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生产线平衡实战技法

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13382173255(Karen郑老师)

学员背景| Course Background

参加对象:生产总监、车间主任、IE 工程师、设备工程师、制造工程师、持续改进专员、班组长等一线生产管理人员

授课形式:内训

授课天数:2 天

课程背景| Course Background

当前全球制造业正加速从 “大规模标准化生产” 向 “多品种小批量柔性生产” 转型,国内企业面临客户需求多样化、交货周期缩短、成本压力加剧等挑战。生产线平衡作为工业工程(IE)的核心技术之一,是解决多品种混流生产中工序效率失衡、减少等待浪费、提升整体产能的关键手段。

2024 年《中国制造业生产效率白皮书》显示,68% 的制造企业存在生产线不平衡问题:瓶颈工序导致整体效率损失超 20%,设备综合利用率(OEE)平均低于 70%,交货周期因工序衔接不畅延长 25% 以上。传统生产模式中,工站作业时间差异大、人员技能不匹配、设备布局不合理等问题普遍存在,导致物料停滞、产能浪费和质量波动。

本课程聚焦制造业生产线平衡的核心痛点,结合工业工程理论与实战案例,系统讲解生产线平衡分析方法、改善步骤及工具应用。通过山积表分析、动作经济原则、瓶颈消除技法等核心模块,帮助学员掌握从现状诊断到持续改善的全流程操作,实现生产线平衡率提升、生产成本降低和交付效率优化,助力企业构建柔性生产优势。

课程收益| Program Benefits

● 掌握生产线平衡分析工具,能独立完成产线现状诊断与数据量化分析
● 学会运用 ECRS 原则、动作经济原则、瓶颈消除技法等实战方法,制定针对性改善方案并推动落地
● 建立 “消除浪费、持续改善” 的工业工程思维,识别生产流程中的八大浪费并设计优化策略
● 提升跨部门协作能力,能够带领团队实施生产线平衡项目,实现平衡率提升 15%-25%、产能提高 20% 以上
● 掌握标准化作业设计与推广方法,确保改善成果固化

课程大纲| Course Outline

课程导入

通过播放工业生产流水线案例视频,引出生产线平衡的重要性,结合当前制造业多品种小批量生产趋势,说明生产线平衡对提升效率、降低成本的关键作用。

第一讲:生产线平衡概述

一、引言

1. 生产模式演变

o 手工作坊

o 福特生产方式

o 丰田生产方式

2. 生产线平衡

o 流水线生产和工作区域作业模式

o 实现整体生产效率提升。

o 不平衡表现为各工序间存在等待时间,导致生产效率低下、成本增加。

3. 影响生产线平衡的因素

o 人员:员工工作态度、熟练度、心理状态及健康状况。

o 方法:工序操作方法、工站排配及标准化程度。

o 物料:物料品质、供应稳定性、包装方式及摆放位置。

o 环境:生产现场的噪音、灰尘、温度、照明等环境因素。

二、常用术语

1. 节拍(TAKT Time)

计算公式:节拍 = 净运作时间 / 客户需求数量,

o 举例说明节拍计算过程,如某制品流水线节拍计算。

2. 工站与瓶颈时间

o 工站:一个或多个作业员在同一工作地完成特定作业的操作组合。

o 瓶颈时间:产线作业工时最长的工站标准工时,决定产线产出速度。

3. 单件标准时间:一个作业员独自完成一个产品所有加工作业所需的时间。

4. 生产线平衡:通过技术组织措施调整生产线作业时间,使工站周期时间等于节拍或成整数倍关系。

5. 平衡率

计算公式:平衡率 =(各工站时间之和)/(瓶颈工时 × 总人数)×100%。

目标值:含大型设备产线目标值约 95%,无大型设备产线目标值约 85%。

6. UPPH:每人每小时生产的产品数,通过案例比较不同生产线效率。

三、生产线平衡分析

1. 平衡率计算:

案例演示:平衡率计算过程,包括各工站时间、总人数、瓶颈工时的确定。

2. 不平衡损失时间:计算方法为(瓶颈工时 × 合计人数)- 合计工站时间,分析其对生产效率的影响。

3. 山积表应用:介绍山积表概念,通过绘制各工站时间的迭加式直方图,直观分析生产线时间结构。

 

第二讲:线平衡改善步骤

一、数据收集与分析

1. 现状测量

o 分时段按工站测量工时,记录数据并注意排除消极怠工情况。

o 计算现有线体平衡率,考虑辅助人力影响,对比各时段平衡率诊断问题。

2. 制作山积表:分解各工站动作时间,以直方图形式呈现,明确各工站时间分布及瓶颈位置。

二、消除生产浪费

1. 八大浪费识别:详细阐述不良修正、制造过多、加工过剩、等待、在库、搬运、动作、管理等八大浪费在生产线中的表现。

2. 浪费改善方法:针对每种浪费制定相应改善措施,如通过防错装置减少不良修正浪费,优化物料配送减少等待浪费。

三、方法研究与改善

1. 动作分析

o 动素分析:将作业动作分解为基本动素,识别增值与非增值动作,如核心动素(安装、切削)和辅助动素(取工具、行走)。

o 动作经济原则:分人体运动、工作场所布置、工具设备设计三大类,案例分析:双手对称运动、工具就近放置。

2. 流程分析

四大原则:运用 ECRS(取消、合并、重排、简化)原则优化流程案例分析:如何通过流程重排减少工序。

o 五大内容:包括工艺、检验、搬运、等待、储存流程分析,制定优化方案。

3. 操作分析:人机操作分析,绘制人机作业图,优化人机配合;双手操作分析,设计合理双手动作流程,提高作业效率。

四、建立新生产流程

1. 流程设计:根据改善方案重新设计生产流程,确定各工站作业内容、顺序及时间分配。

2. 标准化设定:制定标准化作业指导书(SOP),明确操作步骤、关键控制点、安全注意事项等,建立标准化条件。

五、效果确认与总结

1. 改善后测量:实施新流程后,再次测量各工站时间、平衡率、UPH、UPPH 等指标,制作改善后山积表对比效果。

2. 总结报告:撰写改善总结报告,包括改善目标、实施过程、效果分析、经验教训及后续改进方向。

3. 标准化推广:将成功改善方案在相似机种、相似工站平行展开,更新标准化文件,纳入公司标准作业体系。

 

第三讲:生产线平衡实战技法

一、消除瓶颈工站

1. 瓶颈分析

o 识别方法:通过产品堆积、工时测量、山积表分析确定瓶颈工站。

o 产生原因:从人员、设备、物料、方法、环境等方面分析瓶颈产生的根本原因,如人员熟练度低、设备故障、物料供应不及时。

2. 改善手法

o 工站重排法:

案例分析:如何通过重排降低瓶颈工时。

o 动作经济原则应用:通过改进操作动作、优化工作场所布置、设计专用工具,减少作业时间,如使用悬挂工具减少拿放动作。

作业机械化 / 自动化:引入自动化设备或机械化工具,替代人工操作,提高作业效率,降低劳动强度。

o 技能提升:采用工作教导四阶段法(准备、示范、实做、上线)培训作业员,提升瓶颈工站人员技能水平。

o 增加作业人员:在瓶颈工站增加人力,分担作业任务,缩短瓶颈时间,同时合理安排人员分工。

二、分析与改善工具

1. 工时测量表:设计工时测量表,记录工站编号、作业内容、测量时间、操作人员等信息,为分析提供数据支持。

2. 人机分析表:用于记录人机作业过程中人和机器的动作及时间分配,分析人机配合效率,优化人机作业流程。

3. 双手分析表:详细记录双手在作业中的动作顺序和时间,识别双手动作浪费,设计更合理的双手操作方式。

4. 流程程序图:以图形化方式展示生产流程,标注各工序的操作、检验、搬运、等待、储存等环节,便于流程分析和优化。

三、线速与瓶颈验证

1. 皮带线速度分析

计算公式:线速 = 工站间距 / CT(周期时间),通过在输送带上画节距线,分析线速过快或过慢对生产的影响,调整线速至合理范围。

2. 真假瓶颈判断

假瓶颈:

o 真瓶颈:

 

第四讲:生产线平衡约束问题

一、位置约束

1. 作业位置分类:包括前部、顶部、后部、左部、右部、底部和内部等,分析不同位置作业对人员操作的影响。

2. 优化策略:将相同位置约束的作业集中安排,减少位置更换次数和时间,提高作业效率,如集中安排顶部安装作业。

二、固定设备和工具约束

1. 约束特点:某些作业需要专用设备或工具,重复设置会增加成本,影响生产效率。

2. 解决方法:在不违反作业顺序原则下,集中安排使用同一设备或工具的作业,提高设备利用率,减少工具更换时间。

三、清洁约束

1. 作业分类:分为清洁作业(如精密仪器装配)和油污作业(如机械加工),油污作业可能污染清洁作业部件。

2. 安排原则:将清洁作业和油污作业分开区域安排,避免相互影响,确保清洁作业环境,如设置独立清洁装配区。

四、疲劳约束

1. 疲劳因素:作业强度大、重复频率高、姿势不舒适等导致作业员疲劳,影响生产效率和质量。

2. 平衡策略:合理分配各工站作业强度,避免某一工站疲劳过度,将强度大的作业与轻松作业搭配安排,定期轮换作业人员。

 

第五讲:打破平衡

一、打破平衡的时机

1. 产能停滞分析:

2. 目标设定:以提高平衡率、提升产能、降低成本为目标,制定打破平衡的改善计划。

二、动素分析与优化

1. 动素分类:区分核心动素(增值动作)、辅助动素(必要但非增值)和消耗性动素(浪费动作),如等待、无意义搬运属于消耗性动素。

2. 优化方法:消除消耗性动素,减少辅助动素,优化核心动素,通过案例说明如何通过动素分析减少浪费动作。

三、持续改善案例

1. 缓冲垫改善

案例分析:将缓冲垫改为卷状连片式,方便撕背胶,减少取放时间,提高作业效率,展示改善前后对比数据。

2. 流程重组:

案例分析:整个生产流程重新梳理,合并或取消低效工序,重新分配工站任务,实现平衡率提升和产能突破。

课程总结

一、核心内容回顾

1. 生产线平衡的基本概念、常用术语及分析方法,如节拍、瓶颈时间、平衡率计算。

2. 线平衡改善步骤,包括数据收集、浪费消除、方法研究、流程建立及效果确认。

3. 实战技法中的瓶颈消除手法、分析工具应用及约束问题解决策略。

4. 打破平衡的时机和方法,通过动素分析和持续改善实现产能提升。

二、实战案例复盘

1. 选取典型案例,如某冲压产线通过工站重排和设备改进降低瓶颈时间,提升平衡率和 UPH。

2. 分析案例中的关键成功因素,如跨部门协作、员工培训、工具创新等。

三、下一步计划

1. 短期计划:在学员所在企业选取一条生产线进行试点改善,应用课程所学方法,设定 3 个月内平衡率提升 10% 的目标。

2. 长期规划:建立企业生产线平衡持续改善机制,定期开展培训和改善活动,将生产线平衡纳入绩效考核体系,目标一年内实现全公司生产线平衡率平均提升 15% 以上

讲师背景| Introduction to lecturers

珀菲特顾问|王大伟老师

讲师简介 / About the Program Leader

王大伟老师   精益生产管理实战专家

20年世界500强企业精益管理实战经验

精益6sigma黑带

上汽工业集团“智能制造”职业技能联赛冠军

新加坡KCD全球认证讲师

曾任:库卡机器人(全球机器人四大家族之首,世界500强) 丨 精益管理经理

曾任:艾默生(工业自动化头部,世界500强) 丨日本神奈川公司亚太区精益运营负责人

曾任:开利空调(全球空调行业领袖企业,世界500强) 丨 高级工业工程师

曾任:延锋汽车(汽车零部件头部企业,国企) 精益制造专家

曾任:麦肯锡咨询(行业头部) 顾问(SM高级经理)

擅长行业&领域:汽车行业及零部件、机器人研发及制造、机械重工、传统制造业、快递&物流,仓储供应链;精益运营及供应链管理、智能制造领域、数字化生产

—→700+精益生产项目操盘者:38企业提供精益、提效方案,实操700+精益项目,其中30+为欧美亚太跨国大型精益生产项目,实现降本增效业绩累计137亿美金;

—→200+精益生产人才培养者:培养物流行业第一批精益黑带138人,精益倡导者(事业部总裁)16位,精益champion(枢纽中心总监、门店大区总经理)69位;

100+精益生产技术创造者:主导研发库卡机器人矩阵式柔性制造系统、上汽集团多产品族高阶VSM体系AGV仓储物流系统设计激光弱化视觉识别系统防错、凯迪拉克柔性门板装配单元改造、注塑火焰机器人单件流设计、奔驰白车身焊装生产线规划;DP智慧仓储供应链、卡特彼勒跨国供应链整合与价值流转型等,创造直接收益累计30+亿元;

—→6000+工厂/门店赋能者:为德邦集团、山工机械、上汽通用等6000+工厂/门店开展500多场精益相关培训,好评率超99%;

实战经验:

王大伟老师深耕精益生产20年,历经欧美外企、国企、大型上市公司等多类型企业实践,均为世界500强前列科技类企业或为其提供管理咨询服务,横跨“汽车、机器人、物流、家电”四大行业,驻日研修两年之余,精通日本当地丰田TPS生产方式内核,擅长将国际精益生产理论与中国制造业场景深度结合。基于多领域实战经验和对美系、德系与日系生产系统的对比与研究,构建“本土化精益落地范式”,通过柔性产线升级、智能物流系统搭建、跨国跨行业流程重构等创新手段,实现适配中国本土企业的精益转型方法论。

 

汽车领域】:以工艺革新驱动全链路价值重构

——任职延锋汽车饰件系统有限公司--精益生产专家

2亿+增效:主导AGV仓储物流系统设计」、「激光弱化视觉识别系统防错」、「柔性门板装配单元改造」、「注塑-火焰机器人单件流设计」等多项复杂项目,通过新技术和新模式实现对门板错漏装、气囊激光弱化线等质量差错预防,以及场内物流自动化运输的智能系统升级,改善生产流程,助力每年度均获取超过2亿以上的现金收益;

800万+降本:完成全新君威E2SB、新君越E2LB两款车型的柔性焊接线,君越门板焊接效率提升56%激光设备(车型共享)整体节拍提升约13%,通过防错手段将质量逃逸控制在几乎为0主导优化凯迪拉克XT5(C1UL)仪表板设备布局、工艺规划,减少预算成本238万,人头成本60万,减少模具投入成本56万主导凯迪拉克CT6 OMEGA项目整合,节省场地220+方;通过优化生产计划组织和表皮排版逻辑,年度节省PVC/TPO/PUR等表皮473万

【机器人领域】:以系统集成思维重塑生产智造范式

——任职库卡柔性系统上海有限公司--中国区精益经理

8000万创收:主导建立标准化系列化设计库,不断优化现有设计&集成解决方案,促进生产流程优化,实现约1500万现金收益,同时带来VW南北大众和BBA(奔驰宝马奥迪)三家整车厂的客户粘性;主导车间预集成施工管理,建立目视化标准和生产作业规范cookbook从效率、质量和安全方面进行监督和改进实现年度总计6700万持续改进项目收益

【物流与供应链领域】以系统工程方法论重构物流体系

——任职德邦股份集团精益物流专家P9(高级总监)

200+精益人才培养:培养物流行业第一批精益黑带138人,精益倡导者(事业部总裁)16位,精益champion(枢纽中心总监、门店大区总经理)69位,落地降本增效项目1694条,共节省7000万元。

物流电商行业首位精益管理专家:从0到1为德邦集团搭建DBS体系,实现了网规、终端、仓储供应链及德邦科技的运营流程整合与升级,减少作业节点338个,减少收派异常27%,减少攻击性货物引起的车辆、货物及纠纷事件57%,大大提升客户体验和行业口碑。

技术链接:构建与京东总部的双网融合,促进大件快递的人力资源与流程升级,信息系统互建,直接人力成本减少约3000人,车俩资源减少17%,仓库面积节省超过2万平;落地大件快递的4段码信息技术导入,实现大件快递的精准实时监控运营,提升时效达成,预防丢件,且为数字化物流打下坚实基础。

【家电领域】以产线重构实现资源效能最大化

——任职开利空调--高级工业工程师

产能提升:主导发泡车间改善重新布局,解决因操作空间限制与搬运不畅的问题,产能由原来978块/天增长为1218块/天更新设备并改善车间5S,彻底消除冲注枪头堵塞的风险,减少非计划停机23%

人员精简:主导AHU面板材料用彩钢板代替冷轧板项目,理论计算成本节约占原成本的7.224%;新增TOX铆接工序,解决公司大量余料的浪费问题;主导FCU装配线工序的简化与重排,CT由45s减少为41s,人员减少2人/line;

【综合工业领域】以多学科协同整合生态价值链

——艾默生神奈川技术中心(亚太)-精益供应链负责人

210万美金收益:主导Toyota M906、Panasonic M824HJTOTO M502HJ工程项目转移,同时主导FY12精益项目管理,直接收益210美金实现多个零部件的中国本地制造,日本本土核心零部件的交期缩短。

精益转型:打造中国区域的精益管理和专业人员队伍,转换技术标准754项,平稳完成“日本制造”向“中国制造”的供应链转型,实现产量翻3翻,成本降低37%的战略目标。

 

部分咨询案例:

——担任麦肯锡卡特彼勒CAT CPS项目经理及精益供应链顾问期间,致力于为卡特彼勒(中国)构建高效的生产和供应链体系,实现1000亿美金愿景。

►►南昌某汽车零部件供应商MES系统布置以及现场实施

成果:实现运营数据的实时监控,增加防错节点83项,优化交付OTD表现27%

►►重庆某发电机设备供应商产能优化提升、库存管理方案策划

成果:生产线平衡设计,提升效率43%且优化人员55人;在制品和仓库的存货方案优化,实现ABC管理和先进先出。

►►浙江某油缸供应商业务转型项目

成果:实施产线的快速换型专项和全员TPM管理系统导入,实现OEE达成73%

►►CAT核心战略供应商VSMT项目

成果:帮助应流集团铸钢产品如大臂、十字粱,后轮的专线高速制造,OTD由57%提升为93%,质量水准FPY由27%提升至88%。

►►北方某汽车零部件供应商业务转型项目

成果:大连某传动部件供应商的3家工厂产能提升,产能提升260%,减低存货22%

►►CAT山工机械收购及供应链整合项目:APQP\PPAP和评估项目(26家)

成果:通过专项辅导26家零部件供应商的PFMEA及工艺制造文件,帮助其达成卡特彼勒的供货OTD和质量技术标准。

►►广汽传祺番禺基地MES/APS诊断与规划,项目实施与调试验收

成果:通过现场调研,梳理331项运营指标和优化40多条制造流程,实现运营状况的监控和分析,并完成高级排产规划。

授课风格:

★ 寓教于乐,符合成年人学习规律,课程生动活泼,气氛活跃;与学员互动积极,双向交流,将知识点的掌握与课堂问答融为一体。

★ 注重实战,案例丰富,由浅入深,便于学员消化吸收,并快速着手实操。

★ 针对性强,针对不同行业和产品工艺定制不同的案例,优化授课切入点,真正做到因地制宜,因材施教。

★ 注重学员群体的背景分布和技能基础,针对性调整知识点难度和案例设计,使不同职能不同层次的学员都能最大化收益。



培训课程 / Training courses

《全面精益生产管理》

SMED快速换型实战应用》

TPM全员生产性维护推行实务》

《降本增效与成本控制》

《浪费识别与精益改善》

《精益班组建设》

《标准化作业与防错》



代表性客户 / PART OF TRAINED COMPANIES INCLUDED BUT NOT LIMITED TO

山东山工机械有限公司、徐州工程机械集团有限公司、鹰普(中国)有限公司、开利(上海)空调设备有限公司、艾默生(日本)工业自动化有限公司、安徽应流集团、艾默生过程管理(天津)阀门有限公司、上汽通用东岳有限公司、上海大众三厂、一汽大众汽车有限公司成都分公司、上汽通用五菱汽车股份有限公司、华域汽车系统股份有限公司、上海汽车集团股份有限公司、北京奔驰汽车有限公司顺义分公司、北京理想汽车有限公司常州分公司、库卡机器人(上海)有限公司、库卡柔性系统(上海)有限公司、大连创新齿轮箱制造有限公司、延锋汽车饰件系统有限公司、浙江吉利汽车技术有限公司、上海德尔福汽车空调系统有限公司、淄博格尔齿轮有限公司、隆鑫通用动力股份有限公司、卡特彼勒(苏州)有限公司、卡特彼勒(苏州)物流有限公司、卡特彼勒技术研发(中国)有限公司、德邦物流股份有限公司、深圳市顺丰供应链有限公司……


服务流程

Service Procedure

  • 提交需求
  • 沟通诊断
  • 项目调研
  • 方案设计
  • 达成共识
  • 项目实施
  • 持续跟踪
  • 效果评估

服务优势

Service Advantages

  • 对行业特性的深刻理解

    我们拥有几百家各类企业的项目咨询基础、多行业数据库、多年的行业经验,并对企业进行深度研究和剖析,总结出一系列深入的观点和经验。

  • 丰富的案例库及落地方案

    我们的咨询方案的设计过程秉承“知行合一”的理念,既具备理论知识,又重视项目的实操性。经过多年的经验,我们积累了丰富的案例库,涉及18个领域,近千个案例,并将案例与咨询项目完美结合。

  • 经验深厚的咨询团队

    我们的咨询团队分布于各大领域,拥有多年的业内从业经验,具备丰富的企业管理实操经验。在定制咨询方案前,我们会为客户匹配多位业内咨询师,供客户进行比对选择,根据客户需求及问题,定制化地设计咨询方案,确保项目的顺利进行。

关于珀菲特顾问

ABOUT PERFECT CONSULTANT

我们是?人才培养与智能制造解决方案提供商。

We are? Talent training and intelligent manufacturing solutions provider.

我们做什么?承接组织绩效提升与人才学习发展业务。

What we do ?Provide organizational performance improvement and talent learning development business.

服务的客户:世界五百强企业、合资工厂、国有企业、快速发展的民营企业、行业领头企业。

Customers:Each year, we serves more than 1000 enterprises (including fortune 500 enterprises, joint venture factories, state-owned enterprises, rapidly developing private enterprises and industry-leading enterprises).

  • 2011年成立

    10年更懂你

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    中大型企业共同选择

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    现有公开课

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    现有内训课

  • 800+

    现有在线课程

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线下业务

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  • 内训课

    高层团队引导工作坊

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  • 项目咨询

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    精益智造公开课

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