生产线平衡分析.docx
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生产线平衡分析
生产线平衡分析
１生产线平衡的含义
自从福特在汽车生产中发明了流动作业以后，流动作业方法因为具有对作业人员要求不高，容易批量生产等优点，被众多的企业所采用。
不过流动作业中上下工序之
间存在供应关系，一旦各工序的作业时间相差太大，就会造成某些用时短的工序不时出现等待的现象，其间的效率损失相当可观。
当工序之间的作业时间差距很小，生产中等待的时间很少，这时生产效率最高，我们称之为生产线平衡。
当然，生产线不可能自动达到平衡的状态，要通过生产线平衡分析，以期达到以下目的：
①缩短每一工序的作业时间，提高单位时间的产量。
②减少工程之间的预备时间。
③消除生产线中的瓶颈、阻滞、不均等现象，改善生产线平衡。
1改善制造方法，使它适合于新的流动作业。
２生产线平衡的表示法
生产线的平衡，通常用生产流动作业表的方法来表达，如回１２、1０和１２、11所示。
图中纵轴代表时间，横轴则按生产流动的顺序将各工序依次列出，以折线或往形图的力式将工序时间标出。
由于现代的流动生产以机械输送带流动为主，机械输送的速度也应与生产速度相适应，一般以输送带移动一个标准工序距离的时间来表示输送带的速度，称为节拍时间。
（TACTTIMEORCYCLETIME），以ＴＣ表示。
节拍时间、生产计划及工序作业时间应相适应，这也是生产线平衡的一部分。
３生产线平衡分析的步骤
①测量各工序的实际作业时间。
②制作流动作业表。
．按照作业时间的范围，在纵轴上设定合适的时间刻度。
．在横轴依序填上工序名称、人数、作业时间、平均作业时间。
．在纵轴上以柱形图或折线图标出平均作业时间。
③在耗时最长的作业时间上画一条横的虚线，把该虚线与各柱形图顶端之间的空白部分以阴影斜线填充。
④计算生产不平衡损失时间
生产不平衡损失时间为最长时间与各工序时间之差的累积，也就是图中的阴影部分。
Ｔ（loss）=∑（Tmax一Ｔi．）
⑤计算生产平衡效率及损失率（以图１２、１２为例）
生产平衡效率=各工序作业时间合计/（最长作业时间×总人数）
＝３２４ＤＭ／（３５Ｄ×１２）
＝７７、１％
生产不平衡损失率=1一生产平衡效率
=1一７７、１％
＝２２、９％
⑥分析和改进
生产平衡的改善，就是使各工序作业时间更为平均化的过程。
当生产平衡效率达不到预期的目标时，就必须对工序作业分配进行调整，使之更趋平衡。
⑴作业改善的基本原则
．排除不必要的动作
．合并微小的动作
．简化复杂的动作
．重组动作或工序
（２）对于耗时较长的工序，可以采取以下措施：
．分割作业，移一部分到耗时较短的工序
．利用工具或机械，改善作业缩短工时
．提高机械效率
．增加作业人员
．提高作业人员效率或技能
（３）对于耗时较短的作业，可以采取以下措施：
．分割作业，填充到其他耗时短的工序，取消本工序
．从耗时长的工序移一部分作业过来
．把几个耗时短的工序合并在一起
改善生产平衡时还应该注意与几个方面的因素相结合。
首先应注意与生产计划相结合。
如果订单已经低于生产能力时，增加人员以提高生产平衡率是没有意义的。
这时，应该考虑在完成生产计划的前提下，改善生产平衡以减少人员编制。
其次，要注意与机器最佳操作速度相结合。
流程中某些使用机器进行加工或检查的工序，其时间
可能无法变得更快，其他工序的时间虽然调整平衡了，但本工序的作业时间远大于平均作业时间时，平衡损失率仍然会很高。
这时作业时间的调整应以本工序为基准，使
平均作业时间等于或略大于本工序的作业时间。
⑦标准化并绘制新的平衡图
平衡改善完成后，应将改变的内容作成作业标准书，将新的工序作业安排方案确定下来。
而且，应该作出新的平衡图，作为生产安排和确定新的标准时间的依据。
②等间隔的观测时刻决定方法
等间隔的观测时刻可以使观测时刻的确定较为简便。
但如果作业周期很一致，观测的结果就会变得很不可靠。
因此该方法要慎重使用。
使用时应注意，每天的起始观测时间不要一样，观测间隔不要与作业周期一祥。
同样以具体事例说明观测的确定过程。
事例背景：
观测期间为５天，每天观测20次、每天的作息时间为８时0分至17时０分，其间12时0分至13时0分为休息时间。
确定观测时刻的步骤如下：
（1）从乱数表选择任意乱数
乱数表如表13、7所示。
从表中任选一个数字如19（第３列与31行的交叉点）。
（2）以19为起点向后读取乱数
１９，４４，８５，８６，６５，７３，６９。
７３，７５，４１，……
（3）将超过50的乱数减去50
１９，４４，３５，３６，１５，２３，１９，２３，２５，４１……
（4）确定每天的起始观测时间
由于每天上班开始的一段时间都处于生产准备阶段，观测时间希望能在这个时间段内开始，则如果这段时间一般不超过30分钟时把（3）中的乱数超过30的数值去除掉得到
１９，１５，２３，１９，２３，２５……
从左向右选取５个数字，加上开始上班的时间８点钟
就得到了每天的起始观测时间：
８：
１９，８：
１５，８：
２３
８：
１９，８：
２３。
（5）决定观测时间间隔
每天作业时间为480分钟，一天观测20次，则观测时间间隔应小于24分钟，为了计算方便，以20分钟作为观测时间间隔。
（6）订出观测时刻表
根据以上结果，可以简单地计算出观测时刻表（如表13、8）
９观测准备
将观测用纸、秒表、笔记用品等准备齐全。
其中，观测用纸的一般格式如表13、9所示，一般应包含作业名称、作业人员姓名、机械设备的名称或编号、分析者姓名、调查时间、观测时刻、观测项目等。
具体可以根据实情进行调整。
瞬间观测用纸（表13、9）
表题
月日时分~时分
工厂
调查对象
观测者
观测NO
NO
观测
计
状况
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
合计
（记事）：
10、实施观测
一切准备就绪之后，就可以实施观测了。
观测时，还应注意以下事项：
①观测时如果作业人员不在现场，先记下不在场的记号，事后应向当事人了解情况。
②观测时应事先知会现场主管，以获得积极的配合。
③观测时如发现实现未计划到的项目，应将具体情况记录下来，如有必要可以对作业状态重新进行分类
④观测时就已经发现的问题，应及时与现场主管沟通，不一定要等所有的观测结果出来再做分析。
11、观测结果整理
观测结果的整理应该采取“日事日清”的做法，在当天整理完毕，以免一些记录内容，因时过境迁而印象模糊。
表13、10是对某电气制品装配工程观测的结果。
观测项目包括主要作业、准备作业、宽放和非作业，作业人员有8名。
如表所示，8点34分时有两人在插零件，两人在进行电焊，一人在装零件，一人在处理零件，一人在进行准备作业，一人处于等待状态。
针对表13、10的观测结果应进行以下整理：
①合计各观测时刻的次数，检查是否有遗漏，因为有8名作业人员，正常的台计数应该为８
②计算每一观测项目的合计数字。
比如在主作业方面有33次的零件插人；17次电焊，锁螺丝９次等，合计是123次。
③计算不同观测项目的比率。
电焊17次，总观测数为160次，因此电焊的比率为
17÷160=10、6%。
④把每天的观测结果整理到作业分析统计表（表13、11）上。
表13、11是进行５天该观测的结果。
统计发现，主作业占80、6％，准备作业占6、5％，宽放占10、9％，非作业占2％，其中非作业和宽放合计占了12、9％，可以作为改善的对象。
12观测结果分析
观测结果整理完成之后可以针对以下几个方面进行分析，寻求改善对象。
①非作业状态所占的比率怎样？
②作业状态是否稳定，有没有波动？
③机械设备运转率如何？
④作业负荷是否平均？
⑤间接人员是否过多？
四、工作采样实例
背景：
某公司的机加工车间生产的速度一直无法满足计划的需求，造成后续生产线等待的现象很多，公司内很多人对机加工车间的管理颇有指摘，机加工车间的管理人员却认为这是因为机器不够造成的，为了找到问题的真正原因，决定应用工作采样法进行调查。
1、观测目的
调查机器运转状态，了解机加工能力不足的真正原因。
2、观测对象和观测范围
对５台冲压机进行观测，分别编号为Ａ1、Ａ2、Ａ3、Ａ4、Ａ5
3、观测项目
对机器运转状态进行调查以后，决定设置观测项目如下表：
观测项目分类（表13.12）
大分类
小分类
代码
作业
常速运转
W
低于正常速度
L
非作业
保养
M
故障维修
R
闲置
I
准备
P
4、观测数的确定
因为是调查问题的观测，参考表13.3，把观测数定为500。
5、观测频度和观测期间
把观测期间定为5天，每天观测20次，因为有５台机器，观测数正好是500。
6、观测人员
为了使观测结果更具公正性，由生产计划员进行观测。
7、观测路径
略
8、观测时到决定
采取随机观测的方式确定的结果与表13.7一样。
9、观测准备
瞬间观测表则表13.13所示。
机加工运转观测表（表13.13）
主题：
机器运转观测
年月日
工程名：
机加工
观测人：
王小川
NO.
观测时刻
观测对象
A1
A2
A3
A4
A5
1
8：
19
2
8：
39
3
8：
59
4
9：
19
5
9：
39
6
9：
59
7
10：
19
8
10：
39
9
10：
59
10
11：
19
11
11：
39
12
11：
59
13
13：
19
14
13：
39
15
13：
59
16
14：
19
17
14：
39
18
14：
59
19
15：
19
20
15：
39
10.观测结果及整理
经过观测整理得到表13.14的结果。
机加工分析统计表（表13.14）
观测主题
机加工运装观测
观测人
王小川
观测期间
6.22至6.26
工程名
机加工
时间
项目
作业
非作业
合计
W
L
M
R
I
P
星期一
55
20
0
3
8
14
100
星期二
60
18
1
5
6
10
100
星期三
66
14
0
6
4
10
100
星期四
59
12
0
5
8
16
100
星期五
62
14
0
7
6
11
100
合计
302
78
1
26
32
61
500
比率%
60.4
15.6
0.2
5.2
6.4
12.2
100
从表中的结果可以发现：
①机器的运转率仅为76％，其中低于正常速度的运转还占了15.6％。
②作业准备导致的非作业很多，占12.2％，可以考虑安排专人帮助进行作业准备，提高运转率。
③机器闲置占了6.4％，车间管理或计划安排存在一定的问题。
④机器故障每天都时有发生，占了5.2％，而机器的保养却很少，机器管理也存在不合理之处，需要进行改善。
第四章：
时间分析
第十四章稼动分析
一、谁是时间之贼
生活中，我们经常发现，两个资质、学历、年龄、工作条件都十分接近的人，在一段时间以后，事业的成就，生活的品质都有明显的差异，到底是什么造成了结果的差异呢？
有些人更在简短的一生中完成了许当令人咋舌的事情，比如法国作家大仲马在一生中写了300多卷各类文学作品，其中有100多部小说，而一般的作家一生只要完成一部小说便可扬名立万，完成三五部小说便可算多产作家了。
其实，只要对他们每天的生活细节进行长时间的跟踪，就可以了解其中的差异了。
有的人在睡觉、电视频道切换、空想、拖延中度过了太多的时间，有人则把每天所要做的事安排的有条不紊，再以最有效的方法完成每件事情，充分利用一切可以利用的时间，久而久之，结果自然有很大的差异。
在生产的现场类似的情况也随处可见。
一些原来预计可以按时完成的工作；总是不明不白地发生延误；一些现场管理者忙忙碌碌，却发现产量总是落后于计划；别的工厂三天可以完成的订单我们要一个礼拜才能完成。
又是什么造成了这些差异呢？
答案还是时间运用。
那么又是谁偷走了我们的时间呢？
把每天的生产过程用录像机录下来我们就可以看到以下的一些场景：
●上班铃响后要经过十几分钟的准备（领材料、开动机器、等烙铁热起来、人员就位等），生产才能开始；
●生产开始到第一件产品出来又要等上一段时间；
●生产过程中，不断出现品质问题、机器故障、材料来不及等意外；
●好不容易生产正常了，某位作业人员上洗手间又造成了生产线的停止；
●某种型号的产品生产完毕，要切换成另一种产品，又要忙碌上一阵子才能走上正轨；
●工艺安排不合理，造成生产平衡损失很大；
●生产线上有几位员工离职或请假，补充进来的新人作业很不熟练，造成整条生产线的产量下降；
●临近下班或休息时生产线总是提前几分钟停下来：
●某一批产品被品管判定不合格，又要花上一段时间进行返修了；
●因为某个大人物要来，工厂参观组织员工进行大扫除；
●公司最近有一些政策变动，要召集大家开会进行宣传；
……。
凡此种种不一而足。
你应该也颇有同感吧！
生产的时间就这样在一件件不创造价值的事情上消磨掉了。
试想一下，难道你在购买产品时，会因为某件产品被多搬了一百米或者被返修过而愿意多花一分钱吗?
二、损耗的分类
生产现场或当或少总存在各种各样的损耗，混杂在一起时，总令人感觉无从下手,必须进行分类，才可使问题明确化。
一般可以对损耗这样进行分类：
ｌ非作业损耗
因为各种原因引起的工程停止或停顿状态,前文所提到的机器故障、等待材料、大扫除、机种切换、品质问题调查、会议、作业准备等都属于非作业损耗。
非作业损耗的判断较为直观，直接的反映就是工程或机器处于停止或停顿状态或者正从事返修的工作。
无法进行正常的生产。
２迟缓损耗
因为员工不熟练、情绪不佳或者计划量不足而引起的生产速度过慢，与正常速度比较，生产量自然有所降低，效率也就出现了损耗，这类损耗需要对现场作业速度比较熟悉的人才能发现，不然往往在不知不觉中产量降低而不知所以。
３平衡损耗
因为生产不平衡引起的效率损失。
通过生产线平衡计算可以了解此类损耗的严重程度。
４方法损耗
因为作业内容、顺序、使用的工具不合理或未臻最佳所引起的损耗，此类损耗通过工程分析、动作分析、搬运布置改善来解决。
其中迟缓损耗、平衡损耗、方法损耗又可归纳在一起，称为作业内损耗。
作业内损耗的共同特点是潜藏在作业过程中，需要进行一定的数据收集分析，可能发现问题的严重程度并进行改善。
损耗的分类（图14.1）
三、稼动分析的基本概念
1勤务时间
指作业人员上班的时间长度，每天正常上班８小时则一个人的勤务时间为480分，如果有加班的话，应该把加班时间也计算进去，比如加班３小时的话，勤务时间就应加上240分成为720分。
把所有作业人员的勤务时间加在一起，称为总勤务时间。
2稼动率与能率
稼动分析把效率分为两部分进行衡量，即稼动率和能率，主要是为了区分非作业损耗和作业内损耗带来的影响，便于区分问题原因，分别进行改善。
①稼动率
总勤务时间不可能全部用于正常生产作业，总会有一定的非作业时间产生，扣除非作业时间后才得到真正用于作业的时间。
稼动率就是作业时间和总勤务时间的比值，用于衡量时间利用的程度，或者可以称为时间利用率。
稼动率=（总勤务时间－非作业时间）/总勤务时间
从上式可以看出稼动率一定会小于100％。
②能率
用于作业的时间，因为作业速度、工艺安排、方法运用的差异产生的效果也各有不同。
按标准工时进行计算生产出相同产量产品所应耗用的时间与实际作业时间之比即为能率，能率用于衡量作业时间内的效率高低。
能率=（总勤务时间－非作业时间）/（产量×标准工时）
1能率在100％上下进行波动时，代表工程效率水平与目标一致；
2当能率低于100％较多时，代表工程效率水平与目标有较大的差距或者标准工时设定过于严格；
3当能率高于100％较多时，代表工程水平有了一定的提高，原先的标准工时已经较为宽松，与实际脱节，应进行修正。
3.稼动分析的用途
稼动分析是一种很有效的现场管理改善工具，通过持之以恒的观测，可以达到以下目的：
①了解公司生产的效率水平，为生产计划及成本计算提供基础资料；
②为公司内部的人力及设备调配提供依据，使各工程之间配合更为顺畅；
③分辨效率损失的原因，归属对策责任，提高生产效率；
④帮助基层管理人员了解自身管理水平。
建立持续改善的氛围。
四、稼动分析的基本步骤
１．标准工时的设定
标准工时是生产计划、成本计算、效率衡量的重要依据，每一产品导入生产后，均应及时设定标准工时，以备使用。
标准工时的设定方法在本书第十二章中已有详细叙述，此处不再重复。
下表是某公司部分产品的标准工时明细。
标准工时明细表（表14.2）
工程
产品
附属加工
组装
总装
包装
合计
MV105
0.72
2.85
4.75
1.64
9.96
WS228
0.53
2.64
5.62
1.49
10.28
ML153
0.48
2.46
4.88
1.76
9.58
SK2128
0.82
2.60
6.05
1.65
11.12
UB309
0.60
3.20
5.54
1.86
11.2
２非作业时间分类
对非作业时间进行详细分类，可以使因为各种原因所造成的非作业被区分开来进行统计,需要进行问题对策时，责任更容易归属。
必要时还可对非作业时间进行编号，以使电脑自动统计的进行。
非作业时间分类表（表14.3）
一级分类
二级分类
说明
编号
非作业时间
例行
会议
每天因宣导公司政策、生产计划及注意事项所必须进行的会议。
N01
休息
为恢复疲劳，方便员工生理需求而设置的工间休息。
N02
扫除
周期性发生的扫除
N03
供应
内部
前工程供应来不及所造成的非作业时间
N11
外部
原料、外协加工供应来不及造成的非作业时间。
N12
品质
返修
因为品质问题而造成的返修
N21
调查
调查品质问题而引起的停线
N22
设备
故障
设备故障及维修所引起的停止。
N31
保养
因设备保养引起的非作业时间
N32
更换
更换易损件所引起的非作业时间
N33
计划
切换
生产两种不同型号产品之间的切换过程
N41
订单不足
因为订单不足引起生产线无事可做
N42
准备
生产开始前的准备过程
N51
外因
因为外界因素（如停电、停水）引起的非作业时间
N61
其它
其它无法归纳入上列各点的非作业时间
N71
不同企业可以根据自己的实际情况进行分类编码。
不过，必须注意的是，列入非作业时间统计的项目，在标准工时中就不再考虑相应的宽放，否则会造成能率计算的不准确。
而计划和成本计算时应把稼动拯的正常水平考虑进去。
例如：
Ａ公司的Ｂ生产线有20名作业人员，生产型号力Ｘ105的产品的标准工时为５分钟，而该公司的正常稼动率水平为90％。
则Ｂ生产线一天生产Ｘ105产品的标准产量应为：
20×480×90％／5=1728件
进行生产计划时可按排Ｂ生产线一天生产1700件Ｘ105的产品。
成本的计算也以类似方式进行处理。
３.准备生产情况记录表及稼动分析日报表
稼动分析主要通过把握利用情况和生产的结果与标准值进行比较，来评判效率的高低。
因此把现场所发生的一切事件记录下来，就显得非常重要了。
表14.4的生产情况记录表就是用来执行这一任务的。
生产情况记录表（表14.4）
单位：
记录人：
年月日
起始时间
结束时间
事件内容
影响人数
归类
稼动分析日报表（表14.5）
工程别：
日期：
出勤人数（p）
线外人数（o）
借出/入（c）
加班人数（n）
加班时间（t2）
时间
生产
总勤务时间（t）
产品别
型号
产量/累计
标准工时
标准作业时间
非作业时间
合计（s）
实际作业时间（ta）
合计标准作业时间
稼动率ta/t
能率=ts/ta
综合效率
备注
批示
计算方法：
t=（p－o－c）×480+n×12ta=t－s
记录的结果应使用稼动分析日报表进行整理分析，稼动分析日报表如表14.5所示。
４确定记录及分析人员
由于稼动分析属干连续观测，记录的又是现场发生的情况，所以生产情况记录表理应由现场人员来填写。
单独作业者由作业者自己记录，流水线作业者由线长或第一道工序的人员记录均可。
而稼动分析则可以由基层管理人员和生产统计人员分工进行。
５数据收集
前面的准备工作完成之后，就可以进行数据的收集了。
必须注意的是记录的情况必须真实准确，切不可为推卸责任而杜撰臆造。
某些公司的基层管理人员在实施稼动分析时，为使能率显得高一些，会凭空捏造一些非作业时间出来，这样就失却了改善的本来目的了。
６稼动分析
收集的数据，应每天进行整理，以了解当天的稼动状况，适时进行调整。
下面以具体事例来说明稼动分析表的做法。
背景资料：
Ａ公司的总装课的生产线Ｋ1共有人员26人，其中有一人负责材料供应及临时空缺填补的工作，实际在线人员25人。
其生产的产品的标准工时与表14.2所列的相同。
某天的生产情况记录和产量如表14.6和表14.7所示。
生产情况记录表（表14.6）
单位：
K1记录人：
马晓兰02年04月11日
起始时间
结束时间
事件内容
影响人数
归类
8：
00
8：
05
早会
25
N01
8：
05
8：
10
生产准备
25
N51
9：
55
10：
05
工间休息
25
N02
10：
30
10：
50
由MV105改为生产WS228
25
N41
11：
00
11：
05
WS228品质不稳定调查
8
N21
13：
00
13：
05
生产准备
升级会员 