1、生产线平衡原理与学习曲线1/41生生产线平衡平衡原理原理2/41平衡目标平衡目标生产线平衡是指工序或工位间负荷差距最小，生产线平衡是指工序或工位间负荷差距最小，流动顺畅，降低因作业时间所造成等候或滞留流动顺畅，降低因作业时间所造成等候或滞留现象。现象。生产线工序或工位平衡能够到达以下目标生产线工序或工位平衡能够到达以下目标:物流加速物流加速,缩短生产周期；缩短生产周期；降低或消除物料或半成品周转场所；降低或消除物料或半成品周转场所；消除工序瓶颈消除工序瓶颈,提升作业效率；提升作业效率；改进作业秩序，稳定产品质量；改进作业秩序，稳定产品质量；提升员工士气。提升员工士气。3/41平衡方法平衡方法1
2、.降低瓶颈工序作业时间作业分割利用或改良工艺装备提升机器效率提升作业者技能调换作业者技能增加作业者改进材料（包含设计方法改进）4/412.作业方法改进5W1H提问技术（包含：5why提问）ECRSI五大标准十大动作经济标准动作研究(动作分析、动素分析)时间研究5/41工位概念：工位概念：直线型生产线布置直线型生产线布置1012 8 7 5 911 6 4131415图2-1 装配作业结构示意图（未画出检验工位）对侧同时工位上蜗壳垫片紧固蜗壳同侧同时工位（翻转外箱，紧固左右侧板于背板上）线下装配工位紧固换气电风机于底盘上普通装配工位1紧固左侧板于底盘组件上2紧固右侧板于底盘组件上辅助工位拆箱、折
3、箱6/41生产线种类生产线种类直线、L型、U型、S型、环行固定工位、活开工位制造生产线、招聘流水线、关务系统等生产线供货方式：在制品堆积、一个流、悬链输送机、滑道、重力式货架7/41例：某零件加工需要五道工序，所需时间如某零件加工需要五道工序，所需时间如图所表示。图所表示。若重点改进第若重点改进第4道工序，时间降低为道工序，时间降低为10分钟，分钟，则缩短时间：则缩短时间：11.5-10=1.5分钟分钟现现 产产 量：原产量量：原产量=11.5：10提升效率：提升效率：15%整个工序工时下降为：整个工序工时下降为：生产线平衡生产线平衡零件 10分钟分钟 7.5分钟分钟 8分钟分钟 11.5分钟
4、分钟 10分钟分钟加工1加工2加工3加工4加工58/41 某工位作业观察统计某工位作业观察统计工位工位工位工位号号号号作作作作业业内容和作内容和作内容和作内容和作业业范范范范围围工具或装工具或装工具或装工具或装置置置置零部件及件零部件及件零部件及件零部件及件数数数数1洗抹布；取抹布；擦工装板；放回抹布；操作码垛机推出、推进工装板小推车；开码垛机；推空小车到包装地；码垛机工装板小车工装板抹布9/41某生产线现场观察统计某生产线现场观察统计(统计时间统计时间:统计人统计人:生产计划节拍生产计划节拍=32=32秒秒,作业瓶颈时间作业瓶颈时间=Tm=32.4=Tm=32.4秒秒)一楼前段一楼前段测测
5、时时 取取 样样平均平均值值T Ti i空空闲闲时间时间(节节拍拍-T Ti i)(Tm-(Tm-T Ti i)2 2作作业负业负荷率荷率（T Ti i/节节拍）拍）工工号号1 12 23 34 45 56 67 71 113.13.9 917.517.512.512.513.13.3 312.12.8 813.13.2 2131313.7413.7418.218.26 6348.1348.143%43%2 21919171716.816.815.15.5 516.16.2 217.17.2 217.17.3 317171515237.2237.253%53%3 328.28.6 629.12
6、9.126.526.527.27.1 1232326.26.3 324.24.7 726.4726.475.525.529 935.1535.1583%83%4 422.22.5 52020252525.25.7 723.23.3 326.26.5 520.20.6 623.3723.378.638.6381.5481.5473%73%10/4111/41生产线平衡方法生产线平衡方法各工位观察7次，观察值为T1,T2,T3,T7则：平均值：Ti=（T1+T2+T7）/7；生产线总人数统计；N;各工位作业时间总计=Ti；生产线总时间：TmN，其中Tm为生产线最大工位作业时间，即生产线瓶颈工位作业
7、时间装配生产线平衡指标有：绝对指标：不平衡损失=TmN-Ti相对指标：生产线平衡率（%）=(Ti/(TmN)12/41普通地，普通地，生产线平衡率在生产线平衡率在90%100%90%100%之间，为理想；之间，为理想；生产线平衡率在生产线平衡率在80%90%80%90%，为良好；，为良好；生产线平衡率在生产线平衡率在70%80%70%80%，需改进；，需改进；生产线不平衡损失率率（生产线不平衡损失率率（%）=1-=1-生产线平衡率（生产线平衡率（%）平滑指数：平滑指数：作业负荷评价指标：作业负荷评价指标：工位人工作业负荷率工位人工作业负荷率=13/41某生产线工序平衡分析某生产线工序平衡分析5
8、0W/K50W/KTT空空闲闲时间时间N NTm*Tm*N N平衡平衡率率（%）损损失失率率（%）平滑平滑指数指数负负荷荷率率（%）一楼前段一楼前段521.8521.8246.2246.22424777.6777.667.167.132.932.92.552.556868二楼前段二楼前段659.9659.9460.1460.135351134113458.258.241.841.82.532.535959二楼后段二楼后段396.3396.3211.8211.81919615.6615.664.464.435.635.62.852.856565一楼后段一楼后段132.8132.891.291.2
9、7 7226.8226.858.558.541.541.55.165.165959总计总计1710.1710.8 81009.1009.3 385852754275462.162.137.937.91.481.4862.7562.7514/41秒20103040工作站17202421222023182015 周期时间周期时间 平平衡线衡线工 时平衡系数平衡系数(N x 周期时间各站工时周期时间各站工时)N x 周期时间周期时间40/2400.167生产平衡系数生产平衡系数15/41与生产节拍比较与生产节拍比较通常生产计划节拍要大于作业工序最长时间，这么就不会存在节拍时间问题。生产线速度、生产节
10、拍速度、供货速度协调一致16/411.生产线内“一个流”生产组织形式。所谓“一个流”生产是指生产线内部相邻上下道工序之间流动在制品在数量上，任何时候都不超出紧前工序装夹数量，在运动状态上不间断、不超越、不落地运动过程。工序间采取滑道运输丰田生产方式生产线平衡丰田生产方式生产线平衡17/412.加工生产线布置加工生产线布置U型布置型布置18/411234567816234556781234产品A产品B产品C标按时间：1.5分钟作业人员：5人12345U型生产线联合布置19/41学学习曲曲线20/41传统成本预测：传统成本预测：Y=a+b xab xa+bx成本成本产量产量21/41规模经济理论规
11、模经济理论b x可变成本可变成本产量产量22/41学习曲线发觉学习曲线发觉 19361936年、美国康乃尔大学赖特年、美国康乃尔大学赖特(T1P1Wright)(T1P1Wright)博士、博士、在二次世界大战时飞机制造业中发觉：在二次世界大战时飞机制造业中发觉：生产每架飞机所需直接劳动时间伴随飞机累积数量增加很有规律地降低,这些结果可绘制成一系列学习曲线.一项对各主要飞机制造厂所作调查都表明了类似结果,不论所制造飞机是战斗机、轰炸机还是其它。23/41表表1 学习率学习率=80%边际时间边际时间Y 值值 (单位单位:小时小时)批批(件件)数数 边际时间边际时间 累积时间累积时间 平均时间平均
12、时间1 100 100 1002 80(100 80%)180 904 64(80 80%)2448 51.2(64 80%)409.616 40.96(51.2 80%)655.3632 32.768(40.96 80%)1048.576批次批次成本成本AC1AC224/41学习曲线模型：学习曲线模型：Y：第X批(件)产品边际工时（成本）;a：第1批(件)产品工时（成本）;X：批数或件数,如第1批(件),第2批(件)或产品累计产量；b；学习指数,（b0；=0；0）；c：学习率,如80%，lg2=0.301025/41学习指数学习指数学习率学习率c预计预计 由专业技术人员凭经验估定;依据历史数
13、据分析得出。0C1,c越小，学习能力越强26/41停顿现象停顿现象“稳定状态”，原因:人能力有极限;机器性能制约;外加限制。尚需注意,在稳定状态下,边际时间已达稳定,而累积平均时间仍在下降,但下降幅度已减缓;若累积平均时间也稳定不变,则已过了稳定状态,进入“反学习”状态,即边际时间呈上升趋势,生产效率在下降。批次成本成本27/41怎样确定学习曲线怎样确定学习曲线例：1998年上海柴油机股份有限企业，开发新产品C6135。依据统计：x1=20,Y1=29.7；x2=40,Y2=26.1;代入公式：得：a=52.01,b=-0.187学习曲线为：28/413.学习曲线用途学习曲线用途制订：人工作业
14、标按时间制订：人工作业标按时间熟练工熟练工人人稳定状态时稳定状态时制订：生产能力制订：生产能力=工作时间工作时间/标按时标按时间间制订：生产计划制订：生产计划生产能力生产能力制订成本计划，确定标准成本。制订成本计划，确定标准成本。29/41产品成本=曲线成本+非曲线成本。估算成本。估算成本。学习曲线模型学习曲线模型30/41利润利润=销售收入销售收入-成本成本降低成本新方法学习 西方经济理论西方经济理论研究表明研究表明,伴随生伴随生产产量扩大产产量扩大,工人工人积累经验更丰富积累经验更丰富,更有技术更有技术,成本会成本会大幅下降。大幅下降。产量or批次成本AC1AC2AB规模经济学习曲线31/
15、41选人用人和人力资源开发产量产量成本成本AB32/41关于学习率关于学习率c1）不一样企业，不一样学习率，“产业平均学习率”；“道格拉斯飞机制造企业被麦克唐纳吞并。”曾依据学习曲线预计它某种型号新型喷气失飞机成本能够降低，于是对用户承诺了价格和交货期，但飞机在制造过程中不停修改工艺，致使原有学习曲线遭到破坏，也未能实现降低成本，造成严重财务危机，不得不被吞并。33/412）影响学习率主要原因：以人速率为基础生产运作，学习效应强；产品复杂性3）资本投入比率。34/41学习曲线应用条件第一：满足两个基本假定:一是生产过程中确实存在着“学习曲线”现象;二是学习率可预测性,即学习现象是规则,因而学习
16、率是能够预测。35/41第二第二.适用性适用性大批量生产企业长久战略决议。对企业经营决议者有要求。学习曲线与产品更新之间辨证统一关系。劳动力保持稳定,不停革新生产技术和改革设备。更新产品与降低成本保持平衡。学习曲线适合用于企业规模经济阶段,当企业规模过大,出现规模不经济时,学习曲线规律不再存在。36/41影响学习曲线原因影响学习曲线原因生产过程劳动密集程度。生产准备工作完备程度。学习现象停顿。个人原因：心理、年纪、迁移现象、学习频率。作业原因：手工作业所占比重大小；作业复杂程度；作业周期长度；生产频率。其它原因：37/41利用时应注意问题利用时应注意问题防止盲目使用。注意影响原因预防知识贬值适应时代要求改进学习曲线方法改进学习曲线方法提升技术水平提升管理水平培训主要性38/4139/41小结小结 学习曲线概念学习曲线概念学习曲线发觉与利用学习曲线发觉与利用学习曲线建立学习曲线建立学习曲线数学模型、影响学习率原因学习曲线数学模型、影响学习率原因学习率预计学习率预计提升学习率办法提升学习率办法应用应用生产能力规划与计算生产能力规划与计算 40/4141/41
