经典_精益生产之均衡化生产

按品种均衡就是要在一定的周期内各品种出现比率是均等的，并 且时间、周期尽可能缩短，尽量细化观察标准，如下图，这样使产品 瞬时生产数量波动尽可能控制到最小程度。
品种观察细化观察时间单位
按不同时间单位均衡的实例
• 品种均衡的作用 案例一： 某汽车装配线装配A、B两种车型，装配顺序是4个A型车和2个B型 车循环。装配线和部件线的生产节拍都是4min,生产部件A和B的工序都 需要两名操作工。由于车型的不同而需要不同的部件，即装配A型车需 要用到A部件，装配B型车需要用到B部件，如下图所示。
Muda 浪费
可视为上述两“M” 的波动结果, 其来自 不合理的生产日程， 或是由于内部问题 而导致的产量波动
未能创造价值，不 增值的活动
Mura 不均衡
Muri 负荷过重
员工或设备的负荷 过重
工厂中生产线工位生产能力不均衡示例：
瓶颈 能力 平均 9.7 11 10 10 8
不平衡时产生库存
10 10 10.5 8.5
X产品
Y产品 Z产品
50
30 20
500
60 60
100
150 160
150
60 100
从表中可知，每天按X、Y、Z各自批量生产，则各个零件波动 较大。例如，当生产X产品时需要A零件为10个，当生产Y产品时需要 A零件为2个，这样容易产生库存和人员的浪费。
如果1天内产品X、Y、Z按照5：3：2的比例进行轮番生产，1/10个 工作日重复1次，则1/10个工作日内各个零部件的消耗速率就相同。 改进后的零部件消耗数量
• 均衡生产排产计划 1、制定生产节拍 定义：生产节拍是指连续生产出2个产品所需要的时间间隔。
一天正常生产时间 生产节拍= 一天生产数量
生产数量并不一定是固定的 ，每天的生产节拍也不是固定 不变的，它们随生产任务而变 化。
均衡生产是指每天要以一定的节拍循环地生产多个品种
例：仍以X、Y、Z三种产品为例。假设一天工作时间为8小时，则产品X、 Y、Z节拍分别为9.6min, 16min ,24min，各产品平均节拍为4.8min。可以 看出，均衡生产可以理解为在当月里，用与各种产品的平均销售速度同步 进行生产。 均衡化生产的生产节拍
未均衡的装配线生产
（1）如果按照准时化的生产要求进行生产，当后工序装配线装配B型车 时，需要使用B部件，则生产A部件的生产线等待，反之亦然，这样就造 成了等待的浪费。 （2）部件线的生产节拍仍为4min,如果为了使各工序不等待，就会出现 生产过剩而库存增加，造成生产过早的浪费和库存的浪费，如下图：
混流生产的均衡化
均衡化生产概念
均衡化生产也称平准化生产，各种产品的生产节拍与对应产 品的平均销售节拍一致。
采取混流生产、缩短作业转换时间、一个流生产、准时采购、 全面品质管理等管理手段和方法来实现。
总量 均衡
均衡化生产
品种 均衡
实现准时化的前提 条件，实现看板管 理的基础。
4.2 总量均衡
定义：
月合计：400台
仍以某月生产400台产品为例， 如在当天需求量稍大于20台时，靠 加班即可解决；需求小于20台时， 提前结束生产。
平均
20
10 17 10 配置生产要素
提前结束
0 1 2 3 4 5 6
日期
短期波动
2、长期波动 对于周期性的大幅波动，则需要重新进行总量均衡配置生产 要素，而进行产品总量均衡的周期由产品特点及工厂管理能力而 定：产品需求量波动频繁则调整也应频繁进行， 工厂管理能力强则可以在需要的时候及时调整； 如果不强则只能允许浪费的存在或供不应求。
产量/台
30
22 24 月合计：400台
平均 20 10
17 10
0
1
2
3
4
5
6
日期
实行总量均衡前
如果采用总量均衡的办法，是日产量保持一致，即每天生产20台， 则可以按这个产量准备人员以及生产要素。这样，总产量没有减少， 人员以及生产要素却可以减少1/3，成本也就随之降低。
产量/台 月合计：400台
总量均衡就是将一个单位期间内的总订单量平均化，即将 连续两个单位期间的总生产量的波动控制到最小程度。
生产总量不均衡 产品产量出现波动 人和设备要依照生产 量的高峰期做准备 产量减少时，容易产 生人员、库存等浪费
总量均衡的重要性
总量均衡案例分析
某月某产品的实际需求量为400台，一月生产20天，每日生产量的需 求不同，最高日30台/日，最低日10台/日，如图所示。
这种以天为单位的生产安排，每天将依旧按照批量生产的方式， 即先生产50件X产品，其次是30件Y产品，最后是20件Z产品。
某日生产计划
产品 X Y Z 产量 1000 600 400 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00
50 30 20 改进后的日生产安排
案例：
某工厂某月有三种产品X、Y、Z需要生产。X产品的需求数为1000 件，Y产品为600件，Z产品为400件。假若每月工作日为20天，则传 统生产计划安排为前10个工作日先将X产品生产完毕，然后6天生产 Y产品，最后4天生产Z产品。这是一种常见的型态，也称分段生产。
传统的生产排程
(单位：个)
某月生产计划
设法将变动的幅度控制在10%以内。 如果要结束某种特定类型产品的生产，必须事先 通知供应商，并对相关损失进行补偿。
4.4 均衡生产实施
• 均衡生产实施阶段
迅速适应需求变 化的生产 准时生产（仅能销售的数量生产 能销售的物品） 每月的适应 每日的适应 （对应于总 （对于分品 量的销售速度< 种的销售速度 循环时 的产生） 按照当天分品 各工序的月份生产 间的生产） 种的 能力计划 循环时间的生 内示各工序品 通过看板方式 通过看板方式 产指示 种的月份 进行+10% （拉动方式） 生产量和每天 进行的对前工序 左右的微调 决定各品种的月生产计划（基本生产计划） 的平均生 每天的生 决定混流装配线的产品顺序计划 产量 产指示 月份需求预测 均衡生产 来自销售商的日订货 柔性设备 缩短生产过程时间
品种 X Y Z 总量 1000 600 400 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
50个/日 30个/日 20个/日
一个月20天每天重复1次，共20次，就可以每天生产出X、Y、Z 产品，产品积压与短缺的情况将大大减少生产资源利用率也将提高。 但是应当设法减少每天作业转换的辅助时间。
品种 X Y Z 总量 1000 600 400
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
1000 600 400
由表中可以看出，X产品通常会导致较长时间的库存，而Z产品 却大半个月无货可供。
传统的大批量生产的方法可以节省作业转换时间，但是，与 市场需求会出现很大差异。为满足需求多样性，进行如下改进： 每天生产X产品50件，Y产品30件，Z产品20件，改进后的月生 产排程如表所示： 某月生产计划
重新进行总量Βιβλιοθήκη Baidu衡
产量/台
20
30
0 1 2 3 4 5 n
1 2 3 4 5 m 日期
长期波动
如果完全按照准时化生产，则会产生生产要素配置的浪费； 如果不按准时化生产，则会产生库存浪费。 因而要权衡产能损失与库存浪费的最佳平衡点。根据经验，日产量允 许存在着一定的变化幅度，但为保持人员和设备的稳定性，应把振幅控制 在20%之内。
产生制造过早和库存
（3）为了解决上述问题，如果将部件线的生产节拍调整到8min,各工 位无等待现象，并且生产能力配置可减少50%（如部件线操作人员只 需1人）。但是后工序的装配线在使用其中一种部件时，另一种部件 会有中间库存。例如，后工序的装配线在使用部件B时，A部件线还在 生产，但A部件并未领取，因此出现中间库存，最多时会出现2个A部件。
例如，X、Y、Z三种产品各由A、B、C三种零件组成，如下表： 各产品零件构成
产品名称 X产品 Y产品 Z产品 A零件 10 2 3 B零件 2 5 8 C零件 3 2 5
下表为X、Y、Z批量分别为50件、30件、20件时需要的各种零件数量。 改进前每天各产品零件消耗数量
产品 批量 A零件 B零件 C零件
9
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
工位
工位③能力最低易造成生产瓶颈，工位④能力最大易产生库存， 这种能力不均会引起浪费。因此，要尽可能地减少这种不均衡的产 生，即消除不平均现象的均衡化。
• 批量生产均衡化案例
批量生产的不平衡
为避免浪费，后道工序不应采用集中连续的顺序装备同一产品，而 应采用在某一时间单位内各品种出现的比率均等的顺序进行装配（采 用混流生产），即均衡化生产。这样前道工序的负荷就会减少，每日 平均生产成为可能。如下图：
实施均衡化的优点
零部件使用量稳定 设备和人力负荷稳定化 在制品和库存大大减少 提高了对市场的反应速度 使工人操作更加熟练
实现均衡化生产需要注意的几个问题
重视事前训练，避免实际操作中错误的出现。 企业必须采用快速装换技术补偿因切换次数增加而产生的时间损失。
考虑设计通用的工装、夹具来整合不同的产品，以配合适当的机器设 备，一般以引入应用柔性生产系统（FMS）和成组技术（GT）的生产机 器配置技术为宜。 针对市场需求量与生产量差异较大的问题，可采用两种方法；
产生中间库存
（4）若对后工序进行品种均衡，按照“A—B—A—B—A…”循环顺序 进行生产，这样可消除库存和等待，同时生产能力配置可减少50%。
实行品种均衡的混流生产
案例二： 下图为生产a、b、c三种车型的装配线。a车型作业时间是4.2min，b车 型3.8min，c车型4.0min。根据生产需求，装配线的平均节拍是4min，如 果采取连续生产方式，如图a）所示。整个装配线需要按最大节拍4.2min （生产a车型）配置人员，但当最小节拍3.8min(生产b车型）时则会产生 等待，从而造成人员浪费。
如果进一步细化生产单位，1天内产品X、Y、Z按照5：3：2的比 例轮番生产。1/10个工作日重复1次，1天重复10次，1个月重复200次。 这样，对顾客的服务与对企业资源的利用情况就会更好，不仅使得在 更短的周期内产品种类出现的比率是均衡的，而且使在这些产品的生 产中消耗的前工序的零部件数量尽可能小地波动。
4
均衡化生产
本章要点
4.1 均衡化生产概念 4.2 总量均衡 4.3 品种均衡 4.4 均衡生产实施
4.1 均衡化生产概念
浪费、负载过重与不均衡概念 杜绝浪费是精益生产方式的核心。在日语中浪费用“Muda”表示， 在精益生产方式中，“Muri”（负荷过重）和“Mura”（不均衡）也 与Muda同等重要。
a）均衡前
对装配线生产进行配种均衡即采用混流生产如b)所示。
b）均衡后
采用品种均衡后，通常把所需工时 多的产品、所需工时一般的产品、 所需工时少的产品合理地搭配，均 衡的进行流水混流生产，可有效解 决装配线平衡问题。
据美国有关资料统计，即使在 美国这样工业发达的国家，在 工业装配生产中平均要有5%10%的生产时间是浪费在平衡 延迟上。
20
据此配置生产要素
0
1
2
3
4
5
6
日期
实行总量均衡
实施总量均衡后，虽然每天按照相同的数量准备人员及生产 要素，但需求仍有可能产生波动，可分为短期波动和长期波动两 种情况。 1、短期波动 对于短期内需求有小幅度波动，当需求量增大时可以采取加 班方式，需求量减少时则提早结束生产。
加班
产量/台
30 22 24
产量/台
20
振幅20%
1 2 3 4 5 n 总量均衡允许的产量波动幅度
日期
总之，生产总量均衡可以防止两种浪费： 工厂在不同时期不均衡造成的浪费 不同工序之间不均衡产生的浪费
4.3 品种均衡
• 品种均衡的概念
品种均衡就是在一个单位期间内生产的产品组合平均化，是 各种产品在不同单位期间不产生波动，在生产各种产品时所需前 工序的零部件数量不产生波动。
产品 X Y Z X Y Z X Y Z 批量 5 3 2 5 3 2 5 3 2 62 41 31 62 41 31 62 41 31 A零件 B零件 C零件
以这样的思路改进下去，不断细化生产单位，直到可以按照“X—Y —X—Z—X—Y—X—Z—X—Y”的顺序重复生产，达到最小的观察时间 单位，满足精益生产倡导的以小时、分钟为单位进行安排的要求，实现 均衡化生产。