在馬戲團(tuán)的世界里，走鋼絲需要令人難以置信的平衡和技巧。一個(gè)錯(cuò)誤的舉動可能會產(chǎn)生可怕的后果。優(yōu)化裝配線上的工作流程并不那么危險(xiǎn)，但它需要一套類似的技能。

有效的平衡可最大限度地減少浪費(fèi)，并確保生產(chǎn)線高效運(yùn)行。然而，生產(chǎn)線平衡對不同的制造商意味著不同的東西。該術(shù)語還取決于變量，例如正在組裝的產(chǎn)品類型和節(jié)拍時(shí)間。

“生產(chǎn)線平衡是一個(gè)術(shù)語，用于解釋精益組織中調(diào)整生產(chǎn)線上的勞動力以根據(jù)需求率匹配節(jié)拍時(shí)間的過程?！盇rt of Lean Inc總裁、豐田汽車公司前工程師 Art Smalley 說，“這意味著平衡生產(chǎn)線上的勞動力量與客戶的需求率。

“生產(chǎn)線平衡通過標(biāo)準(zhǔn)化工作以精確的方式將勞動力數(shù)量與需求生產(chǎn)率聯(lián)系起來?！盨malley 解釋道。“例如，豐田的主管必須與團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)和團(tuán)隊(duì)成員合作，根據(jù)涉及節(jié)拍時(shí)間和標(biāo)準(zhǔn)化工作圖表的計(jì)算來調(diào)整人力。這避免了在需求增加時(shí)生產(chǎn)線上沒有足夠的操作員，或者在需求減少時(shí)生產(chǎn)線上多余的勞動力。

Strategos Inc.總裁兼工廠布局專家Quarterman Lee補(bǔ)充道：“在手動裝配線上，平衡確保每個(gè)生產(chǎn)操作都有大致相同的相關(guān)時(shí)間，以便操作員可以按順序工作。一切都必須同步才能高效運(yùn)行?！?/p>

生產(chǎn)線平衡是精益制造計(jì)劃的重要組成部分，因?yàn)椴黄胶鈺a(chǎn)生浪費(fèi)。

Change Management Associates 常務(wù)理事 Drew Locher警告說：“不平衡將產(chǎn)生大量的在制品（WIP）和閑置的操作員。生產(chǎn)線平衡是平順化的一部分，它是平衡生產(chǎn)的藝術(shù)。這使生產(chǎn)能夠有效地滿足客戶需求，同時(shí)避免批量生產(chǎn)。它導(dǎo)致整個(gè)價(jià)值流中的庫存、資本成本、人力和生產(chǎn)提前期最少。

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“每當(dāng)需求發(fā)生變化時(shí)，你都必須重新平衡?！盠ocher說?！霸谌魏晤愋偷陌从唵紊a(chǎn)環(huán)境中尤其如此。有些生產(chǎn)線需要在每個(gè)班次重新平衡。例如，這在門窗制造業(yè)中很常見。

“當(dāng)團(tuán)隊(duì)成員通過改善消除流程中的浪費(fèi)時(shí)，我們得到的結(jié)果是幾個(gè)流程中都有空閑時(shí)間?！盚onsha Group總裁 Sammy Obara 指出?！皥F(tuán)隊(duì)成員傾向于用非增值工作來填補(bǔ)這段時(shí)間，或者放慢他們的周期時(shí)間。

“通過生產(chǎn)線平衡，有可能將收益轉(zhuǎn)化為底線?！監(jiān)bara 解釋說，他花了三年時(shí)間在日本豐田市研究精益制造原則，并在巴西、委內(nèi)瑞拉和美國的豐田裝配廠應(yīng)用了 10 年。“你通過將人員重新部署到其他增值活動、解決問題、進(jìn)行改善或替換退休或離開公司的人員來實(shí)現(xiàn)收益?！?/p>

“如果您不平衡生產(chǎn)線并讓所有團(tuán)隊(duì)成員在越來越多的空閑時(shí)間工作，那么您將擁有一條以相同成本運(yùn)行的生產(chǎn)線，但工作內(nèi)容卻更少。”O(jiān)bara 說。“精益的一個(gè)常見做法是不斷消除所有流程中的浪費(fèi)，這會在流程中產(chǎn)生空閑時(shí)間。領(lǐng)導(dǎo)層必須實(shí)現(xiàn)這些個(gè)人收益。”

精益生產(chǎn)就是建立從原材料采購到最終產(chǎn)品交付給客戶的連續(xù)流程。這個(gè)概念在豐田生產(chǎn)系統(tǒng)之父大野耐一的名言中得到了最好的體現(xiàn)：“能流就流，不能流就拉”。

“在工廠內(nèi)創(chuàng)建流程始于下游的'先導(dǎo)'過程，例如最終組裝?！盤roductivity Engineering Services LLC 總裁 Jeffrey Miller說?！斑@是最關(guān)鍵的部分，因?yàn)樗罱咏耐獠靠蛻簦檎麄€(gè)流設(shè)定節(jié)奏。”

“生產(chǎn)線平衡很重要，因?yàn)樗兄趯?shí)現(xiàn)連續(xù)流的精益目標(biāo)?！盡iller 解釋說?！跋胂笠幌拢哌M(jìn)一家裝配線的工廠，該裝配線應(yīng)該在一小時(shí)內(nèi)完成一定數(shù)量的工作。如果線路平衡不佳，一些站點(diǎn)可能會因工作而變得不堪重負(fù)，而另一些站點(diǎn)則有空閑時(shí)間，從而導(dǎo)致瓶頸和延誤。這可能會導(dǎo)致一個(gè)站點(diǎn)的 WIP 堆積，而另一個(gè)站點(diǎn)可能會用完零件或材料來處理。

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“結(jié)果，線路的流動被打亂了，一些站點(diǎn)工作速度緩慢而另一些站點(diǎn)工作速度很快，導(dǎo)致設(shè)施間歇性和不穩(wěn)定的流量。”Miller 指出?！坝捎诖颐Φ墓ぷ骱蜕a(chǎn)過程中缺乏一致性，這可能會導(dǎo)致整體生產(chǎn)力下降，以及錯(cuò)誤和缺陷的增加。

“此外，生產(chǎn)線平衡不佳會導(dǎo)致庫存水平上升，因?yàn)椤唵巍军c(diǎn)生產(chǎn)過剩，而瓶頸站點(diǎn)越來越落后?！盡iller 補(bǔ)充道?！斑€有寶貴的占地面積被等待處理的過剩庫存所占用?！?/p>

為避免這些問題并確保成功，重要的是擁有平衡良好的生產(chǎn)線，以保持組件、材料和工作在裝配廠的順暢、一致的流動。

“在傳統(tǒng)的批量模型裝配線中，產(chǎn)品是大量生產(chǎn)的。”Miller說?！袄?，A型可能生產(chǎn)一周，然后是B型的兩周，C型的三周。這個(gè)過程需要整個(gè)生產(chǎn)線在切換模型時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而導(dǎo)致效率低下和浪費(fèi)。

“不同型號的不同工作內(nèi)容需要為每個(gè)型號配備專用的生產(chǎn)線天平?！盡iller 解釋道?！斑@種生產(chǎn)方式不僅增加了成品庫存，還會導(dǎo)致成堆的WIP庫存，從而導(dǎo)致高庫存持有成本。此外，它還會延長交貨時(shí)間并對客戶服務(wù)產(chǎn)生負(fù)面影響。”

相比之下，精益制造計(jì)劃采用混合模型裝配線，該裝配線可以平衡地同時(shí)構(gòu)建不同模型而無需轉(zhuǎn)換。生產(chǎn)組合根據(jù)客戶需求進(jìn)行均衡。因此，舉例來說，該生產(chǎn)線可能會生產(chǎn)一個(gè)單位的模型 A，然后是兩個(gè)單位的模型 B 和三個(gè)單位的模型 C，然后重復(fù)該序列。

“這種連續(xù)流動方法需要在生產(chǎn)線側(cè)儲存所有零件編號，或者實(shí)施材料排序和配套系統(tǒng)?！盡iller 說?！斑@種方法的回報(bào)包括能夠以最短的交貨時(shí)間快速響應(yīng)客戶訂單，同時(shí)保留很少的成品和 WIP 庫存。”

工程師犯的最大生產(chǎn)線平衡錯(cuò)誤之一是沒有考慮足夠的靈活性。

“生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)需要允許這種做法發(fā)生?！盨malley說?！霸谠O(shè)備、布局、材料展示和操作員工作空間方面需要有一定的靈活性，以便進(jìn)行不同級別的人員配備。”

“建立靈活性很重要。”Locher補(bǔ)充道。“你應(yīng)該能夠適應(yīng)線路停工和干擾。而且，您還必須設(shè)計(jì)到最慢的流程步驟，考慮人員、零件和流程的變化。

“當(dāng)您有很多產(chǎn)品變化時(shí)，您需要在生產(chǎn)線設(shè)計(jì)中緩沖它。”Locher解釋道。“這就是為什么低混合、大批量裝配線往往比高混合、小批量生產(chǎn)線更容易平衡。

“通常，U型單元格為您提供最大的靈活性?！盠ocher說?！八鼈兪雇徊僮鲉T能夠四處走動，并完成生產(chǎn)線的第一步和最后一步。但是，這并不總是實(shí)用的。這通常取決于所組裝的產(chǎn)品類型，以及生產(chǎn)設(shè)備的尺寸和配置。

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Strategos的Lee認(rèn)為制造工程師也應(yīng)該考慮創(chuàng)建更多的裝配單元。他指出：“更小、更集中的生產(chǎn)線或多個(gè)裝配工作單元通常比傳統(tǒng)的裝配線提供更好的結(jié)果?！半姵睾洼^小的生產(chǎn)線也減少了需求變化，并減少了成品和在制品庫存。

“汽車和電器裝配中常用的長線性線的生產(chǎn)線平衡更加困難?！盠ee 指出?！肮ぷ鲉卧棺晕移胶庾兊酶尤菀?，因?yàn)椴僮鲉T可以輕松地四處走動并互相幫助?！?/p>

工程師犯的另一個(gè)錯(cuò)誤是根據(jù)當(dāng)前的周期時(shí)間來平衡裝配線。

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“考慮到平衡一條生產(chǎn)線需要額外的努力來創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)化的工作文件、培訓(xùn)、驗(yàn)證以及變化帶來的所有壓力，如果不首先盡可能多地消除浪費(fèi)就來平衡一條生產(chǎn)線是浪費(fèi)機(jī)會?！盚onsha Group合伙人Darril Wilburn說。“首先，精簡周期時(shí)間。然后，使用它們來創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)化工作。最后，平衡這條線?！?/p>

工程師有時(shí)也會犯平衡而不是改進(jìn)裝配過程的錯(cuò)誤。

“當(dāng)裝配站與生產(chǎn)線的其余部分相比超載時(shí)，第一步應(yīng)該是改進(jìn)其零件展示、夾具、工具和內(nèi)部排序?！盩akt Times Group合伙人、《精益裝配》（CRC Press）一書的作者M(jìn)ichel Baudin說。“一旦你與裝配團(tuán)隊(duì)一起在它負(fù)責(zé)的線段內(nèi)的所有車站完成這項(xiàng)工作，你就會重新平衡車站之間的工作。

“管理層傾向于重新平衡，而不是基于個(gè)別任務(wù)'已經(jīng)優(yōu)化'的假設(shè)進(jìn)行改進(jìn)?！盉audin解釋道?！八麄儾辉敢飧鶕?jù)需要深入研究細(xì)節(jié)以實(shí)際改進(jìn)它們。

根據(jù) Baudin 的說法，Yamazumi圖表是一種可以幫助線路平衡計(jì)劃的簡單工具。這些術(shù)語的意思是“堆積如山”，就像根據(jù)工作站上執(zhí)行的所有任務(wù)的時(shí)間構(gòu)建堆積條一樣。

“X軸是沿線的一系列站點(diǎn)?！盉audin解釋道?！癥 軸是時(shí)間，在節(jié)拍時(shí)間有一條線穿過，代表堆疊條的最大高度?！?/p>

“設(shè)置每月節(jié)拍時(shí)間后，生產(chǎn)團(tuán)隊(duì)便可以按水平軸上的數(shù)字和垂直軸上的節(jié)拍時(shí)間排列每個(gè)操作?！盨malley 補(bǔ)充道?！肮ぷ鲀?nèi)容的數(shù)量——增值時(shí)間元素和浪費(fèi)元素，例如步行時(shí)間或等待時(shí)間——都顯示在每個(gè)堆疊條形圖中。

“在團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人的支持下，工作會根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，以平衡生產(chǎn)線上操作員的數(shù)量。”Smalley 指出?！肮ぷ饕乇M可能轉(zhuǎn)移，以允許不同的勞動力配置?！?/p>

“ Yamazumi圖表是一種顯示工作內(nèi)容如何沿流程分布的可視化方式。”O(jiān)bara 說?！爱?dāng)生產(chǎn)線的工作內(nèi)容按團(tuán)隊(duì)成員分列顯示，并細(xì)分該團(tuán)隊(duì)成員執(zhí)行的較小步驟時(shí)，更容易直觀地看到誰的工作量更多，誰的工作量更少，誰的工作量更大節(jié)拍時(shí)間以及誰有能力承擔(dān)其他任務(wù)。生產(chǎn)線平衡變得更容易執(zhí)行?！?/p>