精益生产之均衡化生产

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均衡化生产

当前第1页\共有53页\编于星期一\9点4.1均衡化生产概念4.2总量均衡4.3品种均衡4.4均衡生产实施本章要点当前第2页\共有53页\编于星期一\9点4.1均衡化生产概念Muda浪费Mura不均衡Muri负荷过重浪费、负载过重与不均衡概念

杜绝浪费是精益生产方式的核心。在日语中浪费用“Muda”表示，在精益生产方式中，“Muri”（负荷过重）和“Mura”（不均衡）也与Muda同等重要。未能创造价值，不增值的活动员工或设备的负荷过重可视为上述两“M”的波动结果,其来自不合理的生产日程，或是由于内部问题而导致的产量波动当前第3页\共有53页\编于星期一\9点能力平均9.7工位①②③④⑤⑥⑦⑧⑨10108119101010.58.5瓶颈不平衡时产生库存工厂中生产线工位生产能力不均衡示例：工位③能力最低易造成生产瓶颈，工位④能力最大易产生库存，这种能力不均会引起浪费。因此，要尽可能地减少这种不均衡的产生，即消除不平均现象的均衡化。当前第4页\共有53页\编于星期一\9点批量生产均衡化案例批量生产的不平衡当前第5页\共有53页\编于星期一\9点

为避免浪费，后道工序不应采用集中连续的顺序装备同一产品，而应采用在某一时间单位内各品种出现的比率均等的顺序进行装配（采用混流生产），即均衡化生产。这样前道工序的负荷就会减少，每日平均生产成为可能。如下图：混流生产的均衡化当前第6页\共有53页\编于星期一\9点均衡化生产概念均衡化生产也称平准化生产，各种产品的生产节拍与对应产品的平均销售节拍一致。均衡化生产实现准时化的前提条件，实现看板管理的基础。采取混流生产、缩短作业转换时间、一个流生产、准时采购、全面品质管理等管理手段和方法来实现。总量均衡品种均衡当前第7页\共有53页\编于星期一\9点4.2总量均衡

总量均衡就是将一个单位期间内的总订单量平均化，即将连续两个单位期间的总生产量的波动控制到最小程度。定义：生产总量不均衡产品产量出现波动人和设备要依照生产量的高峰期做准备产量减少时，容易产生人员、库存等浪费总量均衡的重要性当前第8页\共有53页\编于星期一\9点总量均衡案例分析

某月某产品的实际需求量为400台，一月生产20天，每日生产量的需求不同，最高日30台/日，最低日10台/日，如图所示。产量/台平均20日期月合计：400台3010221724100123456实行总量均衡前当前第9页\共有53页\编于星期一\9点

如果采用总量均衡的办法，是日产量保持一致，即每天生产20台，则可以按这个产量准备人员以及生产要素。这样，总产量没有减少，人员以及生产要素却可以减少1/3，成本也就随之降低。产量/台20月合计：400台据此配置生产要素日期0123456实行总量均衡当前第10页\共有53页\编于星期一\9点实施总量均衡后，虽然每天按照相同的数量准备人员及生产要素，但需求仍有可能产生波动，可分为短期波动和长期波动两种情况。1、短期波动对于短期内需求有小幅度波动，当需求量增大时可以采取加班方式，需求量减少时则提早结束生产。产量/台短期波动平均20日期月合计：400台3010221724100123456加班提前结束配置生产要素仍以某月生产400台产品为例，如在当天需求量稍大于20台时，靠加班即可解决；需求小于20台时，提前结束生产。当前第11页\共有53页\编于星期一\9点对于周期性的大幅波动，则需要重新进行总量均衡配置生产要素，而进行产品总量均衡的周期由产品特点及工厂管理能力而定：产品需求量波动频繁则调整也应频繁进行，工厂管理能力强则可以在需要的时候及时调整；如果不强则只能允许浪费的存在或供不应求。产量/台日期3020012345n长期波动12345m重新进行总量平衡2、长期波动当前第12页\共有53页\编于星期一\9点如果完全按照准时化生产，则会产生生产要素配置的浪费；如果不按准时化生产，则会产生库存浪费。因而要权衡产能损失与库存浪费的最佳平衡点。根据经验，日产量允许存在着一定的变化幅度，但为保持人员和设备的稳定性，应把振幅控制在20%之内。20产量/台日期振幅20%

12345n总量均衡允许的产量波动幅度当前第13页\共有53页\编于星期一\9点总之，生产总量均衡可以防止两种浪费：工厂在不同时期不均衡造成的浪费不同工序之间不均衡产生的浪费当前第14页\共有53页\编于星期一\9点4.3品种均衡

某工厂某月有三种产品X、Y、Z需要生产。X产品的需求数为1000件，Y产品为600件，Z产品为400件。假若每月工作日为20天，则传统生产计划安排为前10个工作日先将X产品生产完毕，然后6天生产Y产品，最后4天生产Z产品。这是一种常见的型态，也称分段生产。案例：品种均衡的概念

品种均衡就是在一个单位期间内生产的产品组合平均化，是各种产品在不同单位期间不产生波动，在生产各种产品时所需前工序的零部件数量不产生波动。当前第15页\共有53页\编于星期一\9点传统的生产排程某月生产计划品种总量1234567891011121314151617181920X1000Y600Z4001000600400(单位：个)由表中可以看出，X产品通常会导致较长时间的库存，而Z产品却大半个月无货可供。当前第16页\共有53页\编于星期一\9点

一个月20天每天重复1次，共20次，就可以每天生产出X、Y、Z产品，产品积压与短缺的情况将大大减少生产资源利用率也将提高。但是应当设法减少每天作业转换的辅助时间。某月生产计划品种总量1234567891011121314151617181920X1000

Y600Z40050个/日30个/日20个/日

传统的大批量生产的方法可以节省作业转换时间，但是，与市场需求会出现很大差异。为满足需求多样性，进行如下改进：每天生产X产品50件，Y产品30件，Z产品20件，改进后的月生产排程如表所示：当前第17页\共有53页\编于星期一\9点某日生产计划产品产量8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:00X1000

Y600Z400这种以天为单位的生产安排，每天将依旧按照批量生产的方式，即先生产50件X产品，其次是30件Y产品，最后是20件Z产品。改进后的日生产安排

如果进一步细化生产单位，1天内产品X、Y、Z按照5：3：2的比例轮番生产。1/10个工作日重复1次，1天重复10次，1个月重复200次。这样，对顾客的服务与对企业资源的利用情况就会更好，不仅使得在更短的周期内产品种类出现的比率是均衡的，而且使在这些产品的生产中消耗的前工序的零部件数量尽可能小地波动。503020当前第18页\共有53页\编于星期一\9点例如，X、Y、Z三种产品各由A、B、C三种零件组成，如下表：下表为X、Y、Z批量分别为50件、30件、20件时需要的各种零件数量。从表中可知，每天按X、Y、Z各自批量生产，则各个零件波动较大。例如，当生产X产品时需要A零件为10个，当生产Y产品时需要A零件为2个，这样容易产生库存和人员的浪费。各产品零件构成产品名称A零件B零件C零件X产品1023Y产品252Z产品385改进前每天各产品零件消耗数量产品批量A零件B零件C零件X产品50500100150Y产品306015060Z产品2060160100当前第19页\共有53页\编于星期一\9点

如果1天内产品X、Y、Z按照5：3：2的比例进行轮番生产，1/10个工作日重复1次，则1/10个工作日内各个零部件的消耗速率就相同。以这样的思路改进下去，不断细化生产单位，直到可以按照“X—Y—X—Z—X—Y—X—Z—X—Y”的顺序重复生产，达到最小的观察时间单位，满足精益生产倡导的以小时、分钟为单位进行安排的要求，实现均衡化生产。改进后的零部件消耗数量产品批量A零件B零件C零件X5624131Y3Z2X5624131Y3Z2X5624131Y3Z2当前第20页\共有53页\编于星期一\9点按品种均衡就是要在一定的周期内各品种出现比率是均等的，并且时间、周期尽可能缩短，尽量细化观察标准，如下图，这样使产品瞬时生产数量波动尽可能控制到最小程度。品种观察细化观察时间单位当前第21页\共有53页\编于星期一\9点按不同时间单位均衡的实例当前第22页\共有53页\编于星期一\9点

某汽车装配线装配A、B两种车型，装配顺序是4个A型车和2个B型车循环。装配线和部件线的生产节拍都是4min,生产部件A和B的工序都需要两名操作工。由于车型的不同而需要不同的部件，即装配A型车需要用到A部件，装配B型车需要用到B部件，如下图所示。案例一：品种均衡的作用未均衡的装配线生产当前第23页\共有53页\编于星期一\9点（1）如果按照准时化的生产要求进行生产，当后工序装配线装配B型车时，需要使用B部件，则生产A部件的生产线等待，反之亦然，这样就造成了等待的浪费。（2）部件线的生产节拍仍为4min,如果为了使各工序不等待，就会出现生产过剩而库存增加，造成生产过早的浪费和库存的浪费，如下图：产生制造过早和库存当前第24页\共有53页\编于星期一\9点（3）为了解决上述问题，如果将部件线的生产节拍调整到8min,各工位无等待现象，并且生产能力配置可减少50%（如部件线操作人员只需1人）。但是后工序的装配线在使用其中一种部件时，另一种部件会有中间库存。例如，后工序的装配线在使用部件B时，A部件线还在生产，但A部件并未领取，因此出现中间库存，最多时会出现2个A部件。产生中间库存当前第25页\共有53页\编于星期一\9点（4）若对后工序进行品种均衡，按照“A—B—A—B—A…”循环顺序进行生产，这样可消除库存和等待，同时生产能力配置可减少50%。实行品种均衡的混流生产当前第26页\共有53页\编于星期一\9点下图为生产a、b、c三种车型的装配线。a车型作业时间是4.2min，b车型3.8min，c车型4.0min。根据生产需求，装配线的平均节拍是4min，如果采取连续生产方式，如图a）所示。整个装配线需要按最大节拍4.2min（生产a车型）配置人员，但当最小节拍3.8min(生产b车型）时则会产生等待，从而造成人员浪费。案例二：a）均衡前当前第27页\共有53页\编于星期一\9点对装配线生产进行配种均衡即采用混流生产如b)所示。b）均衡后当前第28页\共有53页\编于星期一\9点据美国有关资料统计，即使在美国这样工业发达的国家，在工业装配生产中平均要有5%-10%的生产时间是浪费在平衡延迟上。采用品种均衡后，通常把所需工时多的产品、所需工时一般的产品、所需工时少的产品合理地搭配，均衡的进行流水混流生产，可有效解决装配线平衡问题。当前第29页\共有53页\编于星期一\9点实施均衡化的优点零部件使用量稳定设备和人力负荷稳定化在制品和库存大大减少提高了对市场的反应速度使工人操作更加熟练当前第30页\共有53页\编于星期一\9点重视事前训练，避免实际操作中错误的出现。企业必须采用快速装换技术补偿因切换次数增加而产生的时间损失。考虑设计通用的工装、夹具来整合不同的产品，以配合适当的机器设备，一般以引入应用柔性生产系统（FMS）和成组技术（GT）的生产机器配置技术为宜。针对市场需求量与生产量差异较大的问题，可采用两种方法；

设法将变动的幅度控制在10%以内。如果要结束某种特定类型产品的生产，必须事先通知供应商，并对相关损失进行补偿。实现均衡化生产需要注意的几个问题当前第31页\共有53页\编于星期一\9点4.4均衡生产实施迅速适应需求变化的生产准时生产（仅能销售的数量生产能销售的物品）每月的适应（对应于总量的销售速度<循环时间的生产）每日的适应（对于分品种的销售速度的产生）各工序的月份生产能力计划按照当天分品种的循环时间的生产指示内示各工序品种的月份生产量和每天的平均生产量通过看板方式（拉动方式）进行的对前工序每天的生产指示决定各品种的月生产计划（基本生产计划）决定混流装配线的产品顺序计划月份需求预测来自销售商的日订货柔性设备缩短生产过程时间均衡生产通过看板方式进行+10%左右的微调均衡生产实施阶段当前第32页\共有53页\编于星期一\9点1、制定生产节拍生产数量并不一定是固定的，每天的生产节拍也不是固定不变的，它们随生产任务而变化。均衡生产是指每天要以一定的节拍循环地生产多个品种均衡生产排产计划定义：生产节拍是指连续生产出2个产品所需要的时间间隔。生产节拍=一天正常生产时间一天生产数量当前第33页\共有53页\编于星期一\9点例：仍以X、Y、Z三种产品为例。假设一天工作时间为8小时，则产品X、Y、Z节拍分别为9.6min,16min,24min，各产品平均节拍为4.8min。可以看出，均衡生产可以理解为在当月里，用与各种产品的平均销售速度同步进行生产。均衡化生产的生产节拍产品月产量/件日产量/件工作时间/min生产节拍/minX1000504809.6Y6003048016Z4002048024合计或平均20001004.8当前第34页\共有53页\编于星期一\9点

轮排图就是生产中各品种及生产数的排列图，它形象地描述了各品种的生产排列。例：仍以生产X、Y、Z产品为例。假设每天生产100件产品，X需要50个，Y需要30个，Z需要20个，依照均衡化生产计划的方式，X、Y、Z的生产比率为5：3：2，最小生产批量按照每个循环生产10个产品，一天共10次循环，生产节拍480min/100=4.8min。其无自由位轮排图如下：2、轮排图当前第35页\共有53页\编于星期一\9点在实际生产中，可能会发生延迟情况，为了增加生产安排的灵活性，可以增设一个自由位。有自由位的轮排图自由位就是不指定具体产品的调整位，用自由位的时间来应对生产过程时间的调整，增加生产安排的灵活性。当前第36页\共有53页\编于星期一\9点在产品品种较多的情况下，采用ABC分类法进行排产。具体步骤如下例：3、ABC分类法例：某条生产线生产10种规格产品，如下表：产量信息与ABC分析产品日产量/件生产量累计/件比率生产总量/件a50050033%合计800平均400b30080053%c200100067%合计450平均150d150115077%e100125083%f70132088%合计250平均50g60138092%h50143095%i40147098%j301500100%当前第37页\共有53页\编于星期一\9点1)对各规格产品进行ABC分析，设定A为50%以上的生产量，B为20%~50%的生产量，C为未满20%的生产量。产品a和b占总产量的53%，属于A类产品；产品c、d、e占总产量的30%，属于B类产品；其余产品占总产量的17%，属于C类产品；

2)决定生产批量。以10、100的倍数等容易辨识的单位，构成生产批量，使管理单纯化。当前第38页\共有53页\编于星期一\9点

3）制作均衡化计划周期表。先确定A、B、C三类产品的每天平均生产量，然后再具体安排各产品。下表为最终均衡化计划周期表：A类产品尽可能安排每天生产B类产品尽量以周为单位安排生产（每个循环3日~1周）C类产品可以按实际情况统筹安排生产

4）安排每天产品投入顺序计划。在均衡化计划周期表的基础上，可以进一步均衡化，安排每日产品投入生产线的顺序计划，此时，可以参照轮排图的做法。例如，第一个工作日生产a、c、d、f、g、h6种产品，可以按照16：6：3：2：2：1（800:300:150:100:100:50)的比例作出轮排图。当前第39页\共有53页\编于星期一\9点均衡化计划周期表产品1234567891011121314151617181920a800400400400800400400400800400400400800400400400800400400400b

400400400

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400400400A800800800800800800800800800800800800800800800800800800800800c300150150300150150300150150300150150300150150300150150300150d150150150150150150150150150150150150150150150150150150150150e

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505050C250250250250250250250250250250250250250250250250250250250250总计15001500150015001500150015001500150015001500150015001500150015001500150015001500当前第40页\共有53页\编于星期一\9点其他技巧1、装载均衡箱这种箱子有一列看板插口供每个产品使用，还有一行看板插口供每个产品使用。看板不仅表示生产的量，而且表示生产这种量的时间。当前第41页\共有53页\编于星期一\9点使用装载均衡箱的看板循环过程：当前第42页\共有53页\编于星期一\9点2、指定座对于像涂装、电镀等采用批量生产的工序，可采用指定座的方法进行生产均衡化。所谓的指定座就是对号入座的意思。例：图为传统生产排程使用的指定座实例（改善前），是用于挂A、B、C三种产品的挂架。产品A的挂架每个架子可挂8个，共有三个架子；产品B的挂架每个架子可挂6个，共有2个架子；产品C的挂架每个架子可挂9个，共有2个架子。当前第43页\共有53页\编于星期一\9点改进后的指定座传统方式会出现如下问题：以批量的方式到前工序领取零部件，从而形成较多的在制品库存；涂装以后采取批量堆积搬运的方式，容易造成擦伤，是不良品增多；涂装工序没有形成流程化，妨碍整体效率提高。当前第44页\共有53页\编于星期一\9点3、接棒区方式以相邻的两个工序之间划出一个“接棒区”。当前工序的作业人员发现其产品已经流动到接棒区时，请求下工序的作业员支援，帮助完成工作。当前第45页\共有53页\编于星期一\9点4、分支方式在正常的生产线中再设立一条分支生产线，将超出主生产线作业量的部分在分支生产线上加工生产，直到进行到正常作业量