(07)线平衡分析与瓶颈改善
生产线平衡分析与改善(最全面的IE分析-生产线平衡)
2023/12/24
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二、流水生产线概述
1、 流水生产的基本概念 ● 流水线生产的分类
➢单人单产品式 ➢单产品固定式 ➢多产品固定式 ➢自由流水式 ➢连续传动流水式 ➢ 间歇传动流水式 ➢分组式
设某一产品从原料到成品，需经过A、B、C、D四个工序，其基本标 准工时（秒/个）及相关生产效率、良率、投入机台/人员数分别见表11： 可以求各工序每小时产量为： A工序每小时产量=（3600秒÷6.90）×90%×95%×1=470.87个 B工序每小时产量=（3600秒÷5.1）×80%×99.5%×1=470.87个 C工序每小时产量=（3600秒÷34.40）×100%×99.9%×2=209.09个 D工序每小时产量=（3600秒÷30.40）×100%×99.5%×2=238.8个 。
IE工业工程
-----生产线平衡
主讲:
课 程 内容
生产线平衡 一、生产线平衡的概述 二、流水生产线概述 三、生产线平衡的设计 四、生产线平衡的方法及改善原则 5、案例分析
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1.概念
一、生产线平衡的概述
生产线平衡即对生产的全部工序进行平均化，调整作业 负荷，以使各作业的时间尽可能相近的技术手段与方法，它 是生产流程设计及作业标准化中最重要的方法，是通过平衡 生产线使现场真正实施生产同步化，从而达到“一个流”的 理想。
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。
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四、生产线平衡的改善方法与原则
2、平衡率改善的图示。
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四、生产线平衡的改善方法与原则
线平衡分析与瓶颈改善
线平衡分析与瓶颈改善线平衡分析是一种优化生产线的方法，通过对生产线中各个工位的作业时间进行分析，找出生产线的瓶颈，并采取相应的改善措施，以实现整个生产线的平衡，提高生产效率和产能。
线平衡分析的目标是使每个工位的作业时间尽量接近，在不影响产品质量的前提下，提高生产线的整体效率。
一般来说，生产线的效率取决于生产线上最慢工位的作业时间，这个工位被称为瓶颈工位。
首先，进行线平衡分析需要确定生产线上每个工位的作业时间。
这可以通过观察、测量和记录每个工位的作业时间来完成。
作业时间应该包括实际操作时间、等待时间和移动时间。
然后，将这些数据绘制成柱状图或流程图，在图上标出每个工位的作业时间。
接下来，根据作业时间的差异来确定瓶颈工位。
瓶颈工位是指在制造过程中需要最长时间来完成任务的工位。
通过找出瓶颈工位，可以确定生产线的瓶颈所在，并将重点放在如何提高瓶颈工位的效率上。
一旦确定了瓶颈工位，就可以采取一些改善措施来提高其效率。
改善措施可以包括以下几个方面：1.增加资源：增加瓶颈工位的人员和设备资源，以减少瓶颈工位的等待时间和提高其作业效率。
这可能需要增加工人的数量、购置更快速或更高效的设备。
2.优化工艺：重新设计工艺流程，以减少瓶颈工位的作业时间。
这可以通过简化操作步骤、减少不必要的移动和等待时间来实现。
3.平衡工作量：将一些工作从瓶颈工位转移到其他工位，使各个工位的工作负载更均衡。
这可以通过改变工序的顺序、重新安排任务和人员来实现。
4.增加并行工位：在瓶颈工位的前后增加并行工位，以提高生产效率。
这样可以减少瓶颈工位的等待时间和生产周期。
5.增加备用设备：在瓶颈工位周围设置备用设备，以减少设备故障或维修导致的生产中断。
通过以上的改善措施，可以实现生产线的平衡，提高整体效率和产能。
然而，需要注意的是，改善一个瓶颈工位可能会导致其他工位成为新的瓶颈。
因此，线平衡分析应该是一个持续的过程，需要不断监测和改善生产线的各个方面。
瓶颈管理-生产线平衡与瓶颈改善
2012-10-14
Su Chun, Southeast University
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生产线平衡分析的常用术语
1. 生产节拍（cycle time）: 节拍表征生产线在规定时间内完成预定产量的能力，即各工 序完成单位产品加工所需的作业时间。
节拍＝有效出勤时间／[完成产量 *（１+不良率）]
1.木桶定律： 一个木桶盛水多少，不取决于最高的那块木板，而是取决于 最短的那块木板。
2.木桶定律的三个推论： A. 只有桶壁上所有木板都足够高，木桶才
能盛更多的水。 B. 其它木板中，高出最低木板的部分是没有
意义的，并且高出越多、浪费越大。 C. 提高木桶容量最有效的办法：设法增加最
低木板的高度。
1
提纲
生产线平衡的基本概念 生产线平衡分析的常用术语 生产线平衡分析的基本方法 生产线平衡案例分析
2012-10-14
Su Chun, Southeast University
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生产线平衡的基本概念
2012-10-14
Su Chun, Southeast University
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木桶定律
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生产线平衡分析的基本方法
工序工时改善的基本手段
9 减少动作次数 9 双手操作 9 缩短移动距离 9 简化动作顺序 9 采用辅助工具 9 减少换装时间 9…
2012-10-14
Su Chun, Southeast University
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生产线平衡分析的基本方法
ECRS法则
符号
名称
说明
E
取消 Eliminate
出料
入料
2012-10-14
生产平衡分析法
生产线平衡分析与瓶颈改善
一，平衡分析用语
节拍时间=有效出勤时间/【生产计划量*（1+不良率）】
二，平衡率
平衡率=生产工序时间总和/（瓶颈工时*人数）
三，平衡改善法则（ECRS法则）
1，取消（ELiminata）:取消所有没有必要的工作内容与工作环节。
2，合并（combine）:如果不能取消的可以进行分析是否可以“合并”到一个工作环节。
3，重排（Rearrange）:“取消”“合并”之后的工作程序还要将它进行整理重新按照合理逻辑进行重排顺序。
4，简化（Simplity）：“简化”所有必须的工作环节，对程序的改进除去可以“取消”“合并”之外余下的还可以有必要的简化多余环节。
四，平衡改善法则实施步骤
1，明确改善的目的和对象
2，了解分析生产现状及相关人员工作状态
3，了解生产工艺流程并了解各工序的作业要素，根据工序分析图了解。
五，平衡生产的意义
1，提高作业员及设备工装的工作效率。
2，减少工序的在制品，真正实现“一个流”
3，减少单间产品的工时消耗，降低成本（等同于提高人均产量）
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，对市场变化实现柔性生产系统。
5，通过平衡生产线可以综合应用到程序分析，动作分析，规划分析，搬运分析，时间分析等全部IE手法，提高全员综合素质。
线平衡分析与瓶颈改善
There is always a better way! 凡事一定有更好的方法！
线平衡分析与瓶颈改善
木桶定律
线平衡的意义 瓶颈的定义 瓶颈的表现 瓶颈的影响 平衡改善法
何为木桶定律 1.木桶定律 一个木桶盛水多少，并不取决于桶壁上最高的那块木板，而恰 恰取决于桶壁上最短的那块木板，这一规律我们称之为“木桶 定律”。 2.木桶定律的三个推论 A.只有桶壁上所有木板都足够高,木桶才能盛满水 B.所有木板高出最低木板的部分是没有意义的,而且高出越多,浪费 就越大 C.提高木桶容量最有效的办法就是设法加高最低木板的高度
S
简化 ，应考虑 能否采用最简单的方法或设备替代，以节省人 力和时间
以上ECRS法则，具体可通过下列图片来说明生产中如何运用改善：
线平衡分析与瓶颈改善
木桶定律 线平衡的意义 瓶颈的定义 瓶颈的表现 瓶颈的影响
平衡改善法
线平衡分析与瓶颈改善
线平衡分析与瓶颈改善
木桶定律
线平衡的意义 生产线平衡与木桶定律的关系
瓶颈的定义 瓶颈的表现
“生产线平衡”与“木桶定律”非常相似：生产线的最大产能不是 取决于作业速度最快的工位，而恰恰取决于作业速度最慢的工位， 最快与最慢的差距越大，产能损失就越大。
瓶颈的影响 平衡改善法
制造现场，各个车间或小组之间，彼此的管理水平、产能等往往是 不等的，企业现场管理的整体水平并不取决于最优秀的车间单位而 是取决于最差的车间单位，同理，对一条生产线来言，其产量、效 率高低也是如此。
线平衡分析与瓶颈改善
木桶定律 线平衡的意义 瓶颈的定义 瓶颈的表现 瓶颈的影响
平衡改善法
平衡改善过程中应注意事项: A.需要同样工具和机器的作业要素可分配在同一专用设备工序内 B.作业要素相同或前后相近的应尽量分配在同一工序 C.不相容的作业尽量不分在同一工序 D.必要时可对关键作业,增加操作人数或改用更有效的工具/设备以缩 短其作业时间,提高平衡率 E.生产线补进新手时,因新手对工作不熟悉,在配置上需特别注意,否则 会造成严重的不平衡致使产量大幅下降。 F.采用ECRS法则进行改善时的优先顺序为:“取消”不必要的动作或 工序（第一选择）；“合并”微小动作（次选）；“重排”作业工序 或动作（第三选择）；“简化”复杂动作或工序（最后选择）
生产线平衡分析与改善最全面的IE分析生产线平衡
最全面的IE分 析生产线平衡 案例分析
PART 1
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P生A产R线T平2衡分析的概念和重要
性
生产线平衡分析的定义
定义：生产线平衡分析是指对生产线上的各个工 序进行平衡，使各工序的工作时间尽可能相近， 从而提高生产效率的过程。
目的：通过对生产线平衡进行分析，可以找出生 产过程中的瓶颈工序，优化生产流程，提高生产 效率，降低生产成本。
跨部门协作：加强各部门之间的沟通与协作，共同推进生产线平衡改善的实施和监控工作。
PIEA分R析T在5生产线平衡改善中的
Hale Waihona Puke 应用IE分析的基本概念和原则
IE分析的定义：工业工程分析， 旨在提高生产效率和降低生产成 本。
IE分析在生产线平衡改善中的应 用：通过分析生产线上的瓶颈、 浪费和不合理之处，提出改善方 案。
注意事项3：考虑人机配合 和作业节拍
注意事项1：分析前要明确 目标和范围
注意事项4：注意设备维护 和保养
PART 4
生产线平衡改善的策略和措施
生产线平衡改善的目标和原则
提高生产效率：通过优化生产线布局和作业分配，降低生产成本，提高产出效率。 降低不良品率：通过平衡生产线上的作业，减少生产过程中的波动和异常，降低不良品率。 提高员工满意度：通过合理分配工作量和减轻员工负担，提高员工的工作积极性和满意度。
生产线平衡分析的工具和技术
作业分析：确定每个作业步骤的时间和顺序，识别瓶颈和浪费。 工艺流程图：可视化生产线流程，找出潜在的改进点。 动作分析：研究工人操作，优化动作，提高效率。 生产计划与调度：合理安排生产计划，确保生产线的平衡。
生产线平衡分析的注意事项
注意事项2：充分了解生产 流程和工艺要求
生产线平衡分析和瓶颈改善课程
生产线平衡分析和瓶颈改善课程生产线平衡分析和瓶颈改善课程介绍生产线平衡分析和瓶颈改善是现代生产管理领域中的重要内容。
在市场竞争日益激烈的背景下，企业需要通过优化生产线，提高生产效率和产品质量，降低成本，从而提高竞争力。
因此，生产线平衡分析和瓶颈改善课程成为企业管理者和生产管理人员必备的培训项目。
课程目标生产线平衡分析和瓶颈改善课程旨在帮助学员理解生产线平衡的概念、原则和方法，并学会如何识别和消除生产线中的瓶颈，以提高生产线的总体效能。
课程将向学员提供相关工具和技术，帮助他们在实际工作中应用所学知识。
课程内容1. 生产线平衡的基本概念- 生产线平衡的定义和重要性- 生产线平衡的目标和原则- 生产线平衡和产能计划的关系2. 生产线平衡方法- 产能评估和需求预测- 工序时间测量和工序分析- 均衡方法和工作站平衡- 循序平衡线和非循序平衡线3. 瓶颈和瓶颈理论- 瓶颈的概念和特征- 瓶颈对生产线的影响- 瓶颈理论的原理和运用4. 瓶颈分析和瓶颈改善- 识别和分析瓶颈- 瓶颈改善的策略和方法- 瓶颈的管理和控制5. 实例分析和案例研究- 生产线平衡分析和瓶颈改善的实际案例- 学员将参与分组讨论和解决实际问题的案例研究课程形式为了更好地帮助学员掌握所学知识和技能，课程将采用多种教学形式和教学方法，包括讲座、案例分析、小组讨论、模拟练习和工厂参观等。
通过这些交流和互动的方式，学员将有机会亲身体验并实践所学内容。
受益人群这门课程适用于企业管理者、生产管理人员和其他对生产线平衡分析和瓶颈改善感兴趣的人士。
无论是在制造业还是在服务行业，都可以从课程中受益。
课程对参与者的角色与职务没有特定要求，只要对生产线平衡和瓶颈改善有兴趣，并且希望在工作中提高效率和竞争力，都可以报名参加。
结语生产线平衡分析和瓶颈改善课程旨在帮助企业实现生产线的优化和升级，从而提高竞争力和市场份额。
通过研究和实践，学员将掌握生产线平衡分析和瓶颈改善的核心概念和方法，并能够灵活应用于实际工作中。
线平衡分析与瓶颈改善
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。
•1.2 工业工程的目标：
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。
线平衡分析与瓶颈改善
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
线平衡分析与瓶颈改善
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。
•目录：
•1.工业工程概述：
1.1 工业工程的定义 1.2 工业工程的目标 1.3 工业工程的发展史
•2.标准工时基本知识介绍：
2.1 标准工时的定义 2.2 测量标准工时的基本方法
•3.线平衡分析与瓶颈改善：
3.1 线平衡的定义和意义 3.2 生产线平衡的相关概念 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
教育
等领域。
线平衡分析与瓶颈改善
•2.标准工时基本知识介绍：
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本
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安敏 ·《工业工程与生产效率改善》
1、追求线平衡的目的和意义
L B ine alancing 线平衡 线平衡是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。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是： ☆ 提高人员及设备的生产效率
颈就是生产的最短木板，从根本上限制生产能力、生产进度和生产效率。
•TOC理论： • 以色列物理学家艾利·高德拉特（Eliyahu Goldratt）博 士创造的Theory of Constraints理论（简称TOC理论，也称为 制约理论）。其实，TOC理论的哲学基础并不奥秘，就是我们熟 悉的“水桶理论”，也就是“决定木桶盛水量多少的是最短的 那块木板”。高德拉特从系统的角度出发，强调提高系统的有 效产出、降低库存、减少运作费用。
3、线平衡改善的判断标准
一般来说，平衡损失率在 5～15% 以内 是可以接受的，否则就要进行改善。
安敏 ·《工业工程与生产效率改善》
4、线平衡分析的基本步骤
（1）确定分析对象的范围：对象生产线和对象工序； （2）把握分析对象的现状； （3）明确标准工时或观测各工序纯工时； （4）制作工序作业速度分析图（棒形图）； （5）计算生产线平衡率和平衡损失率； （6）研究分析结果，制定改进方案。
安敏 ·《工业工程与生产效率改善》
瓶颈工序（工时最长的工序）是
？
瓶颈工序与费时次工序的工时差，比率是
？
工时最短的工序是
？
瓶颈工序与工时最短的工序的工时差，比率是
？
柱状图平坦吗？/ 凹凸差别大吗？
安敏 ·《工业工程与生产效目的和意义
2、线平衡率的计算方法
3、线平衡改善的判断标准
4、线平衡分析的基本步骤
5、改善线平衡的六大方法
6、瓶颈工序改善
7、动作分析与动作要素
8、工序作业改善的动作经济原则
9、工序作业改善的ECSR原则
10、线平衡改善的有效利用
111
111
作业时间
损失时间： 29*5-111=34秒
安敏 ·《工业工程与生产效率改善》
例 某生产线的线平衡分析与瓶颈改善-1
循环时间CT=工序最长纯工时=29s
线平衡率=
各工序纯工时总和 人—数—×—循—环—时—间———
×100%
= 76.55%
平衡损失率= 1 - 线平衡率
= 23.45%
安敏 ·《工业工程与生产效率改善》
安敏 ·《工业工程与生产效率改善》
瓶颈的三个推导: 1. 只有构成木桶的所有木板都足够高，木桶才能盛满水； 2. 所有木板比最低木板高出的部分都是没有意义的，高的越多， 浪费越大； 3. 要想增加木桶的容量，应该设法加高最低木板的高度，这是最
有效，也是最直接的途径。
• 引例: 一条10个环的链条,其中9个环都能载重1000斤，但有一个环只能承担 100斤，否则就会断裂。 问题： 如果想使这条链子的载重增加一倍,那么: A. 将这条链子的所有环节的载重量都增加一倍？ B. 集中精力只改善这最弱一环的载重量？
100% 标准产量奖金
工序2 125件/H
125% 125%奖金
工序3 80件/H
80% 0
效 率 个别效率合格
个别效率高
个别效率低
资源类瓶颈
1. 目标是平衡物流,而不是平衡(生产)能力; 2. “非瓶颈”资源的充分利用不仅不能提高有效产出, 而且还会使库存和搬运增加; 3. 让一项资源充分开动运转起来(利用)同使该项资源带来效益(活力)不能划等号; 4. 瓶颈环节损失1小时,相当于整个系统损失1小时,而且是无法补救的 ; 5. 非瓶颈环节上节约1小时,毫无实际意义; 6. 瓶颈制约了生产系统的有效产出和库存;
安敏 ·《工业工程与生产效率改善》
工业工程与生产效率改善
之七： 线平衡分析与瓶颈改善
主讲：安敏 广州维高集团有限公司—IE管理倡导先锋
安敏 ·《工业工程与生产效率改善》
？ 我是团队中的最短板吗
瓶颈(亦称:约束或制约) 1. 定义： 阻碍企业业务流程更大程度增加有效产出或减少库存和费用的环
节。所说的瓶颈可能是有形的,也可能是无形的。 2. 木桶短板原理： 犹如木桶最短的一块木板决定了木桶水位的高度。同样，生产瓶
工序4 100件/H
80% 0
个别效率低
安敏 ·《工业工程与生产效率改善》
2、线平衡率的计算方法（节拍平衡墙）
例 某生产线作业速度分析图
25
29
损失时间
瓶 25
20
颈
18 工
19
序
工 序 12345
人 数 11111
正常作业时间 20 18 29 25 19
正常作业时间 人数
20
18
29
25
19
合计 5
2. 工序间的平行关系，则会影响产品配套；
安敏 ·《工业工程与生产效率改善》
解除瓶颈（TOC五 步法）五步法：
①.找出系统的瓶颈 ;②.决定如何挖尽瓶颈的潜能; ③.给予瓶颈最优质的资源支 持; ④.给瓶颈松绑（绕过、替代、 外包）; ⑤.假如步骤四打破了原有的 瓶颈，那么就 回到步骤一,持续改进,重新寻 找新瓶颈。
答案显而易见。继续加固链条之中九个坚固的环节对现实中我们的目 标并没有什么帮助，链条中最虚弱的那环决定着整个链条的作用 。
安敏 ·《工业工程与生产效率改善》
• 瓶颈图解: 瓶颈效应是指瓶子颈部的大小限制了倒水时的水流量。 1.
2.
格言： 瓶颈 工序 决定 最大 产能
• 瓶颈的不良影响: 1. 工序间的先后关系,则会影响后续工序的进度；
☆ 减少产品的工时消耗，降低成本 ☆ 减少在制品，降低在库 ☆ 实现单元化生产，提高生产系统的弹性
问题引出： 生产管理人员的首要工作任务就是发现和解决生产系统的
生产瓶颈。
安敏 ·《工业工程与生产效率改善》 线不平衡造成中间在库，降低整体效率
例 能力需求：100件/H
项目 能力 达成率 奖金
工序1 100件/H