生產線平衡
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生產線平衡（line balance）
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生產線平衡是依照流水線作業的工程順序，以生產目標算出周期時間，將作業分割或者結合，使各個工序的負荷均勻，以提高生產效率的方法。
一個產品，少則兩三個工程，多則幾十個，而每個工程又是由多個作業要素所組成，在生產工場里，製造部門依物料的加工流程分為一組、二組、三組，而每組內又由許多的個別工序所組成，所以又把它聯結成一條條的生產線。
流程的“迴圈時間”（Cycle Time）是指連續完成相同的兩個產品（或兩次服務，或兩批產品）之間的間隔時間。換句話說，即指完成一個產品所需的平均時間。節拍通常只是用於定義一個流程中某一具體工序或環節的單位產出時間。如果產品必須是成批製作的，則節拍指兩批產品之間的間隔時間。在流程設計中，如果預先給定了一個流程每天（或其它單位時間段）必須的產出，首先需要考慮的是流程的節拍。
而通常把一個流程中生產節拍最慢的環節叫做“瓶頸“。流程中存在的瓶頸不僅限制了一個流程的產出速度，而且影響了其它環節生產能力的發揮。更廣義地講，所謂瓶頸是指整個流程中制約產出的各種因素。例如，在有些情況下，可能利用的人力不足、原材料不能及時到位、某環節設備發生故障、信息流阻滯等，都有可能成為瓶頸。正如“瓶頸”的字面含義，一個瓶子瓶口大小決定著液體從中流出的速度，生產運作流程中的瓶頸則制約著整個流程的產出速度。瓶頸還有可能“漂移”，取決於在特定時間段內生產的產品或使用的人力和設備。因此在流程設計中和日後的日常生產運作中都需要引起足夠的重視。
與節拍和瓶頸相關聯的另一個概念是流程中的“空閑時間”空閑時間是指工作時間內沒有執行有效工作任務的那段時間，可以指設備或人的時間。當一個流程中各個工序的節拍不一致時，瓶頸工序以外的其它工序就會產生空閑時間。 這就需要對生產工藝進行平衡。製造業的生產線多半是在進行了細分之後的多工序流水化連續作業生產線，此時由於分工作業，簡化了作業難度，使作業熟練度容易提高，從而提高了作業效率。然而經過了這樣的作業細分化之後，各工序的作業時間在理論上，現實上都不能完全相同，這就勢必存在工序間節拍不一致出現瓶頸的現象。除了造成的無謂的工時損失外，還造成大量的工序堆積即存滯品發生，嚴重的還會造成生產的中止。為瞭解決以上問題就必須對各工序的作業時間平均化，同時對作業進行標準化，以使生產線能順暢活動。
“ 生產線工藝平衡”即是對生產的全部工序進行平均化，調整各作業負荷，以使各作業時間儘可能相近。是生產流程設計與作業標準化必須考慮的最重要的問題。生產線工藝平衡的目的是通過平衡生產線使用現場更加容易理解“一個流”的必要性及“小單元生產”的編製方法，它是一切新理論新方法的基礎。
生產線平衡的方法研究[1]
一條均衡性很高的生產線所追求的目標包括:
減少物質、能源、時間和資金的占用與浪費;降低生產成本;降低員工的疲勞度,減少遭受損傷和工傷的概率;利用有限的資源求得最高的產出,提高生產效率.沒有一個良好的運行方法,就不可能達到以上目標,也就是說均衡生產需要一個良好方法,一個好方法反過來也能帶來好的均衡性。
方法研究就是對現有的或擬議的工作方法進行系統記錄和嚴格的考察,作為開發和應用更容易、更有效的工作方法,以及降低成本的一種手段。按照從粗到精、從巨集觀到微觀、由概括到具體的體系,方法研究包括程式分析、操作分析和動作分析三部分。
(1)程式分析
完成任何工作所需經過的路線和手續即為程式,程式分析主要以整個生產過程為研究對象,研究分析一個完整的工藝流程,看是否有多餘或重覆作業、工序是否合理、搬運是否太多、等待是否太長,進一步來改善工作程式和工作方法.高平衡率的生產線離不開良好的作業程式。
(2)操作分析
所謂操作分析就是通過對以人為主工序的詳細研究,使操作者、操作對象、操作工具三者科學地結合、合理地佈置和安排,達到工序結構合理,減輕勞動強度,減少作業時間消耗之要求,以提高產品品質和產量為目的而進行的分析.通常,合理的人機結合,能為高平衡率的生產線提供最直接的單元保障.如果人機結合不合理、不科學,那麼這種作業就是一種粗放型高消耗的作業,就沒有人員之間、機器之間、人機之間的相互協調與配合,更談不上合理,這時不免會出現人等人、人等機、機等人和機等機等一系列嚴重影響生產線平衡的“等待性”浪費.也就是說,人機相互之間高效合理的配合,不僅能夠大大減少作業等待,更重要的是能夠提高生產線的平衡率,進而提升作業效率。
(3)動作分析
動作分析是在程式決定後,研究並減少甚至消除人體各種動作的浪費,以尋求省力、省時、安全和最經濟的動作。其實質是研究分析人在進行各種操作時的細微動作,消除無效動作,使操作簡便有效,提高工作效率。
動作分析能在其它方法無效時,給生產線的平衡提供一把秘密武器,它從最基本的“動素”入手,尋求改進空間,以提升生產線的平衡能力.當然,它與工業工程其它方法綜合運用,會使企業收到更好的效果。
1、首先應考慮對瓶頸工序進行作業改善，作業改善的方法，可參照程式分析的改善方法及動作分析、工裝自動化等IE方法與手段；
2、將瓶頸工序的作業內容分擔給其它工序；
3、增加各作業員，只要平衡率提高了，人均產量就等於提高了，單位產品成本也隨之下降；
4、合併相關工序，重新排布生產工序，相對來講在作業內容較多的情況下容易拉平衡；
6、分解作業時間較短的工序，把該工序安排到其它工序當中去。
改善的註意事項
（1）生產線的管理人員，對一些改善技法缺乏瞭解，一旦出現不平衡的狀態，習慣用人員增補來彌補，這是一個不動腦筋的做法，不足為取。
（2）除了上面介紹的技法以外，也可以對材料、零部件、設計方法進行檢討，看是否有縮短工時的可能。
（3）生產線補進新手時，因新手對工作不熟悉，熟練度不足，因此，在配置上尤其要註意，防止造成巨大的不平衡使產量大幅下降，同時對新手造成過大的工作壓力。
1、提高作業員及設備工裝的工作效率；
3、減少工序的在製品，真正實現“一個流”；
4、在平衡的生產線基礎上實現單元生產，提高生產應變能力，對應市場變化，實現柔性生產系統；
5、通過平衡生產線可以綜合應用到程式分析、動作分析、規劃分析、搬運分析、時間分析等全部IE手法，提高全員綜合素質。
（1）工程名：指本工程的名稱或代號；
（3）實測時間：指作業者完成操作的實際時間；
（4）節拍：根據生產計劃量所得出的一個工程所需時間；
（5）不平衡率：是指生產線各工程工作分割的不均衡度。
生產線平衡與目視管理[1]
目視管理是利用形象直觀、色彩適宜的各種視覺感知信息來組織生產現場活動,它是一種以公開化和視覺顯示為特征的管理方式.由於目視管理主要依靠形象直觀的視覺感知信息,能引起人們的註意,讓人一看就懂,知道自己作業或工作的缺陷和不足之處,所以它是一種效率高、不易錯、以人為本的工作方法,很受現場管理人員的歡迎[2][3]。常用的與生產線平衡聯繫密切的目視管理手段有下麵兩種。
(1)生產任務及完成情況的看板和公開圖表管理.看板管理是可視化的一種表現形式,即對數據、情報等狀況一目瞭然地表現,主要是對管理項目,特別是情報進行的透明化管理活動,它通過各種形式如標識、現狀板、圖表、電子屏等把文件上、腦子裡或現場等隱藏的情報揭示出來,便於快速發現、快速應對.在現場,工作人員通過這種圖表特別是能實時自動跟蹤統計生產線狀況的電子圖表,使操作人員可以時時刻刻知道自己工位的現狀,即工位能力是否充足、瓶頸或接下來的瓶頸是否將要在此出現.這就相當於一個線上反饋,對生產線的走向實時監測,一旦生產線將要異常或正在異常時能及時報警,使生產線現場相關人員能未雨綢繆,及時解決問題,確保生產線處於穩定、均衡、高效率的運作之中。
(2)標準作業指導書(Standard Operation Proce-dure,簡稱SOP).具有防錯功能,也就是說在操作標準化的前提下,不管是誰,只要按照標準作業指導書進行作業,即使你原來從未操作過這個機器或進行過這種作業,一樣能夠合格地完成.它的最大優點就是能夠使生產線的均衡性在有新手作業時不會遭到破壞;進一步而言,企業能夠彈性配置作業人數,降低因市場需求多變而頻繁轉產所造成的人員招募和儲備成本,提升企業的應變能力,實現柔性生產。
