平衡率改善之效益计算
生产线平衡率改善的效益计算
一.生产线平衡
二.生产线平衡的相关定义
三.生产线平衡的意义
四.平衡率的计算
五.平衡率损失与计算
六.平衡率改善的原则
七.平衡率改善的方法
八.平衡率改善的效益
九.CELL平衡率改善的综合效益
十.平衡率改善效益计算的案例分析
一.生产线平衡(Line Balance)
生产线平衡是指对生产的全部工序进行平均化，调整作业负荷，以使各作业时间尽可能相近的技术手段与方法。是生产流程设计与作业标准化必须考虑的最重要的问题。
目的是消除作业间不平衡的效率损失以及生产过剩。通过平衡生产线使用现场更加容易理解“一个流”的必要性及“单元生产”(Cell production)的编制方法，是一切新理论新方法的基础。
二.生产线平衡的相关定义(节拍、瓶颈、空闲时间)
“节拍时间”(Cycle Time)是指连续完成相同的两个产品(或两次服务，或两批产品)之间的间隔时间。即指完成一个产品所需的平均时间。节拍只是用于定义一个流程中某一具体工序的单位产出时间。如果产品必须是成批制作的，则节拍指两批产品之间的间隔时间。在流程设计中，如果预先给定了一个流程每天必须的产出，首先要考虑的是流程的节拍。
“瓶颈”(Bottleneck)是指一个流程中生产节拍最慢的环节。流程中存在的瓶颈不仅限制了一个流程的产出速度，而且影响了其它环节生产能力的发挥。更广义地讲，所谓瓶颈是指整个流程中制约产出的各种因素。因此在流程设计中和生产运作中都要引起足够的重视。
“空闲时间”(Idle Time)是指工作时间内没有执行有效工作任务的那段时间，可以指设备或人的时间。当一个流程中各个工序的节拍不一致时，瓶颈工序以外的其它工序就会产生空闲时间。制造业的分工作业，简化了作业难度，使作业熟练度容易提高，从而提高了作业效率。然而经过了作业细分化之后，各工序的作业时间都不能完全相同，这就势必存在工序间节拍不一致出现瓶颈的现象。除了造成的无谓的工时损失外，还造成大量的工序堆积即呆滞品发生，严重的还会造成生产的中止。为了解决以上问题就必须对各工序的作业时间平均化，同时对作业进行标准化，以使生产线能顺畅活动。
三.生产线平衡的意义
1.提高作业员及设备工装的工作效率；
2.降低单件产品的工时消耗，降低成本，等同于提高人均产量PPH=3600/(CT*n)；
3.减少工序的在制品，真正实现“一个流”；
4.在平衡的生产线基础上实现单元生产，提高生产应变能力，实现柔性生产系统；
5.通过平衡生产线可以综合应用到程序分析、动作分析、规划(Layout)分析、搬运分析、时间分析等全部IE手法，提高全员综合素质。
四.平衡率的计算
要衡量生产线总平衡状态的好坏，必须设定一个定量值来表示，即生产线的平衡率或平衡损失率。
要明确一点，虽然各工序的工序时间长短不同，但决定生产线作业周期的工序时间只有一个，即最长工序时间Pitch Time，也就是说Pitch Time等于节拍时间(Cycle Time)。另外一种计算方法同样可以得到Cycle Time，即由每小时平均产量Q，来求得一个产品的CT。
CT=Pitch Time=MAX(ti)=3600/Q
生产线平衡率(η)的计算公式：
η=[各工序时间总和/(CT*工位数)]*100%
=[∑ti/(CT*N)]*100%
五.平衡率损失与计算
1.平衡率损失
平衡率损失是指当一个流程中各个工序的节拍不一致时，瓶颈工序以外的其它工序所产生的空闲时间或空闲人数。
2.平衡损失率的计算
平衡损失率=1-η
平衡率损失时间(t)：即总作业时间(CT*n)减去有效作业时间(CT*n*η)
t = CT*n*(1-η)
平衡率损失人数(En)：即总人数(n)减去有效人数(n*η)
En = n*(1-η)
六.平衡率改善的原则
降低节拍时间CT，提升产能；
降低人数n，实现少人化；
提升平衡率η，提高人均产量。
七.平衡率改善的方法
1.首先应对瓶颈工序进行作业改善，将瓶颈工序的作业内容分担给其它工序。
作业改善的方法，可参照程序分析的改善方法及动作分析、工装自动化等IE方法与手段。
2.取消(E)和简化(S)(总的作业时间Σti会减少)：
取消不必要的工序；
简化工序的作业方法和内容，缩短工序的作业时间。
合并(C)和重排(R) (总的作业时间Σti不变)：
合并作业时间较短的工序或作业内容，重排生产工序，在作业内容较多时容易拉平衡。
分解作业时间较短的工序或作业内容，把该工序重排到其它工序当中去。
在必要时，增加多能工来平衡流水线，只要平衡率提高了，人均产量就等于提高了，单位产品成本也随之下降。
八.平衡率改善的效益
为了降低平衡率损失，必须按照改善的原则，通过取消，合并，重排，简化(ECRS)的方法对生产线的各工序的作业负荷进行调整，以使各工序的作业时间趋于相近，提高生产线平衡率。
应该明确的是平衡率改善后的CT，N或n，η都会发生改变。如何评价生产线平衡率改善前后的效益呢？
应该包括工序取消简化后的节省和工序合并重排后降低平衡率损失两部分。
即工序取消简化后节省的多少？和工序合并重排后平衡率损失降低了多少？来作为平衡
率改善的效益。
1.节省时间(Δt)
工序取消简化节省时间(ESt)
ESt = CT1*n1*η1-CT2*n2*η2
工序合并重排平衡率损失降低的节省时间(CRt)
CRt = CT2*n2*(1-η2)-CT3*n3*(1-η3) η2<η3
Δt = ESt+CRt
注：CT1：改善前的CT CT2：取消简化后的CT CT3：合并重排后的CT
n1：改善前的人数n2：取消简化后的人数n3：合并重排后的人数
η1：改善前的平衡率η2：取消简化后的平衡率η3：合并重排后的平衡率
2.节省人力(Δn)
工序取消简化节省人力(ESn)
ESn = n1-n2
工序合并重排平衡率损失降低的节省人力(CRn)
CRn = n2*(1-η2)-n3*(1-η3) η2<η3
Δn = ESn+CRn
注：n1：改善前的人数n2：取消简化后的人数n3：合并重排后的人数
η1：改善前的平衡率η2：取消简化后的平衡率η3：合并重排后的平衡率
九.CELL平衡率改善的综合效益
单CELL人员工时降低量
?Ot = ESt+CRt
= (OCT1*n1*Oη1-OCT2*n2*Oη2)+[OCT2*n2*(1-Oη2)-OCT3*n3*(1-Oη3)] 单CELL人员数降低量
?n = ESn+CRn
= (n1-n2)+ [n2*(1-Oη2)-n3*(1-Oη3)]
单CELL机器工时降低量
?Mt = ESt+CRt
= (MCT1*n1*Mη1-MCT2*n2*Mη2)+[MCT2*N2*(1-Mη2)-MCT3*N3*(1-Mη3)] 人力节省有形效益
CD1=月FO*?Ot/(3600s*10.5h*26天)*2500元/月或
CD1=?n*2500元/月
设备节省有形效益
CD2=月FO*?Mt/(3600s*24h*30天)*单台设备月折旧费用
工时降低有形效益(可能为负值)
CD3=(1/CT3-1/CT1)*3600s*制程附加值*10.5h*2班*26天
平衡率改善综合有形效益
CD4=CD1+CD2+CD3-改善投入费用
十.平衡率改善效益计算的案例分析
某产品组装CELL平衡率改善前的组装工序及作业时间如表一所示，取消简化后的组装工序及作业时间如表二所示，合并重排后的组装工序及作业时间如表三所示，已知该产品月FO为29K，前制程单价为5.6元，组装后单价为6.3元(已去除部品成本)，人力成本为2500元/人月，每月工作26天，每天工作2班，每班工作10.5h，改善平衡率时购买工具费用500元，试计算：
1.改善前CELL平衡率？改善后CELL平衡率？
2.单CELL的人员工时降低量？单CELL人员数降低量？
3.人力节省有形效益？工时降低有形效益？平衡率改善综合有形效益？
解：
1.改善前：
CT1 = MAX(ti) = 35.00s
n1 = 10
η1 = [(∑ti)/(CT1*n1)]*100% = [275.19/(35.00*10)]*100% = 78.63%
故改善前CELL平衡率为78.63%。
取消简化后：
CT2 = MAX(ti) = 35.00s
n2 = 9
η2 = [(∑ti)/(CT2*n2)]*100% = [250.19/(35.00*9)]*100% = 79.43%
合并重排后：
CT3 = MAX(ti) = 33.52s
n3 = 8
η3 = [(∑ti)/(CT3*n3)]*100% = [250.19/(33.52*8)]*100% = 93.30%
故改善后CELL平衡率为93.30%。
2.单CELL的人员工时降低量
Δt = ESt + CRt
= (CT1*n1*η1-CT2*n2*η2)+[CT2*n2*(1-η2)-CT3*n3*(1-η3)]
= (35.00*10*78.63%-35.00*9*79.43%)+[35.00*9*(1-79.43%)-33.52*8*(1-93.30%)] = (275.21-250.20)+(64.80-17.97)
= 25.00+46.83
= 71.83s
故平衡率改善后单CELL的人员工时降低量为71.83s。
单CELL人员数降低量
Δn = ESn + CRn
= (n1-n2)+[n2*(1-η2)-n3*(1-η3)]
= (10-9)+[9*(1-79.30%)-8*(1-93.30%)]
= 1+(1.86-0.54)
= 2.32人
故平衡率改善后单CELL人员数降低量为2.32人。
3.人力节省有形效益
CD1 = ?n*2,500
= 2.32*2,500
= 5,800元/月
故平衡率改善后人力节省有形效益为5,800元/月。
工时降低有形效益
制程附加值=6.3-5.6=0.7元/片
CD3 = (1/CT3-1/CT1)*3,600*制程附加值*10.5*2*26
= (1/33.52-1/35.00)*3,600*0.7*10.5*2*26
= 1,734元/月
故平衡率改善后工时降低有形效益为1,734元/月。
平衡率改善综合有形效益
CD4 = CD1+CD2+CD3-改善投入费用
= 5,800+0+1,734-500
= 7,034元/月。
故平衡率改善的综合有形效益为7,034元/月。
化学平衡常数、平衡转化率的计算及应用
化学平衡常数、平衡转化率的计算及应用 1．(2019·烟台调研)一定温度下有可逆反应：A(g)＋2B(g) ?2C(g)＋D(g)。现将5 mol A和10 mol B加入体积为2 L的密闭容器中，反应至10 min时改变某一条件，C的物质的量浓度随时间变化关系如图所示。下列有关说法中正确的是() B．反应从起始至5 min时，B的转化率为50% C．5 min时的平衡常数与10 min时的平衡常数不相等 D．第15 min时，B的体积分数为25% 2．(2018·福建高三三模)如图，甲容器有一个移动活塞，能使容器保持恒压。起始时向甲中充入2 mol SO2、1 mol O2，向乙中充入4 mol SO2、2 mol O2。甲、乙的体积都为1 L(连通管体积忽略不计)。保持相同温度和催化剂存在的条件下，关闭活塞K，使两容器中各自发生下述反应：2SO2(g)＋O2(g) ?2SO3(g)。达平衡时，甲的体积为0.8 L。下列说法正确的是() A．乙容器中SO 2的转化率小于60% B．平衡时SO3的体积分数：甲＞乙 C．打开K后一段时间，再次达到平衡，甲的体积为1.4 L D．平衡后向甲中再充入2 mol SO2、1 mol O2和3 mol SO3，平衡向正反应方向移动 3．将4 mol CO(g)和a mol H2(g)混合于容积为4 L的恒容密闭容器中，发生反应：CO(g)＋2H2(g) ?CH3OH(g),10 min后反应达到平衡状态，测得H2为0.5 mol·L－1。经测定v(H2)＝0.1 mol·L－1·min－1。下列说法正确的是() A．平衡常数K＝2 B．H2起始投入量为a＝6 C．CO的平衡转化率为66.7% D．平衡时c(CH3OH)＝0.4 mol·L－1 题型二化学平衡常数及平衡转化率的综合应用 4．(2018·太原诊断)合成氨工业涉及固体燃料的气化， 需要研究CO2与CO之间的转化。为了弄清其规律， 让一定量的CO2与足量碳在体积可变的密闭容器中反 应C(s)＋CO2(g) ?2CO(g)ΔH，测得压强、温度对 CO、CO2的平衡组成的影响如图所示： 回答下列问题： (1)p1、p2、p3的大小关系是____________，欲提高C 与CO2反应中CO2的平衡转化率，应采取的措施为_______________________。图中a、b、c 三点对应的平衡常数大小关系是__________________________________。 (2)900 ℃、1.013 MPa时，1 mol CO2与足量碳反应达平衡后容器的体积为V，CO2的转化率为__________，该反应的平衡常数K＝________________。 (3)将(2)中平衡体系温度降至640 ℃，压强降至0.101 3 MPa，重新达到平衡后CO2的体积分
化学平衡与转化率问题专题
1.平衡常数越大，反应进行的越彻底，即转化率越高。 K〉100000时，认为反应完全进行。 2. T与P的影响 温度或压强改变后，若能是化学平衡向正反应方向移动，则反应物的转化率一定增大。 3.反应物用量（反应物浓度，一般为气体的浓度或者溶液中溶质的浓度）的影响 ⑴若反应物是一种，如：Aa(g)? Bb(g)+ cC(g)。增加A的量，平衡正向移动，A的转 化率的变化如下: 若在恒温恒压条件下，A的转化率不变。（构建模型） 若在恒温恒容条件下，（等效于加压），增加A的量，平衡正向移动，A的转化率与气态物质的化学计量数有关： a=b+c A的转化率不变 a>b+c A的转化率增大 a 化学平衡中转化率变化的判断技巧 一、增大或减少某反应物浓度判断转化率的变化 对于可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)，若增大某一反应物浓度可使另一反应物转化率增大，而自身转化率下降，学生对转化率的这种变化很难接受，故可以设计以下例题帮助学生理解概念。 例1．在557℃时，密闭容器中进行下列反应CO+H2O CO2+H2。 若CO起始浓度为2mol/L（1），水蒸气浓度为3mol/L（2），达到平衡时，测得CO2的浓度为L。求CO及H2O的转化率。 分析：在掌握起始浓度、转化率、平衡浓度之间的关系和正确理解转化率概念的基础上，抓住转化浓度，利用常规解题方法。 CO + H2O(气) CO2 + H2 起始浓度 mol/L 2 3 0 0 生产线平衡的定义 一、“节拍”、“瓶颈”、“空闲时间”、“工艺平衡”的定义 流程的“节拍”（Cycle time）是指连续完成相同的两个产品（或两次服务，或两批产品）之间的间隔时间。换句话说，即指完成一个产品所需的平均时间。节拍通常只是用于定义一个流程中某一具体工序或环节的单位产出时间。如果产品必须是成批制作的，则节拍指两批产品之间的间隔时间。在流程设计中，如果预先给定了一个流程每天（或其它单位时间段）必须的产出，首先需要考虑的是流程的节拍。 而通常把一个流程中生产节拍最慢的环节叫做“瓶颈“（Bottleneck）。流程中存在的瓶颈不仅限制了一个流程的产出速度，而且影响了其它环节生产能力的发挥。更广义地讲，所谓瓶颈是指整个流程中制约产出的各种因素。例如，在有些情况下，可能利用的人力不足、原材料不能及时到位、某环节设备发生故障、信息流阻滞等，都有可能成为瓶颈。正如“瓶颈”的字面含义，一个瓶子瓶口大小决定着液体从中流出的速度，生产运作流程中的瓶颈则制约着整个流程的产出速度。瓶颈还有可能“漂移”，取决于在特定时间段内生产的产品或使用的人力和设备。因此在流程设计中和日后的日常生产运作中都需要引起足够的重视。 与节拍和瓶颈相关联的另一个概念是流程中的“空闲时间”（idle time）。空闲时间是指工作时间内没有执行有效工作任务的那段时间，可以指设备或人的时间。当一个流程中各个工序的节拍不一致时，瓶颈工序以外的其它工序就会产生空闲时间。 这就需要对生产工艺进行平衡。制造业的生产线多半是在进行了细分之后的多工序流水化连续作业生产线，此时由于分工作业，简化了作业难度，使作业熟练度容易提高，从而提高了作业效率。然而经过了这样的作业细分化之后，各工序的作业时间在理论上，现实上都不能完全相同，这就势必存在工序间节拍不一致出现瓶颈的现象。除了造成的无谓的工时损失外，还造成大量的工序堆积即存滞品发生，严重的还会造成生产的中止。为了解决以上问题就必须对各工序的作业时间平均化，同时对作业进行标准化，以使生产线能顺畅活动。 “生产线工艺平衡”即是对生产的全部工序进行平均化，调整各作业负荷，以使各作业时间尽可能相近。是生产流程设计与作业标准化必须考虑的最重要的问题。生产线工艺平衡的目的是通过平衡生产线使用现场更加容易理解“一个流”的必要性及“小单元生产”（Cell production）的编制方法，它是一切新理论新方法的基础。 二、平衡生产线的意义 通过平衡生产线可以达到以下几个目的： 1、提高作业员及设备工装的工作效率； 2、减少单件产品的工时消耗，降低成本（等同于提高人均产量）； 3、减少工序的在制品，真正实现“一个流”； 4、在平衡的生产线基础上实现单元生产，提高生产应变能力，对应市场变化，实现柔性生产系统； (a)已知初始浓度和平衡浓度求平衡常数和平衡转化率 例1：对于反应2SO 2(g)+ O2(g) 2SO3(g) ,若在一定温度下，将0.1mol的SO2(g)和0.06mol O2(g)注入一体积为2L的密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中有0.088mol的SO3(g)试求在该温度下（1）此反应的平衡常数。 （2）求SO2(g)和O2(g)的平衡转化率。 (b)已知平衡转化率和初始浓度求平衡常数 例2:反应SO 2(g)+ NO2(g) SO3(g)+NO(g) ,若在一定温度下，将物质的量浓度均为2mol/L的SO2(g)和NO2(g)注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中SO2(g)的转化率为60%，试求：在该温度下。 （1）此反应的浓度平衡常数。 （2）若SO2(g) 的初始浓度均增大到3mol/L,则SO2转化率变为多少？ （c）知平衡常数和初始浓度求平衡浓度及转化率 练习1、在密闭容器中，将NO2加热到某温度时，可进行如下反应：2NO 2 2NO+O2，在平衡时各物质的浓度分别是： [NO2]=0.06mol/L,[NO]=0.24mol/L, [O2]=0.12mol/L.试求： （1）该温度下反应的平衡常数。 （2）开始时NO2的浓度。 （3）NO2的转化率。 练习2:在2L的容器中充入1mol CO和1mol H2O(g),发生反应：CO(g)+H 2O(g) CO2(g)+H2(g) 800℃时反应达平衡,若k=1.求：（1）CO的平衡浓度和转化率。 （2）若温度不变，上容器中充入的是1mol CO和2mol H2O(g)，CO 和H2O(g),的平衡浓度和转化率是多少。 （3）若温度不变，上容器中充入的是1mol CO和4mol H2O(g)，CO 和H2O(g),的平衡浓度和转化率是多少。 （4）若温度不变，要使CO的转化率达到90%，在题干的条件下还要充入H2O(g) 物质的量为多少。 练习1、 已知一氧化碳与水蒸气的反应为 CO + H 2O(g) CO2 + H2 在427℃时的平衡常数是9.4。如果反应开始时，一氧化碳和水蒸气的浓度都是0.01mol/L，计算一氧化碳在此反应条件下的转化率。 练习2、 合成氨反应N 2+3H22NH3在某温度下达平衡时，各物质的浓度是：[N2]=3mol·L-1，[H2]=9 mol·L-1，[NH3]=4 mol·L-1。求该温度时的平衡常 工站布置原則： 保证各工序之间的先后顺序； 组合的工序时间不能大于节拍； 各工作地的作业时间应尽量接近或等于节拍； 使工站数目尽量少。 三﹑生产线平衡的分析改善 分析改善步骤﹕ 1.各工站顺序(作业单位)填入生产流动平衡表內. 2.量测各工序作业时间记入表內. 3.清点各工序人数记入表內. 4.根据分配时间划出柱狀图或曲线图. 5.在最高时间点的工序顶点橫向划一条线. 6.计算平衡率. t 各工站工时之和÷(S 瓶颈工站工时×R 工站总数)×100% 确定生产线平衡改善方向 1、5M 方法的改善： 5M ：人员，机器设备，物料，作业方法，环境) 减少耗时最长工序作业时间的方法有： 人员(Man):调换作业者;增加作业者;多能工训练；新手避免工作负荷过重，利用作业员熟练程度的差异性，平衡作业流程. 机器设备(Machine):利用或改良工具、机器;人机比合理配置;人机同步作业;提高自动半自动化水平;人机工程分析，提高机械效率. 2、作业方法的改善 %100??-?=∑r S t r S i ε100??-?=∑ r S t r S i ε%100??-?=∑r S t r S i ε100??-?=∑r S t r S i ε 四、改善(IE)七大手法 手法名称简称 (1)防止呆子法(Fool-Proof) 防呆法 (2)动作改善法(动作经济原则) 动改法 (3)流程程序法流程法 (4)5X5WIH(5X5何法) 五五法 (5)人机配合法(多动作法) 人机法 (6)双手操作法双手法 (7)工作抽查法抽查法 IE活动的对象 1.工艺 5.设备 2.作业 6.工装 3.搬运 7.材料 4.生产布局 8.管理程序 现场浪费现象按人、机、物三方面进行概述 人：用人过多，有人不干活，有活没人干，停工等待，员工操作节奏不致，操作动作不标准，无效劳动多，效率低。 机：机器，设备利用率不高。 物：物料消耗高，物料摆放不合理，物流规划不完善。 生产线平衡，广义的来说也应该是涵盖组与组之间的平衡。而所谓的生产线平衡就是指工程流动间或工序流动间负荷之差距最小，流动顺畅，减少因时间差所造成之等待或滞留现象。 1.平衡的目的 ●物流快速，减少生产周期。 ●减少或消除物料或半成品周转场所。 ●消除工程“瓶颈”，提高作业效率。 ●稳定产品品质。 ●提升工作士气，改善作业秩序。 2.生产线平衡表示法 生产线平衡，一般使用生产流动平衡表来表示，纵轴表示渐渐，横轴表示工程顺序，并标出其标准时间，画法可使用曲线图或柱状图。 3.现状生产线平衡分析的主要相关要素 （1）工程名：指本工程的名称或代号； （2）标准时间：指作业指导书上所要求的作业时间； （3）实测时间：指作业者完成操作的实际时间； （4）节拍：根据生产计划量所得出的一个工程所需时间； （5）不平衡率：是指生产线各工程工作分割的不均衡度。 4.分析现状生产线不平衡的步骤 （1）作成统计表。 （2）分别测定和统计各工程的标准时间和实测时间，记录到表格内（以1工程=1人记入，当1工程有2人以上时，则将所得时间除以相应人数）。 （3）根据公式计算出不平衡率，并记入表格中。 （4）绘出图表。 （5）根据图表进行分析，注意以下分析要点： ●有无超出节拍的工程？有几个？初步掌握超出的理由。 备战2020高考化学：化学平衡常数、平衡转化率的计算及应用 题型一“三段式”计算平衡常数及平衡转化率 1．(2019·烟台调研)一定温度下有可逆反应：A(g)＋2B(g)2C(g)＋D(g)。现将5 mol A和10 mol B加入体积为2 L的密闭容器中，反应至10 min时改变某一条件，C的物质的量浓度随时间变化关系如图所示。下列有关说法中正确的是() A．在0～5 min内，正反应速率逐渐增大 B．反应从起始至5 min时，B的转化率为50% C．5 min时的平衡常数与10 min时的平衡常数不相等 D．第15 min时，B的体积分数为25% 2．(2018·福建高三三模)如图，甲容器有一个移动活塞，能使容器保持恒压。起始时向甲中充入2 mol SO2、1 mol O2，向乙中充入4 mol SO2、2 mol O2。甲、乙的体积都为1 L(连通管体积忽略不计)。保持相同温度和催化剂存在的条件下，关闭活塞K，使两容器中各自发生下述反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。达平衡时，甲的体积为0.8 L。下列说法正确的是() A．乙容器中SO2的转化率小于60% B．平衡时SO3的体积分数：甲＞乙 C．打开K后一段时间，再次达到平衡，甲的体积为1.4 L D．平衡后向甲中再充入2 mol SO2、1 mol O2和3 mol SO3，平衡向正反应方向移动 3．将4 mol CO(g)和a mol H2(g)混合于容积为4 L的恒容密闭容器中，发生反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g),10 min后反应达到平衡状态，测得H2为0.5 mol·L－1。经测定v(H2)＝0.1 mol·L－1·min－1。下列说法正确的是() 生产线平衡的计算及改善方法 一、“节拍”、“瓶颈”、“空闲时间”、“工艺平衡”的定义 流程的“节拍”（Cycle time）是指连续完成相同的两个产品之间的间隔时间。换句话说，即指完成一个产品所需的平均时间。节拍通常只是用于定义一个流程中某一具体工序或环节的单位产出时间。如果产品必须是成批制作的，则节拍指两批产品之间的间隔时间。在流程设计中，如果预先给定了一个流程每天（或其它单位时间段）必须的产出，首先需要考虑的是流程的节拍。 而通常把一个流程中生产节拍最慢的环节叫做“瓶颈“（Bottleneck）。流程中存在的瓶颈不仅限制了一个流程的产出速度，而且影响了其它环节生产能力的发挥。更广义地讲，所谓瓶颈是指整个流程中制约产出的各种因素。例如，在有些情况下，可能利用的人力不足、原材料不能及时到位、某环节设备发生故障、信息流阻滞等，都有可能成为瓶颈。正如“瓶颈”的字面含义，一个瓶子瓶口大小决定着液体从中流出的速度，生产运作流程中的瓶颈则制约着整个流程的产出速度。瓶颈还有可能“漂移”，取决于在特定时间段内生产的产品或使用的人力和设备。因此在流程设计中和日后的日常生产运作中都需要引起足够的重视。 空闲时间是指工作时间内没有执行有效工作任务的那段时间，可以指设备或人的时间。当一个流程中各个工序的节拍不一致时，瓶颈工序以外的其它工序就会产生空闲时间。 这就需要对生产工艺进行平衡。制造业的生产线多半是在进行了细分之后的多工序流水化连续作业生产线，此时由于分工作业，简化了作业难度，使作业熟练度容易提高，从而提高了作业效率。然而经过了这样的作业细分化之后，各工序的作业时间在理论上，现实上都不能完全相同，这就势必存在工序间节拍不一致出现瓶颈的现象。除了造成的无谓的工时损失外，还造成大量的工序堆积即存滞品发生，严重的还会造成生产的中止。为了解决以上问题就必须对各工序的作业时间平均化，同时对作业进行标准化，以使生产线能顺畅活动。 “生产线工艺平衡”即是对生产的全部工序进行平均化，调整各作业负荷，以使各作业时间尽可能相近。是生产流程设计与作业标准化必须考虑的最重要的问题。生产线工艺平衡的目的是通过平衡生产线使用现场更加容易理解“一个流”的必要性及“小单元生产”（Cell production）的编制方法，它是一切新理论新方法的基础。 四、生产线工艺平衡的改善原则方法 1、首先应考虑对瓶颈工序进行作业改善，作业改善的方法，可参照程序分析的改善方法及动作分析、工装自动化等IE方法与手段； 2、将瓶颈工序的作业内容分担给其它工序； 3、增加各作业员，只要平衡率提高了，人均产量就等于提高了，单位产品成本也随之下降； 4、合并相关工序，重新排布生产工序，相对来讲在作业内容较多的 考点专练24 化学反应的方向、化学平衡常数及转化率的计算 两年高考真题演练 1.(2015·天津理综，6)某温度下，在2 L的密闭容器中，加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)发生反应：X(g)＋m Y(g) 3 Z(g)平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1 mol Z(g)，再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不．正确 ．．的是( ) A．m＝2 B．两次平衡的平衡常数相同 C．X与Y的平衡转化率之比为1∶1 D．第二次平衡时，Z的浓度为0.4 mol·L－1 2．(2015·重庆理综，7)羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中，将CO和H2S混合加热并达到下列平衡：CO(g)＋H2S(g) COS(g)＋H2(g) K＝0.1 反应前CO物质的量为10 mol，平衡后CO物质的量为8 mol。下列说法正确的是( ) A．升高温度，H2S浓度增加，表明该反应是吸热反应 B．通入CO后，正反应速率逐渐增大 C．反应前H2S物质的量为7 mol D．CO的平衡转化率为80% 3．(2015·四川理综，7)一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)＋CO2(g) 2CO(g)，平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示： 已知：气体分压(p分)＝气体总压(p总)×体积分数。下列说法正确的是( ) A．550 ℃时，若充入惰性气体，v正、v逆均减小，平衡不移动 B．650 ℃时，反应达平衡后CO2的转化率为25.0 % C．T℃时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动 D．925 ℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数K p＝24.0p总 4．(2014·上海化学，14)只改变一个影响因素，平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述错误的是( ) A．K值不变，平衡可能移动 B．K值变化，平衡一定移动 C．平衡移动，K值可能不变 D．平衡移动，K值一定变化 5．(2014·四川理综，7)在10 L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g)，发生反应X(g)＋Y(g) M(g)＋N(g)，所得实验数据如下表： 生产线平衡 一、“节拍”、“瓶颈”、“空闲时间”、“工艺平衡”的定义 流程的“节拍”（Cycle time）是指连续完成相同的两个产品（或两次服务，或两批产品）之 间的间隔时间。换句话说，即指完成一个产品所需的平均时间。节拍通常只是用于定义一个流 程中某一具体工序或环节的单位产出时间。如果产品必须是成批制作的，则节拍指两批产品之 间的间隔时间。在流程设计中，如果预先给定了一个流程每天（或其它单位时间段）必须的产 出，首先需要考虑的是流程的节拍。 而通常把一个流程中生产节拍最慢的环节叫做“瓶颈“（Bottleneck）。流程中存在的瓶颈不 仅限制了一个流程的产出速度，而且影响了其它环节生产能力的发挥。更广义地讲，所谓瓶颈 是指整个流程中制约产出的各种因素。例如，在有些情况下，可能利用的人力不足、原材料不 能及时到位、某环节设备发生故障、信息流阻滞等，都有可能成为瓶颈。正如“瓶颈”的字面 含义，一个瓶子瓶口大小决定着液体从中流出的速度，生产运作流程中的瓶颈则制约着整个流 程的产出速度。瓶颈还有可能“漂移”，取决于在特定时间段内生产的产品或使用的人力和设 备。因此在流程设计中和日后的日常生产运作中都需要引起足够的重视。 与节拍和瓶颈相关联的另一个概念是流程中的“空闲时间”（idle time）。空闲时间是指工 作时间内没有执行有效工作任务的那段时间，可以指设备或人的时间。当一个流程中各个工序 的节拍不一致时，瓶颈工序以外的其它工序就会产生空闲时间。 这就需要对生产工艺进行平衡。制造业的生产线多半是在进行了细分之后的多工序流水化连续 作业生产线，此时由于分工作业，简化了作业难度，使作业熟练度容易提高，从而提高了作业 效率。然而经过了这样的作业细分化之后，各工序的作业时间在理论上，现实上都不能完全相 同，这就势必存在工序间节拍不一致出现瓶颈的现象。除了造成的无谓的工时损失外，还造成 大量的工序堆积即存滞品发生，严重的还会造成生产的中止。为了解决以上问题就必须对各工 第25讲 化学平衡常数及转化率的计算 考纲要求 1.了解化学平衡常数(K )的含义。2.能利用化学平衡常数进行相关计算。 考点一 化学平衡常数的概念及应用 1．概念 在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，用符号K 表示。 2．表达式 对于反应m A(g)＋n B(g) p C(g)＋q D(g)， K ＝c p (C )·c q (D )c m (A )·c n (B )(固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中)。 3．意义及影响因素 (1)K 值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大。 (2)K 只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。 (3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。 4．应用 (1)判断可逆反应进行的程度。 (2)利用化学平衡常数，判断反应是否达到平衡或向何方向进行。 对于化学反应a A(g)＋b B(g) c C(g)＋d D(g)的任意状态，浓度商：Q ＝c c (C )·c d (D )c a (A )·c b (B )。 Q ＜K ，反应向正反应方向进行； Q ＝K ，反应处于平衡状态； Q ＞K ，反应向逆反应方向进行。 (3)利用K 可判断反应的热效应：若升高温度，K 值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K 值减小，则正反应为放热反应。 (1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度( ) (2)催化剂能改变化学反应速率，也能改变平衡常数( ) (3)平衡常数发生变化，化学平衡不一定发生移动( ) (4)化学平衡发生移动，平衡常数不一定发生变化( ) 考点8：化学平衡常数及转化率的相关计算 学号姓名 1．（2018年全国I卷）F．Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时N2O5(g)分解反应： 其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强P随时间t的变化如下表所示(t=∞时，N2O5(g)完全分解)： t/min 0 40 80 160 260 1300 1700 ∞ p/kPa 35.8 40.3 42.5 45.9 49.2 61.2 62.3 63.1 25℃时N2O4(g)2NO2(g)反应的平衡常数K p=_______kPa（K p为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数）。 2.（2018新课标II卷）CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气（CO和H2），还对温室气体的减排具有重要意义。CH4-CO2催化重整反应为：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。 某温度下，在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，其平衡常数为_______mol2·L?2。 3.（2018新课标III卷）对于反应2SiHCl 3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。 ①343 K时反应的平衡转化率α=_________%。平衡常数K343 K=__________（保留2位小数）。 ②在343 K下：要提高SiHCl3转化率，可采取的措施是___________；要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有____________、___________。 ③比较a、b处反应速率大小：υa________υb（填“大于”“小于”或“等于”）。反应速率υ=υ正 化学平衡计算题求解技巧 一、化学平衡常数（浓度平衡常数）及转化率的应用 1、化学平衡常数 （1）化学平衡常数的数学表达式 （2）化学平衡常数表示的意义 平衡常数数值的大小可以反映可逆反应进行的程度大小，K 值越大，反应进行越完全，反应物转化率越高，反之则越低。 2、有关化学平衡的基本计算 (1)物质浓度的变化关系 反应物：平衡浓度＝起始浓度-转化浓度 生成物：平衡浓度＝起始浓度+转化浓度 其中，各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中物质的计量数之比。 (2)反应的转化率(α)：α＝ （或质量、浓度） 反应物起始的物质的量（或质量、浓度） 反应物转化的物质的量×100％ (3)在密闭容器中有气体参加的可逆反应，在计算时经常用到阿伏加德罗定律的两个推论： 恒温、恒容时： ；恒温、恒压时：n 1/n 2=V 1/V 2 (4)计算模式（“三段式”） 浓度(或物质的量) aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) 起始 m n O O 转化 ax bx cx dx 平衡 m-ax n-bx cx dx A的转化率：α(A)=（ax/m）×100％ C的物质的量分数：ω(C)＝×100％ 技巧一：三步法 三步是化学平衡计算的一般格式，根据题意和恰当的假设列出起始量、转化量、平衡量。但要注意计算的单位必须保持统一，可用mol、mol/L，也可用L。 例1、X、Y、Z为三种气体，把a mol X和b mol Y充入一密闭容器中，发生反应X + 2Y2Z，达到平衡时，若它们的物质的量满足：n（X）+ n（Y）= n （Z），则Y的转化率为（） 技巧二：差量法 差量法用于化学平衡计算时，可以是体积差量、压强差量、物质的量差量 - 1 - 化学平衡转化率及相关计算 10、【分析解答】设SO 2物质的转化率为x SO 2(g) + 2O 2 (g) 2SO 3 (g) n(总) 起始物质的量（mol ） 5 4 0 9 转化物质的量（mol ） 5x 2.5x 5x 平衡物质的量（mol ） 5-5x 4-2.5x 5x 9－2.5x 根据题意 x 5.299-=7 9 x=0.8 答案：80%. 11、【分析解答】4×10%=0.4 N 2(g) + 3H 2 (g) 2NH 3 (g) n(总) 起始物质的量（mol ） 4 8 0 12 转化物质的量（mol ） 0.4 0.4×3 0.4×2 平衡物质的量（mol ） 4―0.4 8―1.2 0.8 12－0.8=11.2 ①平衡时容器内的压强与起始时的压强之比等于平衡前后气体物质的量之比 11.2∶12=14∶15。 ②平衡时NH 3的体积为0.8，故体积分数为0.8/11.2=1/14。 12、【分析解答】设2x mol 的SO 2转化 SO 2(g) + 2O 2 (g) 2SO 3 (g) n(总) 起始物质的量（mol ） 2 2 0 4 转化物质的量（mol ） 2x x 2x 平衡物质的量（mol ） 2-2x 2- x 2x 4－x （1）当平衡时混合气体总的物质的量为3.4mol 时 4－x 1=3.4 x 1=0.6mol 2x 1=1.2mol SO 2%=1.2/2=60% （2）当平衡时混合气体的平均式量为60时， 气体总质量为 2×64+2×32=192g ，总物质的量为(4－x)mol 2 4192x -=60 x 2=0.8mol 2x 2=1.6mol SO 2%=1.6/2=80% （3）当平衡时容器内气体的压强比原压强减小1/5时。 3 44x -=155- x 3=0.8mol 2x 2=1.6mol SO 2%=1.6/2=80%。 【热点思维】 1、化学平衡计算 2、化学平衡常数 【热点释疑】 1、如何运用“三段式”模式进行化学平衡计算? 根据反应进行(或平衡移动)的方向，设某反应物消耗的量，然后列式求解。 例：m A + n B p C+ q D 起始量：a b0 0 变化量：mx nx px qx 平衡量：a-mx b-nx px qx 注意：①变化量与化学方程式中各物质的化学计量数成比例。 ②这里a、b可指：物质的量、浓度、体积等。 ③弄清起始量、平衡量、平衡转化率三者之间的互换关系。 ④在使用平衡常数时，要注意反应物或生成物的状态。 2、化学平衡常数的意义是什么?使用化学平衡常数应注意哪些问题? （1）化学平衡常数的意义：①化学平衡常数可表示反应进行的程度。K越大，反应进行的程度越大，K>105时，可以认为该反应已经进行完全。虽然转化率也能表示反应进行的程度，但转化率不仅与温度有关，而且与起始条件有关。②K的大小只与温度有关，与反应物或生 成物的起始浓度无关。 （2）在使用化学平衡常数时应注意：①不要把反应体系中纯固体、纯液体以及稀溶液中水的浓度写进平衡常数表达式中，但非水溶液中，若有水参加或生成，则此时水的浓度不可视为常数，应写进平衡常数表达式中。②同一化学反应，化学反应方程式写法不同，其平衡常数表达式及数值亦不同。因此书写平衡常数表达式及数值时，要与化学反应方程式相对应，否则就没有意义。 【热点考题】 【典例】【2014年高考四川卷第7题】在10L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g)，发生反应X(g)＋Y(g)M(g)＋N(g)，所得实验数据如下表： 实验 编号温度/℃ 起始时物质的量/mol 平衡时物质的量/mol n(X) n(Y) n(M) ①700 ②800 ③800 a ④900 b 下列说法正确的是 A．实验①中，若5min时测得n(M)＝，则0至5min时间内，用N表示的平均反应速率υ(N)＝×10－2mol/(L·min) B．实验②中，该反应的平衡常数K＝ C．实验③中，达到平衡是，X的转化率为60% D．实验④中，达到平衡时，b＞ 【答案】C 生產線平衡率比較單一，而如果是產品工序或制造工序平衡率就比較復雜。 生產線平衡定義：就是對這條線的全部工序(工位)進行平均化，調整各工序(工位)作業負荷，以使各工序(工位)作業時間盡可能相近。如果計算生產線平衡率或者是損失率的話，首先要理解兩個概念：節拍與瓶頸 節拍：就是我們平時“散裝”英語所說Cycle time，也就是完成一個工序(工位)的生產周期時間﹔ 瓶頸：就是我們平時“散裝”英語所說Bottleneck，也就是整個工序(工位)里面最慢的那個工序(工位) 生產線平衡率=各工序(工位)時間總和/bottleneck Cycle time*工序(工位)數*100% 例如A生產線生產A機種有5個工位，每個工位Cycle time分別是10秒.8秒.9秒.10秒.11秒，那么Bottleneck Cycle time就是11秒。 計算公式：A生產線生產A機種平衡率=(10+8+9+10+11)/(11*5)*100%=48/55*100%=87.27% 生產線損失率=1-平衡率﹔A生產線生產A機種損失率=1-87.27%=12.73% 由以上例子可以看出，工序(工位)作業時間平衡有多重要了... 產品工序或制造工序平衡率也是這個思路，慢慢想想也就通了... 生产线平衡即是对生产的全部工序进行平均化，调整作业负荷，以使各作业时间尽可能相近的技术手段与方法。目的是消除作业间不平衡的效率损失以及生产过剩。生产线平衡是一门很大的学问，生产线平衡直接关系到生产线的正常使用。生产线平衡指南主要包括生产线平衡的相关定义、生产线平衡的意义、工艺平衡率的计算、生产线平衡的改善原则和方法。 (Line Balancing)如何指派工作予工作站的决策过程，及使各个工作站负荷一样，便称之为生产线平衡。 Line Balancing (LB), is the problem of assigning operations to workstations along an assembly line, in such a way that the assignment be optimal in some sense. 节拍、瓶颈、空闲时间、工艺平衡的定义 流程的“节拍”（Cycle time）是指连续完成相同的两个产品（或两次服务，或两批产品）之间的间隔时间。换句话说，即指完成一个产品所需的平均时间。节拍通常只是用于定义一个流程中某一具体工序或环节的单位产出时间。如果产品必须是成批制作的，则节拍指两批产品之间的间隔时间。在流程设计中，如果预先给定了一个流程每天（或其它单位时间段）必须的产出，首先需要考虑的是流程的节拍。 而通常把一个流程中生产节拍最慢的环节叫做“瓶颈“（Bottleneck）。流程中存在的瓶颈不仅限制了一个流程的产出速度，而且影响了其它环节生产能力的发挥。更广义地讲，所 2.2.3 平衡转化率及平衡的相关计算 【学习目标】 1、 会列出“三行式”并利用三行式的数据进行平衡转化率和平衡常数的计算 2、 能知道平衡转化率和化学平衡常数的异同 【重难点】化学平衡转化率、平衡常数的计算 【温故知新区】 对于可逆反应：aA(g)+bB(g) cC(g)+ dD(g)，在某温度下达到平衡的平衡常数表达式为？ 【课前预习区】 1、对于可逆反应：aA(g)+bB(g) cC(g)+ dD(g)， 反应物A 的平衡转化率可以表示为： 反应物B 的平衡转化率可以表示为： 【课堂互动区】 三、平衡转化率α 1、平衡转化率表达式： 对于可逆反应：aA(g)+bB(g) cC(g)+ dD(g)， 反应物A 的平衡转化率可以表示为： 2、平衡转化率的有关计算： I 、已知初始浓度和平衡浓度求平衡常数和平衡转化率： 【例题1】化学反应2SO 2（g ）＋O 2（g ） 2SO 3（g ）是硫酸制造工业的基本反应。将0.050mol 的SO 2（g ） 和0.030mol 的O 2（g ）注入体积为1.0L 的密闭反应器，并置于某较高温度下的恒温环境中，达到化学平衡后，测的反应器中有0.44 mol SO 3（g ），求该温度下反应的平衡常数及SO 2和O 2平衡转化率。 【小结】 【变式练习】 1、在密闭容器中，将NO 2加热到某温度时，可进行如下反应： 2NO 2 2NO+O 2，在平衡时各物质的浓度分别是：[NO 2]=0.06mol/L,[NO]=0.24mol/L, [O 2]=0.12mol/L.试求： （1）该温度下反应的平衡常数。 （2）开始时NO 2的浓度。 （3） NO 2的转化率。 2、在某温度下，将H 2(g)和I 2(g)各0.1mol 混合物充入10L 的密闭容器中，充分反应达到平衡时，测得[H 2]=0.0080mol/L ，求： (1)反应的平衡常数。 (2)其它条件不变，充入的H 2(g)和I 2(g)各0.2mol,求达平衡时各物质的平衡浓度。 II 、已知平衡转化率和初始浓度求平衡常数： 【例题2】反应SO 2(g)+ NO 2(g) SO 3(g)+NO(g) ,若在一定温度下，将物质的量浓度均为2mol/L 的SO 2(g) 和NO 2(g)注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中SO 2(g)的转化率为60%，试求：在该温度下。 （1）此反应的平衡常数。 （2）若SO 2(g)的初始浓度增大到3mol/L,则它们的转化率变为多少？ 【变式练习】在一密闭容器中进行如下反应：2SO 2＋O 2 2SO 3，SO 2的起始浓度是0.4 mol/L ，而 O 2 的起始 浓度是1mol/L ，当80%的SO 2转化为SO 3时反应即达到平衡，求平衡时O 2的浓度和平衡常数。 生产线平衡的定义 生产线平衡的定义 一、“节拍”、“瓶颈”、“空闲时间”、“工艺平衡”的定义 流程的“节拍”（Cycle time）是指连续完成相同的两个产品（或两次服务，或两批产品）之间的间隔时间。换句话说，即指完成一个产品所需的平均时间。节拍通常只是用于定义一个流程中某一具体工序或环节的单位产出时间。如果产品必须是成批制作的，则节拍指两批产品之间的间隔时间。在流程设计中，如果预先给定了一个流程每天（或其它单位时间段）必须的产出，首先需要考虑的是流程的节拍。 而通常把一个流程中生产节拍最慢的环节叫做“瓶颈“（Bottleneck）。流程中存在的瓶颈不仅限制了一个流程的产出速度，而且影响了其它环节生产能力的发挥。更广义地讲，所谓瓶颈是指整个流程中制约产出的各种因素。例如，在有些情况下，可能利用的人力不足、原材料不能及时到位、某环节设备发生故障、信息流阻滞等，都有可能成为瓶颈。正如“瓶颈”的字面含义，一个瓶子瓶口大小决定着液体从中流出的速度，生产运作流程中的瓶颈则制约着整个流程的产出速度。瓶颈还有可能“漂移”，取决于在特定时间段内生产的产品或使用的人力和设备。因此在流程设计中和日后的日常生产运作中都需要引起足够的重视。 与节拍和瓶颈相关联的另一个概念是流程中的“空闲时间”（idle time）。空闲时间是指工作时间内没有执行有效工作任务的那段时 间，可以指设备或人的时间。当一个流程中各个工序的节拍不一致时，瓶颈工序以外的其它工序就会产生空闲时间。 这就需要对生产工艺进行平衡。制造业的生产线多半是在进行了细分之后的多工序流水化连续作业生产线，此时由于分工作业，简化了作业难度，使作业熟练度容易提高，从而提高了作业效率。然而经过了这样的作业细分化之后，各工序的作业时间在理论上，现实上都不能完全相同，这就势必存在工序间节拍不一致出现瓶颈的现象。除了造成的无谓的工时损失外，还造成大量的工序堆积即存滞品发生，严重的还会造成生产的中止。为了解决以上问题就必须对各工序的作业时间平均化，同时对作业进行标准化，以使生产线能顺畅活动。 “生产线工艺平衡”即是对生产的全部工序进行平均化，调整各作业负荷，以使各作业时间尽可能相近。是生产流程设计与作业标准化必须考虑的最重要的问题。生产线工艺平衡的目的是通过平衡生产线使用现场更加容易理解“一个流”的必要性及“小单元生产”（Cell production）的编制方法，它是一切新理论新方法的基础。 二、平衡生产线的意义 通过平衡生产线可以达到以下几个目的： 1、提高作业员及设备工装的工作效率； 2、减少单件产品的工时消耗，降低成本（等同于提高人均产量）； 一.流水线优化部分: 1.输送带的pitch 时间 = 整日的上班时间/日产量*(1+不良率) 2.输送带的速度 = 记号间隔距离 /输送带的pitch 时间 3.日产量 = 整日的上班时间/实际际cycle 时间(瓶颈站的作业时间) 4.效率 = 投入cycle 时间/实际cycle 时间 = 第一站的作业时间/最后一站 5.的作业时间(当然也可用瓶颈站的作业时间来算, 不过观察最后一站总是较简单、实际) 6.在流水线上的在制品数量就= ( 最后一站的作业时间 - 第一站的作业时间 ) * （整日的上班时间/最后一站的作业时间） 7. 稼动率 = 在作业的时间 / 整日的上班时间(所谓稼动就是流水线上有效的工作) 二.流水线设计部分: 1.先求节拍时间 C= 2.工站理论值 N= 3.评价流水线效率= 4.选择作业分配原则: A 按后续作业量的多少来安排作业(第一规则遇到问题时采用第二规则) B 按作业时间最长安排作业(若作业最长时间相同,任选其一安排作业) 三.生产线平衡部分: 1.生产线平衡率＝各工序时间总和／（人数×CT ）×100％ ＝∑ti ／（人数×CT ）×100％ 2.生产线平衡损失率＝1－生产线平衡率 3、生产线平衡改善的方法 ? 工时长的工序的改善方法： A ．细分作业内容，将一部分作业转移至其他工序 B ．改善作业本身 C ．谋求工序机械化 D ．通过改良，增大机器的运作能力 E ．增加作业人数 F ．调配经验丰富，作业技能高的熟练作业人员 G ．“瓶颈”工序能力不足的部分，利用加班完成，或用其他方法完成 ? 工时短的工序的改善方法： A ．细分作业内容，将作业转移至其他工序，取消该工序 B ．从其他工序转移来部分作业内容，增加作业量 C ．将同是作业工时短的工序合并起来 D ．在不影响后工序的前提下，采用继续集中作业方式 4、生产线平衡分析步骤 ? 决定分析对象和要达到的目标 ? 取得相关人员的理解和帮助 ? 分解各工序的作业单元 ? 测定每个作业单元的时间 每天的生产时间 每天的计划产量 完成作业所需的时间总量 T 节拍 C 完成作业所需的时间总量 T 实际工站数目N ×节拍C 生产线平衡率的计算例子： 工位标准时间人数 1. 1 2. 1 3. 2 4. 1 5. 1 C/T:Cycle Time 一个作业中开始动作至下一个开始动作实施的总时间 Neck Time: 瓶颈工位时间，即最长的 CT 平衡率(LOB:Line Of Balance)=整个工程所需时间/ ( Neck Time*总人数) 一、若第 3 个工位是由两个人联合操作完成的，那是 二、平衡率 =++++/(6*=66% 三、CT(tact time or cycle time) 即节拍时间 = 四、标准产量 =3600/=215(PCS/H/LINE) 五、人均产量 =215/6=H 六、若第 3 个工位是由两个人并行操作完成的，那是 七、平衡率 =++++/(6*=81% 八、CT(tact time or cycle time) 即节拍时间 = 九、标准产量 =3600/=265(PCS/H/LINE) 十、人均产量 =265/6=44PCS/H 线平衡分析，这一基本技能与工作，工作与学习过的IE 朋友来讲都不会陌生，线平衡分析能做，但是大家又是如何利用线平衡分析来做改善的呢 线平衡分析是 IE 基础中的一项技能与工作，但这项工作只能反映现场一个状况而已，并不能在现场得到一个改善结果。线平衡分析，是效率提升改善的一个环节，那么也只能是改善环节中的统计与分析阶段。线平衡改善也就是效率提升工作，按照如下步骤制定工作进程表进行(一定要做好工作进程表) ： 一、选择改善对象 效率提升改善选择对象要有两个： 1、首先是要选择做效率提升改善产品型号，先利用P-Q图进行分析，用 ABC法进行选择几 个所要改善的产品型号备用。另外还要看看过去该产品的生产效率记录，初步估计其改善的效果有多大，然后再确定该产品。 2、选择所要改善的线体，线体的选择注重两个方面，一是要线体的人员必须要安定；二是要线体的组 长要有积极主动改善的思想，而且执行力要强，选择这一条是相当重要的，这必须要在平常工作中，长期观察，以及与产线组长沟通方可得到的，这也是改善中很关键的一个选择。 二、线平衡分析——统计分析阶段 线平衡分析也分为三个步骤： 1、线平衡统计：统计过程无非就是进行现场工时测量，没个工位时间测量至少10 组数据。 如果多数是设备作业，这个时候就要对设备进行时间测量。并记录下实际的产量。 2、线平衡分析：按照线平衡分析的方法进行。注意寻找瓶颈工位及时间，得到线平衡率是多少，这个 将作为改善的原始基础数据，以做改善过程中的对比用。 3、改善目标评估与确认：根据线平衡分析的数据，以及对各工位时间的掌握程度，初步估计需要提升生产线平衡公式
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