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生产线平衡分析和瓶颈改善-dxc2_图文

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

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。

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。

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

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

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。
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:

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。
? 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。

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

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 时 间



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













2人



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

















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。

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.

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)

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

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。

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



任务描述

时间

紧前任务

01 底座装静触片

6.5



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

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

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。

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
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

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

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
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
F 1

任务 A C D B E F G H

工位 2

后续任务 6 4 3 2 2 1 1 0

时间 (Mins) 2
3.25 1.2 1 0.5 1 1 1.4

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

工位 2

A (4.2-2=2.2) B (2.2-1=1.2) G (1.2-1= 0.2) Idle= 0.2

后续任务 6 4 3 2 2 1 1 0

时间 (Mins) 2
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) G (1.2-1=0.2) Idle=0.2

1.4 H
F 1

任务 A C D B E F G H

工位2

后续任务 6 4 3 2 2 1 1 0

时间 (Mins) 2
3.25 1.2 1 0.5 1 1 1.4

工位 3

C (4.2-3.25)=0.95

Idle=0.95

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) G (1.2I1d=l0e.=2)0.2

1.4 H
F 1

任务 A C D B E F G H

工位2

后续任务 6 4 3 2 2 1 1 0

时间 (Mins) 2
3.25 1.2 1 0.5 1 1 1.4

工位 3

C (4.2-3.25)=0.95 D (4.21.2)=3

Idle=0.95

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) G (1.2I1d=l0e.=2)0.2

1.4 H
F 1

任务 A C D B E F G H

工位2

后续任务 6 4 3 2 2 1 1 0

时间 (Mins) 2
3.25 1.2 1 0.5 1 1 1.4

工位 3

C (4.2-3.25)=0.95 Idle=0.95

D (4.21.2)=3 E(3-0.5)=2.5

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) G (1.2I1d=l0e.=2)0.2

1.4 H
F 1

任务 A C D B E F G H

工位2

后续任务 6 4 3 2 2 1 1 0

时间 (Mins) 2
3.25 1.2 1 0.5 1 1 1.4

工位 3

C (4.2-3.25)=0.95 Idle=0.95

D (4.21.2)=3 E(3-0.5)=2.5 F(2.5-1)=1.5

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) G (1.2I1d=l0e.=2)0.2

1.4 H
F 1

任务 A C D B E F G H

后续任务 6 4 3 2 2 1 1 0

时间 (Mins) 2
3.25 1.2 1 0.5 1 1 1.4

工位2

工位 3

C (4.2-3.25)=0.95 Idle=0.95

D (4.2-1.2)=3 E(3-0.5)=2.5 F(2.5-1)=1.5 H(1.5-1.4)=0.1
Idle=0.1

工作站分配

工作站1

2

1

1

1.4

A

B

G

H

C

D

E

F

3.25

1.2

.5

1

工作站2

工作站3

装配线的效率

效率

=

任务时间总和 实际工位数目 X 瓶颈节拍

效率 = 11.35 = 92.3% (3X4.1)

生产线平衡的表示法:流动生产图

? 纵轴表示工序 的作业时间;
? 横轴表示各工 序的作业。

DM

35



作 30



业 25



时 20



间 15
10



5



工序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 合计 人员 1 2 1 3 1 1 1 1 1 12 实际 30 50 27 72 30 26 20 34 27 316 人均 30 25 27 24 30 26 20 34 27 243

天朗安装车间生产线平衡实例:

改善前-工作台上

改善后-皮带拉上

流水线的 “物流” 和“物留”
物流
顺畅流动 没有停滞
物留
中间停滞 隐藏问题

CWMC 国慧顾问
“传统”输送带和“成长型”输送带
传统输送带作业



②③ ④

传统输送带的4种浪费:

① 取放动作浪费 在制品取放至少浪费2~5秒时间。

② 等待浪费

前后工序作业节奏不同造成作业等待。

③ 在制品过多浪费 工序间缓冲库存隐藏了等待问题。

④ 空间浪费

缓冲库存的存放设施、存放空间浪费。

CWMC 国慧顾问

“传统”输送带和“成长型”输送带



成长型输送带作业 ① ②





①边送边做 在输送带上完 成装配工作, 消除搬运浪费
②划分节距线 一般为80~ 90cm,用来确 认进度。

③依产距时间

④设立“接棒区”

设定速度

流入“接棒区”的

产距时间缩短时, 制品由下工序协助

增加工作站、工 完成。

作人员和提高输

送带速度。

⑤设立停线按钮 事故发生时停线, 以相互协作、排除 异常。

等待浪费

搬运浪费

8 工

不良浪费

大 厂

动作浪费

浪 常



加工浪费

费 的 库存浪费

地下工厂
企业每生产一件产品就在制 造一份浪费。伴随企业运营中各 业务环节不被察觉或不被重视的 浪费,日本企业管理界将之形象 地比喻为“地下工厂”。

制造过多(过早)浪费

缺货损失

生产线不平衡造成中间在库,降低整体效率



能力需求:100件/H

项目 能力 达成率 奖金 效率

工位1 100件/H
100% 标准产量奖金 个别效率合格

工位2 125件/H
125% 125%奖金 个别效率高

工位3 80件/H
80% 0
个别效率低

工位4 100件/H
80% 0
个别效率低

提升平衡率的工位互助結構

? 作業站 ? 作業員 ? 互助狀況

1 2 * 3 4 5 6 ...... ......

A (*)

B (位置)

I 12 II 1 2 3 III 1 2 3 4 IV 1 2 3 4 5

6 或更遠 5 4 不在

C ……

根据生产需求变化进行有弹性的生产线布置

3 2 1

4 5 6

3 2 1

4 5 6

Input

Output

需求1000件/天时 3人作业

Input

Output

需求600件/天时 2人作业

考虑弹性生产线布置时追求的目标: (1)及时发现浪费 (2)灵活调整生产量 (3)考虑相关部门的浪费

品质方面 优先使用不会产生次品, 或者有异常时能自动停止 的设备,并设置质控环节

产量方面 使用弹性高、 易增减产量的设备, 优先采用单线流动小型设备

成本方面 按照产距时间配置人员,
非定员制生产, 使用最少空间生产

流水线平面布置模式:

● 布置原则:运输路线最短

● 平面布置形式:

直线型:

山字型:

环型:

蛇型:

● 工作地排列形式: 单列
双列

直角型: U型:

單站與連線(流水线)作業之工時計算
? 單站作業:

A

B

C

D

总工時= A+B+C+D (各站工時加总) ? 連線作業:

A

B

C

D

总工時= max(A~D) * 4 (瓶颈站工時 * 站数) 或总工时=产品周程时间/平衡率

連續作業工作站平衡率

A: 35”

B:50”

C:30”

D:45”

瓶頸? ? Bottle neck (50”)
平衡率: = (35+50+30+45) / (50*4) = 80% ? 目標為1
平衡率日產量: = 每人每日工作時間/瓶頸站 工時 =10H*60分*60秒/50秒=720个

单站作业工时计算: KL34D小开关锅装总工时=7.5+12.5+3.6=23.6秒

連線(流水线)作業工時計算 WS-22微动产品总工时=4.5*11人=49.5秒=40.5/81.8%=49.5秒

提升平衡率的工位互助結構

? 作業站 ? 作業員 ? 互助狀況

1 2 * 3 4 5 6 ...... ......

A (*)

B (位置)

I 12 II 1 2 3 III 1 2 3 4 IV 1 2 3 4 5

6 或更遠 5 4 不在

C ……




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