精益生产之均衡化生产.ppt

BS/020416/SH-WZ(2000GB),*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Unit of measure,*,资料来源:,4,均衡化生产,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,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,能力,平均,9.7,工位,10,10,8,11,9,10,10,10.5,8.5,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：,工位能力最低易造成生产瓶颈，工位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。,批量生产均衡化案例,批量生产的不平衡,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,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,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,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,30,10,22,17,24,10,0,1,2,3,4,5,6,实行总量均衡前,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,0,1,2,3,4,5,6,实行总量均衡,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,30,10,22,17,24,10,0,1,2,3,4,5,6,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。,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,30,20,0,1,2,3,4,5,n,长期波动,1,2,3,4,5,m,重新进行总量平衡,2,、长期,波动,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%,1 2 3 4 5 n,总量均衡允许的产量波动幅度,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,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。,传统的生产排程,某月生产计划,品种,总量,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,X,1000,Y,600,Z,400,1000,600,400,(,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。,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,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,X,1000,Y,600,Z,400,50,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：,某日生产计划,产品,产量,8:00,9:00,10:00,11:00,12:00,13:00,14:00,15:00,16:00,X,1000,Y,600,Z,400,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。,50,30,20,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,10,2,3,Y,产品,2,5,2,Z,产品,3,8,5,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,50,500,100,150,Y,产品,30,60,150,60,Z,产品,20,60,160,100,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“,XY,XZXYXZXY”,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,X,5,62,41,31,Y,3,Z,2,X,5,62,41,31,Y,3,Z,2,X,5,62,41,31,Y,3,Z,2,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,按不同时间单位均衡的实例,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,（,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,（,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,（,4,）若对后工序进行品种均衡，按照“,ABABA”,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,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,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,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。,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,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,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,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,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,/min,X,1000,50,480,9.6,Y,600,30,480,16,Z,400,20,480,24,合计或平均,2000,100,4.8,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,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。,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,a,500,500,33%,合计,800,平均,400,b,300,800,53%,c,200,1000,67%,合计,450,平均,150,d,150,1150,77%,e,100,1250,83%,f,70,1320,88%,合计,250,平均,50,g,60,1380,92%,h,50,1430,95%,i,40,1470,98%,j,30,1500,100%,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。,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,、,h 6,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。,均衡化计划周期表,产品,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,a,800,400,400,400,800,400,400,400,800,400,400,400,800,400,400,400,800,400,400,400,b,400,400,400,400,400,400,400,400,400,400,400,400,400,400,400,A,800,800,800,800,800,800,800,800,800,800,800,800,800,800,800,800,800,800,800,800,c,300,150,150,300,150,150,300,150,150,300,150,150,300,150,150,300,150,150,300,150,d,150,150,150,150,150,150,150,150,150,150,150,150,150,150,150,150,150,150,150,150,e,150,150,150,150,150,150,150,150,150,150,150,150,150,B,450,450,450,450,450,450,450,450,450,450,450,450,450,450,450,450,450,450,450,450,f,100,100,50,50,50,100,100,50,50,50,100,100,50,50,50,100,100,50,50,50,g,100,50,50,50,50,100,50,50,50,50,100,50,50,50,50,100,50,50,50,50,h,50,50,50,50,50,50,50,50,50,50,50,50,50,50,50,50,50,50,50,50,i,50,50,50,50,50,50,50,50,50,50,50,50,50,50,50,50,j,50,50,50,50,50,50,50,50,50,50,50,50,C,250,250,250,250,250,250,250,250,250,250,250,250,250,250,250,250,250,250,250,250,总计,1500,1500,1500,1500,1500,1500,1500,1500,1500,1500,1500,1500,1500,1500,1500,1500,1500,1500,1500,1500,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。,使用装载均衡箱的看板循环过程：,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。,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。,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。,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的工作站时再返回正常的生产线内。,分支线,表示,X,，,2min/,个,表示,Y,，,1min/,个,一汽红旗轿车焊接车间通过学习准时化生产管理，推行均衡化生产，,将四门两盖工段的大批量生产改善为小批量混流生产。下图为改善前焊装车间的布置图。,均衡化生产改善案例,1,、改善,前存在的问题分析,四门两盖工位采用大批量生产，存在如下问题：,采用单品种、大批量的压合和烘干方式。每个品种集中压合后再更换模具；每个品种烘干完成后，在更换吊具进行另一品种的烘干。,在制品多，压合处有,12,辆份的前后盖储备，烘干炉的储备是车门,72,辆份、前盖和后盖各,36,辆份。,占用工位器具多，四门两盖占用的工位器具供,64,个。,占地面积大，共占用面积,126,。,生产操作人员多达,16,人。,过量生产导致大量的资金被积压。,工作质量不好控制，质量问题源的追溯受到阻碍。,现场摆放器具过多导致秩序混乱，工位器具不足。,制造过剩掩盖了生产过程存在的计划、人员和设备的管理问题。,2,、改善方案,变单品种、大批量的生产方式为多品种、小批量的生产方式。,根据月度生产计划，制定基本生产计划，确定每种产品每天的品均生产量。冲压按小时的生产数量进行生产。,重新制定四门两盖的生产节拍，保证各种产品能及时满足需求。,根据每天的生产节拍确定四门两盖每个节拍的需求量来改良吊具，设计合适的指定座。烘干炉只设,12,辆份的专用吊具和,1,份备用吊具。,根据均衡化生产的方法，对四门两盖烘干工位进行改善，具体改善如下：,改善后的焊装车间布置图如下：,3,、改善后效果,改善后达到效果如下：,四门两盖工段各项指标改善前后对比,产品,储量,/,辆,工位器具,/,个,人员,/,人,吊具,/,个,更换吊具,/,个,改善前,72,64,16,81,54,改善后,12,26,9,27,0,只按节拍生产下到工序需要的产品，体现准时化生产,不会出现零件滞留，保证零件先进先出,小批量生产，很容易保证质量,在制品少，使问题源的追溯性成为可能,减少工位器具，使工作现场整洁有序,能及时暴露出设备停止、生产不均衡等问题,Thank You!,