生产线平衡分析与改善答案学习教案

1、会计学1生产线平衡分析生产线平衡分析(fnx)与改善答案与改善答案第一页，共61页。2022-6-192第1页/共61页第二页，共61页。2022-6-1931.1.概念概念 生产线平衡即对生产的全部工序进行平均化，调整作业负荷，生产线平衡即对生产的全部工序进行平均化，调整作业负荷，以使各作业的时间尽可能相近以使各作业的时间尽可能相近(xin jn)(xin jn)的技术手段与方法，它的技术手段与方法，它是生产流程设计及作业标准化中最重要的方法，是通过平衡生产是生产流程设计及作业标准化中最重要的方法，是通过平衡生产线使现场真正实施生产同步化，从而达到线使现场真正实施生产同步化，从而达到“一个流

2、一个流”的理想。的理想。 实施生产线平衡前，管理人员应先处理好个别效率与整体效实施生产线平衡前，管理人员应先处理好个别效率与整体效率之间的关系率之间的关系 第2页/共61页第三页，共61页。2022-6-1942.2.目的目的(md)(md)通过平衡生产线可以达到以下几个目的通过平衡生产线可以达到以下几个目的(md)(md)： 加快产品流动加快产品流动, ,减少生产周期。减少生产周期。 消除工程瓶颈消除工程瓶颈, ,提高作业效率提高作业效率, ,稳定产品质量稳定产品质量, ,优化作业流优化作业流程程, ,减少单件产品的工时消耗，降低成本（等同提高人均产减少单件产品的工时消耗，降低成本（等同提高

3、人均产量）。量）。 减少工序在制品，真正实现减少工序在制品，真正实现“一个流一个流”。 在平衡的生产线基础上实现单元生产，提高生产应变能在平衡的生产线基础上实现单元生产，提高生产应变能力，对应市场变化实现柔性生产系统。力，对应市场变化实现柔性生产系统。 通过平衡生产线可以综合应用程序分析、动作分析、布通过平衡生产线可以综合应用程序分析、动作分析、布置分析，搬动分析、时间分析等工业工程方法，提高全员综置分析，搬动分析、时间分析等工业工程方法，提高全员综合素质。合素质。第3页/共61页第四页，共61页。2022-6-195第4页/共61页第五页，共61页。2022-6-196 流水流水(lishu

4、)生产是在生产是在“分工分工”和和“作业标准化作业标准化”的的原理上发原理上发 展起来的展起来的 流水流水(lishu)生产方式的诞生生产方式的诞生 必须依赖加工技术的支撑必须依赖加工技术的支撑 流水流水(lishu)生产方式的基础是流水生产方式的基础是流水(lishu)生产线生产线1、 流水流水(lishu)生产的基本概念生产的基本概念 流水生产的原理流水生产的原理第5页/共61页第六页，共61页。2022-6-197 流水生产流水生产(shngchn)的特点的特点 工作的专业化程度高工作的专业化程度高 生产按节拍进行生产按节拍进行 工艺过程是封闭的工艺过程是封闭的 生产对象在工序间作生产对

5、象在工序间作(jinzu)单向移单向移动动 工作地之间有传送装置连结工作地之间有传送装置连结1、 流水生产的基本概念流水生产的基本概念第6页/共61页第七页，共61页。2022-6-198 产量要足够大，单位产品的劳动量也比较大产量要足够大，单位产品的劳动量也比较大 制造的工艺过程能划分成简单的工序，又能根据工序制造的工艺过程能划分成简单的工序，又能根据工序 同期化的要求把某些同期化的要求把某些(mu xi)工序适当的合并和分解，工序适当的合并和分解，使各工使各工 序的作业时间基本相等或成整数倍序的作业时间基本相等或成整数倍 产品结构和制造工艺相对稳定产品结构和制造工艺相对稳定 必要的场地等必

6、要的场地等1、 流水生产的基本概念流水生产的基本概念第7页/共61页第八页，共61页。2022-6-199单人单产品式单人单产品式单产品固定式单产品固定式多产品固定式多产品固定式自由流水自由流水(lishu)式式连续传动流水连续传动流水(lishu)式式 间歇传动流水间歇传动流水(lishu)式式分组式分组式1、 流水生产的基本概念流水生产的基本概念第8页/共61页第九页，共61页。2022-6-19101、 流水生产线平衡设计应解决流水生产线平衡设计应解决(jiju)的若干基本问的若干基本问题题第9页/共61页第十页，共61页。2022-6-19112、 流水线平衡设计的准备流水线平衡设计的

7、准备(zhnbi)工作工作 第10页/共61页第十一页，共61页。2022-6-1912当流水线的运输批量等于当流水线的运输批量等于1的情况下，节拍按下式计算：的情况下，节拍按下式计算：式中式中 C流水线节拍；流水线节拍； Fe计划期有效工作时间；计划期有效工作时间； N计划期应完成计划期应完成(wn chng)的产量。的产量。3、 单品种流水线平衡方法单品种流水线平衡方法NFCe第11页/共61页第十二页，共61页。2022-6-1913若按批运输时，则流水线节拍若按批运输时，则流水线节拍(jipi)为为式中式中 Q运输批量。运输批量。 确定(qudng)流水生产的节拍3、 单品种流水线平衡

8、方法单品种流水线平衡方法 1 1 2 2 5 10 10 5.010 1 2 2 5 10 20 20 2.05.0 1 2 5 10 20 20 50 1.02.0 1 2 5 10 20 50 100 1.010 5.0 2.0 1.0 0.5 0.2 0.1工序平均加工时间（分）运输批量单件单件重量（kg）流水线运输批量参考值CQC批CQC批第12页/共61页第十三页，共61页。2022-6-1914 案例(n l)：生产线平衡分析案例(n l)(直流式流程序为例)设某一产品从原料到成品，需经过设某一产品从原料到成品，需经过A、B、C、D四个工序，其基本标四个工序，其基本标准工时准工时(

9、gngsh)（秒（秒/个）及相关生产效率、良率、投入机台个）及相关生产效率、良率、投入机台/人员数人员数分别见表分别见表1-1：可以求各工序每小时产量为：可以求各工序每小时产量为：A工序每小时产量工序每小时产量=（3600秒秒6.90）90%95%1=470.87个个B工序每小时产量工序每小时产量=（3600秒秒5.1）80%99.5%1=470.87个个C工序每小时产量工序每小时产量=（3600秒秒34.40）100%99.9%2=209.09个个D工序每小时产量工序每小时产量=（3600秒秒30.40）100%99.5%2=238.8个。个。3、 单品种流水线平衡方法单品种流水线平衡方法

10、第13页/共61页第十四页，共61页。2022-6-1915 案例(n l)：生产线平衡分析案例(n l)3、 单品种流水线平衡单品种流水线平衡(pnghng)方法方法 第14页/共61页第十五页，共61页。2022-6-1916 案例：生产线平衡分析案例由表一可知A、B、C、D四个工序每小时产量处于不平衡的状态，整体生产线的产量受限于C工序，每小时只能产出209.09个，其他的工序的产出高于209.09个，只会堆积在生产线上而造成半成品库存积压，而D工序更将因为C工序的产量，而形成时间的等候。比较B、C两个工作站，将可发现B工作站的产能为C工作站的2.69倍，B、C两个工作站将积压大量的半成

11、品。若以传统追求各工作站提升效率的方式进行管理，B工作站的效率提升，只会恶化B、C站的半成品积压的浪费，而无助于整体产量的提高（假设B工作站经训练生产效率达100%，则B工作站每小时产量将达702.35个，产量为C工作站的3.36倍）。生产线通过多道工序完成(wn chng)成品，追求效率的方向应以整体的生产效率，也就是以最终成品数量和配置的资源（人员、设备）的多少来衡量 3、 单品种单品种(pnzhng)流水线平衡方法流水线平衡方法 第15页/共61页第十六页，共61页。2022-6-1917木桶理论与项链理论3M（浪费、负荷过重、不平衡）浪费：搬运的浪费、不良品浪费、动作浪费、在库浪费、加

12、工过度的浪费、等待的浪费、过量生产(shngchn)的浪费负荷过重：机器负荷过重可能导致故障，人员负荷过重可能导致安全、效率和质量问题。不平衡：导致浪费和负荷过重等.3、 单品种流水线平衡单品种流水线平衡(pnghng)方法方法 第16页/共61页第十七页，共61页。2022-6-1918平衡图分析 产能平衡图是以目视的方式对单一产品于各工序所需的时间进行图示分析。由于平衡图可以识别瓶颈工序的可能发生工序，并以动作分析进行平衡。通常情况下，运用平衡图主要对产品于各工序加工所需时间进行分析。案例2-1 平衡图分析案例 假设某一产品需经四道加工工序A、B、C、D，其加工所需时间（标准工时）分别(f

13、nbi)见表2-1所列工序产量表。3、 单品种单品种(pnzhng)流水线平衡方法流水线平衡方法 第17页/共61页第十八页，共61页。2022-6-1919平衡(pnghng)图分析 第18页/共61页第十九页，共61页。2022-6-1920平衡图分析-改善(gishn)案例: 第19页/共61页第二十页，共61页。2022-6-1921生产线平衡(pnghng)率的计算: n衡量生产线平衡的好坏，可以用生产线平衡率或平衡损失率来进行定量衡量。n在计算生产线平衡率或平衡损失率前，必须先设定计算的时间基准(jzhn)，即生产周期。如案例2-1，可以发现决定生产线的作业时间周期的工序时间是最长

14、工序的时间（Pitch Time）,也就是说Pitch Time(节拍时间)等于周期时间 (Ct)（注：在完成各工序后，每隔Pitch Time完成一个或批产品）n另外一种计算方法同样可以得到Cycle Time，即由以每小时平均成品产量，求得一个产品的Ct第20页/共61页第二十一页，共61页。2022-6-1922生产线平衡(pnghng)率的计算: nCt=瓶颈工序单位产品产出时间n生产线的平衡率计算公式如下：n生产线平衡率=实际作业所需时间总和(zngh)作业时间总和(zngh)n=Ti （CtN） nTi各作业资源加工时间nN作业资源数总和(zngh)n若以平衡图与生产线平衡率做比较

15、，平衡率等于图中白色部分的面积（加工时间）除以平衡图的全部面积（作业时间总和(zngh)）第21页/共61页第二十二页，共61页。2022-6-1923生产线平衡(pnghng)率的计算: 以案例以案例2-2进行进行(jnxng)计算，对计算，对C工序增加作业资源数作为改善，将工序增加作业资源数作为改善，将有助于生产平衡率由有助于生产平衡率由64.17%提高至提高至77%，产能从，产能从30分钟生产一个成分钟生产一个成品，提高到品，提高到20分钟生产一个产品，产能提高分钟生产一个产品，产能提高50% 第22页/共61页第二十三页，共61页。2022-6-1924生产线平衡(pnghng)率的计

16、算: 若对若对C工序进行动作分析研究，将部分工作分配给闲置的工序进行动作分析研究，将部分工作分配给闲置的B、D两工序，两工序，则将有助于一产平衡率由则将有助于一产平衡率由64.17%提高提高(t go)至至96.25%。产能比。产能比30分钟分钟生产一个成品，提高生产一个成品，提高(t go)到到20分钟生产一个成品，产能提高分钟生产一个成品，产能提高(t go)50% .第23页/共61页第二十四页，共61页。2022-6-1925生产线平衡(pnghng)率的计算: 若评估上述两方案，对瓶颈工序若评估上述两方案，对瓶颈工序(gngx)C进行动作分析的生产线平衡进行动作分析的生产线平衡改善方

17、案较增加作业资源的生产线平衡改善方案的效果为佳（无须增改善方案较增加作业资源的生产线平衡改善方案的效果为佳（无须增加一个工位）加一个工位） 第24页/共61页第二十五页，共61页。2022-6-1926生产线平衡(pnghng)损失率的计算: 生产线平衡损失率计算公式如下：生产线平衡损失率计算公式如下：平衡损失率平衡损失率=（非加工时间总和（非加工时间总和(zngh)）作业时间总和）作业时间总和(zngh)=LTi （生产节拍（生产节拍N）=1-生产线平衡率生产线平衡率LTi-各作业资源非加工时间；各作业资源非加工时间；N作业资源数总和作业资源数总和(zngh)。 若以平衡图与生产线平衡损失率

18、做比较，平衡损失率等于平衡图若以平衡图与生产线平衡损失率做比较，平衡损失率等于平衡图中阴影部分面积（非加工时间）除以平衡图的全部面积（作业时间中阴影部分面积（非加工时间）除以平衡图的全部面积（作业时间总和总和(zngh)）第25页/共61页第二十六页，共61页。2022-6-1927生产线平衡(pnghng)损失率的计算: 第26页/共61页第二十七页，共61页。2022-6-19281、平衡率改善的基本原则:是通过(tnggu)提高作业资源的产出、调整工序的作业内容，使各工序作业时间达到平衡。实施时可采用以下方法:对瓶颈工序进行作业改善。作业改善的方法包括对于良率的提升、效率的提高和设备的开

19、动率的提高（设备开动率指实际设备开动时间与可开动（负荷）时间之比，计算如下：设备开动率=实际设备开动时间设备负荷时间）凭借增加瓶颈工序的作业资源数，提高平衡率。分解瓶颈工序的作业内容，并分提给其它工序。减少非瓶颈工序的作业资源数，以提高平衡率；合并相关工序，重新排布生产工序。相对来讲，在作业内容相对较多的情况下容易平衡。在精益生产中，可凭借U形布局的多能工轻易达到目的。分解作业时间较短的工序，把该工序排到其它工序中去。第27页/共61页第二十八页，共61页。2022-6-19292、平衡(pnghng)率改善的图示。第28页/共61页第二十九页，共61页。2022-6-19302、平衡(png

20、hng)率改善的图示。第29页/共61页第三十页，共61页。2022-6-19312、平衡(pnghng)率改善的图示。第30页/共61页第三十一页，共61页。2022-6-1932在给定了节拍时间后，最少工作地数应为：在给定了节拍时间后，最少工作地数应为： 式中的式中的 符号表示大于或等于符号表示大于或等于W/C的最小整数。的最小整数。W表示制造单位产品所需全部作业元素加工时间总和。表示制造单位产品所需全部作业元素加工时间总和。流水线的最少工作地数可以作为衡量流水线利用流水线的最少工作地数可以作为衡量流水线利用(lyng)程度程度的一个标准，用来检查工作地任务分工组织的合理性。的一个标准，用

21、来检查工作地任务分工组织的合理性。1、 单品种流水线平衡方法单品种流水线平衡方法 CWSmin第31页/共61页第三十二页，共61页。2022-6-1933任务任务生产时间（分钟）生产时间（分钟）前项任务前项任务A10B11AC5BD4BE12AF3C、DG7EH11EI3G、H总时间总时间66第32页/共61页第三十三页，共61页。2022-6-1934)/(1240480件分钟节拍个工序或最小的工序数目65 . 51266%7.91726612666效率ADCEBIHGF工序11051211337114工序3工序2工序4工序5工序6第33页/共61页第三十四页，共61页。2022-6-19

22、35阶位法的工作步骤(bzhu)如下 作图表示装配工艺过程中各作业元素的先后关系，并标明每项作业元素的时间。作图表示装配工艺过程中各作业元素的先后关系，并标明每项作业元素的时间。 从作业元素先后关系图找出每项作业元素的后续作业元素，计算它们的时间总和，从作业元素先后关系图找出每项作业元素的后续作业元素，计算它们的时间总和，即每项作业元素的阶位值。即每项作业元素的阶位值。 按阶位值的大小，由大到小，将作业元素排队，制成作业元素阶位表。按阶位值的大小，由大到小，将作业元素排队，制成作业元素阶位表。 从阶位值最高的作业元素开始，向工作地分配作业要素。每分配一项作业元素，从阶位值最高的作业元素开始，向

23、工作地分配作业要素。每分配一项作业元素，计算一次在节拍时间内的剩余时间。若剩余时间足够安排另一项作业元素，从阶位表计算一次在节拍时间内的剩余时间。若剩余时间足够安排另一项作业元素，从阶位表中找出阶位值次高的作业元素分给该工作地。若剩余时间不够安排其它作业元素，就中找出阶位值次高的作业元素分给该工作地。若剩余时间不够安排其它作业元素，就向下向下(xin xi)一个工作地分配，直到全部作业要素都被安排入工作地为止。一个工作地分配，直到全部作业要素都被安排入工作地为止。装配流水线平衡的方法很多，这里介绍一种简便而又能取得满意效果的方法阶位法。第34页/共61页第三十五页，共61页。2022-6-19

24、36用下面的公式用下面的公式(gngsh)计算流水线负荷率，以评价流水线计算流水线负荷率，以评价流水线平衡后的效率：平衡后的效率： 式中式中 E 流水线负荷率流水线负荷率 S 采取平衡措施后的流水线工作地数。采取平衡措施后的流水线工作地数。1、 单品种流水线平衡方法单品种流水线平衡方法 SCWE 第35页/共61页第三十六页，共61页。2022-6-19372、 多品种多品种(pnzhng)流水线生产的平衡设计流水线生产的平衡设计 一种是可变流水线，又称转换流水线。它的基本特征是，一种是可变流水线，又称转换流水线。它的基本特征是，在一条流水线上轮番生产几种产品。在一条流水线上轮番生产几种产品。

25、 另一种是混合流水线。是指在同一时间内，在同一条另一种是混合流水线。是指在同一时间内，在同一条流水线上按固定顺序混合地生产多种品种产品流水线上按固定顺序混合地生产多种品种产品。第36页/共61页第三十七页，共61页。2022-6-19382、 多品种多品种(pnzhng)流水线生产的平衡设流水线生产的平衡设计计 可变流水线节拍的确定可变流水线节拍的确定 混合流水线节拍的确定混合流水线节拍的确定 第37页/共61页第三十八页，共61页。2022-6-19392、 多品种多品种(pnzhng)流水线生产的平衡设计流水线生产的平衡设计可变流水线节拍(jipi)的确定 就是在生产的产品中，选择一种产量

26、大、劳动量大、工艺就是在生产的产品中，选择一种产量大、劳动量大、工艺过程比较复杂的产品作为代表产品，然后将其它产品按劳动量过程比较复杂的产品作为代表产品，然后将其它产品按劳动量比例关系换算成代表产品的产量，按换算后的代表产品的总产比例关系换算成代表产品的产量，按换算后的代表产品的总产量计算每种产品的节拍。量计算每种产品的节拍。 第38页/共61页第三十九页，共61页。2022-6-19402、 多品种多品种(pnzhng)流水线生产的平衡设流水线生产的平衡设计计 此法是将计划期有效工作时间按各种产品此法是将计划期有效工作时间按各种产品的劳动量比例进行分配，然后根据产品分得的的劳动量比例进行分配

27、，然后根据产品分得的有效工作时间和产量计算生产节拍。有效工作时间和产量计算生产节拍。 可变流水线节拍的确定第39页/共61页第四十页，共61页。2022-6-19412、 多品种多品种(pnzhng)流水线生产的平衡设流水线生产的平衡设计计 按固定的混合产品组组织生产按固定的混合产品组组织生产 产品组在各工作地的作业含量时间与流水线节拍应相等或产品组在各工作地的作业含量时间与流水线节拍应相等或成倍比关系成倍比关系 生产中转换品种时，不需要对设备或工艺装备重新生产中转换品种时，不需要对设备或工艺装备重新调整调整混合流水线节拍的确定 第40页/共61页第四十一页，共61页。2022-6-19422

28、、 多品种多品种(pnzhng)流水线生产的平衡设计流水线生产的平衡设计混合流水线节拍(jipi)的确定 组组NFCe组N组C第41页/共61页第四十二页，共61页。2022-6-19432、 多品种多品种(pnzhng)流水线生产的平衡设流水线生产的平衡设计计混合(hnh)流水线节拍的确定 固定于流水线上生产的产品产量相等。固定于流水线上生产的产品产量相等。流水线上生产的若干种产品的计划期产量成较流水线上生产的若干种产品的计划期产量成较小的整数比小的整数比(如如1:2:3 或或2:3:4等等)。第42页/共61页第四十三页，共61页。2022-6-19442、 多品种多品种(pnzhng)流

29、水线生产的平衡设计流水线生产的平衡设计NoImage 编制综合的作业元素顺序图编制综合的作业元素顺序图 选择平衡工作地作业量的时间周期选择平衡工作地作业量的时间周期(zhuq) 计算作业元素在平衡周期计算作业元素在平衡周期(zhuq)内的作业时间内的作业时间多品种流水生产线的平衡niiijjitNd1式中式中:di第i作业元素的作业时间Nj产品j在周期内的产量ij系数，产品j含有作业元素i时， ij=1，否则， ij=0ti第i作业元素的单件作业时间第43页/共61页第四十四页，共61页。2022-6-19452、 多品种多品种(pnzhng)流水线生产的平衡设流水线生产的平衡设计计台分630

30、104060811niiNTc第44页/共61页第四十五页，共61页。2022-6-19462、 多品种多品种(pnzhng)流水线生产的平衡设计流水线生产的平衡设计554313354412131417184313544141718434316415115431354414171822(1)A产品(chnpn)FA=4+3+3+4+1+5+5+3+4+5=37（分）(2)B产品(chnpn)FB=4+4+3+4+1+4+3+3+4+5=35（分）(3)C产品(chnpn)FC=4+5+3+4+1+2+2+3+4+3+4+5=40（分）产品作业顺序图第45页/共61页第四十六页，共61页。202

31、2-6-19475543133544121314171843431641511522产品(chnpn)A、B、C的综合作业图7301040640303510374011minniiniiiNcFNS第46页/共61页第四十七页，共61页。2022-6-1948进行混合(hnh)流水线的平衡Tdni1niiniiiNcSFNE11niiiniiFNNcSBD11第47页/共61页第四十八页，共61页。2022-6-1949第48页/共61页第四十九页，共61页。2022-6-19505543133544121314171843431641511522作业区间的划分第49页/共61页第五十页，共6

32、1页。2022-6-1951作业元素关系表作业元素关系表区间区间作业元素作业元素移动的可能性移动的可能性di区间区间累计累计32040若移若移15 16 ， 可移至区间可移至区间150510510若移若移12 13 ， 可移至区间可移至区间1202403208040可移至区间可移至区间30若移若移15 16 ，可移至区间，可移至区间6011若移若移 16 ，可移至区间，可移至区间60950146012可移至区间可移至区间20013可移至区间可移至区间2001424015可移至区间可移至区间12016可移至区间可移至区间908502310173203202630184004003030第50页/

33、共61页第五十一页，共61页。2022-6-1952平衡的结果及过程平衡的结果及过程区间区间作业元素作业元素didi作业元素的移动作业元素的移动修正后的累计时间修正后的累计时间作业工序作业工序320320140360150510移至区间移至区间360120480150150240390260450320320804003111160460404043070122002701512039013200200514240440169090617320410184004007第51页/共61页第五十二页，共61页。2022-6-1953平衡结果(ji gu)评价：%2.90902.0336030301

34、1niiniiiNcSFNE分钟3304030351037403010406711niiiniiFNNcSBD混合流水线在计划(jhu)期内的工作时间损失：混合流水线负荷率：第52页/共61页第五十三页，共61页。2022-6-1954工序的进一步合并 现在有7道工序。由于第三道与第四道工序相互没有先后关系，说明两道工序可以同时进行，即可以合并为一个(y )工序而设两个工位，由两个工人在同一工作地上操作。因此，该混合流水线最后可并为6道工序7个工位。进一步合并工序示意表进一步合并工序示意表工序号123456所分配的作业元素 1111 12 1512 1513 1413 1416 17 18工位数1 112 21 111工作顺序图1 2 3 4 5 61 2 3 4 5 6 3 3 第53页/共61页第五十四页，共61页。2022-6-1955 做好流水线平衡是混合流水线设计的一个步骤。要在生产中真正(zhnzhng)实现均衡化，还需做好产品混合生产的计划和组织工作。应合理搭配产品品种，不但保证生产按节拍，不间断地进行，达到产量均衡，而且还必须保证工时和品种的均衡。这样的一种组织生产的方法称为生产的平准化。、 多品种流水多品种流水(l