产能平衡节拍.pptx

-1-产能平衡-2-生产能力计划定义生产能力计划定义生产能力度量生产能力度量 生产效率与利用率生产效率与利用率 规模经济性规模经济性生产能力的需求生产能力的需求生产能力计划的决策步骤生产能力计划的决策步骤生产线平衡与节拍生产线平衡与节拍主要内容主要内容-3-生产能力计划生产能力计划(July.2007)产能平衡所谓生产能力生产能力（Capacity），是指一个作业单元的最大产出率。这里的单元，可以是一个工序，一台设备，也可以是整个企业组织。在给定的生产运作组织方式下，现有的生产运作能力能否满足生产或提供服务的要求?如果不能，就要考虑扩大生产运作能力。生产运作管理人员必须考虑提供足够的能力，以满足目前及将来的市场需求，否则就会遭受机会损失。但反过来，生产运作能力过大，又会导致设施闲置，资金浪费。-4-生产能力计划生产能力计划(July.2007)产能平衡（1）需要何种生产能力？由产品特点决定。（2）需要多大生产能力？由产品产量决定。（3）何时需要这种生产能力？取决于需求。广义上说，生产能力是人员能力、设备能力和管理能力的生产能力是人员能力、设备能力和管理能力的总和总和。人员能力是指人员数量、实际工作时间、出勤率、技术水平等因素的组合；设备能力是指设备和生产面积的数量、水平、开动率和完好率等因素的组合；管理能力包括管理人员经验的成熟程度与应用管理理论、方法的水平和工作态度。而从狭义上讲，生产能力主要是指人员能力和设备能力，在资本集约化较高的制造业企业中，尤其是指设备能力。-5-生产能力决策的重要性生产能力决策的重要性(July.2007)产能平衡 生产能力决策对于企业满足其产品未来需求的能力具有实实在在的影响；若能满足，则将给予企业巨大生机。若不能满足，则将限制企业发展和丧失商机。生产能力影响运作成本。能力与需求彼此匹配，则可使运作成本为最小；能力与需求不能保持一致，将对运作成本造成负面影响。生产能力通常是初始成本的主要决定因素；生产能力决策通常意味着资源的长期投入，难易改变。生产能力决策影响竞争。如果拥有能够迅速增加的生产能力，可以增加竞争力。-6-生产能力度量生产能力度量(July.2007)产能平衡 如上所述，生产能力是指系统在一定时间内可能实现的产出；但是如何度量它，却并不简单。不同行业生产能力的测定和表达是不同的。-7-生产能力度量生产能力度量产能平衡一般来说，度量可分为两种基本形式：投入度量投入度量或产出度量产出度量。不同的组织，根据其具体情况，需要考虑用不同的度量。选择用投入还是产出来度量，其基本考虑基本考虑是：在以产品对象专业化为生产组织方式的企业中，通常以产出为度量单位，产出的品种比较少，产出有明确的度量。而在产品品种较多、数量较少、采取工艺对象专业化的生产方式的企业中，则用投入进行度量更方便，例如，用拥有的设备数量，每月的可利用设备机时等。要注意的是，市场需求往往是按照产出来表示的。为了考虑需求与能力是否匹配，用投入进行度量时需要把需求换算换算成所需的设备数或设备机时等。-8-生产能力度量生产能力度量行业行业投入投入产出产出汽车制造劳动力工时、机器工时每班生产汽车数钢铁工厂炉膛尺寸每天生产钢铁吨数石油精炼精炼炉尺寸每天生产燃油数机械加工机器工时、劳动力工时每班各品种机械零件/产品数饭店餐桌数、座位数每天招待的客人数医院床位每天可看的病人数零售店店铺面积每天实现的收入(July.2007)产能平衡-9-设计、有效与实际生产能力设计、有效与实际生产能力(July.2007)产能平衡设计生产能力：设计生产能力：是理想情况下（无任何时间损失）最大的可能产出，指设备连续运转时的产出能力。它是技术含义上的最大产出能力。有效生产能力：有效生产能力：它是指一个企业在给定产品组合、使用合理的人员、合理的时间、设备维护、生产规划和质量保证安排条件下，设备的最大产出能力。它是一种经济含义上的产出能力，小于设计生产能力。实际产出：实际产出：实际的系统产出，它通常小于有效生产能力。去除了由于机器故障、缺工、材料短缺、质量等一些不可预见的能力损失。-10-生产效率与利用率能力生产效率与利用率能力(July.2007)产能平衡生产效率生产效率 ：有效生产能力；实际生产产出生产利用率生产利用率 ：设计生产能力-11-生产效率与利用率能力生产效率与利用率能力(July.2007)产能平衡给定以下信息，计算汽车修理车间的生产效率和生产利用率：设计生产能力 50辆/天有效生产能力 40辆/天实际产出 36辆/天生产效率及生产利用率：与每天40辆的有效生产能力相比，每天36辆的产出似乎还可以；但是，与每天50辆的设计生产能力相比，每天36辆的产出就不那么理想了。（设计能力未得到充分使用）-12-生产效率与利用率生产效率与利用率(July.2007)产能平衡某烤饼店有一个加工卷饼的工厂。该厂的效率是90，利用率是80。3条加工线用来生产卷饼。生产线每周运作7天，每天3个8小时一换的班次。每条生产线的设计能力是每小时加工120个标准卷饼。计算有效生产能力和实际生产能力（每周）。实际生产能力卷饼/周有效生产能力卷饼/周-13-生产效率与利用率生产效率与利用率(July.2007)产能平衡 效率高，不可预测因素造成的能力损失小；提高生产能力的利用率的关键是改进产品质量问题、保持设备良好的运行条件，充分培训工作人员和充分利用瓶颈设备。要提高利用率，则必须提高Cr。为此，必须使不可预见的时间损失减至最小。提高，也有赖于提高Ce。因为Ce =Cr，所以在效率一定时，提高Cr，有赖于提高Ce。-14-能力缓冲能力缓冲(July.2007)产能平衡能力的利用率往往不是百分之百而应留有一定的富余，该富余量被称为能力的缓冲能力的缓冲（Capacity Cushion）：能力缓冲能力缓冲 1一利用率一利用率 在资本集约度较高的企业中，设备造价昂贵，因此能力缓冲量通常较小，小于10。对不能用库存调节对需求的供应，并且也不能使顾客等待时间太长的企业（如服务业），适当设置缓冲量就非常重要。在制造业企业，需求的波动在某种程度上可以利用库存来调节，也可以通过加班、倒班等来调节因此缓冲的设置量可相对小一些。但当需求的不确定性较大，而生产系统资源的灵活性又较小时，较大的缓冲就是必要的。-15-规模经济性规模经济性(July.2007)产能平衡所谓规模经济性规模经济性，即单位产品成本或单位产出的成本随生产规模增大而下降的性质。生产规模越大，产出的平均成本越低；规模越大，固定成本和最初的投资费用可分雄到越多的产品中，从而成本越低；大规模生产在制造工艺方面有很多可减少成本的机会（如，学习效应），不需要很多作业交换时间，可采用高效专用设备，中间库存减少等。-16-规模经济性规模经济性(July.2007)产能平衡产量，单位成本规模经济的经验曲线规模经济的经验曲线 :第1个产量单位的初始单位产品成本 :经验曲线百分率，表示产量增加时单位产品成本下降的幅度-17-规模经济性规模经济性(July.2007)产能平衡 当规模扩大到一定地步时，管理、协调的复杂性急剧增加，从而引起间接成本(内部管理成本）的急剧增加，组织的注意力会分散，生产效率也有可能降低(部门之间的摩擦，信息传递耗费时间等)，从而使总成本又变高。规模越大，系统利用率也会降低（如：维护和停机等）因此，要有一个“适度规模”最佳规模最佳规模。-18-规模经济性规模经济性(July.2007)产能平衡成本规模一个实际的规模经济特性一个实际的规模经济特性-19-有效生产能力的决定因素有效生产能力的决定因素(July.2007)产能平衡 生产实施因素，包括厂房大小以及扩大规模留有的余地。厂址因素包括运输成本、与市场的距离、劳动力供应、能源和扩张空间；工作区的布局也决定着工作的平稳执行；环境与工作条件的影响。产品因素。一般来说，产出越一致，其生产方式和材料就越有可能实现标准化，从而达到更大的生产能力。工艺因素。加工能力是决定生产能力的一个明显因素；同时产品的质量也影响着生产能力的有效利用。人力因素。工作设计、工作任务、人员的培训、技能和经验以及雇员的动机、福利。学习等影响着生产能力。-20-有效生产能力的决定因素有效生产能力的决定因素(July.2007)产能平衡 运行因素。作业规划、材料管理、质量保证、维修策略、设备故障等对有效生产能力具有影响。企业竞争重点。如果竞争重点放在快速交货，缩短交货期之上，那么应该有较大的缓冲，以实现快速响应需求的变化。反之，如果竞争重点是低成本，则应尽量使能力的利用率增大，缓冲变小。外部因素。产品质量标准和服务标准、安全条例、工会、环境污染控制等。-21-生产能力扩大的时间与规模生产能力扩大的时间与规模(July.2007)产能平衡-22-生产能力扩大的时间与规模生产能力扩大的时间与规模(July.2007)产能平衡-23-生产能力需求生产能力需求(July.2007)产能平衡 在制定能力计划时，首先要进行需求预测。由于能力需求的长期计划不仅与未来的市场需求有关，还与技术变化、竞争关系以及生产率提高等多种因素有关，因此必须综合考虑。还应该注意的是，所预测的时日段越长，预测的误差可能就越大。长期、短期需求量时间需求量时间需求呈上升趋势需求呈上升趋势需求呈下降趋势需求呈下降趋势-24-生产能力需求生产能力需求(July.2007)产能平衡需求量时间需求量时间需求呈周期波动趋势需求呈周期波动趋势需求呈稳定趋势需求呈稳定趋势-25-生产能力需求生产能力需求(July.2007)产能平衡 短期考虑与需求季节性、随机不规则性波动产生的生产能力要求的可能变动有关。预测方法：定量预测、定性预测定量预测使用以历史数据或因素变量来预测需求的数学模型。定性预测将诸如决策者直觉、情绪、个人经验和评判标准等综合进行预测。-26-生产能力需求生产能力需求(July.2007)产能平衡 需求趋势稳定，对生产能力没有影响。这时，只需使需求与生产能力保持平衡即可。需求趋势变化，则不论上升、下降或周期性波动，都将对生产能力产生影响。这时需要了解：变化趋势的持续时间变化趋势的斜率（对上升或下降趋势）周期性变化时的周期长度和周期幅度（平均偏差）tQ能力短缺能力短缺平均生产能力能力过剩不论能力短缺或过剩，都将给系统带来压力-27-开发生产能力方案开发生产能力方案(July.2007)产能平衡将柔性设计融入系统。为将来扩大规模留有余地，还包括设备布局、选址、装备选择、产品计划、生产规划和存货政策可能的变动的预先考虑。首先要充分利用已开发的生产能力，不使闲置。全盘考虑生产能力的变化。考虑各系统之间的相关性、考虑产品生命周期对生产能力的影响。处理生产能力的“阻塞”。避免生产能力要求的大起大落，平衡生产能力的过剩与闲置。生产能力要求起伏过大，便造成能力短缺或能力过剩，这都将带来经济损失。对于有规律的季节性需求变化，可以通过生产计划安排（如，增加班次）与库存控制等措施调节能力的平衡。也可以利用需求互补的产品，以抵消生产能力的起伏。-28-开发生产能力方案开发生产能力方案(July.2007)产能平衡需求时间AB互补需求互补需求需求互补的产品所用的资源相同而需求时间不同。因而可保持如下图所示的生产能力的稳定状态。-29-开发生产能力方案开发生产能力方案(July.2007)产能平衡明确最优运行水平产出单位成本最低成本最优运行水平单位成本产出小企业中型企业 大企业最优运行水平和最低成本是企业规模的函数-30-生产能力计划的决策步骤生产能力计划的决策步骤(July.2007)产能平衡1)1)估计未来的能力需求。估计未来的能力需求。对市场需求所作的预测必须转变为一种能与能力直接进行比较的度量。在制造业企业中，生产能力经常是以可利用的设备数来表示的，在这种情况下，管理人员必须把市场需求通常是产品产量)转变为所需的设备数。首先，计算每年所需的设备小时数：-31-生产能力计划的决策步骤生产能力计划的决策步骤(July.2007)产能平衡下一步，计算设备可提供的总工作小时数：这样得到的是理论上的总工作时数。还需要再考虑到其实际利用率，进行调整，这个调整可利用缓冲很容易地得到：H N(1一C)H 某设备一年可提供的实际工作时数(已考虑缓冲)(正常工作时数)N 某设备一年的理论工作时数 C 缓冲量(用百分比来表示)-32-生产能力计划的决策步骤生产能力计划的决策步骤(July.2007)产能平衡第三步，根据用设备时数来表示的市场需求量和每台设备所能提供的实际工作时数，算出所需设备数：-33-生产能力计划的决策步骤生产能力计划的决策步骤(July.2007)产能平衡某一部门采取8小时单班工作制，每年250个工作日：产品产品年需求年需求每单位标准工作时间每单位标准工作时间所需加工时间所需加工时间14005200023008240037002140058008小时工作，每年250个工作日能提供 8 x 250=2000 小时/年的年生产能力。5800小时/2000 小时/台机器 2.9 台机器这样，我们需要3台机器来完成所需的工作量。-34-思考题思考题(July.2007)产能平衡某服务中心提供打印、复印与装订业务,其业务需求主要来自2个顾客,为其制作报告资料的复制件。每种报告资料通常都是分批进行制作,制作(包括打印、校对、复制和装订)所需时间取决与每种报告资料的页数。有关每一顾客的必要信息内容列示在表中。服务中心每年工作250天,均为8小时工作日。管理人员认为机器设备的备用生产能力取15%为最佳,问服务中心需要多少台设备为宜?顾客顾客A顾客顾客B年需求预测(制作报告资料种类)50100每次批量(每种报告复制份数)4060制作所需标准时间(小时/份)0.50.7操作准备所需标准时间58-35-生产能力计划的决策步骤生产能力计划的决策步骤(July.2007)产能平衡 2)确定需求与现有能力之间的差。确定需求与现有能力之间的差。当预测需求与现有能力之间的差为正数时，很显然，就需要扩大能力，这里要注意的是，当一个生产运作系统包括多个环节或多个工序时，能力的计划和选择就需要确定真正有能力需求的环节或工序（特别是瓶颈环节），同时注意各工序能力的平衡。-36-思考题思考题(July.2007)产能平衡一家炸鸡餐饮店颇有名气。正值经济景气时期,店主预期当年(1998)的销售额会达到640万元,这个销售额使厨房制做食品的生产能力呈满负荷运转。虽然厨房食品制做能力的利用已达100%的状态,但接待顾客的餐饮间可容纳高达840万元之多的销售额。根据预测在未来5年中,需求每年将增加80万元。采用年销售额作为生产能力的度量方式,试问现有生产能力与一直到2003年的未来5年期间的预计需求相差多少?-38-生产能力计划的决策步骤生产能力计划的决策步骤(July.2007)产能平衡 3)制定候选方案制定候选方案处理能力与需求之差的方法可有多种。最简单的一种是：不考虑能力扩大，任由这部分顾客或订单失去。其它方法包括能力扩大规模和时间的多种方案，包括积极策略，消极策略或中间策略的选择，也包括新设施地点的选择，还包括是否考虑使用加班、外包等临时措施，等等，这些都是制定能力计划方案所要考虑的内容。所考虑的重点不同，就会形成不同的候选方案。一般来说，至少应给出几个候选方案。-39-生产能力计划的决策步骤生产能力计划的决策步骤(July.2007)产能平衡 4)评价每个方案评价每个方案定量评价，定量评价，从财务的角度，以所要进行的投资为基准比较各种方案给企业带来的收益以及投资回收情况。定性评价，定性评价，主要是考虑不能用财务分析来判断的其它因素，例如，是否与企业的整体战略相符，与竞争策略的关系，技术变化因素，人员成本等等，可以用直观和经验来判断。-40-(July.2007)产能平衡 成本产量分析成本产量分析（盈亏平衡分析，（盈亏平衡分析，break-even analysis）分析成本、收益与产量之间的关系，找到成本等于收入的产量点。成本成本固定成本（fixed costs）：不随产量的变动而变（各种租税、设备折旧、供热制冷费用以及管理费用等）。可变成本(variable costs)：与产量之间相关（物料、劳动力成本）。方案评价方案评价-41-成本产量分析成本产量分析(July.2007)产能平衡 符号含义：符号含义：符号符号含义含义FC固定成本VC单位可变成本TC总成本TR总收益R单位收益Q产出量盈亏平衡产量P利润-42-成本产量分析成本产量分析(July.2007)产能平衡 总成本：总成本：总收益：总收益：利润：利润：盈亏平衡点产量：总收益与总成本相等之处的产量盈亏平衡点产量：总收益与总成本相等之处的产量-43-成本产量分析成本产量分析(July.2007)产能平衡0Q固定成本总可变成本（VC）总成本（VC+FC)总收益Q总收益总成本盈利区亏损区-44-成本产量分析成本产量分析(July.2007)产能平衡老式果酱馅饼老板计划增加一条生产线，这条生产线每月租金为6000美金，可变成本为2美金/块馅饼，每块馅饼售价为7美元。问：a.要达到盈亏平衡需要售出多少馅饼？b.每月生产和售出1000块馅饼是盈利还是亏损？c.要实现4000美元利润需要卖出多少馅饼？a.QBEP=FC/(R-VC)=6000/(7-2)=1200 块/月b.当Q=1000 块时，P=Q(R-VC)FC=1000(7-2)6000=-1000 美元c.P=4000 美元，Q=(P+FC)/(R-VC)=(4000+6000)/(7 2)=2000 块-45-成本产量分析成本产量分析(July.2007)产能平衡多种产品盈亏平衡分析多种产品盈亏平衡分析S：用货币表示的盈亏平衡点，盈亏平衡销售额 ：在销售额中每种产品所占的百分比-46-(July.2007)产能平衡某餐饮店经营若干种饮食,固定成本每月是28 000元,饮食品种与变动成本及价格如表所示,求该餐饮店经营的盈亏平衡销售额,并计算为达盈亏平衡每天必须销售三明治的数量（年工作312天）。品种品种 销售价格销售价格(元元)单位变动成本单位变动成本(元元)预测销售量（年）预测销售量（年）三明治 23.60 10.00 7 000软饮料 6.40 2.40 7 000炸土豆 12.40 3.76 5 000茶水 6.00 2.00 5 000沙拉 22.80 8.00 3 000思考题思考题-49-成本产量分析成本产量分析(July.2007)产能平衡盈亏平衡分析的假设：a.所有产出都被售出b.单位产品的可变成本不随产量变动c.固定成本不随产量变动d.单位收益不随产量变动-50-成本产量分析成本产量分析(July.2007)产能平衡阶跃式成本：成本随潜在产量的增加呈阶跃式增加。FCFC+VC=TCFCTCFCTC产量TCTCTC产量BEPBEP多盈亏平衡点多盈亏平衡点阶跃式成本阶跃式成本TR-51-成本产量分析成本产量分析(July.2007)产能平衡假如一个经理购买机器有三种选择方案：1台、2台、3台，其固定成本和潜在产量如下：机器数机器数年总固定成本年总固定成本产出范围产出范围196000300215000301600320000601900可变成本为每单位10美元，每单位收益为40美元a.确定每一产出范围的盈亏平衡点b.如果年需求为580660单位，需要购买多少台机器？-52-(July.2007)产能平衡a.盈亏平衡点：盈亏平衡点：1台机器时：QBEP FC/(R-VC)=9600/(40-10)=320 单位（不在范围内）2台机器时：QBEP FC/(R-VC)=15000/(40-10)=500 单位3台机器时：QBEP FC/(R-VC)=20000/(40-10)=666.67 单位b.2 台机器台机器成本产量分析成本产量分析-53-净现值方法净现值方法(July.2007)产能平衡净现金流：净现金流：指产品的销售或其他来源中（如出售旧设备）指产品的销售或其他来源中（如出售旧设备）获得的现金收入（现金流入）与工人工资、原料费用、获得的现金收入（现金流入）与工人工资、原料费用、管理费用和税收等现金支出之间的差值管理费用和税收等现金支出之间的差值（现金流出）。（现金流出）。现值：现值：未来现金流的现在值。未来现金流的现在值。净现值：净现值：指一项投资计划一系列未来净现金流之和的现值指一项投资计划一系列未来净现金流之和的现值去除初始投资。去除初始投资。净现值方法净现值方法：通过净现值来进行投资选择。：通过净现值来进行投资选择。-54-净现值方法净现值方法(July.2007)产能平衡现金的时间价值：现金的时间价值：未来值：现值：年金：年金：投资带来的一系列相等的净年现金收入现值因子：-55-净现值方法净现值方法(July.2007)产能平衡某公司正在考虑两个不同的投资方案。投资方案A的初始成本为25000美元，而投资方案B的初始成本为26000。两项投资的有效生命周期都是4年。以下是这两个方案的现金流。资本成本或利率是8。用净现值的方法比较这两种投资方案。方案方案A的净现金流的净现金流方案方案B的净现金流的净现金流年年8的现值因子的现值因子10000900010.9269000900020.8578000900030.7947000900040.745-56-净现值方法净现值方法(July.2007)产能平衡计算每个方案的净现值：年年方案方案A的现值的现值方案方案B的现值的现值19260=0.926x100008334=0.926x900027713=0.857x90007713=0.857x900036352=0.794x80007146x0.794x9000451450.735x70006615x0.735x9000总值2847029808减去初始投资-25000-26000净现值34703808净现值的结果表明方案B比方案A更有吸引力。-57-思考题思考题(July.2007)产能平衡某诊所正考虑投资购进一种新型精密医疗仪器。该仪器在5年内每年都将带来7 000美元的净收入。这一现金流总值的现值是多少？假设利率为6。年年6的现值因子的现值因子10.94320.89030.84040.79250.747-58-决策树决策树(July.2007)产能平衡决策树决策树是由各个候选决策方案和每个方案所可能产生的结果所组成的一个图解式模型。决策树模型包括一系列节点和从节点发射出来的分支：(1)方形节点为决策点，从决策点射向右方的分支表示候选方案，(2)候选方案右边所连接的圆形节点为“事件”节点，这些事件的发生是随机的，不受人为的控制；(3)从事件节点发射出的各分支表示可能发生的事件，每个分支上方应表示出该事件发生的概率；从一个事件节点出发所发出的各个事件发生的概率之和应等于1；(4)在事件分支的右方如果有进一步可候选的方案，则重复步骤(1)一(3)；如果没有，则表示经营结果：选择该分支上的候选方案并发生该分支上的事件时，可能带来的经营结果。经营结果可用利润或成本表示，也可以用其它主要影响决策的因素来表示(例如，人数的节省、距离等)。-59-决策树决策树(July.2007)产能平衡-60-决策树决策树(July.2007)产能平衡某百货公司准备在一个选定的新地区开设一个分店，现有两个关于分店规模的方案：大规模方案和小规模方案。该地区的市场需求有两种可能：需求很大和需求较小，概率分别为0.6和0.4。那么可能的结果是：1小规模方案，需求很大。在这种情况下，还需要进一步选择，是维持该规模还是进一步扩大。预计两种选择的经营结果分别是：1)维持，所获利润为223 000元；2)扩大，利润为270 000元。2小规模方案，需求也小。这种情况下没必要进一步选择，因为没必要再进一步扩大。预计经营结果为200 000元。3大规模方案，需求很小。这种情况下有两种选择：听之任之(经营结果将为40 000元)或进行促销活动。促销可能会引起两种结果：反应一般(相应的经营结果为20 000)或反应热烈(结果为220 000)，这两种结果发生的概率分别为0.3和0.7。4大规模方案，需求很大。这是最好的组合了，这种情况下没必要再决策，经营结果为800 000元。-61-决策树决策树(July.2007)产能平衡123小规模大规模大需求(0.6)小需求(0.4)扩大小需求(0.4)大需求(0.6)听之任之促销反应一般(0.3)反应热烈(0.7)维持2230002700002000004000020000220000800000270000242000160000160000544000544000-62-(July.2007)产能平衡生产线平衡与节拍生产线平衡与节拍-63-(July.2007)产能平衡生产线平衡生产线平衡产品对象专业化的布置下，设备或工作地之间的相对位置几乎没有其他选择，均按产品的加工顺序或装配顺序排列，产品顺次从一个工作地流向另一个，直至生产线的最后一个，即被完成。通常在每个工作地有一个工人，重复地完成若干种作业，不同的工作地之间很少有库存产品一件件地流向下一个工作地。在这种布置之下生产线的产出速度等于作业速度最慢的工作地的产出速度。因此，这种方式下的布置方法，主要是希望每一工作地的工作任务都大致相等，减少或消除忙闲不均的现象。这也就是生产线的平衡问题平衡问题(Line balancing)。生产线：Production Line;装配线：Assembly Line-64-(July.2007)产能平衡生产线平衡生产线平衡 生产线平衡是实现精益生产的一个重要方面。生产平衡注重系统的整体效率而非系统个别环节的效率。生产的不平衡只能造成浪费。个别环节的负荷过重一方面可能导致安全、效率和质量问题，另一方面引起后续环节的等待浪费（非增值浪费）及前续环节的过量生产和库存的浪费。-65-(July.2007)产能平衡概述概述进行生产线的平衡时：进行生产线的平衡时：首先，首先，需要把所有的工作分成一个个基本作业，即最小的、不可再分解或没必要再分解的独立作业动作。一般不是简单地把每一项基本作业分配给一个工人去完成（完成时间太短、工作厌烦、庞大的工人队伍）然后，然后，确定基本作业的标准工作时间，把它们组合进不同的工作地（工位），使每个工作地的时间尽量相等。目标：目标：分到各工作地的作业时间大致相等，使得生产线上的闲置时间最少，提高工人和设备的利用率。-66-(July.2007)产能平衡概述概述完全平衡的生产线由于线上各活动同步同步进行从而实现了工人和设备的最大利用，工作流十分流畅。（实际上不太可能）主要障碍：主要障碍：组成具有工作地（工位）相等加工时间的作业包（工序）不是都能做到的。由于设备要求或工作内容不相容，有些活动不能被分到同一个工序。基本作业的时间差异通过作业分配解决不了。加工顺序的约束-67-(July.2007)产能平衡生产线平衡的步骤生产线平衡的步骤节拍（Cycle Time）：生产线上相继产出两件相同产品（零、部件）之间的时间间隔。(1)确定装配线的节拍确定装配线的节拍-68-(July.2007)产能平衡生产线平衡的步骤生产线平衡的步骤某产品装配线计划日产量150件，采用两班制生产（每班8小时），每班规定有21分钟停歇时间，计划不合格率为2，计算装配线的节拍。-69-(July.2007)产能平衡思考题思考题某生产线制造某件产品，制造过程可以分解成5个基本作业，每一作业所需的时间及各作业顺序关系如下图：0.1分钟0.7分钟1.0分钟0.5分钟0.2分钟（1）计算可能的节拍范围；（2）如果采用最小或最大节拍，每天的产量分别是多少（假设生产线每天运转8小时）。可能最小的节拍可能最小的节拍等于最长的那个作业时间（1.0 分钟）。可能最大的节拍可能最大的节拍等于各作业时间之和（0.1+0.7+1.0+0.5+0.2=2.5分钟）。如最小节拍：如最小节拍：如最大节拍：如最大节拍：-70-(July.2007)产能平衡生产线平衡的步骤生产线平衡的步骤(2)计算装配线上需要的理论上的最小工作地数（工序数）计算装配线上需要的理论上的最小工作地数（工序数）假设节拍是1.0分钟，各作业时间之和是2.5分钟，那么为最少所需要的工作地数为：-71-(July.2007)产能平衡生产线平衡的步骤生产线平衡的步骤(3)组织工作地作业（工序）组织工作地作业（工序）作业顺序图作业顺序图：表达完成产品加工要求的作业顺序图。作业作业作业时间（分）作业时间（分）前项作业前项作业A10B11AC5BD4BE12AF3C,DG7FH11EI3G,H总时间总时间66给出完成一产品加工或装配的作业数据，如右表，请完成作业顺序图。-72-(July.2007)产能平衡生产线平衡的步骤生产线平衡的步骤ABCDFGIHE10分钟11543731211作业顺序图作业顺序图-73-(July.2007)产能平衡生产线平衡的步骤生产线平衡的步骤分配作业给工作地时应满足下列条件：保证各工序之间的先后顺序 每个工作地分配到的基本作业时间之和，不能大于节拍 各工作地的作业时间之和应尽量相等或接近节拍 应使工作地数目尽量少启发式方法启发式方法-74-(July.2007)产能平衡生产线平衡的步骤生产线平衡的步骤启发式分配作业的程序与规则（作业分配按作业先后顺序图由左到右进行）：确定当前有资格被分配的作业(约束)(a)该作业的所有先行作业都已被分配 (b)该作业时间不超过该工作地的剩余时间（剩余时间剩余时间：等于节拍减去工作地上总的作业时间）如果没有有资格被分配的作业，转向下个工作地的分配-75-(July.2007)产能平衡生产线平衡的步骤生产线平衡的步骤 如果出现两个或两个以上有资格被分配的作业，可采用不同的规则加以选择，如：（a）先分配后续作业最多的作业 （b）先分配加工时间最长的作业 （c）先分配位置权数最大的作业 （d）任意选择其中的一个作业先分配作业的后续作业作业的后续作业：是指从该作业出发沿作业先后顺序图上所有路径前进直至终点所遇到的所有作业。作业的先行作业作业的先行作业：是指从该作业出发沿逆向路径方向而行直至起点遇到的所有作业-76-(July.2007)产能平衡生产线平衡的步骤生产线平衡的步骤作业的后续作业与先行作业：作业的后续作业与先行作业：ABCDFGIHE1011543731211作业B的后续作业：C,D,F,G,I作业G的先行作业：F,C,D,B,A-77-(July.2007)产能平衡生产线平衡的步骤生产线平衡的步骤作业的位置权数：作业的位置权数：等于该作业及其后续作业的时间总和。ABCDFGIHE1011543731211作业B的位置权数：11(B)+5（C）+4（D）+3（F)+7(G)+3(I)=33-78-(July.2007)产能平衡生产线平衡的步骤生产线平衡的步骤 继续下去直到所有作业都已分配到工作地 计算评价作业分配的指标（闲置时间百分比、效率）闲置时间百分比（平衡延迟闲置时间百分比（平衡延迟 Balance Delay、平衡损失率）：、平衡损失率）：效率（平衡率）：效率（平衡率）：一般机械生产线的效率不应低于0.75，以手工为主装配线应在0.85 0.9 以上。-79-(July.2007)产能平衡生产线平衡的其他方面生产线平衡的其他方面 应用启发式方法不能保证得到的生产线平衡方案是最佳的。最少所需工作地数是计划期产量的函数，也是节拍的函数。一般产量较低，节拍就比较长，所需的工作地数较少。因而管理者必须考虑平衡因使用较少工作地带来的节约与产量较高而增加的利润。技术上的考虑（作业之间的相容性等）。人力因素、设备和空间的限制。平行工作地（增加作业资源增加作业资源），解决生产线的瓶颈作业问题。动态平衡（必要时，较闲的工位可以帮助较忙的工位）。-80-(July.2007)产能平衡生产线平衡的其他方面生产线平衡的其他方面1分钟1分钟2分钟1分钟瓶颈一项工作包含四项作业如图。生产线节拍为2分钟每小时的产量 60/2=30 单位/小时1分钟1分钟2分钟1分钟2分钟每小时60单位每小时30单位每小时30单位每小时30单位每小时30单位每小时60单位平行工作地平行工作地-81-(July.2007)产能平衡生产线平衡的例子生产线平衡的例子利用下列资料，完成：（1）画出作业顺序图；（2）假定一天工作8小时，计算一天产量为400个单位的节拍；（3）求出最少需要的工作地数；（4）将作业分配到各工作地；（规则：先分配后续作业数最多的作业；如果出现多个作业一样的情况，采用先分配所需时间最长的作业）（5）计算平衡延迟和效率。作业作业紧紧 后作业后作业作业时间作业时间/分分ab0.2be0.2cd0.8df0.6ef0.3fg1.0gh0.4h0.3-82-(July.2007)产能平衡生产线平衡的例子生产线平衡的例子(1)作业顺序图：abcdfgHe0.20.20.80.61.00.40.30.3(2)节拍：(3)最少工作地数：-83-(July.2007)产能平衡生产线平衡的例子生产线平衡的例子(4)分配作业：工作地剩余时间/分钟有资格分配作业分配的作业（作业时间）闲置时间/分钟11.2a,ca(0.2)1.0c,bc(0.8)0.2bb(0.2)0-0.021.2e,dd(0.6)0.6ee(0.3)0.3-0.331.2ff(1.0)0.2-0.241.2gg(0.4)0.8hh(0.3)0.5-0.5 合计1.0-84-(July.2007)产能平衡生产线平衡的例子生产线平衡的例子平衡图：对各工序（工位）所需时间进行图示分析。1234工序1.2分钟0.30.20.5-85-(July.2007)产能平衡生产线平衡的例子生产线平衡的例子(4)闲置时间百分比和效率abcdfgHe0.20.20.80.61.00.40.30.3工作地工作地1工作地工作地2工作地工作地3工作地工作地4-86-思考题思考题某制造商正计划增加一条新的生产线，要求你对它进行平衡。作业时间和顺序关系如下表。假定节拍是可能的最小节拍。作业作业紧紧 后作业后作业作业时间作业时间/分分ab0.2bd0.4cd0.3dg1.3ef0.1fg0.8gh0.3h1.2（1）画出作业顺序图；（2）按先分配后续作业数最多的作业这一规则将作业分配到各工作地；（3）求出闲置时间百分比。（4）假定一天工作420分钟，计算每天产量。-87-生产线平衡的改善方法与原则生产线平衡的改善方法与原则 对瓶颈工序进行作业改善，如合格率的提高、效率的提高和设备开动率的提高。增加瓶颈工序的作业资源数，提高平衡率。分解瓶颈工作的作业内容（如果可行的化），并分担给其它工序。减少非瓶颈工序的作业资源，以提高平衡率。合并相关工序，重新排布生产工序。分解作业时间较短的工序（如果可能的话），把工序安排到其它工序中。