如何判断制造业生产线的工作是否平衡

这篇文章特别适合传统制造业，或者那些部分实现自动化，既有设备又需要人工操作的生产线。

不知道你在工作中有没有遇到过下面这些情况呢？ 当你到生产线巡视的时候，会发现有的操作工在设备旁闲坐着发愣，一副很清闲的样子；

而有的操作工却忙得不可开交。

就好比在生产手机外壳的生产线，明明有同样可以用来加工手机外壳的设备 B 闲置（idle，空闲、不运作的意思）在那里，旁边堆满了待加工的手机外壳材料，可操作工却只专注于设备 A 的上料工作，对设备 B 不管不顾。 客户下订单的时候，订单上要求的交货期限（Lead time，指从客户下单到收到货物的时间）有时会短于生产计划安排的排产交期，结果导致没办法按时给客户发货。当你跟进手机外壳产品进度时，会发现某个工序等待的时间特别长，其他待加工的手机外壳样品也都在这个站点排队等候排产。后面的工序因为没有前面工序加工好的材料，只能停工等待，结果整条生产线就这么停滞在那儿了。 更让人哭笑不得的是，设备没问题、人员也都到位、材料也准备好了，但是转运手机外壳的盒子不够，或者放置手机外壳半成品的盒子、篮子数量不足，大家只能干等着。半成品仓库里，存放手机外壳半成品的货架被塞得满满的，仓管人员着急地要求赶紧清理。 还有检验环节，这也是一种不小的浪费。尤其是过程检验，采用百百检（100% inspection，即对每一个产品都进行检验）的方式，这大大增加了等待的时间。 只要是和生产手机外壳有关的工作，上面这些问题或多或少你可能都遇到过。

总结起来，主要就是三种浪费现象：

1. 不饱和

2. 不均衡

3. 超负荷

就像下面图 1 所展示的一样。 有经验的管理人员心里都很清楚一些改善措施，我在这儿就不班门弄斧了。不过，如果要用数据来支持和评估生产线改善前后的效果，我倒是可以给你分享一个方法。 在项目刚开始的时候，客户一般都会先要求提供手机外壳样品。当产品图纸和工艺等都评估完后，在样品试制期间，通常会为每个工序从产线协调一台设备来完成手机外壳样品的制作（fabrication，制造、制作的意思）。就像图 2 展示的，这几道工序，可以收集每步工序的单位时间，因为设备都是一台，这样就能得到工序作业时间（单位：分钟，min）。

（此处应插入图 2：样品试制 单一设备工艺流程）

这里给你引入一个线平衡率的概念：它是用来描述生产线中各个工站的标准工作时间的一致性程度。

线平衡率的计算公式是：

线平衡率 = 所有工序时间总和÷（瓶颈工站的时间×总工序数）根据这个公式来计算，线平衡率为 30%。在生产手机外壳的这个流程里，瓶颈工序是粗抛这一步，在只有一台设备的情况下，该工序加工一片手机外壳的时间为 15 分钟（这是换算成单位片数的工序时间，一般根据手机外壳的尺寸大小，抛光一次出片数量会有所不同）。 于是，为了让生产线更加平衡，可以再配置一台抛光设备。

（此处应插入图 3：根据产能需求，增加瓶颈工序设备） 重新计算后，线平衡率 = 46%，相比之前提高了 16%。这里要补充一点，最好在成本模型里面验证一下，在日产能为 130 片手机外壳/天的情况下，这样的设备配置是能够满足生产需求的。要是日产能超过这个数量，那就需要增加设备了。 如果还能进一步对生产流程进行优化，比如客户对手机外壳的规格要求其实并不高，不需要增加精抛工序就能达到尺寸和表面质量的要求，那么就可以把抛光工序合并成一步，这样工序就减少到 6 步，同时配备 3 台抛光设备，就如图 4 所示。

（此处应插入图 4：根据规格要求和制程能力，优化流程 ） 经过这样的优化后，线平衡率提高到了 51%，又增加了 5%。和最开始 30%的线平衡率相比，整整提高了 21%。由此可见，改善措施还是有很明显的效果的（如图 5 所示）。

（此处应插入图 5：改善前后，线平衡率比较）