IE基本技术-线平衡分析与瓶颈改善.ppt

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1、EPCOS(Zhuhai)Co.,Ltd.A Member of TDK-EPC CorporationMagneticsHongqi,ChinaDec 12,2012,I E Basic Technology工业工程基本技术-线平衡分析与瓶颈改善,Version:ADate:Dec 12,2012,Training brief introduction:,Trainee and PurposeTrainee:ForemanPurpose:Introducing line balance within production lineTraining materials and trainerP

2、repared by:Huang haifengReviewed by:Approved by:Final approved by:Part-Time Trainer:Huang haifeng,1.1 工业工程的定义,目录：,1.2 工业工程的目标,1.3 工业工程的发展史,1.工业工程概述：,3.1 线平衡的定义和意义,3.2 生产线平衡的相关概念,3.线平衡分析与瓶颈改善：,3.3 生产线平衡的计算,3.4 生产线平衡的改善原则,3.5 生产线平衡的改善方法,3.6 生产线平衡的改善步骤,3.7 生产线平衡案例分析,3.8 生产线平衡的其他约束,2.标准工时基本知识介绍：,2.1 标准工

3、时的定义,2.2 测量标准工时的基本方法,4.常见八大浪费介绍:,1.1 工业工程的定义：,定义：工业工程是对人员、物料、设备、能源和信息所组成的集成系统，进行设计、改善和设置的一门学科。它综合运用数学、物理学、经济、管理、系统工程和社会科学方面的专门知识和技术，以及工程分析和设计的原理和方法，对该系统所取得的成果进行确定,预测和评价。,目标：工业工程的目标就是设计一个生产系统及该系统的控制方法，使它以最低的成本生产具有特定质量水平的某种或几种产品，并且这种生产必须是在保证工人和最终用户的健康和安全条件下进行。,1.2 工业工程的目标：,1.工业工程概述：,1.3 工业工程的发展史：,1776

4、年 亚当.斯密斯（Adam Smith）在富国论中提出了劳动分工的概念，是推动工业化生产的一个重要里程碑。,20世纪初 美国工程师泰勒（F.W.Taylor）发表了经典著作科学管理的原理，系统地阐述了科学管理思想。美国的吉尔布雷斯夫妇（Frank&Gilbreth）从事动作研究并设定了17种动素（Threbligs）。他们都是最著名的工业工程创始人之一。,1920年 美国成立了美国工业工程师协会（American Society of IndustrialEngineer,ASIE，后改为American Institute of Industrial Engineers，AIIE）。,二战以

5、后，工业工程被引入日本并取得了成功，经过消化和改造，开创出丰田生产方式（Toyota Production System）和全面质量管理(Total Quality Control)等技术。随着电子化和自动化的发展，工业工程出现了“人机工程”（又称为工效学Ergonomics）和“系统工程”等技术。,20世纪70年代以后至今，工业工程被全面应用于生产，服务，行政，文体，卫生，教育等领域。,2.1 标准工时的定义,定义：在正常的操作条件下,熟练工人以标准的作业方法及合理的劳动强度和速度完成符合质量要求的某项工作所需作业时间。利用动作分析、程序分析、操作分析获得最佳的程序和方法，再利用时间研究的基

6、本方法制定出标准工时。,2.标准工时基本知识介绍：,标准工时的现实意义,标准工时的现实意义：一个提高生产效率的重要工具标准工时是企业生产系统的基础数据产能预算,人力及设备需求评估的重要基础数据依据改善的标准生产计划工作的依据评估作业者技术熟练程度和管理水平的标准生产线平衡的数据标准成本核算的基础数据,2.2 测量标准工时的基本方法,1.秒表时间研究(秒表法)定义:秒表时间研究是作业测定技术中的一种常用方法,是在一段时间内运用秒表或电子计时器对操作者的作业执行情况进行直接、连续地观测,把工作时间和有关工作的其他参数,以及与标准概念相比较的对执行情况的估价的数据,一起记录下来,并结合组织所制定的宽

7、放政策,来确定操作者完成某项工作所需要的标准时间的方法。特点：采用抽样技术进行研究。测定时间的选择完全是随机的，无任何主观意图的影响，观测结果具有充分的代表性和可靠性。,2.预定时间标准法(PTS,Predetermined Time Standard)定义:预定时间标准是一种工作衡量技术，借助它根据人的基本动作的时间（按动作的性质和进行动作时的工作条件分类）来规定达到一定效能水平的作业时间。特点:是国际公认的制定时间标准的先进技术。利用预先为各种操作所制定的时间标准来确定进行各种操作所需要的时间，而不是通过直接观察和测定来确定。,标准时间测量的理论依据,1.标准时间测量的理论依据:概率论与数

8、理统计,正态分布示意图,在进行标准工时评估时所采集的数据样本，都服从正态分布。采取的数据越多，标准工时就越接近客观值。,如取2的范围，即确定96%的可靠度，就是所实现预定的抽样资料中96%以上落入2的范围，仅有4%的误差。,时间测量方法-秒表法介绍,1.标准工时的计算方法：标准工时=观测时间 x 评比因数 x(1+宽放标准(%),2.使用秒表法测量得出的标准工时包含以下几个要素：,观测时间,评比因数,宽放标准,观测时间采集方法：,1.采取适当的方位，方式及态度进行观测(斜前方2m)事先在纪录表格上记录下要观测的作业要素及其他必要事项。2.多次观测，减少偶然因素的发生。即当所测的数据稳定时纪录的

9、数据。(10times)3.不允许随便修改记录的时间值。4.去除异常值。5.计算平均值，得出观测时间。,时间测量记录表,评比因数,西屋评价法(Westing house system),评比因数=1+(熟练度+努力程度)*在本工位工作六周以上的评比因数为100%,评价表,评价表（续）,宽放标准,2.宽放的范筹:作业,生理和疲劳。,1.制定宽放的原因:材料,零件,工具,作业外因造成，作业者也需要休息，喝水,上厕所等生理要求。,一般电子制造企业的宽放范围:约为7%-15%。爱普科斯红旗工厂的宽放标准为：10%。,学习曲线对标准工时的影响,学习曲线：是表示单位产品生产时间与所生产的产品总数量之间的关

10、系。在标准工时的计算公式中，学习曲线的存在会对观测时间和评比因数都会有影响。标准工时=观测时间 x 评比因数 x(1+宽放标准(%),学习曲线的存在：,Y=KX-AK是第一次操作的时间;X是操作的次数序号;Y是第X次操作的时间;A是学习率。,制定新工时以后，要求我们定期地检讨我们的工时。,3 线平衡分析与瓶颈改善,3.1 线平衡的定义和意义:,定义:对生产线的全部工序进行负荷分析，通过调整工序间的负荷分配使之达到能力平衡，最终提高生产线的整体效率的方法。这种改善工序间能力平衡的方法又称为瓶颈改善。线平衡分析及瓶颈改善的主要目的和意义：提高人员及设备的生产效率 减少产品的工时消耗，降低成本 减少

11、在制品，降低在库 实现单元化生产，提高生产系统的弹性 综合应用程序分析,动作分析,规划分析,搬运分析,时间分析等IE手法,提高全员综合素质,3.2 生产线平衡的相关概念,生产线平衡:,如果生产线上的各个工序都能互相配合无间,工序间无等待时间,我们称之为生产线平衡.,生产线不平衡:,如果工序间不能互相配合,拥有不少等待的时间,这种情况我们称之为生产线不平衡.,10S,10S,10S,10S,10S,15S,16S,11S,节拍时间Takt time:,是按照客户的需求,生产线上生产出两件相同制品的时间间隔.它决定了生产线的生产能力,生产速度和效率.,计算公式:节拍时间=有效工作时间/需求数量 例

12、如:每小时需求400Pcs,则节拍为:1小时*3600秒/小时/400=9秒/Pcs,如何确定节拍时间:1.依据客户的需求 2.依据产能的需要 3.依据产线的作业模式,瓶颈:,生产线上作业时间最长的工站.生产线整体产出的速度取决于瓶颈.一条生产线上可能存在多个瓶颈.,瓶颈是永远存在的,克服了其中一个,又会有另一个工序成为新的瓶颈.我们无法永远地消除瓶颈,但我们可以尽可能地使各工序处于最接近均衡的状态,从而达到产能和生产力的最大化.,可供工时:,可供工时=可供时间*人数-借出工时 可供时间:上班时间内,为某产品生产而投入的所有时间.例:某生产线有20个直接作业人员,某天14:00开始换线生产B产

13、品,到17:00生产结束,那么,投入到B产品的可供时间为:20人*3小时=60小时,投入工时=可供工时-计划停线工时 稼动率=投入工时/可供工时*100%计划停线工时=(无计划时间+换线时间+判停时间)*人数例如,上例中,若换线时间为15分中,无计划时间和判停时间都为0,则计划停线工时为 20人*15分=300分=5小时,则投入工时和稼动率为:投入工时=60小时-5小时=55小时 稼动率=55小时/60小时=92%,投入工时:,设定产能:,设定产能(Pcs/班)=投入时间/瓶颈时间,实际产量是可供时间内所产出的良品数.人均产能=实际产量/投入时间/人数 单机台产能=实际产量/投入时间/机台数,

14、实际产量:,产能损失=设定产能-实际产量,产能损失:,生产效率=实际产量/设定产能*100%整体工厂效率=平衡率*稼动率*生产效率,效率:,生产效率=产出/投入=(1350/21.75/8/60*实际产量*标准工时)/(1350/21.75/8/60*出勤工时)设定产能=出勤工时/标准工时,3.3 生产线平衡率的计算:,1.生产线平衡率的计算公式:平衡率=各工序时间总和/(瓶颈工序时间*工位数),2.生产线平衡损失率的计算公式:平衡损失率=1-平衡率,例:一项工作由五个工序组成,工序时间和人员配置如下,请计算生产线平衡率:工序 A B C D E TOTAL工序时间(S)8 5 18 21 6

15、 58工位数 1 1 2 3 1 8,节拍时间(S)8 5 9 7 6,平衡率=58/(9*8)=80.6%平衡损失率=1-80.6%=19.4%,瓶颈工序,某生产线的线平衡分析与瓶颈改善-1,例,工 序,人 数,正常作业时间,正常作业时间人 数,1,1,20,20,2,1,18,18,3,1,29,29,4,1,25,25,5,1,19,19,合计,5,111,瓶颈工序,25,20,29,损失时间,作业时间,某生产线的线平衡分析与瓶颈改善-2,例,循环时间CT=29s,线平衡率=100%=111/(5*29)=76.55%,各工序时间总和,人数循环时间,平衡损失率=1-线平衡率=23.45%

16、,【一般来说，平衡损失率在5%以内是可以接受的，否则就要进行改善】,线不平衡造成中间在库，降低整体效率,能力需求：100件/H,例,3.4 生产线平衡的改善原则,通过改善&调整工序的作业内容来使各工序作业时间接近或减少这一偏差.,平衡生产线的核心就是克服瓶颈.,3.5 生产线平衡的改善方法,作业方法改善,作业拆解分割,改进工具夹具,提高设备效率,提高作业技能,调整作业人员,增加作业人员,瓶颈改善,合并微小动作,取消(删除)不必要动作,重排作业工序,简化复杂动作,IE七大手法 动作经济原则,线平衡改善的方法,分担转移,作业改善,增加人员,1人2人,拆解去除,重新分配,改善合并,线平衡与瓶颈改善同

17、样应在各工段之间进行，这样才能真正提高生产能力平衡，最大限度地降低中间在库、提高效率。,3.6 生产线平衡的改善步骤,改善步骤:,1.工时测量 2.建立山积图 3.流程分析 4.损失分析 5.作业改善 6.重新平衡,3.7 生产线平衡的案例分析,1.请计算线平衡率和平衡损失率.2.请计算每小时的人均产能.3.请讨论改善方案.,a.改善前的工序,生产线平衡的案例分析,b.改善后的工序,1.通过动作分析,提升绕线1的生产速度至4.32秒完成.2.通过取消共面性检查工序(自动线已有此功能).3.合并锡珠检查和外观检查.4.将烘烤工序的动作由装配完成.5.浸锡,清洗,点胶,过宽工序可实行多线共用,提升

18、平衡率.,生产线平衡的案例分析,取消共面性工序,合并有重复操作的检查工序,3.8 生产线平衡的其它约束,在实际的生产线平衡中,并不是所有的作业都可以任意混配,经常会遇到生产线平衡中的约束问题,主要的常见约束有:,位置约束(主要针对重量较大的产品),固定设备和工具约束,清洁约束,疲劳约束,生产线平衡的其它约束,位置约束(主要针对重量较大的产品):,作业制品的位置主要包括:前部,后部,底部,顶部,左部,右部和内部.为了减少不必要的位置更换次数和时间,尽可能将具有同样位置约束的作业集中安排.,固定设备或工具约束:,主要是指在生产作业中,有些作业需要一些专门的设备和工具才能完成,为了减少固定设备和工具

19、的重复设置,尽可能将统一设备或工具的作业,在不违反作业顺序原则的前提下,集中安排.,生产线平衡的其它约束,清洁-油污约束:,有些作业需要操作工人以清洁的手进行操作,如:精密仪器的装配,外观检查,而有些作业则难免接触油污.在作业安排的过程中,应尽可能将清洁作业安排在一起,有油污作业安排在一起.,疲劳约束:,主要是指在生产作业中,有些作业时间不长,但强度大,易于疲劳,为了使各个工位的疲劳强度相当,应避免两个或两个以上的疲劳作业安排在一个工位上.,企业每生产一件产品就在制造一份浪费。伴随企业运营中各业务环节不被察觉或不被重视的浪费，日本企业管理界将之形象地比喻为“地下工厂”。,地下工厂,4.八大浪费

20、介绍,等,浪,费,待,等待不创造价值,常见的等待现象：物料供应或前工序能力不足造成待料 监视设备作业造成员工作业停顿 设备故障造成生产停滞 质量问题造成停工 型号切换造成生产停顿造成等待的常见原因：线能力不平衡 计划不合理 设备维护不到位 物料供应不及时,搬,浪,移动费时费力,搬运过程中的放置、堆积、移动、整理等都造成浪费。,费,运,空间、时间、人力和工具浪费,浪,费,不,良,不良造成额外成本,常见的等待现象：材料损失 设备折旧 人工损失 能源损失 价格损失 订单损失 信誉损失,浪,费,多余动作增加强度降低效率,常见的12种浪费动作：两手空闲 单手空闲 作业动作停止 动作幅度过大 左右手交换

21、步行多,动作,转身角度大 移动中变换动作 未掌握作业技巧 伸背动作 弯腰动作 重复/不必要动作,过剩的加工造成浪费,常见的加工浪费：加工余量 过高的精度 不必要的加工过剩加工造成的浪费：设备折旧 人工损失 辅助材料损失 能源消耗,浪,费,加工,浪,费,库存造成额外成本,常见的库存：原材料、零部件 半成品 成品 在制品 辅助材料 在途品,库存,库存的危害：额外的搬运储存成本 造成空间浪费 资金占用（利息及回报损失）物料价值衰减 造成呆料废料 造成先进先出作业困难 掩盖问题，造成假象,浪,费,违背JIT原则,制造过多/过早,制造过多/过早造成浪费：造成在库 计划外/提早消耗 有变成滞留在库的风险 降低应对变化的能力,损,失,缺货造成机会损失,由于各种浪费消耗了企业资源，降低了经营效率，反过来制约企业的订单履行，造成缺货损失：紧急订单造成额外成本 延迟订单造成额外成本 订单取消造成利润损失 客户流失造成市场机会损失,货,缺,www.tdk-,