经典精益生产之均衡化生产

产量/台
20
振幅20%
1 234 5n
日期
总量均衡允许的产量波动幅度
经典精益生产之均衡化生产
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
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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
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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
经典精益生产之均衡化生产
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。
经典精益生产之均衡化 生产
2020/12/12
经典精益生产之均衡化生产
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
经典精益生产之均衡化生产
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。
均衡化生产。
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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
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按不同时间单位均衡的实例
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• 品种均衡的作用
（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。
某日生产计划
产品
产量 8:00 9:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
X
1000
50
Y
600
Z
400
30 20
改进后的日生产安排
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。
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。
未均衡的装配线生产
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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
Muda 浪费
未能创造价值，不 增值的活动
Mura
Muri
不均衡 负荷过重
员工或设备的负荷 过重
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工厂中生产线工位生产能力不均衡示例：
瓶颈
不平衡时产生库存
能力 10 10
平均
9.7
产生中间库存
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（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
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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。
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
总量均衡的重要性
产量减少时，容易产 生人员、库存等浪费
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❖ 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。
产量/台 30
22
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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
间各能的<工力生循序计产环的划）时月份生产
按照的当产天生分）品 种的
内示各工序品 通过看板方通式循过环看时板间方的式生
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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
品种 总量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
20
据此配置生产要素
0 1 2 3 4 5 6 日期
实行总量均衡
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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。
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：
混流生产的均衡化
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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
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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 X产品 Y产品 Z产品
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
品种
均衡
均衡化生产
均衡
实现准时化的前提 条件，实现看板管 理的基础。
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4.2 总量均衡
定义：
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。
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传统的生产排程
(单位：个)
某月生产计划
品种 总量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
X 1000
1000
Y 600
600
Z 400
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。
a）均衡前
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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
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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。
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；
✓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。
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。
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。
批量 50 30 20
A零件 500 60 60
B零件 100 150 160
C零件 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。
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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。
X 1000
Y
600
50个/日 30个/日
Z
400
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。
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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。
种的月份
进行+10% （产拉指动示方式）
决定生各产品的量种平和的均每月生天生产计左划右（的基微本决调生进定产行混每计的流天划对装的）前配生工线序的产品顺序计划
产量
产指示
月份需求预测 均衡生产 来自销售商的日订货
改进后的零部件消耗数量
产品
批量
A零件
B零件
X
5
Y
3
62
41
Z
2
X
5
Y
3
62
41
Z
2
X
5
Y
3
62
41
Z
2
C零件 31 31 31
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
（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：
产生制造过早和库存
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11 8
9 10 10 10.5 8.5
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。
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• 批量生产均衡化案例
批量生产的不平衡
经典精益生产之均衡化生产
24 月合计：400台
平均
20
17
10
10
01
2345 6
实行总量均衡前
日期
经典精益生产之均衡化生产
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
加班
产量/台 30
仍以某月生产400台产品为例，
22
月合计：400台
24
如在当天需求量稍大于20台时，靠 平均
加班即可解决；需求小于20台时， 20 提前结束生产。
10
17
10 配置生产要素
提前结束
01
23456
日期
经短典精期益生波产动之均衡化生产
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。
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重新进行总量平衡
产量/台
30
20
0 1 2 3 4 5 n 1 2 3 4 5 m 日期
长期波动
经典精益生产之均衡化生产
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。