IE作业管理与平衡生产线.docx
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IE作业管理与平衡生产线
作业管理与平衡生产线
作业标准（OperationStandard）是对作业步骤、内容、方法、注意事项及质量标准进行设定的管理标准。
如果作业内容无法标准化的话，标准时间就失去了意义。
一、作业管理概要
1．作业管理的意义与职能
制造业的作业管理是以顺利完成生产计划为目的，对生产作业进行标准化的统筹与管理的工作，追求的是圆滑、顺畅、标准、高效的生产作业管理。
它是处于生产管理与生产作业之间的具有计划、监查、管理职能的管理业务，是生产管理的基础。
作业管理工作的重点在于作业标准的设定及标准作业的落实。
我们发现很多工场的生产的计划性很差，究其原因是生产管理的基础作业管理无法真正做到标准化管理，因此系统的可靠性非常之差，久而久之大家对计划失去了信心，于是现场管理成了以人脉关系去推动的系统，隐藏了大量浪费及不合理。
作为生产管理基础的作业管理具有哪些职能呢?
（1）计划——标准的设定
作为经营功能的现场实践即生产作业，需要对其作业方法、程序及标准工时进行设定，即作业标准是全部工作的基准与基础。
现代IE的作业研究方法，目的是设计最合理的省时、省力的作业方法，之后设定标准时间。
它是作业管理的基础，也是生产计划的基础。
（2）统筹——调整与调度
根据生产计划进行生产时，总会有各种因质量、设备等系统可靠性原因造成的阻障与破坏，使计划执行出现困难。
此时就需要对系统进行综合的统筹与调整，使计划如期完成。
这种对问题进行调查、解决及资源调整指导的工作称为统筹或调度。
统筹有调查、比较、调整三种职责。
调查是对生产计划的实施日程进行调查。
通过把过程与计划标准进行比较，确定执行的状态，之后对现状与计划、标准的实绩偏差进行调整与改善。
在这三种职能的实施过程中，通过不断循环调整与改善，最终提高管理的可靠性。
2．作业管理与生产管理
生产管理中工艺、品质、设备、人员等职能的基础管理是作业管理，通过产品生产附加值得以实现，随之有了商业价值中的功能主体，通过作业管理的稳定及不断改进才使与生产相关的全部管理得以实现并取得进步。
那么，作业管理与生产管理中相关的管理职能的关系是怎样的呢?
下面分别进行说明。
（1）工序管理与作业管理
生产过程中基本是由多个不同作业内容共同完成一道工序的。
有时—项作业也会完成为一道工序。
基本上作业管理与工序管理是—体的共同的管理工作，作业的质量与效率是工序质量与效率的的前提条件。
没有满意的作业管理，工序管理则无从谈起，基本上两者都有着追求稳定性及不断改善的共同的特征。
（2）品质管理与作业管理
品质的制造是在工序内完成的，而工序是由多个作业组成的，由此可见，每次作业的质量稳定性直接决定产品品质。
工序质量即是评价作业质量的指标，为了保证工序质量，作业必须标准化，将作业标准化之后便是作业标准。
作业标准的可靠性水平直接影响品质水平。
（3）设备管理与作业管理
在生产现场，机械与工装是完全有生命的生产要素，因为机械工装的每一微小变化都会直接影响到人的工作质量与作业效率，它强烈地作用于作业者及作业结果，同时相对于同一件工装又可以因使用方法不同表现出不同的工作结果。
基于这种与作业者之间的作用与反作用，我说机械与工装是有生命的，如果不进行完善的设备管理的话，作业管理则失去可靠性。
TPM（Total ProductionMaintenance）全面生产维护是作业及生产管理的重要一环。
（4）成本管理与作业管理
标准成本管理方法是现代制造业普遍采用的成本管理方法。
而实施标准成本的基准即是标准化作业设定的标准时间（ST），因此成本管理基础方法即包括作业管理中对标准时问的管理与更新。
作业管理的水平直接影响控制着成本管理的水平，是成本管理的基础。
二、作业标准（0S）与标准作业（S0）
1．作业标准（0perationstandard）
作业标准是对作业步骤、内容、方法、注意事项及质量标准进行设定的管理标准。
如果作业内容无法标准化的话，标准时间就失去了意义。
下面就作业标准的编制目的、基准、规格进行说明：
（1）作业标准的编制目的及重点注意事项
作业标准是为保证实现产品的规定质量，并在一定标准工时范围内完成作业的标准作业方法。
它重点叙述确保产品质量的过程与方法，并以IE的全部手段确保作业的效率，最终成为全员参与的作业改善的评价与检讨的基准，从而不断地提升作业的质量与效率，降低成本。
为了实现上述目的，在现场作业管理中要对很多因素进行深入研究，以确保作业标准的实现，其中编制者需要事前在作业管理及作业标准中明确的重要事项有如下几条：
①首先确保生产用材料及零件准时到位，且数量准确。
②材料及零件的质量稳定性（可靠性）
③作业中使用的机械工装是否可靠，明确操作方法。
④明确作业条件及方法步骤。
⑤设定标准时间及质量基准。
⑥出现不良及欠品时的处理方法。
⑦明确品质检查的责任人与频率。
（2）作业标准要达到的效果
作业标准在对作业者进行作业规范与指导时，期望达到如下效果（见表10-1）：
①不论谁经过培训都可以实现同样的作业方法。
②作业可以保证一定的作业质量及效率，并作为成本管理的基准。
③作业方法合理，有节奏，有助于提高熟练度。
④可以作为标准时间设定与更新的基准。
⑤保证并提高作业的安全性。
⑥成为生产计划的实施与结果评价的基准资料。
⑦成为作业改善的基准。
（3）作业标准的编写标准
①作业标准的编制不是仅仅将现有作业内容用语言描述即可。
编写的重点应包括作业内容中的步骤及注意事项以及判断作业结果的质量特性与基准。
（见作业标准样本表10-1）
②作业标准的编写人要有基本的工程知识及文字编辑水平，以保证作业顺序、作业重点及质量特性等内容定义清晰，逻辑连贯，言简意赅。
对重点及复杂工序的操作必须由IE工程师及现场的负责人进行详细讲解，培训后才可以进行生产。
③当作业步骤过多时，以作业重点检查表的形式，压缩作业标准内容。
总之作业步骤、作业重点与质量特性是作业标准必须提示的内容。
④当作业方法复杂，需要时间配合精确的人机联合作业时，应考虑采用人机联合作业分析的形式表述。
（4）作业标准的样式
作业标准因企业、产品、用途、目的不同而有很多样式，但无论怎样它都要使作业者在经过适当的培训后，达到作业标准所要求的方法、品质及效率。
为此作业标准内需要有以下项目。
①产品简图（或照片）；
②标准时间；
③作业顺序与步骤；
④安全注意事项；
⑤作业内容的重点及注意事项；
⑥质量检查的频率与责任人；
⑦需达到的品质基准。
2．标准作业（Standard0peration）
（1）标准作业（S0）
何为标准作业?
很多人都会认为有了作业标准之后，严格执行有关方法与程序不就是标准作业吗?
但其实这一理解是有偏差的。
标准作业是对周期性的人--机作业中有关人的作业动作程序进行标准化，目的是消除复杂人一机作业的动作浪费，固化增值动作的程序。
标准作业包括三个要素：
①标准作业的周期时间；
②一个标准作业周期中手工作业顺序；
③标准在制品的数量（WIP）。
同时为了更好地实现标准作业所要达到的目的，生产现场在严格执行作业标准的同时，也有权力及义务对效率提出改善及革新的提案，前提是新方法必须有数据证明确实优于现行方法。
切忌现场管理者凭感觉判断任意更改标准，那样只会给生产造成混乱，严重时影响到生产计划的按期完成。
因此，标准作业等于执行作业标准的同时在效率、成本、交期上进行科学改善与革新，特别是集中在作业者的动作上。
（2）标准作业图表
首先来理解标准作业程序（SOP），它是用来确定作业顺序和周期时间的，SOP显示总的加工时间，包括人一机作业时间以及作业者行走的时间。
在S0P基础上建立标准作业图表。
标准作业单描述了整个产品的生产过程，它包括了标准作业的三要素以及其他信息，如重点工位、质量控制点、安全检查点等（参见表10-2）。
另外作业指引是为了加深作业员对SOP的理解，对SOP的具体化的描述，是现场主管用于培训员工的工程文件，它包括了作业标准图的全部要素。
表10-2“标准作业综合单”，包括了“标准作业单”与“作业指导书”，图与表合二为一。
三、作业环境标准
1．照明色彩
通过时间分析的作业时间评价，我们知道环境状态会直接影响到作业效率及作业者，不断检查改善作业环境是现场非常重要的工作。
下面就不同环境要素的标准进行说明：
（1）照明
作业现场特别重要的环境条件之一，是照明。
对于精密作业与目视作业（检查），尤其重要。
它会影响到作业效率，及从业人员的疲劳度。
照明范围以拉台照明为主。
（2）照度基准
一般照度请参照下表执行，对于特殊作业请参照该行业的标准。
（3）色彩
很多科学文献及研究报告均证明色彩对人的影响特别大，因此根据不同作业的特点对环境色彩进行适当的调整是必要的。
①天花与墙壁应该选择相对明亮的色彩，且以不反光的材料为佳。
②地面与作业区以绿色为佳，因为它会使人镇静从容。
③通道以比较醒目的橙黄色为佳，因为它可以提示过路人。
④区划线普通工场以白色线为主，叉车的通道则以黄色线区划为佳。
⑤不良品及消防工具的放置区以红线划分为佳，因为需提醒人们注意。
⑥休息室（区）以相对暖色调为佳。
除色彩以外为使工作人员提高精神活跃度及消除疲劳，在通道、休息室及卫生间的墙壁上装饰或描绘较为明快可爱的绘画就更加理想。
标准照度（LX）
作业区分
作业场地
1000（700～1500）
超精密作业
超精密机械加工、精密检查、电子零件、手表、照相机的装配、皮革、印刷活字的检查、制版修正、精加工
500（300～700）
精密作业
精密机修加工，收音机、电话机、打印机、马达的装配，绕线圈，作画及普通的检查工位
200（150～300）
普通作业
普通的机械加工，装配作业、冲压、电镀、涂装、布线、印刷
100（70～150）
粗作业
普通的搬运作业，普通的材料、零件仓库
2．5S与安全管理
作为生产现场的重要管理项目5S,3定在作业管理中起着很大的效率改善作用。
不论是物品的摆放还是管理程序的明确，都很大程度改善提高了生产管理的基础——作业管理的水平。
首先，作业场地的原料及成品摆放混乱的话，作业必然为寻找物品而花费无用时间，办公室也是同样道理，对于作业非必要的物品应及时清理干净，以保证作业顺利高效进行，这就是整理（seili）。
接下来对于作业必需的物品，又必须按作业程序、使用率、方法合理放置，理论上讲即在动作经济原则下摆放物品。
实际工作中作业人员按操作便利性即可判断。
这便是整顿，是以提高作业效率为目的，对物品工具的放置进行合理化标准化的过程。
3定即定点、定容、定量。
5S是改善生产管理的培训文化，最终带来实质性的效率、成本改善。
是以定点、定容、定量的形式，明确标准化的。
否则5S运动过后有所回复是必然的。
当对作业现场的5S结果进行了定点、定容、定量之后它就进人了科学管理的IE范畴，是作业标准化的开始。
当标准化的作业系统充分改善、平衡后就可实现“一个流”即JIT的精益生产模式。
很多企业只能停留在5S的初始阶段而无法实现真正精益生产，就是因为无法作到3定及作业标准化，更难进行生产系统的全面改善与“一个流”的实施，那时JIT只是空谈，认真落实3定是对5S实施结果的固化，是5S的标准化，实施3定首先考虑的是作业标准中作业方法的合理化与效率化，包括作业工具的定位与正常工作范围的定置，最大限度地减少工具放回时的注意力，减少作业时重物的上下移动，降低疲劳度。
作业管理还有清扫、清洁、安全、品质、设备维护等重要课题。
所有这些现场管理标准是现场管理的基础。
管理层以身作则遵守管理标准如同在社会生活中遵守法律一样，是责无旁贷的。
四、作业管理
1．作业标准的管理
作业标准的遵守是作业管理的基础，对作业方法与时间的统筹，就是作业管理的全部。
（1）作业方法与时间的管理
严格遵守作业标准是保证品质、交期、成本的关键。
作业管理的基础工作即是作业员在作业标准要求的方法下进行生产，管理员与IE工程师对作业时间进行跟踪记录，从而验证作业标准的合理性与科学性，及时对时间与方法的偏差进行跟进改善，使作业标准的作业方法更加科学、合理。
但是一切必须以作业时间的标准时间为依据。
作业管理中方法与时间是很难分开研究的概念，作业是否在标准时间之内完成是作业管理的关键课题。
首先在标准时间足够客观准确的前提下，作业时间是需要一段时间的熟练度的提高后，才可以达到标准时间的，这是正常现象。
人的熟练度是按一定的学习曲线逐渐提高的，很快就会达到标准时间的范围内的，同时随着作业方法条件的改善作业效率也会同时提高，作业时间的标准时间也会得以更新提升。
（2）作业记录
实际作业时的跟踪记录是有效核对实际作业效率与标准的一致性的重要手段。
无论是对于生产线还是个别加工位的生产效率，都可以通过跟踪记录单位时间的产量，有效验证标准时间的客观性与准确性。
表10-3为工序的作业记录表。
表10-3
工序名称
作业员姓名
时刻
8
9
10
11
12
产量
时刻
l
2
3
4
2
产量
工序名称
作业员姓名
时刻
8
9
10
11
12
产量
时刻
1
2
3
4
5
产量
备注
班长
日期
2．生产管理板
作业标准的遵守状态及作业效率的变化，可以根据现场生产的记录进行研究与分析。
前面叙述记录的是个别工序或独立加工的工序生产的记录，另外例如皮带拉“一个流”生产时的记录与机械加工时的记录等，是随着生产形式的不同而有所差异。
下面两个记录表分别是皮带拉的“一个流”生产记录板（表10-4）与机械加工的生产记录板（表10-5）式样。
表10-4生产线、生产管理板
————生产线、生产记录日期：
——月——日
产品型号
标准人数
CT
标准产量
实际人数
线长
时间
标准产量
实际产量
差异
备注
主管确认
8：
30-9：
30
9：
30-10：
30
10：
30-12：
00
12：
45-14：
00
14：
00-15：
00
15：
00-16：
00
平衡生产线
Linebalancing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。
是生产流程设计及作业标准化中最重要的方法。
一、Linebalancing的定义
制造业的生产线多半是在进行了细分化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作业负荷不均的现象。
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，严重的话会造成生产的中止。
为了解决上述问题就必须对各工序的作业时间进行平均化，同时对作业进行标准化，以便生产线顺畅流动。
Linebalancing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。
是生产流程设计及作业标准化中最重要的方法。
Linebalancing的目的是通过平衡生产线使现场更加容易理解“一个流”的必要性及“cellproduction”的编制方法，它是一切新理论与新方法的基础。
生产现场的改善与革新永远围绕着质量、效率、原料消耗（成本）这几方面进行的，而效率改善的核心即是消除工序不平衡，消除工时浪费，实现“一个流”。
下面以一个小例子对这问题进行说明。
例：
有一个5个工序的生产流程（见图9-1），第3工序是最慢的工序，作业时间是29秒，如果不按“一个流”传递，也就是说第1、第2工序会比第3工序快25％左右，换句话说每当前两个工序生产五个产品后第3工序前就会有一个在制品堆积下来，一个小时就会堆积三十几个产品。
而此时后两道工序又只能等29秒才拿到半成品，造成严重等待。
由图9—l可知，整个阴影部分都是工时损失，每生产一个产品工时损失就有33秒之多，比任何一个工序的作业时间都多，而当我们调整第3工序作业内容，把4秒钟给比较空闲的第2工序后发现，整个生产线的作业周期降低了4秒，工时损失也减少到13秒，而且工时的利用率大大提高了（见图9-2）。
这就是一个最简单的LineBalancing的例子。
二、Linebalancin--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：
·提高作业员及设备工装的工作效率；
·减少单件产品的工时消耗，降低成本（等同于提高人均产量）；
·减少工序的在制品，真正实现“一个流”；
·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；
·通过平衡生产线可以综合应用到程序分析、动作分析、1ayout分析、搬动分析、时间分析等全部IE手法，提高全员综合素质。
三、Linebalancing的计算
要衡量生产线平衡状态的好坏，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（参见图9—2）。
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pitchtime，也就是说pitchtime等于cycletime。
另外一种计算方法同样可以得到cycletime，即由每小时平均产量，求得一个产品的CT（Q：
每小时产量）。
cycletime（CT）＝pitchtime＝
1．生产线的平衡率计算公式
平衡率=
X100=
X100
上例的情况下平衡率＝
X100＝
×l00＝76％
2．生产线的平衡损失率计算公式
平衡损失率＝1-平衡率
上例的情况下平衡损失率＝1-76％＝24％
四、Linebalancing的改善原则方法
1．改善的基本原则与方法
平衡率改善的基本原则是通过调整工序的作业内容来使各工序作业时间接近或减少这一偏差。
实施时可遵循以下方法。
（1）首先应考虑对瓶颈工序进行作业改善、作业改善的方法，请参照程序分析的改善方法及动作分析、工装自功化等工程方法与手段。
（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，在作业内容相对较多的情况下容易拉平衡。
（5）分解作业时间较短的工序，把该工序安排到其它工序中去。
以上方法请参考图9-3拉平衡方法示意图进行理解。
2．Linebalancing改善案例
下面具体通过现场一较为简单的LineBalancing实例，使大家更加深入体会平衡生产线的方法及其综合运用。
（1）现状调查（见图9-4、图9-5）
（2）现状分析：
从作业时间及平衡率看，生产线的平衡损失比较严重，且作业分工过细，造成作业内容调整困难。
因此在作业改善上所能采取的较直接简便的方法即是合并工序内容，调整并取消时间过短工序，以达到提高平衡，减少工时损失，提高人均效率的目的。
（3）改善方案及评价（见表9-1）
表9-1工序作业改善方案对策表
N0
工序内容
作业时间
改善方法与内容
ＰＴＳ预置时间
目的与效果
1
装弹弓及胶的
５.69秒
合并为一道工序
由一个作业
9．1秒
增加作业内容省—个
2
子弹头涂油
3．5秒
３
螺丝包入底壳
5．18秒
合并3、4为一道
工序由—个作业
9．6秒
增加作业内容省一个
4
螺丝包入底壳
4．5秒
５
插架接桥入底壳
5．14秒
合并5、6为一道工序由一人作业
9．8秒
改变了作业周期，在新的ＣＴ下达到比较高的平衡
６
胶的入底壳
4．86秒
７
打螺丝
7．38秒
将8的拧螺丝作业调整至此工序
9．6秒
增加作业内容，平衡工序时间
８
外观检查
6．98秒
去掉拧螺丝作业，增加试电作业
8.26秒
合并试电工位
9
试电
3．5秒
取消
省0．5人
结果说明
生产线由原来17人二组，改为调整后的15人三组，由此带来生产线平衡率、综合产能及人均产量上的很大变化，首先通过下表，可知凋整后的产能及平衡率变化。
（４）改善实施确认（见图９－６）
（５）改善结果汇总表（见表９－２）
表９-２ 改善前后各项产能指标比较
项目
改善前
改善后
变化量
变化百分率
人员
17人
15人
-2人
-12％
总产量
870pcs／h
981Pcs／h
+111pcs／h
+13％
人均产量
51．2Pcs／hr／人
65.4pcs／h／人
+14.2pcs／hr／人
+28％
生产平衡率
74．5％
94％
+20％
／
单件产品 工时消耗
70．3”／pcs／人
55”／pcs／人
-15”／pcs／人
-21％
图9-6
五、Linebalancing与“一个流”生产
以笔者现场的经验来看，在生产现场，无论是分工合作的皮带生产线，还是手工传递，当平衡率达到85％以上时，就可以基本实现—个流”的生产方式了。
当然平衡率越高就越没问题，然而在平衡生产线的过程中工序的作业要素越少，调整起来就越难，因此在尽可能平衡的情况下，合并工序是平衡生产线的方向，同时注意提高人员能力，逐渐达到一人多能，减少定员的效果，以利于应变市场的定单量变化。
但是无论怎样合并工序，调整平衡率都无法真正实现“一个流”所追求的理念。
“一个流”所追求的理念为：
1．尊重人性的生产形式
细分化的流水线工序，使员工容易操作，但是如此单调的操作是对人性的背叛，完全失去制造产品的乐趣与喜悦。
正如卓别林在《摩登时代》中所表现的一样变成了麻木的机械人。
西方发达国家已通过法律，判定设计单调、乏味工作给职员是犯罪。
相反相对复杂的工作使人们对工作充满乐趣与挑战感。
同时正如平衡的实例所说明的它又是最容易实现高效生产的方法。
当一个人完成全部工序，生产一件产品时，它的平衡率是100％。
不需调整自然实现零浪费。
2．最大限度地对应市场变化（柔性生产作业管理）
当管理者为由于订单变化所造成的频繁转产及人员流失而烦恼时，多工序合并的“一个流”形式的单元生产解决了这一问题，通过复制U形拉的单元生产很容易对应市场，前提是生产线的人数最小化。
下面就不同形式下的“一个流”生产进行比较，现场管理者自己判断其中优劣（见图9-8）。
作业方法
全工序自理
多品种自理
单一工序单人
一人多机
生产线特征
U形生产线
二字形生产线
皮带拉
加工设备独立
物流方式
一个流
一个流
一个流
小批量流动
作业员态度
站式移动
站式移动
坐式不
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