生产线平衡
课程大纲
第一篇.生产线平衡概述
第二篇.线平衡改善步骤
第三篇.生产线平衡实战技法
第四篇.生产线平衡约束问题
第五篇.打破平衡
生产线平衡概述
引言
常用术语
生产线平衡分析
引言-装配流水线起源
手工作坊
福特生产方式
丰田生产方式
生产资料私有化
无雇用关系(学徒)
1903年福特公司成立
1913年首次用流水线
少品种﹑大批量
起源20世纪50年代
提出Cell化理念
多品种﹑小批量
引言-装配流水线起源
福特首创的装配线是大规模少
品种生产方式的代表
引言-生产线平衡
流水线生产和工作区域作业模式均着重于工序之间
的时间配合，因它是影响整体生产效率。
如生产在线的各个工序都能互相配合，我们常称之
谓生产线平衡，而这生产线定能获得一定的效益。
但如各工序间不能相互配合，产生许多等待的时间，
这情况我们则称之谓生产线不平衡。
引言-生产线平衡
等待是一种非增值的动作，亦是IE中主张尽
量避免的一种浪费。
生产线平衡法就是将这等待的时间尽可能缩
短或排除，以期达到减少浪费继而提高生
产之效益。
引言-不平衡原因
生产线之平衡与否﹐一般都是由下列因素造成：
•员工之工作态度及熟练度
•工序之选订操作方法
•物料之品质
•工序之排列
引言-生产线平衡目的
1) 物流快速﹑缩短生产周期
2) 减少或消除物料或半成品周转场所
3) 消除生产瓶颈﹑提高作业效率
4) 提升工作士气﹑改善作业秩序
5) 稳定产品质量
常用术语
1.节拍
2.工站﹑瓶颈时间
3.单件标准时间
4.生产线平衡
5.平衡率
常用术语-节拍
TAKT Time
节拍(TT)(产距时间)
节拍确定了每一工位必须完成工作的速率
（操作周期时间Cycle Time）
节拍是流水线的节奏或拍子
常用术语-节拍
节拍：指生产在线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。
计算公式：
节拍时间节拍时间==
净运作时间净运作时间((时段时段))
顾客需求顾客需求((时段时段))
*时段必须要一致(班﹑日﹑周…)
常用术语-节拍
例1.计算节拍：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%,两班五天制工作,每班8小时,时间有效
利用系数95%,求流水线的节拍.
(国庆3天/春节3天/元旦.端午.清明.五一.中秋各一天)
[解] T净=250×8×2×60×95% = 228000分钟
Q= (20000+1000) / (1－2%) = 21429件
TT=T净/ Q =228000/ 21429 = (分/件）
常用术语-节拍
例2.计算节拍:A客户要求F公司的交期是:100
天(不含法定假日);
• 交货量为:1,000万PCS;
• 现F公司有10条SMT生产线﹔
• 预估良率为99%,
• 稼动率为85% (每日作业时间是24小时)。
• 请问单线节拍至少为几秒时,才能够准时交
货???
常用术语-节拍
流程 计算过程
例例.节拍的计算节拍的计算
1
计算单线需求
理论日产能
计算单线实际
需求日产能
计算单线节拍
2
3
考虑良率及稼动率的影响,其实际产能
=10,000/99%=10,101 PCS/(日*线)
TAKT Time(节拍)
=3,600*24*85%/10,101 = (秒)
单线日产能=10,000,000/(100*10)
=10,000 PCS/(日*线)
常用术语-工站.瓶颈时间
完成某工站内所有工作所需时间
工站
周期时间
瓶颈时间
一个或多个作业员在同一个工作地共同完成相
同产品加工工艺中某一特定作业的操作组合。
产线作业工时最长的工站的标准工时称之为瓶颈
工时。它决定产线的产出速度。
(Cycle time)
常用术语-单件标准时间
一个作业员独自完成一个产品所有加工
作业所需的时间. (单位:小时)
T1
T2
T3
T4
T5
时间
工站S1 S2 S3 S4 S5
瓶颈时间
常用术语-生产线平衡
0
10
20
30
40
节拍时间
工人 工人 工人 工人 工人 工人
A B C D E F
生产线平衡，又称工序同期化，是通过技朮
组织措施调整生产线的作业时间，使工站的周期时
间等于生产线节拍，或与节拍成整数倍关系。
常用术语-平衡率
ti—工站i的时间
S—合计人数
r—瓶颈工时
•含大型设备的产线 目标值在85%左右;
•无大型(贵重)设备的产线 目标值在95%左右。
= 各工站工时之和
瓶颈工站工时 * 总人数
*100%
常用术语-UPPH
• UPPH（Unit person per hour）=每人每小时
生产的产品数
• 假设生产同一产品，A线用60人，UPH为420台，
B线用66人，UPH为450台，哪线效率高？
A线:UPPH=420/6= 7
B线:UPPH=450/66=
投入人数少的A线,比投入人数多的B线的效率要高
生产线平衡分析
1 2 3 4 5 合计
1 1 2 3 1 8
8 5 9 7 6 35
工站时间 8 5 18 21 6 58
配置人数
工站编号
10
标
准
时
间
(秒)
8
6
4
2
Cycle time
不平衡损
失时间
生产线平衡分析
1)生产线平衡率
=合计工站时间/(瓶颈工时x总人数)
=58/(9x8)
=%
2)生产线不平衡损失率
=1-生产线平衡率
=%
=%
生产线平衡分析
3)不平衡损失工时
=(瓶颈工时X合计人数)–合计工站时间
=(9X8)-58
=14
•例：10个工站，每站1人。各工时明细依次
为1s﹑2s﹑...10s。求生产线平衡率&不
平衡损失工时。
生产线平衡分析-实例
A机种工时评估及平衡率分析表
线平衡改善步骤
线平衡改善步骤
第一步:平衡前的数据收集整理与分析
第二步:消除生产的浪费
第三步:利用方法研究进行改善
第四步:山积表平衡
第五步:建立新的生产流程
第六步:实施后的效果确认
第七步:改善后的总结报告
第八步:标准化推广
二.线平衡改善步骤
第一步:平衡前的数据收集整理与分析
了解产品生产流程了解产品生产流程
收集生产相关指标：收集生产相关指标：
节拍节拍//标准工时标准工时//产能产能//瓶颈瓶颈//质量状况等质量状况等
生产线分析生产线分析::
平衡率分析平衡率分析//不平衡率分析不平衡率分析//损失分析损失分析
二.线平衡改善步骤
第一步:平衡前的数据收集整理与分析
制作制作改善前山积表改善前山积表
(山积表:将各工站动作时间进行分解，以迭加式直方图表示
的一种研究作业时间结构的手法。)
3
6
9
秒
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14
工站
二.线平衡改善步骤
第二步：消除生产的浪费第二步：消除生产的浪费
七大浪费消除七大浪费消除
制作浪费改善前制作浪费改善前//后比较图后比较图
八大浪费
动作浪费
不良修
正浪费 制造过
多(过早
)浪费
加工过
剩浪费
搬运
浪费
在库量过
多浪费
等待浪费
管理
浪费
二.线平衡改善步骤
第三步：利用方法研究进行改善
动作分析动作分析
[[动素分析动素分析//动作经济原则动作经济原则]]
流程分析流程分析
[[四大原则四大原则//五大内容五大内容//六大步骤六大步骤]]
操作分析操作分析
[[人机操作人机操作//联合操作联合操作//双手操作双手操作]]
二.线平衡改善步骤
第四步:山积表平衡
算出需求产出周期时间[TT=可供时间*效率/需求量]
设计一个好的TT
Takt Time (seconds)
30 120
•改善余地小
•很难应付变动
•紧张
•难以标准化
•操作岗位轮换不容易
•注意力分散合适区域
TT
复杂度
(微笑曲线)
备注：此最佳TT区域需
要根据产品复杂难易程
序调整，并不是固定不
变化的
二.线平衡改善步骤
第四步:山积表平衡
若T≥TT：将TT设为上限，重排
时间
工站S1 S2 S3 S4 S5
平均时间T
TT
二.线平衡改善步骤
第四步:山积表平衡
若T略小于TT:将TT设为上限,消除瓶颈
时间
工站S1 S2 S3 S4 S5
平均时间T
TT
二.线平衡改善步骤
第四步:山积表平衡
�若T严重小于TT:
将TT设为上限,重排;错误的做法是:消除瓶颈
时间
工站S1 S2 S3 S4 S5
平均时间T
TT
二.线平衡改善步骤
第四步:山积表平衡
若有工站的作业动作作了改善,应更新后再平衡
时间
工站S
1
S1
’
S
2
S2’
二.线平衡改善步骤
第五步：建立新的生产流程
• 新生产线的评估
• FLOW CHART/SOP
• 标准化条件设定
第六步：实施后的效果确认
• 改善后时间测量
• 改善后山积表制作
二.线平衡改善步骤
第七步：改善后的总结报告
• 平衡率
• 目标UPH﹑实际UPH﹑UPPH
• 损失分析
• 质量分析
• 成本改善
第八步：标准化推广
相似机种﹑相似工站平行展开
线平衡实战技法
• 消除瓶颈
• 分析&改善
消除瓶颈
43sec,成为瓶颈
Target T/T
改善前﹕平衡率为63%，首先对瓶颈工站进行分析/改善。
生产线平衡的核心,就是——消除瓶颈!
案例
消除瓶颈
改善后:平衡率为81%(借助ECRS原则进行改善)
瓶颈工站工时降为33S
消除瓶颈后
:
消除瓶颈
改善前
改善后 ε=%,UPH=101
ε=%,UPH=78 UPH提升23Pcs/H
ε提升%
消除瓶颈工站提升UPH也对平衡率起到提升作用,
改变关键的局部效益可提升整体效率!!!
改善成果
消除瓶颈-产生瓶颈原因
熟练度不高
努力度不够
健康状况不佳
工站不适合
新手作业
心理状态不佳
操作不方便
不省力 故障率高
操作不舒适
设备产能与产
线不匹配
保养状况不佳
噪音干扰
灰尘污染
温度不适当
人力不足
自动化程度低
照明不合要求
产
生
瓶
颈
机器 人员
方法未标准化
工站排配不当
操作方法不当
动作浪费
物料来件不良,需
作检查或挑选
物料摆放不当 来件包装难拆
物料供应脱节
无包装容器或
容器不规范
物料环境 方法
消除瓶颈-常用手法
1.工站重排法
2.动作经济原则,压缩作业时间
3.作业机械化/自动化
4.提升作业员技能水平
5.增加作业人员
消除瓶颈-常用手法
1.工站重排法
+
工站3投放脚架+投放底座
+
工站4固定脚架+装锁脚架
工站3投放底座 工站4投放脚架
到固定位置
工站5装锁脚架
调
整
前
调
整
调
整
后 后
既要固定又
要装锁﹐时
间过长
仅需装锁﹐时
间满足要求
消除瓶颈-常用手法
2.利用22工作经济原则((第一大类第一大类__关于人体的运动关于人体的运动))
改善前改善前﹕﹕脚架底座
放在上部
双手舒适作
业范围
25cm,已经
超出﹐作业
不方便
未超出舒适
范围,安垫
脚方便
•• 改善后改善后::放在右下放在右下,,动作节省动作节省秒秒
身体动作以最低等级进行
消除瓶颈-常用手法
2.利用22工作经济原则((第一大类第一大类__关于人体的运动关于人体的运动))
• 改善前:起子需要反
复拿放
• 改善后:起子悬挂﹐缓
解操作员作业强度
弹簧
导轨
减少动作注意力
消除瓶颈-常用手法
2.利用22工作经济原则((第二大类第二大类__工作场所的布置工作场所的布置))
利用物品重力进行工序间传递与移动
改善前:
作业员需要把废料投掷到废料盒里面
改善后:
作业员把废料拨到排废口，利用重力坠送至废料盒
VS
消除瓶颈-常用手法
用夹具固定产品及工具
脚踏操控
的焊接烙铁
脚踏操控的台式虎钳脚踏卫生设备 用脚操控的转盘
VS.
2.利用22工作经济原则((第三大类第三大类__工具设备设计工具设备设计
消除瓶颈-常用手法
风扇模块需安装
2PCS扁平电缆共
锁8PCS螺丝,作业
时人员需弯腰,低
头作业不方便﹐打
花螺丝﹐共享时
752S
开发定位治具,垂直
锁附﹐减少了质量
问题﹐共享时
564S,节约188S
改
善
前
改
善
后
用夹具固定产品及工具
2.利用22工作经济原则((第三大类第三大类__工具设备设计工具设备设计))
消除瓶颈-常用手法
PCB板上有17个螺丝孔﹐
在该站只锁附12PCS颗,
时常有锁错现象﹐锁附时
要特别小心﹐防止PCB板
损伤﹐用时97S
开发锁PCB板防护罩治具
在治具上开12孔并标示锁
附顺序﹐并保护了PCB板
上电子组件﹐作业上起到
了防呆﹐用时42S
使用专用工具-治具导入
改
善
前
改
善
后
2.利用22工作经济原则((第三大类第三大类__工具设备设计工具设备设计))
消除瓶颈-常用手法
3.作业机械化与自动化
改善前 改善后
1.冲压产线共12站2.第2
工站冲网孔秒3.其
余工站在秒左右4.线
平衡率%
=280PCS/H
改善原理
1.第2工站冲网孔秒
2.线平衡率70%
=330PCS/H
../Local Settings/Temp/notesF78B72/short
../Local Settings/Temp/notesF78B72/short
消除瓶颈-常用手法
第一阶段• • • • • •准备
造成轻松的气氛(寒暄)
告诉他将教导的工作名称(明确主题)
询问他是否做过这工作(了解程度)
强调认真学习的重要(唤起学习意愿)
引导至正确的教导位置(准备进行)
工作教导
四阶段法
4.提高作业者技能水平
魔术魔术::三绳奇术三绳奇术
消除瓶颈-常用手法
第二阶段• • • • • • 示范
(说明工具、另件)
一面做给他看、一面将每一步骤讲给他听
一面做给他看、一面将每一步骤的要点讲给他听
一面做给他看、一面将要点的理由讲给他听
* 耐心地解答问题
4.提高作业者技能水平
消除瓶颈-常用手法
第三阶段• • • • • • 实做
让他做做看––改正错误
请他再做一遍---说出主要步骤
请他再做一遍---同时说出要点
请他再做一遍---同时说出要点的理由
鼓励并确认已彻底了解
4.提高作业者技能水平
消除瓶颈-常用手法
第四阶段• • • • • • 上线
请他加入工作
指定协助他的人
常常检查与指导
鼓励发问
逐渐减少指导
学习者没有学会是因为教导者没有教好
4.提高作业者技能水平
消除瓶颈-常用手法
•• 改善后：将安装底板动作移至其他工站改善后：将安装底板动作移至其他工站﹐﹐且操作员由且操作员由22人增人增
加到加到33人，解决瓶颈人，解决瓶颈
1.安装底板 2.固定脚架 3.固定底座 4.装锁底盘
装锁底盘工作站装锁底盘工作站
5.增加作业员法
•• 改善前：改善前：动作过多动作过多﹐﹐共共22人操作，此站为瓶颈人操作，此站为瓶颈
消除瓶颈-小结
• 每日巡线发觉问题点，纠正作业错误；
• 提升瓶颈站位作业员熟练度；
• 活用22动作经济原则，现时现地现物改善；
• 难度大的改善需IE及各职能单位配合执行。
分析&改善-分析技巧
1.分时段By工站量测工时并记录(注意消极怠
工).
2.计算现有线体平衡率需考虑辅助人力.
3.比对各时段线平衡率并诊断.
4.计算实际C/T&UPH&UPPH.与IE给定标准
比对判定目前水平.
5.对每个工站进行动作分解时尽量详细.
分析&改善-改善技巧
1.皮带线速度是否合理.
V = L/CT
a:L设定为工站间距（一般为80公分）
b:在输送带上画上「节距线」
分析:线速过快/过慢的分析
对策:按实际的CT/Takt time /目标时间调整线
速
分析&改善-改善技巧
2.真假瓶颈工站分析
• 分析：产品堆积工站为瓶颈工站；
• 对策： 假瓶颈由当机﹑缺料﹑新人上线等
原因导致产品堆积的工站，属假瓶颈，需
加强现场管理；
• 真瓶颈：需通过专用消除瓶颈方法进行改
善。
分析&改善-改善技巧
3.是否有新人上线，各站作业动作是否纯熟？
• 分析：新人上线导致假瓶颈,同时导致线平衡的损
失；
• 临时对策：根据工作难易度选择熟练工人与新人上
岗；
• 长期对策：执行上岗认证的制度。
4.物料供应是否不良？
• 分析：如果来料不良，影响产线效率，造成瓶颈；
• 对策： 线外全检/随线全检。
分析&改善-改善技巧
5.设备是否稳定
• 分析:某些工站的加工设备经常性停机﹐异
常﹐导致生产线不平衡；
• 对策:设备维护保养、新增备用设备、分段
生产。
分析&改善-常用窗体
序号 窗体名称 窗体附件 备注
1 流程图 /
2 工时测量表 /
3 山积表 /
4 人机分析表 /
5 双手分析表 /
6 流 程 程 序 图 /
生产线平衡约束
约束问题
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
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。
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复设置尽可能将统一
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。
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。
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，应避免两个或两个以
上的疲劳作业安排在一个工位上。
打破平衡
打破平衡
在流程趋于相对完善和稳定,人员熟练度提升之后,
产能经过一段大幅爬坡的时期,开始停滞.在这时不能
满足现状,要勇于打破平衡,使制程更加优化.
打破平衡
挖掘潜在的非效率因素,剔除不合理的动作,逐个工站压
缩单站工时,然后再次重新梳理整个流程,再作一次平衡.
平衡率: %
动作分析,减少不增值动作
平衡率: 70%
打破平衡,打开了再平衡局面.
打破平衡
・部件安装
・切削
・冲压
・焊接
・取部件、工具的行走
・部件的开箱作业
・部件的重新更换
・按键按钮的操作
・搬运作业
・等待
・没有意义的搬运（临时放置）
・换手拿工具、部件
・制造积压
・部件的堆积
・不合格品的修复
动素分析作业重排打破平衡
作业
有附加价值的作业
-核心动素
在目前的作业条件下,
必须要做的作业-辅助动素
浪费
-消耗性/无价值动素
打破平衡
案例:缓冲垫改善
将缓冲垫改为卷状连片式,以方便撕背胶.提高效率
THE END
