HONGXIN COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.
常林道依茨法尔
精益生产
第一篇
节拍及生产平衡
生产技术部
王益学
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一.生产能力计划定义
二.生产能力度量
三.生产效率与利用率
四.设备OEE
五.规模经济性
六.生产能力的需求
七.生产能力计划的决策步骤
八.生产线平衡与节拍
精益生产
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生产能力计划
所谓生产能力 （Capacity），是指一个作业单元的最大产
出率。这里的单元，可以是一个工序，一台设备，也可以
是整个企业组织。
在给定的生产运作组织方式下，现有的生产运作能力能否
满足生产或提供服务的要求? 如果不能，就要考虑扩大生
产运作能力。生产运作管理人员必须考虑提供足够的能力，
以满足目前及将来的市场需求，否则就会遭受机会损失。
但反过来，生产运作能力过大，又会导致设施闲置，资金
浪费。
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生产能力计划
（1）需要何种生产能力？由产品特点决定。
（2）需要多大生产能力？由产品产量决定。
（3）何时需要这种生产能力？取决于需求。
广义上说，生产能力是人员能力、设备能力和管理能力的
总和。人员能力是指人员数量、实际工作时间、出勤率、
技术水平等因素的组合；设备能力是指设备和生产面积的
数量、水平、开动率和完好率等因素的组合；管理能力包
括管理人员经验的成熟程度与应用管理理论、方法的水平
和工作态度。而从狭义上讲，生产能力主要是指人员能力
和设备能力，在资本集约化较高的制造业企业中，尤其是
指设备能力。
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生产能力决策的重要性
－ 生产能力决策对于企业满足其产品未来需求的能力具有
实实在在的影响；若能满足，则将给予企业巨大生机。若
不能满足，则将限制企业发展和丧失商机
－ 生产能力影响运作成本。能力与需求彼此匹配，则可使
运作成本为最小；能力与需求不能保持一致，将对运作成
本造成负面影响。
－ 生产能力通常是初始成本的主要决定因素；
－ 生产能力决策通常意味着资源的长期投入，难易改变。
－ 生产能力决策影响竞争。如果拥有能够迅速增加的生产
能力，可以增加竞争力。
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生产能力度量
－ 如上所述，生产能力是指系统在一定时间内可能实
现的产出；但是如何度量它，却并不简单。
－ 不同行业生产能力的测定和表达是不同的。
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生产能力度量
一般来说，度量可分为两种基本形式：投入度量或产出度量。
不同的组织，根据其具体情况，需要考虑用不同的度量。
选择用投入还是产出来度量，其基本考虑是：在以产品对象专
业化为生产组织方式的企业中，通常以产出为度量单位，产出
的品种比较少，产出有明确的度量。而在产品品种较多、数量
较少、采取工艺对象专业化的生产方式的企业中，则用投入进
行度量更方便，例如，用拥有的设备数量，每月的可利用设备
机时等。
要注意的是，市场需求往往是按照产出来表示的。为了考虑需
求与能力是否匹配，用投入进行度量时需要把需求换算成所需
的设备数或设备机时等。
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生产能力度量
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设计、有效与实际生产能力
设计生产能力：是理想情况下（无任何时间损失）最大的可能
产出，指设备连续运转时的产出能力。它是技术含义上的最大
产出能力。
有效生产能力：它是指一个企业在给定产品组合、使用合理的
人员、合理的时间、设备维护、生产规划和质量保证安排条件
下，设备的最大产出能力。它是一种经济含义上的产出能力，
小于设计生产能力。
实际产出：实际的系统产出，它通常小于有效生产能力。去除
了由于机器故障、缺工、材料短缺、质量等一些不可预见的能
力损失。
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生产效率与利用率能力
生产效率 ：
有效生产能力； 实际生产产出
生产利用率 ：
设计生产能力
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生产效率与利用率能力
给定以下信息，计算汽车修理车间的生产效率和生产利用率：
设计生产能力 ＝ 50辆/天
有效生产能力 ＝ 40辆/天
实际产出 ＝ 36辆/天
生产效率及生产利用率：
与每天40辆的有效生产能力相比，每天36辆的产出似乎还可以；但是，
与每天50辆的设计生产能力相比，每天36辆的产出就不那么理想了。
（设计能力未得到充分使用）
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生产效率与利用率
某烤饼店有一个加工卷饼的工厂。该厂的效率是90％，利用率是80％。
3条加工线用来生产卷饼。生产线每周运作7天，每天3个8小时一换的班
次。每条生产线的设计能力是每小时加工120个标准卷饼。计算有效生
产能力和实际生产能力（每周）。
实际生产能力
卷饼/周
有效生产能力
卷饼/周
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生产效率与利用率
－ 效率高，不可预测因素造成的能力损失小；
－ 提高生产能力的利用率的关键是改进产品质量问题、保
持设备良好的运行条件，充分培训工作人员和充分利用瓶颈
设备。
－ 要提高利用率 ，则必须提高Cr。为此，必须使不可预
见的时间损失减至最小。
－ 提高 ，也有赖于提高Ce。因为Ce =Cr，所以在效
率一定时，提高Cr，有赖于提高Ce。
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能力缓冲
能力的利用率往往不是百分之百而应留有一定的富余，该富余
量被称为能力的缓冲（Capacity Cushion）：
能力缓冲 ＝ 1一利用率
－ 在资本集约度较高的企业中，设备造价昂贵，因此能力缓冲
量通常较小，小于10％。
－ 对不能用库存调节对需求的供应， 并且也不能使顾客等待
时间太长的企业（如服务业），适当设置缓冲量就非常重要。
－ 在制造业企业，需求的波动在某种程度上可以利用库存来调
节，也可以通过加班、倒班等来调节．因此缓冲的设置量可相
对小一些。但当需求的不确定性较大，而生产系统资源的灵活
性又较小时，较大的缓冲就是必要的。
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OEE整体设备效能
OEE（overall equipment effectiveness)
OEE:总体设备效能，设备运行时的好坏程度
OEE=可用性*表现性*质量性
可用性：用来展示设备在总可用时间的可用性
表现性：用来衡量设备的速度损失以及由于阻塞和缺料产生
的空闲或停顿
质量性：用来展示设备产出的一次合格良品率
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OEE整体设备效能
total available time
总可用时间
net available time
净（计划）可用时间（负荷时间）
operating time
实际运行时间（嫁动时间）
net operating time
产出时间
valuable time
有效时间
计划
停机
时间
休息时间
计划无订单
计划性维护时间
计划性的停水停电停气
故障损失
转换时间
调整时间
开机时间损失
小停机
速度降低
缺料堵塞
缺陷返工
停机
损失
速度
损失
质量
损失
或
或
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OEE的计算方法
故障损失:由于故障停机的时间总和，包括设备被修理及测试直到可以运
行的时间。
转换时间:由于设备进行另一种型号的加工而进行的准备和调整时间的总和
调整时间:由于设备调整导致的停机时间，例如材料或加工条件的改变。
启动损失:在每班开始和结束时的所发生的没有产出的时间，包括准备，升
温及降温。
小停机:在设备运行中发生的需要设备操作者处理的小中断或异常，由此
而产生的时间损失。
速度降低:由于设备运行速度小于初始设计速度而产生的时间损失。
缺料堵塞：由于物流配送不及时或生产配件不能及时供应的时间损失
缺陷返工:由于产出品未达到质量要求，而产生的返工及报废。
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OEE整体设备效能
例1：
设某设备某天工作时间为8H，班前计划停机10MIN，故障停
机30MIN，设备调整35MIN，产品的理论加工周期为1min/件
，一天共加工产品400件，有20件废品，求这台设备的OEE
计划运行时间=8*60-10=470（min）
实际运行时间=470-30-35=405（min）
有效率=405/470=（86%）
表现性=400/405=(98%)
质量性=(400-20)/400=(95%)
OEE=有效率*表现性*质量性=80%
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OEE整体设备效能
例2：
某企业某一工作日的数据如下：
注：标准节拍时间为3MIN
停机时间 = 115+12 = 127 min
计划开动时间 = 910 – 127 = 783 min
时间开动率（有效性） = 783/910 = 86%
计划产品数 = 开动时间/标准节拍时间 = 783/3 = 261
性能开动率（表现性） = 203/261 = %
合格品率 = 一次合格品数/完成产品数 = 152/203 = %
于是得到OEE = 86% ×%×% = 50%
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规模经济性
所谓规模经济性，即单位产品成本或单位产出的成本随生
产规模增大而下降的性质。
－ 生产规模越大，产出的平均成本越低；规模越大，固定
成本和最初的投资费用可分雄到越多的产品中，从而成本
越低；
－ 大规模生产在制造工艺方面有很多可减少成本的机会，
不需要很多作业交换时间，可采用高效专用设备，中间库
存减少等。
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规模经济性
产量，
单
位
成
本
规模经济的经验曲线
: 第1个产量单位的
初始单位产品成本
: 经验曲线百分率，
表示产量增加时单位
产品成本下降的幅度
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规模经济性
－ 当规模扩大到一定地步时，管理、协调的复杂性急剧增加，
从而引起间接成本(内部管理成本）的急剧增加，组织的注意
力会分散，生产效率也有可能降低(部门之间的摩擦，信息传
递耗费时间等)，从而使总成本又变高。
－ 规模越大，系统利用率也会降低（如：维护和停机等）
－因此，要有一个“适度规模” － 最佳规模。
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规模经济性
成
本
规模
一个实际的规模经济特性
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有效生产能力的决定因素
－ 生产实施因素，包括厂房大小以及扩大规模留有的余地。
厂址因素包括运输成本、与市场的距离、劳动力供应、能源
和扩张空间；工作区的布局也决定着工作的平稳执行；环境
与工作条件的影响。
－ 产品因素。一般来说，产出越一致，其生产方式和材料就
越有可能实现标准化，从而达到更大的生产能力。
－ 工艺因素。加工能力是决定生产能力的一个明显因素；同
时产品的质量也影响着生产能力的有效利用。
－ 人力因素。工作设计、工作任务、人员的培训、技能和经
验以及雇员的动机、福利。学习等影响着生产能力。
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有效生产能力的决定因素
－ 运行因素。作业规划、材料管理、质量保证、维修策略、
设备故障等对有效生产能力具有影响。
－ 企业竞争重点。如果竞争重点放在快速交货，缩短交货
期之上，那么应该有较大的缓冲，以实现快速响应需求的变
化。反之，如果竞争重点是低成本，则应尽量使能力的利用
率增大，缓冲变小。
－ 外部因素。产品质量标准和服务标准、安全条例、工会、
环境污染控制等。
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生产能力扩大的时间与规模
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生产能力扩大的时间与规模
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生产能力需求
－ 在制定能力计划时，首先要进行需求预测。由于能力需
求的长期计划不仅与未来的市场需求有关，还与技术变化、
竞争关系以及生产率提高等多种因素有关，因此必须综合考
虑。还应该注意的是，所预测的时日段越长，预测的误差可
能就越大。
长期、短期
需
求
量
时间
需
求
量
时间
需求呈上升趋势 需求呈下降趋势
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生产能力需求
需
求
量
时间
需
求
量
时间
需求呈周期波动趋势 需求呈稳定趋势
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生产能力需求
－ 短期考虑与需求季节性、随机不规则性波动产生的生产能
力要求的可能变动有关。
－ 预测方法：定量预测、定性预测
定量预测使用以历史数据或因素变量来预测需求的数学模型。
定性预测将诸如决策者直觉、情绪、个人经验和评判标准等
综合进行预测。
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生产能力需求
－ 需求趋势稳定，对生产能力没有影响。这时，只需使需求
与生产能力保持平衡即可。
－ 需求趋势变化，则不论上升、下降或周期性波动，都将对
生产能力产生影响。这时需要了解：
变化趋势的持续时间
变化趋势的斜率（对上升或下降趋势）
周期性变化时的周期长度和周期幅度（平均偏差）
t
Q 能力短缺
平均生产能力
能力过剩
不论能力短缺或过剩，都将给系统带来压力
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开发生产能力方案
－将柔性设计融入系统。为将来扩大规模留有余地，还包括设
备布局、选址、装备选择、产品计划、生产规划和存货政策可
能的变动的预先考虑。
－ 首先要充分利用已开发的生产能力，不使闲置。
－ 全盘考虑生产能力的变化。考虑各系统之间的相关性、考
虑产品生命周期对生产能力的影响。
－ 处理生产能力的“阻塞”。
－ 避免生产能力要求的大起大落，平衡生产能力的过剩与闲
置。生产能力要求起伏过大，便造成能力短缺或能力过剩，这
都将带来经济损失。
对于有规律的季节性需求变化，可以通过生产计划安排
（如，增加班次）与库存控制等措施调节能力的平衡。也可以
利用需求互补的产品，以抵消生产能力的起伏。
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开发生产能力方案
需
求
时间
A
B
互补需求
需求互补的产品所用的资源相同而需求时间不同。因而
可保持如下图所示的生产能力的稳定状态。
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开发生产能力方案
－明确最优运行水平
产出
单
位
成
本
最低
成本
最优运
行水平
单
位
成
本
产出
小企业
中型
企业 大企业
最优运行水平和最低成本
是企业规模的函数
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生产能力计划的决策步骤
1)估计未来的能力需求。对市场需求所作的预测必须转变为
一种能与能力直接进行比较的度量。在制造业企业中，生产
能力经常是以可利用的设备数来表示的，在这种情况下，管
理人员必须把市场需求〔通常是产品产量)转变为所需的设备
数。
首先，计算每年所需的设备小时数：
式中 R：每年所需的全部设备小时数
Di：每年所需的产品I或服务I的数量
Pi：产品或服务I所需的加工处理时间
K：设备利用率
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生产能力计划的决策步骤
下一步，计算设备可提供的总工作小时数：
这样得到的是理论上的总工作时数。还需要再考虑到其
实际利用率，进行调整，这个调整可利用缓冲很容易地
得到：
H ＝ N×η
H － 某设备一年可提供的实际工作时数(已考虑缓冲
)
(正常工作时数)
N － 某设备一年的理论工作时数
η－ 生产效率(用百分比来表示)
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生产能力计划的决策步骤
第三步，根据用设备时数来表示的市场需求量和每台设备所
能提供的实际工作时数，算出所需设备数：
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生产能力计划的决策步骤
2) 确定需求与现有能力之间的差。
当预测需求与现有能力之间的差为正数时，很显然，就需要
扩大能力，这里要注意的是，当一个生产运作系统包括多个
环节或多个工序时，能力的计划和选择就需要确定真正有能
力需求的环节或工序 （特别是瓶颈环节）， 同时注意各工序
能力的平衡。
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生产能力计划的决策步骤
3) 制定候选方案
处理能力与需求之差的方法可有多种。最简单的一种是：不
考虑能力扩大，任由这部分顾客或订单失去。其它方法包括
能力扩大规模和时间的多种方案，包括积极策略，消极策略
或中间策略的选择，也包括新设施地点的选择，还包括是否
考虑使用加班、外包等临时措施，等等，这些都是制定能力
计划方案所要考虑的内容。所考虑的重点不同，就会形成不
同的候选方案。一般来说，至少应给出几个候选方案。
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生产能力计划的决策步骤
4) 评价每个方案
定量评价，从财务的角度，以所要进行的投资为基准．比较
各种方案给企业带来的收益以及投资回收情况。
定性评价，主要是考虑不能用财务分析来判断的其它因素，
例如，是否与企业的整体战略相符，与竞争策略的关系，技
术变化因素，人员成本等等，可以用直观和经验来判断。
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成本－产量分析 （盈亏平衡分析，break-even analysis）
分析成本、收益与产量之间的关系，找到成本等于收入的产
量点。
成本
固定成本（fixed costs）：不随产量的变动而变 （各种租税、
设备折旧、供热制冷费用以及管理费用等）。
可变成本 (variable costs)：与产量之间相关（物料、劳动力
成本）。
方案评价
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成本－产量分析
符号含义：
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成本－产量分析
总成本：
总收益：
利润：
盈亏平衡点产量：总收益与总成本相等之处的产量
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成本－产量分析
0 Q
固定成本
总
可
变
成
本
（
VC
）
总
成
本
（
VC
+F
C)
总
收
益
Q
总
收
益
总
成
本盈
利
区
亏
损
区
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成本－产量分析
老式果酱馅饼老板计划增加一条生产线，这条生产线每月租金为6000
美金，可变成本为2美金/块馅饼，每块馅饼售价为7美元。问：
a.要达到盈亏平衡需要售出多少馅饼？
b. 每月生产和售出1000块馅饼是盈利还是亏损？
c. 要实现4000美元利润需要卖出多少馅饼？
a. QBEP = FC / (R-VC) = 6000 / (7 - 2) = 1200 块/月
b. 当Q = 1000 块时，
P = Q (R - VC) – FC = 1000 (7 - 2) – 6000 = -1000 美元
a. c. P = 4000 美元，
b. Q = (P + FC) / (R - VC) = (4000 + 6000) / (7 – 2) = 2000 块
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成本－产量分析
多种产品盈亏平衡分析
S：用货币表示的盈亏平衡点，盈亏平衡销售额
：在销售额中每种产品所占的百分比
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成本－产量分析
盈亏平衡分析的假设：
a. 所有产出都被售出
b. 单位产品的可变成本不随产量变动
c. 固定成本不随产量变动
d. 单位收益不随产量变动
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成本－产量分析
阶跃式成本：成本随潜在产量的增加呈阶跃式增加。
FC
FC+
VC
=TC
FC
TC
FC
TC
产量
TC
TC
TC
产量
BEP
BEP
多盈亏平衡点阶跃式成本
TR
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生产线平衡与节拍
line of balance
and cycle time
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生产线平衡
什么是生产线平衡
生产线平衡是指构成生产线各道工序所需的时间处于平衡状
态，作业人员的作业时间尽可能的保持一致，从而消除各道
工序间的浪费，进而取得生产线平衡
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瓶颈工程
瓶颈工程如同木桶
原理
公司的瓶颈
工程由最长节拍
限制
什么是瓶颈工程
通常我们把单件流程中生产节拍最慢的环节叫做“瓶颈”。流
程中存在的瓶颈不仅限制了单件流程的产出速度，而且影响
了其它环节生产能力的发挥。更广义地讲，所谓瓶颈是指整
个流程中制约产出的各种因素
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生产节拍
什么是生产节拍
节拍（Cycle-time）是指连续完成相同的两个产品（或两次
服务，或两批产品）之间的间隔时间。换句话说，即指完
成单件产品所需的平均时间。节拍通常只是用于定义单件
流程中某一具体工序或环节的单位产出时间。如果产品必
须是成批制作的，则节拍指两批产品之间的间隔时间。在
流程设计中，如果预先给定了单件流程每天（或其它单位
时间段）必须的产出，首先需要考虑的是流程的节拍
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各种时间名词解释
:standard time 即标准时间：制造单位所需的基准时间或设计时间
NECK工程即瓶颈工序：指生产中所有工序中所有时间最长的那道工序
CT CYCLE time:周期时间是某一工位（或工序）加工一件
产品从开始到结束的周期时间隔
TT TASK TIME：节拍时间为满足客户需要连续完成相同两
个所需的时间间隔，在制造业表示市场需求节拍
ATT-actual takt time :实际节拍时间指生产线连续完成相同的两个或两批所
消耗的实际时间间隔
C/T 工序节拍：是指各个工序的实际节拍时间，不同工序不同节拍时间
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时间的区分及公式
产出时间
速度缺料
损失时间
日历
时间
计划停机
时间
停机损失
时间
TT时间(市场节拍）=实际生产时间/计划生产数量
CT周期时间=瓶颈时间
实际节拍时间（ATT)=TT*速度效率
标准时间=年度计划时间/年度销售计划产量
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时间解释
增殖时间：直接影响产品生产的时间，是产品产生价值的
最根本的时间。
非增殖时间：产品生产过程中产生的动作浪费，移动浪费
疲劳浪费，能动性浪费等都属于非增值时间，
这些时间没有对产品的价值产生影响
疲劳浪费： 属于非增值时间，因为人不是机器，不可能一个
动作时间完全相同。里面包含人体的生理疲劳
和心理疲劳。（与劳动强度有关）
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直观各个时间的解释
CT
ATT
TT
瓶颈时间
平衡损失
时间
嫁动损失时间
速率损失时间
产
出
时
间
增殖时间
非增殖时间
疲劳时间
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皮带速度
主装配线的运行方式有两种,一是连续运行，二是节拍运
行 (1)连续运行的主装配生产线的运行速度:这种生产方
式是工人跟着工件边走边完成本工位的装配。其皮带速度
V1等于工艺速度V0,使主线体的运行能够保证整个生产线
系统的生产节拍为
假设工位距为B,则主装配线的设计速度即工艺速度V0计
算公式为
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皮带速度
(2)节拍运行（又称脉动式传动）的主装配生产线的运行
速度:这种生产方式工人只要站在指定的工位,不必跟着工
件运动,工件会自动被输送到工人面前供其装配。这里提
到的节拍即为实际节拍ATT,不过此时的实际节拍ATT被分
解为两部分Pr和Ps,Pr为主装配线的运行时间,在 此时间
内主装配线运行,将工件输送到工位,以供工人装配;Ps为
主装配线体停线时间,工人在此停机时间内完成本工位的
装配即CT节拍,可见ATT=Pr+CT。
可见V1>V0
皮带速度根据当班实际产量而定，一般皮带速度大于
米/分
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嫁动损失时间与速率损失时间
嫁动损失时间：是指生产中我们在换型，故障，调整，开机
时产生的损失时间。这些时间需要通过精益
来进行改善
嫁动损失率=时间可用性（OEE中可用性）
速度损失时间：是指生产中我们在缺料，产线降速，小停机
和皮带移动时产生的损失。这些时间需要现
场班组长掌握并进行控制
速度损失率=产量表现性（OEE中的表现性）
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生产平衡公式
就是对这条线的全部工序(工位)进行平均化，各工序所需时间均衡状态。平衡性
越差伴随产品滞留和等待时间就越长，生产效率也就越低
就是产品滞留和员工等待的时间比率。平衡损失率如果超过25%说明生产线存在
严重的不良
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生产平衡公式
因为瓶颈工程导致的其他工程产品滞留与员工等待，这些时间的浪费可以进行
改善的人数
因为瓶颈工程导致的其他工程产品滞留与员工等待，这些时间的浪费可以进行
改善的工序
指瓶颈时产生的员工总工时，其中包括了员工等待和产品滞留的时间。用来
量化人员生产产品所使用的总时间
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生产负荷率和工作可动率
1.表面效率和实际效率
很多情况下，看似改善提高了效率，实际上效率可能在
下降例如，一条生产线一天客户需要100件产品现在用十
个人完成，通过改善，现在10人一天可以生产120件产品，
看似效率提高了而实际效率在下降，因为十人的工资一分
钱都没省下，而20个库存的成本又发生了。而真正的减低
成本是将改善再进行一步，将现在12人一天生产120个改
善为9人一天生产100个才是真正的改善
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生产负荷率和工作可动率
2.整体效率和个体效率
在奥林匹克的赛艇比赛中有一种赛事叫做八人单桨无
舵手，在比赛中，每条船的行进速度取决于八个人的力量
总和。但是如果有一个人使用比别人更大和更快的速度划
桨，虽然总体的力量会加大，但由于跑偏，所以速度会更
慢。 在日常生产中我们经常使用计件工资的方式进
行绩效评价，然而，在一般情况下，这非但不能降低
成本，提高效率，反而会由于库存的增加而使成本上升
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生产负荷率和工作可动率
3.提高效率和强化劳动
提高效率是在不增加工人的工作时间和劳动强度的前提
下，将工人原来不创造价值的活动改变成创造价值的活动，
而增加劳动强度和延长劳动时间并不能提高效率。 效率
的概念原本是百分比，原来工人的活动中创造价值的比例
是 50%，即效率是50%，当增加劳动强度或增加劳动时间
后，在增加的部分中。效率仍然是50%，很显然，这并不
能使效率提高。 如果我们能够将原来50%的浪费通过改善，
将其一半从浪费转换成工作，则效率将变为75%
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实施改善的思想和方法
1.改善必须以需求为基础
改善的目的是为了降低成本，使企业的效益最大化，换句话
说，改善所带来的结果必须是我们需要的东西，如果改善节
约下来的东西对我们来说并没有价值，那么我们的改善也变
的毫无价值了。
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实施改善的思想和方法
2.不是做会做的事，而是做该做的事挑战
做任何事情都有第一次，很多人对自己熟悉的事情会十分热
情，但对自己不熟悉的事情则尽可能躲避，以防被人发现
自己的水平，这是十分错误的做法，实际上，任何人都有
长处和短处，不懂的事情应该不耻下问，向一切可以学习
的人学习，只要明白自己应该做什么就一定要坚持到底
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实施改善的思想和方法
3.应该成为改善者而不是被改善者
改善体现着人的创新能力，创新能力体现人的真正水平，能
够不断坚持改善的人，能够不断的改善环境、改善设备、
改善工艺、改善别人的人一定是高水平的管理者，一定是
创新的先锋。而一个总是被别人改善的人其管理能力可想
而知了
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节拍改善的4原则
ECRS原则：
1.取消-ELIMINATE
2.合并-COMBINE
3.重排-REARRANGR
4.简化-SIMPLIFY
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节拍改善措施
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节拍改善措施
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节拍改善措施
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节拍改善措施
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节拍改善措施
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节拍改善措施
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节拍改善措施
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生产线平衡
产品对象专业化的布置下，设备或工作地之间的相对位置几
乎没有其他选择，均按产品的加工顺序或装配顺序排列，产
品顺次从一个工作地流向另一个，直至生产线的最后一个，
即被完成。通常在每个工作地有一个工人，重复地完成若干
种作业，不同的工作地之间很少有库存．产品一件件地流向
下一个工作地。在这种布置之下生产线的产出速度等于作业
速度最慢的工作地的产出速度。因此，这种方式下的布置方
法，主要是希望每一工作地的工作任务都大致相等，减少或
消除忙闲不均的现象。这也就是生产线的平衡问题 (Line
balancing)。
生产线：Production Line; 装配线：Assembly Line
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生产线平衡
－ 生产线平衡是实现精益生产的一个重要方面。
－ 生产平衡注重系统的整体效率而非系统个别环节的效率。
－ 生产的不平衡只能造成浪费。个别环节的负荷过重一方
面可能导致安全、效率和质量问题，另一方面引起后续环
节的等待浪费（非增值浪费）及前续环节的过量生产和库
存的浪费。
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概述
进行生产线的平衡时：
首先，需要把所有的工作分成一个个基本作业，即最小的、
不可再分解或没必要再分解的独立作业动作。
一般不是简单地把每一项基本作业分配给一个工人去完成
（完成时间太短、工作厌烦、庞大的工人队伍）
然后，确定基本作业的标准工作时间，把它们组合进不同的
工作地（工位），使每个工作地的时间尽量相等。
目标：分到各工作地的作业时间大致相等，使得生产线上的
闲置时间最少，提高工人和设备的利用率。
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概述
完全平衡的生产线由于线上各活动同步进行从而实现了工人
和设备的最大利用，工作流十分流畅。（实际上不太可能）
主要障碍：
－ 组成具有工作地（工位）相等加工时间的作业包（工序）
不是都能做到的。
－ 由于设备要求或工作内容不相容，有些活动不能被分到
同一个工序。
－ 基本作业的时间差异通过作业分配解决不了。
－ 加工顺序的约束
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生产线平衡的步骤
节拍（TAST Time）：生产线上相继产出两件相同产品（零、
部件）之间的时间间隔。
(1) 确定装配线的节拍
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生产线平衡的步骤
某产品装配线计划日产量150件，采用两班制生产（每班8小
时），每班规定有21分钟停歇时间，计划不合格率为2％，计
算装配线的节拍。
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思考题
某生产线制造某件产品，制造过程可以分解成5个基本作业，
每一作业所需的时间及各作业顺序关系如下图：
分钟 分钟 分钟 分钟 分钟
（1）计算可能的节拍范围；（2）如果采用最小或最大节拍，
每天的产量分别是多少（假设生产线每天运转8小时）。
可能最小的节拍等于最长的那个作业时间（ 分钟）。
可能最大的节拍等于各作业时间之和（++++
= 分钟）。
如最小节拍：
如最大节拍：
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生产线平衡的步骤
(2) 计算装配线上需要的理论上的最小工作地数（工序数）
假设节拍是分钟，各作业时间之和是分钟，那么为最少
所需要的工作地数为：
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生产线平衡的步骤
(3) 组织工作地作业（工序）
作业顺序图：表达完成产品加工要求的作业顺序图。
给出完成一产品加工或
装配的作业数据，如右
表，请完成作业顺序图。
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生产线平衡的步骤
A B
C
D
F G
I
HE
10分钟 11
5
4
3 7
3
12 11
作业顺序图
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生产线平衡的步骤
分配作业给工作地时应满足下列条件：
－ 保证各工序之间的先后顺序
－ 每个工作地分配到的基本作业时间之和，不能大于节拍
－ 各工作地的作业时间之和应尽量相等或接近节拍
－ 应使工作地数目尽量少
启发式方法
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生产线平衡的步骤
启发式分配作业的程序与规则（作业分配按作业先后顺序图
由左到右进行）：
－ 确定当前有资格被分配的作业 (约束)
(a) 该作业的所有先行作业都已被分配
(b) 该作业时间不超过该工作地的剩余时间 （剩余时间：
等于节拍减去工作地上总的作业时间）
－ 如果没有有资格被分配的作业，转向下个工作地的分配
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生产线平衡的步骤
－ 如果出现两个或两个以上有资格被分配的作业，可采用不
同的规则加以选择，如：
（a）先分配后续作业最多的作业
（b）先分配加工时间最长的作业
（c）先分配位置权数最大的作业
（d）任意选择其中的一个作业先分配
作业的后续作业：是指从该作业出发沿作业先后顺序图上所
有路径前进直至终点所遇到的所有作业。
作业的先行作业：是指从该作业出发沿逆向路径方向而行直
至起点遇到的所有作业
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生产线平衡的步骤
作业的后续作业与先行作业：
A B
C
D
F G
I
HE
10 11
5
4
3 7
3
12 11
作业B的后续作业：C, D, F, G, I
作业G的先行作业：F, C, D, B, A
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生产线平衡的步骤
作业的位置权数：等于该作业及其后续作业的时间总和。
A B
C
D
F G
I
HE
10 11
5
4
3 7
3
12 11
作业B的位置权数：
11(B) + 5（C）+ 4（ D）+ 3（F) + 7(G) + 3(I) = 33
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生产线平衡的步骤
－ 继续下去直到所有作业都已分配到工作地
－ 计算评价作业分配的指标（闲置时间百分比、效率）
闲置时间百分比（平衡延迟 Balance Delay、平衡损失率）：
效率（平衡率）：
一般机械生产线的效率不应低于，以手工为主装配线应
在 ~ 以上。
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生产线平衡的其他方面
－ 应用启发式方法不能保证得到的生产线平衡方案是最
佳的。
－ 最少所需工作地数是计划期产量的函数，也是节拍的
函数。一般产量较低，节拍就比较长，所需的工作地
数较少。因而管理者必须考虑平衡因使用较少工作地
带来的节约与产量较高而增加的利润。
－ 技术上的考虑（作业之间的相容性等）。
－ 人力因素、设备和空间的限制。
－ 平行工作地（增加作业资源），解决生产线的瓶颈作
业问题。
－ 动态平衡（必要时，较闲的工位可以帮助较忙的工位）。
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生产线平衡的其他方面
1分钟 1分钟 2分钟 1分钟
瓶颈
一项工作包含四项作业如图。生产线节拍为2分钟
每小时的产量 ＝ 60/2 = 30 单位/小时
1分钟 1分钟
2分钟
1分钟
2分钟每小时60单位 每小时
30单位
每小时
30单位
每小时
30单位
每小时
30单位
每小时
60单位
平行工作地
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生产线平衡的例子
利用下列资料，完成：
（1）画出作业顺序图；
（2）假定一天实际工作小时，设备表现性为90%计算一天产量为400
个单位的节拍；
（3）求出最少需要的工作地数；
（4）将作业分配到各工作地；（规则：先分配后续作业数最多的作业；
如果出现多个作业一样的情况，采用先分配所需时间最长的作业）
（5）计算平衡延迟和效率。
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生产线平衡的例子
(1) 作业顺序图：
a b
c d f g H
e
(2) 节拍：
(3) 最少工作地数：
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生产线平衡的例子
(4) 分配作业：
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生产线平衡的例子
平衡图：对各工序（工位）所需时间进行图示分析。
1 2 3 4 工
序
分钟
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生产线平衡的例子
(4) 闲置时间百分比和效率
a b
c d f g H
e
工作地1 工作地2 工作地3 工作地4
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思考题
某制造商正计划增加一条新的生产线，要求你对它进行平衡。作业时间
和顺序关系如下表。假定节拍是可能的最小节拍。
（1）画出作业顺序图；（2）按先分配后续作业数最多的作业这一规则
将作业分配到各工作地；（3）求出闲置时间百分比。（4）假定一天工
作420分钟，计算每天产量。
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生产线平衡的改善方法与原则
－ 对瓶颈工序进行作业改善，如合格率的提高、效率的提高和设备开动
率的提高。
－ 增加瓶颈工序的作业资源数，提高平衡率。
－ 分解瓶颈工作的作业内容（如果可行的化），并分担给其它工序。
－ 减少非瓶颈工序的作业资源，以提高平衡率。
－ 合并相关工序，重新排布生产工序。
－ 分解作业时间较短的工序（如果可能的话），把工序安排到其它工序
中。
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总结思考题
我们班组长掌握后可以进行怎样管理？
例：假如今日生产计划为40台，中午休息30分，中间休息30
分，那如果人数可变我们今天需要多少人就可以完成？如果
人数不变我们多长时间可以完成？怎么安排工序？班长可以
掌控的时间有多少？
我们需要知道的信息是：
1.可用性的基本比率，假如是90%，表现性为90%
2.每个工序的工序时间，制作节拍看板
3.得到瓶颈时间为8MIN/台，总工序之和为300
4.一共50人生产
那么请计算
