生产线平衡的手段与方法研究

收稿日期:2004-07-06基金项目:河南省科技攻关项目(0424220191;0424260002);郑州航院青年基金项目(Q03E028).作者简介:孙建华(1970-),男,河南睢县人,讲师,研究方向:工业工程、计算机网络工程.文章编号:1006-3269(2004)04-0034-03生产线平衡的手段与方法研究孙建华,高广章,蒋志强(郑州航空工业管理学院工业工程系,河南郑州　450015)摘　要:　从生产线均衡性的概念出发,分析了实现生产线平衡的传统工业工程的基本手段和方法,揭示企业的“5S ”活动和目视管理与均衡生产的关系,指出生产线平衡已成为企业生产流程设计及作业标准化的重要方法之一.关　键　词:　产线平衡;工作研究;5S;目视管理中图分类号:　F270.7 文献标识码:　A制造业的生产多半是在进行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衡的现象.除了造成无谓的工时损失外,还造成大量的工序堆积,严重时会造成生产线的中止.生产线平衡(Streamline Bal 2ancing ,简称“)就是为了解决上述问题而提出的一种手段与方法,它对各工序的作业时间进行平均化,同时对作业进行研究、对时间进行测定,使生产线顺畅连动.本文旨在通过对生产线均衡与基础工业工程的方法和作业测定的研究,以及对企业界大量使用的“5S ”活动管理及日常业务中的目视管理进行分析,以使我国企业能够重视基础工业工程方法的研究,从而为现代工业工程方法的应用打下良好的基础.1　基础工业工程与产线平衡目前现代工业工程虽然在许多行业得到广泛应用,特别是在国外企业及一些国防工业中已取得显著效益,但全球大部分企业仍以基础工业工程为应用的重点.在我国沿海,大部分在华的外资、合资企业对基础工业工程都十分重视.根据我国企业的技术条件、管理水平、信息化程度和所处的经济与市场环境,企业从基础工业工程(或叫经典工业工程)做起不仅容易,而且成效也快且显著,同时可为将来实行现代工业工程打下坚实的基础[1].因此,为达到产线平衡的目的可采用传统工业工程的方法研究和作业测定等方法.1.1　产线平衡中的方法研究一条均衡性很高的生产线所追求的目标包括:减少物质、能源、时间和资金的占用与浪费;降低生产成本;降低员工的疲劳度,减少遭受损伤和工伤的概率;利用有限的资源求得最高的产出,提高生产效率.没有一个良好的运行方法,就不可能达到以上目标,也就是说均衡生产需要一个良好方法,一个好方法反过来也能带来好的均衡性.方法研究就是对现有的或拟议的工作方法进行系统记录和严格的考察,作为开发和应用更容易、更有效的工作方法,以及降低成本的一种手段.按照从粗到精、从宏观到微观、由概括到具体的体系,方法研究包括程序分析、操作分析和动作分析三部分.(1)程序分析.完成任何工作所需经过的路线和手续即为程序,程序分析主要以整个生产过程为研究对象,研究分析一个完整的工艺流程,看是否有多余或重复作业、工序是否合理、搬运是否太多、等待是否太长,进一步来改善工作程序和工作方法.高平・43・《成组技术与生产现代化》2004年第21卷第4期　　现代生产与管理技术　衡率的生产线离不开良好的作业程序.(2)操作分析.所谓操作分析就是通过对以人为主工序的详细研究,使操作者、操作对象、操作工具三者科学地结合、合理地布置和安排,达到工序结构合理,减轻劳动强度,减少作业时间消耗之要求,以提高产品品质和产量为目的而进行的分析.通常,合理的人机结合,能为高平衡率的生产线提供最直接的单元保障.如果人机结合不合理、不科学,那么这种作业就是一种粗放型高消耗的作业,就没有人员之间、机器之间、人机之间的相互协调与配合,更谈不上合理,这时不免会出现人等人、人等机、机等人和机等机等一系列严重影响生产线平衡的“等待性”浪费.也就是说,人机相互之间高效合理的配合,不仅能够大大减少作业等待,更重要的是能够提高生产线的平衡率,进而提升作业效率.(3)动作分析.动作分析是在程序决定后,研究并减少甚至消除人体各种动作的浪费,以寻求省力、省时、安全和最经济的动作.其实质是研究分析人在进行各种操作时的细微动作,消除无效动作,使操作简便有效,提高工作效率.动作分析能在其它方法无效时,给生产线的平衡提供一把秘密武器,它从最基本的“动素”入手,寻求改进空间,以提升生产线的平衡能力.当然,它与工业工程其它方法综合运用,会使企业收到更好的效果.1.2　产线平衡中的作业测定作业测定是运用各种技术来确定合格工人按规定作业标准来完成某项作业的时间.在进行作业测定时,选择合格工人是很重要的,工人的工作速度各不相同,如果根据动作速度较慢的或不熟练工人来制定标准时间,势必造成时间过宽,从而使生产活动不经济;而根据动作较快的工人制定时间标准,则势必造成时间过紧,使大多数工人不适应.在工业企业中,人工是一项重要的生产成本,而且人工配置的合理与否对生产线平衡性的好坏会带来很大的影响.人工成本的高低反映了企业经营管理的水平,能够折射出生产线的均衡状况,因此,在作业程序和方法都行之有效的基础上,公正合理地制定标准作业时间,并基于此来恰到好处地分配人工,使整条生产线均衡地生产是每一个企业需要解决的重要课题.2　“5S”活动与产线平衡“5S”起源于日本,“5S”活动是生产现场整理(Seiri)、整顿(Seiton)、清扫(Seis on)、清洁(Seiketsu)、素养(Shitsuke)五项活动的统称.“5S”活动的对象是现场的“环境”,它对生产现场环境全局进行综合考虑,并制订切实可行的计划与措施,从而达到规范化管理[2,3].开展“5S”管理活动,对企业产线平衡起着至关重要的作用,因此,对于企业全体人员来说,了解并掌握这种管理方法的含义显得十分必要.整理:即区分要与不要的东西,现场不需要的东西要坚决清除,做到生产现场无不用之物.生产线需要高度的协调才能达到好的均衡性,倘若生产线现场有堆积如山的与生产无关之物,则势必干扰正常工作的视线,引起现场人员无意识地将部分注意力转向那些不需要的东西上.这些不需要的东西就象一种“噪音”一样,它会使一个稳定的系统产生波动;对于生产现场而言,这个稳定的系统就是一条均衡的生产线,产生的波动就会使生产线的均衡性下降.整顿:即把必要的东西放好,使用时随时能找到,减少寻找时间.其意思类似于“动作经济原则”中的“工具、物料应置于固定场所,且预定位”.生产现场有条理,同样可以消除或减少对物体寻找时间,使生产线更加稳定,同时可以利用此法来改进瓶颈工步站,提升生产线的平衡率.清扫:即将生产和工作现场的灰尘、油污、垃圾清除干净,提高设备以及工装夹具的清洁度和润滑度,保证生产或工作现场地面整洁、干净.做好这项工作,不仅能从生产线环境方面为生产线的平衡提供保障,而且还能从人的视听生理系统方面对生产线的平衡提供保障.例如,工作环境脏乱时,工人易出现操作不准确、读数不精确、易疲倦、精神低糜等不利于生产线稳定和平衡的现象.清洁:就是整理、整顿、清扫这三项的坚持与深入.如国内某些企业,为应付上级检查而对生产现场临时进行整理、整顿、清扫,当检查团一走,就再也不搞这方面的活动,显然不能称之做到现场“清洁”.清洁需要持续的坚持.素养:即培养作业人员执行作业、遵守现场纪律的习惯和作风,提高人员素质.素养是“5S”活动的核心,因为生产线要能稳定、均衡、高效地进行生产,离不开高素质且具有良好习惯的员工.整齐、清洁有序的环境,能给企业及员工带来许多好处,例如对质量的认识与提高,获得顾客和社会的赞誉,提高员工的工作热情,提高企业的形象,增・53・　Group Technology&Production Modernization　V ol.21,N o.4,2004　现代生产与管理技术　强企业竞争力.因此,“5S ”活动从生产的科学化、秩序化和环境化等方面也为生产线的稳定和均衡提供了强有力的支持.3　目视管理与产线平衡目视管理是利用形象直观、色彩适宜的各种视觉感知信息来组织生产现场活动,它是一种以公开化和视觉显示为特征的管理方式.由于目视管理主要依靠形象直观的视觉感知信息,能引起人们的注意,让人一看就懂,知道自己作业或工作的缺陷和不足之处,所以它是一种效率高、不易错、以人为本的工作方法,很受现场管理人员的欢迎[4,5].常用的与生产线平衡联系密切的目视管理手段有下面两种.(1)生产任务及完成情况的看板和公开图表管理.看板管理是可视化的一种表现形式,即对数据、情报等状况一目了然地表现,主要是对管理项目,特别是情报进行的透明化管理活动,它通过各种形式如标识、现状板、图表、电子屏等把文件上、脑子里或现场等隐藏的情报揭示出来,便于快速发现、快速应对.在现场,工作人员通过这种图表特别是能实时自动跟踪统计生产线状况的电子图表,使操作人员可以时时刻刻知道自己工位的现状,即工位能力是否充足、瓶颈或接下来的瓶颈是否将要在此出现.这就相当于一个在线反馈,对生产线的走向实时监测,一旦生产线将要异常或正在异常时能及时报警,使生产线现场相关人员能未雨绸缪,及时解决问题,确保生产线处于稳定、均衡、高效率的运作之中.(2)标准作业指导书(Standard Operation Proce 2dure ,简称S OP ).具有防错功能,也就是说在操作标准化的前提下,不管是谁,只要按照标准作业指导书进行作业,即使你原来从未操作过这个机器或进行过这种作业,一样能够合格地完成.它的最大优点就是能够使生产线的均衡性在有新手作业时不会遭到破坏;进一步而言,企业能够弹性配置作业人数,降低因市场需求多变而频繁转产所造成的人员招募和储备成本,提升企业的应变能力,实现柔性生产.4　结　论目前,产线平衡已被公认为生产流程设计及作业标准化中最重要的方法之一.企业实现均衡生产不仅有利于保证设备、人力的负荷平衡,从而能提高设备和工时的利用率,同时还有利于建立正常的生产秩序和管理秩序,以保证产品质量和安全生产;均衡生产还有利于节约物资消耗,减少在制品,加速流动资金的周转,从而降低生产成本;在均衡生产的基础上实现“单元生产(cell production )”,也提高了企业生产应变能力,对应市场变化实现柔性生产系统;通过平衡生产线,可以综合运用程序分析、操作分析、动作分析、Lay out 分析、时间分析等传统工业工程手法,能提高全员的综合素质.总之,现代生产企业在大力提倡现代工业工程应用时,不要忽视基础工业工程方法在企业中所起的事半功倍的作用.参考文献:[1]　范中志,张树武,孙义敏.基础工业工程[M].北京:机械工业出版社,2001.[2]　黄元元.5S 现场管理[J ].企业改革与管理,2004,(1):52-53.[3]　祝　健.IE 与“5S ”在国有企业中的应用[J ].机械制造,2000,38(3):45-48.[4]　肖智军.现场管理三大工具———标准化・目视管理・管理看板[J ].企业管理,2003,(11):64-70.[5]　张喜征.目视管理的现场动作[J ].管理,2001,(3):28-30.R esearch on the M ethods o f Stream line B alanceS UN Jian 2hua ,G AO G uang 2zhang ,J I ANG Zhi 2qiang(Zhengzhou Institute of Aeronautical Industrial Management ,Zhengzhou 450015,China ) Abstract :Based on the concept of streamline balance ,this pa 2per analyses s ome principle methods of traditional industrial engi 2neering ,discusses the relations between ”5S ”activities ,visual management and streamline balance.The fact that streamline bal 2ance has been one of the m ost im portant methods of process design and job standardization is pointed out at last.K ey w ords :streamline balance ;w ork study ;5S;visual manage 2ment・63・《成组技术与生产现代化》2004年第21卷第4期　　现代生产与管理技术　。