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【原创好文】生产线平衡简说
发布时间:2020-10-01 浏览次数: 12
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生产线平衡是我们做现场改善非常常用的一项改善技术,通过生产线平衡改善可以有效实现生产资源的合理利用从而降低生产成本,缩短生产周期。


我们都知道,一个水桶能装多少水是由最短的木板的长度决定的,这就是着名的木桶理论,相应的一条产线的能贡献多少产能是由能力最低的也就是产出时间最长的工序决定的,这就是我们常说的瓶颈工序,非瓶颈工序的生产周期再短、产能再高增加的只是在制品、搬运和等待等各种各样的浪费,带来的并不是真正的企业效益,我们应该关注的是产线整体的产出速度而不是局部。


所谓生产线平衡是对生产的全部工序进行平均化,调整作业负荷,以使各工序作业时间尽可能相近的技术手段与方法。目的是消除作业间不平衡导致的效率损失以及生产过剩。我们常用平衡率来衡量工序间作业时间平衡的程度。生产线平衡做的比较好的比如电子制造业平衡率基本上都在85%以上,但也有一些行业或者企业的平衡率只有60%左右,这主要体现在以设备为主或生产过程不连续的企业。


那么当我们企业的生产线平衡存在问题时如何对其进行改善呢,第一步现状调查,主要是进行时间测量、OEE、OPE等效率数据收集;第二步减少浪费,主要是识别生产过程中的八大浪费,并通过相应的改善工具方法对现场存在的浪费进行改善;第三步计算需求产出周期,通过这一步我们要明确我们的产线生产节拍设定多少是合理的;第四步山积表平衡,就是运用山积表这个工具对各工序作业单元的时间进行叠加,并与第三步计算的节拍时间进行对比,从而明确我们未来的改善方向;第五步建立新的作业流程,也就是进行新流程的设计;第六步流程验证与完善,最后进行标准化,从而把经过验证的新流程固化下来。


所有的改善首先要对现状进行调查,通过现状数据的收集明确整体的瓶颈在哪里,同时在测量过程中发现改善机会。工时测量在不同的行业分辨率也不同用到的方法也不一样,比如电子制造业等以秒或者分钟为单位的周期时间,最常用的是秒表测时法,而装备制造维修等以小时或者天为单位的用秒表测时就不适用了,我们常用的是抽样测时法,也就是把时间按分辨率划分单元进行抽样记录。对现状数据收集完成我们就可以进入第二步识别浪费,减少浪费。往往很多生产线平衡问题最简单的优化方式就是对瓶颈工序进行改善,通过减少各工序尤其是瓶颈工序的作业时间,从而达到降低瓶颈加快产出速度的目的。这个过程中常用的改善方法工具有ECRS和IE七大手法,ECRS是取消、合并、重排、简化四个英语单词的缩写,从某种意义上讲生产线平衡优化本身就是一次ECRS。


当我们对各工序进行了改善但依然不能满足客户需求或者平衡率依然不尽人意时我们就需要对生产流程进行重新设计,进行流程设计我们首先要明确设计多少产能,也就是客户需求有多少,我们所做的所有都是为了以最小的成本满足客户的需求,客户的需求也同时决定了我们需要配置多少的资源。客户的需求速度决定了我们的产出速度,所以生产节拍等于可用时间乘以OPE除以需求量,我们用CT来表示生产节拍;如果是设备为生产主体的就是把OPE换成OEE即可。除了测算客户的需求速度外我们还要计算另一个时间叫做平均时间,我们用大写T表示,T等于单间标准时间除以人员数量,它是描述用当前的人员配置在平衡率达到100%的情况下的生产速度。有了生产节拍和平均时间我们需要对他们进行比较也就是第四步山积表平衡,通过节拍时间、平均时间对比会出现会出现三种情况,第一种平均时间T略小于节拍时间,也就是说客户的需求速度略高于产出速度,这个时候我们只需要对瓶颈工序进行改善,使其周期时间降低至CT时间以下,也就是我们刚才说到的第二步,这个前面已经讲过这里不再重复了;第二种情况是节拍时间CT小于平均时间T,也就是说客户的需求速度远大于产出速度,这个时候我们的改善方向是增加相应的资源,并以CT为上限对生产流程进行重新设计;第三种情况是节拍时间CT大于平均时间T,也就是说客户的需求速度远低于产出速度,这个时候切记不要试图降低瓶颈,而是以CT为上限对生产流程进行重新设计,因为本身我们的产能就是高于客户需求,再降低瓶颈会导致产能更高,只会增加库存不会给企业带来真正的效益。流程重新设计最简单的方式就是根据产品的加工流程,用山积表的方式对各加工过程进行叠加,保证各工序的周期时间略低于CT时间,这里要特别说明两点,第一点,如果我们上述过程中对某作业单元进行了改善,那么山积表中各作业单元的时间要用改善后的时间进行堆叠;第二点,瓶颈设计建议放在第一工序,且工序周期时间成降序,因为我们都知道瓶颈工序的产出决定了整体的产出,所以任何导致瓶颈工序的停滞都会导致产线停止,所以我们要把瓶颈工序放在第一个工序以消除其他工序对瓶颈工序的影响


新流程设计完成后就要对新流程进行验证,验证过程中需要相关人员现场跟踪确认,及时发现新流程存在的问题并提供改善方案,同时要收集新流程的作业时间,制作改善后山积表,同时计算改善后平衡率,生产效率等数据,确认前后是否有明显改善。


新流程验证OK后最后一步就是把新流程固化标准化,制作标准作业指导书,计算改善收益、整理改善报告,制定推广计划等等


整个生产线平衡优化到了这一步基本上就完成了,整个改善的过程中往往受很有多制约因素的影响,最常见的就是设备周期,有的时候碍于设备的生产周期在平衡率方面不得不做出一些妥协。


以上介绍的主要是以人为作业主体的生产过程,以设备为生产主体的生产线平衡优化在大的步骤上基本是一致的,但在损失降低和流程设计等方面还有些不同,因为设备的加工过程不能拆分,且加工时间不能随意调整。这个时候我们常用的几种平衡方式跟大家做个简单的分享。第一就是基于现状调查,确定不平衡的原因是损失问题还是周期问题,损失问题可以通过OEE、SMED、质量改善等改善减少损失,周期问题在生产周期不能调整的情况下可以通过设备一对多、增加工作时间等方式进行调整,如果周期时间可以通过DOE实验设计找到合适的周期实现周期调整是最好的解决方案。进行新流程设计后进行验证、完善,标准化等工作与前面我们讲到的以人员为主体的生产过程基本相同。总的来说人为主的生产线平衡往往相对高一些,有的时候不得不牺牲部分设备的局部效率来实现整体的最优化。


生产线除了“屋台式”单元线等生产方式外,只要产线进行了作业分工平衡率就几乎不可能达到100%,所以线体瓶颈永远是存在的,我们进行生产先平衡改善也是无止境的,而我们做到就是工序间作业时间尽可能趋近相等,瓶颈工序的作业时间尽可能与非瓶颈工序相同而已!


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