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當前全球制造業(yè)正加速從 “大規(guī)模標準化生產” 向 “多品種小批量柔性生產” 轉型，國內企業(yè)面臨客戶需求多樣化、交貨周期縮短、成本壓力加劇等挑戰(zhàn)。生產線平衡作為工業(yè)工程（IE）的核心技術之一，是解決多品種混流生產中工序效率失衡、減少等待浪費、提升整體產能的關鍵手段。

據 2024 年《中國制造業(yè)生產效率白皮書》顯示，68% 的制造企業(yè)存在生產線不平衡問題：瓶頸工序導致整體效率損失超 20%，設備綜合利用率（OEE）平均低于 70%，交貨周期因工序銜接不暢延長 25% 以上。傳統生產模式中，工站作業(yè)時間差異大、人員技能不匹配、設備布局不合理等問題普遍存在，導致物料停滯、產能浪費和質量波動。

本課程聚焦制造業(yè)生產線平衡的核心痛點，結合工業(yè)工程理論與實戰(zhàn)案例，系統講解生產線平衡分析方法、改善步驟及工具應用。通過山積表分析、動作經濟原則、瓶頸消除技法等核心模塊，幫助學員掌握從現狀診斷到持續(xù)改善的全流程操作，實現生產線平衡率提升、生產成本降低和交付效率優(yōu)化，助力企業(yè)構建柔性生產優(yōu)勢。

● 掌握生產線平衡分析工具，能獨立完成產線現狀診斷與數據量化分析
● 學會運用 ECRS 原則、動作經濟原則、瓶頸消除技法等實戰(zhàn)方法，制定針對性改善方案并推動落地
● 建立 “消除浪費、持續(xù)改善” 的工業(yè)工程思維，識別生產流程中的八大浪費并設計優(yōu)化策略
● 提升跨部門協作能力，能夠帶領團隊實施生產線平衡項目，實現平衡率提升 15%-25%、產能提高 20% 以上
● 掌握標準化作業(yè)設計與推廣方法，確保改善成果固化

課程導入

通過播放工業(yè)生產流水線案例視頻，引出生產線平衡的重要性，結合當前制造業(yè)多品種小批量生產趨勢，說明生產線平衡對提升效率、降低成本的關鍵作用。

第一講：生產線平衡概述

一、引言

1. 生產模式演變

o 手工作坊

o 福特生產方式

o 豐田生產方式

2. 生產線平衡

o 流水線生產和工作區(qū)域作業(yè)模式

o 實現整體生產效率提升。

o 不平衡表現為各工序間存在等待時間，導致生產效率低下、成本增加。

3. 影響生產線平衡的因素

o 人員：員工工作態(tài)度、熟練度、心理狀態(tài)及健康狀況。

o 方法：工序操作方法、工站排配及標準化程度。

o 物料：物料品質、供應穩(wěn)定性、包裝方式及擺放位置。

o 環(huán)境：生產現場的噪音、灰塵、溫度、照明等環(huán)境因素。

二、常用術語

1. 節(jié)拍（TAKT Time）

o 計算公式：節(jié)拍 = 凈運作時間 / 客戶需求數量，

o 舉例說明節(jié)拍計算過程，如某制品流水線節(jié)拍計算。

2. 工站與瓶頸時間

o 工站：一個或多個作業(yè)員在同一工作地完成特定作業(yè)的操作組合。

o 瓶頸時間：產線作業(yè)工時最長的工站標準工時，決定產線產出速度。

3. 單件標準時間：一個作業(yè)員獨自完成一個產品所有加工作業(yè)所需的時間。

4. 生產線平衡：通過技術組織措施調整生產線作業(yè)時間，使工站周期時間等于節(jié)拍或成整數倍關系。

5. 平衡率

o 計算公式：平衡率 =（各工站時間之和）/（瓶頸工時 × 總人數）×100%。

o 目標值：含大型設備產線目標值約 95%，無大型設備產線目標值約 85%。

6. UPPH：每人每小時生產的產品數，通過案例比較不同生產線效率。

三、生產線平衡分析

1. 平衡率計算：

案例演示：平衡率計算過程，包括各工站時間、總人數、瓶頸工時的確定。

2. 不平衡損失時間：計算方法為（瓶頸工時 × 合計人數）- 合計工站時間，分析其對生產效率的影響。

3. 山積表應用：介紹山積表概念，通過繪制各工站時間的迭加式直方圖，直觀分析生產線時間結構。

第二講：線平衡改善步驟

一、數據收集與分析

1. 現狀測量

o 分時段按工站測量工時，記錄數據并注意排除消極怠工情況。

o 計算現有線體平衡率，考慮輔助人力影響，對比各時段平衡率診斷問題。

2. 制作山積表：分解各工站動作時間，以直方圖形式呈現，明確各工站時間分布及瓶頸位置。

二、消除生產浪費

1. 八大浪費識別：詳細闡述不良修正、制造過多、加工過剩、等待、在庫、搬運、動作、管理等八大浪費在生產線中的表現。

2. 浪費改善方法：針對每種浪費制定相應改善措施，如通過防錯裝置減少不良修正浪費，優(yōu)化物料配送減少等待浪費。

三、方法研究與改善

1. 動作分析

o 動素分析：將作業(yè)動作分解為基本動素，識別增值與非增值動作，如核心動素（安裝、切削）和輔助動素（取工具、行走）。

o 動作經濟原則：分人體運動、工作場所布置、工具設備設計三大類，案例分析：雙手對稱運動、工具就近放置。

2. 流程分析

o 四大原則：運用 ECRS（取消、合并、重排、簡化）原則優(yōu)化流程案例分析：如何通過流程重排減少工序。

o 五大內容：包括工藝、檢驗、搬運、等待、儲存流程分析，制定優(yōu)化方案。

3. 操作分析：人機操作分析，繪制人機作業(yè)圖，優(yōu)化人機配合；雙手操作分析，設計合理雙手動作流程，提高作業(yè)效率。

四、建立新生產流程

1. 流程設計：根據改善方案重新設計生產流程，確定各工站作業(yè)內容、順序及時間分配。

2. 標準化設定：制定標準化作業(yè)指導書（SOP），明確操作步驟、關鍵控制點、安全注意事項等，建立標準化條件。

五、效果確認與總結

1. 改善后測量：實施新流程后，再次測量各工站時間、平衡率、UPH、UPPH 等指標，制作改善后山積表對比效果。

2. 總結報告：撰寫改善總結報告，包括改善目標、實施過程、效果分析、經驗教訓及后續(xù)改進方向。

3. 標準化推廣：將成功改善方案在相似機種、相似工站平行展開，更新標準化文件，納入公司標準作業(yè)體系。

第三講：生產線平衡實戰(zhàn)技法

一、消除瓶頸工站

1. 瓶頸分析

o 識別方法：通過產品堆積、工時測量、山積表分析確定瓶頸工站。

o 產生原因：從人員、設備、物料、方法、環(huán)境等方面分析瓶頸產生的根本原因，如人員熟練度低、設備故障、物料供應不及時。

2. 改善手法

o 工站重排法：

案例分析：如何通過重排降低瓶頸工時。

o 動作經濟原則應用：通過改進操作動作、優(yōu)化工作場所布置、設計專用工具，減少作業(yè)時間，如使用懸掛工具減少拿放動作。

o 作業(yè)機械化 / 自動化：引入自動化設備或機械化工具，替代人工操作，提高作業(yè)效率，降低勞動強度。

o 技能提升：采用工作教導四階段法（準備、示范、實做、上線）培訓作業(yè)員，提升瓶頸工站人員技能水平。

o 增加作業(yè)人員：在瓶頸工站增加人力，分擔作業(yè)任務，縮短瓶頸時間，同時合理安排人員分工。

二、分析與改善工具

1. 工時測量表：設計工時測量表，記錄工站編號、作業(yè)內容、測量時間、操作人員等信息，為分析提供數據支持。

2. 人機分析表：用于記錄人機作業(yè)過程中人和機器的動作及時間分配，分析人機配合效率，優(yōu)化人機作業(yè)流程。

3. 雙手分析表：詳細記錄雙手在作業(yè)中的動作順序和時間，識別雙手動作浪費，設計更合理的雙手操作方式。

4. 流程程序圖：以圖形化方式展示生產流程，標注各工序的操作、檢驗、搬運、等待、儲存等環(huán)節(jié)，便于流程分析和優(yōu)化。

三、線速與瓶頸驗證

1. 皮帶線速度分析

o 計算公式：線速 = 工站間距 / CT（周期時間），通過在輸送帶上畫節(jié)距線，分析線速過快或過慢對生產的影響，調整線速至合理范圍。

2. 真假瓶頸判斷

o 假瓶頸：

o 真瓶頸：

第四講：生產線平衡約束問題

一、位置約束

1. 作業(yè)位置分類：包括前部、頂部、后部、左部、右部、底部和內部等，分析不同位置作業(yè)對人員操作的影響。

2. 優(yōu)化策略：將相同位置約束的作業(yè)集中安排，減少位置更換次數和時間，提高作業(yè)效率，如集中安排頂部安裝作業(yè)。

二、固定設備和工具約束

1. 約束特點：某些作業(yè)需要專用設備或工具，重復設置會增加成本，影響生產效率。

2. 解決方法：在不違反作業(yè)順序原則下，集中安排使用同一設備或工具的作業(yè)，提高設備利用率，減少工具更換時間。

三、清潔約束

1. 作業(yè)分類：分為清潔作業(yè)（如精密儀器裝配）和油污作業(yè)（如機械加工），油污作業(yè)可能污染清潔作業(yè)部件。

2. 安排原則：將清潔作業(yè)和油污作業(yè)分開區(qū)域安排，避免相互影響，確保清潔作業(yè)環(huán)境，如設置獨立清潔裝配區(qū)。

四、疲勞約束

1. 疲勞因素：作業(yè)強度大、重復頻率高、姿勢不舒適等導致作業(yè)員疲勞，影響生產效率和質量。

2. 平衡策略：合理分配各工站作業(yè)強度，避免某一工站疲勞過度，將強度大的作業(yè)與輕松作業(yè)搭配安排，定期輪換作業(yè)人員。

第五講：打破平衡

一、打破平衡的時機

1. 產能停滯分析：

2. 目標設定：以提高平衡率、提升產能、降低成本為目標，制定打破平衡的改善計劃。

二、動素分析與優(yōu)化

1. 動素分類：區(qū)分核心動素（增值動作）、輔助動素（必要但非增值）和消耗性動素（浪費動作），如等待、無意義搬運屬于消耗性動素。

2. 優(yōu)化方法：消除消耗性動素，減少輔助動素，優(yōu)化核心動素，通過案例說明如何通過動素分析減少浪費動作。

三、持續(xù)改善案例

1. 緩沖墊改善

案例分析：將緩沖墊改為卷狀連片式，方便撕背膠，減少取放時間，提高作業(yè)效率，展示改善前后對比數據。

2. 流程重組：

案例分析：整個生產流程重新梳理，合并或取消低效工序，重新分配工站任務，實現平衡率提升和產能突破。

課程總結

一、核心內容回顧

1. 生產線平衡的基本概念、常用術語及分析方法，如節(jié)拍、瓶頸時間、平衡率計算。

2. 線平衡改善步驟，包括數據收集、浪費消除、方法研究、流程建立及效果確認。

3. 實戰(zhàn)技法中的瓶頸消除手法、分析工具應用及約束問題解決策略。

4. 打破平衡的時機和方法，通過動素分析和持續(xù)改善實現產能提升。

二、實戰(zhàn)案例復盤

1. 選取典型案例，如某沖壓產線通過工站重排和設備改進降低瓶頸時間，提升平衡率和 UPH。

2. 分析案例中的關鍵成功因素，如跨部門協作、員工培訓、工具創(chuàng)新等。

三、下一步計劃

1. 短期計劃：在學員所在企業(yè)選取一條生產線進行試點改善，應用課程所學方法，設定 3 個月內平衡率提升 10% 的目標。

2. 長期規(guī)劃：建立企業(yè)生產線平衡持續(xù)改善機制，定期開展培訓和改善活動，將生產線平衡納入績效考核體系，目標一年內實現全公司生產線平衡率平均提升 15% 以上