生产线平衡分析和瓶颈改善

• 生产系统的目标是平衡物流,而不是平衡生产能力; • “非瓶颈”资源的充分利用不仅不能提高有效产出,而且还
会使库存和搬运增加; • 瓶颈环节损失1小时,相当于整个系统损失1小时,而且是
无法补救的 ; • 非瓶颈环节上节约1小时,毫无实际意义; • 瓶颈制约了生产系统的有效产出和库存;
11.瓶颈的常见表现: • 整体进度缓慢,生产效率下降; • 出现产品零部件不能配套的现象; • 一些工序加班赶货,而另一些则很轻松; • 一些工序的半成品堆积过多,而另一些则很少; • 个别工序在等材料、设备,其他工序进展正常; • 个别生产线流动停止,出现在制品滞留时间过长情况。
3.平衡改善过程中应注意事项: A.需要同样工具和机器的作业要素可分配在同一专用设备工序内 B.作业要素相同或前后相近的应尽量分配在同一工序 C.不相容的作业尽量不分在同一工序 D.必要时可对关键作业,增加操作人数或改用更有效的工具/设备以 缩短其作业时间,提高平衡率 E.生产线补进新手时,因新手对工作不熟悉,在配置上需特别注意,否 则会造成严重的不平衡致使产量大幅下降。 F.采用ECRS法则进行改善时的优先顺序为:“取消”不必要的动作或 工序（第一选择）；“合并”微小动作（次选）；“重排”作业工 序或动作（第三选择）；“简化”复杂动作或工序（最后选择）
案例分析
生产线平衡步骤: 计算产距时间（Takt time） 画优先图(制作工艺流程图) 决定周期时间（CT=Takt time） 确定理论工位数 排程 计算效率
产距时间:TAKT TIME
Takt Time = Demand Rate(需求速度)
Takt Time = 工作时间 生产量
目标：按需求生产！
KQ34-4琴键开关产品装配任务明细表
序
任务描述
时间
紧前任务
01 底座装静触片
6.5
无
02 装扣板和扣簧
4.5
01
03 装联锁片[铁]*2
5.5
02
04 装长动触片*2
7.5
03
05 装长动触片*1
5
04
06 装卡板*2
3.5
05
07 装卡板+零档卡板
3.5
06
08 装盖板
5
07
3.25 1.2 1 0.5 1 1 1.4
工位 3
2
1
1
A
B
G
C
D
E
3.25
1.2
0.5
工位 1
A (4.2-2=2.2) B (2.2-1=1.2)
1.4 H
Nt = 周期时间
Nt
=
54.5秒 5. 9秒/个
= [9. 2人]取整 10人
实际人员配置需12人,比理想多2人,平衡率水平90.1%
生产线平衡排程规则：
主规则: 以其后跟随任务数目最多的秩序安排 工位。
附加规则: 最长作业时间的任务先排
2
1
1
A
B
G
任务
后续任务 时间 (Mins)
1.4
A
6
问题: 假定我们每天[11.5H]要生产KQ34-4 产品7000个,周期时间应是多少？
Answer:
要求的周期时间
,CT
=
每期的生产时间 每期要求的产出
CT =
11. 5H* 3600秒 7000个/天
= 5. 9秒/个
问题: 理论上的最少工位数是多少？
Answer:
理论最少工位数, Nt 任务时间总和
二、生产线平衡与木桶定律的关系 “生产线平衡”与“木桶定律”非常相似：生产线的最 大产能不是取决于作业速度最快的工位，而恰恰取决于 作业速度最慢的工位，最快与最慢的差距越大，产能损 失就越大。 制造现场，各个车间或小组之间，彼此的管理水平、产 能等往往是不等的，企业现场管理的整体水平并不取决 于最优秀的车间单位而是取决于最差的车间单位，同理， 对一条生产线来言，其产量、效率高低也是如此。
第二节、生产线平衡分析与改善
一、平衡分析用语 1.节拍(PITCH TIME):节拍是指在规定时间内完成预定产量，各工序完 成单位成品所需的作业时间。其计算公式： 节拍＝有效出勤时间／[生产计划量X（１+不良率）] 例：每月的工作天数为20天，正常工作时间每班次为480分钟，该企 业实行每天2班制，如果该企业的月生产计划量为19200个，不良率为 0%，请问该企业的生产节拍是多少？ 答：节拍时间=有效出勤时间/[生产计划量X（1+不良率）] =480X2X20/[19200X（1+0%）] =60秒/个
三、生产线平衡的定义及意义 1.为何生产线平衡： 生产线平衡是对生产的全部工序进行平均化、均衡化， 调整各工序或工位的作业负荷或工作量，使各工序的作 业时间尽可能相近或相等，最终消除各种等待浪费现象， 达到生产效率最大化。它是生产流程设计与作业标准化 中最重要的方法。通过平衡生产，可以加深理解“一个 流”生产模式及熟悉“单元生产”的编制方法，它是一 切新理论与新方法的基础。
稼动损失时间与平衡损失时间的区别
此部
35.0
分是
节拍=33
稼动
30.0
损失 时间
瓶颈时间 25.0
=29.2
26.2
29.0
27.0
29.2 26.5
28.0
此部
20.0
24.2 23.0 22.0
分是 平衡
损失
15.0
时间
10.0
5.0
0.0
01 02 03 04 05 06 07 08 09
10.瓶颈的（Bottle Neck)定义:阻碍企业流程更大程度增加 有效产出或减少库存和费用的环节谓之瓶颈，瓶颈可能是 有形的,也可能是无形的。
2.传送带速度CV：
传送带速度是指流水线的皮带传递速度，一般情况下，采用一定的 距离作好标记，然后测定其时间，进而得出流水线传送带的实际速 度，计算公式：CV=间隔标记距离/所耗时间。采用流水线作业的 企业，传送带的速度与作业效率、疲劳程度以及能否完成产量有密 切的关系。理想的传送带速度是恰好能完成预定产量的同时又能减 少作业员的身心疲劳。理想的传送带速度的计算公式：CV=间隔标 记距离/节拍时间，因此在现场生产管理过程中，只要把流水线的 皮带速度调成理想的传送带速度即可。
R
重排 经过取消、合并后，可再根据“何人”“何 Rearrange 时”“何处”三个提问后进行重排
S
简化
经过取消、合并、重排后的必要工序，应考虑能否
Simplify 采用最简单的方法或设备替代，以节省人力和时间
以上ECRS法则，具体可通过下列图片来说明生产中如何运用改善：
作业改善压缩
分割转移
作
业
作
时
業
间
改
作 业 时 间
善
工序 1 2 3 4 5 工序
23
并行作业，增加人员
拆解去除
1人
作业 作
业
作
时
业
间
时
2人
间
作业
工序 1 2 3 4 5
工序 1 2 3 4 5
作业改善后合并
重排
作
作
业
业
时
时
间
间
工序 1
2
3
4
5
工序 1
2
3
4
5
2-1. 平衡改善的基本原则和方法： 通过调整作业工序的作业内容来使作业时间相近或减少这一偏差。 A.首先考虑对瓶颈工序进行改善,作业改善方法可参照程序分析、动 作分析、工装自动化等工程方法和手段 B.将瓶颈工序的作业内容分割给其它工序。 C.合并相关工序,重新排布生产线。 D.分解作业时间较短的工序,把它安排到其它工序中去。 E.增加作业员,只要平衡率提高了,人均产量就提高了,单位成本也随 之下降。
09 分塔簧+装塔簧
11.5
08
10 压塔簧
2
09
合计
54.5
备注
电风扇装配由下列任务组成：
任务 A
时间(Mins) 任务描述
2
装配外框
B
1
安装开关
C
3.25 装配马达架
D
1.2 将马达架装入外框
E
0.5 安装扇叶
F
1
安装格栅
G
1
安装电缆
H
1.4 测试
紧前任务 无 A 无
A, C D E B
F, G
3.瓶颈工时:指生产线所有工序中所用人均工时最长的工序，通常指 一道工序，有时也指几道工序。
3.总瓶颈站工时:指瓶颈站工时乘以生产线作业人数的总和。 4.周程时间:是指单个产品从前到后所有工序所费时间的总和。 5.平衡率: 其计算公式=生产线各工序时间总和/(瓶颈工时X人员数) 6.平衡损失:其计算公式=1-平衡率 7.平衡损失时间:其计算公式=∑(瓶颈工时-工位工时) 8.稼动损失时间:其计算公式=(节拍-瓶颈时间)X总人数 9.稼动损失率:其计算公式=稼动损失时间/(节拍X总人数)X100%,平 衡损失时间与稼动损失时间是两个不同的概念,平衡损失时间是瓶颈 工时与各工位工时时间差的总和,而稼动损失时间是工序生产节拍与 瓶颈工时时间差的总和,它们之间的关系如下图所示:
2.提高生产线平衡效率的意义 • 缩短每一制品装配时间,增加单位时间的生产量,降低生产成
本 • 减少工序间的在制品, 减少现场场地的占用 • 减少工程之间的预备时间,缩短生产周期 • 消除人员等待现象,提升员工士气 • 改变传统小批量作业模式，使其达到一个流生产。 • 可以稳定和提升产品品质 • 提升整体生产线效率和降低生产现场的各种浪费
2
C
4
3.25
H
D
3
1.2
B
2
1
E
2
0.5
C
D
E
F
F
1
1
3.25
1.2
ຫໍສະໝຸດ Baidu
0.5
1
G
1
1
H
0
1.4
工位 1
工位2
工位 3
2
1
1
1.4
A
B
G
H
C
D
E
F
3.25
1.2
0.5
1
任务 A C D B E F G H
工位 1 A (4.2-2=2.2)
工位 2
后续任务 6 4 3 2 2 1 1 0
时间 (Mins) 2
12.瓶颈效应:是指瓶子颈部流量的大小限制了倒水时的水
13.瓶颈的不良影响: A.工序的先后关系,会影响后续工序进度:
B.工序间的平行关系，则会影响产品配套
二、平衡改善法则及注意事项 1.平衡改善法则-ECRS法则
符号
名称
说明
E
取消 Eliminate
对于不合理、多余的动作或工序给予取消
C
合并 对于无法取消又是必要的，看是否可以合并以 Comebine 达到省时、简化的目的
生产线平衡分析 和瓶颈改善
LINE BALANCING
注意事项: 1. 培训时间请各位将手机调为振动或关机,
如需接电话请在培训室外接听 2. 培训时间不可大声喧哗 3. 培训结束时桌椅请归原位 4. 欢迎就培训内容提出疑问
第一节、木桶定律与生产线平衡
一、何为木桶定律 1.木桶定律 一个木桶盛水多少，并不取决于桶壁上最高的那块木板， 而恰恰取决于桶壁上最短的那块木板，这一规律我们称之 为“木桶定律”。 2.木桶定律的三个推论 A.只有桶壁上所有木板都足够高,木桶才能盛满水 B.所有木板高出最低木板的部分是没有意义的,而且高出越多, 浪费就越大 C.提高木桶容量最有效的办法就是设法加高最低木板的高度
三、平衡改善的实施步骤： 第一步：明确改善目的和对象： • 是否因为生产量变动（增产或减产）而进行的改善 • 是否为了提高生产率、减少作业人员 • 改善对象是一条生产线、某段工序还是整个流程 第二步：了解、分析生产现状及相关人员的工作状况：
如各工位或工序的良品率有多高？人员出勤状况、产品加工的难易 度、品质事故的发生点等。 第三步：了解产品工艺流程并分解各工程的作业要素：根据工程分析图 了解加工作业内容，依据作业拆分原则拆分各工程的作业要素。 第四步：对各作业要素进行时间观测
生产线平衡: 画优先图（Precedence Diagram）
任务 紧前任务
A None BA C None D A, C
任务 紧前任务 ED FE GB H E, G
A
B
G
H
C
D
E
F
问题: 哪一个工序决定了最大产出率？
2
1
1
A
B
G
1.4
H
C
D
E
F
3.25
1.2
0.5
1
答案: 任务C决定了生产线的CT，也就决定了最 大产出率。
2-2. 平衡改善的基本原则和方法： ① 改善耗时长的工程,缩短作业时间 A.分割作业,把一部分作业分配到耗时较短的工程 B.改善作业,缩短作业时间(如:活用工具等) C.使作业机械化;提高机械的效能 D.并行作业,增加作业人数 E.更换技术水准更高、动作更快的作业人员 ②改善耗时较短的工程 A.分割作业,将其分配到其他耗时也短的工程,从而省略原工程 B.从耗时长的工程,接过一部分作业内容 C.把耗时较短的工程结合起来 D.把需要两个人工程,改成一个人就能应付的工程.
第五步：对观测记录的结果进行处理，得出各作业要素的标准时间，在 进行数据处理时应注意如下两点：
• 剔除异常值、排除各种影响作业的因素，最后制定出各作业要素的 标准时间。
• 把各种浪费现象记入并提出相关的改善方法，以便改善实施。 第六步：绘出生产线平衡图。 第七步：计算目前的平衡率、稼动损失率等。 第八步：提出改善目标及实施方案。 第九步：依据平衡改善法则、动作经济原则等方法实施改善。 第十步：改善结果的分析、总结和评价。