生产线布局
Kevin Zhang
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生产线布局
区别性特征： 标准化产品的大批量生产； 分工与专业化； 设备按产品原则布置，从而实现顺畅而迅速的 物流及严格确定的工艺路线； 实现材料加工的系统化或自动化； WIP (即半成品或在制品)的库存很少
历史： 亚当·史密斯 (1776年): 工作专业化的益处 弗雷德里克·泰勒 (1900年): 科学管理——时间与 动作研究 享利·福特 (1908年): T 型汽车的大规模生产
前面的工序 无 A A A A B C, D, E F G H I, J
5
先后顺序图
B,2
F,2
H,6
J,5
C,5 K,4
A,6
D,7
G,3
I,5
E,1
设定的生产节拍： c = 10 秒
6
平衡一条生产线
把作业分配到各工作台，以确保： 各台位完成每件产品规定作业的时间总量不超
过预先确定的节拍时间（10秒）； 先后顺序不乱。
帽子 1
内衣 3
袜子 2
衬衣 2
裤子 3
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外衣 1
鞋子 3
完成
关键路径法与生产线平衡的比较
给洋娃娃穿衣服（装配线： c = 3）：
开始
帽子 1
内衣 3
袜子 2
衬衣 2
裤子 3
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外衣 1
鞋子 3
完成
比较
生产流程时间 生产节拍 工人数量 单位时间产量 产量 /工人 劳力利用率 管理重点
项目 9 9 2 6.67/ 分钟 3.33/ 分钟 /工人 83.8% 时间
当c = 16 秒时： 每小时产量= 3.75 /分钟 = 225/小时
要想在 c = 16时达到 c = 12时的产量，我们 必须把生产线工作时间延长到 c = 12 时的 4/3。
周期时间越长（生产节拍越慢）, 那么分配 给一名工人的作业就会越多，就会失去专业 化或分工的许多好处。
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如何确定生产节拍
目标： 达到平衡: 把基本作业单元分配给各工作台， 最大限度减少窝工时间。
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实例：组装电器
工作 A B C D E F G H I J K
内容
时间（秒）
检查插件板
6
安装电源
2
插入组件一
5
插入组件二
7
插入组件三
1
拧紧电源的固定螺丝 2
焊接组件
3
装上电线
6
清理焊接处
5
插入控制开关
5
安上盖子
4
总计：
46 秒
2
生产线的设计
生产线的设计包括以下内容： 作业分解：把复杂的产品和加工要求分解为基
本的组件和简单的作业。 生产线平衡：把单元组件和作业分配到各工作
台，使各工作台在每个产品上所用的时间基本 相同，从而使生产过程顺畅进行。
3
生产线平衡
数据： 节拍(周期)时间 c (生产速度 = 1/c) 产品制造所需的基本作业单元及其所需时间 作业先后顺序
生产线 15 3 5 20/ 分钟 4/分钟 /工人 100% 效率
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14
生产线的创新：精益生产-丰田生产模式
准时生产（JIT）：是福特创建的流水线的发展 和进步 流水线：不间断生产-“单件流” 混合模型生产：柔性大
看板库存控制系统（Kanban）-“拉式”系统 基本思想：库存使石头（指问题）隐藏了起来； 减少库存后石头就露了出来；还要不断改进 （除去石头）。
西裤
A A K K L MMN
AACDF F NO
衬衣
ABCDE GJ
P
ABCE E HI
P
制造单元：
ABC H
OJ I
衬衣
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AKL H
N MJ I
西裤
U-形（单元）生产线
入1 出 10
2
3
工人
9
8
4 5
6 7
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弯管
削斜角
去毛刺
切割
管
钢自行车独立工作区
材
焊接
清洗
喷漆
总装
和 零
件
储
削斜角
去毛刺
确定生产速度（生产能力） 确定班次，计算出自然节拍
实例： 理想的产量 = 18,000件/月 合计工作时间 = 300个小时 生产速度 = 60 件/小时 自然节拍= 1 分钟
选择接近自然节拍，但又可以尽量减少平衡 延迟的生产节拍。
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关键路径法与生产线平衡的比较
给孩子穿衣服（项目）：
开始
质量管理理念： 为顾客服务：内部顾客，外部顾客 持续改进生产过程15管材ຫໍສະໝຸດ 存库管材切 割去毛 刺
削斜 角
成品储存 零部件储
和出厂
存
车架零件储存
车架焊 接
弯 管
总装
车架储 存
车架喷漆
传统自行车厂的平面布置和物流
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车架 清洗
创造价值的时间只占总时间的一小部分
进 下运 等
料 料送
待
准
加
备
工
检组
等
验装
待
创造价值的时间
不创造价值的时间
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识别价值流
价值流是使一个特定产品(商品,服务,或商品与服务 的结合)通过以下几种典型商务得以实现的一系列 活动:
1. 从概念出发, 通过设计与工程, 到投产的全过程中解决问题. 2. 从接订单到制定详细进度到送货的全过程中的信息管理. 3. 从原材料到制成品到送交用户的物的转化过程管理.
物流
台位
台位
台位
台位
….
1
2
3
4
7
平衡延迟
平衡延迟：窝工时间在合计工作时间中所占的比例： c = 生产节拍 (10 秒) n =台位总数 (5) 每件产品允许的时间（包括窝工时间)： n c = 5
10 = 50 每件产品所需要的作业时间总量： T = 46 每件产品的窝工时间： n c - T = 50 - 46 = 4 平衡延迟： 4/50 = 0.08 = 8%
切割
备
弯管
库
铝自行车独立工作区
焊接
清洗
喷漆
总装
弯管
削斜角
去毛刺
钛自行车独立工作区
切割
出 厂
焊接
清洗
喷漆
总装
精益自行车厂的平面布置和物流
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制造单元的利弊
好处： 产品原则设施布置：缩短加工时间，简化物流 管理 团队工作：更好交流与协调 减少库存，提高质量
坏处： 资源不共享造成资源利用率的损失 同一设备的重复配置 对工人多种技能训练的投资
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“单件流”的益处
降低存货 减少搬运 减少占用厂房面积 及时发现质量问题 发掘生产力 转产灵活性 提高员工士气
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总装
车架储 存
车架喷漆
车架 清洗
传统自行车厂的平面布置和物流
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创造价值, 还是制造浪费?
大量在制品库存的直接后果 积压资金 增加仓储面积,搬运和管理 减慢反应速度 订货提前期长 新产品转产慢
大量在制品库存的间接后果 质量反馈慢 生产管理难度大.
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八类不创造价值的浪费
生产过剩 不必要的运输 过量或不必要的处理 过量存货 次品和返工 员工等待时间 不必要的动作 未被使用的员工创造力
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生产节拍与平衡延迟
当我们增加节拍时间（放慢生产节拍）时，所需的台 位数量就可以减少。
周期时间 10 11 12 13 14 15 16 （秒）
台位
5544443
平衡延迟 .08 .264 .04 .225 .243 .233 .04
(%)
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生产节拍与平衡延迟
当c = 12 秒时： 每小时产量= 5 /分钟 = 300/小时
价值流分析能显示在流程中的所有活动可以分为以 下三种:
1. 显然创造价值的活动 2. 虽然不创造价值,但(暂时还)不可避免的活动 (I 型浪费) 3. 不创造价值而且可以马上去掉的活动 (II 型浪费)
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管材储存库
管材切 割
去毛 刺
削斜 角
成品储存 零部件储
和出厂
存
车架零件储存
车架焊 接
弯 管
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生产线的创新：单元生产
将企业的产品或服务分为产品“族”： 同一族的产品有类似的加工要求或类似的流 程
按流程组成制造单元（manufacturing cell） - 流 水线 “单件流”-批量为一 在工序之间没有缓冲库存 有节奏的生产
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一家有多个产品族的缝纫厂
工艺原则的设施布置：