混合型号排序–简单实例

生产线上不同型号可能有不同的工作量,这会使生产线的效率降低。一个可行的解决方案是混合型号排序,这是一种调整产品生产顺序的方法,以使所有工站工作量能够平稳。在前面几篇文章中,我做了简单介绍,看如何避免这个问题,以及是否可以调整产能。但特别是对于大型复杂生产线(如汽车总装线),针对这种问题排序通常是比较合适方法。

混合型号排序的原则

一些型号在某个工作站有较高的工作量(例如,一辆四门车型的车门装配),对应的另外一些型号的工作量较低(如双门汽车)。基本思路是交替生产这些型号,并调整关键工位,使其能够满足平均需求。例如,交替生产两门和四门车型,而车门装配工位被设计为平均每个节拍装配三扇车门。下面的动画可以用来说明这一点,每个节拍有两个员工组装三扇车门。

在下文中,我将解释如何解决单个工站工作量不平衡的问题。但在现实中,你会遇到多个工站不平衡的问题,其工作量受到产品型号的影响。这使一切变得更加复杂,后续会有更多这方面的介绍。

关于节拍时间

Metronome如果一个工站不同型号工作内容不一样,那么节拍时间也需要混合不同的型号。需要将该站的平均循环时间(cycle time)调整到与整线循环时间一样,更确切的说是节拍时间takt time而不是循环时间cycle time。更多关于Cycle time和takt time的区别,请看我的文章《衡量生产速度的不同方法》。

双门和四门车型实例

例如,汽车装配线每60秒完成一辆汽车。让我们假设安装四门的时间是安装两门的两倍(尽管技术上说不完全是这样,前面两扇车门往往有更多的电子元件)。 Two Products 60-40 Sequence

你需要的另一个信息是两门和四门车型的产量比例。在这,我们可以计算出基于双门和四门车型比例的节拍时间。假设有以下变量:

  • TT:线节拍时间(line takt)
  • TT2:两门车型节拍时间
  • TT4::四门车型节拍时间
  • P2:两门车型占比
  • P4:四门车型占比

在这种情况下,我们可以得到下面的公式:

{ TT = TT_2 \cdot P_2 + TT_4 \cdot P_4}

其中

{ P_2 + P_4 = 100 \%}

{ P_4 = 100 \% -  P_2}

在我们的案例中,我们假设四门安装需要的时间是两门的两倍,因此得到:

{ TT_4 = TT_2 \cdot 2}

通过这些信息,我们可以将第一个方程简化如下:

{ TT = TT_2 \cdot P_2 + TT_2 \cdot 2 \cdot (100 \% -  P_2)}

{ TT = TT_2 (P_2+ 200 \% - 2 \cdot P_2)}

{ TT = TT_2 ( 200 \% -  P_2)}

{ TT_2 =  \frac{TT}{200 \% -  P_2}}

根据两门和四门的比例,你需要让节拍时间达到一定的值,才能让该工站的平均节拍时间与线节拍时间一致。我在下面给出了这个关系图(假设四门的时间是两门的两倍,生产线的线节拍时间为60秒)。

如果你只生产四门汽车(即0%的两门汽车),那么你需要把四门汽车的节拍时间设置为60秒。同样地,如果你只生产双门汽车,你也需要把双门汽车的节拍时间设置到60秒。如果你各生产50%的四门和两门车型,那么你需要把两门车型的节拍时间设置为40秒,四门车型设置为80秒,这样平均节拍时间仍然为60秒。

通用公式

Scientist on Blackboard上面的例子只针对两种型号(两门和四门),我们完全知道它们之间节拍的关系(四门需要两倍的时间)。 现实中,你会有很多不同型号,它们之间的关系可能也不是很明确。时间甚至可能在零和最大值之间变化(例如是否要安装天窗)。一般来说,如果你有k个型号,并有:

  • TT:线节拍时间(line takt)
  • TTn:n型号的节拍时间
  • Pn:n型号的占比

同样的:

{ TT = \sum_{n=1}^{k} TT_n \cdot P_n }

{ \sum_{n=1}^{k} P_n = 100 \%}

所有型号的节拍时间加权平均应该等于线节拍时间,所有型号百分比加起来等于100%。但挑战在于你不会知道型号之间的差异到底有多大,你也不能得到每个型号准确的占比,因为这个数字永远是预测,而且客户也一直在改变他们的想法。

对于一个数学家来说,这将是一场灾难,因为你不知道数值是什么,而有一个公式。在精益生产中,我们经常遇到这种情况,因此你会根据经验去猜测。可以问问专家的意见,以获得相对准确的猜测结果。

还要记住,你可以通过一些工具来优化节拍时间。使用夹具、钻头和其他小工具来降低节拍时间。稍后会有更多这方面的内容。你也不需要在数学上做到完美。计算生产线的节拍时间包括很多不确定因素,尽可能地接近目标值即可。如果随机带来了问题,那么你只需要努力改进,让产线再快一些。

这是本系列的第四篇文章,第一次谈到排序。排序问题实际上有点棘手,因此还会有几篇关于排序的文章。在那之前,请继续关注,并走出去,组织你的行业!

P.S.非常感谢Mark Warren的意见。

系列文章

  1. 混合型号排序–简介
  2. 混合型号排序–彻底解决问题
  3. 混合型号排序–调整产能
  4. 混合型号排序–简单实例
  5. 混合型号排序–简单实例 工作量和缓冲
  6. 混合型号排序–简单实例 排序
  7. 混合型号排序–复杂实例
  8. 混合型号排序–复杂实例 基础数据
  9. 混合型号排序–复杂实例 排序1
  10. 混合型号排序–复杂实例 排序2
  11. 混合型号排序–复杂实例 序列检验
  12. 混合型号排序–总结

这里还有第7至11帖的排序实例Excel文件,其中有复杂实例。请注意,这不是一个工具,而只是我的一些计算方法,仅供参考。

 

Translated by Xie Xuan