生产线平衡和计算

精益生产线
定 义
精益生产线重点是解决生产线平衡问题（工序同 期化）。通过技术组织措施来调整生产线工序时间 定额，使工作地单件作业时间等于生产线节拍。 生产线产出速度等于作业速度最慢的工作地产出 速度, 因此，希望每一工作地的工作任务大致都相 等，减少或消除忙闲不均现象，这就是生产线平衡 问题（又称工序同期化） 生产线平衡目的：消除工序间在制品，实现零件 的“一个一个流动”的关键所在。
分 析
上述生产线由于各工序作业时间相差很大，导致 在制品大量存在，特别是第1工序和第2工序之间、 第4工序和第5工序之间、以及第5工序和第6工序 之间，在制品的堆放比较严重，因此，该线无法 实现同步化生产作业。 生产线平衡，是实现同步化生产作业前提条件。 在生产线不平衡的情况下，是不可能实现同步化 生产作业的。这是因为各工序的作业时间不均衡， 引起的操作的次数、动作、甚至速度都不一样， 因而在同一单位时间内，完成同样的产量所需要 的时间也就大不一样。上述生产线，假如以每天 600件，我们计算一下各工序花费作业时间：
IE 工作
世界上最大的浪费，
莫过于动作的浪费。 —吉尔布雷斯
关注你这双手
移 动 动 作
5cm 2.5cm M1 M2
15cm
30cm M4
45cm
M5
M3
1 MOD = 0.129 Sec = 0.00215分 1 Sec = 7.75 MOD 1 min = 465 MOD
M O D A P T S 基 本 图
八个优先派工法（作业顺序）
① 优先选择加工时间最短工序。 ② 优先选择最早进入可排工序集合工件。 ③ 优先选择完工期限紧工件。 ④ 优先选择余下加工时间最长工件。 ⑤ 优先选择余下加工时间最短工件。 ⑥ 优先选择余下工序数最多工件。 ⑦ 优先选择临界比最小工件。临界比为工件 允许停留时间与工件余下加工时间之比。 ⑧ 随机地挑一个工件
目标：按需求组织生产！
生产线平衡率
平衡率是衡量流程中各工站节拍符合度的一个 综合比值﹔ 单件标准时间总和 平衡率= ----------------------×100% 瓶颈时间×工站数 平衡率的目标：与大设备相连≧85% 其它 ≧ 95%
平衡率100%意义
1、工站之间无等待,前后产能一致 2、工站节拍相同﹐动作量相同(动作量是 指工站中各种必要动素的时间总量) 3、平衡损失时间为零 4、设计效率最大化 5、前后流程的设计可以更完善
某生产线共有11道作业工序，测试现有工序作业时间 如下：
工序号
作业时间 (秒)
1
7.61
2
12.14
3
4.14
4
3.37
5
14.58
6
22.4
7
11.13
8
12.81
9
11.0
10
11.23
11
3.71
根据以上作业时间，画出以下时间 曲线：
25 20 15 10 5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 工序号 作业时间（秒）
1、锅 节 2、焊 条 3、 4、
（OP01～02） 锅筒焊装线生产看板
今 天 您做了吗？
1、清扫— 您的工 位清扫了吗？ 2、清洁— 您的工 位清洁吗？ 3、整理— 用过的 物品整理了吗？ 4、整顿— 用过的 物品摆到位吗？ 5、素养— 养成5S 良好习惯吗？
关键工艺要求
1.清理坡口及两侧20mm 范围内的氧化皮、油锈、 水等杂物，使之露出金 属光泽。 2、采用埋弧焊要求先焊 内侧，焊满。 3、背面碳弧气刨清根， 砂轮机打磨后，采用埋 弧焊填满盖面。 4、清理焊缝周围熔渣， 并按规定打焊工钢印。
蛇
形
生
产 管
线
园 筒 立 式 燃 煤 载 体 炉
钻孔 钻孔
滚筒 下 料
蛇
形
5工作站 预 留 生 产 线 4工作站 3工作站
管
2工作站
1工作站
钻孔 钻孔
滚筒 下 料
蛇
形
5工作站 预 留 生 产 线 4工作站 3工作站
管
2工作站
1工作站
钻孔 钻孔
1、每个工作站有多少工序？ 2、每个工作站站内采用什么形式完 成所有工序作业，是组装型？直线 型？U型？还是S型？ 3、每个工作站需要配置设备和设备 摆放位置？ 4、1—5每个工作站之间在制品，采 用什么样的流转方式？ 5、《园筒立式燃煤载体炉》生产线 平面布置图
焊工操作规程
1、电焊、气焊均为特殊工种， 经专业安全技术学习、训练和 考试合格，颁发“特殊工作操 作证”后，方能独立操作。 2、电焊机接地零线及电焊工作 回线都不准搭在易燃易爆的物 品上，也不准接在管道和机床 上，工作回线应绝缘良好，机 壳接地必须符合安全规定。 3、详见焊工操作规程。
改进方法：
运用工业工程（IE）中的八个字：“排除”、“组 合”、“替换”、“简化”。 “排除” →消除一些不必要作业及搬运动作； “组合” →两个或两个以上工序或工位组合成一个 ，或重新划分工序，以平衡各工序工作量； “替换” →用另一种方法或工艺代替，如工具、及 搬运手段的替代； “简化” →将作业动作简化，或将某工序一部分作 业内容分解出去。
1.4 H F 1
C 3.25
D 1.2
E .5
任务C决定了生产线的CT，也就决定了最大 产出率
4、确定理论最少பைடு நூலகம்位数
理论上的最少工位数是多少？
理论最少工位数 , Nt 任务时间总和 (T ) Nt = Takt T ime(T T )
11.35mins/台 Nt = = 2.702,or 3 4.2 mins/台
终
结 动
G0
G1
需要注 意力的 动作
P 2 (注意)
G 3 (注意)
P0
作
其 他 动 作
R2 L1
2-6Kg
不需要 注意力 的动作
E2
(独)
P 5 (注意)
D3
(独)
Yes
A4
(独)
W5
No F3 C 4 (独) B 17 S 30
经过调整后生产线，把原来11道工序改变为8道 工序，同时规范了生产线布局、确定了集装器 具数量、物料摆放要求等。改善后各工序作业 时间如下：
每期的生产时间 要求的Takt.Tim e, T T = 每期要求的产出
420 mins/天 TT= = 4.2 mins/台 100台/天
2、画优先图
任务 紧前任务 2 1 A B 任务 紧前任务
1
G 1.4 H
C 3.25
D 1.2
E .5
F 1
3、确定CT
察看哪一个工序决定了最大产出率？
2 A 1 B 1 G
工序 1 2 15.09 3 14.01 4 15.75 5 12.81 6 11.05 7 11.23 8 3.71 作业时间 13.63 （秒）
20 15 10 5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 新工序号 作业时间 (秒)
生产线平衡后，各工序能力得以基本均衡，除第 8工序外，各工序作业时间均在11秒至15.75秒之 间，为实现同步化生产提供了可靠保证。而第8 工序是最后一道下线工序，尽管作业时间很低， 但对其他工序并不产生任何影响。生产线平均效 率达到了77.2％，比原来提高了30.9％。与此同 时，由于各工序作业时间基本接近，工序间在制 品大大降低，有效地保证了零件在工序间的“一 个一个流动”。因能力不平衡造成等候时间损失 大为减少，由原来5小时减少到2小时；生产线人 数已减少一人；生产能力提高，体现在生产效率 比原来提高了11.1％。
任务 A B C D E F G H 时间(Mins) 任务描述 2 装配外框 1 安装开关 3.25 装配马达架 1.2 将马达架装入外框 0.5 安装扇叶 1 安装格栅 1 安装电缆 1.4 测试 紧前务 无 A 无 A, C D E B F, G
1、确定TT
假定我们每天要装配100台风扇。周期时间 应是多少？
滚筒 下 料
锅筒焊装线生产看板（OP01～02）
焊 接 线 介 绍
该焊接线是锅炉行业唯一的锅筒 焊接线，正在申请专利保护。是 由两台埋弧焊机，和滚轮架、液 压举升缸等组成。主要进行锅节 对焊和锅筒的纵缝、环缝焊接。 目前由＿名员工操作。 物料配送卡
主要工艺步骤
1、锅筒锅节拼对 2、锅筒纵缝焊接 3、锅筒环缝焊接
从时间曲线可以明显看出，各工序的能力 很不均衡，作业时间最短的只有3.37秒 （第四工序），而最长的达22.4秒（第六 工序），是最短工序的6倍多，也就是说6 工序干一件活的时间，4工序可以干6件。 这样必然导致工序间在制品积压，设备和 人员等待，工时利用率和生产效率低。作 业时间最长的工序，也就是平常说的瓶颈 工序，如上述装配线的瓶颈工序就是第6工 序。瓶颈工序（第6工序）的作业时间，决 定了整条装配线的生产能力。
关键控制点
1、点固引熄弧板，带 有焊接试板时，试板点 固在纵缝的延长部位。 2、筒节不符合以下要 求时应进行校圆，校圆 后应满足以下要求： 同一断面dmaxdmin≤4mm 棱角度≤3mm。
返修记录
设备检查
1、设备开机前注油 了吗？有记录吗？ 2、电器检查了吗？ 有记录吗？ 3、焊机、焊枪、电 缆检查吗？有记录 吗？ 4、按日检点卡的要 求做了吗？有记录 吗？
瓶颈时间
时间
T1 T2 T3
瓶颈时间
T4 T5
S1
S2
S3
S4
S5
工站
生产线作业工时最长的工站的工时 称之为瓶颈。 产出的速度取决于时间最长的工站
节 拍
节拍 指生产线上连续出产两件相同制品的时 间间隔。它决定了生产线的生产能力、 生产速度和效率。
工作时间
产距时间：Takt Time =
销售量
工序 1 分 钟 76.1
2
3
4 33.7
5
6
7
8
9
10
11
121.4 41.4
145.8 224
111.3 128.1 110.5 112.3 37.1
各个工序为完成600件任务所需要时间差别很大，最长需 要224分钟，而最短只需要33.7分钟。这样第4工序一天就产 生了190.3分钟空闲和等待，实际工作时间还不到等待时间18 ％。又如第6工序作业时间是22.4秒，第7工序是11.13秒， 也就是说每生产1件，第7工序就会产生11.27秒等候时间损 失，即一半时间是处在等候加工。仍然按照每天600件计算， 第7工序等候时间就达到112.7分钟，综合考察整个生产线， 一天发生等候时间将有5个小时之多，无法做到同步化生产， 这不仅仅是在单位时间内没有创造任何价值，更重要是每个 工序按一人计算，就损失了11个人工资费用以及影响交货， 不能快速响应市场，甚至失去市场。
对瓶颈工序，采取下列措施，以缩短作业时间： ⑴ 部分独立作业内容，分解给时间较短工序； ⑵ 消除不必要操作和动作，如弯腰、折腾等； ⑶ 改进集装器具； ⑷ 增加必要设备及必须人员。 对作业时间最短工序，则从下列方面考虑： ⑴把此工序内容全部进行分解给其他工序，不要 这道工序； ⑵或合并同类项，组成一个新工序； ⑶或从其他工序移植部分作业内容，增加该工序 工作量。
生产线平衡把握9条原则
1、重要的是平衡物流，不是平衡能力。（不要绝对平衡 节拍和设备能力） 2、非瓶颈资源的利用率是由系统其它约束条件决定的， 而不是由其本身能力决定的。 3、让一项资源充分开动运转起来与使该项资源带来效益 不是同一涵义。 4、在瓶颈资源上损失一小时，是整个系统损失一小时。 5、想方设法提高非瓶颈资源生产率是徒劳的、无益的。 6、产销量和库存量是由瓶颈资源决定的，即瓶颈控制了 库存和产销率。 7、根据不同目的分别确定合理加工批量和传送批量。 8、在瓶颈工序前应设置缓冲环节，以避免瓶颈资源受前 面工序生产率波动的影响。 9、只有考虑到系统所有约束条件后才能决定零件计划进 度优先级。
5、排程
主规则: 紧后工序数目最多的工作优先安排。
附加规则: 紧后工序数目相同情况下，作业时 间最长的任务先排
6、产线平衡率计算
任务时间总和(T ) 效率 = 实际工位数目(Na) x 瓶颈节拍(CTB )
11.35mins/台 效率 = = .923 (3)(4.1min s/台)
案 例
生产线平衡改善
1、缩短瓶颈时间，提高产能
1人
作 业 时 间
工序 1 2 3 4 5
作 业 时 间
工序 1 2 3 4 5
作 业 时 间
工序 1 2
2人
3
4
5
1、分割作业
2、缩短时间
3、增加人员
生产线平衡改善
2、减少人员
1人
作 业 时 间
工序 1 2 3 4 5
作 业 时 间
工序 1 2 3 4 5
作 业 时 间
工序 1 2
2人
3
4
5
1、分割作业 省略工序
2、合并作业 省略工序
3、减 人
生产线平衡排程步骤
1. 2. 3. 4. 5. 6. 计算产距时间（Takt time） 画优先图 决定周期时间（CT=Takt time） 确定理论工位数 排程 计算平衡率
生产线平衡案例
电风扇装配由下列任务组成：