精士博：生產(chǎn)線的平衡

一、“節(jié)拍”、“瓶頸”、“空閑時(shí)間”、“工藝平衡”的定義

    流程的“節(jié)拍”（Cycle    time）是指連續(xù)完成相同的兩個(gè)產(chǎn)品（或兩次服務(wù)，或兩批產(chǎn)品）之間的間隔時(shí)間。換句話說(shuō)，即指完成一個(gè)產(chǎn)品所需的平均時(shí)間。節(jié)拍通常只是用于定義一個(gè)流程中某一具體工序或環(huán)節(jié)的單位產(chǎn)出時(shí)間。如果產(chǎn)品必須是成批制作的，則節(jié)拍指兩批產(chǎn)品之間的間隔時(shí)間。在流程設(shè)計(jì)中，如果預(yù)先給定了一個(gè)流程每天（或其它單位時(shí)間段）必須的產(chǎn)出，首先需要考慮的是流程的節(jié)拍。

    而通常把一個(gè)流程中生產(chǎn)節(jié)拍最慢的環(huán)節(jié)叫做“瓶頸“（Bottleneck）。流程中存在的瓶頸不僅限制了一個(gè)流程的產(chǎn)出速度，而且影響了其它環(huán)節(jié)生產(chǎn)能力的發(fā)揮。更廣義地講，所謂瓶頸是指整個(gè)流程中制約產(chǎn)出的各種因素。例如，在有些情況下，可能利用的人力不足、原材料不能及時(shí)到位、某環(huán)節(jié)設(shè)備發(fā)生故障、信息流阻滯等，都有可能成為瓶頸。正如“瓶頸”的字面含義，一個(gè)瓶子瓶口大小決定著液體從中流出的速度，生產(chǎn)運(yùn)作流程中的瓶頸則制約著整個(gè)流程的產(chǎn)出速度。瓶頸還有可能“漂移”，取決于在特定時(shí)間段內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品或使用的人力和設(shè)備。因此在流程設(shè)計(jì)中和日后的日常生產(chǎn)運(yùn)作中都需要引起足夠的重視。  

    與節(jié)拍和瓶頸相關(guān)聯(lián)的另一個(gè)概念是流程中的“空閑時(shí)間”（idle  time）。空閑時(shí)間是指工作時(shí)間內(nèi)沒(méi)有執(zhí)行有效工作任務(wù)的那段時(shí)間，可以指設(shè)備或人的時(shí)間。當(dāng)一個(gè)流程中各個(gè)工序的節(jié)拍不一致時(shí)，瓶頸工序以外的其它工序就會(huì)產(chǎn)生空閑時(shí)間。  

    這就需要對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行平衡。制造業(yè)的生產(chǎn)線多半是在進(jìn)行了細(xì)分之后的多工序流水化連續(xù)作業(yè)生產(chǎn)線，此時(shí)由于分工作業(yè)，簡(jiǎn)化了作業(yè)難度，使作業(yè)熟練度容易提高，從而提高了作業(yè)效率。然而經(jīng)過(guò)了這樣的作業(yè)細(xì)分化之后，各工序的作業(yè)時(shí)間在理論上，現(xiàn)實(shí)上都不能完全相同，這就勢(shì)必存在工序間節(jié)拍不一致出現(xiàn)瓶頸的現(xiàn)象。除了造成的無(wú)謂的工時(shí)損失外，還造成大量的工序堆積即存滯品發(fā)生，嚴(yán)重的還會(huì)造成生產(chǎn)的中止。為了解決以上問(wèn)題就必須對(duì)各工序的作業(yè)時(shí)間平均化，同時(shí)對(duì)作業(yè)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，以使生產(chǎn)線能順暢活動(dòng)。  

    “生產(chǎn)線工藝平衡”即是對(duì)生產(chǎn)的全部工序進(jìn)行平均化，調(diào)整各作業(yè)負(fù)荷，以使各作業(yè)時(shí)間盡可能相近。是生產(chǎn)流程設(shè)計(jì)與作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化必須考慮的最重要的問(wèn)題。生產(chǎn)線工藝平衡的目的是通過(guò)平衡生產(chǎn)線使用現(xiàn)場(chǎng)更加容易理解“一個(gè)流”的必要性及“小單元生產(chǎn)”（Cell  production）的編制方法，它是一切新理論新方法的基礎(chǔ)。  

二、平衡生產(chǎn)線的意義

    通過(guò)平衡生產(chǎn)線可以達(dá)到以下幾個(gè)目的：  

    1、提高作業(yè)員及設(shè)備工裝的工作效率；  

    2、減少單件產(chǎn)品的工時(shí)消耗，降低成本（等同于提高人均產(chǎn)量）；  

    3、減少工序的在制品，真正實(shí)現(xiàn)“一個(gè)流”；  

    4、在平衡的生產(chǎn)線基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)單元生產(chǎn)，提高生產(chǎn)應(yīng)變能力，對(duì)應(yīng)市場(chǎng)變化，實(shí)現(xiàn)柔性生產(chǎn)系統(tǒng)；  

    5、通過(guò)平衡生產(chǎn)線可以綜合應(yīng)用到程序分析、動(dòng)作分析、規(guī)劃（Layout）分析、搬運(yùn)分析、時(shí)間分析等全部IE手法，提高全員綜合素質(zhì)。  

三、工藝平衡率的計(jì)算  

    要衡量工藝總平衡狀態(tài)的好壞，我們必須設(shè)定一個(gè)定量值來(lái)表示，即生產(chǎn)線平衡率或平衡損失率，以百分率表示。  

    首先，要明確一點(diǎn)，雖然各工序的工序時(shí)間長(zhǎng)短不同，但如前所述，決定生產(chǎn)線的作業(yè)周期的工序時(shí)間只有一個(gè)，即最長(zhǎng)工序時(shí)間Pitch  time，也就是說(shuō)Pitch  time等于節(jié)拍（cycle  time）。另外一種計(jì)算方法同樣可以得到cycle  time（CT）=Pitch  time=3600/Q，即由每小時(shí)平均產(chǎn)量，求得一個(gè)產(chǎn)品的CT（Q，每小時(shí)產(chǎn)量）。  

    1、生產(chǎn)線的平衡計(jì)算公式  

平衡率=（各工序時(shí)間總和/（工位數(shù)*CT））*100=（∑ti/（工位數(shù)*CT））*100  

    2、生產(chǎn)線的平衡損失率計(jì)算公式  

平衡損失率=1-平衡率  

四、生產(chǎn)線工藝平衡的改善原則方法  

    平衡率改善的基本原則是通過(guò)調(diào)整工序的作業(yè)內(nèi)容來(lái)使各工序作業(yè)時(shí)間接近或減少這一偏差。實(shí)施時(shí)可遵循以下方法：  

    1、首先應(yīng)考慮對(duì)瓶頸工序進(jìn)行作業(yè)改善，作業(yè)改善的方法，可參照程序分析的改善方法及動(dòng)作分析、工裝自動(dòng)化等IE方法與手段；  

    2、將瓶頸工序的作業(yè)內(nèi)容分擔(dān)給其它工序；  

    3、增加各作業(yè)員，只要平衡率提高了，人均產(chǎn)量就等于提高了，單位產(chǎn)品成本也隨之下降；  

    4、合并相關(guān)工序，重新排布生產(chǎn)工序，相對(duì)來(lái)講在作業(yè)內(nèi)容較多的情況下容易拉平衡；  

    6、分解作業(yè)時(shí)間較短的工序，把該工序安排到其它工序當(dāng)中去。