《生产线平衡》授課計劃
一. 常用術語介紹…….………… 30´
二. 生產線平衡實戰技法………. 50´
三. 生產線平衡常見問題………. 25´四. 打破平衡……………………. 15´
1.講義大網:
2.適用對象:制工/IE工程師、生產部線組長
(員2~師2)
生产线平衡
MSBG AP(1)組裝廠制工課
《生产线平衡》講義大綱
一. 常用術語介紹.
二. 生產線平衡實戰技法.
三. 生產線平衡常見問題.
四. 打破平衡.
一. 常用術語介紹.
1.節拍.
2.生產線平衡.
3.工時平衡率
4.工時損失率.
5.生產力.
1.節拍.
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。
例:每小時產出400台,則節拍為:
1小時 × 3600秒/小時 ÷ 400 = 9秒/台
计算公式：
如何確定節拍?
1.依據產能需要.
2.依據產線作業模式.
例：计算节拍
[例]某制品流水线计划年销售量为20000件，另需生产备件1000件，废品率2%，两班制工作，每班8小时，时间有效利用系数95%，求流水线的节拍。
[解]
T效 = 254×8×2×60×95% = 231648 分钟
Q = (20000+1000) / (1－2%) = 21429 件
r = T效 / Q = 231648 / 21429 = 11(分/件）
年生產天數
2.生产线平衡（工序同期化）:
通过技术组织措施来调整生产线的工序时间定额,使工站的单件作业时间等于生产线节拍,或者与节拍成整数倍关系。
工站佈置原則：
保证各工序之间的先后顺序；
组合的工序时间不能大于节拍；
各工作地的作业时间应尽量接近或等于节拍；
使工站数目尽量少。
3. 平衡率
例:各工站之和 : 486 秒
瓶頸工時*工站總數 = 10 × 54 = 540 秒
工時平衡率 : 486 ÷ 540 × 100% = 90%
工時平衡率 :
各工站工時之和 ÷(瓶頸工站工時×工站總數) × 100%
各工站的工時相差越大,則平衡率越低.
4.時間損失率
S —工作地数目
r —节拍
ti — 工序i的作业时间
例：装配线平衡
假设某装配流水线的节拍为8分钟，由13道小工序组成，单位产品的总装配时间为44分钟，各工序之间的装配顺序和每道工序的单件作业时间如下图。试对该装配线进行工作地布置以实现工序同期化。
1
12
4
10
9
11
8
5
3
13
7
6
2
2
5
8
2
3
2
7
2
4
3
1
2
3
求解
求最小工作地数目：Smin= [T/r] = [44/8]=[]=6
组织工作地：试算法
8 – 6 = 2
6
1
2
3
11
12
13
6
8 – 8 = 0
8
3
2
3
6
7
9
5
8 – 7 = 1
7
7
10
4
8 – 8 = 0
8
2
2
4
4
5
8
3
8 – 8 = 0
8
8
3
2
8 – 7 = 1
7
2
5
1
2
1
工作地空闲
时间
工作地单件
作 业 时 间
工序单件
作业时间
工序号
工作地
顺序号
最终结果：
1
12
4
10
9
11
8
5
3
13
7
6
2
2
5
8
2
3
2
7
2
4
3
1
2
3
S1(7min)
S2(8min)
S3(8min)
S4(7min)
S5(8min)
S6(6min)
緊前緊后順序排配請參照《項目管理》
5.生產力的概念
生產力 = 每人每小時生產台數
假設生產同一產品,
A線用60人,每小時產出420台,
生產力 = 7.
B線用66人,每小時產出450台,
生產力 = 450/66 = .
投入人數少的A線,比投入人數多的B線的生產力要高.
表面看,B線的產能高于B線
二. 生產線平衡實戰技法
瓶頸: 制程中耗時最長的工站.
T1
T2
T3
T4
T5
時間
工站
S1
S2
S3
S4
S5
瓶頸時間
生產線平衡的核心,就是 ------- 克服瓶頸!
瓶頸的制約
在流水線生產作業模式中,制約產能的就是瓶頸工站,一旦產生瓶頸,前工站的產品無法流下去,后工站無產品可做,就會造成短暫的停止,從而降低整條線的產能.
瓶頸的認識
一條生產線上可能存在多個瓶頸.
瓶頸是永遠存在的,克服其中的一個,又會有另一個工站成為新的瓶頸.
我們無法永遠地消除瓶頸,但我們可以盡可能地使各工站處於最接近均衡的狀態,從而達到產能和生產力的最大化.
平衡技法
時間
工站
S1
S2
S3
S4
S5
平均時間T
CT
時間
工站
S1
S2
S3
S4
S5
平均時間T
CT
時間
工站
S1
S2
S3
S4
S5
平均時間T
CT
A.若T≥CT:將CT設為上限,重排.
B.若T略小於CT:將CT設為上限,消除瓶頸.
C.若T嚴重小於CT:將CT設為上限,重排. 錯誤的做法是:消除瓶頸.
T:平均時間. CT:節拍.
瓶頸產生原因分析
瓶頸是如何產生的?
人員
方法
材料
機械
其它
熟練度不高
努力度不夠
健康狀況不佳
工站不適合
新手作業
心理狀態不佳
操作不方便
不省力
故障率高
操作不舒適
設備產能與產線不匹配
保養狀況不佳
物料來件不良,需作檢查或挑選
物料擺放不當
來件包裝難拆
噪音幹擾
方法未標准化
工站排配不當
灰塵污染
溫度不適當
物料供應脫節
人力不足
自動化程度低
無包裝容器或容器不規范
操作方法不當
動作浪費
照明不合要求
改善方法
5.同工:設備和人員同步作業,不可有停滯、空閑.
生產線平衡實戰技法:
1.“ECRS”改善手法.
(1)取消（Eliminate）——取消不必要的工序、动作、操作，这是不需要投资的一种改进，是改进的最高原则。
(2)合并（Combine）——对于无法取消而又有必要的，看是否能够合并，以达到省时简化的目的。
(3)重排（Rearrange）——经过取消、合并后，可再根据“何人、何、何时”三个提问进行重排，使其能有最佳的顺序、除去重复、办事有序。
(4)简化（Simple）——经过取消、合并、重排后的必要工作，就可考虑能否采用最简单的方法及设备，以节省人力、时间及费用。
“ECRS”改善原则 – 取消
(1)取消（Eliminate）——取消不必要的工序、动作、操作，这是不需要投资的一种改进，是改进的最高原则。
4PCS拉釘
前板處減少1PC拉釘
改善案例: Horizon M/B小支架取消1pc拉釘
改善前: M/B小支架兩端均以2PCS拉釘固定,過於密集.向設計建議減少拉釘,最終將前板一側2PCS拉釘改為1PC拉釘.
改善案例:電氣元件測試取消改善案.
改善前
風扇測試
喇叭測試
改善后
在收集電子元件來件不良數據后,提出取消測試的建議,獲得品管部支持, 對大部分機種取消測試,並督促供應商加強品質保証.
改善前,組裝廠需對所有風扇、喇叭、燈線進行電氣測試,其不良率平均為,且測試工站單站工時均較低,是產線不平衡的環節.
燈線測試
“ECRS”改善原则 – 合並
(2)合并（Combine）——对于无法取消而又有必要的，看是否能够合并，以达到省时简化的目的。
改善前:
一個治具測試燈線導通功能,一個治具測試靜電,二工站作業,共需2人.
改善后:
將二治具改裝成一個治具,並增加延長線,方便作業,只需一個工站一人作業.
改善案例:燈線測試改善.
測試導通
測試靜電
治具合並,以開關轉換
“ECRS”改善原则 – 合並
改善案例:合並工站.
改善前:節拍為8秒,SPS扎線一人,作業時間4秒,裝后板/投入排線一人(6秒).
改善后:將投入排線(2秒)並入其它工站.再將SPS扎線與裝后板合並為1人作業(8秒).
“ECRS”改善原则 – 重排
(3)重排（Rearrange）——经过取消、合并后,可再根据“何人、何時、何地”三个提问进行重排,使其能有最佳的組合.
“ECRS”改善原则 – 簡化
(4)简化（Simple）——经过取消、合并、重排后的必要工作，就可考虑能否采用最简单的方法及设备，以节省人力、时间及费用。
改善前:
每個SPS套袋,且每小箱封口,需專人拆包裝.
改善后:
取消單個SPS套袋及小箱封口,無需專人拆包裝.
注:專人拆包裝,其工時比生產節拍低很多,因此二人作業較浪費,一人作業則會造成瓶頸.
改善案例: SPS包裝改善.
改善案例:喇叭包裝改善案.
改善前
改善后
紙箱刀卡包裝,且每個喇叭線打結,並套袋,需專人拆包裝.
要求供應商改用吸塑包材,並取消打結.
改善案例:燈線包裝改善
改善前:
將每格刀卡放2PCS.
改善后:
保持原包裝,每層箱放10捆.取消拆包裝,分裝之時間.
生產線平衡實戰技法
2. 6M分析改善法.
(1). Man (人員方面) :
1-1. 瓶頸站應由效率較佳或訓練較久之人員擔任;
1-2. 第一站工作及新手避免工作負荷過重;
1-3. 勞動強度高、易疲勞的工站建立人員輪替制度;
1-4. 鼓勵有經驗者的老手從事瓶頸站的作業;
1-5. 建立候補人員制度;
1-6. 多能工訓練;
(2). Machine (機器設備方面) :
2-1.提高自動化/半自動化水平;
2-2.采用高效专用的工艺装备,减少辅助操作时间;
2-3.改变切削用量以减少机器作业时间;
--- 別把鐵杆磨成針
2-4.不切削空氣;
(進刀到加工物的距離過長,或上下模距離太遠)
2-5.盡量以足踏、夾具替代手的工作;
2-5.人機同步作業.
2-6.人機比合理配置.
(3). Material (材料方面) :
3-1.確保物料供應的及時性、準確性.
3-2.物料擺放位置、擺放方式合理化.避免搬運距離過長、或需要彎腰、轉身拿取物料.
3-3.同一工站不可使用易混淆的物料.
3-4.物料包裝合理化,減少拆卸的時間.
4. Method (作業方法) :
4-1. 作業內容相似者可合併;
4-2. 作業鄰近者可合併;
4-3. 避免在同一工作站使用太多工具;
4-4. 動作合理化:
減少輔助動作:寻找、发现 、选择 、思考、预定位
盡力取消無效動作:保持、延迟、放置、休息
動作經濟四原則:减少动作数量、双手同时作业、缩短动作的距离、 轻松作业
動作的三不政策:不搖頭、不轉身、不插秧
5. Mother Nature (環境) :
5-1.要有適當的照明、空調與通風設備。
5-2.桌椅等要有適當的規格。
5-3.要有清潔、整潔的工作環境。
5-4.要有適當的休息.
5-5.要有適當的勞保措施.
6. Measurement (評量工具、儀器) :
6-1.以警鈴、提示語等代替眼睛的判斷.
6-2.以GO-NOGO治具作為量測手段.
其它方面:
: (品質方面):
穩定良好的材料品質可製造出好的產品.
A-1.加強來料質量管控;
A-2.改善制程品質;
A-3.防呆化設計.
B.管理方面 (Management):
B-1. 績效考核等激勵制度;
B-2. 現場5S管理;
B-3. 設備管理,降低故障率;
B-4. 物流管理;
B-5. 制程異常及時處理.
三. 生产线平衡常見问题
在实际生产线平衡中,并不是所有的作业都可以任意混配,经常会遇到生产线平衡中的约束问题,主要的常见约束有:
位置约束(主要针对重量较大的产品)
固定设备和工具约束
清洁约束
疲劳约束
1.位置约束(主要针对重量较大的产品)
作业制品的位置主要包括:前部、后部、底部、顶部、左部、右部和内部。为了减少不必要的位置更换次数和时间，尽可能将具有同样位置约束的作业集中安排。
2.固定设备或工具约束
主要是指在生产作业中，有些作业需要一些专门的设备和工具才能完成，为了减少固定设备和工具的重復设置尽可能将统一设备或工具的作业，在不违反作业顺序原则的前提下，集中安排。
3.清洁－油污约束
有些作业需要操作工人以清洁的手进行操作，如：精密仪器的装配，而有些作业则难免接触油污。在作业安排的过程中，应尽可能将清洁作业安排在一起，有油污作业安排在一起。
4.疲劳约束
主要是指在生产作业中，有些作业时间不长，但强度大、易于疲劳，为了使各个工位的疲劳强度相当，应避免两个或两個以上的疲劳作业安排在一个工位上。
四. 打破平衡
在流程趨于相對完善和穩定,人員熟練度提升之后,產能經過一段大幅爬坡的時期,開始停滯.在這時不能滿足現狀,要勇於打破平衡,使制程更加優化.
打破平衡
挖掘潛在的非效率因素,剔除不合理的動作,逐工站壓縮單站工時,然后再次重新梳理整個流程,再作一次平衡.
平衡率: 95%
動作分析,減少不增值動作
平衡率: 70%
打破平衡,打開了可平衡局面.
打破平衡
例1. 緩衝墊改善:
將緩衝墊改為卷狀連片式,以方便撕背膠.提高效率.
打破平衡
例2: 棘爪與棘爪彈簧區分改善:
改善前:左右棘爪、左右棘爪彈簧外形相近,不易區分,產線易造成混料或混用.
改善后:向設計提出改善建議,將左棘爪改為黑色.右棘爪保持銅材本色(金黃色), 將右彈簧加長並作折彎,防止混料、裝反、重工等問題.減少判斷的時間.
打破平衡
例3: 螺線管清吹鐵屑改善
改善前:由專人用氣槍進行吹鐵屑.
改善后:將氣管裝在治具上,再在治具上安裝控制電路,利用治具自動控制吹氣動作.
氣管
結 語
讓我們同心協力,積極進行制程改善,不斷提升生產力和制程品質,以降低成本,強化競爭力!
讓我們共同學習IE知識並運用于工作當中,並重視教育訓練,塑造人人知IE,個個用IE的良好氛圍!
