产线平衡第 2 讲 – 工序时长

在关于线平衡的第一篇文章中，我们介绍了产线必须要包含的工作任务。在本系列的第二篇文章中，我们将探讨各个任务的时间。如果不同产品的工作步骤所需时间不同，线平衡的策略就值得我们关注。第二个考虑因素是是否已有可用设备或需要新采购设备，下一篇文章则会详细介绍OEE损失。

工序时长？

下一步是确定每项工序的时长。如果所有产品都有相同的工作步骤且时间相同，那就相对容易。该时间应不包括所有损失。

如果设备是已有设备，则可以使用周期时间（即完成一个零件之间的时间，不包括所有损失和干扰）。获取这个时间并不困难，但存在一些陷阱，更多详情请阅读 《如何测量周期时间》。

对于手动操作，也可以计算不包含损失的操作时间，相关内容请阅读《手动作业的周期时间》。

如果已有现成的生产系统，这些时间就已经被定义好了。我们既可以测量设备的周期时间，也可以测量手动作业的周期时间。重新排布产线会带来一些小的改进，但不会有大的变化。请小心他人提供的数据，这些数据可能已经不能完全反应当前状态。使用这些数据之前，请确保你已经理解这些数据，如果需要还可以到现场进行过程确认。

如果是新建的生产线，情况就不同了。你可以定义新采购的设备的周期时间，如果需要x 的周期时间，只需制造或购买一台能满足x 周期时间的机器即可。在为线平衡收集数据时，我还没有设定时间，只是假设这个时间可以是灵活的。之后，当真正开始实施的时候，我会选择一个既符合需求和又不会超预算预算的周期时间。

产品差异导致的工序时长变化

所有产品都有相同的任务和时间会让线平衡工作变得容易。但实际上产品之间往往会存在差异，有时差异还很大。差异越大，就越复杂。我们可以采取三种不同的方法：

选择常规品种

需要根据常规型号来设计系统。因此，只需做常规型号的线平衡。也可以使用周期时间几乎相同的一组产品，这样做的好处是简单直接，这样生产系统就可以适配大多数的常规型号。另一方面，也会导致这个生产系统对部分非常规型号来说会有问题。总之，这是最简便的方法，在多数情况下有效。

取加权平均

确定所有工序和型号周期时间。对于每个工序，都根据生产数量来计算周期时间的加权平均值。例如，如果 80% 的型号的周期时间为 60 秒，20% 的型号的周期时间为 90 秒，那么平均周期时间就是 60s*80%+ 90s*20%=66 秒。如果取加权平均，只要满足以下两个要求，就可以得到一个适用于所有产品的系统：

• 批量必须非常小，最好批量是1。如果批量较大，很可能会出现在生产某些型号的时候，某个工序太慢，无法满足目标周期时间等。
• 需要在周期时间变化较大的工序前后设置缓存区。

假设某些型号的生产速度较慢，而其他型号的生产速度较快，我们举个例子，两门汽车的车门安装比四门汽车快。因此，在平均周期时间内，安装车门的工序对两门汽车来说太快，而对四门汽车来说太慢。如果双门车和四门车交替生产，在车门安装工序前后预留一点缓冲区域，那么四门车的安装过程就可以多花一些时间，这些多花的时间又能在下一个生产两门车的时候赶回来。

不过，这种方法只适用于小批量的生产。如果先生产 20 辆双门车，然后再生产 20 辆四门车，要么需要很大的缓冲空间，不然就会在同一工序上出现等待时间和瓶颈。如果工序周期时间采用加权平均的方法计算，且批量较大以及缓冲空间不足，系统运行速度就会太慢，无法满足客户需求！

针对单个型号设计

这是最困难的选择，我更倾向于采用针对常规型号设计或加权平均值。但是，如果系统差异实在太大，且不得不采用大批量生产，那么可以选择为单个型号设计。

在这里，必须区分设备时间和手动时间。永远不应该设计一个让员工需要等待的系统，这很不合理，而且你会发现产线员工表现的很懒散。设备等待是可以接受的，虽然会损失工作时间，但不会对生产系统的其他部分造成危害。幸运的是，员工是灵活的，我们我们可以通过灵活地安排员工的工作内容来避免这种等待。

因此，设备的速度应该匹配产品所要求的最快速度。简单的方法是取某项任务所需的最短周期时间。例如，如果在一台设备上生产某个型号需要 30 秒，另一种型号需要 40 秒，那么在设计系统时就应该考虑产能能满足40s的客户节拍（请注意，不要忘了计算OEE损失！）。

如果 40 秒的产品很少见，那么产线在生产别的型号的时候产能就会有富裕，因为生产 30 秒产品的速度比需要的更快。这种平衡工作很复杂，因为它不仅取决于当前型号，还取决于其他型号的时间变化。要进行优化，就需要找出系统中每种型号的瓶颈，然后为单个产品设计出符合客户需求的系统。

这听起来很棘手……是的……确实如此！对于一个中等复杂度的系统来说，解决这个问题可能需要一两篇博士论文。因此，除非你能等上四年，否则就不要等博士论文了。简单点，就让设备达到最快的速度，当然也要让设备稍微再比要求的再快一些，留些余量。

对于手动作业，可以通过调整员工数量来做产线平衡。因此，对于手动作业，在保持工艺流程不变的情况下，可以为每个型号做产线平衡。这也是一项复杂工作，不仅要设计系统，还要为每种新型号调整排班。如果想减少这种人员数量的变动，就需要大的批量，但这又与精益生产相违背。

因此，为每个型号分别设计系统，无论是在设计上还是在实操上都是一项复杂的工作，而且还包含许多不确定因素。最好不要这样做！

总结

总的来说，每个型号都应有一个工序时长。你可以为每个产品分别做一个线平衡，但会耗费大量精力，而且也不值得。使用加权平均值或仅基于某个常规型号设计会好一些，保持简单。在下一篇文章中，我将首先解释如何将周期时间转化为节拍时间。提示：我们会用到 OEE。不过，使用 OEE 有一些需要注意的地方。现在，走出去，组织你的行业！

 

Translated by Xie Xuan