1、本 科 毕 业 设 计（论文）题 目：某企业生产线平衡改善研究专题题目：GA03 线平衡分析与改善学 院：机电工程学院专 业：工业工程班 级：学 号：学 生：指导教师： 职称：时间：2011 年 6 月 3 日本 科 毕 业 设 计（论文）任 务 书机电工程学院 工业工程专业 2007 级（2011 届）班 学号： 学生：题 目：某企业生产线平衡改善研究专题题目：GA03 线平衡分析与改善原始依据：工作基础及研究条件：学生通过实习实践等环节，深入企业对产线平衡改善的内容、基本过程、目的及意义做了较为充分调查；图书资料较为充足；学校能为该设计提供计算机软、硬件条件。应用环境及工作目的：生产线平衡
2、是衡量生产线工序水平的重要指标之一。它能反映出企业综合管理水平的高低，并能给员工带来公平感，从而有助于培养员工间的合作精神，提高企业的生产效率及竞争能力，因此越来越成为企业关注的热点。本课题针对某企业生产实际要求，运用工业工程及基本理论与方法，对给定的生产流水线进行改善，提高其产线平衡率，其目的在于：综合运用工业工程的基本原理与相关知识，掌握生产现场改善的一般过程、方法与手段，培养学生分析问题与解决问题的能力，学会正确编写规范的技术文档以及科技论文的撰写素养。主要内容和要求：（包括设计（研究）内容、主要指标与技术参数，并根据课题性质对学生提出具体要求）：内容：1、阅读相关文献资料；概述生产线平
3、衡与改善的一般要求；企业产线平衡改善的研究与应用现状、本设计课题的意义；2、深入企业进行现场调查，收集 GA03 产线的产品资料，分析其工艺流程及产线布局，测量和记录与线平衡相关的数据资料；3、分析现有产线存在的缺陷及瓶颈，应用工业工程的基本方法，从人、机、法、环、料等方面入手，寻找制约产线平衡率及产能提高的主要因素；4、提出有效的改善方案，对方案进行论证；5、实施本方案，并对产生的效果进行评价分析；提出进一步改善措施；6、撰写毕业论文。要求：1、较为全面地查阅相关文献资料；2、进行现场调研，收集相关数据资料；3、根据现场条件进行分析，提出改善方案并进行较为充分的分析论证；4、方案设计分析与计
4、算过程清楚、数据准确、图表齐全； 5、对改善方案应有较为全面的论述与评价；6、论文内容完整、分析正确、表达流畅、格式规范，字数约 2 万字左右。日程安排：开题报告 1 周线平衡现状及影响因素分析 3 周改善方案及论证、实施及结果分析 6 周撰写、修改论文（说明书） 2 周准备答辩、答辩 1 周主要参考文献和书目：1 蔡启明等基础工业工程北京：科学出版社，20082 林荣瑞管理技术 M厦门大学出版社，19993 郭伏工作研究在流水线平整中的应用J工业工程与管理，2005，(2)：120-1244 余庆良，张 则强，宋林某减速器装配线平衡的精益改造研究J价值工程2010，(16)： 148-150
5、5 陈勇，汤科峰，林飞龙,刘春艳.企业CD段流水线的瓶颈分析与平衡改善J工业工程与管理，2008，(1)：112-1156 兰秀菊，陈勇，汤洪涛SMT生产线平衡的持续改善分析 J工业工程与管理，2006，(6)：1091117 施培阔，方叶祥，黄秀玲玩具厂装配流水线的瓶颈分析与平衡改善J工业工程，2009，(6)：127-1308 常礼昌基于工业工程技术的某装配车间工作改进研究襄樊学院学报，2009，8(30)： 50-539 慈铁军，叶锋球销装配线的平衡分析J煤矿机械，2007，3(28)：51-6310 汪应洛工业工程手册M沈阳：东北大学出版社，199911 孙林岩人因工程 M北京：中国科
6、学技术出版社，2001指 导 教 师 （ 签 字 ） ： 2011 年 3 月 10 日注：本表可自主延伸，各专业根据需要调整。本 科 毕 业 设 计（论文）开 题 报 告机电工程学院 工业工程专业 2007 级（2011 届）班 学号： 学生：题 目：某企业生产线平衡改善研究专题题目：GA03 线平衡分析与改善本课题来源及研究现状：1.课题来源本课题来源于光宝力信科技（赣州）有限公司生产现场的实际需求，目的在于通过改善手段提高其产线平衡率，从而提高公司生产效率与效益。光宝力信科技（贛州）有限公司属台湾著名光宝集团旗下公司之一，目前是亚太地区最大的电子变压器制造商。光宝之 GA03 线采用流水
7、线式生产作业方式，负责加工料号为 T-PLNA004EL 产品的部分工艺。GA03 线由前段和中段组成，前段负责 N1 至 N6 的绕线及包铜箔，后段负责半成品整形、焊锡、组装、检测等工序。全线的自动化程度较高，关键的绕线工位配有 CNC 绕线机，但该生产线的整体生产能力并不强，常不能完成生产任务。在熟悉了生产线现场之后，我开始着手对 GA03 线的各工序进行码表测时，最后绘制出该生产线的节拍时间（Tact Time, 简称 TT）现状图表，如图 1所示。各 工 序 的 TT10.7412.6611.099.4110.328.977.6911.848.196.696.137.346.219.6
8、58.4510.279.6910.150.002.004.006.008.0010.0012.0014.00N1绕线(CNC)N2+N3绕线(CNC)N4+N5绕线(CNC)N6绕线(CNC)钳压线头N3,5銅箔/外铜箔引线焊接（焊枪）N3,5銅箔/外铜箔引线上套管+挡墙+空线包整形半成品一次焊锡点白胶，装铁芯包胶布半成品测试半成品耐压测试点阿米共外铜箔引线焊接外铜箔贴胶布穿套管，包粘性铜箔铜箔结引线外铜箔加锡，点焊缠PIN引线图 1 GA03 线的 TT 现状根据图 1 我们可以看到，GA03 线各工序之间的节拍时间是高低不平的，由图中的数据，根据平衡率计算公式，可以计算出 GA03 线的平
9、衡率：71.39%0 *CT工 序 数各 工 序 时 间 总 和平 衡 率线平衡率为 71.39%，可见该生产线的平衡率还有较大提升空间。据此，提出本毕业设计课题的主要内容是：运用工业工程的理论与方法，对 GA03 线进行改善，达到提高该线的线平衡率的目的。2.研究现状生产线平衡是依照流水线作业的工程顺序，以生产目标算出周期时间，将作业分割或者结合，使各个工序的负荷均匀，以提高生产效率的方法。生产线平衡问题（Line Balancing Problem，简称 LBP）伴随着流水生产线的产生而产生，至今已有近百年的时间。但这一问题的正式提出是在 1954 年，美国的 B.Bryton 在他的硕士
10、论文连续生产线平衡中第一次提出生产线平衡的问题并着手解决这一问题，在此之后，许多科研人员都研究了这个方面的问题，并发明了各种各样的求解方法。目前，针对生产线平衡问题，主要的解决方法可以分为三类：数学分析法（最优化方法） 、启发式方法和工业工程方法。而本文则是介绍应用工业工程的方法来解决生产线平衡问题。针对光宝力信的 GA03 线平衡率较低情况（线平衡率只有 71.39%） ，本文将从线平衡的理论出发, 结合光宝力信的实际情况，全面地应用程序分析、动作分析、工装自动化、ECRS 原则等 IE 方法与手段, 探讨提高生产线平衡的有效方法，对实际生产的状况进行了调整,提高生产线平衡率，提高企业的经营
11、效益。为有相同状况的企业提供改善思路及方法。课题研究目标、内容、方法和手段：1.研究目标通过对生产线现场的考察及相关数据的收集、分析，发现 GA03 线的线平衡率有较大的提升空间。通过应用工业工程的方法进行改善，改善后的生产线平衡率力争达到 80%以上。改善效果将具体表现在以下几个方面：（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） ；（3）减少工序的在制品，向“一个流”靠拢；（4）通过平衡生产线可以综合应用到程序分析、动作分析、布局分析、搬运分析和时间分析等 IE 手法，提高全员综合素质。2.研究内容GA03 线是负责 T-PLNA004E
12、L 料号的前段和中段的制作过程，前段配有CNC 绕线机作业，中段主要是靠手工完成相关的整形、检测等作业。从收集的数据中我们可以看到，瓶颈工序集中在前段，而后段工序的各个作业时间都不平稳，呈起伏不当的状态。所以本次改善的重点是：（1）降低前段的瓶颈工序时间，使线平衡率有所提高；（2）重排后段的作业，使后段的工序时间趋于平衡，降低劳动强度。针对用时短的工序和瓶颈工序分别展开研究，综合应用程序分析、动作分析、物流布局分析、时间分析以及 ECRS 原则等 IE 方法提出改善方案并切实实施方案，使线平衡率有所提高。3.研究方法及手段要衡量生产线平衡状态的好坏，应该设定一个定量值来表示，即生产线平衡率或平
13、衡损失率，以百分率表示。首先，要明确一点，虽然各工序的工序时间长短不同，但如前所述，决定生产线的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（Tact Time）。另外一种计算方法同样可以得到 Tact Time，即由每小时平均产量，求得一个产品的TT（Q，每小时产量）。 （1）生产线的平衡计算公式 平衡率= （各工序时间总和/（工序数*CT）*100%（2）生产线的平衡损失率计算公式平衡损失率=1平衡率 通过平衡率这一指标来衡量产线平衡的优良情况并持续改善。改善的手段主要有以下几点：（1）首先考虑对瓶颈工序进行作业改善，可以运用程
14、序分析、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（用时短的工序） ； （3）增加各作业员； （4）合并相关工序，重新排布生产线；（5）优化物流布局，减少物流浪费。设计（论文）提纲及进度安排：1. 论文提纲：第一章 绪论1.1 选题背景1.2 研究目的和意义1.3 主要研究内容1.4 研究方法和手段1.5 研究现状第二章 生产线平衡的相关理论知识2.1 生产线平衡的相关概念2.2 生产线平衡的评价指标与计算方法2.3 生产线平衡的改善方向与改善方法2.4 相关的 IE 理论基础第三章 GA03 线的现状分析3.1 T-PLNA004EL 的工艺流程3.
15、2 GA03 线产线布局第四章 线平衡的分析与改善4.1 GA03 线平衡率的现状4.2 瓶颈工序分析4.3 改善方案4.3.1 中段工位的重排4.3.2 物流布局的优化4.4 改善方案评价4.5 改善后的线平衡情况第五章 总结2.进度安排（1）第 5 周：完成开题报告（2）第 6-8 周：对收集数据进行分析，提出改善方案（3）第 9-13 周：改善方案及论证、实施及结果分析（4）第 14-15 周：完成论文初稿，并交由指导老师审核（5）第 16 周：完成毕业论文（定稿）并打印装订成册（6）第 17 周：准备毕业论文答辩主要参考文献和书目：1 蔡启明，张庆，庄品基础工业工程M. 科学出版社，2
16、0082 汪应洛工业工程手册M东北大学出版社，19993 岑昊，蔡三发装配生产线平衡的改善J上海管理科学 2005，53(5) ：134-1394 张喜征 目视管理的现场动作J管理，2001，45(5)：124-1305 侯东亮工作研究在双边装配线平衡中的应用J工业工程与管理，2008，12(3)： 14-186 林荣瑞管理技术 M厦门大学出版社，19997 郭伏工作研究在流水线平整中的应用J工业工程与管理，2005，49(2)：120-1248 余庆良，张 则强，宋林某减速器装配线平衡的精益改造研究J价值工程2010，(16) ：148-1509 施培阔，方叶祥，黄秀玲. 玩具厂装配流水线的
17、瓶颈分析与平衡改善J. 工业工程，2009，24(6)：127-13010常礼昌基于工业工程技术的某装配车间工作改进研究襄樊学院学报，2009，30(8)： 50-5311慈铁军，叶锋球销装配线的平衡分析J煤矿机械，2007，28(3)：51-6312孙林岩人因工程 M北京：中国科学技术出版社，2001指导教师审核意见：指 导 教 师 （ 签 字 ） ： 2011 年 3 月 28 日注：本表可自主延伸摘 要随着 21 世纪全球经济的一体化，制造业的竞争日趋激烈。在流水线式生产的模式下，提高生产线的效率和产能，节约人员及设备，减少在制品，以及实现产线的敏捷化制造等越来越受到企业的重视。生产线平
18、衡率这一指标在某种程度上可以衡量生产线平衡性的高低以及生产线上人员、设备的利用情况。本文针对光宝力信科技（赣州）有限公司生产现场的生产线平衡率偏低（只有 71.39%）的实际情况，通过运用工业工程的基本理论与改善手法提高生产线平衡率，从而提高公司的生产效率与效益。本文概述了生产线平衡的相关理论知识以及工业工程的相关改善手法,阐明了影响生产线平衡的要素。通过工时测定、作业分析的方法对企业生产线现场进行研究，找出问题所在，并提出了生产线平衡的改善方案。运用动作研究、工序重组以及布局的优化对企业现有的生产线进行了改善，将生产线平衡率提高至 81.09%，提高了企业的经济效益，也表明了工业工程技术在生
19、产线平衡改善中的有效作用。关键词：生产线平衡；节拍；工时；改善ABSTRACTWith the integration of global economy in 21st century, manufacturing is becoming more competitive. In the assembly of line-style production model, improving efficiency and productivity in the production line, saving personnel and equipment, reducing the produc
20、ts in progress, and realizing agile manufacturing in the production lines are getting more and more attention of enterprises. The line balance rate, as a indicator, can be to measure the balance in the production line and the utilization of personnel and equipment in the production line.This article
21、 is based on the low production line balance rate (only 71.39%) in Lite-On Shin Technology (Ganzhou) Co., then uses basic theory and improving gimmick of industrial engineering to improve the production line balance rate, so as to improve the companys production efficiency and benefit. This paper de
22、scribes the related theoretical knowledge of the line balance and the improving gimmick of industrial engineering, and it elaborates elements of line balancing. It studies enterprise production line scene with the methods of man-hour determination and Job Analysis to find the problems, then makes a
23、program to improve the direction of the line balance. By using technologies of action research, process restructuring and layout optimization, it improves the companys existing production lines, and makes the line balance rate increase to 81.09%, so as to improve the economic efficiency of enterpris
24、es. This paper also states clearly that the methods of industrial engineering can be used of in balancing the production line.Key words:Line balancing; cycle time; hours;improve目 录第一章 绪论 .11.1 选题背景 .11.2 研究内容 .21.3 研究方法和改善手段 .21.4 研究现状 .3第二章 生产线平衡的相关理论知识 .42.1 生产线平衡的相关概念 42.1.1 节拍 42.1.2 瓶颈 42.1.3 空
25、闲时间 .42.1.4 工艺平衡 .52.2 生产线平衡的评价指标与计算方法 52.3 生产线平衡的改善原则与方法 .52.4 相关的 IE 理论基础 62.4.1 程序分析 .62.4.2 工艺程序分析 82.4.3 流程程序分析 82.4.4 动作分析 .92.4.5 模特排时法（MODAPTS） .112.5 保证质量要求 14第三章 GA03 线的现状分析 153.1 T-PLNA004EL 料号的加工工艺 153.1.1 产品简介 153.1.2 T-PLNA004AL 料号产品的加工要求 .163.1.3 T-PLNA004AL 料号的工艺流程 193.2 GA03 线现状 193
26、.3 GA03 线存在的问题和改善方向 .22第四章 生产线平衡的改善方案与方案实施 304.1 瓶颈工序的动作优化 304.2 新瓶颈工序的改善 .324.3 前段工序的工序重组 344.4 改善后的生产线平衡评价 .36第五章 总结 .39参考文献 .41外文资料 .42中文翻译 .48致 谢 .55小论文1第一章 绪论1.1 选题背景随着市场向全球化、知识化的转变，制造业面临更为严峻的挑战。因此，为了提高市场竞争力、降低生产成本、快速响应市场需求、提高劳动生产效率、保证产品与服务质量、降低以至消除对环境的污染和影响，现代制造系统必须向柔性化、敏捷化、可重构化、自动化、信息化、集成化、智能
27、化、绿色化的方向发展 1，其目的在于提高生产效率、效益，缩短制造周期，保证产品和服务的质量，以持续提高企业竞争力。制造业的高速发展使得生产制造系统的设计越来越重要。制造企业在采用细分化之后的多工序连续作业生产线时，由于分工作业，简化了作业难度，使得操作人员的熟练度易于提高，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，这样势必会存在工序间作业负荷不平衡的现象，从而造成工时损失，设备利用率遍低，生产线产能低等不良后果 2。生产线平衡就是为了解决上述问题而提出的，它是现场 IE（Industrial Engineering，工业工程）的一种管
28、理方法，也是解决生产线负荷平均化这一影响生产线效率关键问题的重要方法之一。它对各工序的作业时间进行平均化，同时对作业进行研究、对时间进行测定，通过合理地划分和重组生产作业要素，使得各个工位作业时间尽可能相近的技术手段与方法 34。流水生产线在当今的生产制造系统中占有着重要作用，是当前制造业广泛采用的生产方式。它强调生产过程的节奏性与连续性以及专业化平行作业和按比例的生产，利用流水线生产进行各种产品的生产是现代化大量生产的一种主要生产形式。采用大量生产方式的大部分产品，特别是一些较为复杂的产品，如汽车、家电等都是在流水线上进行生产直至最终产品的。由此可见，流水生产线的重要性在制造业中是不可替代的
29、。中国作为一个制造业大国，要使其制造业走出上述困境并具有竞争力，能够以最低的成本生产出能够满足社会需求的具有竞争力的产品来，是国内制造企业面临的最重要的难题之一。当前，国内制造企业的设备落后是普遍存在的现象，很多企业还在使用落后的手控设备，没有自动化可言；另一方面，在管理上国内也处于落后水平。 即使有些企业高价进口了世界一流的设备，由于管理方面存在严重的问题，最终生产出来的产品仍然是三流的，这正是由于管理不善、设计不合理而造成人力、设备等的浪费。大多数工厂没有很好地去合理利用生产线平衡技术，生产线存在严重的不平衡现象，工序节拍波荡起伏。在流水生产线方式下进行生产的企业，生产线平衡是一个重要的生
30、产管理问题，它是与流水生产线诞生之时同时出现的。生产线的平衡问题是设计有效生产线2时必须考虑的重要问题之一，更是生产管理中一项重要的决策性问题。生产线的不平衡不仅会影响流水生产线的生产效率，还会影响到产品的质量。通过合理的作业排挰、科学的管理和不断的改善，使生产线负荷均衡化、流畅化，这不仅可以缩短产品的生产周期，增加产量，加快产品的流动速度，稳定产品质量，减少在制品，而且可以改善雇员关系，给工人一种公平感，调动工人的积极性，提高劳动生产率。中国的大多数企业生产线平衡率都很低，有很大的提升空间。所以生产线的平衡问题是一个迫切需要解决的问题。生产线的平衡问题不仅对于企业提高综合竞争力有着重要的意义
31、，而且对于发展我国工业也有着十分重要的意义，所以生产线平衡问题历来受到人们的重视，特别是在资源日益缺乏的今天，其对于有效利用资源，缓和资源不足问题也有着深远的意义。光宝力信科技（贛州）有限公司属台湾著名光宝集团旗下公司之一，目前是亚太地区最大的电子变压器制造商。光宝之 GA03 线采用流水线式生产作业方式，负责加工料号为 T-PLNA004EL 产品的部分工艺。GA03 线由前段和中段组成，前段负责 N1 至 N6 的绕线及包铜箔，后段负责半成品整形、焊锡、组装、检测等工序。全线的自动化程度较高，关键的绕线工位配有 CNC 绕线机，但该生产线的整体生产能力并不强，常不能完成生产任务。在熟悉了生
32、产线现场之后，本人开始着手对 GA03 线的各工序进行码表测时，根据测时结果算出其现有线平衡率为 71.39%，可见该生产线的平衡率还有较大提升空间。据此，提出本毕业设计课题的主要内容为：运用工业工程的理论与方法，对 GA03 线进行改善，达到提高该线的线平衡率的目的。1.2 研究内容GA03 线是负责 T-PLNA004EL 料号变压器的前段和中段的制作过程，前段配有 CNC 绕线机作业，中段主要是靠手工完成相关的整形、检测等作业。从收集的数据中可以看到，瓶颈工序集中在前段，而后段工序的各个作业时间都不平稳，呈起伏不当的状态。所以本次改善的重点是：（1）降低前段的瓶颈工序时间，使线平衡率有所
33、提高；（2）重排后段的作业，使后段的工序时间趋于平衡，降低劳动强度。针对用时短的工序和瓶颈工序分别展开研究，综合应用程序分析、动作分析、物流布局分析、时间分析以及 ECRS 原则等 IE 方法提出改善方案并切实实施方案，使线平衡率有所提高。本次改善的目标是将线平衡率提升至 80%以上。1.3 研究方法和改善手段1.研究方法衡量生产线平衡状态的好坏，应该设定一个定量值来表示，即生产线平衡率或平衡损失率，以百分率表示。本文以流水生产线的相关理论为基础，以工3业工程的相关技术作为研究工具，通过码表测时得出 GA03 线的当前工时现状，从而计算出 GA03 的线平衡率现状。然后采用 5W1H 提问技术
34、、程序分析、动作分析以及头脑风暴等 IE 方法导出瓶颈并提出改善方向。应用动作简化、工序重组、布局优化的方法对瓶颈工序进行改善。通过线平衡率这一指标来衡量产线平衡的优良情况并持续改善。2.改善手段（1）首先考虑对瓶颈工序进行作业改善，可以运用程序分析、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（用时短的工序） ；（3）增加各作业员；（4）合并相关工序，重新排布生产线；（5）优化物流布局，减少物流浪费。1.4 研究现状生产线平衡是依照流水线作业的工程顺序，以生产目标算出周期时间，将作业分割或者结合，使各个工序的负荷均匀，以提高生产效率的方法。生产线平衡问
35、题（Line Balancing Problem，简称 LBP）伴随着流水生产线的产生而产生，至今已有近百年的时间。但这一问题的正式提出是在 1954 年，美国的 B.Bryton 在他的硕士论文连续生产线平衡中第一次提出生产线平衡的问题并着手解决这一问题。在此之后，许多科研人员都研究了这个方面的问题，并提出了各种各样的求解方法。生产线平衡问题是典型的 NP-Hard 组合优化难题 5。目前，针对生产线平衡问题，主要的解决方法可以分为三类：数学分析法（最优化方法） 、启发式方法和工业工程方法。论文将从线平衡的理论出发，结合企业实际生产运作状况，系统而全面地应用工业工程的各种理论，提出提高线平衡
36、的有效方法。论文以企业生产现场的GA03 流水生产线为例进行研究，制定线平衡改善步骤，并且应用工业工程的改善方法，对实际生产的作业过程进行调整，提高线平衡率，为增加企业的经济效益发挥作用。4第二章 生产线平衡的相关理论知识2.1 生产线平衡的相关概念生产线是一种按照对象专业化原则组织起来的生产组织形式，它按照产品生产的工艺顺序排列工位，使产品按照一定的速度，连续和有节奏的经过各个工位依次加工，直到生产出成品 6。生产线平衡(Line Balancing)指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，即对生产的全部工序进行平均化，调整作业负荷，以使各作业时间尽可能相近的技术手段与方法
37、。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。生产线平衡的意义为有下几点：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，向“一个流”靠拢；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，应对市场变化，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（Layout）分析、搬运分析、时间分析等全部 IE 手法，提高全体员工的综合素质。2.1.1 节拍“节拍（Cycle time） ”是指连续完成相同的两个产品（或两次服务，或
38、两批产品）之间的间隔时间，即指完成一个产品所需的时间 7。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。2.1.2 瓶颈而通常把一个流程中生产节拍最慢的环节叫做“瓶颈”。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
39、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。2.1.3 空闲时间流程中的“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，5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，
40、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。2.1.4 工艺平衡“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 producti
41、on） ”的编制方法，它是一切新理论新方法的基础。2.2 生产线平衡的评价指标与计算方法生产线平衡就是对生产线的全部工序平均化，调整作业负荷，以使各工位的作业时间尽可能相近的技术手段和方法 8。要衡量工艺总平衡状态的好坏，我们必须设定一个定量值来表示，即生产线平衡率或平衡损失率，以百分率表示。 首先，要明确一点，虽然各工序的工序时间长短不同，但如前所述，决定生产线的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（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，求得一个产品的 CT。1.生
42、产线的平衡率（P ）计算公式 （2-1）%10*CTP工 序 总 数各 工 序 时 间 总 和）平 衡 率 （ 2.生产线的平衡损失率（d）计算公式 （2-2）p*d工 位 的 数 目各 工 位 的 损 失 时 间 总 和2.3 生产线平衡的改善原则与方法1.首先应考虑对瓶颈工序进行作业改善，可应用程序分析、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.在必要时，增加全能工来平衡流水；4.合并相关工序，重新编排生产工序，相对来讲在作业内容较多的情况下容易拉平衡；65.分解作业时间较短的工序，把该工序安排到其它工序当中去。2.4 相关的 IE 理论基础进
43、行生产线平衡改善时，必须用到一系列的工业工程的改善方法，所以相关的工业工程理论基础是改善生产线平衡的基础。工业工程（Industrial Engineering，简称 IE）思想最早是由科学管理之父泰勒在 20 世纪初提出的，它是以人员、物料、设备或设施、能源和信息组成的集成系统为主要研究对象，综合应用工程技术，管理科学和社会科学等知识，使其达到降低成本，提高质量和效益的目的，同时为科学管理提高决策依据 9。现代 IE 是以大规模工业生产及社会经济系统为研究对象，在制造工程学，管理科学和系统工程学科基础上逐步形成和发展起来的一门交叉的工程学科。它是将人、机、料、法及环境等生产系统要素进行优化配
44、置，对工业等生产过程进行系统规划与设计，评价与创新，从而提高工业生产效率和社会经济效益的专门化的综上所述技术，且内容日益广泛。新时期的 IE 是一个以制造为中心，基于现代科学技术，特别是信息、网络和计算机应用的综合技术。它是利用人因学， 社会科学，自然科学，管理科学，行为学，组织学和伦理学的观念以及高度发达的通讯与效能技术和方法交互渗透去实现其目标。其特征是实践性、工程性、社会性和创新性 10。实施先进的 IE 技术方法时，必须将其建立在一套好的，稳定的，经得起考验的基础标准之上。企业的基础如果很薄弱，无法满足先进的 IE 技术方法和先进的制造技术的要求，会事倍功半，难以实现预定目标。以工业工
45、程为主的生产线平衡技术分方法研究和作业测定两类，该技术的优点是使企业在不增加投资或减少投入的情况下，对生产过程的作业程序、作业方法、物料配置、空间布局及作业环境等方面的改善，达到平衡生产线并进而提高生产力，提高经济效益的目的。程序分析、操作分析和动作分析分别按从宏观到微观、从粗略到具体的步骤介绍生产线平衡的实施要点和实务，可为生产线的改进提供指导 11。2.4.1 程序分析程序是指完成某项工作的各步骤的顺序，如工艺程序或某项工作所经历的一道道手续，如处理公文。任何工作都要循序渐进。一批产品，从原材料投产到产品入库之间所有的加工工序、检验、运输、储存和等待都属于程序。程序分析是指从宏观角度对整个
46、工作（作业）过程进行研究和分析，寻求最佳的各步骤的内容和顺序，以获得最佳效果。具体来说，就是依照工作程序，从第一个工作地到最后一个工作地全面研究，分析有无多余或重复和作业，程序是否合理，搬运是否太多，迟延与等待是否太长等，通过分析求得改善工作程序的方法，达到提高效率的目的。7程序分析的主要对象有零件的制造过程、生产服务过程、生产管理过程，程序分析的目的是要根据生产实际，通过研究分析，探求一个最佳的工作程序。按这个程序进行工作，能以最低的消耗（劳动力、成本、时间、物质等）获得最佳的效益（效率、质量、利润、生产周期等） 。因此，最低的消耗和最高的效益，始终是程序分析的目标。程序分析的技巧主要有以下
47、几个方面1.分析时的六大提问为了使分析能得到最多的意见，而不致有任何遗漏，最好按提问技术依次进行提问，具体如表 2-1 所示。表 2-1 提问技术提问 理由 改进的可能完成了什么？（What） 怎么回事？ 有无其他更好的成就？何处做？（Where） 为什么要在此处做？ 有无其他更合适的地方？何时做？（When） 为什么要此时做？ 有无其他更合适的时间？由谁做？（Who） 为什么要此人做？ 有无其他更合适的人？为何做？（Why） 为什么做这件事？ 能否不做？如何做？（How） 为什么要这样做？ 有无其他更合适的方法？以上六个问题的英文第一个字母为 5 个 W 和 1 个 H，所以简称“5W1H”
48、工作法。运用这种方法分析问题时，先将这六个问题列出，得到回答后，再考虑列出一些小问题，又得到回答后，便可进行取消、合并、重排和简化工作，对问题进行综合分析研究，从而产生更新的创造性设想或决策。2.分析时的“ECRS”四大原则（1）取消（Eliminate） 。在经过 “完成了什么” 、 “是否必要”及“为什么”等问题的提问，而不能有满意答复者皆非必要，应予取消。取消为改善的最佳效果，如取消不必要的工序、操作、动作，这是不需投资的一种改进，是改进的最高原则。（2）合并（Combine） 。对于无法取消而又必要者，看是否能合并，以达到省时简化的目的。（3）重排（Rearrange ） 。经过取消、
49、合并后，可再根据“何人、何处、何时”三提问进行重排，使其能有最佳的顺序，除去重复，办事有序。（4）简化（Simple） 。经过取消、合并、重排后保留的必要工作，就可考虑能否采用最简单的方法及设备，以节省人力、时间及费用。3.程序分析的六大步骤在进行工作研究时，最初碰到的问题往往是程序分析，其步骤如下。（1）选择。选择所需研究的工作。8（2）记录。用程序分析的有关图表对现行的方法全面记录。（3）分析。用“5W1H ”提问技术，对记录的事实进行逐项提问，并根据“ECRS”四大原则，对有关程序进行取消、合并、重排、简化。（4）建立。在以上基础上，建立最实用最经济合理的新方法。（5）实施。采取措施使此新方法得以实现。（6）维持。坚持规范及经常性的检查，维持该标准方法不变。2.4.2 工艺程序分析工艺程序程序分析是对现场的宏观分析，把整个
