生产线效率优化设计研究的相关理论基础综述
1.1精益生产
精益生产(LeanProduction)又叫精细生产,精益生产的精髓是消除一切浪费现象,但这只是理想化的目标,浪费现象一直存在,企业只能通过逐步改进,一步步地减少浪费现象,并逐渐提高效率和降低成本。精细生产中的“细”就是做细减少的意思,通过不断改进,越来越朝理想化方向发展。
精益生产里的“精”意思就是说把事情做精、做细,所以精益生产也叫精细生产,把事情改进改进再改进;效率也要高。精益生产里的“益”是利益、还有更加的意思,所谓多多益善,所以“益”就要求企业不断改进,不断创新,不断优化。
精益生产是指合理利用资源,充分利用资源,减少浪费,以零库存、高柔性、零缺陷为目标,以最经济的方式进行生产。当顾客需要时,根据顾客需要的数量,用最少的资源生产出顾客需要的产品,它的实施大大缩短了等待时间、作业转换时间、减少了产品库存、降低了产品的不良率,缩短了产品的生产周期,这是继手工业生产方式和大量生产方式之后的第三个里程碑。
1.2工业工程
工业工程(IndustrialEngineering,简称IE)始于20世纪初的美国,它以现代工业化生产为背景,在发达国家得到了广泛应用。现代工业工程是以管理科学和系统工程学科为基础,以制造工程、制造技术和社会经济为研究对象逐步形成和发展起来的一门交叉的工程学科。它是将人、设备、物料、信息和环境等生产系统要素进行优化配置,对工业等生产过程进行系统规划和设计、评价和创新,从而提高\t/item/%E5%B7%A5%E4%B8%9A%E5%B7%A5%E7%A8%8B/_blank工业生产率和社会经济效益专门化的综合性技术,且内容日益广泛。
1.3生产线平衡
生产线平衡(LineBalance)是是分析生产线上所有工序的负荷,通过调整工序间的负荷分配使各工序达到能力平衡(作业时间尽可能相近)的技术手段和方法,最终消除各种等待\t/item/%E7%94%9F%E4%BA%A7%E7%BA%BF%E5%B9%B3%E8%A1%A1/_blank浪费现象,提高生产线的整体效率。这种改善工序间能力使之平衡的方法也被称为“瓶颈改善”。
生产线平衡的意义有:
a.消除员工等待现象,提升员工\t/item/%E7%94%9F%E4%BA%A7%E7%BA%BF%E5%B9%B3%E8%A1%A1/_blank士气;
b.可以稳定和提高产品质量;
c.改变了传统的小批量作业模式,实现了一个流程生产;
d.缩短产品装配时间,增加单位时间的产量,降低生产成本;
e.提高了工厂整体生产效率,减少现场各种浪费现象;
f.减少工序间的在制品,减少对场地的占用;
g.减少工序之间的准备时间,缩短\t/item/%E7%94%9F%E4%BA%A7%E7%BA%BF%E5%B9%B3%E8%A1%A1/_blank生产周期。
生产线平衡率计算公式为:
各工序的时间总和
各工序的时间总和
工站数×瓶颈时间生产线平衡率= ×100%(2-1)
工站数×瓶颈时间
平衡损失率=1-生产线平衡率(2-2)
1.4空闲时间
流程中的“空闲时间是指工作时间内未能完成有效工作任务的时间,可以指设备或人的时间。在一个步骤中,如果每道工序的节奏不一致,除了瓶颈工序外,其他工序都会有空闲时间。这就需要对生产工艺进行平衡。制造业的生产线多半是在进行了细分之后的多工序流水化连续作业生产线。这时,分工可以简化操作难度,提高操作熟练度,提高工作效率。但是经过这些操作的细化,每个流程的操作时间在理论上,现实上都不能完全相同,这就势必存在工序间节拍不一致出现瓶颈的现象。除了造成不必要的工时损失,还造成大量的工序积压即存滞品发生,严重的还会导致生产中断。为了解决上述问题,就必须对各工序的作业时间平均化,同时对作业进行规范化,以使生产线能够灵活操作。
1.5程序分析
程序分析是指以整个生产过程为研究对象,对整个工艺程序进行研究和分析,从第一个工作地到最后一个工作地,是否有不必要的、重复的、不合理的工作,操作顺序是否合理,搬运是否太多,等待时间是否太长等现象,并制定改进方案的一种分析技术。
程序分析的目的:
a.正确把握\t/item/%E7%A8%8B%E5%BA%8F%E5%88%86%E6%9E%90/_blank工艺过程的全局状态
工艺流程的顺序;明确工序的总体关系;确定各工序的工作时间;找出整个项目的不平衡状态。
b.发现工序问题点
识别和改进产生浪费的工序;找到消耗更多工作时间的工序,重新安排和简化工序;减少停滞和闲余工序