工业工程专业课程设计生产线平衡分析

工业工程专业课程设计生产线平衡分析学 院：机械工程与自动化学院目 录一、绪论41.生产线的定义42.生产线的由来43.生产线的种类54.生产线平衡的产生5二、生产线平衡定义与目的61.生产线平衡定义62.生产线平衡目的63.生产线追求的目标74.生产线追求的意义7三、生产线平衡常见的概念71.节拍72.生产平衡83.生产线平衡率84.标准产能和实际产能105.生产力10四、生产线平衡的分析改善111. 生产线平衡的方法研究111.1 程序分析111.2 操作分析121.3 动作分析112. 生产线平衡改善方法122.15M法的改善122.2作业方法的改善132.3作业效率的改善143. 要点改善153.1 调整生产平衡162.2 改善浪费动作164. 生产线平衡调整165. 常见的不平衡改善技巧17一绪论1.生产线的定义生产线即产品生产过程所经过的路线，从原料进入生产现场开始，经过加工、运送、装配、检验等一系列生产生产线活动所构成的路线。狭义的生产线是按对象原则组织起来的，完成产品工艺过程的一种生产组织形式，按产品专业化原则，配备生产某种产品（零、部件）所需要的各种设备和各工种的工人，负责完成某种产品（零、部件）的全部制造工作，对相同的劳动对象进行不同工艺的加工。2.生产线的由来在英格兰北部的一个小镇里，有一个名叫艾薇的人开的鱼和油煎土豆片商店。在店里面，每位顾客需要排队才能点到食物。然后每个顾客等着盘子装满后坐下来进餐。艾薇店里的油煎土豆片是小镇中最好的，在每个集市日中午的时候，长长的队伍都会排出商店。所以当隔壁的木器店关门的时候，艾薇就把它租了. 他们没办法再另外增加服务台了；艾薇的鳕鱼和伯特的油煎土豆片是店里面的主要卖点。但是后来他们想出了一个聪明的办法。他们把柜台加长，艾薇，伯特，狄俄尼索斯和玛丽站成一排。顾客进来的时候，艾薇先给他们一个盛着鱼的盘子，然后伯特给加上油煎土豆片，狄俄尼索斯再给盛上豌豆糊，最后玛丽倒茶并收钱。顾客们不停的走动；当一个顾客拿到豌豆糊的同时，他后面的已经拿到了油煎土豆片，再后面的一个已经拿到了鱼。一些穷苦的村民不吃豌豆糊-但这没关系，这些顾客也能从狄俄尼索斯那里得个笑脸。 这样一来队伍变短了，不久以后，他们买下了对面的商店又增加了更多的餐位。这就是流水线。将那些具有重复性的工作分割成几个串行部分，使得工作能在工人们中间移动，每个熟练工人只需要依次的将他的那部分工作做好就可以了。虽然每个顾客等待服务的总时间没变，但是却有四个顾客能同时接受服务，这样在集市日的午餐时段里能够照顾过来的顾客数增加了三倍。于是生产线就这样产生了。3.生产线的种类按范围大小分为产品生产线和零部件生产线，按节奏快慢分为流水生产线和非流水生产线，按自动化程度，分为自动化生产线和非自动化生产线。4.生产线平衡的产生企业竞争的压力越来越大，要想从众多企业中脱颖而出，不仅要从技术上更胜一筹，更重要的是要从生产线中寻找差距，只有自己有了更好的生产方法，突破了生产的瓶颈，也就是生产线的平衡度比别的企业高，就能使自己的企业立于不败之地。生产线平衡一直是企业追求的目标，因为只有生产线平衡了，才能使物料、设备、人力、空间得到合理的应用，才能使员工在舒适的劳动强度下，提高生产效率，降低成本。装配线的平衡涉及到生产线各工序之间的协调配合，并解决各工序在时间上的不一致。装配线的平衡程度直接反应着装配线的生产效率，并影响到产品质量。平衡问题是装配线设计与管理中一个突出的问题，所以平衡问题历来受到人们重视。二生产线平衡定义与目的1.生产线平衡定义：生产线平衡是依照水线作业的工程顺序，以生产目标算出周期时间，将作业分割或者结流合，使各个工序流动负荷的差距最小，流动顺畅，减少时间差所造成的等待或滞留现象。以提高生产效率的方法。2.生产线平衡目的：1.使物流快速，减少生产周期。2.减少或消除物料或半成品周转场所。3.消除工程“瓶颈”，提高作业效率。4.稳定产品质量，提高生产效率。5.提高工作士气，改善作业方法。3.生产线追求的目标减少物质、能源、时间和资金的占用与浪费;降低生产成本;降低员工的疲劳度,减少遭受损伤和工伤的概率;利用有限的资源求得最高的产出,提高生产效率.没有一个良好的运行方法,就不可能达到以上目标,也就是说均衡生产需要一个良好方法,一个好方法反过来也能带来好的均衡性。4.生产线平衡的意义生产线平衡是对生产的全部工序进行平均化、均衡化，调整各工序或工位的作业负荷或工作量，使各工序的作业时间尽可能相近或相等，最终消除各种等待浪费现象，达到生产效率最大化。它是生产流程设计与作业标准化中最重要的方法。通过平衡生产，可以加深理解“一个流”生产模式及熟悉“单元生产”的编制方法，它是一切新理论与新方法的基础。三生产线平衡的常见概念1. 节拍 流程的“节拍 ”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，即指完成一个产品所需的平均时间。节拍通常只是用于定义一个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，如果预先给定了一个流程每天（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。它决定了生产线的生产能力、生产速度和效率。它反映的是客户的需求。节拍的计算节拍=有效工作时产出数例:每小时产出400台,则节拍为: 1H 3600S/H 400 = 9秒/台2.生产平衡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。工站布置原則：1.保证各工序之间的先后顺序；2.组合的工序时间不能大于节拍；3.各工作地的作业时间应尽量接近或等于节拍；4.使工站数目尽量少。3.生产线平衡率生产线平衡率计算公式：t各工站工时之和(S瓶颈工站工时R工站总数)100%例:各工站之和:500秒 瓶颈工時*工站总数= 1055 =550秒 线平衡率: 500550100%=91%平衡损失：作业人员之间由于作业量的不公平导致的作业要素时间的不均衡程度的比。 平衡损失率=(SR-ti )/T.T节拍时间100%从以上公式我们可以看出，各工站的工时相差越大,则平衡率越低。USI SMT线平衡计算公式:USI SZ的生产线平衡率指标： SMT92%; ASM&TEST&PACKYING88%4.标准产能和实际产能标准产能： 标准产能(H) =3600(S)/瓶颈时间(S) 标准产能(班)=投入时间/瓶颈时间(S)实际产能： 实际产能是可供时间內所产出的良品数 1)人均产能=实际产能/投入时间/人数 2)单机台产能=实际产能/投入时间/机台数例某组装线总投入人力为10人，该组装线的瓶颈工站的工时为50秒，一天两班20小时实际产出数为1,400Pcs,良率为95%，试计算该组装线体的标准产量和人均产量各是多少？标准产能=投入工时/瓶颈工时 =20*3600S/50S =1440Pcs实际产能 =1400*95% =1330Pcs人均产能 =实际产能/投入时间/人数 =1330Pcs/20H/10人=6.65Pcs/H/人5.生产力生产力=某个单位在某一时间内的生产量假设生产同一产品,A线用60人,每小时产出420台, B线用65人,每小时产出480台。A线生产力 =420台/60人 = 7台/小时/人.B线生产力 = 480台/65人 = 6.77台/小时/人.表面上看B线产量高于投入人数少的A线,但从生产力来看，A线生产力较高。四生产线平衡的分析改善1. 生产线平衡的方法研究方法研究就是对现有的或拟议的工作方法进行系统记录和严格的考察,作为开发和应用更容易、更有效的工作方法,以及降低成本的一种手段。按照从粗到精、从宏观到微观、由概括到具体的体系,方法研究包括程序分析、操作分析和动作分析三部分。1.1程序分析完成任何工作所需经过的路线和手续即为程序,程序分析主要以整个生产过程为研究对象,研究分析一个完整的工艺流程,看是否有多余或重复作业、工序是否合理、搬运是否太多、等待是否太长,进一步来改善工作程序和工作方法.高平衡率的生产线离不开良好的作业程序。1.2操作分析所谓操作分析就是通过对以人为主工序的详细研究,使操作者、操作对象、操作工具三者科学地结合、合理地布置和安排,达到工序结构合理,减轻劳动强度,减少作业时间消耗之要求,以提高产品品质和产量为目的而进行的分析.通常,合理的人机结合,能为高平衡率的生产线提供最直接的单元保障.如果人机结合不合理、不科学,那么这种作业就是一种粗放型高消耗的作业,就没有人员之间、机器之间、人机之间的相互协调与配合,更谈不上合理,这时不免会出现人等人、人等机、机等人和机等机等一系列严重影响生产线平衡的“等待性”浪费.也就是说,人机相互之间高效合理的配合,不仅能够大大减少作业等待,更重要的是能够提高生产线的平衡率,进而提升作业效率。1.3动作分析动作分析是在程序决定后,研究并减少甚至消除人体各种动作的浪费,以寻求省力、省时、安全和最经济的动作。其实质是研究分析人在进行各种操作时的细微动作,消除无效动作,使操作简便有效,提高工作效率。动作分析能在其它方法无效时,给生产线的平衡提供一把秘密武器,它从最基本的“动素”入手,寻求改进空间,以提升生产线的平衡能力.当然,它与工业工程其它方法综合运用,会使企业收到更好的效果。2生产线平衡改善方法2.1 5M法的改善5M是指：人员，机器设备，物料，作业方法，环境企业经营的五大环节。5M法就是对这5大换届逐一进行认真分析，寻找企业的“症疾”并进行改进。人员(Man):调换作业者;增加作业者;多能工训练；新手避免工作负荷过重，利用作业员熟练程度的差异性，平衡作业流程。机器设备(Machine):利用或改良工具、机器;人机比合理配置;人机同步作业;提高自动半自动化水平;人机工程分析，提高机械效率。物料(Material):确保物料供应及时准确;物料摆放合理取用;物料包装合理减少拆卸作业。作业方法(Method):避免在同一工站使用太多工具;动作要合理化，尽量减少辅助动作:寻找.发现.选择.思考.预定位,取消无效动作:保持.延迟.放置.休息;遵循动作经济四原则:减少动作数量.双手同时作业.缩短动作的距离.轻松作业.作业环境(Mother Nature):保持整洁、清洁的作业环境;有适当的操作安全措施;适当的照明、空调和通风设备;桌椅和静电设备有适当的规格.2.2作业方法的改善作业的改善我们遵从ECRS原则。ECRS法则即取消、合并、重排、简化。1.取消（Eliminate）所有不必要的工作环节和内容有必要取消的工作,自然不必再花时间研究如何改进.某个处理,某道手续,首先研究是否可以取消,这是改善工作程序,提高工作效率的最高原则.2.合并（Combine）必要的工作如不能取消,可进而研究能否合并.为了做好一项工作,自然要有分工和合作.分工的目的,或是因工作量超过某一组织或人员的负担,或是由于专业需要,再或是从增加工作效率出发.如果不是这样,就需要合并.有时为了提高效率,简化工作甚至不必过多地考虑专业分工.而且特别需要考虑每一个组织或每一个工作人员保持满负荷工作.3.重排（Rearrange）所必需的工作程序取消和合并以后,还要将所有程序按照合理的逻辑进行重徘顺序,或者在改变其他要素顺序后,重新安排工作顺序和步骤.在这一过程中还可进一步发现可以取消和可以合并的内容,使作业更有条理,工作效率更高.4.简化（Simply）所必需的工作环节对程序的改进,除去可取消和合并之外,余下的还可进行必要的简化.这种简化是对工作内容和处理环节本身的简化.2.3作业效率的改善作业效率的改善遵从PDCA步骤。PDCA管理又叫戴明理论，是美国质量管理专家戴明博士提出的，它是全面质量管理所应遵循的科学程序。全面质量管理活动的全部过程，就是质量计划的制订和组织实现的过程，这个过程就是按照PDCA循环，不停顿地周而复始地运转的。PDCA（Plan-Do-Check-Act的简称），针对项目工作的质量目标按规划、执行、检查与改进行动来进行活动，以确保项目目标之达成，并进而促使品质持续改善。规划（Plan）：产品项目目标预测与订定、项目计划研拟与确定、项目组织与分工。 执行（Do）：项目任务激励、命令与实施。 检查（Check）：产品可靠度 评定与评估、可靠度作业管制与稽核。 改进行动（Action）：各种项目任务和项目干系人协调、项目变化影响原计划改进对策订定、改进行动执行与新计划落地执行。效率改善PDCA步骤3.要点改善3.1调整生产平衡（不改善浪费动作都可以进行）1作业内容明确参照作业指导书。2作业时间明确参照实测时间一览表）。3根据生产计划和出勤时间，计算出所需作业者。4根据作业内容、作业时间、节拍，重新给每个作业者分配作业。3.2改善浪费动作（特别针对影响作业的瓶颈岗位）1.改善瓶颈岗位的浪费动作（明显+细小）2.改善每个岗位的浪费动作（明显细小）3.浪费动作消除后，整条生产线的平衡也会打破，此时需要重新调整生产平衡4.生产线平衡调整 生产线平衡即是对生产的全部工序进行平均化，调整作业负荷，以使各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的效率损失以及生产过剩。 生产线平衡是一门很大的学问，生产线平衡直接关系到生产线的正常使用。 生产线的周期是由需时最长的工位决定的，所以在平衡调整时我们应注意以下几点：1.确认需要调整的作业内容，调整到哪个岗位、哪个作业内容之后比较合适，2.确认是否需要增加/调整相应的工具、物料盒、物料摆放区、作业台等等。3.平衡调整的结果最好是各机种的人数相等(便于管理);4.在调整过程中对影响作业平衡的问题点进行改善，改善后留下照片及改善前后数据（使用问题点记录表）5.常见的不平衡改善技巧：1分担转移 2.作业改善压缩 3.加人改变CT 4.拆解去除5.重 排 6.作业改善后合并 通过以上6种改善技巧，我们可以不但的完善上产线，使其生产效率逐步提高19