兩顆鎖螺絲動作分別轉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)分解出装扬声器工站理線動作交由裝主板工站做MOD量總工時(s)將天線板放入對應位置并理線212.7141取1pc揚聲器L,將本體卡在對應卡槽內162.0633將揚聲器L本體卡入主板之對應CONN151.9422拿1PCDCJACK將DCJACK端子面朝上111.421.51.5左手將2PIN排線扣入主板的Conn中202.5822右手將DCJACK本體卡入對應位置101.291.51.5用鑷子取3PCS5*15貼紙162.0633貼1pc5*15貼紙貼於天線板的排線上151.9433貼1pc5*15貼紙於揚聲器L的排線上151.9431.5貼1pc5*15貼紙於DCJACK的排線上151.9431.5Total15424.83252620實際量測調整后MOD分析裝揚聲器L並